DE2120545B2

DE2120545B2 - Drucksteuereinrichtung für Gangschaltkupplungen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2120545B2
Application number: DE2120545A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 7990 Friedrichshafen Kuhn; Fritz Ing.(Grad.) 7991 Ailingen Leber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1971-04-27
Filing date: 1971-04-27
Publication date: 1978-11-30
Also published as: DE2120545C3; DE2120545A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucksteuereinrichtung für Gangschaltkupplungen in Kraftfahrzeugen, in der Druckmittel aus einer einen konstanten Druck abgebenden Druckmittelquelle einem in einer Zuführungsleitung gelegenen Drucksteuerventil und von dort, über einen Gangwählschieber Gangschaltkupplungen zugeführt wird, mit einem im Drucksteuerventil: zwischen einem Druckraum und einem Federraum axial beweglich angeordneten, den Druckmittelzufluß der Zuführungsleitung beeinflussenden Steuerkolben, der an einem Anschlag im Druckraum anlaufen kann und über eine Zweigleitung mit Drosselstelle und eine in den Druckraum mündende Nebenleitung gesteuert wird, wobei diese Leitungen von dem hinter dem Drucksteuerventil liegenden Abschnitt der Zuführungsleitung ausgehen, ferner mit einem im Drucksteuerventil angeordneten Drucksteuerraum, der an die Zweigleitung angeschlossen ist und von einem axial verschiebbaren Hohlkolben abgeschlossen wird, der sich über eine im Federraum angeordnete Feder am Steuerkolben abstützt, wobei der Steuerkolben in seiner Anschlagstellung den Durchfluß in der Zuführungsleitung freigibt, hingegen bei Entfernung vom Anschlag den Durchfluß drosselt bzw. den von der Druckmittelquelle herkommenden Abschnitt der Zuführungsleitung absperrt.

Durch die DE-OS 16 50 607 ist eine Drucksteuereinrichtung bekannt, bei der Druckmittel mit konstantem Druck einem Drucksteuerventil und von dort über einen Gangwählschieber Kupplungen zugeführt wird. Das Drucksteuerventil nach der DE-OS 16 50 607 enthält keinen Drucksteuerraum und keinen Hohlkolben entsprechend einer Drucksteuereinrichtung der eingangs erwähnten Art; die Steuerung des Druckanstiegs in der neugeschalteten Kupplung erfolgt unter Mitwirkung einer Drosselstelle und wird dabei von dem Leckverlust der Kupplungen beeinflußt. Die Drucksteuereinrichtung arbeitet nur zufriedenstellend, so lange die Leckverluste sich nicht nennenswert ändern.

Ein immer gleichförmiger, genau auf die Erfordernisse der Gangschaltkupplung abgestimmter Druckaufbau ist jedoch von entscheidender Bedeutung sowohl für die Lebensdauer der Kupplung, als auch für die Güte des Schaltübergangs.

Durch die DE-OS 19 12 276 ist eine Drucksteuereinrichtung bekannt, die sich von einer Drucksteuereinrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch unterscheidet, daß jeder Reibungskupplung ein eigenes, einem selbstständig arbeitenden Gangschaltventil nachgeschaltetes Drucksteuerventil der eingangs angegebenen Art zugeordnet ist, während nach dem Oberbegriff dieser Anmeldung sowie der vorher erwähnten DE-OS 16 50 607 nur ein Drucksteuerventil vorhanden ist, dem ein Gangwählschieber für die Verteilung des Druckmittels auf die einzelnen Schaltkupplungen nachgeschaltet ist.

Eine Drucksteuereinrichtung der eingangs erwähnten Art ergibt sich demnach durch Verwendung eines Drucksteuerventils nach der DE-OS 19 12 276 in einer Anordnung nach der DE-OS 16 50 607. Die bisher bekannten Ausführungen haben den Nachteil, daß der Steuerkolben nach der DE-OS 16 50 607 bzw. der Hohlkolben nach der DE-OS 19 12 276 nach jedem Drucksteigerungszyklus in derjenigen Endlage bleibt, die der voll erreichten Druckhöhe entspricht und in der die zugeordnete Feder voll gespannt ist und bei Einleitung eines Gangwechsels erst in seine andere Endlage bei der sich die zugeordnete Feder ausgedehnt hat und die dem Beginn des Drucksteigerungszyklusses entspricht zurückgehen muß, was aufgrund der Drosselstelle nur mit Zeitverzögerung möglich ist. Wenn eine Betätigung des Gangwählschiebers in dem Zeitraum,

während ein Drucksteigerungszyklus abläuft, erfolgt, ist ein gleichmäßiger, auf die Erfordernisse der Kupplung abgestimmter Druckaufbau nicht möglich. Zwar wird diese Schwierigkeit bei der Einrichtung nach der DE-OS 19 12 276 nur selten auftreten, da jede Gangschaltkupplung ihr eigenes Drucksteuerventil hat, das sich bei entleerter Kupplung auf die Anfangsstellung eingestellt hat, und ein- und dieselbe Kupplung nur selten unmittelbar hintereinander ausgerückt und wieder eingerückt werden wird. Jedoch ist dafür bei dieser bekannten Einrichtung der Aufwand infolge der mehrfachen Drucksteuerventile erheblich größer.

Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung, eine Drucksteuereinrichtung· der eingangs erwähnten Art unter Verwendung nur eines Drucksteuerventils so zu gestalten, daß die vorstehend genannten Nachteile beseitigt sind. Dies wird durch die Merkmale im Kennzeichen von Anspruch 1 erreicht

Infolge der vom Vorsteuerkolben gesteuerten Anschlußleitung des Federraumes geht der Hohlkolben nach Abschluß eines Druckaufbauzyklus durch die Druckzuleitung aus dem Druckraum in den Federraum, die den entgegenwirkenden Druck im Drucksteuerraum kompensiert und der Feder das Übergewicht verschafft, sofort wieder in seine Ausgangslage zurück und ist so ohne Zeitverzögerung in der Lage, einen neuen Druckaufbauzyklus zu steuern der mit dem Zusammenbruch des Druckes im Druckraum, verbunden mit der Entlüftung des Federraumes, eingeleitet wird.

Durch die Weiterbildung der Erfindung entsprechend «) den Merkmalen von Anspruch 2 kann der Hohlkolben, wenn innerhalb eines noch nicht beendeten Druckaufbauzyklus eine weitere Schaltung erfolgt, trotz des dann erfolgenden Druckeinbruchs und der vom Vorsteuerkolben eingeleiteten Entlüftung des Federraumes sofort ι > in seine Ausgangslage zurückkehren, um so unverzüglich einen neuen Druckaufbauzyklus zu steuern, da eine Kurzschlußverbindung zwischen Drucksteuerraum und Federraum hergestellt wird und die Druckflüssigkeit aus dem Drucksteuerraum in den Federraum übergescho- ·» ben werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von F i g. 1 und 2 erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Drucksteuereinrichtung, und ^r>

F i g. 2 ein Diagramm des Druckaufbaues dieser Drucksteuereinrichtung.

Die gesamte Einrichtung und Versorgung und Steuerung von Gangschaltkupplungen besteht aus einem Drucksteuerventil 1, einer Druckmittelquelle mit ><> Druckbegrenzungsventil 2 und einem Gangwählschieber 3. Zur Speisung der Einrichtung mit einem Druckmittel sind ein Vorratsbehälter 2c und eine Pumpe 2b mit Filter 2a vorgesehen. Vom Druckbegrenzungsventil 2 geht ein erster Abschnitt 2d einer Zuführungs- >"> leitung 2c/, 6 zum Drucksteuerventil !. Vom letzteren führt ein zweiter Abschnitt 6 der Zuführungsleitung 2c/, 6 zum Gangwählschieber 3, über den die schematisch angedeuteten Gangschaltkupplungen befüllt werden.

Der Gangwählschieber 3 sowie das Druckbegren- '>" zungsventil 2 sind in an sich bekannter Ausführung gestaltet.

Das Drucksteuerventil 1 zeigt einen in einem Gehäuse axial verschiebbaren Steuerkolben 18 mit einer Feder 10, die sich gegen einen Hohlkolben 9, der >·' ebenfalls axial verschiebbar ist, abstützt. Der Steuerkolben 18 hat einen zum Hohlkolben 9 gerichteten Anschlagzapfen 4. In der die verschiedenen Kolben aufnehmenden Gehäusebohrung ist auf der dem Hohlkolben 9 abgewandten Seite des Sieuerkolbens 18 von diesem durch einen gehäusefesten, für beide Kolben wirksamen Anschlag 5 getrennt, ein Vorsteuerkolben 15 angeordnet, der gegen eine am Gehäuse aufliegende Feder 36 beweglich abgestützt ist Vom Abschnitt 6 der Zuführungsleitung gehen eine Zweigleitung 47, 49 und eine Nebenleitung 23 aus. Die Nebenleitung 23 mündet in den Druckraum 34 zwischen den Stirnflächen des Steuerkolbens 18 und des Vorsteuerkolbens 15. Die Zweigleitung 47, 49 ist durch eine Drosselstelle 48 geteilt Ihr hinter der Drosselstelle 48 liegender Abschnitt 49 führt zu einem Drucksteuerraum 52 an der der Feder 10 abgewandten Stirnfläche des Hohlkolbens 9. Eine Leitung 50 geht von diesem Abschnitt 49 zum Federraum 51 zwischen Hohlkolben 9 und Steuerkolben 18. Die Einmündung dieser Leitung 50 in dem Federraum 51 wird von Steuerkanten 14, 14a am Federraum bzw. Steuerkolben 18 nur freigegeben, wenn der Steuerkolben 18 am Anschlag 5 anliegt Mit dem Federraum 51 steht ständig eine Anschlußleitung 33 in Verbindung die über zwei Anschlüsse 39, 40 in die den Vorsteuerkolben 15 aufnehmenden Teil der Gehäusebohrung einmündet und je nach der Stellung des Vorsteuerkolbens 15 den Federraum 51 entweder mit dem Druckraum 34 und dadurch mit dem Abschnitt 6 der Zuführungsleitung oder mit einer Entlüftung (Leitung 37) verbindet, wobei diese Stellung des Vorsteuerkolbens 15 vom Druck im Druckraum 34 und damit vom Druck im Abschnitt 6 der Zuführungsleitung abhängig ist. Wie später näher ausgeführt, ist die Anschlußleitung 33 bei niedrigem Druck entlüftet, bei hohem Druck mit dem Druckraum 34 verbunden.

Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung zur Drucksteuerung ist wie folgt:

Bei fest eingelegtem Gang befindet sich im Drucksteuerventil 1 der Steuerkolben 18, der Hohlkolben 9 und der Vorsteuerkolben 15 in der in F i g. 1 dargestellten Lage. Von der Pumpe 2b wird über das Druckbegrenzungsventil 2 und die Zuführungsleitungen 2c/ und 6 und den Gangwählschieber ein konstanter Druck auf die am Gangwählschieber 3 eingestellte Gangschaltkupplung ausgeübt. Beiderseits des Steuerkolbens 18 und des Hohlkolbens 9 besteht Druckgleichgewicht. Die Anschlagstellungen dieser beiden Kolben werden durch die Feder 10 herbeigeführt.

Beim Gangwechsel wird der Gangwählschieber 3 verstellt, und damit erfolgt der Zufluß des Druckmittels für einen der nicht näher dargestellten Druckzylinder für die Gangschaltkupplungen. In der Zuführungsleitung 2c/, 6 beginnt das Druckmittel zu fließen. Der Druck im Abschnitt 6 der Zuführungsleitung sowie im Druckraum 34 zwischen Vorsteuerkolben 15 und Steuerkolben 18 bricht zusammen. Der Vorsteuerkolben 15 wird von der Feder 36 an den Anschlag 5 geschoben und gibt die Verbindung vom Anschluß 39 zu Leitung 37 zwecks Entlüftung der Anschlußleitung 33 frei. Das hat zur Folge, daß auch der Federraum 51 zwischen Hohlkolben 9 und Steuerkolben 18 entlüftet wird. Sobald der Druck im Abschnitt 6 der Zuführungsleitung wieder eine Höhe entsprechend I, Fig.2, erreicht, wird der Steuerkolben 18 gegen die Feder 10 nach links verschoben und drosselt den Durchfluß zur Gangschaltkupplung an den Steuerkanten 16 und 17. Gleichzeitig gelangt das Druckmittel über Drossel 48 und Abschnitt 49 der Zweigleitung zum Drucksteuerraum 52 vor dem Hohlkolben 9 und verschiebt diesen gegen die Feder 10. Dadurch ergibt sich im Abschnitt 6 der Zuführungslei-

tung der Druckverlauf von I nach II, Fig.2. Der Hohlkolben 9 bewegt sich weiter bis er mit seiner Ringfläche 12 am Ring 13 des Drucksteuerventils anliegt. Dabei wird der Steuerkolben 18 durch den Anschlagzapfen 4 des Steuerkolbens 18 etwas nach rechts verschoben, so daß die Steuerkanten 16 und 17 die Zuführung des Druckmittels voll freigeben. Der Druck im Abschnitt 6 der Zuführungsleitung steigt auf volle Höhe. Bei einem Druck entsprechend III, Fig.2, wird der Vorsteuerkolben 15 nach rechts verschoben. Der Anschluß 39 wird verschlossen und die Entlüftung ist beendet. Der Druck im Abschnitt 6 der Zuführungsleitung und im Druckraum 34 gelangt über den vom Vorsteuerkolben 15 freigegebenen Anschluß 40 und die Anschlußleitung 33 in den Federraum 5! zwischen Hohlkolben 9 und Steuerkolben 18 und treibt beide auseinander bis in die Endlage. Damit ist die Ausgangsstellung der Kolben erreicht, wie sie vor Beginn des Gangschaltens bestand.

Erfolgt ein erneutes Gangschalten während des oben beschriebenen Steuervorgangs in der Zeit zwischen dem Abheben des Hohlkolbens 9 vom Ring 13 und dem Erreichen seiner Anfangsstellung, so bricht der Druck im Abschnitt 6 der Zuführungsleitung und damit auch im Druckraum 34 zwischen dem Steuerkolben 18 und dem Vorsieuerkolben 15 zusammen. Der Steuerkolben 18 geht kurzseitig bis zum Anschlag 5, die Steuerkanten 14 und 14a öffnen die Leitung 50 und stellen damit eine Kurzsichlußverbindung über den Abschnitt 49 zwischen den Räumen 51 und 52 her. Die Ventilfeder 10 kann sich daher voll auswirken und stößt den Hohlkolben 9 soforl in seine Ausgangsstellung zurück. Damit beginnt auch bei einem solchem Gangwechsel der Druckaufbai entsprechend I, F i g. 2.

Der Druckverlauf zwischen Punkt I und Punkt Il Fig.2, kann den zugehörigen Gangschaltkupplunger angepaßt werden. Diese Anpassung wird erreicht durch entsprechende Federsteifigkeit und Federvorspannung von Feder 10. Das Druckniveau der Kurve I bis II F i g. 2 kann während des Betriebes den Erfordernisser an den Gangschaltkupplungen für Vollast oder Leerlau! angepaßt werden durch Zuführen eines Steuerdrücke! auf die Federseite des Vorsteuerkolbens 15. Dadurch kann das Niveau der Kurve I bis II, einschließlich Punki III, angehoben oder gesenkt werden. Die Zuführung des Steuerdruckes kann über die Leitung 37 auf di« Federseite des Vorsteuerkolbens erfolgen. Diesel Druck ist im Vergleich zum Arbeitsdruck für die Gangschaltkupplungen gering, so daß die Anschlußlei tung 33 dann gegen diesen leichten Steuerdruck entlüftet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drucksteuereinrichtung für Gangschaltkupplungen in Kraftfahrzeugen, in der Druckmittel aus einer einen konstanten Druck abgebenden Druckmittelquelle einem in einer Zuführungsleitung (2d, 6) gelegenen Drucksteuerventil (1) und von dort über einen Gangwählschieber (3) Gangschaltkupplungen zugeführt wird, mit einem im Drucksteuerventil (1) zwischen einem Druckraum (34) und einem Federraum (51) axial beweglich angeordneten, den Druckmittelzufluß der Zuführungsleitung (2d 6) beeinflußenden Steuerkolben (18), der an einem Anschlag (5) im Druckraum (34) anlaufen kann und über eine Zweigleitung (47,49) mit Drosselstelle (48) ' und eine in den Druckraum (34) mündende Nebenleitung (23) gesteuert wird, wobei diese Leitungen von dem hinter dem Drucksteuerventil (1) liegenden Abschnitt (6) der Zuführungsleitung ausgehen, ferner mit einem im Drucksteuerventil (1) angeordneten Drucksteuerraum (52), der an die Zweigleitung (47, 49) angeschlossen ist und von einem axial verschiebbaren Hohlkolben (9) abgeschlossen wird, der sich über eine im Federraum (51) angeordnete Feder (10) am Steuerkolben (18) abstützt wobei der Steuerkolben (18) in seiner Anschlagstellung den Durchfluß in der Zuführungsleitung (2d, 6) freigibt, hingegen bei Entfernung vom Anschlag (5) den Durchfluß drosselt bzw. den von der Druckmittelquelle herkommenden Abschnitt '<> (2d) der Zuführungsleitung absperrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (34) einen verschiebbaren Vorsteuerkolben (15) aufweist, der von einer Feder (36) entgegen dem im Druckraum (34) herrschenden Druck axial gegen " einen Anschlag (5) bewegbar ist und zwei von einer mit dem Federraum (51) ständig verbundenen Anschlußleitung (33) ausgehende, in Ventilachsrichtung einen Abstand voneinander aufweisende Anschlüsse (39,40) abhängig von der Druckhöhe im 4" Druckraum (34) derart steuert, daß die Anschlußleitung (33) unterhalb eines bestimmten Druckes im Druckraum (34) über den einen (39) dieser Anschlüsse mit einer Entlüftung und oberhalb dieses Druckes über den anderen (40) dieser Anschlüsse mit ^4Γ> dem Druckraum (34) verbunden ist.

2. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (50) von dem zwischen der Drosselstelle (48) und dem Drucksteuerraum (52) liegenden Abschnitt (49) der ">·> Zweigleitung (47,49) zum Federraum (51) geführt ist und die Einmündung dieser Leitung (50) in den Federraum (51) von Steuerkanten (14, Ha) am Federraum bzw. Steuerkolben (18) nur freigegeben wird, wenn der Steuerkolben (18), z. B. während ¹^ eines Druckeinbruches im Druckraum (34), an seinem Anschlag (5) anliegt.

3. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (37) zum Zuführen eines Steuerdrucks auf die Federseite ^h" des Vorsteuerkolbens (15) vorgesehen ist.