DE1251664B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B62d

DeutscheKl.: 63 c-19/40

Nummen 1251 664

Aktenzeichen: B 83940 Π/63 c Anmeldetag: 19. Oktober 1961 Auslegetag: 5. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung finden Aus- und Einrückvorgang einer hydraulisch betätigten Kraftfahrzeugkupplung, bei der Druckflüssigkeit von einer Druckflüssigkeitsquelle zu einem Stellmotor der Kupplungsbetätigungseinrichtung über ein Drucksteuerventil geleitet werden kann, das eine Steuerkammer aufweist, an welche die von der Druckflüssigkeitsquelle herführende Zuführleitung, die zum Stellmotor führende Leitung und ferner eine von einem Steuerventil gesteuerte Rücklaufleitung, über die zum Zweck des Ausrückens der Kupplung der Druck in der Steuerkammer durch Steuern des Steuerventils abgebaut wird, angeschlossen sind, wobei dem Steuerventil eine von einem zweiten Ventil gesteuerte Nebenschlußleitung zugeordnet ist.

Eine Steuereinrichtung der vorstehenden Art ist bekannt. Sie hat den Vorzug, daß sie einem üblichen Vorgelegegetriebe und einer üblichen Kraftfahrzeugkupplung zugeordnet werden kann und dadurch für das Schalten des Vorgelegegetriebes eine selbsttätige Schaltvorrichtung verwendet werden kann. In letzter Zeit hat sich in der Kraftfahrzeugindustrie immer mehr ein Bestreben nach vollkommen selbsttätig schaltenden Getrieben gezeigt. In den meisten Fällen sind diese jedoch von den bekannten Vorgelegegetriebe, die bis dahin bei den meisten Kraftfahrzeugen zur Verwendung kamen und noch heute meistens Verwendung finden, gänzlich verschieden. Sie sind viel teurer in ihrer Herstellung als die bekannten Vorgelegegetriebe, da sie kompliziert aufgebaut sind und im allgemeinen irgendeine hydrodynamische Einrichtung aufweisen, durch die zudem etwas mehr Brennkraftmaschinenleistung aufgenommen wird. Eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art ergibt jedoch die Wirtschaftlichkeit der bisher üblichen Kupplungsanordnung. Es wird ein übliches Vorgelegegetriebe zusammen mit einer üblichen kraftbetätigten Kupplung verwendet, und trotzdem ist ein besonderes Kupplungspedal nicht mehr erfordernd¹- _

Bei der bekannten Steuereinrichtung der eingangs genannten Art ist das erwähnte Nebenschlußventil als thermostatisch gesteuertes Ventil ausgebildet, um die Aufgabe zu lösen, den Druckaufbau in der Steuerkammer möglichst unabhängig von Änderungen der öltemperatur zu machen, damit die Steuercharakteristik während des Anfangsbetriebes bei noch kalter Brennkraftmaschine dieselbe ist wie später, wenn die Brennkraftmaschine ihre normale Betriebstemperatur erreicht hat (USA.-Patentschrift 2 893 526).

Demgegenüber Uegt der Erfindung die Aufgäbe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs ge

Steuereinrichtung

für den Aus- und Einrückvorgang

einer hydraulisch betätigten

Kraftfahrzeugkupplung

Anmelder:

Borg-Warner Corporation, Chicago, Jll. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt, Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt: Richard W. Adelman, Edward F. Labuda, Chigago, Jll.; Richard L. Smirl, La Grange, Jll.; Miczyslaw J. Waclawek, Olympia Field, Jll.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 2. August 1961 (128 916)

nannten Art zu schaffen, bei der mit technisch einfachen Mitteln ein verbessertes Ein- und Ausrücken der Kupplung bei allen Betriebsbedingungen erreicht und dabei jegliches Rucken des Fahrzeuges vermieden wird. Der Einrückvorgang soll so weit verbessert werden, daß dem Fahrer die Ausübung eines eigenen Fahrstils in weitem Bereich möglich ist. Das Rucken des Fahrzeuges, wenn bei eingelegtem Gang nach öffnung der Drosselklappe angefahren wird, wird durch das im Antriebszug vorhandene Spiel verursacht. Deshalb soll insbesondere ein leichter restlicher Kupplungseingriff erzeugt werden, der auch dazu benutzt werden soll, um nach dem Schalten in einen niedrigeren Gang auch bei geschlossener Dros seiklappe eine Kupplung zwischen Brennkraft maschine und Vorgelegegetriebe zu bewirken, um bei Bergabfahrten und beim Auslauf in der Ebene die Brennkraftmaschine als Bremse heranzuziehen. Auch beim üblichen Bremsen mittels der Fahrzeugbremsen soll zunächst die Brennkraftmaschine als Bremse herangezogen werden, weshalb auch zu diesem Zweck ein leichter restlicher Kupplungseingriff nach

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dem SchlieBen der Drosselklappe erhalten bleiben Steuerkammer mündenden Druckfliissigkeitszufuhr-

soll, jedoch nur bis zu einer bestimmten Drehzahl, leitung als Drossel ausgebildet, die den Druck vor

bei der sich die Kupplung selbsttätig ausrücken soll, dem Einlaß stets höher hält als den Druck in der

um jegliche Gefahr eines Abwürgens der Brennkraft- Steuerkammer.

maschine zu vermeiden. 5 Besonders vorteilhaft ist es, daß sich die Steuerin Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung einrichtung nach der Erfindung in einer gegenüber dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschlußöffnung bekannten Bauarten kompakteren Bauart verwirkvon einem abgefederten, erst bei Erreichen eines liehen läßt und ausgedehnte mechanische Verbinvorbestimmten Steuerkammerdruckes öffnenden Ven- düngen zwischen dem Gaspedal und dem die Rücktilverschlußstück verschließen und derart ausgebildet io laufleitung beherrschenden Ventil, wie sie bei beist, daß sich der Druck in der Steuerkammer im Ver- kannten Bauarten erforderlich sind, überflüssig hälthis zum Anstieg des Zustromes von von der macht. Durch die einfachen Mittel zur Steuerung des Druckflüssigkeitsquelle kommender Druckflüssigkeit Druckaufbaues in der Steuerkammer proportional nach einer Parabelkurve aufbaut In Verwirklichung zum Quadrat der Brermkraftmascliinendrehzahl wird dieses Prinzips ist die Nebenschlußöffnung in einer 15 eine Wirkung erreicht, die beinahe derjenigen einer dünnen Platte ausgebildet. Beim Durchfluß durch Zentrifugalkupplung gleichkommt, eine öffnung in einer dünnen Platte ändert sich der In den Zeichnungen ist eine in der nachfolgenden Druckabfall durch die öffnung unmittelbar mit dem Beschreibung näher erläuterte Ausführungsform der Quadrat der Durchflußgeschwindigkeit durch diese Steuereinrichtung nach der Erfindung dargestellt. Es öffnung. Bei Verwendung einer durch die Brenn- ao zeigt

kraftmaschine angetriebenen Druckölpumpe als F i g. 1 eine Draufsicht auf eine aus Brennkraft-Druckflüssigkeitsquelle erhöht sich mit dem Anstieg maschine, Kupplung und Getriebe bestehende Ander Brermkraftmaschinendrehzahl unmittelbar der in triebseinheit für ein Kraftfahrzeug zusammen mit die Steuerkammer hineingeförderte Druckfliissigkeits- einer schematischen Darstellung der Getriebeschaltstrom. Durch die Nebenschlußöffnung ändert sich da- 25 vorrichtung und der erfindungsgemäßen Steuereinbei der Druckanstieg in der Steuerkammer proportio- richtung,

nal mit dem Quadrat der Brennkraftmaschinendreh- Fig. 2 einen Schnitt durch das Primär-Druck-

zahl, so daß sich auch der zum Stellmotor der Kupp- steuerventil längs der Linie H-II in F i g. 4, wobei

lungsbetätigungseinrichtung übertragene Einrück- insbesondere die als Druckflüssigkeitsquelle dienende

druck annähernd proportional mit dem Quadrat der 30 Druckölpumpe gezeigt ist,

Brennkraftmaschinendrehzahl ändert. Ein solcher F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie HL-III in Anstieg bildet in einer graphischen Darstellung eine Fig. 2,

Parabelkurve. Durch die Ausbildung des Neben- Fig.4 einen Längsschnitt durch das Primärschlußventils als vorgespanntes Absperrventil wird in Drucksteuerventil und das Sekundär-Steuerventil mit der Steuerkammer stets ein Mindestdruck aufrecht- 35 der Steuerkammer, dem die Rücklaufleitung steuernerhalten, der zu einem leichten Eingriff der Kupplung den Steuerventil und dessen unterdruckbetätigten ausreicht. Wesentlich ist, daß die Steuerung des Steuermitteln in gegenüber F i g. 2 und 3 etwas verDruckaufbaues in der Steuerkammer durch die größertem Maßstab,

Nebenschlußöffnung und das Ventil vollkommen un- F i g. 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 4,

abhängig von der Steuerung des erstgenannten 40 wobei vor allem die Nebenschlußöffnung und das

Steuerventils ist, das die aus der Steuerkammer füh- Nebenschlußventil im Betriebszustand gezeigt sind,

rende Rücklaufleitung, über welche zum Zweck des und

Ausrückens der Kupplung der Druck in der Steuer- Fig. 6 eine graphische Darstellung des als eine

kammer abgebaut wird, steuert. Die Steuerung dieses Funktion der Brennkraftmaschinendrehzahl auf der

Steuerventils wird im allgemeinen in Abhängigkeit 45 Abszisse aufgetragenen, dem Stellmotor der Kupp-

von den Bewegungen des Gangschalthebels und dem lungsbetätigungseinrichtung zugeführten Flüssigkeits-

Unterdrück im Ansaugstutzen, also der Drossel- druckes.

klappenstellung, bewirkt. Mit der Steuereinrichtung In F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Steuereinrichkann also der Druckaufbau in der Steuerkammer so- rung im ganzen mit A bezeichnet. Sie ist an einer aus wohl in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinen- 50 einer Brennkraftmaschine B, einer Reibungsscheibendrehzahl als auch in Abhängigkeit vom Unterdruck kupplung!) und einem VorgelegegetriebeC bestehenim Ansaugstutzen gesteuert werden, um je nach den den Antriebseinheit angebaut. Die Kraftstoffpegel-Betriebs- und Fahrbedingungen die Druckfiussigkeits- einrichtung der Brennkraftmaschine ist mit B-I und zufuhr zum Stellmotor der Kupplungsbetätigungsein- der Ansaugstutzen mit E bezeichnet, richtung unterschiedlich zu steuern. 55 Die Steuereinrichtung A besteht aus folgenden Zweckmäßigerweise sind die Nebenschlußöffnung Teilen: einer KupplungsbetMgungseinrichtung Λ-1, und das sie steuernde Ventil in an sich bekannter die einen in einem Gehäuse 30 angeordneten, an Weise im Ventilkopf des Steuerventils angeordnet. einem Kupplungsbetätigungshebel 18 über eine Stange Ferner ist vorteilhafterweise die Abfederung des 17 angreifenden Stellmotor 15 umfaßt, einem mit Ventilverschlußstückes des Nebenschlußventils derart 60 dem Stellmotor 15 über eine Druckölleitung 66 vergewählt, daß die Nebenschlußöffnung geschlossen bundenen Primär-Drucksteuerventil A-2 zum Steuern wird, wenn der Flüssigkeitsdruck bis zu einem Wert des von einer Druckölpumpe 65 geförderten Drucketwas oberhalb der Kraft der die Kupplung in Rieh- öles, einem unterdruckbetätigten, mit dem Ansaugtung Ausrücken belastenden Federn abfällt. Auf diese stutzen E verbundenen Sekundär-Steuerventil A -3 einfache Weise wird bei einer bestimmten Minimal- 65 zum Steuern des Primär-Drucksteuerventils A-2, drehzahl das selbsttätige Ausrücken der Kupplung er- einem elektrisch betätigten Ablaßventil A-4 zum reicht. Gemäß der Erfindung ist ferner vorteilhafter- Steuern des Unterdruckes auf dem Weg vom Ansaug-■weise die den Einlaß bildende öffnung der in die stutzen £ bis zum Sekundär-Steuerventil A -3 und

einem elektrischen Schalter .<4-5, der durch den Gangschalthebel F betätigt wird und das Ablaßventil A-4 steuert.

Das Primär-Drucksteuerventil A-2 und das Ablaßventil/1-4 können jeweils am Motorblock oder am Kupplungsgehäuse angebracht sein. Das Primär-Drucksteuerventil A-2 kann auf der Schmierölpumpe an Stelle des Pumpendeckels montiert sein. Auf diese Weise kann man sich leicht den verschiedensten Ausführungsarten von Kraftfahrzeugantriebseinheiten anpassen.

Um die ReibscheibenkupplungD in eingerückter Stellung zu halten, wird bei normalen Fahrbedingungen das Schmieröl durch die durch die Brennkraftmaschine angetriebene Druckölpumpe 65 zum Stellmotor 15 der Kupplungsbetätigungseinrichtungy4-1 gepumpt und durch das Primär-Drucksteuerventil A-2 auf dem richtigen Betriebsdruck gehalten, so daß für die veränderlichen Antriebserfordernisse eine ausreichende Kupplungseinrückkraft aufgebracht wird. Beim Schalten in einen anderen Getriebegang betätigt der Schalter A-S selbsttätig das Ablaßventil A-A derart, daß der Ansaugstutzen E mit dem unterdruckbetätigten Sekundär-Steuerventil A-3 voll verbunden wird, um das Primär-Drucksteuerventil A-2 derart zu verstellen, daß es Drucköl in eine nicht gezeigte ölwanne abläßt und dadurch die Reibscheibenkupplung D infolge der Druckentlastung des Stellmotors 15 der Kupplungsbetätigungseinrichtung A-I zum Ausrücken bringt. Die Ausrückkraft bringt eine mechanische Feder 29 auf, die am Kupplungsbetätigungshebel 18 angreift. Das Auskuppeln findet so schnell statt, daß auch beim schnellsten Gangwechsel keine Schwierigkeiten auftreten. Die Reibscheibenkupplung wird wieder eingerückt, wenn der Gangschalthebel in der neuen Stellung ist, worauf das Ablaßventil A-4 entregt wird.

DasSekundär-SteuerventiM-3 arbeitet in in Fig. 4 näher dargestellter Weise mit zwei hintereinandergeschalteten Stellgliedern, von denen das eine über einen Kanal 144 direkt und das andere über einen Kanal 133 unter Zwischenschaltung des Ablaßventils A-4 an den Ansaugstutzen £ angeschlossen ist. Mit 132 ist eine weitere Leitung bezeichnet, die von dem dem Primär-Drucksteuerventil A-2 nächstliegenden Stellglied des Sekundär-Steuervehtils A-3 zur Ventilabdeckung der Brermkrafrmaschine führt, um eventuell gebildete öldämpfe abzuführen.

Mit 190 ist in Fig. 1 ein elektrischerMikroschalter des Schalters A-S bezeichnet. Die Teile 215 und 2l6 gehören zum Schaltgestänge zwischen dem Gangschalthebel F und dem Vorgelegegetriebe C. *' Um eine Betätigung der Reibscheibenkupplung gegebenenfalls von Hand zu ermöglichen, sind von Hand zu betätigende Ausrückmittel vorgesehen. Diese bestehen aus einem am Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges oder an einem anderen vom Fahrer erreichbareirTlatz angeordneten Ausrückknopf 152 und einem Seilzug 153 oder einem Gestänge, das am Kupplungsbetätigungshebel 18 bei 154 angreift.

"Die 'Drucksteuerventile \ sind im einzelnen in den Fig. 2 bis 5: gezeigt. Es wird zunächst auf Fig. 2 Bezug genommen, in der die Druckölpumpe 65 gezeigt ist. Diese umfaßt in einer Kämmer angeordnete Pumpenräder 73: Eine von einem nicht gezeigten ölbehälter oder einer ölwahne her führende Einlaßleitung 68 ist an emeri^mlaßkammerabschnitt 67 der Pumpe angeschlossen," während an einen Auslaßkammerabschnitt 69 einerseits eine Brennkraftmaschinenschmierleitung 70 und andererseits eine zum Primär-Drucksteuerventil A-2 führende Leitung angeschlossen ist Die Leitungen 70 und 68 können als Bohrungen innerhalb des Brennkraftmaschinengehäuses ausgebildet sein, und zwar derart, daß sie mit dem Ein- und Auslaß der Pumpe ausgerichtet werden können. Die Pumpe kann in nicht dargestellter Weise durch die Kurbelwelle der Brennkraft- maschine £ angetrieben werden.

Es wird darauf hingewiesen, daß nur die Druckölleitung 66 zum Durchfluß des viskosen Drucköles einer Zeitverzögerung ausgesetzt ist und durch Anordnung des Primär-Drucksteuerventils A-2 in der Nähe des Stellmotors 15 der Kupplungsbetätigungseinrichtung A-I oder in Form eines mit diesem einstückig ausgebildeten Teiles sehr kurz gehalten werden kann, wie F i g. 1 veranschaulicht. Alle anderen Leitungen zwischen den einzelnen Steuergliedern

ao werden lediglich von einem geringen Fluß des Drucköles betroffen, so daß ein nahezu augenblickliches Ansprechen gewährleistet ist.

Das Primär-Drucksteuerventil A-2 besteht aus einem beispielsweise als Aluminium gegossenen Ge häuse 75 und ist mit drei größeren darin gebildeten, unregelmäßig geformten Kammern versehen, nämlich einer an den Auslaßkammerabschnitt 69 der Druckölpumpe angeschlossenen Einlaßkammer 71 als von der Druckölpumpe her führende Zuführleitung, einer Steuerkammer 77 und einer an den Einlaßkammerabschnitt 67 der Druckölpumpe angeschlossenen Auslaßkammer 78 als Rücklaufleitung. Die der Druckölpumpe zugewandte Seite 79 des Gehäuses 75 ist flach ausgebildet (Fig. 2), wobei die genannten Kammern derart in dem Gehäuse geformt sind, daß sie sich nach außen zur flachen Seite 79 hin öffnen und somit in der Ebene dieser flachen Sehe eine Ausgangsöffnung aufweisen, die im allgemeinen dieselben. Ausmaße besitzt wie die größte Abmessung dieser Kammern. Dies erleichtert Reparaturen und ermöglicht einen leichten Zugang zu den Kammern. Wie die Fig.2 und 4 zeigen, ist das Gehäuse äußerst gedrungen und hat in der Richtung zur Brennkraftmaschine eine Stärke, die gleich der Hälfte der Länge oder Höhe des Gehäuses ist oder noch weniger ausmacht.

Das Gehäuse 75 ist unter Zwischenschaltung einer Platte 80 mittels Schrauben 86 mit dein Gehäuse der Druckölpumpe 65 fest verbunden. In der Platte 80 sind zwei öffnungen 81 und 82 der in F i g. 3 gezeigten Gestalt ausgebildet, von denen die öffnung 81 den Auslaßkammerabschnitt 69 der Druckölpumpe mit der Einlaßkammer 71 des Gehäuses 75 verbindet. Die öffnung 81 ist abgestuft und besitzt im Bereich des Auslaßkammerabschnittes 69 der Druckölpumpe eine birnenförmige große Bohrung 83 und im Bereich der Einlaßkammer 71des-Gehäuses75 eine kleinere Bohrung 84, die in der^ weiter unten beschriebenen Weise als eine Drossel zur Steuerung der Drucköl zufuhr arbeitet und bei geschlossener Drosselklappe einen etwas weicheren Kupplungseingriff bewirkt. Die Bohrung 84 bewirkt ferner einen Anstieg des Schmierdruckes für die Brennkraftmaschine bei höheren Drehzahlen, obwohl dann der maximale Kupplungseinrückdruck erreicht ist. Dies stellt sicher, daß der Schmieröldruck für die Breflnkraftmaschine ständig größer ist als der Drack m der Kupplungs-*; betätigungseinrichtung (s. Fig. 6). Die die Auslaß-

kammer 78 des Gehäuses 75 mit dem Einlaßkammerabschnitt 67 der Druckölpumpe verbindende öffnung 82 ist ebenfalls birnenförmig und dabei ausreichend groß bemessen, um den Druckölfluß nicht zu beeinträchtigen.

Um sicherzustellen, daß die Brennkraftmaschine B mit genügend Schmieröl versorgt wird, bevor überhaupt Drucköl an die Kupplungsbetätigungseinrichtung A-I abgegeben wird, wird die Verbindung zwischen der Einlaßkammer 7t und der Steuerkammer 77 durch ein vorgespanntes Ventil 90 gesteuert, dessen Ventilkörper 93 in einer zylindrischen Bohrung 91 des Gehäuses 75 gleitend geführt ist und durch eine sich an einer. Verschlußkappe 97 abstützende Schraubenfeder 96 gegen einen am Ausgang der Einlaßkammer 71 ausgebildeten Sitz 95 gedrückt wird und die Verbindung zur Steuerkammer 77 abschließen kann. Entgegen der Kraft der Schraubenfeder 96 öffnet sich das vorgespannte Ventil 90, wenn ein festgelegter, verhältnismäßig niedriger Druck in der Einlaßkammer 71 erreicht ist. Beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Schraubenfeder 96 so bemessen, daß sie das Drucköl an einem Einströmen in die Steuerkammer 77 hindert, bevor nicht ein Druck von 0,7 kg/cin² erreicht worden ist.

Die Auslaßkammer 78 ist an die Steuerkammer 77 über eine von einem Steuerventil 101 gesteuerte Bohrung 100 angeschlossen. Auf diese Weise steuert das Steuerventil 101 die aus der Steuerkammer 77 führende Rücklaufleitung, mittels der das Einrücken der Reibscheibenkupplung bewirkt und der Druckaufbau in der Steuerkammer 77 gesteuert wird. Die Bohrung 100 weist einen großen Durchmesser auf, so daß sie bei vollkommener öffnung den Durchfluß nicht drosselt. Das Steuerventil 101 weist einen Ventilkörper 102 mit zwei voneinander auf axialem Abstand gehaltenen Kolbenabschnitten 103 und 104 auf, über die es in einer Bohrung 105 des Gehäuses gleitend gelagert ist. Auf der Seite zur Bohrung 100 besitzt der Ventilkörper 102 einen Ventilkopf 107, der die Bohrung 100 abschließen kann. In den F i g. 4 und 5 ist die Schließstellung des Steuerventils 101 gezeigt. Am entgegengesetzten Ende weist der Ventilkörper eine Verlängerung 109 auf, die mit einer Membran 110 zur Zusammenwirkung kommt, welche ihrerseits durch eine erste Membranfeder 122 beaufschlagt wird, um den Ventilkörper in Schließstellung zu drücken. Der Ventilkörper 102 ist so angeordnet, daß die Stirnseite des Ventilkopfes 107 dem Druck in der Steuerkammer 77 ausgesetzt ist, so daß das Steuerventil 101 zugleich als Druckentlastungsventil für die Druckölpumpe wirkt, mit dem der Aufbau eines übermäßigen Druckes in der Brennkraftmaschinenschmieranlage und der Kupplungsbetätigungseinrichtung verhindert wird.

Um den Aufbau eines gewünschten Kupplungseinrückdruckes zu vereinfachen, ist im Ventilkopf 107 eine Nebenschlußöffnung 147 (Fig. 5) angeordnet, die in Abhängigkeit der Drehzahl den Druck steuert und geeignet ist, die von der maschinenbetriebenen Druckölpumpe geförderte Druckölmenge in einer vorbestimmten Strömungsweise zur Druckölpumpe zurückzuführen. Zu diesem Zweck ist die Nebenschlußöffnung 147 in der Mitte einer dünnen Platte des Ventilkopfes 107 angeordnet und steht mit einer dahinterliegenden, diametral sich durch den Ventilkörper 102 erstreckenden Bohrung 148 in Verbindung, die in die Auslaßkammer 78 mündet. Die

Bohrung 148 ist ausreichend groß, so daß sie im Vergleich zur Nebenschlußöffnung 147 für die Strömung keine Einschnürung bildet. Die Nebenschluß-Öffnung 147 verwandelt den Druckanstieg des zum Stellmotor der Kupplungsbetätigungseinrichtung übertragenen Kupplungseinrückdruckes derart,- daß er sich nahezu proportional mit dem Quadrat der Brennkraftmaschinendrehzahl ändert, so daß die Wirkung auf den Vorgang der Kupplungseinrückung

ίο beinahe derjenigen einer Zentrifugalkupplung gleichkommt.

Bei Leerlauf der Brennkraftmaschine und eingeschaltetem Gang ist es sehr wünschenswert, daß die Reibscheibenkupplung etwas im Eingriff ist, um die Brennkraftmaschine bei einer Bergabfahrt als Bremse auszunutzen und ein Spiel im Antriebszug zu beheben, so daß bei vollkommenem Einrücken der Reibscheibenkupplung ein Rucken am Anfang vermieden wird. Um ein solches leichtes Greifen der Reibscheiben-

ao kupplung einzuleiten, muß der Druck in der Steuerkammer 77 etwas oberhalb desjenigen Druckes gegehalten werden, der zur Uberwindung der Kraft der" die Reibscheibenkupplung in Ausrückrichtung belastenden Feder_N29 ,und der in der Reibscheiben- kupplung selbst-angeordneten Ausrückfedern erforderlich ist. Dies erfordert gewisse Vorkehrungen, um den Druck in der Steuerkammer zu verstärken, und zwar unter der Annahme, daß einerseits die Größe der Nebenschlußöffnung so festgelegt ist, daß sie eine annehmbare Abwürgedrehzahl ergibt, und andererseits die Feder 29 so gewählt ist, daß sie beim Abbau des Steuerkammerdruckes ein ausreichendes und schnelles Ausrücken der Reibscheibenkupplung bewirkt. Um dies zu erreichen, kann die Nebenschluß- öffnung 147 durch ein vorgespanntes Ventil geschlossen werden, dessen als Kugel ausgebildetes Ventilverschlußstück 149, wie F i g. 5 zeigt, durch eine in einer Bohrung 151 des Ventilkörpers 102 angeordnete Schraubenfeder 150 in Schließstellung gedrückt wird. Die Schraubenfeder bewirkt, daß dem Druck in der Steuerkammer bei geschlossener Bohrung 100 eine niedrige Grenze gesetzt ist.

Es ist jedoch wünschenswert, den anfänglichen Leerlaufeinrückdruck auf etwa 0,42 bis 0,56 kg/cm² zu beschränken, um ein merkbares Kriechen des Fahrzeuges, nachdem es bei eingelegtem niedrigem Gang angehalten wurde, und ein Schütteln der Brennkraftmaschine bei mit eingelegtem Gang stillstehendem Fahrzeug zu vermeiden.

In dem Gehäuse 75 ist noch ein thermostatisch gesteuertes Ventil 115 vorgesehen, um einen begrenzten Durchfluß des Drucköles von der Steuerkammer 77 zur Auslaßkammer 78 und damit zur Einlaßseite der Druckölpumpe zu gestatten. Im Ausführungs beispiel besteht diese Einrichtung aus einer Verbin dungsöffnung 116 zwischen der Steuerkammer 77 und der Auslaßkammer 78 und einem Ventilverschlußkörper 117 c, der am freien Ende eines in der Auslaßkammer 78 angeordneten Bimetallstreifens 117 befestigt ist. Am anderen Ende der Bimetallstreifen 117 bei 117 a am Gehäuse 75 befestigt. Der Ventilverschlußkörper 117 c ist konisch ausgebildet und so angeordnet, daß er bei einer in Abhängigkeit eines Temperaturwechsels des Drucköles erfolgenden Bewegung oder Durchbiegung des Bimetallstreifens 117 die Verbindungsöffnung 116 verengt. Die Bauart und Anordnung des thermostatischen Ventils 115 ist derart, daß der Druckabfall durch die Nebenschluß-

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öffnung 147 unabhängig von durch Temperaturänderungen verursachte Viskositätsänderungen des Schmieröles für jeden gegebenen Steuerdruck der gleiche ist. Eine Änderung der Schmieröltemperatur verusacht eine Formveränderung des Bimetallstreifens 117 und dadurch eine Bewegung des Ventilverschlußkörpers 117 c auf die Verbindungsöffnung 116 zu oder von ihr fort. Somit wird der durch die Nebenschlußöfmung 147 erreichte Druckabfall durch Änderungen der öltemperatur im wesentlichen nicht beeinflußt, so daß zwischen der Anlaufzeit mit kalter Brennkraftmaschine und dem Betrieb nach dem Anwärmen der Brennkraftmaschine keine Änderung der Steuerkennlinie stattfindet.

In dem Gehäuse 75 ist noch eine normalerweise durch einen Stöpsel 120 a verschlossene Ablaßöffnung 120 vorgesehen, über die das gesamte Drucköl aus der Auslaßkammer 78 abgelassen werden kann.

Unter Bezugnahme auf F i g. 4 wird nun noch kurz das zur Steuerung des Steuerventils 101 dienende so Sekundär-Steuerventil A-3 beschrieben. Es arbeitet mit zwei hintereinandergeschalteten Stellgliedern mit zwei hintereinandergeschalteten, als Schraubenfedern ausgebildeten Membranfedern 122 und 123, die den Ventilkörper 102 in Schließstellung drücken können, as Wie die Zeichnung zeigt, ist die dem Ventilkörper 102 nächstliegende Membranfeder 122 in einer Kammer 130 eines am Gehäuse 75 unter Zwischenschaltung einer Platte 127 befestigten Gehäuses 126 angeordnet und wirkt über eine Membrananordnung 124 auf den Steuerkörper 102 ein. Die Membran 110 der Membrananordnung 124 ist zwischen der Platte 127 und dem Gehäuse 126 eingespannt. Hinter der Membran 110 befindet sich in der Platte 127 eine weitere Kammer 129, die über einen Kanal 131 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Zur Rückführung von öldämpfen ist der Kanal 131 über die Leitung

132 an die Ventilabdeckung der Brennkraftmaschine angeschlossen. Die Kammer 130 steht über den Kanal

133 unter Zwischenschaltung des in Fig. 1 angedeuteten Ablaßventils A -4 mit dem Ansaugstutzen £ in Verbindung.
. Auf das Gehäuse 126 ist ein weiteres Gehäuse 136 aufgesetzt, das eine die zweite Membranfeder 123 aufnehmende Kammer 142 bildet. Diese Kammer 142 ist von einer am Ende des Gehäuses 126 ausgebildeten Kammer 141 durch eine Membrananordnung 134 getrennt,"deren Membran 137 zwischen den Gehäusen 126 und 136 eingespannt ist und über die die zweite Membranfeder 123 auf eine in dem Gehäuse 126 gleitbar geführte Stange 138 wirkt, die ihrerseits die erste Membrananordnung 124 beaufschlagen kann. Die Kammer 141 steht über einen Kanal 143 mit der Atmosphäre in Verbindung. Die Kammer 142 ist über den Kanal. 144 direkt an den Ansaugstutzen 2s angeschlossen.

Die Ausbildung und Anordnung des SekundärSteuerventils/4-3 ist derart, daß ein Unterdruck in den Kammern 130 und 142 dazu neigt, die jeweilige Membrananordnung 124 bzw. 134 in eine Richtung entgegen der Wirkung der Membranfedern 122 bzw. 123 zu drücken, da jeweils auf der anderen Seite der Membrananordnung, nämlich in der Kammer 129 bzw. 141, der Atmosphärendruck herrscht. Somit kann durch Einleiten von Unterdruck in die Kammern 130 bzw. 142 die durch die Membranfedern 122,123 auf den Ventilkörper 102 ausgeübte Schließkraft vermindert werden.

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Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung geht aus dem folgenden Beispiel hervor: Unter der Annahme, daß die Brennkraftmaschine B angedreht und auf die normale Betriebstemperatur und Leerlaufdrehzahl angewännt worden ist, fördert die von der Brennkraftmaschine angetriebene Druckölpumpe 65 öl aus der Einlaßleitung68 (Fig. 2) zur Pumpenkammer 67, 69 und von dort zur Einlaßkammer 71 des Gehäuses 75. Es wird ferner angenommen, daß die Drosselklappe der Brennkraftmaschine etwa geschlossen ist. Wenn der Öldruck in der Brennkraftmaschinenschmierleitung 70, dem Auslaßkammerabschnitt 69 und der Einlaßkammer 71 die festgelegte erforderliche Höhe für die anderen Steuereinrichtungen des Fahrzeuges erreicht hat und zur Schmierung der Brermkraftmaschine ausreicht, öffnet sich das vorgespannte Ventil 90, und es steht der volle Förderdruck der Druckölpumpe zur Verfügung, um den Stellmotor der Kupplungsbetätigungseinrichtung A-I zu betätigen.

Es wird ferner angenommen, daß sich der Gangschalthebel in Leerlaufstellung befindet. In dieser Gangschaltstellung wird das Ablaßventil A-A derart betätigt, daß es einen zur Atmosphäre führenden Anschluß abschließt und die Zufuhr von Unterdruck zur Kammer 130 des Sekundär-Steuerventils A-3 gestattet. Da in der Kammer 142 infolge der ständigen direkten Verbindung mit dem Ansaugstutzen E schon vorher ein Unterdruck herrscht, sind nun beide Membrananordnungen 124 und 134 auf ihren beiden Seiten einem unterschiedlichen Druck ausgesetzt, so daß sie in F i g. 4 nach rechts — von der Bohrung 100 weg — bewegt werden und die öffnung dieser Bohrung 100 durch Abheben des Ventilkörpers 102 gestatten, wodurch Drucköl zum Zweck des Rücklaufs zur Druckölpumpe 65 in die Auslaßkammer 78 strömt. Auf diese Weise wird der vorher in der Steuerkammer 77 verfügbare Druck vollkommen abgebaut, so daß der Stellmotor der Kupplungsbetätigungseinrichtung A l nicht betätigt und die Reibscheibenkupplung daher in ausgerückter Stellung gehalten wird.

Eine Bewegung der Drosselklappe in eine weiter geöffnete Stellung vermindert den auf die zweite Membrananordnung 134 einwirkenden Unterdruck. Beim Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl kann durch den verminderten Unterdruck also eine größere Kraft der zweiten Membranfeder 123 wirksam werden, um den Ventilkörper 102 in Schließstellung zu drücken und den Druck in der Steuerkammer 77 zu erhöhen. Auf diese Weise wird eine größere Kupplungseinrückkraft, deren Ansteigen mit dem Anstieg der Breruikraftmaschinendrehzahl beim normalen Fahrbetrieb erwünscht ist, ermöglicht.

Beim Einlegen eines Ganges wird das Ablaßventil A-4 entregt, wodurch der Kanal 133 zum Ansaugstutzen E unterbrochen und_an die Atmosphäre angeschlossen wird, so daß in die Kammer 130 der Atmospharendruck gelangt und die Kraft der ersten Membranfeder 122 zur Einwirkung kommt. Dadurch wird der Ventilkörper 102 zurückbewegt, um die Bohrung 100 und damit die aus der Steuerkammer 77 führende Rücklaufleitung zu schließen.

Die Höhe des auf den Stellmotor der Kupplungsbetätigungseinrichtung A-I übertragenen Kupplungseinrückdruckes baut sich in der in Fig. 6 graphisch dargestellten Weise auf. Bei einem Druck in, der Steuerkammer 77 zwischen im allgemeinen 0 und

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0,7 kg/cm² ist nicht nur die Bohrung 100 geschlossen, sondern auch am Anfang die Nebenschlußöffnung 147 durch das Ventilverschlußstück 149 abgesperrt. Dadurch wird in der Steuerkammer 77 bei einem Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl ein im wesentlichen linearer Dnickaufbau erreicht. Oberhalb eines bestimmten Druckes, der hier mit 0,42 kg/cm² gewählt ist, öffnet das Ventilverschlußstück 149. Der von der Brennkraftmaschinendrehzahl abhängige Druckaufbau in der Steuerkammer 11 wird dann durch drei andere Faktoren abgewandelt.

Der erste Faktor ist die Veränderung des Unterdruckes im Ansaugstutzen E, die ihrerseits von dem durch die Brennkraftmaschine gelieferten Antriebsdrehmoment abhängt, da ein Anstieg des Brennkraftmaschinendrehmomentes durch einen Anstieg des Druckes im AnsaugstutzenE (Abnahme des Unterdruckes) angezeigt wird, der auf die zweite Membrananordnung 134 übertragen wird. Somit führt ein hohes Drehmoment der Brennkraftmaschine zu einem Druck in der Kammer 142, der dem in der Kammer 141 wirkenden Atmosphärendruck nahekommt. Infolgedessen kommt im wesentlichen die volle Kraft der zweiten Membranfeder 123 zur Einwirkung, um die den Ventilkörper 102 in der Schließstellung haltende Kraft zu verstärken. Eine Abnahme des Brennkraftmaschinendrehmomentes führt zu einer Abnahme des Druckes im Ansaugstutzen E (Anstieg des Unterdruckes), der dann der Wirkung der zweiten Membranfeder 123 entgegenwirkt und deren Kraft teilweise oder ganz aufhebt. Dadurch wird die auf den Ventilkörper 102 ausgeübte Schließkraft vermindert, so daß das Drucköl in der Steuerkammer 77 leichter in die Auslaßkammer 78 abgelassen und damit zur Dnickölpumpe zurückgeführt werden kann. Somit wird durch die öffnung der Drosselklappe der Kraftstoffregeleinrichtung B-I ein allmählicher Anstieg des Kupplungseinrückdruckes erreicht. Dies ist eine sehr wünschenswerte Wirkung, da die Reibscheibenkupplung dann mit einer größeren Kraft eingerückt wird, wenn eine größere Einrückkraft erforderlich ist, z. B. wenn ein größeres Drehmoment von der Brennkraftmaschine B über die ReibscheibenkupplungD und das VorgelegegetriebeC auf die Antriebsräder des Fahrzeuges übertragen wird.

Diese Veränderung in der Höhe des Unterdruckes, die das Ausmaß des ständig auf den Ventilkörper 102 einwirkenden Federdruckes steuert, verändert die Höhe der Druckausgleichslinie, die erreicht wird, wenn der Druck in der Steuerkammer 77 gleich der verfügbaren Federkraft wird, um darüber hinaus die Bohrung 100 und damit die Rücklaufleitung zu öffnen. Diese Verschiebung der Druckausgleichslinie ist in F i g. 6 gezeigt. Wenn der Gashebel nicht heruntergedrückt ist, ist die Drosselklappe verhältnismäßig geschlossen und das Drehmoment der Brennkraftmaschine entsprechend gering. Dies erzeugt in der Kammer 142 einen hohen Unterdruck, wodurch die zweite Membranfeder 123 vollkommen unwirksam gemacht wird und es somit allein der ersten Membranfeder 122 überläßt, den maximalen Druck in der Steuerkammer 77 zu steuern. Der bei leichter Drosselung erreichbare maximale Kupplungseinrückdruck ist dann der durch die erste Membranfeder 122 bestimmte.

Bei vollkommen geöffneter Stellung der Drosselklappe der Kraftstoffregeleinrichtung B-I wird ein Minimum an Unterdruck in die Kammer 142 über-

tragen, so daß dann im wesentlichen beide Membranfedern 122 und 123 auf den Ventilkörper 102 drükken und einen höheren Maximaldruck in der Steuerkammer 77 aufrechterhalten. Dies kommt in F i g. 6 durch die mit »erste Membranfeder 122« und »zweite Membranfeder 123« bezeichneten Kurvenäste zum Ausdruck. Jede dazwischenliegende Stellung der Drosselklappe bewirkt demgemäß eine dazwischenliegende Höhe des Ausgleichs des Steuerkammerdruckes.

Der zweite den Druckaufbau in der Steuerkammer verändernde Faktor besteht in der Ausführung der Nebenschlußöffnung 147. Wie es bereits weiter oben beschrieben wurde, soll die Nebenschlußöffnung 147 ein sofortiges Greifen der Kupplung bewirken, wenn das Fahrzeug im ersten Gang oder Rückwärtsgang angefahren wird. Da sich der Druckabfall durch die Nebenschlußöffnung 147 unmittelbar mit dem Quadrat der Durchflußgeschwindigkeit durch diese öffnung ändert (Durchfluß durch eine öffnung in einer dünnen Platte) und da die Dnickölpumpe 65 den in die Steuerkammer 77 hineingeförderten Druckölstrom unmittelbar mit dem Anstieg der Brennkraftr maschinendrehzahl erhöht, verändert die Neben-

»5 schlußöffnung 147 den Druckanstieg in der Steuerkammer 77 derart, daß dieser Anstieg des auf den Stellmotor der Kupplungsbetätigungseinrichtung.<4-1 übertragenen Kupplungseinrückdruckes sich annähernd proportional mit dem Quadrat der Brennkraftmaschinendrehzahl ändert. Ein solcher Anstieg bildet eine parabolische Kurvenkrümmung in der in Fig. 6 gezeigten graphischen Darstellung. Somit kann die Brennkraftmaschine einerseits nicht abgewürgt werden und andererseits nicht zu schnell laufen, wenn die Nebenschlußöffnung 147 in der dünnen Platte am Kopf 107 des Ventilkörpers 102 richtig bemessen ist.

Beim Schalten des Vorgelegegetriebes von einem Gang in den anderen wird durch den Gangschalthebel F der Schalter A -5 und hierüber das Ablaßventil A-4 derart betätigt, daß es die Verbindung des an die Kammer 130 angeschlossenen Kanals 133 mit der Atmosphäre unterbricht und den Kanal 133 mit dem Ansaugstutzen E verbindet, so daß der volle Unterdruck auch in die Kammer 130 strömen und auch die erste Membrananordnung 124 beaufschlagen kann. Bei Übertragung des vollen Unterdruckes auf beide Kammern 130 und 142 bzw. beide Membrananordnungen 124 und 134 werden beide Membranfedern 122 und 123, die normalerweise den Ventilkörper 102 in Schließstellung drücken, unabhängig von der Stellung der Drosselklappe der Kraftstoffregeleinrichtung B-I unwirksam gemacht, so daß sich das Steuerventil 101 öffnen und der Kupplungseinrückdruck aus der Steuerkammer 77 abgebaut werden kann.

Wenn ein Gang eingeschaltet ist und das Fahrzeug bergab fährt oder in der Ebene ausläuft, ist es wünschenswert, die Brennkraftmaschine als Bremse auszunutzen, auch wenn dabei die Drosselklappe nur sehr wenig geöffnet ist und somit ein hoher Unterdruck erzeugt wird. Um bei dieser Drosselklappenstellung die Brennkraftmaschine als Bremse ausnutzen zu können, muß ein Restdruck in der Steuerkammer 77 aufrechterhalten bleiben, um noch einen angemessenen KupplungseingrifI beizubehalten. Dabei ist es wünschenswert, daß der Kupplungseingriff ausreicht, um unabhängig von der Fahrzeuggeschwindig-

Claims (4)

keit eine Kraftübertragungsverbindung zwischen den Fahrzeugrädern und der Brennkraftmaschine aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck schließt das unter dem Druck der Schraubenfeder 150 stehende Ventilverschlußstück 149 die Nebenschlußöffnung 147, um einen Restdruck sicherzustellen, der im hier beschriebenen Fall etwa 0,42 kg/cm2 beträgt. Die Aufrechterhaltung eines Restdruckes durch dieses die Nebenschlußöffnung steuernde Ventil ist auch dazu nützlich, um bei Leerlauf der Brennkraftmaschine ein Spiel im Antriebszug durch leichten Kupplungseingriff aufzunehmen, so daß beim endgültigen Kupplungseingriff ein anfänglicher Ruck vermieden wird. Das Ventilverschlußstück 149 hält den Druck in der Steuerkammer 77 auf einem etwas höheren Wert, als zur Überwindung der Kraft aus der die Reibscheibenkupplung in Ausrückrichtung belastenden Feder 29 und der innerhalb der Reibscheibenkupplung angeordneten Ausrückfedern erforderlich ist. ao Wenn die Brermkraftmaschine angedreht wird und eine Schaltung des Vorgelegegetriebes bei kaltem öl stattfindet, wird das thermostatische Ventil 115 durch das kalte öl beaufschlagt und verursacht eine öffnung der Verbindungsöffnung 116, so daß das schwerere öl in die Auslaßkammer 78 und von dort zurück zur Druckölpumpe fließen kann, um einen Ausgleich für die übermäßige Viskosität zu schaffen. Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für den Aus- und Einrückvorgang einer hydraulisch betätigten Kraftfahrzeugkupplung, bei der Druckflüssigkeit von einer Druckflüssigkeitsquelle zu einem Stellmotor der Kupplungsbetätigungseinrichtung über ein Drucksteuerventil geleitet werden kann, das eine Steuerkammer aufweist, an welche die von der Druckflüssigkeitsquelle herführende Zuführleitung, die zum Stellmotor führende Leitung und ferner eine

von einem Steuerventil gesteuerte Rücklaufleitung, über die zum Zweck des Ausriickens der Kupplung der Druck in der Steuerkammer durch Steuern des Steuerventils abgebaut wird, angeschlossen sind, wobei dem Steuerventil eine von einem zweiten Ventil gesteuerte Nebenschlußleitung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschlußöffnung (147) von einem abgefederten, erst bei Erreichen eines vorbestimmten Steuerkammerdruckes öffnenden Ventilverschlußstück (149) verschließbar und derart ausgebildet ist, daß sich der Druck in der Steuerkammer (77) im Verhältnis zum Anstieg des Zustromes von von der Druckflüssigkeitsquelle kommender Druckflüssigkeit nach einer Parabelkurve aufbaut.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschlußöffnung (147) und das sie steuernde Ventil in an sich bekannter Weise im Ventilkopf (107) des Steuerventils (101) angeordnet sind.

3. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfederung des Ventilverschlußstückes (149) des Nebenschlußventils derart festgelegt ist, daß die Nebenschlußöffnung (147) geschlossen wird, wenn der Flüssigkeitsdruck bis zu einem Wert etwas oberhalb der Kraft der die Kupplung in Richtung Ausrücken belastenden Federn (29) abfällt.

4. Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Einlaß bildende öffnung (81) der in die Steuerkammer (77) mündenden Druckflüssigkeitszufuhrleitung als Drossel ausgebildet ist, die den Druck vor dem Einlaß stets höher hält als den Druck in der Steuerkammer.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1031648;
USA.-Patentschrift Nr. 2 893 526.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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