DE1900161B2 - Hydraulische Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

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Falle eines unerwünschten Überdrucks im Schmier» kreislauf der Druck in der Zylinderkammer durch eine leichte Verlagerung des Kolbens automatisch euf einen Wert beschränkt wird, der niedriger ist als derjenige, der zur Betätigung des Kolbens notwendig ist. Eine unerwünscht starke Verlagerung des Kolbens ist dadurch verhindert, daß mit der Kolbenverlagerung die Drosselstelle geöffnet wird, was eine Druckverminderung in der Zylinderkammer zur Folge hat.

Der Vorteil der Ausbildung der Drosselstelle als kreisföimige Rippe besteht darin, daß die Rippe gleichzeitig als Hubendschlag für den Kolben in seiner Ruhestellung dient und ferner in dieser Stellung eine Begrenzung eines restlichen Rauminhalts ermöglicht, der immer mit öl gefüllt bleibt und daher eine sofortige Veriageiung des Kolbens ermöglicht, wenn er unter Druck gesetzt wird, da die Füllzeit wegfällt und der Druck unmittelbar auf die ganze Fläche des Kolbens ausgeübt wird.

Die Drosselung kann auch mit Hilfe von zwei Rippen oder Wulsten geschehen, die einander auf der Innenfläche der Glocke und der Innenfläche des Kolbens gegenüberliegen.

Bei den Bauformen mit gleichachsigen Wellen, das heißt, wenn die Getriebewelle innerhalb der die Zylinderkammer tragenden Hohlwelle gelagert ist, sieht man sich oft veranlaßt, den ölkreislauf zur Betätigung des Schaltkolbens über eine Ringkammer zu leiten, die an ihren Enden durch Lager abgeschlosien ist. Es ist in diesem Falle unerläßlich, eine öllufuhr zur Schmierung dieser Lager während der Betriebsperiode vorzusehen, während welcher der Schaltzylinder nicht unter Druck steht. Die Erfindung bringt hier den Vorteil, daß der Schmieröldruck durch die Drosselung des ölaustritts mittels der Rippe bzw. mittels den Rippen aufrechterhalten bleibt.

Ferner hat die Erfindung den Vorteil, daß sie keine wesentliche Erhöhung der Herstellungskosten verersacht, da die Hauptelemente bereits zusammengebaut sind (mit Ausnahme des Kolbens, dessen Geitehungspreis von demjenigen des herkömmlichen Kolbens wenig verschieden ist).

Die Erfindung hat außerdem noch den Vorteil, daß sie die Bedeutung des Schmierölkreislaufs verfingert, welcher, da er ständig in Betrieb ist, die Fördermenge erhöht, die erforderlich ist, um die Gesamtbelieferung des Kreislaufs sicherzustellen. Dies ermöglicht daher den Bau einer Pumpe von geringerem Raumbedarf und geringeren Kosten sowie tine Herabsetzung der Energieverluste, welche für den Wirkungsgrad nachteilig sind, und damit der Temperatur der Gesamtanordnung.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand beispielsweiser Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht in schematischer Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 2 und 3 im Schnitt bauliche Einzelheiten tweier Varianten des Ventils.

Wie sich aus F i g. 1 ergibt, wird eine Pumpe 1 von einem Motor 2 angetrieben und saugt Ul aus einem Behälter 3, welches öl sie durch eine Förderleitung 4, welche mit einem Druckregler 5 versehen ist, zu einem Verteiler 6 mit zwei Stellungen und zu einer Schmieröl leitung 7 fördert.

Der Verteiler4 steht mit dem drehbaren ringförmigen Zylinder 8 durch eine Zufuhr- bzw. Speiseleitung 9, eine im Inneren der Wand des Gehäuses 11 des Wechselgetriebes 12 vorgesehene Leitung XO, eine Drehdichtung 13 mit zwei Dichtungsringen 14 und 15, einen Kanal 16, der in der Hohlwelle 17 des Wechselgetriebes vorgesehen ist und eine ringförmige

s Aussparung 18 in Verbindung, die in der sich in der Hohlwelle 17 drehenden Getriebewelle 19 vorgesehen ist.

Der Hydrozylinder 8 wird durch eine Glocke 20 gebildet, welche mit der Hohlwelle 17 fest verbunden

to ist und sich mit Bezug auf diis Gehäuse 11 dreht.

Verbunden oder in Eingriff mit einem beliebigen

Organ des Wechselgetriebes dreht sich die Welle 19 in der Bohrung der Glocke.

In der Glocke 20 enthält die ringförmige Kammer 21 des Hydrozylmders den gleitbaren Ringkolben 22, der mit Dichtungen 23 und 24 ausgerüstet ist. Auf der einen Seite von der Innenfläche 25 des Bodens der Glocke begrenzt, steht die Kammer 21 über eine öffnung 26, die in der Hohlwelle 17 vorgesehen ist,

ao mit der ringförmigen Aussparung 18 in Verbindung, die zwischen der Hohlwelle 17 und der Getriebewelle 19 vorgesehen ist.

Die Vorderseite bzw. aktve Seite27 des Kolbens 22 ist mit einem Wulst oder einer kreisförmigen Rippe 28 ausgebildet, welche mit einer entsprechenden Rippe 29 zusammenwirkt, die auf der Fläche 25 der Kammer 21 vorgesehen ist.

Eine scheiben- bzw. tellerförmige Rückstellfeder 30, welche um die Hohlwelle 17 herum angeordnet

3» ist, stützt sich gegen einen Federring 31 ab, der in einer Ringnut dieser Welle sitzt und den Kolben 22 zu seiner Ruhestellung in der Richtung zur Fläche 25 belastet.

Wenn er sich unter der Wirkung des Öls verlagert, das in die Kanuner 21 eindringt, übt der Kolben 22 durch seinen axialen Umfangsmantel 32 einen Druck auf einen Lamellensatz 33 aus, der dadurch, daß er die Glocke 20 und ein festes cder drehbares Organ 34 des Getriebes miteinander verbindet, eine Gangschaltung des Wechselgetriebes bewirkt.

Derjenige Teil der Kammer 21, der sich außerhalb der Rippen 28 und 29 befindet, steht mit einer Ventilausnehmung 35 in Verbindung, welche in der Dicke der Glocke 20 vorgesehen ist und eine Kugel

36 enthält. Diese Ausnehmung steht mit dem Innenraum 37 des Gehäuses 11 durch einen axialen Kanal 38 in Verbindung, welcher als Sitz für das Ventil dient. Unabhängig davon, ob sie sich in der Ruhestellung befindet oder durch die Fliehkraft belastet

ist, ruht die Kugel 36 nicht auf ihrem Sitz auf. Erst bei einem öldurchtritt von einer bestimmten Menge ab wird die Kugel mitgeführt und gegen ihren Sitz gedrückt. Der Innenraum des Gehäuses ist natürlich durch eine ölrücklaufleitung mit dem Behälter 3 verbunden.

Die Schmierölleitung 7 ist unter anderem über eine Drehdichtung 39 mit einem axialen Kanal 40 verbunden, die in der Getriebewelle 19 vorgesehen ist und die Aufgabe hat, die Schmierung der Elemente

des nicht dargestellten Wechselgetriebes sicherzustellen. Eine im wesentlichen radiale Bohrung 41 von verringertem Querschnitt verbindet die axiale Leitung 40 mit der ringförmigen Aussparung 18. Mit der Leitung 7 sind außerdem weitere Schmierölleitungen

42 und 44 verbunden. Eine Drosselvorrichtung 45 begrenzt die ölförderung in die Schmierölkreisläufe, in welchen der Druck durch Drosselorgane 51, 52 und 53 aufrechterhalten wird.

Die beschriebene Anordnung ermöglicht die Sicher- durch der Wert des Drucks P₁ durch eine Überlaufstellung der Schmierung von zwei Lagern 46 und 47, wirkung verringert wird.

durch welche die Getriebewelle 19 in der Hohlwelle Das öl gelangt sodann durch die Öffnung 38,

17 gelagert ist und welche sich zu beiden Seiten der deren Querschnitt so vorgesehen ist, daß nur ein

ringförmigen Aussparung 18 befinden. Natürlich ist 5 geringer Druckverlust entsteht (geringer als derjenige,

das Spiel, welches die Durchlässigkeit der Lager der zum Schließen des Kugelventils notwendig ist),

bestimmt, so festgelegt, daß die Wirkungsweise des so daß der Kolben 22 eine Gleichgewichtsstellung

Hydrozylinders 8 durch unerwünschte größere Leck- findet.

Verluste nicht gestört wird. Zur Steuerung der Bewegung des Kolbens 22 wird

Der Verteiler 6 kann durch ein beliebiges von to der Verteiler 6 so· betätigt, daß die Förderleitung 4

Hand bedienbares oder selbsttätig arbeitendes Steuer- mit der Zufuhrleitung 9 in Verbindung gebracht

organ betätigt werden, welches Steuerorgan von wird. Das Arbeitsmittel teilt seinen Druck über den

mechanischer, elektromagnetischer, pneumatischer Kanal 16, die ringförmige Aussparung 18, die öff-

oder hydraulischer Art sein kann. In der einen der nung 26, die Kammer 21 des Zylinders und den

beiden Stellungen des Verteilers steht die Zufuhr- 15 Durchlaß zwischen den Rippen 28 und 29 der Kugel

leitung 9 mit der Förderleitung 4 der Pumpe 1 in 36 des Ventils mit.

Verbindung, in der anderen Stellung jedoch mit einer Der Druck des Arbeitsmittels ruft während der

Leitung 48 zur Rückführung zum Behälter 3. Übergangsdrehzahl eine Fördermenge hervor, die am

Die Wirkungsweise der vorangehend beschriebenen Sitz der Öffnung 38 einen Druckunterschied erzeugt,

Vorrichtung ist wie folgt: 20 der zum Schließen des Ventils durch die Kugel 36

Wenn sich der Verteiler 6 in der in F i g. 1 darge- ausreicht.

stellten Stellung befindet, steht die Zufuhrleitung 9 Der Druck baut sich dann in der Kammer zwischen

mit dem Behälter 3 über die Leitung 48 in Verbin- den Flächen 25 und 27 des Bodens der Glocke und

dung. des Kolbens auf, was eine Verlagerung des Kolbens

Der Schmierölkreislauf speist daher lediglich die 25 22 zur Folge hat.

Kammer 21 des Hydrozylinders 8 über die Leitungen 7 D»* dem Arbeitsmittel die Leitung 9, der Kanal 16, und 40, die Bohrung 41, die Aussparung 18 und die die Aussparung 18 und die mit öl gefüllte Ring-Öffnung 26. kammer 21 zur Verfügung steht, ist die Ansprechzeit

Der dann in der Kammer 31 herrschende Druck P₁ des Hydrozylinders kürzer als diejenige der Hydro-

hat in diesem Falle einen Wert, der niedriger als 30 zylinder nach der bekannten Bauform trotz des Um-

derjenige ist. welcher zur Überwindung der Wirkung stands, daß ein Teil des Arbeitsmittels von der Aus-

der Feder 30 notwendig ist. Die Kugel 36 wird sparung 18 zur Leitung 7 über die Bohrung 41, den

durch den Arbeitsdruck des Hydrozylinders nicht axialen Kanal 40 und die Drehdichtung 39 umläuft,

gegen ihren Sitz angedrückt und unter der Wirkung Die verlorene Fördermenge ist sehr gering, da

der Fliehkraft wird sie nach außen verlagert, das 35 der Querschnitt der Bohrung 41 sehr klein ist und

heißt zum Umfang der Ausnehmung 35. der Druckunterschied zwischen P₁ und P₂ verhältnis-

Der Druck P„ des Schinierölkreislaufs, der von mäßig niedrig bleibt.

dem Druck der Pumpe, der Drosselvorrichtung 45 Die Bohrung 41 kann sehr klein sein, ohne daß

und der DurcWässigkeit der Lager 46 und 47 ab- dies der guten Wirkungsweise des Mechanismus

hängt, übt in der Kammer 21, deren aktive Fläche 40 schadet, da die Schmierung ferner durch das Arbeits-

sich zwischen der Rippe 28 und der Bohrung des mittel bei der Betätigung des Hydrozylinders sicher-

Kolbens befindet, eine Kraft aus, die geringer als die gestellt wird.

Kraft der Rückstellfeder 30 ist. Bei den Bauformen mit gleichachsigen Wellen

Nach F i g. 1 wird der Druck P₁ auf einem ver- sieht man sich oft veranlaßt, den ölkreislauf zur hältnismäßig niedrigen Wert durch die Wirkung der ₄₅ Betätigung eines Hydrozylinders über eine Ring-Drosselung gehalten, welche durch die Rippen 28 kammer zu leiten, die an ihren Enden durch Lager und 29 gebildet wird, zwischen denen der Durch- abgeschlossen ist, wie z.B. durch die in Fig. 1 mit trittsquerschnitt von den Drücken P₁ und P3 und von 46 und 47 bezeichneten Lager. Es ist in diesem der Gegenfeder 30 abhängt, wobei der Druck P₃ der Falle unerläßlich, eine ölzufuhr zur Schmierung !ft der Kammer 21 außerhalb der Rippen 28 und 50 dieser Lager während der Betriebsperiode votztt-29 herrschende Druck ist. sehen, während welcher der Hydfozylinder niehl

Die Öffnung 38 ist groß bemessen, damit der unter Druck steht

Druck Pz im Bereich niedriger Drücke trotz einer F i g. 2 zeigt ein Auslaßventil, bei welchem das Störung der Förderung bleibt, welche durch eine Kugelventil durch ein Scheibenventil oder eine Feder-Zunahme des Drucks P₂ hervorgerufen wird. 55 lamelle 49 ersetzt ist, dessen Steuerung selbsttätig

Im ganzen gesehen verhält sich die Anordnung durch den Öldruck erfolgt, wobei der Kolben jedoch

wie ein Regler mit direkter Wirkung, dessen Dros- mit einer Rippe 28 versehen ist. Bei der Ausführtmgs·

selorgan durch die Rippen 28 und 29 gebildet wird. form mach F i g. 3 sind die Rippen 28 und 29 weg-

Die Kräfte, welche auf den Kolben wirken, sind gelassen und durch ein federbelastetes Ventil 5i daher für Störungen des Drucks P₂ im Regelbereich 60 ersetzt, das zwangläufig durch den Rückhub des Kolwenig empfindlich. bens 22 betätigt wird. Am Hubende des Kolbens be

Im Falle einer Druckerhöhung verlagert sich der wirkt das Andrücken der Feder So gegen die Fläche Kolben 22 sehr wenig nach rechts und gibt den 25 der Kammer 21 das Schließen der Öffnung 3f Durchlaß zwischen den Rippen 28 und 29 frei, wo- durch die Lamelle 49. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

ι * der Ruhestellung des Betatigungskolbens dem Hohl- Patentansprüche: raum keine Flüssigkeit zugeführt, wodurch der HqW- raumdruck entlastet ist. Nach der zeichnerischen Dar-

1. Hydraulische Schaltvorrichtung für Wech- stellung läßt der Kolben in Richtung zur Radialwand selgetriebe von Kraftfahrzeugen mit einer Ge- 5 des Gehäuses zwar einen kreisförmigen Vorsprung triebewelle, die sich in einer Hohlwelle dreht, erkennen, der den Zulauf zum Ventil in der Ruhewelcbe sich durch eine Wand des Getriebegehäu- stellung des Kolbens abdecken könnte. Daß dieser ses erstreckt und eine Glocke trägt, die eine ring- Vorsprung eine Drossel mit der gegenüberliegenden förmige Zylinderkammer bildet, welche axial Radialwand bilden soll, die in dem Hohlraum einen durch die Innenfläche der Glocke und durch die io geringen Öldruck aufrechtzuerhalten hätte, ist nicht Fläche eines ringförmigen Kolbens begrenzt wird, angegeben. Die Wirkung könnte auch nickt von selbst der in der Glocke gleitbar und durch eine Rück- eintreten, da, wie oben gezeigt, in der Ruhestellung stellfeder belastet ist, wobei die Kammer über des Kolbens dem Hohlraum keine Flüssigkeit zueinen in der Hohlwelle vorgesehenen Kanal und geführt wird.

über eine Drehdichtung mit einer sich durch die \5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wand des Getriebegehäuses erstreckenden Zu- Ansprechzeit einer hydraulischen Schaltvorrichtung fahrleitung für Druckflüssigkeit sowie über ein der in der deutschen Patentschrift 1 131 106 behan-Auslaßventil mit dem Innenraum des Getriebe- delten Art zu verringern und das ölspritzen mit der gehäuses in Verbindung steht, dadurch ge- damit verbundenen Verschlechterung des Öls weitkennzeichnet, daß der Kanal (18) über « gehend zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungseine Dross.eistelle (41) mit dem Schmierölkreis- gemäß auf Grund einer Ausbildung der Schaltvorrichlauf (7) des Wechselgetriebes verbunden ist und tung gemäß Anspruch 1 gelöst,
in der Kammer (21) stromaufwärts von dem Aus- Die britische Patentschrift 947 671 beschreibt eine

laßventil (36, 38, 49) eine durch den Kolben (22) hydraulische Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe, betätigte Drosselvorrichtung (28, 29 oder 25, 50) as mit der sich in gewissem Maße die Ansprechzeit vervorgesehen ist, um in der Ruhestellung des KoI- ringern und Schaltstöße vermeiden lassen. Hierzu bens (22) einen geringen öüruck im Innern der kann die ringförmige Zylinderkammer, die zwischen Zylinderkammer aufrecht zu erhalten. einem glockenförmigen Kolben zur Beaufschlagung

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- einer Reibungskupplung und zwischen einer statiokennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung durch 3» nären, von dem glockenförmigen Kolben aufgenomeine zur Zylinderkammer (21) gleichachsige menen Reaktionsscheibe gebildet ist, über einen kreisförmige Rippe (28 oder 29) gebildet wird, Steuerschieber und ein Schaltventil mit einem Hochdie zumindest auf eiwer der innenflächen (25, 27) druck oder Niederdruck beaufschlagt bzw. gänzlich der Kammer vorgesehen ist. abgeschaltet werden. Bei Einleitung eines Schaltspie's

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ge- 35 wird der Zyünderkammer zunächst Druckfluid aus kennzeichnet durch eine für den Schalt- und dem Niederdruckkreis zugeführt, bis das Kupplungs-Schmierkreislauf gemeinsame Druckölquelle spiel überwunden ist. Der Niederdruck reicht zwar (1,2). zum Aneinanderlegen der Reibungsplatten der Rei-

bungskupplung aus, jedoch ;ücht zur Herstellung

Hydraulische Schaltvorrichtungen der behandelten 4° eines nennenswerten Reibungseingriffs. Nach Um-

Art werden gewöhnlich zum selbsttätigen Schalten stellen des Steuerschiebers gelangi dann schließlich

von Wechselgetrieben mit Planetensätzen verwendet. Hochdruckfluid in die Zylinderkammer, um im we-

indem sie auf Bremsen oder Kupplungen wirken, sentlichen stoßfrei und verzögerungsfrei die Kupplung

welche bestimmte Elemente der Planetensätze blök- in ReibungseingrifT zu bringen, ölspritzen wird weit-

kieren sollen. Der zugehörige Kolben hat bei der 45 gehend vermieden.

beschriebenen Bauart im allgemeinen einen sehr Aus einem Kreislauf zur Kühlung der Kupplungsgeringen Hub und einen großen Durchmesser. Da er platten, der mit konstantem Druck von derselben um die Getriebewelle eine rasche Drehbewegung Pumpe wie der Steuerkreislauf beschickt wird, ist ausführt, ist die Wirkungsweise infolge der Emulgie- weiterhin eine Ausgleichskammer in dem Schaltrung des Öls oder mangelhafter Kühlung oft schlecht. 50 zylinder gebildet, die der oben genannten Zylinder-In der Rückhubstellung des Kolbens ist sowohl die kammer entgegenwirkt. Von dieser Ausgleichskam-Zylinderkammcr als auch die zwischen der Zylinder- mer tritt das Druckmittel über eine Drosselstelle in kammer und einem Stcuerverteiler angeordnete Rohr- den Getrieberaum.

leitung infolge der Wirkung der Fliehkraft auf das öl Die Zylinderkammer der hydraulischen Schaltvorpraktisch leer, da dieses das Bestreben hat, durch 55 richtung nach der britischen Patentschrift 947 671 das Auslaßventil auszutreten Die Ansprechzeit der steht nicht über ein Auslaßventil mit dem Innenraum Schaltvorrichtung ist daher bei der Wiederherstellung des Getriebegehäuses in Verbindung und in der abdes Öldrucks gleich der Verlagerungszeit des KoI- soluten Ruhestellung des Kolbens wird in ihr auch bens, verlängert um die Zeit, die für die anfängliche kein geringer Öldruck aufrechterhalten.
Füllung der Zyünderkammer und der genannten 60 Der deutschen Patentschrift 1159 778 ist zu entRohrleitung erforderlich ist. nehmen, von einem hydraulischen Schaltkreislauf Aus der deutschen Patentschrift 1 131 106 ist eine den Schmierölkreislaut unter Zwischenschaltung einer hydraulische Schaltvorrichtung der beschriebenen Drossel abzuzweigen.

Bauart bekannt, bei der ein Rückschlagventil (Aus- Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung hat nicht

laßventil) in Verbindung mit dem Hohlraum (ZyHn- 65 nur den Vorteil geringer Ansprechzeit und guter Be-

derkammer) vorgesehen ist, um den Flüssigkeitsdruck ständigkeit des Drucköls, da in der Rückhubstellung

im Hohlraum zu entlasten, wenn über die Zuführun- des Kolbens die Zylinderkammer ständig gefüllt

gen keine Flüssigkeit zugeführt wird. Somit wird in bleibt, sondern sie bietet auch den Vorteil, daß im