DE1255969B

DE1255969B - Vorrichtung zum Regeln des Druckes einer Fluessigkeit in einer Steuerleitung

Info

Publication number: DE1255969B
Application number: DEG23077A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Earl Snyder
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1956-10-29
Filing date: 1957-10-01
Publication date: 1967-12-07
Also published as: GB836166A; US2965120A; FR1192241A

Description

DEUTSCHES ^TWw PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 q -1/10

Nummer: 1255 969

Aktenzeichen: G 23077IX b/42 q

1 255 969 Anmeldetag: 1. Oktober 1957

Auslegetag: 7. Dezember 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln des Druckes einer Flüssigkeit in einer Steuerleitung mittels eines beweglichen Ventilgliedes, das in der einen Bewegungsrichtung eine Auslaßöffnung zu der Steuerleitung hin öffnet und in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung die Auslaß-Öffnung absperrt, wobei ein temperaturempfindliches Glied bei kalter Flüssigkeit das Ventilglied im Sinn der öffnenden Bewegung beeinflußt.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist die von dem temperaturempfindlichen Glied gesteuerte Auslaßöffnung eine Drosselstelle. Die Durchflußmenge einer Drosselstelle ist aber nicht allein von ihrem lichten Querschnitt, sondern unter anderem auch von dem Druck der Flüssigkeit und deren Viskosität abhängig. Die bekannte Vorrichtung gestattet daher nur eine angenäherte Kompensation von Änderungen der Viskosität der Flüssigkeit. Die Verwendung einer Drosselstelle ist auch insofern nachteilig, als sie parallel zu ihr liegende Organe, wie z. B. ein Überdruckregelventil, störend beeinflußt.

Die mit der bekannten Vorrichtung erreichbare angenäherte Kompensation von Änderungen der Viskosität der Flüssigkeit ist häufig nicht ausreichend, um das einwandfreie Arbeiten von Steueranlagen zu gewährleisten, die eine genaue Druckregelung erfordern. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine genaue Kompensation der Änderungen der Viskosität der Flüssigkeit in einfacher Weise zu erreichen.

Die Erfindung besteht darin, daß das Ventilglied in an sich bekannter Weise in der sperrenden Bewegungsrichtung durch die Verstellbewegung eines willkürlich betätigbaren Steuergliedes im Sinn eines Verbindens der Steuerleitung mit einer Druckflüssigkeitsquelle beeinflußt wird und dabei den Druck in der Steuerleitung auf einen sowohl von der Stellung des willkürlich betätigbaren Steuergliedes als auch von den Änderungen der Temperatur der Flüssigkeit abhängigen Wert einregelt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein drehbares Einstellglied vorgesehen, mittels dessen das willkürlich betätigbare Steuerglied hinsichtlich seiner Einwirkung auf das Ventilglied nach Maßgabe einer gegebenen Temperatur der Flüssigkeit voreinstellbar ist. Hierdurch ist eine leichte Einjustierbarkeit des temperaturempfindlichen Gliedes möglich. In der Praxis wird das temperaturempfindliche Glied so ausgelegt, daß es eine ausreichende Änderung seiner Einwirkung in Abhängigkeit von Temperaturänderungen der Flüssigkeit ergibt, und

Vorrichtung zum Regeln des Druckes einer
Flüssigkeit in einer Steuerleitung

Anmelder:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. K. Walther, Patentanwalt,
Berlin 19, Bolivarallee 9

Als Erfinder benannt:

Kenneth Earl Snyder, Northville, Mich.

(V.St.A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. Oktober 1956
(618 768)

die Einstellung auf den gewünschten Wert wird unter Verwendung eines Eichdruckes vorgenommen, wenn die Flüssigkeit ihre normale Betriebstemperatur hat. Bei richtiger Einstellung dieses Wertes sind dann alle anderen Drücke auf Grund der Auslegung des temperaturempfindlichen Gliedes richtig.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise nützlich für Druckflüssigkeits-Steuereinlagen von Stufenwechselgetrieben, bei denen Gangwechsel abhängig von motordrosselabhängigen und fahrgeschwindigkeitsabhängigen Drücken erfolgen, die einander entgegengesetzt auf Umschaltventile einwirken. Das Umschalten der Umschaltventile tritt bei verschiedenen Motordrosselöffnungen bei verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten ein. Bei normaler Temperatur der Flüssigkeit, z. B. nach einem stetigen Lauf des Getriebes, erfolgt das Umschalten an den festgelegten Betriebspunkten. Ist indessen die Flüssigkeitstemperatur niedriger, so ergeben sich größere Widerstände in den Umschaltventilen, so daß z. B. das Aufwärtsschalten erst bei einem höheren motordrosselabhängigen Druck erfolgen kann.

Das Umschalten erfolgt also verzögert und hart unter Überdrehzahl des Motors. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch unter diesen Be-

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triebsbedingungen der festgelegte Umschaltpunkt eingehalten werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Darin ist

Fig. 1 ein Schnitt durch eine Vorrichtung zum Regeln des Druckes einer Flüssigkeit,

F i g. 2 ein Schnitt nach der Linie 2-2 der F i g. 1,

F i g. 3 ein der F i g. 2 ähnlicher Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform,

F i g. 4 eine Teilansicht einer weiteren abgewandelten Bauform und

F i g. 5 ein Teilschnitt ähnlich F i g. 1 einer dritten Ausführungsform.

Ein an einem Getriebegehäuse 11 befestigtes Ventilgehäuse 10 enthält eine Längsbohrung 12, in der ein Ventilglied 14 mit zwei Steuerbunden 16 und 20 verschieblich gelagert ist. Der Steuerbund 16 steuert eine Ringnut, die durch eine Einlaßleitung 18 mit einer nicht dargestellten Druckflüssigkeitsquelle verbunden ist. Der Steuerbund 20 steuert eine Ringnut, die mit einer Auslaßöffnung 22 verbunden ist. Zwischen den beiden Steuerbunden 16 und 20 liegt eine Ringnut zu einer zu einer Steueranlage führenden Steuerleitung 24.

Ein Steuerglied 26 hat einen in der Bohrung 12 gleitenden Bund 28, auf den eine sich am Ventilglied 14 abstützende Feder 30 einwirkt. Das Steuerglied 26 hat einen durch ein enges Loch des Ventilgehäuses nach außen geführten Schaft 32, auf den über ein Gestänge eine Motorregeleinrichtung in Form eines Beschleunigungspedals 34 einwirkt. Beim Niederdrücken des Beschleunigungspedals 34 wird das Steuerglied 26 in das Ventilgehäuse 10 hineinbewegt. Das Ventilglied 14 wird durch die Feder 30 dann in eine Lage bewegt, in der die Einlaßleitung 18 geöffnet ist, so daß der Druck im Raum zwischen den Steuerbunden 16 und 20 ansteigt. Ein Zurücknehmen des Beschleunigungspedals 34 veranlaßt ein Sinken dieses Druckes.

Der Kraft der Feder 30 auf das Ventilglied 14 wirkt Druckflüssigkeit entgegen, die über eine Leitung 40 in die Bohrung 12 hinter dem Steuerbund 16 zugeleitet wird. Der Druck versucht das Ventilglied 14 in eine Lage zu bringen, in der der Steuerbund 20 die Auslaßöffnung 22 öffnet, um den Druck abzusenken. In der Leitung 40 befindet sich eine Drosselstelle 41, um die Empfindlichkeit des Ventils gegen plötzliche Druckänderungen infolge plötzlichei Verstellungen des Beschleunigungspedals 34 zu verringern. Ein in die Mündung der Bohrung 12 eingesetzter Stopfen 42, der durch einen Stift 44 gesichert ist, dichtet die Bohrung gegen Leckage ab.

Eine temperaturempfindliche Einrichtung 36 ist in einer Kammer 38 angeordnet, die zu dem Teil der Bohrung 12 offen ist, in den die Leitung 40 mündet. Seitlich ist die Kammer 38 durch eine Deckplatte 58 verschlossen, die mit Schrauben 60 am Ventilgehäuse 10 befestigt ist. Ein einstellbarer Stellstift 46 mit einem Schlitz 48 ragt durch die Deckplatte 58 in die Kammer 38. Ein spiraliger Wärmefühler 50 aus Bimetall ist mit seinem inneren Ende 52 gleitend in dem Schlitz 48 gehalten. Am äußeren Ende des Wärmefühlers ist eine quer zum Stift 46 liegende Verlängerung 54 vorgesehen, die bei niedrigen Temperaturen nach links und bei hohen Temperaturen nach rechts bewegt wird. Ein konischer Knopf 56 am Ende der Verlängerung drückt gegen das Ventilslied 14 neben dem Steuerbund 16. Er wirkt über

eine punktförmige Berührung auf das Ventilglied 14, so daß die gesamte Stirnfläche des Ventilgliedes vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagt wird.

Das abgesetzte Ende 62 des Stellstiftes 46 ist mit Gewinde versehen und hat einen Schlitz 64 zum Ansetzen eines Einstellwerkzeuges, z. B. eines Schraubenziehers. Das Ende 52 des Wärmefühlers 50 kann durch den Stellstift 46 so weit gedreht werden, daß die Verlängerung 54 auf das Ventilglied 14 mit einer

ίο gewünschten Vorspannung drückt. Auf das Ende 62 des Stellstiftes 46 ist eine Sicherungsmutter 66 aufgeschraubt, die eine Schulter 68 des Stellstiftes 46 gegen die Deckplatte 58 hält.

Wird beim Betrieb das Beschleunigungspedal 34 niedergedrückt und in der erreichten Lage festgehalten, so wird unmittelbar das Steuerglied 26 verstellt, und das Ventilglied 14 bewegt sich durch die Feder 30 so, daß die Einlaßleitung 18 durch den Steuerbund 16 geöffnet wird. Die Druckflüssigkeit aus der Einlaßleitung 18 strömt dann am Steuerbund 16 vorbei und gelangt über die Steuerleitung 24 zur Steueranlage und über die Leitung 40 auf die rückseitige Stirnfläche des Ventilgliedes 14. Sie drückt diesen gegen die Kraft der Feder 30 zurück, bis die Einlaßleitung 18 geschlossen ist. Wird der Druck auf die Stirnfläche des Ventilgliedes 14 groß genug, so wird die Auslaßöffnung 22 durch den Steuerbund 20 geöffnet. Anderenfalls bleibt diese wie die Einlaßleitung 18 geschlossen, bis der Druck abfällt und die Einlaßleitung 18 wieder geöffnet wird. Dies wiederholt sich während des Regelvorganges, und der erzeugte Druck wird durch die Kraft der Feder 30 und die dieser entgegenwirkende Vorspannung des Wärmefühlers 50 und den Druck in der Kammer 38 bestimmt. Bei kalter Flüssigkeit wird die nach links gerichtete Vorspannung des Wärmefühlers 50 erhöht, so daß der eingeregelte Druck herabgesetzt wird. Bei zunehmender Temperatur verringert sich die Vorspannung, bis bei einer bestimmten Temperatur die Berührung zwischen der Verlängerung 54 und dem Ventilglied 14 aufhört, so daß dieser nur noch unter dem Einfluß der Feder 30 und des Druckes in der Kammer 38 steht.
Wird das Beschleunigungspedal 34 weiter niedergedrückt, so steigt die Kraft der Feder 30, die das Ventilglied 14 in eine Lage bewegt, in der die Einlaßleitung 18 durch den Steuerbund 16 geöffnet wird, so daß der von der Motordrosselstellung abhängige Druck erhöht wird. Während dieser Bewegung des Beschleunigungspedals ist die Arbeitsweise des Wärmefühlers 50 die gleiche, wie sie oben beschrieben wurde.

Der von der Motordrosselstellung abhängige Druck wird über die Steuerleitung 24 einem Umschaltventil der Steueranlage zugeleitet, auf das in entgegengesetzter Richtung ein von der Fahrgeschwindigkeit abhängiger Druck einwirkt. Die Bewegung des Umschaltventils bewirkt die Beaufschlagung oder Entlastung eines Flüssigkeitsservomotors einer Gangwechseleinrichtung eines Mehrgangschaltgetriebes.

Kalte Druckflüssigkeit hat eine hohe Viskosität, die die Bewegung des LTmschaltventils hindert. Ohne den Wärmefühler 50 würde das Umschaltventil sich erst bei einer größeren Fahrgeschwindigkeit bewegen als bei warmer Druckflüssigkeit. Durch Absenken des von der Motordrosselstellung abhängigen Drukkes bei kalter Flüssigkeit schaltet der Wärmefühler

Claims

50 den Einfluß der hohen Viskosität der Flüssigkeit aus und ermöglicht dem Umschaltventil die Bewegung bei praktisch derselben Fahrgeschwindigkeit, gleichgültig, ob die Druckflüssigkeit warm oder kalt ist. Der Wärmefühler 50 gleicht auch den Einfluß aus, der von der größeren erforderlichen Motordrosselöffnung bei kaltem Motor herrührt, indem er den von der Motordrosselstellung abhängigen Druck absenkt. Die größere Motordrosselöffnung ist erforderlieh, um die größere Reibung zu überwinden, die vorhanden ist, wenn der Motor in kaltem Zustand ein bestimmtes Drehmoment liefern soll. Der Wärmefühler kann in einfacher Weise bei der Montage mittels eines Meßdruckes bei der normalen Betriebstemperatur einjustiert werden, um einen gewünschten, von der Motordrosselstellung abhängigen Druck bei einer bestimmten Temperatur der Druckflüssigkeit zu erhalten. Der einstellbare Stellstift 46 kann durch einen festen Zapfen 70 ersetzt werden (F i g. 3), der ein Teil des Ventilgehäuses 10 ist. Der Zapfen 70 hat einen Schlitz 48' für das innere Ende 52 des Wärmefühlers 50. Bei dieser Anordnung muß die Lage des Schlitzes 48' zur Bohrung genau sein, da eine Nachstellung nicht möglich ist. Diese Anordnung hat jedoch den Vorteil, daß der Zapfen 70 ein Teil des Ventilgehäuses ist und daher weniger Teile benötigt werden. Der feste Zapfen 70 kann durch einen Zapfen 70' ersetzt werden (F i g. 4), der ebenfalls ein Teil des Ventilgehäuses ist, jedoch keinen Schlitz hat. Dafür hat er eine bogenförmige Oberfläche, deren Durchmesser größer ist als der einer innenliegenden Schlaufe 71 des Wärmefühlers 50', der frei um den Zapfen gelegt gegen diesen mit Reibung anliegt. Der Wärmefühler 50' kann ausgebaut oder eingestellt werden, indem ein Werkzeug zwischen Flansche 72 und 74 an beiden Enden der Schlaufe 71 eingeführt wird. Der Wärmefühler 50 kann durch einen Bimetallwärmefühler 76 in Haarnadelform ersetzt werden (F i g. 5). Der Wärmefühler 76 hat zwei parallele Schenkel 78 und 80, die am unteren Teil eine Schlaufe 82 bilden. Der Wärmefühler 76 wird in eine der Kammer 38 ähnliche Kammer 84 eingesetzt, indem die Schlaufe 82 auf einen Zapfen 86 aufgeschoben wird, der am Ventilgehäuse 10 befestigt ist oder mit diesem aus einem Teil besteht. Der Schenkel 78 drückt gegen einen konischen Vorsprung 88 des Ventilschiebers 14, während der Schenkel 80 gegen eine Stellschraube oder einen Stellbolzen 90 im Ventilgehäuse 10 anliegt. Durch Verstellung der Stellschraube 90 im Ventilgehäuse 10 kann die Vorspannung des Wärmefühlers 76 auf das Ventilglied 14 geändert werden. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln des Druckes einer Flüssigkeit in einer Steuerleitung mittels eines beweglichen Ventilgliedes, das in der einen Bewegungsrichtung eine Auslaßöffnung zu der Steuerleitung hin öffnet und in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung die Auslaßöffnung absperrt, wobei ein temperaturempfindliches Glied bei kalter Flüssigkeit das Ventilglied im Sinn der öffnenden Bewegung beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (14) in an sich bekannter Weise in der sperrenden Bewegungsrichtung durch die Verstellbewegung eines willkürlich betätigbaren Steuergliedes (26) im Sinn eines Verbindens der Steuerleitung (24) mit einer Druckflüssigkeitsquelle (18) beeinflußt wird und dabei den Druck in der Steuerleitung (24) auf einen sowohl von der Stellung des willkürlich betätigbaren Steuergliedes (26) als auch von den Änderungen der Temperatur der Flüssigkeit abhängigen Wert einregelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein drehbares EinsteIIglied (48, 50), mittels dessen das willkürlich betätigbare Steuerglied (26) hinsichtlich seiner Einwirkung auf das Ventilglied (14) nach Maßgabe einer gegebenen Temperatur der Flüssigkeit voreinstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift G 8613 II/63 c (bekanntgemacht am 28. 6.1956);

USA.-Patentschrift Nr. 2 661 243.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen