DE1555069B2

DE1555069B2 - Hydraulische Steuervorrichtung für ein Wechsel-Wendegetriebe bei Fahrzeugen

Info

Publication number: DE1555069B2
Application number: DE1555069A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Frank Pekin Va. Golan; David Stuart Farmington Va. Ohaver; Shairyl Irwin East Peoria Va. Pearce; Gerald Dean Peoria Va. Rohweder
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1966-02-01
Filing date: 1967-01-12
Publication date: 1981-05-14
Also published as: BE693388A; SE338516B; JPS4929988B1; DE1780727A1; GB1176061A; DE1555069A1; DE1555069C3; GB1176062A; US3389770A

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung für ein Wechsel-Wendegetriebe bei Fahrzeugen, mit einer hydraulischen Druckmittelquelle, ersten durch hydraulischen Druck anlegbaren reibungskraftschlüssigen Vorrichtungen als Übersetzungskupplungen, zweiten durch hydraulischen Druck anlegbaren reibungskraftschlüssigen Vorrichtung als Richtungskupplungen, ferner mit einem steuerbaren, mit seinem Eingang an die Druckmittelquelle angeschlossenen Druckregelventil von der Bauart eines Druckbegrenzungsventils für Übersetzungskupplungen, das einen die zugehörige Ventilfeder in Richtung Schließen seiner Entlastungsöffnung belastenden, durch gedrosselten Druckmittelzulauf beaufschlagbaren Vorspannkolben aufweist, und mit einem steuerbaren Druckgefälleventil für die Richtungskupplungen, das einen Eingang, der mit dem den geregelten Druck enthaltenden Raum des steuerbaren Druckregelventils in Druckmittelverbindung steht, sowie einen Ausgang, der an die Richtungskupplungen Druckmittel abgibt, aufweist und ebenfalls einen durch Druckmittelzulauf beaufschlagbaren Vorspannkolben enthält, der die zugehörige Ventilfeder in Richtung Schließen des Ausgangs des Druckgefälleventils belastet, wobei das Druckregelventil bei jedem Gangwechsel einen zeitlichen Druckanstieg für das den Übersetzungskupplungen zuführbare Druckmittel einsteuert und das Druckgefälleventil Druckmittel eines jeweils darunter liegenden Druckes an die Richtungskupplungen abgibt

Bei der bekannten hydraulischen Steuervorrichtung dieser Art (FR-PS 12 55 247) kommt es bei der Kraftübertragung zwischen Motor und Getriebe zu rauhen Schaltvorgängen, die einen erheblichen Verschleiß mit sich bringen und darüber hinaus auch relativ langsam ablaufen, so daß die eine solche hydraulische Steuervorrichtung bedienende Person einen großen Teil ihrer Aufmerksamkeit dem Schaltvorgang widmen muß um sicherzustellen, daß dieser Vorgang auch in der gewünschten Weise abläuft.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, durch ein besonderes Zusammenwirken des Druckregelventils und Druckgefälleventils mit den Übersetzungs- und Richtungskupplungen die Kraftübertragung zwischen Motor und Getriebe so zu gestalten, daß für weiche Gangwechsel ein bestimmter Verlauf des Kupplungskraftanschlusses beim Einrücken erreicht wird, wobei nur eine der am Gangwechsel beteiligten Kupplungen, nämlich die Richtungskupplung, den Schlupf aufnimmt,

während die beteiligten Übersetzungskupplungen schon vorher mit höherem Druck angelegt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das steuerbare Druckregelventil einen Eingang aufweist, der mit den Übersetzungskupplungen in Druckmittelverbindung steht, und sein Vorspannkolben aus dem den Richtungskupplungen zugeführten Druckmittel auf seinem ganzen Hub über einen ersten Zulauf, ferner auf einem Teilhub über einen zweiten Zulauf

beaufschlag ist, wodurch der Druckanstieg aus zwei Abschnitten mit einem Kennlinienknick zwischen den beiden Abschnitten besteht, und daß der Vorspannkolben des Druckgefälleventils, der mit dem den Übersetzungskupplungen zuführbaren Druck beaufschlagt ist, in seinem Hub durch einen ortsfesten Anschlag begrenzt ist, so daß die sich zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Druckgefälleventils einstellende Druckdifferenz in einem ersten Abschnitt, in dem der Vorspannkolben noch frei vom Anschlag ist, mit dem Anstieg des vom Druckregelventil bestimmten Drucks größer wird und in einem zweiten Abschnitt nach Erreichen des Anschlags konstant bleibt.

Durch diese Konstruktion wird eine bessere Anpassung des Druckverlaufs an die Einrückbedingungen sichergestellt, indem mit einer geknickten Druckkennlinie sowie mit einer über einen Teil des Druckanstiegs veränderlichen, vom Druckgefälleventil eingesteuerten Druckdifferenz gearbeitet wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele»näher erläutert In der Zeichnung zeigt -^i] ;·;;-■ '-■.& ·■; «·:. ■/■ in ■■<■:

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Kraftübertragung mit erfindungsgemäßer Steuervorrichtung;

Fig.2 ein Schema des Schaltmodells zur Einstellung der in F i g. 1 gezeigten Übertragung auf einen der vier Vorwärtsgänge oder einen der drei Rückwärtsgänge oder in eine neutrale Stellung, wobei die in den Kreisen befindlichen Ziffern die Schaltstellungen, bezogen auf die Übertragungskupplungen, kennzeichnen, die zur Erzielung der gewünschten Übersetzungsverhältnisse in Eingriff stehen;

F i g. 3 ein Diagramm der Kombination der Elemente der Fig.4, 5, und 6 zur Bildung einer einzigen schematischen Darstellung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;

Fig.4, 5 und 6 Teile einer zusammengesetzten Zeichnung, die schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigen;

Fig. 7 ein Druck-Zeit-Diagramm, aus dem für bestimmte Kupplungen die durch die Steuervorrichtung erzeugten Druckanstiege entnommen werden können;

F i g. 8 ein Druck-Zeit-Diagramm, in dem andere Druckerhöhungen dargestellt sind, die- mit einer anderen Ausführungsform der Steuervorrichtung erreichbar sind und .■■-..;■■■·■:;: v: ...

Fig.9 die zur Erzeugung der in Fig.8 gezeigten Druckanstiege erforderliche andere Ausführungsform der Steuervorrichtung der F i g. 4,5 und 6.

In Fig. 1 ist ein Wechsel-Wendegetriebe dargestellt, das aus mehreren epizyklischen Zahnradsätzen besteht und so aufgebaut ist, daß es bei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen in Abhängigkeit davon, welche der verschiedenen reibungskraftschlüssigen Vorrichtungen (Kupplungen und Bremsen) in Eingriff stehen, das Drehmoment überträgt. Die Bezugsziffern 1 bis 6 beziehen sich auf die reibungskraftschlüssigen Vorrichtungen, die unmittelbar unter ihnen liegen, wodurch mit Hilfe des Schaltmodells von F i g. 2 bestimmt werden kann, welche der Vorrichtungen in Eingriff stehen, um die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse für die Vorwärts- und Rückwärtsgänge zu erzeugen. Die reibungskraftschlüssigen Vorrichtungen 1, 2, 3 werden als Richtungs-Kupplungen bezeichnet, während die reibungskraftschlüssigen Vorrichtungen 4, 5, 6 als Übersetzungskupplungen bezeichnet werden.

Jedes Übersetzungsverhältnis wird durch eine der Richtungskupplungen und eine der Übersetzungskupplungen, die miteinander in Berührung stehen, gebildet. Solange nicht die Kupplung jedes Satzes in Eingriff gebracht ist, wird durch das Zahnradvorgelege keine Kraft übertragen. Die Art und Weise, in der das Steuerungssystem arbeitet, so daß sich die oben beschriebenen Wirkungen einstellen, wird im folgenden näher beschrieben.

Aus den Fig.4, 5 und 6 geht hervor, daß die Hauptelemente der hydraulischen Steuervorrichtung Wählventile 11 und 12 aufweisen, deren Schieberkolben durch ein nicht dargestelltes Gestänge miteinander gekoppelt sind, um dadurch eine der Übersetzungskupplungen und eine der Richtungskupplungen mit Hilfe einer einzigen Bewegung eines nicht dargestellten Steuerhebels auszuwählen. Weitere Hauptelemente der Steuervorrichtung sind ein Wählventil 13 für die Auswahl einer Richtungskupplung aufgrund der Betätigung eines getrennten, nicht gezeigten Richtungssteuerhebels vornehmen zu können, ein steuerbares Druckregelventil 14, ein steuerbares Druckgefälleventil 16, ein Sicherheitsventil 17 und ein Durchflußbegrenzungsventil 18. Eine Pumpe 21 fördert die Hydraulikflüssigkeit aus einem Reservoir 22 durch ein Filter 23 zu dem Ventil 18, von dem aus ein Teil zu dem Druckregelventil 14 abgelenkt wird. Die von dem Druckregelventil 14 gesteuerte Hydraulikflüssigkeit wird der gewählten Übersetzungskupplung zugeführt, um diese in Eingriff zu bringen, sowie dem Druckgefälleventil 16 über das Sicherheitsventil 17. Das Druckgefälleventil 16 verringert den Druck der durch das Druckregelventil 14 gesteuerten Hydraulikflüssigkeit und lenkt diese zur gewählten Richtungskupplung. Die Übersetzungskupplungen befinden sich auf der Abstromseite des Druckgefälleventils 16, während die Richtungskupplungen auf der Zustromseite liegen, wodurch ein Differenzdruck zwischen den Eindrückkräften sichergestellt ist, die auf die gewählten Kupplungen einwirken.

Ein wesentliches Merkmal der hydraulischen Steuervorrichtung ist in dem Druckgefälleventil 16 zu sehen, das in noch einfacherer Weise als bei bekannten Einrichtungen dieser Art, eine feste Druckdifferenz oder eine proportionale Druckdifferenz erzeugt. Wie im folgenden näher erläutert wird, arbeitet das Ventil 16 so, daß es zu Beginn eines Kupplungseinrückzyklus eine relativ kleine Druckdifferenz erzeugt, dann während der folgenden Regelungsperiode allmählich die Druckdifferenz steigert (das Ventil 14 erhöht seinen Regeldruck) und nach Erreichung eines bestimmten Druckes eine feste Druckdifferenz (die hier erheblich über der anfänglichen Druckdifferenz liegt) während des restlichen Regelungszyklus beibehält. Aus dem in Fig.7 dargestellten Diagramm geht klar der Zusammenhang zwischen dem Übersetzungskupplungsdruck der Hydraulikflüssigkeit (gezeigt als ununterbrochene Linie) und dem Richtungskupplungsdruck der Hydraulikflüssigkeit (gezeigt als unterbrochene Linie) hervor. Einzelheiten dieser graphischen Darstellung werden im folgenden anhand einer genauen Beschreibung der Elemente, aus denen sich die Steuervorrichtung zusammensetzt, aufgeführt.

Das Durchflußbegrenzungsventil 18 weist einen Kolben 26 auf, der verschiebbar in einer Bohrung 27 gelagert ist und von einer Feder 28 nach links gedruckt wird. Die von dem Filter 23 kommende Hydraulikflüssigkeit wird durch eine Leitung 31 einer Aussparung 32 zugeführt, die die Bohrung 27 an ihrem äußeren linken

Ende umgibt. Die Flüssigkeit strömt aus der Aussparung 32 durch eine Einschnürungsöffnung 33, die mit einem Kanal 34 in Verbindung steht. Durch geeignete, im Kolben 26 befindliche Öffnungen 29 steht die Hydraulikflüssigkeit auchmit der Bohrung 27 und der Kammer der Feder 28 in Verbindung. Sobald die durch die Öffnung 33. strömende Flüssigkeit eine festgelegte Menge übersteigt, wirkt die durch die Öffnung 33 hervorgerufene Druckdifferenz in der Weise, daß sie die Feder 28 zusammendrückt und den Kolben 26 nach rechts bewegt, wodurch die überschüssige Flüssigkeitsmenge durch einen Kanal 35 abströmen kann, der zu dem Drehmomentwandler der Kraftübertragung führt.

Das Durchflußbegrenzungsventil 18 ist insbesondere bei Systemen außerordentlich wichtig, die eine große Pumpenleistung erfordern, weil die für die richtige Betriebsweise der Übertragung notwendigen Regelungsmengen von einer Hydraulikmittelquelle abhängen, die keine überschüssige Menge liefert. Die aus der Öffnung 33 ausströmende Flüssigkeitsmenge wird durch den_: Kanal 34, der mit einer Aussparung 36 in Verbindung steht, die die Bohrung 37 des Druckregelventils umgibt, dem Druckregelventil 14 zugeführt Innerhalb der;Bohrung 37 ist ein vVentilkoIben 38 angeordnet, der von «iner Feder 39 nach links gedrückt wird, deren eines Ende mit dem Ventilkolben 38 verbunden ist, während das andere Ende der Feder mit einem Kolben 41 in Verbindung steht, der ebenfalls verschiebbar in einer Bohrung 40 angeordnet ist, die etwas größer ist als die Bohrung 37. Eine Absatzfläche 42 auf dem Kolben 38 arbeitet mit einer Aussparung 43 zusammen, so daß die Hydraulikflüssigkeit aus der Aussparung 36 an einen Kanal 44 abgegeben wird, der durch die Ventilbohrung 27,zu dem Niederdruckkanal 35 führt Wenn also der Flüssigkeitsdruck in der Aussparung 36 so groß ist, daß er den Kolben 38 weit nach rechts gegen die Feder 39 drückt, daß eine Verbindung zwischen der Aussparung 36 und der Aussparung 43 hergestellt wird, dann kann nur ein weiterer .Druckaufbau erfolgen, wenn die Kraft vergrößert wird, mit der die Feder 39 der Bewegung des Kolbens 38 nach rechts entgegenwirkt. Da der Kolben 41 in der Bohrung 37 verschiebbar gelagert ist, läßt sich der in der Aussparung 36 herrschende Druck durch Steuerung der Stellung des Kolbens 41 und dadurch der Kraft, mit der die Feder 39 den Kolben 38 nach links drückt variieren. ■

Die Aussparung 36 steht über eine Leitung 47 mit einer Kupplungsversorgungsleitung 46 in Verbindung. Die Leitung 46 führt die in ihr befindliche Hydraulikflüssigkeit der Bohrung 48 des Wählventils 13 über die Zweigleitungen 49 und 51 an zwei in Längsrichtung voneinander getrennten Stellen zu. In Abhängigkeit von den Stellungen der Wählventilkolben 52, 53 und 54 der Wählventile 11,12 und 13 wird eine der Übersetzungskupplungen 4,5 und 6 mit Flüssigkeit aus der Leitung 46 versorgt, während die anderen beiden Kupplungen mit einer Ablaßleitung in Verbindung stehen und sich somit außer Eingriff befinden. Die Wählventilkolben sind in einer Stellung dargestellt, in der ein dritter Vorwärtsgang eingeschaltet ist was dadurch erreicht wird, daß die Kupplungen 3 und 4 in Eingriff stehen. Die Hydraulikflüssigkeit wird der Kupplung 4 durch die Leitung 51, die Wählventilbohrung 48 und die Leitung 56, die Wählventilbohrung 57, die Leitung 58 und die Ventilbohrung 48 zugeführt. Gleichzeitig wird die von dem steuerbaren Druckregelventil 14 gesteuerte Flüssigkeit durch die Leitung 46 an eine der Übersetzungskupplungen abgegeben/wobei das Druckregelventil 14 Hydraulikflüssigkeit auch über die Leitung 47 dem Druckgefälleventil 16, der Sicherheitsventilbohrung 61 und der Leitung 62 zuführt. Die in der Leitung 62 vorhandene Flüssigkeit wird an das eine Ende einer Ventilbohrung 63 im Druckgefälleventil 16 abgegeben, und zwar durch eine Aussparung 64, die die Bohrung 63 umgibt. In der Ventilbohrung 63 ist ein Ventilkolben 66 angeordnet, der in der Bohrung durch eine Feder 67

ίο nach links gedruckt wird. Das eine Ende der Feder 67 sitzt in dem Kolben 66, während ihr anderes Ende in einem Kolben 68 sitzt, der in der Bohrung 63 verschiebbar angeordnet ist. Das Ende des Ventilkolbens 66, das sich neben der Aussparung 64 befindet, weist zwei Durchgangsöffnungssätze 71 und 72 auf, die zu einem hohlen Innenraum führen. Die in das Druckgefälleventil 16 durch die Leitung 62 einströmende Flüssigkeit tritt durch die Durchgangsöffnungen 71 in den Innenraum des Kolbens 66 ein und wirkt dahingehend, daß sie den Kolben nach rechts gegen die Feder 67 drückt. Wenn der Druck der in der Leitung 62 vorhandenen Flüssigkeit so groß ist daß er die Kraft der Feder 67 überwindet und den Kolben nach rechts bewegt dann kommen die Durchgangsöffnungen 72 mit einer Aussparung 73 in Überdeckung, die die Bohrung 63 umgibt und durch eine Zweigleitung 76 mit einer Leitung 74 in Verbindung steht. Die Leitung 74 ist an die Bohrung 48 des Wählventils 13 angeschlossen, und in Abhängigkeit von den Stellungen der Wählventilkolben 52,53,54 wird einer der Richtungskupplungen die in der Leitung 74 vorhandene Hydraulikflüssigkeit zugeführt Wie bereits erwähnt wurde, ist bei der dargestellten Stellung der Ventilkolben ein dritter Vorwärtsgang eingeschaltet, aufgrund dessen die Richtungskupplung 3 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Die Verbindung zwischen der Richtungskupplung 3 und der Leitung 74 wird durch die Bohrung 48, die Verbindungsleitung 77, die Aussparung 78, die Ventilbohrung 79 und das Wählventil 12 hergestellt.

Gleichzeitig, während die Hydraulikflüssigkeit einer der Richtungskupplungen über die Leitung 74 zugeführt wird, wird die Flüssigkeit durch eine Leitung 82 auch einem Absperrventil 81 zugeleitet Das eine Ende der Leitung 82 steht mit der Leitung 74 in Verbindung, während ihr anderes Ende durch eine Aussparung 84 an eine Absperrventilbohrung 83 angeschlossen ist. Wenn die Flüssigkeit in die Bohrung 83 eintritt, bewirkt sie die Verschiebung eines in der Bohrung fliegend gelagerten Absperrventilkolbens 86 nach rechts und dessen Anlage an einem Anschlag 87. In dieser Stellung versperrt der Kolben 86 die Verbindung zwischen der Bohrung 83 und einem Ablauf 88, wodurch sich der Flüssigkeitsdruck in der Bohrung 83 aufbauen kann. Wenn der Abfluß 88 nicht mit der Bohrung 83 in Verbindung steht dann wird die aus der Leitung 82 in die Aussparung 84 eintretende Flüssigkeit zu einer Leitung 91 gelenkt, die an eine Leitung 92 angeschlossen ist. Das eine Ende der Leitung 92 führt durch eine Öffnung 93 zu einer Bohrung 37 des Druckregelventils 14. Das andere Ende der Leitung 92

führt durch eine öffnung 94 zu einer ringförmigen Kammer 96, die mit einer Leitung 97 in Verbindung steht, welche zu einer Kammer 98 hinter dem Regelungskolben 41 führt. Der Regelungskolben 41 enthält eine ringförmige Aussparung 99, die mit der

Öffnung 93 in Überdeckung steht, sobald der Kolben 41 an dem Endanschlag 101 anliegt. Wenn sich die Aussparung 99 und die öffnung 93 überdecken, kann die Hydraulikflüssigkeit aus den beiden Leitungen 92 und 97

in die Kammer 98 hineinströmen, wodurch der Druckaufbau in der Kammer 98 einen bestimmten Wert erreicht, der eine bestimmte Druckerhöhung in der Leitung 47 bewirkt. Wenn sich der Kolben 41 nachlinks verschiebt, kommt die Aussparung 99 außer Überdekkung mit der Öffnung "93, wodurch nur noch durch, die Öffnung 94 der Kammer 98 Flüssigkeit zuströmen kann. Auf diese Weise werden m der Leitung 47 zwei verschiedene Druckanstiege bewirkt. :

jedes Mal wenn eine Umschaltung des Getriebes to erfolgt, sinkt der in der Leitung 74 vorhandene Druck während der Zeitspanne ab, die zur Füllung der neugewählten Kupplung erforderlich ist, und dadurch sinkt auch der in der Bohrung 83 auftretende Druck, wodurch sich der Kolben 86 nach links verschiebt und den Abfluß 88 öffnen kann. Sobald der Abfluß 88 nicht mehr von dem Kolben 86 abgedeckt wird, strömt die hinter dem Kolben 41 in der Kammer 98 befindliche Flüssigkeit schnell ab, wodurch die Feder 39 den Kolben 41 gegen den Anschlag 101 drückt, der den Ausgangspunkt für jeden heuen Regelungszyklusdarstdlt^ii

Aus der obigen Beschreibung geht heryory^äÖ mit jedem Druckanstieg in der Leitung 47 nach der Füllung eiiier gewählten Übersetzüngsküppluhg ein Öradkäftstieg am Ausgang des Druckgefälleventils 16 verbunden ist, der zur Folge hat, daß sich der Kolben 41 nädrlihks bewegt, wodurch in der von dem Druckregelventri 14 kommenden Leitung der Druck noch höher steigen; kann. Wenn das Druckgefälleventil 16 so gebaut Wäre, daß zwischen seinem Ein- und seinem Ausgang eine feste Druckdifferenz vorhanden wäre, riahtt Wäre der Unterschied zwischen dem FlüssigkeitsdfüCk all der Übersetzungskupplüng und dem Flüssigkeitsdruck atl der Richtungskupplung während des glänzen Regeitiftgs* zyktus konstant Die an dem Ventil 16 auftretende Druckdifferenz ist jedoch nicht konstant, sondern verändert sich in Abhängigkeit von der Lärtgsstellung eines Regelungskolbens 106, der verschiebbar «1 einer Bohrung 105 gelagert ist, die etwas größer ist als die Bohrung 63 des Ventils 16, Eine zurrt Teile von einem 4ό Endanschlag 108 begrenzte Kammer 107 nimmt die Druckflüssigkeit aus einer Leitung 109 auf, die art die" Leitungen 111 und 112 angeschlossen ist, von denen eine Flüssigkeit führt, deren Druck demjenigen entspricht, der von dem Druckregelventil 14 eingestellt wird, Somit 4$ ist die von dem Druckregelverttil 16 zwiScheT def gewählten Richtungskupplung und der gewählten Übersetzungskupplung erzeugte Druckdifferenz eine Funktion des von dem Druckregelventil 14 eingestellten Druckes und damit des in der gewählten ÜbersetzungS-kupplung vorhandenen Druckes.

Der Übersetzungskupplungsdruck, der auf das linke Ende des Ventilkölbens 66 wirkt, drückt den Ventiikolben nach rechts und ist damit der durch die Feder 67 und dem von der Flüssigkeit erzeugten RiChtungskuppiungS-druck entgegertgerichtet, wobei die Flüssigkeit durch die Aussparung 73, die Bohrung 116 und die öffnung 117 in die Federkammer 60 eintritt. Der Kolben 66 wird durch die auf das Ventil infolge des in der Karhrrter 64 herrschenden Druckes einwirkende Kraft nach rechts gedrückt und durch die von der Feder 67 und dem in der Kammer 60 vorhandenen Druck erzeugten Kräfte nach links gedrückt Diese entgegengesetzten Kräfte sind während der Regelung im wesentlichen gleich und werden auf den Kolben 68 übertragen. Deshalb Würde der in der Kammer 1Ö7 herrschende Druck, der dem in der Kammer 64 herrschenden Druck gleich ist, den Kolben 106 nicht zuerst nach links verschieben, wenn seine Fläche nicht größer wäre als die des Kolbens 68. Wenn sich der Kolben 106 nach links bewegt, drückt er die Feder 67 zusammen und vergrößert dadurch die Kraft, die auf den Kolben 66 einwirkt und nach links gerichtet ist, wodurch sich die Druckdifferenz! zwischen der Leitung 76 und der Kammer 64 erhöht. Während die Feder 67 so ausgebildet ist, daß Sie große Kräfte übertragen kann, und bestimmt, welche Drückdifferenz erreicht wird, hat eine das Ende des Kolbens 106 umgebende Feder 121 die Aufgäbe, relativ kleine Kompensatiönslästen zu übertragen, wobei sie so ausgewählt ist, daß bei ihrer Größe die gewünschte maximale Druckdifferenz erreicht wird, sobald der Kolben 68 an dem Anschlag 122 anliegt, wobei der Ubersetzürtgskuppiungsdruek einen festgelegten Wert aufweist Auf diese Weise kann der Differenzdrück, beispielsweise zwischen 1;41 kp/cm², Weftrt der Kolben 106 an dem Anschlag 108 anliegt und 5,2? kp/cm² variieren, wenn der Köibett 68 den Anschlag 122 berührt Bei «einiger Auswahl der Feder i2l berührt der Kolben 68 den Anschlag 122, wodurch die maxiriiäle Druckdifferenz ^rretcht wird, anhäherftd -M dem-Zeitpunkt da der Kolben 41 die Öffnung 93 Verschließt urictsidi die durch das Ventil 14 «faieügie RegelüHgsgi« schwindiglceitSftde^ Während des restlieirert Rege^ tüfigSZykluS steigert das Vetitil 14 Seinen Regelürigsdruck mit einer ^Geschwindigkeit, die durch den Durchfluß der Flüssigkeit durch die Leitung 97 bestimmt wird Däfiaeh wird der zwischen derFlüsSigkeit, die der Übefsetzöriggkup^iiahg zügefüiifi wifd ühd der Flüssigkeit, die der Rtehtüfigsküppiting zugeführt wird, hef rseftgrtde¹ DiffereilizdrüGk konstant gehalten;

In F i g» ■?' -ist die obeli^ BiBsehrtebene ÖetHebsweise, die m den Üetttebs&Mtäkmtfsiikm iührtj die für den Betrieb ifi Verbindung mit FithrzeUgefl_; beispieisweise Kübelsehwenkiadern, Sehr erwünscht ist, graphisch dargestellt. Die Linien Λ ütid A 'stellen stetige, statische Betriebsdrücke der Ubersetzungskupplung bzw. Richtungskupplüftg dar, Wehft eine Umschaltung erfolgt, Wird die auf die Küppfüng Wirkende Flüssigkeit schnell abgelassen, und die neu gewählten Kupplungen begmneft sich bei den Drücken BUnd S'mit Flüssigkeit zu füllen. Sobald die Kupplungen gefüllt Sind, beginnt der ftegetüngszyklus, VtM der auf die Übersetztirtgsküjitplütlg uftä die Richtungskupplung einwirkende Drück vergrößert Sieh in einem Mäße, das durch die Linien CuHd C"angezeigt ist. An den Punkten D Und D' ist die mascimale Differeft2 erreicht (es wird darauf hingewiesen, daß die maximale DiffereiiZ in diesem Fall bei annähernd 5,27 kp/ern* liegt, Während die anfängliche Differenz etwa 1,4IkPZGm² beträgt) und der restliche RegelungszykiuS findet bei einer anderen Druekerhöhungsgeschwfrtdigkeit statt (angedeutet durch die Linien £ und E), wobei der Differenzdruck im wesentlichen konstant bleibt.

Das in Fig.8 gezeigte Schäübild beschreibt eine^ abgeänderte'Regehmgsärt, wobei auf eine erste Regelungsgeschwindigkeit mit einem variablen Differenzdruck eine höhere Regelungsgeschwiridigkeit bei einem festliegenden Differertzdruck folgt. Fig.9 zeigt einen Teil eines geänderten, die Regelung vermindernden Drückregefventils 14', das die in Fig. 8 dargestellte Drucklinie erzeugt, Irt dem Kolben 41' ist eine Aussparung 99' so angeordnet, daß eine Öffnung 93' während der ganzen "Regelung mit Ausnähme des letzten' Teils des Regelungszyklus von einer hintef dem Kolben 41' befindlichen Kammer 98' abgedeckt wird und dadurch nur während des letzten genannten

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Abschnitts des Regelungszyklus, zur Flüssigkeitsströmung durch die Öffnung 94'beiträgt. ..·■. '■■■■.-■■:

Als Eingangsrückschlagventil für den Drehmomentwandler dient ein Druckregelventil 131, das. zur Erzeugung weicher Schaltungen beiträgt. Dazu wird der Übersetzungskupplungsdruck über die Leitung 133, den Ringraum 134 und eine in dem Ventilkolben 137 befindliche .Durchgangsöffnung 136 in einen in dem Ventil 131 vorhandenen Hohlraum 132 eingeleitet. Der Eingangsdruck des Drehmomentwandlers wird dem pilzförmigen oder linken Ende des Kolbens 137 mit: Hilfe der Verbindungsleitung 138, des Ringraumes 139, der Durchgangsöffnung 141, der öffnung 142 und Tellerventils 143 zugeführt. Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis der Querschnittsflächen eines zu dem Hohlraum 132 gehörenden Schiebers 144 und des Kolbens 137 annähernd 0,39 zu 1,0. Das heißt, daß pro zehn Druckeinheiten desÜbersetzungskupplungsdruckes nur 3,9 Druckeinheiten des Drehmoment^ Wandlereingangsdruckes auftreten. Jeder dem Drehmomentwandler zugeführte Druck, der dieses Verhältnis übersteigt, bewegt den ,Ventilkolben 137 nach rechts,; wodurch Hydraulikflüssigkeit vorbeigeführt und über, die Leitung 146 dem Schmierungssystem des Getriebes zugeführt wird. Sobald ein Schaltvorgang beendet ist, sinkt der Flüssigkeitsdruck auf den Fülldruck ab und der Kolben 137 bewegt sich nach rechts und ermöglicht dadurch, daß die Drehmomentwandlereintrittsflüssigkeit in den Schmierungskreis abgelassen wird, wodurch sich der Drehmomentwandlereingangsdruck senkt Diese verringerte Druckrückwirkung stellt den Start der Regelung sicher, die durch die:: anfängliche Einstellung des Regelungsentspannungsventils festgesetzt wird. Da der Drehmomentwandler bei niedrigem . Druck ein nicht so großes Drehmoment überträgt, ist die Schaltung weicher. r

Mit Hilfe des Sicherheitsventils 17 wird verhindert, daß das. Fahrzeug anfährt, während ein Gang des Wechsel-Wendegetriebes eingeschaltet ist, das Getriebe sich also nicht in neutraler Stellung befindet Sobald das Fahrzeug stillgesetzt wird, d. h. die Pumpe 21 nicht arbeitet, drückt eine Feder 147 einen Ventilkolben 148 in einer Bohrung 149 so weit nach rechts, bis der Kolben an dem Anschlag -j 151 anstößt. .Wenn .- sich. das ■: Sicherheitsventil 1.7 in dieser Stellung befindet, ist die ·. Verbindung. zwischen : der;. Leitung ,47 und dem Druckgefälleventil 16 ι unterbrochen, wodurch die Richtungskupplungen daran gehindert werden, in Eingriff zu kommen. Um zur Erreichung der erforderlichen Verbindung für die Energiezufuhr zu einer Richtungskupplung den Kolben 148 nach links zu verschieben, müssen sich die Wählkolben in einer neutralen Stellung befinden, in der Hydraulikflüssigkeit; von dem Wählventil 13 durch die Leitung 152 dem Sicherheitsventil 17 zugeführt wird, und zwar insbesondere dem rechten Ende des Ventils. Nur wenn die Neutralstellung gewählt wird, strömt die Flüssigkeit in die Leitung 152, weil die Leitung bei der Wahl irgendeines Vorwärts- oder Rückwärtsganges mit einem Abfluß in Verbindung steht Die in der Leitung 152 vorhandene Flüssigkeit wird über einen Ringraum 151, eine im Sicherheitsventilkolben 148 vorhandene Durchgangsöffnung 156 und einem Ventilteller 157 einem Hohlraum 153 zugeführt. Der Ventilteller 157 ermöglicht den freien Eintritt in den Hohlraum aus der Leitung 152, wirkt aber so, daß er die Strömung aus dem Hohlraum heraus einengt, wodurch das Sicherheitsventil daran gehindert wird, sich während einer Normalschaltung zurückzustellen. '■■-■ ■:

Wie oben bereits erwähnt wurde, wird eine Vorrichtung geschaffen, die eine Schaltung des Getriebes in einen vierten Rückwärtsgang verhindert. Um dies zu erreichen, ist eine Schaltsperre 178 vorgesehen. Immer dann, wenn der Kolben 54 so verstellt wird, daß er einen Rückwärtsgang auswählt, wird Hydraulikmittel aus der Bohrung 48 mit Hilfe einer Leitung 180 einem am linken Ende der Sperre 178 vorhandenen Hohlraum

ίο 182 zugeführt. Bei dieser Druckverbindung zum Hohlraum 182 bewegt sich die Sperre in Richtung auf den Drehzahlwählkolben 53 und verhindert, daß der Kolben nach links in die vierte Drehzahlstellung verschoben wird. Wenn der Kolben 54 jedoch zum Zwecke des Vorwärtsantriebs verstellt wird, wird die hinter der Sperre 178 im Hohlraum 182 befindliche Flüssigkeit mit einem Abfluß verbunden, so daß, falls gewünscht, der vierte Vorwärtsgang gewählt werden kann. Wenn, Während sich das Getriebe im vierten Gang befindet, eine Umschaltung von vorwärts auf rückwärts' erfolgen soll, ändert die Steuerung automatisch .die Stellung des Wählers 53 in eine Stellung, die dem dritten Gang entspricht, v? ;;_.■::;?':,..< ν-ί- n· g^.^'^j^G w-jo-v Zusätzlich zur Sperre 178 gehörtzü dem Kolben 53 ein Hemmungskolben 188, der ; sich zwischen der Schaltsperre 178 und dem Kolben 53 befindet und ein Überschalten in den dritten Gang verhindern soll, wenn von dem ersten in den zweiten Gang geschaltet wird. Der Kolben 188 steht links unter dem Druck einer Feder 190, die mit einem Ende in dem Kolben 188 sitzt, während ihr anderes Ende an einem in der Ventilbohrung befindlichen Anschlag 192 anliegt. Wenn die Wählerventile zur Schaltung in den ersten Gang eingestellt werden, wird Hydraulikflüssigkeit hinter den Kolben 188 geleitet, wodurch sich der Kolben 188 in Richtung auf den Kolben 53 bewegt. Das Einleiten der Hydraulikflüssigkeit hinter den Kolben 188 erfolgt aufgrund der Tatsache, daß die Kupplung 6 sowohl im ersten Vorwärts- als auch im ersten Rückwärtsgang mit Druck beaufschlagt wird, und eine Verbindungsleitung 194 die Kupplung 6 an einen Hohlraum 196 anschließt, der sich zwischen der Sperre 178 und dem Kolben 188 befindet. Wenn der Kolben 188 an dem Anschlag 192 anliegt, kann der Kolben 53 nach links in den zweiten Gang geschaltet werden, ohne daß er den Kolben 188 berührt Bei jeder Schaltung in den zweiten Gang wird die hinter dem Kolben befindliche Flüssigkeit durch zwei öffnungen 197 und 198 mit einem Abfluß in Verbindung gebracht, so daß sich der Kolben 188 unter der Wirkung der Feder 190 langsam nach links zurückschiebt. Sollte die Betriebsperson eine schnelle Schaltung von dem ersten in den dritten Garig versuchen, so ist zwischen der zweiten und der dritten Stellung des Kolbens 53 wegen der Einschnürung der

Öffnungen 198 und 197 ein zusätzlicher Kraftaufwand erforderlich. Dieser Kraftaufwand dient dazu, die Aufmerksamkeit der Bedienungsperson für Schaltungen zwischen dem ersten und dem zweiten Gang auf ein Mindestmaß zu beschränken, indem die Möglichkeit eines versehentlichen Schaltens über den zweiten Gang hinaus verringert wird.

Ein Getriebeneutralisierungsventil 201 enthält einen Ventilkolben 202, der in einer Bohrung 203 verschiebbar gelagert ist und von einer in der Bohrung befindlichen Feder 204 nach rechts gedrückt wird. Das rechtsseitige Ende der Bohrung 203 steht durch eine Leitung 206 mit einem nicht dargestellten pneumatischen Bremssystem in Verbindung, wodurch der Kolben 202 mittels

Luftdruck gegen die Feder 204 nach links gedrückt wird, sobald ein bestimmtes Bremspedal des Fahrzeugs betätigt wird. Sobald dies der Fall ist, wird der hinter dem Sicherheitsventilkolben 148 befindliche Hohlraum 153 durch eine Leitung 208 an einem Abfluß 207 angeschlossen, der den Hohlraum 153 mit der Bohrung 203 verbindet. Der Anschluß des Hohlraumes 153 an den Abfluß 207 ermöglicht der Sicherheitsventilfeder 147, den Ventilkolben 148 um eine Strecke nach rechts zu drücken, die ausreicht, um die Flüssigkeitsströmung vom Druckgefälleventil 16 zu sperren. Die Absperrung der vom Druckgefälleventil kommenden Flüssigkeitsströmung hat zur Folge, daß sich der Ventilkolben 66 nach links bewegt, wodurch die gewählte Lastkupplung außer Eingriff kommt und dadurch die Kraftübertragung neutralisiert.

Sobald der Hohlraum 153 mit dem Abfluß 207 in Verbindung steht, wirken die äußerste rechte Kante 211 des Sicherheitsventilkolbens 148 und die Bohrungskante 212 dahingehend zusammen, daß sie die Flüssigkeit, die durch die Leitung 47, die Aussparung 61, die Querbohrung 213 und eine in dem Ventilkolben 148 befindliche Mittelbohrung 214 in den Hohlraum 153 gelangt, dosieren. Diese Flüssigkeitsströmung verhindert, daß sich der Kolben 148 ganz nach rechts bewegt, so daß das Ventil nicht vollständig in seine Sicherheitsstellung zurückgestellt wird und sich zurückbewegen kann, sobald die Bremse gelöst wird, weil die Bohrungen 213 mit dem Ringraum 61 in Verbindung stehen. Auf diese Weise wird, sobald das Bremspedal losgelassen wird, hinter dem Sicherheitsventil Druck aufgebaut, so daß sich das Ventil nach links bewegt und dadurch ermöglicht, daß die Hydraulikflüssigkeit durch das Druckgefälleventil den Lastkupplungen zugeleitet wird, wodurch die Kraftübertragung wieder in Eingriff gebracht wird. Auf diese Weise arbeitet das Sicherheitsventil beim Auskuppeln der Übertragung differentiell, d. h. anders als bei einem Versuch, das Fahrzeug zu starten, während ein Gang des Getriebes eingeschaltet ist. Dies geschieht aufgrund der Tatsache, daß der Kolben 148 sich, sobald das Fahrzeug heruntergeschaltet worden ist, die ganze Strecke bis zum Anschlag 151 verschiebt, wodurch der Gangwähler in die Auskupplungsstellung gebracht werden muß, um der gewählten Kupplung von neuem Hydraulikflüssigkeit zuzuführen, während sich der Kolben 148 aufgrund der Auskupplung nur bis zur Bohrungskante 212 nach rechts bewegt. Dadurch, daß sich der Kolben 148 während des Auskuppeins über die ganze Strecke bis zum Anschlag 151 verschiebt, wird der Kolben 148 so angeordnet, daß die eingebohrten Löcher 213 ständig mit einer Hydraulikflüssigkeitsquelle in Verbindung stehen, die einen Wiederaufbau des Flüssigkeitsdruckes im Hohlraum 153 ermöglicht, ohne daß in die neutrale Stellung umgeschaltet und damit ausgekuppelt werden muß.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Steuervorrichtung für ein Wechsel-Wendegetriebe bei Fahrzeugen, mit einer hydraulischen Druckmittelquelle, ersten durch hydraulischen Druck anlegbaren, reibungskraftschlüssigen Vorrichtungen als Übersetzungskupplungen, zweiten durch hydraulischen Druck anlegbaren, reibungskraftschlüssigen Vorrichtungen als Richtungskupplungen, ferner mit einem steuerbaren, mit seinem Eingang an die Druckmittelquelle angeschlossenen Druckregelventil von der Bauart eines Druckbegrenzungsventils für Übersetzungskupplungen, das einen die zugehörige Ventilfeder in Richtung Schließen seiner Entlastungsöffnung belastenden, durch gedrosselten Druckmittelzulauf beaufschlagbaren Vorspannkolben aufweist, und mit einem steuerbaren Druckgefälleventil für die Richtungskupplungen, das einen Eingang, der mit dem den geregelten Druck enthaltenden Raum des steuerbaren Druckregelventils in Druckmittelverbindung steht, sowie einen Ausgang, der an die Richtungskupplungen Druckmittel abgibt, aufweist und ebenfalls einen durch Druckmittelzulauf beaufschlagbaren Vorspannkolben enthält, der die zugehörige Ventilfeder in Richtung Schließen des Ausgangs des Druckgefälleventils belastet, wobei das Druckregelventil bei jedem Gangwechsel einen zeitlichen Druckanstieg für das den Übersetzungskupplungen zuführbare Druckmittel einsteuert und das Druckgefälleventil Druckmittel eines jeweils darunter liegenden Druckes an die Richtungskupplungen abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Druckregelventil (14) einen Eingang aufweist, der mit den Übersetzungskupplungen (4,5,6) in Druckmittelverbindung steht, und sein Vorspannkolben (41) aus dem den Richtungskupplungen (1, 2, 3) zugeführten Druckmittel auf seinem ganzen Hub über einen ersten Zulauf (91,94, 96, 97 bzw. 91, 94'), ferner auf einem Teilhub über einen zweiten Zulauf (91, 92, 93 bzw. 91, 93') beaufschlagbar ist, wodurch der Druckanstieg aus zwei Abschnitten (C, E) mit einem Kennlinienknick (D) zwischen den beiden Abschnitten (C und E) besteht, und daß der Vorspannkolben (68) des, Druckgefälleventils (16), der mit dem den Übersetzungskupplungen (4, 5, 6) zuführbaren Druck beaufschlagt ist, in seinem Hub durch einen ortsfesten Anschlag (122) begrenzt ist, so daß die sich zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Druckgefälleventils (16) einstellende Druckdifferenz in einem ersten Abschnitt (C), in dem der Vorspannkolben (68) noch frei vom Anschlag (122) ist, mit dem Anstieg des vom Druckregelventil (14) bestimmten Drucks größer wird und in einem zweiten Abschnitt (E')nach Erreichen des Anschlags (122) konstant bleibt.

2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Druckgefälleventil (16) in seinen Federmitteln (Federn 67 und 122) und der Lage des Anschlags (122) derart auf die Kennlinie des vom Druckregelventils (14) bestimmten Druckanstiegs abgestimmt ist, daß der Beginn des zweiten Abschnitts (E) des Druckanstiegs für das vom Druckregelventil (14) gesteuerte Druckmittel und der Beginn des zweiten Abschnitts (E') des vom Druckgefälleventil (16) gesteuerten Drucks zeitlich zusammenfallen.

3. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbelastungsraum (98) für den Vorspannkolben (41) des Druckregelventils (14) mit dem Ausgang des Druckgefällenventils (16) in Verbindung steht sowie in Abhängigkeit von dem von dort abgegebenen Druckmitteldruck beaufschlagbar ist.