DE1650928C3

DE1650928C3 - Hydraulische Einrichtung zum variablen Druckaufbau in einer als Schaltelement wirksamen Kupplung oder Bremse eines unter Last schaltbaren Getriebes

Info

Publication number: DE1650928C3
Application number: DE1650928A
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg 7990 Friedrichshafen Dach
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1967-12-01
Filing date: 1967-12-01
Publication date: 1978-11-23
Also published as: DE1650928B2; CS167880B2; SE372076B; DE1650928A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drucksteuerventil zum variablen Druckaufbau in einer als Schaltelement wirksamen Kupplung oder Bremse nach dem Oberbe- wi griff des Patentanspruches 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Schalten von Kupplungen (DE-PS 9 33 432) ist es möglich, daß mittels einer Druckregelvorrichtung das Einrücken einer Kupplung allmählich, das Ausrücken dagegen plötzlich hi erfolgt. Der eigentliche Regelkolben sperrt in seiner durch zwei Druckfedern einstellbaren Neutralstellung den Zulauf von Druckmittel zur Kupplung und ist über die eine Druckfeder von einem mit Druckmittel beaufschlagbaren Vorspannkolben verschiebbar. Durch in unterschiedlichen Stellungen des Vorspannkolbens unterschiedliche Drosselung oder Freigabe zweier Zuführkanäle ergibt sich eine zeitliche Druckverlaufskurve mit unterschiedlicher Steigung. Nach einer Verstellung des Regelkolbens aus seiner Neutralstellung wird ein Druck in der Kupplungsleitung durch wechselweises Drosseln und Freigeben der Verbindung eines zwischen zwei Kolbenbunden liegenden Regelraumes mit der Zulaufrichtung einerseits und der Rücklaufleitung andererseits eingeregelt Dabei ist die Zulaufleitung über den Regelraum mit der Rücklaufleitung verbunden, so daß größere Leistungsverluste auftreten können.

Die Zulaufleitung ist in der Neutralstellung des Regelkolbens abgesperrt. Daher muß der Regelkolben zunächst durch den Vorspannkolben und die Regelfeder verschoben werden, was zu Verzögerungen im Druckaufbau in der Kupplungsleitung führt Der Höchstdruck wird erreicht, wenn der Vorspannkolben bis zu einem gehäusefesten Anschlag verschoben und die Regelfeder auf Höchstspannung zusammengedrückt wird. Der gesamte Druckverlauf ist also abhängig von der Federvorspannung, was einen verlängerten Federweg ergibt

Eine außerdem bekannte Drucksteuereinrichtung für eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung (DE-AS 11 55 641) besteht aus einem Druckflüssigkeitsrücklaufkanal steuernden, einteiligen Ventilkolben und einem gegen diesen abgefederten Steuerkolben, dessen Stirnfläche über eine Drosseleinrichtung mit der Druckflüssigkeitseintrittsleitung in Verbindung steht In dieser bekannten Einrichtung sind Eintrittsleitung und Rücklaufleitung miteinander verbunden, so daß ständig Druckmittel durch das Ventil hindurch zum ölsumpf zurückströmt

Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, eine in einem Lastschaltgetriebe arbeitende Kupplung schnell zu füllen, den zum Schalten der Kupplung unter Last benötigten Druck ohne Druck- oder Leistungsverlust aufzubauen und nach Vollzug der Schaltung in an sich bekannter Weise den Druck in der Kupplung bis zum Systemdruck ansteigen zu lassen, um eine gewisse Sicherheit für den benötigten Schließdruck der Kupplung zu gewährleisten.

Gleichzeitig soll — insbesondere in selbstschaltenden Kraftfahrzeuggetrieben mit unter Last schaltbaren Kupplungen — in allen Betriebszuständen ein weicher und stoßfreier Gangwechsel in kleinmöglichster Zeitspanne erzielt werden.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 enthaltende Merkmalsverbindung gelöst. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist im Unteranspruch angegeben.

In einem Drucksteuerventil nach der Erfindung werden Leistungsverluste vermieden, weil von der Zuflußleitung kein Druckmittel direkt in den Rücklauf strömt

Durch die in Ausgangsstellung des Steuerschiebers offene Zuflußleitung kann das Druckmittel bei Beginn des Steuervorganges ungehindert zur Kupplung strömen und diese schnell füllen. Die durch den Dämpfungskolben gegen Ende seiner Bewegung herbeigeführte Offenstellung des Steuerschiebers bewirkt eine Steigerung des Kupplungsdruckes auf seinen Höchstwert gleich dem im Hydraulikkreis herrschenden Systemdruck. Es wird daher das Füllen der Kupplung und die

Druckerhöhung vom Schließdruck der Kupplung bis zum Höchstdruck ohne Einwirkung der Druckfeder erreicht Dies bedeutet eine Verkürzung des Federweges und eine Verringerung der von dem Dämpfungskolben beim öffnen der Kupplung zu vordrängenden ölmenge.

Bei einer bekannten Steuereinrichtung (DE-AS 11 43 719) ist es möglich, den Druck in einer Kupplung in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung zu regeln. Zum Füllen ist die Kupplung unmittelbar mit der Pumpenleitung verbunden. Das Nachströmen des Druckmittels bei gefüllter Kupplung erfolgt stets über eine Drosselstelle. Deshalb ist die Einrichtung ungeeignet für rotierende Kupplungen, die verhältnismäßig große Leckverluste haben.

Dieser Nachteil wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß der Dämpfungskolben am Ende seines Hubes den Kolbenschieber in seine Ausgangsstellung verschiebt, in der die direkte Verbindung von dem Druckmittelzuführungskiaal über die Druckleitung zur Kupplung geöffnet ist

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der vorgeschlagenen Einrichtung in verschiedenen Arbeitszuständen dargestellt Es zeigt

F i g. 1 die Einrichtung im drucklosen Zustand, F i g. 2 die Einrichtung in einer Zwischenstellung, F i g. 3 die Einrichtung in ihrer Endstellung,

Fig.3a die Einrichtung mit kombiniertem Drossel-Rückschlagventil,

Fig.4 mit der Einrichtung zu erzielende Druckverläufe,

Fig.5a Druckkennlinien bei moduliertem Beaufschlagungsdruck ohne Einwirkung einer Dämpferfeder,

F i g. 5b wie F i g. 5a mit Einwirkung einer Dämpferfeder,

Fig.6a Druckkennlinien bei nicht moduliertem Beaufschlagungsdruck ohne Einwirkung einer Dämpferfeder,

F i g. 6b wie F i g. 6a mit Einwirkung einer Dämpferfeder.

Die Einrichtung besteht aus einem Regelventil 110 mit dem Ventilschieber 111, der die beiden Steuerkolben lila und Uib aufweist. Der Steuerkolben lila steuert die Druckmittelzufuhr aus dem Kanal 215, der in einen Ringraum 113 einmündet. Der Steuerkolben Uli» steuert den Ringraum 115, der ständig entlüftet ist. Zwischen den beiden Steuerkolben bzw. den beiden Ringräumen ist eine Druckleitung 126 vorgesehen, die den geregelten Druck zur Kupplung K weiterleitet. Außerdem ist die Druckleitung 126 über einen Kanal 126Z) mit einer Drossel 126a mit dem freien Ende des Steuerkolbens lila räumlich verbunden.

Das freie Ende des Steuerkolbens 1116 ragt in den Ringraum 128 des Dämpfers 120 mit dem Kolben 121 und der Druckfeder 122, die sich über die Scheibe 116 auf das Ende des Regelventils UO abstützt. In den Ringraum 128 mündet der Kanal 222. Mit dem Kolbenraum 124 des Dämpfers 120 ist mittels eines Verbindungskanals 125 mit einer Drossel 125a die Druckleitung 126 verbunden. Außerdem ist der Kolbenraum 124 über einen Verbindungskanal 127 mit einem Rückschlagventil 127a mit der Druckleitung 126 verbunden.

Das Drucköl aus der Leitung 215 gelangt in den Ringraum 113 des Ventils 110 und strömt durch die Druckleitung 126 zur Kupplung K. Gleichzeitig strömt das Drucköl durch den Kanal 1266 mit der Drossel 126a auf die linke Stirnfläche des Ventilschiebers 111 und versucht, den Ringraum Hi mittels des Steuerkolbens lila abzusperren. Durch die Verstellung des Ventils nach rechts öffnet der Steuerkolben 1116 den Ringraum

115. Nunmehr ist die Druckleitung 126 mit der

Entlüftung verbunden; infolgedessen sinkt der Druck ab. Durch die Kraft der Feder 122 wird der Ventilschieber

111 wieder nach links verstellt und dabei der Ringraum 113 geöffnet und der Ringraum 115 abgesperrt

Nach dem Füllen der Kupplung K ctellt sich in der

Druckleitung 126 zunächst ein Druck ein, der der Vorspannung der Feder 122 proportional ist Ober die Drossel 125a strömt jedoch Drucköl in den Kolbenraurn 124 des Dämpfers 120. Da der Durchmesser des Dämpferkolbens 121 größer ist als der des Ventilschie bers 111, bewegt sich der erstgenannte nach links und spannt die Feder 122 vor. Entsprechend dieser Federvorspannung ist der Druckverlauf in der Kupplung K. Durch Änderung der Drossel 125a, des Durchmesserverhältnisses von Ventil HO zu Dämpfer 120 und der Federkennlinie können die verschiedensten Druckverläufe während des Schaltvorganges erzielt werden, wie in F i g. 4 gezeigt

Am Ende der Hubbewegung des Dämpferkolbens 121 setzt dieser auf der Scheibe 116 auf und schiebt infolge seiner größeren Verstellkraft den Ventilschieber 111 nach links an den Anschlag, so daß der Kanal 215 über den Ringraum 113 und die Druckleitung 126 wieder direkt mit der Kupplung K verbunden ist

Damit beim Entlüften der Kupplung K der Dämpfer- JO kolben 121 schneil in seine Ausgangslage zurückgeht, ist

ein Rückschlagventil 127a in dem Verbindungskanal 127 zwischen dem Kolbenraum 124 des Dämpfers 120 und der Druckleitung 126 vorgesehen.

An Stelle der Drossel 125a und des Kugelrückschlag-

ventils 127a, die beide zwischen dem Kolbenraum 13Ϊ4 des Dämpfers und der Druckleitung 126 zur Kupplung K angeordnet sind, kann eine Kombination angeordnet werden, die die Drossel und das Rückschlagventil zu einem Bauelement vereinigt, wie F i g. 3a zeigt Diese

-tu Kombination besteht aus einem Plattenventil 180, dessen Ventilplatte 181 eine Drossel 182 aufweist. Diese Kombination stellt eine wesentliche bauliche Vereinfachung dar, außerdem ist dann nur ein Verbindungskanal 183 zwischen der Drosselstelle und der Druckleitung

ti erforderlich.

Wird in dem Kolbenraum 123 des Dämpfers 120 zwischen dem Ventilschieber 111 und dem Dämpferkolben 121 durch den Kanal 222 ein Druck eingeführt, der in seiner Größe von dem Drehmoment an der

■)0 Getriebeantriebswelle bzw. von dem Drehmoment, der Antriebsmaschine abhängig ist, können Druckkennlinien wie folgt erzielt werden:

1. Druckverlauf

während des Einschaltvorganges, wenn im Kolbenraum 123 nur lastabhängiger Druck herrscht und der Systemdruck lastabhängig moduliert ist, d. ti. mit einem von der Größe der Beaufschlagung der Antriebsmaschine abhängigen Druck überlagert ^ist=

a) ohne Druckfeder 122(Fig.5a);

b) mit Druckfeder 122 (F i g. 5b).

2. Druck verlauf

während des Einschaltvorganges, wenn im Kolben- >■■· raum 123 nur lastabhängiger Druck heirschi und

der Systemdruck konstant ist;

a) ohne Druckfeder 122(Fi g. 6a);

b) mit Druckfeder 122 (Fi z. 6bV

Wird von der Motordrehzahl abhängiger Druck in den Kolbenraum 123 eingeführt, so können Anfahrvorgänge von Trennkupplungen gesteuert werden, wobei mit zunehmender Drehzahl der Druck im Raum 123 ansteigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drucksteuerventil zum variablen Druckaufbau

in einer als Schaltelement wirksamen Kupplung s oder Bremse eines unter Last schaltbaren Getriebes, bestehend aus einem Gehäuse, einem in diesem längsbeweglichen Kolbenschieber mit zwei Bunden zur Steuerung eines Druckmittelzuführungskanals und eines Entlüftungskanals, aus einer zwischen den Bunden mündenden zur Kupplung oder Bremse führenden Druckleitung, wobei der Kolbenschieber entgegen der Kraft einer sich mit ihrem einen Ende am Kolbenschieber abstützenden Druckfeder vom variablen Druck beaufschlagt wird, der erste Bund während des Steuervorganges den Druckmittelzuführungskanal öffnet bzw. schließt und der zweite Bund den Fntlüftungskanal schließt bzw. öffnet, und aus einem in dem Gehäuse beweglich gelagerten und das andere Ende der Druckfeder abstützenden Dämpfungskolben, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Kolbenschiebers und der entgegen der Kraft der Druckfeder vom Druckmittel beaufschlagbar ist, wobei der die beaufschlagte Fläche des Dämpfungskolbens enthaltende Gehäuseraum zum Entlüften der Kupplung oder der Bremse mit den Rücklauf verbunden werden kann, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß der Kolbenschieber (111) einen Anschlag (116) aufweist, an dem der Dämpfungskolben (121) gegen Ende seiner durch das Druckmittel hervorgerufenen Bewegung zur Verschiebung des Kolbenschiebers in seine Ausgangsstellung, in der die Druckmittelzuführungsleitung (215) mit der Druckleitung (126) verbunden ist, anliegt, und daß der zwischen dem Kolbenschieber (111) und dem Dämpfungskolben (121) vorhandene, die Druckfeder (122) enthaltende Raum (123) des Gehäuses über eine Leitung (222) mit einem Druck beaufschlagbar ist, der von dem der Getriebeantriebswelle zügeführten Drehmoment und/oder von der Getriebeantriebsdrehzahl bzw. von der Getriebeabtriebsdrehzahl abhängig ist.

2. Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beaufschlagung des Dämpfungskolbens (121) und zur Entlüftung ein gemeinsamer Kanal (183) vorhanden ist und daß der Kanal ein als Rückschlagventil wirkendes Plattenventil (180) enthält, dessen Platte (181) eine Drosselbohrung (182) aufweist. w