DE1286349B

DE1286349B - Hydraulic control device for loading clutches for switching individual gear stages

Info

Publication number: DE1286349B
Application number: DEH61057A
Authority: DE
Inventors: Pusch Gerhard
Original assignee: ERWIN HENGSTLER FABRIK HYDRAULISCHER HEBEZEUGE
Current assignee: ERWIN HENGSTLER FABRIK HYDRAULISCHER HEBEZEUGE
Priority date: 1966-11-22
Filing date: 1966-11-22
Publication date: 1969-01-02

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuereinrichtung zum Beaufschlagen von Kupplungen für die Schaltung einzelner Getriebestufen mit einem Steuerventil für die Umschaltung, einem in einer Leitung zwischen Kupplung und Pumpe angeordneten Flüssigkeitsspeicher und einer zwischen Flüssigkeitsspeicher und Pumpe eingeschalteten Drossel. Bei einer bekannten flüssigkeitsdruck-betätigten Reibungskupplung wird durch :die Zwischenschaltung eines Speicherzylinders eine rasche und gleichzeitig weich ausführbare Schaltung erreicht, ein Druckzylinder kann in kürzester Zeit unabhängig von der Liefermenge der Ölpumpe gefüllt werden. Wird durch eine angetriebene Welle ein Drehmoment übertragen, so fällt die Drehzahl sofort ab, wenn man von einer Getriebestufe auf eine andere umschalten will. Bei einer anderen bekannten Ausführung sind zum Antrieb einer Welle mit unterschiedlichen Drehzahlen mindestens zwei mit je einer Getriebestufe verbundene Kupplungen vorgesehen, die unter dem Einfluß eines Drucksteigerungsventils stehen, durch das vermieden wird, daß die bei Schaltvorgängen zu übertragenden Drehmomente plötzlich aufgegeben werden und dadurch ruckartige Bewegungen entstehen.The invention relates to a hydraulic control device for loading of clutches for switching individual gear stages with a control valve for switching, one arranged in a line between the coupling and the pump Liquid reservoir and one connected between the liquid reservoir and the pump Throttle. In a known fluid pressure operated friction clutch by: the interposition of a storage cylinder a rapid and simultaneous A smoothly executable circuit is achieved, a printing cylinder can be independent in a very short time be filled by the delivery rate of the oil pump. Is driven by a shaft If a torque is transmitted, the speed drops immediately when you switch from a gear stage want to switch to another. In another known embodiment are for Drive a shaft with different speeds at least two with one each Couplings connected to the gear stage are provided, which operate under the influence of a pressure increasing valve stand, by which it is avoided that the torques to be transmitted during switching operations suddenly given up, resulting in jerky movements.

Insbesondere bei Werkzeugmaschinen ist es von Bedeutung, daß die Drehzahl beim Umschalten unter Last von einer Arbeitsgeschwindigkeit auf eine andere nicht stark abfällt, denn dadurch entstehen im Werkstück unerwünschte Riefen, die eine Nacharbeit erforderlich machen, die Werkzeugstähle unterliegen einem größeren Verschleiß, sie können unter Umständen sogar abbrechen.In machine tools in particular, it is important that the speed not when switching from one working speed to another under load drops sharply, because this creates undesirable grooves in the workpiece Make reworking necessary, the tool steels are subject to greater wear, they can even break off under certain circumstances.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steuereinrichtung zu schaffen, mit der ein Drehzahlabfall möglichst vermieden wird, wenn von einer Geschwindigkeitsstufe auf eine andere bei andauernder Drehmomentenübertragung umgeschaltet wird.The invention is based on the object of a hydraulic control device to create, with which a speed drop is avoided as much as possible when from a Speed level switched to another with continuous torque transmission will.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß in an sich bekannter Weise zum Antrieb einer Welle mit unterschiedlichen Drehzahlen mindestens zwei mit je einer Getriebestufe verbundene Kupplungen vorgesehen sind, die über Leitungen und das Steuerventil wechselweise einmal mit der , Pumpe und einmal mit einem Rücklauf verbunden sind und daß jeweils in der Leitung zwischen dem Steuerventil und der Kupplung ein die Drossel in Richtung zur Kupplung hin kurzschließendes Rückschlagventil angeordnet ist, wobei die Leitung zwischen der Kupplung und dem Rückschlagventil bzw. der Drossel durch eine Leitung mit dem Flüssigkeitsspeicher verbunden ist.To solve this problem, the invention provides that in itself known way to drive a shaft with different speeds at least two clutches, each connected to a gear stage, are provided which have Lines and the control valve alternately once with the, pump and once with are connected to a return and that each in the line between the control valve and the clutch a check valve short-circuiting the throttle in the direction of the clutch is arranged, the line between the coupling and the check valve or the throttle is connected to the liquid reservoir by a line.

Ein Ausführungsspiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Steuereinrichtung in schematischer Darstellung, F i g. 2 ein Schaubild des Druckverlaufes beim Aus- und Einrücken der Kupplungen, aufgetragen über der Zeit.An embodiment game of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows F i g. 1 a control device in a schematic representation, FIG. 2 a diagram of the pressure curve during and engagement of the clutches plotted against time.

Bei der Flüssigkeit, mit der die hydraulische Steuereinrichtung arbeitet, handelt es sich in der Regel um Öl. Die Flüssigkeit wird in einem Kreislauf bewegt, sie geht aus von einem Sammelbehälter 1 und kehrt dorthin zurück, wobei dieser Sammelbehälter gleichzeitig der Getriebekasten sein kann. Die wesentlichsten Bestandteile der Steuereinrichtung sind eine Pumpe 2, ein Steuerventil 3, Rücklaufdrosseln 4, 4', Rückschlagventile 5, 5' und Flüssigkeitsspeicher 6, 6', die durch Leitungen untereinander verbunden sind. Das Steuerventil 3 arbeitet zweckmäßig als Längs- oder Drehschieber, es ist in der Zeichnung symbolisch wiedergegeben, die Pfeile geben die möglichen Durchflußrichtungen an. Die Rücklaufdrosseln 4, 4' können einen festen oder verstellbaren Drosselspalt aufweisen, auch sie sind nur schematisch wiedergegeben. Die zusammengebauten Flüssigkeitsspeicher 6, 6' bestehen aus Zylindern 7, 7', in denen Kolben 8, 8' unter der Wirkung von Federn 9, 9' hin- und herbewegbar sind. Die Kolben tragen an ihren einen Enden Abdrehungen 10, 10', auf dieser Seite der Zylinder befinden sich auch Einlaßöffnungen 11, 11', während am anderen Ende Durchbrüche 12, 12' vorgesehen sind, die mit dem Sammelbehälter 1 in Verbindung stehen.For the fluid with which the hydraulic control device works, it is usually oil. The liquid is moved in a cycle, it starts from a collecting container 1 and returns there, this collecting container can be the gear box at the same time. The most essential components of the control device are a pump 2, a control valve 3, return throttles 4, 4 ', check valves 5, 5 'and liquid storage 6, 6', which are connected to one another by lines are. The control valve 3 works appropriately as a longitudinal or rotary slide, it is Represented symbolically in the drawing, the arrows indicate the possible flow directions at. The return throttles 4, 4 'can have a fixed or adjustable throttle gap have, they are also only shown schematically. The assembled liquid storage 6, 6 'consist of cylinders 7, 7', in which pistons 8, 8 'under the action of Springs 9, 9 'can be moved back and forth. The pistons have twists at one end 10, 10 ', on this side of the cylinder there are also inlet openings 11, 11', while openings 12, 12 'are provided at the other end, which are connected to the collecting container 1 related.

Die einzelnen Getriebestufen bzw. Getriebeeinheiten der Maschine werden durch Kupplungen 13, 13' mit einer Antriebswelle 14 verbunden. In der Zeichnung sind schematisch Lamellenkupplungen wiedergegeben.The individual gear stages or gear units of the machine are connected to a drive shaft 14 by clutches 13, 13 '. In the drawing multi-plate clutches are shown schematically.

Aus dem Sammelbehälter 1 wird die Flüssigkeit über einen Filter 15 durch die Pumpe 2 angesaugt und in der gezeichneten Neutralstellung des Steuerventils 3 über eine Leitung 16, ein Druckbegrenzungsventil 1.7 und eine Leitung 18 zu einem feststehenden Verteilstück 19 gedrückt. Über eine Nut 20 wird die Flüssigkeit einer Bohrung 21 in der Antriebswelle 14 zugeführt, es gelangt schließlich in die Kupplungen 13, 13' und dient zur Kühlung derselben. Der Abfluß erfolgt in den Sammelbehälter 1, also in den Getriebekasten, in dem alle genannten Steueraggregate untergebracht sein können.The liquid is sucked in from the collecting container 1 via a filter 15 by the pump 2 and, in the drawn neutral position of the control valve 3, is pressed via a line 16, a pressure relief valve 1.7 and a line 18 to a stationary distributor 19. The liquid is fed to a bore 21 in the drive shaft 14 via a groove 20 , it finally reaches the clutches 13, 13 'and is used to cool them. The outflow takes place in the collecting container 1, that is to say in the gear box, in which all said control units can be accommodated.

Soll nun die Kupplung 13 eingerückt werden, so wird das Steuerventil 3 entsprechend eingestellt, also z. B. der Längsschieber in der Darstellung nach links gezogen. Damit wird Flüssigkeit von der Pumpe 2 über eine Leitung 22 durch das Steuerventil 3 hindurch in eine Leitung 23 gedrückt, um über das Rückschlagventil 5 über eine Leitung 24 in den Flüssigkeitsspeicher 6 und über eine Leitung 25 in das Verteilstück 19 zu gelangen. über eine Nut 26 strömt die Flüssigkeit in eine Bohrung 27 in der Antriebswelle 14 bzw. in die Kupplung 13, die sich füllt und unter Druck gesetzt wird, so daß die Lamellen das Drehmoment auf eine Getriebeeinheit 28 übertragen. Beim Einströmen der Flüssigkeit in den Zylinder 7 durch die Einlaßöffnung 11 hindurch wird der Kolben 8 gegen die Wirkung der Feder 9 zurückgedrückt, Flüssigkeit wird im Zylinder 7 angespeichert. Eventuell durchkommende Leckflüssigkeit wird über den Durchbruch 12 in den Sammelbehälter 1 zurückgeleitet.If the clutch 13 is now to be engaged, the control valve is 3 adjusted accordingly, so z. B. the longitudinal slide in the representation after pulled left. In this way, liquid is passed through from the pump 2 via a line 22 the control valve 3 pushed through into a line 23 to over the check valve 5 via a line 24 into the liquid reservoir 6 and via a line 25 in the distribution piece 19 to arrive. The liquid flows into a groove 26 Bore 27 in the drive shaft 14 or in the coupling 13, which fills and below Pressure is applied so that the slats apply torque to a gear unit 28 transferred. When the liquid flows into the cylinder 7 through the inlet opening 11 the piston 8 is pushed back against the action of the spring 9, liquid is stored in cylinder 7. Any leakage fluid that may come through is over the opening 12 is fed back into the collecting container 1.

Soll nun auf eine andere Getriebeeinheit 29 umgeschaltet werden, so wird der Längsschieber des Steuerventils 3 in der Zeichnung nach rechts geschoben. Dadurch wird die Leitung 23 mit einem Abfluß 30 zum Sammelbehälter 1 hin verbunden, und die Leitung 22 wird an eine Leitung 31 angeschlossen. Aus der Kupplung 13 wird durch diese Ausrückung Schaltflüssigkeit durch die Leitung 25 zurückfließen, da das Rückschlagventil5 in dieser Richtung sperrt, muß die Flüssigkeit ihren Weg durch die Rücklaufdrossel4 nehmen. Die Druckverminderung in der Kupplung 13 wird bis zu einem bestimmten Punkt rasch vor sich gehen, der Kolben 8 bleibt solange in seiner rückwärtigen Anschlagstellung, denn die Feder 9 ist nicht stark genug, um den Druck zu überwinden. Schließlich wird sie aber den Kolben 8 nach vorne drücken können, so daß die im Zylinder 7 aufgespeicherte Flüssigkeit nunmehr zusätzlich durch die Rücklaufdrossel4 entweichen muß. Befindet sich der Kolben 8 in der gezeichneten Anschlagstellung, wird die Kupplung 13 vollends gänzlich entleert. Durch die erreichte Verzögerung im Druckabfall der Kupplung 13 kann ein Druckaufbau in der Kupplung 13' so rechtzeitig erfolgen, daß das Drehmoment von einer der beiden Kupplungen mit Sicherheit ständig übertragen wird, denn es strömt unterdessen Druckflüssigkeit von der Pumpe 2 über die Leitungen 22, 31, das Rückschlagventil 5' und die Leitung 25' in das Verteilstück 19 zu einer Bohrung 32 in der Welle 14 und von hier aus zur Kupplung 13', die also anzieht und die Getriebeeinheit 29 beaufschlägt. Gleichzeitig wird über die Leitung 24' der Zylinder 7' gefüllt. Beim Zurückschalten auf die erste Getriebeeinheit 28 spielen sich die gleichen Vorgänge ab wie vorher beschrieben.If a switch is now to be made to another gear unit 29, then so the longitudinal slide of the control valve 3 is pushed to the right in the drawing. As a result, the line 23 is connected to a drain 30 to the collecting container 1, and the line 22 is connected to a line 31. The clutch 13 becomes through this disengagement switching fluid flow back through the line 25, there the check valve5 blocks in this direction, the liquid must make its way through Take the return throttle4. The pressure reduction in the clutch 13 is up to going quickly to a certain point, the piston 8 remains as long as in its rear stop position, because the spring 9 is not strong enough to get over the pressure. Eventually, however, it will push the piston 8 forward can press so that the liquid stored in the cylinder 7 is now additionally must escape through the return throttle4. Is the piston 8 in the drawn Stop position, the coupling 13 is completely emptied. Through the achieved Delay in the pressure drop in clutch 13 can cause pressure to build up in the clutch 13 'take place in good time that the torque from one of the two clutches is always transmitted with certainty, because hydraulic fluid is flowing in the meantime from the pump 2 via the lines 22, 31, the check valve 5 'and the line 25 'in the distribution piece 19 to a bore 32 in the shaft 14 and from here to the coupling 13 ', which attracts and acts on the gear unit 29. Simultaneously the cylinder 7 'is filled via the line 24'. When switching back to the first Transmission unit 28 plays the same processes as previously described.

Aus dem Diagramm aus der F i g. 2 kann man erkennen, daß die Druckzeitkurve 33 der anziehenden Kupplung die Druckzeitkurve 34 der sich lösenden Kupplung in einem Punkt 35 schneidet. Dieser Punkt 35 liegt auf einem so hohen Druckniveau, daß die anziehende Kupplung bereits das volle Drehmoment übertragen kann.From the diagram from FIG. 2 it can be seen that the pressure time curve 33 of the engaging clutch shows the pressure time curve 34 of the releasing clutch in a point 35 intersects. This point 35 is at such a high pressure level that the tightening clutch can already transmit the full torque.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei einer Getriebeumschaltung unter Last die Drehzahl des eingespannten Werkstückes nicht abfällt, da beim Umschalten der Druckabbau in der sich lösenden Kupplung verzögert wird. Darüber hinaus ergibt sich ein überaus einfacher Aufbau der Steuereinrichtung, wobei die Einzelteile leicht gefertigt oder als Normteile eingesetzt werden können.The advantages achieved with the invention are in particular: that with a gear change under load the speed of the clamped workpiece does not drop, since the pressure reduction in the releasing clutch is delayed when switching will. In addition, there is an extremely simple structure of the control device, whereby the items can be easily manufactured or used as standard parts.

Es ist offensichtlich, daß sich die Steuereinrichtung nicht nur in Werkzeugmaschinen, sondern auch bei anderen Maschinen verwenden läßt, die unter Last geschaltet werden müssen. So ist die Anwendung z. B. denkbar bei Kraftfahrzeuggetrieben, insbesondere bei Ackerschleppern.It is obvious that the control device is not only in Machine tools, but also with other machines that can be used under Load must be switched. So the application is z. B. conceivable in motor vehicle transmissions, especially with farm tractors.

Claims

Claim: Hydraulic control device for acting on clutches for switching individual gear stages with a control valve for switching, a fluid reservoir arranged in a line between the clutch and the pump and a throttle connected between the fluid reservoir and the pump, characterized in that in a manner known per se for driving a shaft (14) with different speeds at least two clutches (13, 13 ') each connected to a gear stage (28, 29) are provided, which via lines (25, 25') and the control valve (3) alternately once with the pump (2) and once connected to a return (1) and that in each case in the line (25, 25 ') between the control valve (3) and the coupling (13, 13') a throttle (4, 4 ') in Direction to the coupling (13, 13 ') short-circuiting check valve (5, 5') is arranged, the line (25, 25 ') between the coupling (13, 13') and the check valve (5, 5 ') or w. the throttle (4, 4 ') is connected to the liquid reservoir (6, 6') by a line (24, 24 ').