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Einrichtung zur Regelung des Druckmitteldruckes bei Schalteinrichtungen
von Kraftübertragungen, insbesondere von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Einrichtung zur Regelung des Druckmitteldruckes bei Schalteinrichtungen
von Kraftübertragungen. Sie findet vorteilhaft Anwendung bei Kraftübertragungen,
bei deren durch Druckmittel betätigten Schalteinrichtungen für eine rasche Umschaltung
erhöhter Druckinitteldruek erforderlich ist. Insbesondere auch bei solchen Kraftübertragungen,
bei denen ein Turbowandler vorgesehen ist, dessen Schaufelung zur Veränderung der
übertragenen Leistung verstellt werden kann, muß für diese Verstellung ein ausreichend
hoher Öldruck im richtigen Zeitpunkt und von ausreichender Dauer vorhanden sein.
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Bei einer von der Patentinhaberin entwickelten Anordnung ist das für
die Druckerhöhung zur Verstellung der Schatifelung des Turbowandlers vorgesehene
Druckregelglied in Abhängigkeit von der Stellung dieser Schaufelung wirksam. Dabei
herrscht in den Endstellungen der Schaufelung normaler Druck, während in Zwischenstellungen
erhöhter Druck eingestellt ist. Bei dieser Anordnung befindet sich das Steuerorgan
für die Druckerhöhung in der umlaufenden Nabe des Turbowandlers und unterliegt dabei
unerwünschten Zentrifugalkräften. Außerdem ist das Steuerorgan schwer zugänglich
und erfordert bei Störungen ein umständliches Auseinanderbauen der Anlage.
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Wie in einer anderen Anordnung der Patentinhaberin gezeigt, wird bei
Schalteinrichtungen für Kraftübertragungen ein Zeitregelglied angeordnet mit dem
Zweck, nach Ablauf einer Umschaltung eine eine gewisse Zeit andauernde Sperrung
des
Druckmitteldruckes zu bewirken und dadurch einen unter Umständen
zu Störungen führenden zu frühen Eintritt einer neuen Umschaltung zu verzögern.
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Nach der Erfindung wird ein Zeitregelglied vorgesehen, welches die
Dauer der durch ein Druckregelglied hervorgerufenen Druckerhöhung zeitlich begrenzt.
Dadurch ist es möglich, die Wirkung des Druckregelglied,es nicht mehr unmittelbar,
z. B. von der Stellung der zu verstellenden Schaufelung im Turbowandler, zu steuern,
vielmehr kann jetzt die Druckerhöhung durch eine gesonderte Einrichtung in Abhängigkeit
von einem vom Fahrzeugführer oder von der Schalteinrichtung gegebenen Impuls erfolgen.
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Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn, wie bei der
Erfindung vorgesehen, das für andere Zwecke, z. B. für das verzögerte Auftreten
eines Betriebswertes für die Umschaltung im Wechselgetriebe, schon vorhandene Zeitregelglied
gleichzeitig auch für die Begrenzung der Dauer der durch das Druckregelglied hervorgerufenen
Drucksteigerung verwendet wird.
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Außerdem besitzt die Erfindung den großen Vorteil, daß die Drucksteigerung
sofort bei Einleitung einer Umschaltung zur Verfügung steht, im Gegensatz zu den
bisherigen Anordnungen, bei welchen die Drucksteigerung erst bei Beginn der Verstellung
z. 13. der Turbinenschaufelung ausgelöst wurde. Der gesteigerte Druck fehlte hier
für den Beginn der Verstellung, also für den Teil, der die größte Kraft erfordert.
Andererseits würde die dauernde Anwendung eines hohen normalen Druckes, z. B. von
1 o atü, einen zu großen Leistungsaufwand der Hauptölpumpe erfordern und eine zu
große Verlustwärme ergeben, die durch unnötig hohe Leistung der Hauptpumpe dauernd
zu bewältigen wäre.
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Ein weiterer Vorteil liegt hei der Erfindung darin, daß im Wandler
die vom stehenden zum umlaufenden Teil führende Druckzuführung in Wegfall kommt.
Dadurch wird die Abdichtung auf der Seite der Verstelleinrichtung im Wandler wesentlich
vereinfacht.
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Bei Turbowandlern, bei denen die Steuerung des Aus- und Einrückens
der Wandlerschaufelung auch vom Schaltzustand eines Wechselgetriebes abhängt, erfolgt
eine Drucksteigerung ohne Rücksicht auf die Stellung der Turbinenschaufelung. Da
hier nach beendigter Schaltung die Drucksteigerung wieder verschwinden kann, bevor
die Turbinenschaufelung wieder in Einrückstellung gebracht ist, mußte hier bisher
die Drucksteigerung durch besonders umständliche Einrichtungen so lange aufrechterhalten
werden, bis sich der Wandler in Einrückstellung befindet.
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Die Anordnung nach der Erfindung ergibt, daß auch in diesen Fällen
die Verstellung der Turbinenschaufelung sowie sämtliche Schalt- und Steuervorgänge
mit Sicherheit rasch zum Ablauf kommen.
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Nach der Erfindung ist ferner eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche
in Abhängigkeit von einem Betriebwert oder Betriebszustand selbsttätig auf das Zeitregelglied
einwirkt. Dabei ist erfindungsgemäß die :'lnordnung so getroffen, daß die Steuereinrichtung
sowohl beim Beginn als auch beim Ende einer Umschaltung auf das Zeitregelglied in
gleichem Sinne einwirkt. Damit bei einem Schaltvorgang die Druckmittelzufuhr zum
Zeitregelglied genügend lange andauert, ist nach der Erfindung eine Verzögerungseinrichtung
vorgesehen, welche die Steuerbewegungen der Steuereinrichtung beeinflußt.
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Die Zeichnung zeigt die Anordnung nach der Erfindung schematisch,
größtenteils im Schnitt.
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In der Abbildung ist mit i der Turbowandler bezeichnet, dessen Verstellraum
für die Turbinenschaufelung über die Leitungen 2, 3 mit den Steuerräumen eines Steuerschiebers
5 verbunden sind. Dieser bewegt sich in dem Gehäuse 6 gegen eine Feder 7. Im Gehäuse
6 münden ferner die Leitungen 9, io. Mit 8 ist eine Entlüftungsbohrung im Gehäuse
6 bezeichnet.
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Ein weiterer Steuerschieber ist mit 12 bezeichnet. Er ist im Gehäuse
13 gegen die Feder 14 verschiebbar angeordnet. An das Gehäuse 13 sind außer der
Leitung io noch die Leitungen 15 und 16 angeschlossen. 17 ist eine Entlüftungsbohrung.
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Das Druckregelglied ist mit 2o bezeichnet. Es besteht aus dem im Gehäuse
21 geführten Regelkolben 22 mit der Feder 23 sowie dem Belastungskolben 24 mit der
Feder 25. Mit 26 ist der Druckrauen für den Kolben 22, mit 27 ein weiterer Druckraum
bezeichnet. 28, 29, 30 sind Entlüftungs-'bohrungen. Im Gehäuse21 münden die
Leitungen 32, 33, 34; mit 35 ist eine ständig öldruckführende Leitung bezeichnet,
die von einer Druckquelle, z. B. von der Ölpumpe 36, ausgeht und an welcher die
Leitungen 9, 16, 32 angeschlossen sind.
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Das Zeitregelglied ist mit 40 bezeichnet. Es bestellt aus dem Verzögererkolben
41 mit der Feder 42, dem Ventilschieber 43 mit der Feder 44 und dem Ventil 45. Der
Raum vor dem Verzögererkolben 41 ist mit 46, der Raum vor dem Ventilschieber 43
mit 47 bezeichnet. 48 ist ein Verbindungskanal, 49 eine Drosselbohrung, 5o und 51
sind Entlüftungsbohrungen. Die Leitung 34 mündet in den Raum 47, ebenso die Leitung
52.
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Die Leitungen 53 bzw. 54, die mit der Leitung 52 bzw. mit der Leitung
34 in Verbindung stehen, führen zu einer nicht näher dargestellten Schaltregeleinrichtung.
Damit ist erreicht, daß der verzögerte Durchtritt von Druckmittel für die Steuerung
der Umschaltung ebenfalls von dem Zeitregler 4o aus bewirkt wird.
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Mit 55 ist eine Steuereinrichtung bezeichnet, bei welcher in einem
Gehäuse 56 ein Steuerschieber 57 gegen eine Feder 58 verschiebbar angeordnet ist.
i Der Steuerschieber 57 steht mit einem Kolben 6o in Verbindung, der in dem Zylinderraum
61 angeordnet ist und die Drosselbohrung 62 besitzt. In das Gehäuse 63 für den Steuerschieber
57 münden die Leitungen 52, 64, 65.
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Der durch die Leitung 67 zugeführte Druck wird in Abhängigkeit von
einem Betriebswert oder Betriebszustand durch eine nicht näher dargestellte Steuereinrichtung
gesteuert, die z. B. mit Druckmittelschaltvorrichtungen für ein Wechselgetriebe
i in Verbindung stehen kann. Dabei ist angenommen,
(laß die Leitung
während des Ablaufs einer Schaltung drucklos und zwischen den Schaltungen druckführend
ist. 1)ie Leitung67 mündet in das Gehäuse 68 des Einrückschiebers 69, der gegen
eine Feder 70 z. B. vom Fahrzeugführer mittels Fußpedal oder Schalthebel über den
Knopf 71 betätigt werden kann. 72 ist eine Entlüftungsbohrung im Gehäuse 68.
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Es wird angenommen, daß die Leitung 2 zu den für die im Linrücksinn
wirkende Verstellung dienenden Druckräumen im Turbowandler i führt, während die
Leitung 3 mit dem im Ausrücksinn wirkenden Druckraum in Verbindung steht. In der
gezeichneten Stellung des Steuergliedes 5 gelangt also Druckmittel aus der Leitung
35 bzw. aus der Abzweigung 9 in die Leitung 2 und hält die Tur-1> nenschaufelung
eingerückt.
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Der Darstellung liegt die Annahme zugrunde, daß die Anlage sich in
schaltfreiem Zustand' befindet, so claß also die Leitung 67 führt, der sich bei
der gezeigten Stellung des Linrückschiebers 69 über die Leitung 15 fortsetzt. Infolgedessen
wird der Steuerschieber 12 gegen die Feder 14 in seiner unteren Endstellung gehalten,
so daß aus dem Leitungszweig 16 Druckmittel zu der Leitung io und von da unter den
Steuerschieber 5 gelangt, so daß dieser gegen die Feder 7 in seiner oberen Endstellung
gehalten wird, in welcher die Turbinenschaufelung eingerückt ist. Bei der gezeigten
Endstellung des Steuerschiebers 12 gelangt auch Druckmittel durch den Leitungszweig
65 zum Steuerglied 57, so daß sich dieses in seiner rechten Endstellung befindet.
In dieser Stellung besteht eine Verbindung der Leitung 67 über den Leitungszweig
64 mit der Leitung 52, so daß auch der X'etitilschiel>er 43 der Verzögerungseinrichtung
4o gegen die Feder 44 sowie der Verzögererkolben 41 gegen die Feder 42 in der rechten
laldstellung stehen. In dieser Stellung gelangt der in der Leitung 52 bzw. im Raum
47 vorhandene Druck weiter durch die Leitung 34 in den Raum 27 des Druckreglers
20 und bewirkt dort das Abheben des Belastungskolbens 24 vom Schaft des Regelkolbens
22. Dadurch wird in der Tiber die Leitung 32 mit dem Druckraum 26 verbundenen
Leitung 35 ein der Spannung der Feder 23 entsprechender normaler Üldruck von etwa
6 atü eingestellt bzw. gehalten. Das in die Leitung 33 austretende Öl gelangt von
da zu Schmierstellen oder sonstigen Ölabflußstellen.
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Erfolgt von einer von einer Betriebsgröße oder einem Betriebszustand
abhängigen Steuereinrichtung her, z. B. im Zusammenhang mit einer Umschaltung, ein
Befehl für die Verstellung der Schaufelung im Turbowandler, so wird dabei die Leitung
67 drucklos, so daß der Steuerschieber 12 unter der Wirkung der Feder 14 nach oben
bewegt wird. Dadurch wird die Leitung io mit der Entlüftung 17 verbunden, so daß
auch der Steuerschieber 5 unter der Wirkung der Feder 7 in seine andere Endstellung
bewegt wird. Dadurch wird die Leitung 2 Tiber die Bohrung 8 entlüftet, während die
Leitung 3 finit der Leitung g in X erbindung kommt, so daß jetzt der das Ausrücken
der Turbinenschaufelung bewirkende Druckraum mit der druckführenden Leitung 35 verbunden
ist. Gleichzeitig mit denn Verschwinden des Druckes in der Leitung 67 verschwindet
auch der Druck in den Leitungen 64 und 5'2 bzw. in dem Raum 47 des Zeitreglers 40.
Dadurch wird der Ventilschieber 43 von der Feder 44 nach links bewegt, wodurch das
Ventil45 sich vom Verzögererkolben 41 abhebt und der im Raum 46 befindliche Druck
rasch abströmen kann, so daß der Kolben 41 durch die Feder 42 rasch nach links verschoben
wird. Da auch die Leitung 34 und damit der Raum 27 im Druckregelglied drucklos geworden
sind, so bewegt sich der Belastungskolben 24 unter der Einwirkung der Feder 25 rasch
nach links, bis er auf dem Schaft des Kolbens 22 aufsitzt, so daß dieser entsprechend
der Spannung der Feder 25 zusätzlich belastet ist. Dadurch steigt der in dem Raum
26 bzw. in der Leitung 35 herrschende öldruck sofort an, so daß die Verstellung
der Turbinenschaufelung durch den erhöhten Oldruck rasch und sicher erfolgt.
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Bei Wiederauftreten des Druckes in der Leitung 67, also nach beendeter
Umschaltung, wird zunächst der Steuerschieber 12 wieder in seine untere Endstellung
verschoben. Dadurch erhält die Leitung 65 wieder Druck, so daß auch das Steuerglied
57 wieder nach rechts bewegt wird, wobei diese Bewegung infolge der Drosselbohrung
62 im Kolben 6o verzögert erfolgt. Sobald Druckmittel wieder in die Leitung 52 und
damit in den Raum 47 gelangt, wird der Ventilschieber 43 gegen die Feder 47 und
damit der Kolben 41 gegen die Feder 42 nach rechts verschoben.
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Diese Verschiebung des Kolbens 41 erfolgt wegen der Drosselbohrung
49 verzögert und dauert etwa 3 Sekunden. Nach dieser Zeit also kommt die Leitung
34 wieder mit der Leitung 52 in Verbindung, so daß wieder Druckmittel in den Raum
27 der Druckregeleinrichtung 20 gelangt. Dadurch wird der Belastungskolben 24 wieder
von dem Schaft des Regelkoll),ens 22 abgehoben, so daß sich im Raurn 26 und damit
in der Leitung 35 wieder der normale Druck einstellt.
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Da der gesteigerte Druck während der Dauer von etwa 3 Sekunden im
gesamten Leitungssystem wirkt, ist erreicht, daß die Verstellung der Turbinenschaufelung
sowie Steuerbewegungen und die Umschaltung im Wechselgetriebe mit Sicherheit durchgeführt
werden.
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Für den Fall, daß das Ausrückkommando vom Fahrzeugführer durch Betätigung
des Knopfes 71 gegeben wird, wird der Einrückschieber 69 so weit nach unten verschoben,
bis die Leitung 15 und damit der Raum über dem Steuerschieber 12 mit der Entlüftung
72 verbunden sind. Dadurch wird der Steuerschieber 12 in seine obere Endstellung
bewegt, so daß, wie bereits beschrieben, auch der Steuerschieber 5 nach unten verschoben
wird und die Turbinenschaufelung ausrückt. Gleichzeitig wird durch Verschwinden
des Druckes in: der I:eitung 65 auch das Steuerglied 57 wieder nach links bewegt,
so daß sich auch in dem Zeitregelglied 4o und' dem Druckregelglied 2o die bereits
beschriebenen Vorgänge abspielen.
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Das Steuerglied 57 bewirkt zusammen mit dein
Zeitregelglied
40, daß sowohl beim Ein- als auch beim Ausrücken der Wandlerschaufelung die Drucksteigerung
schon vor Beginn. der Verstellung einsetzt und etwa 3 Sekunden lang dauert. Da das
Steuerglied 57 sowohl bei seiner Verschiebung nach rechts als auch nach links, also
bei Vorhandensein eines Druckes in der Leitung 65 und bei Verschwinden dieses Druckes,
schon nach kurzem Wegstück die Verbindung der Leitung 52 mit der Leitung 64 abschließt
und am Schluß seines Weges wiederherstellt, so wird bei beiden Verstellvorgängen
das Zeitregelglied und das Druckregelglied in der beschriebenen Weise wirksam. Dabei
bewirkt die verzögerte Bewegung des Kolbens 6o und damit des Steuergliedes 57, daß
die Entlüftung der Leitung 52 bzw. des Raumes 47 für das Aufziehen des Zeitregelgliedes
ausreichend lange (etwa o,5 Sekunden) andauert.