DE1044622B

DE1044622B - Drucksteuer-Einrichtung

Info

Publication number: DE1044622B
Application number: DEZ5901A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Baumann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1956-12-04
Filing date: 1956-12-04
Publication date: 1958-11-20

Description

Drucksteuer-Einrichtung Die Erfindung betrifft eine Drucksteuereinrichtung, insbesondere für hydraulisch betätigte Getriebeschaltkupplungen, mit allmählich ansteigendem Betätigungsdruck.
Die Einrichtung besteht aus einem einen Druckölaustrittskanal steuernden Ventilkolben und einen gegen diesen abgefederten Steuerkolben, dessen eine Seite mit der Drucköleintrittsleitung in Verbindung steht, wobei in die Verbindungsleitung eine die Bewegung des Steuerkolbens verzögernde Drosseleinrichtung eingebaut ist. Unter der Wirkung des durch die Verbindungsleitung strömenden Drucköls bewegt sich der Steuerkolben gegen den Ventilkolben bis zu einem Anschlag, wobei die zwischen beiden Kolben vorhandene Feder zusammengedrückt und die auf den Ventilkolben wirkende Federkraft vergrößert wird. Unter der Wirkung dieser vergrößerten Federkraft schließt der Ventilkolben den Austrittskanal so weit ab, bis in der Eintrittsleitung der Pumpe Höchstdruck herrscht. Dieser Höchstdruck stellt sich durch die Wirkung der Drosseleinrichtung verzögert ein, und der zeitliche Verlauf der Druckkurve bis zum Höchstdruck ist stetig. Die Steilheit des Druckanstiegs richtet sich nach der Größe der Drosselung.
Zur stoßfreien Betätigung einer Kupplung, insbesondere Schaltkupplung für Kraftfahrzeuggetriebe, ist mitunter ein Verlauf der Betätigungskraft erwünscht, der vom stetigen Verlauf abweicht. Beispielsweise wird beim Beschleunigen eines Kraftfahrzeuges die Kupplung derart eingeschaltet, daß der Betätigungsdruck zunächst einen mittleren Wert annimmt bzw. bis zu einem mittleren Wert langsam ansteigt, welcher erforderlich ist, um die Federung der Kupplungsscheiben zu überwinden und sie zur Anlage zu bringen. Während dieser Zeit schleift die Kupplung, und das Fahrzeug wird allmählich beschleunigt. Erst nachdem das Fahrzeug bzw. der Motor beschleunigt worden und Gleichlauf zwischen Antriebs- und Abtriebsseite an der Kupplung erreicht ist, wird die Kupplung mehr oder weniger schnell mit dem vollen Öldruck eingeschaltet.
Die Hauptpatentanmeldung betrifft nun eine Einrichtung zur Abstufung des Betätigungsdruckes, darin bestehend, daß mit dem Raum vor dem Steuerkolben ein weiterer Raum verbunden ist, der einen weiteren gefederten Kolben enthält. Die Feder dieses Kolbens ist schwächer als die Federung des Steuerkolbens.
Die Erfindung enthält eine weitere Ausführungsform einer Drucksteuereinrichtung mit abgestuftem Druckverlauf. Die Erfindung besteht darin, daß zwischen dem Steuerkolben und dem Ventilkolben eine abgestuft wirkende Federung, beispielsweise zwei nacheinander zur Wirkung kommende Federn, vorhanden sind. Diese Ausführungsform ist durch geringen konstruktiven Aufwand gekennzeichnet. Die Zeichnung gibt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Drucksteuerventil mit abgestufter Federung mit den beiden Kolben in Ruhelage, Fig. 2 das gleiche Ventil in Betriebsstellung, Fig. 3 den zeitlichen Verlauf des Druckes p in der Austrittsleitung, Fig. 4 eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 bis 3 mit konstantem Anfangsdruck p0 in der Ruhestellung, Fig.5 den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Austrittsleitung eines Ventils nach Fig. 4.
Fig. 1 zeigt ein Drucksteuerventil mit dem Gehäuse 4, dem Ventilkolben 30 und dem Steuerkolben 31. Die Kolben sind in ihrer Ruhestellung und werden durch die Feder 33 in ihre äußere Endstellung gedrückt. In dieser hat die Feder 33 eine bestimmte Vorspannung p9. Die Leitung 26 führt im Betriebszustand Drucköl von der Pumpe der Kupplung, beispielsweise einer Lamellenkupplüng; zu. Eine Abzweigleitung 29 verbindet die Leitung 26 mit dem Raum zwischen Kolben 31 und Gehäuse 4. Die Leitung 29 enthält eine Drosseleinrichtung 12, welche den Ölstrom in Pfeilrichtung drosselt und in der Gegenrichtung freigibt und welche in der Patentanmeldung Z 4757 I a/60 näher beschrieben ist.
Zwischen den beiden Kolben 30 und 31 ist eine weitere Feder 32 eingesetzt, welche im Kolben 30 und am Bolzen 34 des Kolbens 31 geführt wird. Ihre Länge ist in der gezeichneten Ruhestellung der Kolben 30 und 31 geringer als der Abstand zwischen den Innenwänden der beiden Kolben. Fig. 2 zeigt das gleiche Ventil in Betriebsstellung. Sobald die nicht gezeichnete Pumpe Öl durch die Leitung 26 drückt, füllt sich zunächst die Leitung bis zur nicht gezeichneten Kupplung und bis zum Ventilgehäuse 4 mit Öl. Dann baut sich in der Leitung 26 ein steigender Druck auf, durch den zunächst der Kolben 3.0 nach rechts verschoben wird, bis die Entlüftungsleitung 28 freigegeben wird und das Drucköl zum Sumpf zurückströmen kann. Inzwischen hat das Drucköl auch die Drosselstellung 12 durchströmt und drückt den Kolben 31 nach links. Da der Durchmesser des Kolbens 31 größer ist als der des Kolbens 30, so überwiegt die auf den Kolben 31 wirkende Ölkraft gegenüber der auf den Kolben 3.0 wirkenden Ölkraft und drückt den Kolben 30 etwas nach links. Dadurch verengt sich der Spalt 35, und der Druck in der Leitung 26 steigt.
Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf des Druckes p in der Leitung 26. Solange die Feder 32 noch ungespannt ist, geht der Druckanstieg von pn (der Anfangsvorspannung der Feder 33) auf p1 geradlinig entsprechend der Charakteristik F33 der Feder 33 vor sich.
Im Zeitpunkt t1 hat der Kolben 31 das Ende der Feder 32 erreicht, und die Feder 32 wird ebenfalls zusammengedrückt. Im Zeitpunkt t1 ist die Spannung der Feder 32 gleich Null, und die Federcharakteristik F32 hat ihren Anfangspunkt. Die p-Kurve hat von Punkt t1 ab eine stärkere Neigung, da sich jetzt die Kräfte beider Federn 32 und 33 summieren. Im Zeitpunkt t2 hat der Kolben 31 seine in Fig. 2 dargestellte linke Endstellung erreicht, und es tritt keine weitere Drucksteigerung auf. Der Druck in der Leitung 26 beträgt jetzt konstant p = pl' + p2'.
Durch den abgestuften Verlauf der Druckkurve ist es nun möglich, den Einkuppelvorgang weich und stoßfrei zu gestalten. Beispielsweise können die Federn 32 und 33 und die Größe der Drosselung bei 12 so gewählt werden, daß die Federung der Kupplungslamellen längs des Kurvenstückes P0# t1 überwunden wird. Während dieser Zeit wird bereits ein gewisses Reibmoment übertragen, und der abtreibende Teil der Kupplung wird mitgenommen. Die Kupplung schleift dabei noch.
Längs des Kurvenstückes pt1#t2, welches erheblich steiler sein kann als das Kurvenstück P0#t1, werden die Lamellen vollständig zusammengedrückt, und das volle Moment wird ohne Schlupf übertragen.
Fig.4 zeigt eine abgeänderte Form eines Drucksteuerventils. Hier steht der Innenraum zwischen den beiden Kolben 130 und 131 in Verbindung mit einer Leitung 134, in welchem ein konstanter Druck p0 herrscht. Dieser bewirkt, daß die Kolben bei druckloser Leitung 126 in ihre gezeichneten Endstellungen gedrückt werden. Die beiden Federn 132 und 133 liegen lose zwischen den beiden Kolben im Gehäuse 104. Eine Leitung 129 mit der Drosselstelle 112 verbindet die Druckleitung 126 mit dem Raum vor dem Steuerkolben 131.
Fig. 5 zeigt den Druckverlauf p in der Leitung 126, wenn diese mit der Ölpumpe verbunden wird. Zunächst bewegt sich der Kolben 130 im Gehäuse 104 nach rechts, bis die Rückflußleitung 128 freigegeben wird. Dabei herrscht in der Leitung 126 der konstante Druck p0, solange keine der Federn 132, 133, zusammengedrückt wird. Inzwischen hat sich der Kolben 131 nach links bewegt. Im Zeitpunkt t0 kommen beide Kolben 130 und 131 an der Feder 133 zur Anlage. Diese wird zusammengedrückt. Infolgedessen steigt der Druck von t0 bis t1 nach einer geraden Linie an. Vom Zeitpunkt t1 ab wird auch die Feder 132 zusammengedrückt, und der Druck steigt von t1 bis t1' steiler an. Im Zeitpunkt t1' ist der Kolben am Anschlag 135 angekommen, und der Druck steigt nicht weiter an, sondern hat den konstanten Wert p1'+ p2'.
Statt der beiden Federn. 13.2 und 133 kann auch eine einzige Feder vorgesehen sein, deren Länge in der Ruhestellung der Kolben 130 und 131 geringer ist als der Innenabstand der beiden Kolben. Es folgt dann im Druckdiagramm auf den waagerechten Teil p0 der Druckkurve (Fig. 5) ein einziger geradliniger Anschlag bis zum Höchstdruck.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Drucksteuereinrichtung, insbesondere für hydraulisch betätigte Getriebeschaltkupplungen, bestehend aus einem Ventilkolben und einem Steuerkolben, dessen Druckseite mit der Druckmittelleitung in Verbindung steht, wobei die Verbindungsleitung eine den zeitlichen Verlauf des Betätigungsdruckes steuernde Drosseleinrichtung enthält und weitere Einrichtungen vorhanden sind, um einen abgestuften Verlauf des Betätigungsdruckes zu erreichen, nach Patentanmeldung Z 4757 1a/60, dadurch gekennzeichnet, daß zwi ,. scheu dem Steuerkolben (30) und dem Ventilkolben (31) eine abgestufte Federung, beispielsweise zwei nacheinander zur Wirkung kommende Federn. (32 und 33), vorhanden ist.
2. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den beiden Kolben (30 und 31) unter einem konstanten Anfangsdruck po gehalten wird, mit welchem die beiden Kolben in ihre äußeren Endlagen gedrückt werden, und daß mindestens eine Feder (132 und/ oder 133) zwischen den Kolben vorhanden ist, welche nur auf einem Teil des Kolbenweges wirksam ist.