DE2017238A1

DE2017238A1 - Regeleinrichtung einer hydraulischen Steuerung, insbesondere bei Fahrzeuggetrieben

Info

Publication number: DE2017238A1
Application number: DE19702017238
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Gaus
Original assignee: Daimler-Benz AG, 7000 Stuttgart-Untertürkheim
Priority date: 1970-04-10
Filing date: 1970-04-10
Publication date: 1971-10-28
Also published as: JPS5420620B1; FR2085986A1; FR2085986B1; DE2017238C3; DE2017238B2; GB1317349A; US3724294A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 8214/4

Stuttgart-Untertürkheim 6.April 1970" "

EPT Ro/mk

Betr.: Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Regeleinrichtung einer hydraulischen Steuerung,

insbesondere bei Fahrzeuggetrieben

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für den Arbeitsoder Schaltdruck einer hydraulischen Steuerung, insbesondere eines automatischen Fahrzeuggetriebes."

Bei hydraulischen Steuerungen, die im Betrieb starken Temperaturdifferenzen uterworfen sind, beispielsweise bei automatischen Fahrzeuggetrieben, macht es sich unangenehm bemerkbar, daß der Arbeits- oder Schaltdruck nicht temperaturunempfindlich ist. Es ist festzustellen, daß der Arbeits- oder Schaltdruck mit steigender Temperatur abnimmt, was insbesondere bei automatischen Fahrzeuggetrieben, bei denen die Reibungskupplungen durch den Arbeits- oder Schaltdruck betätigt werden, dazu führt, daß mit steigender Temperatur sich die-Schaltzeiten verändern, obwohl die gleichen Voraussetzungen, wie Gashebelstellung und Schaltpunkt, beibehalten werden. Ursache hierfür ist, daß mit steigender Temperatur die Federvorspannkräfte eines Regelschiebers der Regeleinrichtung abnehmen und daß durch Lageänderung des RegelSchiebers zu den Steuerkanten größere

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Leckagen bei höherer Temperatur entstehen. Die Schaltzeit wird auch dadurch noch verlängert, daß die Reibwerte der Kupplungsbeläge mit zunehmender Temperatur abfallen.

Diese Schaltzeitverlängerung ist bei automatischen Fahrzeuggetrieben nachteilig, da sich mit steigender Temperatur'am jeweiligen Reibglied eine zusätzliche Temperaturerhöhung aufbaut. Für die Haltbarkeit der Reibglieder ist es erforderlich, daß bei der maximal möglichen Getriebeöltemperatur keine Zerstörung der Reibbeläge durch Verbrennen stattfinden kann. Daher wird die Einstellung des die Reibglieder beaufschlagenden Öldrucks weitgehend durch die noch zulässige Schaltzeit bei · höchsten Öltemperaturen bestimmt» Durch diese Auslegung läßt sich bei niedrigen oder normalen Öltenipera-tareh kein Optimum an Schaltkomfort erreichen,, für den in erster Näherung bezüglich der Hochschaltung gilt^ dag der Schal tkomf ort um so grosser oder angenehmer ist, je langer die Schaltzeit ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde j, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,, durch die erreicht wird, daß der Arbeits- oder Sehaltdruck in unteren Temperaturbereichen vermindert und/oder in oberen Temperaturbereichen erhöht wird. Insbesondere bei automatischen Pahrzeuggetrieben soll erreicht werden, daß in den unteren Temperaturbereichen durch Erhöhen der Schaltzeit der Sehaltkomfort verbessert wird, während im oberen Temperaturbereich die Schalt zeit verkürzt wird, was wegen der Lebensdauer günstig ist. Die Erfindung besteht darin, daß in die Regeleinrichtung eine von dem Medium umspülte Bimetallfeder, eingebaut ist, die mit einem Ende ortsfest angebracht ist und die in wenigstens einem bestimmten Temperaturbereich mit dem anderen Ende an der Regeleinrichtung anliegt. Es läßt sich hierdurch erreichen, daß bei hohen

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Öltemperaturen eine Drucksteigerung erfolgt, so daß die Schaltzeit konstant bleibt oder verkürzt wird, während andererseits bei mittleren Temperaturen die übliche Einstellung des Arbeitsoder Sehaltdruckes vorgenommen werden kann, ohne hierbei die gerade vorhandene Öltemperatur Tjerücksichtigen zu müssen.

Eine vorteilhafte Ausführuhgsform der Erfindung erhält man, wenn als Bimetallfeder eine Spiralfeder vorgesehen ist, deren inneres Ende ortsfest gehalten ist, während das äußere, sich temperaturabhängig frei bewegende Ende in der Bewegungsbahn eines Hegelschiebers liegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Regeischieber auf zwei gegenüberliegenden Seiten des freien Endes der Bimetallfeder in Abstand zueinander liegende Anschläge für die Bimetallfeder aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß die Bimetallfeder den Hegelschieber im unteren Temperaturbereich in entgegengesetzter Richtung zu der Beladung im oberen Temperaturbereich belastet, während gleichzeitig in einem mittleren Temperaturbereich, in dem die Bimetallfeder an keinem Anschlag des Eegelschiebers anliegt, die Regeleinrichtung unbeeinflußt bleibt.

Baulich vorteilhaft ist, wenn das freie Ende der Bimetallfeder gabelförmig ausgebildet ist und einen halsformigen Ansatz des Regelschiebers umgreift, der an seinem Ende einen Bund aufweist, E-s kann auch zweckmäßig sein, wenn an dem Ende der Bimetallfeder eine den Ansatz des Regelschiebers umgreif ende Gabel befestigt ist. ; - .- .--. ' ."- " ^:■■■■ ■;" "^; : ' ^; :■"■■"".""■-'

Um auch in dem mittleren Temperaturbereich eine Beeinflussung des ■■ Arbeite- oder Schalt druckes in der Weise zu erhalten, daß er uber öissen Temperaturbereich konstant bleibt oder leicht ansteigt,-.-".-ksuon i& weiterer Ausgestaltung der Erfiiidungzwi-

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sehen dem freien Ende der Bimetallfeder und dem am anderen Ende des halsförmigen Ansatzes des Regelschiebers angebrachten Bund eine Druckfeder angeordnet sein. Die Beeinflussung des Arbeits- oder Schaltdruckes laßt sich durch die Bemessung der Druckfeder bestimmen.

Um Fertigungs- und Montageungenauigkeiten auszugleichen und außerdem eine Einstellmöglichkeit für die Bimetallfeder zu haben, kann für das ortsfeste Ende der Bimetallfeder eine verdrehbare und feststellbare Befestigung vorgesehen sein. Da"bei ist es vorteilhaft, wenn als Befestigung für das ortsfeste Ende der Bimetallfeder ein schwenkbarer und mittels einer Schraube o. dgl. feststellbarer Hebel dient.

Eine ganz besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung bei einem automatischen Fahrzeuggetriebe ergibt sich, wenn die Bimetallfeder an einen Regelschieber angreift, der an einer Membranfeder anliegt, die von einer an den Saugrohrunterdruck eines Fahrzeugmotors angeschlossenen Membran belastet ist. Man erhält hierbei den Vorteil, daß die Erfindung mit baulich geringem Aufwand in einer meist schon vorhandenen, sogenannten Modulierdruckregelung verwirklicht werden kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsformen beispielsweise dargestellt. .

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie ΙΙ*·ΪΪ der Fig. 1,

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Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung in etwas größerem Maßstab,

Fig. 4 die Darstellung der Funktion der Regeleinrichtung nach Fig λ 1 und 2 in einem Diagramm und

Fig. 5 ein Diagramm ähnlich Fig. 4 für die Ausführungsfora nach

In Fig. 1 ist eine Regeleinrichtung für den Schaltdruck eines automatischen Fahrzeuggetriebes dargestellt. Dieser Regelein- i richtung wird das Getriebeöl über eine Leitung 1 von einer Förderpumpe zugeführt und in dieser Regeleinrichtung auf einen bestimmten Druck eingeregelt, der dann/über eine Leitung 2 einem hydraulischen Verstärker zugeführt wird, der den eigentlichen -Schaltdruek her—stellt. Die Regeleinrichtung besitzt einen Regelschieber 3» der über eine Steuerkante 4 den sogenannten.. Modulierdruck einregelt. Das Öl fließt über die Steuerkante 4 in einen Ringraum 5 des Hegelschiebers 3 und wird von dort dem Verstärker zugeführt. Aus dem Ringraum kann andererseits Öl bei entsprechender Stellung der Steuerkante-"39 über die Bohrung 40 abfließen. Über eine in der Achsrichtung des Regelschiebers liegende Bohrung 6 und eine quer dazu liegende Bohrung 7 steht die Stirnfläche 8 des Regelschiebers 3» die als Kolbenfläche wirkt, ' gleichfalls unter dem eingeregelten Druck. Gegen die Bewegung des Regelschiebers 3 infolge des eingeregelten Druckes wirkt eine Membranfeder 9, die über einen Stößel TO mit dem Regelschieber 3 in Verbindung steht.

Der Innenraum der an der 'Membranfeder 9 befestigten Membran 11 ist über einen Anschluß 12 mit dem Saugrohr eines Kraftfahrzeugmötors verbunden, während die Außenseite der Membrane 11 von der Athmosphärenluft beaufschlagt wird. Durch diese Regeleinrichtung läßt sich daher der Druck einregeln, der -

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dem Drehmoment des Motors über den Saugrohrunterdruck angepaßt ist. Die Vorspannkraft der Membranfeder 9 ist durch eine Stellschraube 13 einstellbar.

In dem Gehäuse dieser Regeleinrichtung ist außerdem noch eine Bimetallfeder 14, die als Spiralfeder ausgebildet ist, · untergebracht, die unter dem Ölspiegel liegt und daher von dem Getriebeöl umspült wird. Das innere Ende 15 dieser Spiralfeder 14 ist an einer Lasche 16 ortsfest befestigt, während das freie Ende 17 sich temperaturabhängig frei bewegen kann. Das freie Ende 17 ist mit einer Gabel 18 versehen, die einen halsförmigen Ansät? 19 des RegelscMebers 3 umgreift. Wie in Fig. 1 dargestellt ist,, kann sich die Bimetallfeder 14 mit ihrer Gabel 18 an eine als Anschlag 20 dienende Stirnfläche des Regelschiebers 3 und am einen als Anschlag dienenden am Ende des halsförmigen Ansatzes 19 angebrachten Bund 21 anlregen» Bei tiefen Temperaturen drückt die Gabel 18 gegen den Bund 21 am Ende des halsförmigen Ansatzes 19 des Regelsehiebers 3° Mit steigender Temperatür dreht sich das äußere^ freie Ende 17 der Spiralfeder 14 mit der Gabel 18 zusammen im Uhrzeigersinns, so daß die Gabel 18 von dem Bund abhebt. In einem bestimmten Bereich, der durch den Abstand der beiden Anschläge 20 und 21 bestimmt wird, gibt die Spiralfeder 14 keine Kraft auf den Regelschieber 3 ab„ Danach legt sich die Gabel 18 der Spiralfeder 14 an- den anderen Anschlag 20 an und übt eine Kraft auf den Regelschieber 3 aus, deren Richtung nunmehr genau entgegengesetzt ist. Wenn die Gabel 18 der Spiralfeder 14 gegen den Bund 21 drückt, wird der-Modulierdruck und damit über den nicht dargestellten Verstärker der Schaltdruck vermindert, während er erhöht wird, wenn die Gabel 18 die entgegengesetzte Stellung einnimmt und in entgegengesetzter Richtung gegen den HegeißcMeber 3 wirkt_o

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Das ortsfeste Ende 15 der als Spiralfeder ausgebildeten Bimetallfeder 14 ist mittels einer Schraube 22 an der Lasche 16 befestigt, die zur exakten Einstellung der Lage der Gabel 18 der Bimetallfeder 14 verdrehbar ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Unterschiede bestehen insofern, als das ortsfeste Ende 23 der als Spiralfeder ausgebildeten Bimetallfeder 24 an einem verschwenkbaren Hebel 25 befestigt ist, der mittels eines Langloches 26 und einer Schraube 27 in erforderlichen Einstellungen festgeklemmt werden kann. Das freie Ende der Spiralfeder 24 ist bei diesem Ausführungßbeispiel selbst als Gabel 28 ausgebildet. Die beiden Schenkel dieser Gabel 28 sind gegenüber der Fläche des Bandes der Spiralfeder 24 verdreht. Außerdem ist bei dieser Ausführungsforra zwischen dem als Sicherungsring 29 ausgebildeten Anschlag des halsförmigen Ansatzes 19 des Regelschiebers 3 und dem freien Ende der Spiralfeder 24 eine Druckfeder 30 angeordnet, die an einem festen Federteller 31 gehalten ist und mit einer Führungshülse 32 auf dem haisförmigen Ansatz 19 des Regelschiebers 3 geführt ist.

Bei dieser Ausführungsform drückt das gabelförmige Ende 28 der Spiralfeder 24 bei tiefen Temperaturen gegen die Führungshülse 32, welche zu dem Federteller }1 hin verschoben ist und an diesen anliegt. Dabei ist die Druckfeder 30aisamraengedrückt. Die Kraft der Bimetallfeder 24 wirkt daher entgegen der Kraft der nicht dargestellten Membranfeder und bewirkt eine Druckabsenkung.

Mit steigenden Qltemperaturen dreht sich das gabelförmige Ende der als Spiralfeder ausgebildeten Bimetallfeder 24 im

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Uhrzeigersinn. Auf den Regelschieber 3 wirkt als Korrekturkraft dann nur noch die abnehmende Vorspannkraft der Druckfeder 30 und zwar so lange, bis bei hohen Öltemperaturen das gabelförmig ge Ende 28 der Bimetallfeder 24 an dem Anschlag 20 des Regelschiebers 3 anliegt und nun in Richtung der Membranfederkraft auf diesen drückt»

Bei beiden Ausführungsformen wird die Einstellung des Modulierdrucks durch die Vorspannung der Membranfeder 9 im mittleren Temperaturbereich, ca. 20 bis 90° C vorgenommen.Da hier der Modulierdruck von der Temperatur unabhängig gehalten wird (Fig. 1) oder über der Temperatur nur schwach ansteigt (Fig. 3) braucht die Getriebeöltemperatur für die Einstellung nicht besonders berücksichtigt werden.

In Fig. 4 ist mit einer gestrichelten Linie der übliche Verlauf des Modulierdruckes 33 und damit des Arbeits- oder Schaltdrukkes P eines automatischen Fahrzeuggetriebes über der Oltemperatur ⁰C aufgetragen. Es ist zu erkennen, daß der Modulierdruck 33 in einem unteren Temperaturbereich seinen Höchstwert besitzt und stetig zu dem oberen Temperaturbereich mit steigender Oltemperatur abnimmt. Entgegengesetzt dazu verlauft die ebenfalls gestrichelt dargestellte und über der Oltemperatur aufgetragene Schaltzeit 34, die ausgehend von einem unteren Temperaturbereich mit zunehmender Oltemperatur stetig ansteigt. Durch die erfindungsgemäße Regeleinrichtung nach Fig. 1 und 2 wird es möglich, den Modulierdruck und da- mit die Schaltzeit so zu beeinflussen, daß sie entsprechend den ausgezogenen Linien 35 und 36 in Fig. 4 verlaufen. Zur Erhöhung des Schaltkomforts durch Verlängerung der Schaltzeit wird durch die an dem Bund 21 anliegende Gabel 18 der Bimetallfeder 14 der Modulierdruck gesenkt. In dem mittleren Temperaturbereich erfolgt keine Beeinflussung des Modulierdruckes

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durch die Spiralfeder 14, da in diesem Bereich die Gabel 18 weder an deinBund 21 noch an dem anderen Anschlag 20 des Regelschiebers 3 anliegt. Im oberen Temperaturbereich, in dem die Spiralfeder 14 an dem Anschlag 20 des Hegelschiebers 3 anliegt, wirkt sie in entgegengesetzter Richtung, so daß der Moduliffdruck und damit der Arbeits- und Schalt druck erhöht wird, während die Schaltzeit verkürzt wird. ■

Wie Fig. 5 zeigt, bewirkt die Regeleinrichtung nach Fig. 3 in dem unteren und in dem oberen Temperaturbereich die gleiche Zuordnung von Schaltzeit und Modulierdruck, die auch mit der Ausführungsform nach Fig. 1 erreicht wird. Da der Regelschieber 3 in dem mittleren Temperaturbereich noch von der Druckfeder 30 belastet wird, ergibt sich auch eine Beeinflussung des Modulierdruckes 37 und der Schaltzeit 38 in dem mittleren Temperaturbereich. Entsprechend, der Auslegung der Druckfeder 30 kann vorgesehen werden, daß der Modulierdruck 37 in diesem Bereich unabhängig von der Öltemperaturkonstant gehalten wird, oder daß er gegenüber der Öltemperatur schwach ansteigt. Entsprechend verläuft dann die Sehaltzeit 38 konstant in diesen Temperaturbereich,

Durch Auswahl der Bimetallfeder 14 oder 24 und gegelienenfalls der Druckfeder 30 können der. Modulierdruck und die Schaltzeit beeinflußt werden. Beispielsweise kann es zweckmäßig sein, daß der Modulierdruck über den gesamten Bereich der-Öltemperatur ebenso wie die Schaltzeit annähernd konstant gehalten werden.

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Claims

ZUI 7238· -10- Daim 8214/4 Patent- und Seliutzan Sprüche

1. Regeleinrichtung für den Arbeits- oder Schaltdruck einer —-" hydraulischen Steuerung, insbesondere eines automatischen Fahrzeuggetriebesj -dadurch, gekennzeichnet, daß in die Hegeleinrichtung eine iron dem Medium umspülte BMetallfeder (14, 24) eingebaut ist, die mit einem Ende (15* 23) ortsfest angebracht ist und die in wenigstens einem bestimmten Temperaturbereich mit dem anderen Ende (18» 28) an der Segeleinrichtung anliegt« ■

2. Regeleinrichtung näcii Anspruch X₉ dadurch gekennzeichnet ₉. daß als Bimetallfeder (14? 24) eine Spiralfeder vorgesehen" ist, deren inneres Ende C15? 23) ortsfest gehalten •ist, während das"äußere* sielt¹ temperaturabhängig frei bewegende Ende (18 g 28} in der Bewegungsbahn ein es Rege3. Schiebers (3) liegt. ■ ' " " ■ . "

3· Regeleinrichtung xiach Anspruch 1 oder 2,.dadurch gekennzeichnet, daß der Regelschieber (3) zwei auf gegenüberliegenden Seiten des-freien Endes (18, 28) der Bimetallfeder (14jp 24) in Abstand zueinander liegende Anschläge (20,· 21.) für die Bimetallfeder aufweist»

4. Regeleinrichtung naeh Inspruch 3_r dadurch gekennzeicimet, daß das freie Ende (28) der Bimetallfeder (24) gabelförmig ausgebildet ist und einen halsförmigen Ansatz (19) des Regelschiebers (3) Umgreift_f- der an seinem Ende einen Bund (29) aufweist.

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5. Hegeleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende (18) der Bimetallfeder (14) eine den Ansatz (19) des Regelschiebers (3) umgreifende Gabel (18) befestigt ist.

6. Regeleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche · 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet₉ daß zwischen dem freien Ende (28) der Bimetallfeder (26) und dem am Ende des halsförmigen Ansatzes (19) des Regelschiebers (3) angebrachten Bund (29) eine Druckfeder (30) angeordnet ist.

7. Regeleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für das ortsfeste Ende (15 ,23) der Bimetallfeder (14, 24) eine verdrehbare und feststellbare Befestigung vorgesehen ist.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet _t daß als Befestigung für das ortsfeste Ende (23) der Bimetallfeder (24) ein schwenkbarer und.mittels einer Schraube (27) o. dgl. feststellbarer Hebel (25) dient.

9. Regeleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 8 eines automatischen Fahrzeuggetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß die Birnetallfeder (14, 24) an einen Regelschieber (3) angreift_s der an einer Membranfeder (9) anliegt, die von einer an den Saugrohrunterdruck eines Fahrzeugmotores angeschlossenen Membrane (11) belastet ist.

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