DE2026968C - Fhehkraftbetatigtes Uberwachungs ventil für eine hydraulisch betätigte Kupp lung, insbesondere fur eine Schaltkupplung eines Umlaufraderwechselgetriebes fur Fahr zeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein fliehkraftbetätigtes Über- durch die maschinelle Bearbeitung des Kolbens ver-

wachungsventil für. eine hydraulisch betätigte Kupp- einfacht wird.

lung, insbesondere für eine Schaltkupplung eines Schließlich kann in vorteilhafter Ausbildung der

Umlaufräderwechselgetriebes für Fahrzeuge, mit Erfindung weiter vorgesehen werden, daß der Veniil-

einer um eine Achse drehbaren Trommel, in der ein 5 sitz durch eine ebene Stahlscheibe mit einer von

mit der Trommel eine Arbeitskammer des die Kupp- einem ringförmigen Vorsprung umgebenen zentralen

lung betätigenden Stellmotors begrenzender Kolben Öffnung gebildet ist. Dadurch wird der Kontaktdruck

vorgesehen ist, der zum Betätigen der Kupplung mit zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz er-

Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, wobei im Kolben höht, so daß ein dichteres Schließen des Ventils er-

ein Überströmkanal vorgesehen ist, der in einem der 10 reicht wird.

Arbeitskammer zugewandten erweiterten zylindri- In den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden

sehen Teil mündet und im erweiterten zylindrischen Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel

Teil ein Ventilelement angeordnet ist, durch das beim des Überwachungsventils nach der Erfindung darge-

Beaufschlagen der Arbeitskammer der Überström- stellt. Es zeigt

kanal absperrbar ist, während es beim Entlasten der 15 F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch den we-

Arbeitskammer durch die Fliehkraft in eine den sentlichen Teil einer hydraulisch betätigten Kupplung

Überströmkanal freigebende Stellung bewegt wird. mit dem Überwachungsventil nach der Erfindung,

Ein solches fliehkraftbetätigtes Überwachungsventil F i g. 2 einen horizontalen Schnitt durch die hy-

ist bekannt; dabei ist als Ventilelement eine Kugel draulisch betätigte Kupplung,

oder eine Membran vorgesehen (USA.-Patentschrift _2O Fig. 3 A und 3B die Arbeitsweise des in die hy-

2 740 512). Ein Überwachungsventil mit einem kugel- draulisch betätigte Kupplung eingebauten Über-

förmigen Ventilelement hat jedoch den Nachteil, daß wachungsventils veranschaulichende Teilschnitte,

der kritische Flüssigkeitsdruck in der Arbeitskammer F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer für das

bzw. der Zeitpunkt des öffnens oder Schließens des Oberwachungsventil verwendbaren Hülse,

Ventils schwierig einzustellen ist, wenn der Innen- as F i g. 5 A bis 5 C verschiedene Ausführungsformen

druck der Arbeitskammer infolge der auftretenden des Überwachungsventils nach der Erfindung und

Fliehkräfte schwankt. Fig. 6 eine den kritischen Flüssigkeitsdruck und

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den die kritische Drehzahl einer hydraulisch betätigten

Ventilkörper eines fliehkraftbetätigten Überwachungs- Kupplung zum Betätigen eines in sie eingebauten

ventils der beschriebenen Art so auszubilden, daß der 30 Überwachungsventils veranschaulichende graphische

kritische Druck leicht bestimmbar ist. Darstellung.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- In den einzelnen Figuren sind die miteinander

löst, daß das Ventilelement kegelstumpfförmig aus- übereinstimmenden Teile mit den gleichen Bezugs-

gcbildet ist und daß seine Grundfläche mit der Boden- zeichen versehen.

fläche des erweiterten zylindrischen Teiles zusammen- 35 Gemäß der Darstellung in F i g. 6 ist bekannt, daß

wirkt. Durch Auswahl von Durchmesser, Höhe und/ es eine bestimmte kritische Drehzahl und einen be-

oder Neigung des kegelstumpfförmigen Ventil- stimmten kritischen Flüssigkeitsdruck gibt, bei wel-

elements und durch Auswahl des Materials des Ven- chen ein ia der hydraulisch betätigten Kupplung vor-

tilelements kann die Fliehkraft, bei der das Ventil- handenes Überwachungsventil betätigt wird. Wie aus

element um die Kante seiner Grundfläche kippt und 40 der Kurve A nach F i g. 6 ersichtlich, stehen die kri-

so das Ventil öffnet, leicht festgelegt werden, so daß tische Drehzahl und der kritische Flüssigkeitsdruck

die Druckhöhe in der Arbeitskammer beim Schließen zueinander in Beziehung. Diese Wechselbeziehung

oder Öffnen des Ventils in gewünschter Weise ein- zwischen der kritischen Drehzahl und dem kritischen

gestellt werden kann. · Flüssigkeitsdruck ist außerdem abhängig von der

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann 45 Form und dem Werkstoff eines Ventilelements des vorgesehen werden, daß in dem erweiterten zylindri- Überwachungsventils. Jedoch war es bei den aus Kuschen Teil des Überströmkanals eine becherförmige. geln oder Membranen bestehenden, bisher bekannten Hülse mit einer Öffnung in dem der Arbeitskammer Ventilelementen schwierig, die kritischen Werte von zugewandten Boden eingesetzt ist. Dadurch wird ein Drehzahl und Flüssigkeitsdruck voneinander unab-Herausfallen des Ventilelements verhindert, ohne daß 50 hängig zu steuern bzw. den Zeitpunkt der Beeine zusätzliche maschinelle Bearbeitung des Kolbens tätigung der hydraulisch betätigten Kupplung einzu-— wie z. B. das Schneiden eines Gewindes — erfor- stellen.

derlich wäre. Es soll eine hydraulisch betätigte Kupplung geln weiterer Ausbildung der Erfindung kann vor- schaffen werden, deren Betätigungszeitpunkt sich begeschen werden, daß die becherförmige Hülse einen 55 liebig einstellen läßt. Gemäß F i g. 1 und 2, in welsich von der Öffnung im Boden entlang der Seiten- chen eine Ausführungsform der hydraulisch betätigwand der Hülse bis zu ihrer Oberkante erstreckenden ten Kupplung mit dem Überwachungsventil nach der Schlitz aufweist, der in einer von der Achse des Koi- Erfindung dargestellt ist, weist eine Eingangswelle 1 bens zur Achse der Hülse verlaufenden radialen eine Trommel 2 auf, die an ihr mit Hilfe von Kei-Fbenc angeordnet ist. Durch den Schlitz wird ein 60 len 3 fest angebracht ist. Auf der Innenseite der Strömungskanal gebildet, der einen gleichmäßigen Trommel 2 ist ein Kolben 4 verschiebbar so einge-Flüssigkeitsstrom in den Überströmkanal gewähr- paßt, daß er parallel zur Achse der Eingangswelle t leistet. bewegbar ist. Wie in F i g. 1 gezeigt, ist durch die

Ferner kann vorgesehen werden, daß an der der einander gegenüberliegenden Flächen der Trommel 2 Grundfläche des kegelstumpfförmigen Ventilelements 65 und des Kolbens 4 eine Arbeitskammer B abgegrenzt zugekehrten Bodenfläche des erweiterten zylindri- Durch die Eingangswelle 1 und die Trommel 2 isl sehen Teils ein Ventilsitz angeordnet ist. Dadurch ein Steuerkanal 5 so ausgebildet, daß über ihn Druckkann der Ventilsitz getrennt bearbeitet werden, wo- flüssigkeit aus einer Flüssigkeitsquelle 20 der Arbeits-

kammer B zugeführt werden kann. Die Flüssigkeitsquelle20 kann ein (nicht dargestelltes) oesondertes Ventil enthalten, das den Steuerkanal 5 nach Bedarf mit der Flüssigkeitsquelle oder mit einem (nicht dargestellten) Auslaß in Verbindung setzt. Dem Flüssig- 5 keitsdruck in der Arbeitskammer B entgegenwirkende Druckfedern 6 sind zwischen dem Kolben 4 und einem mit der Trommel 2 fest zusammenhängenden Federsitz 7 eingesetzt.

Auf der Eingangswelle 1 ist mit Hilfe von Nadel- io lagern 9 eine Nabe 8 drehbar angebracht. Eine Mehrscheibenkupplung setzt sich aus an der Trommel 2 axial verschiebbar befestigten Kupplungsscheiben 10 und weiteren an der Nabe 8 ebenfalls axial verschiebbar befestigten Kupplungsscheiben Il zusammen. 15 Zur Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebes der Mehrscheibenkupplung ist an der Trommel 2 mit Hilfe eines Sicherungsringes 13 eine Halteplatte 12 so befestigt, daß die Kupplungsscheiben 10 und 11 durch den Kolben 4 gegen die Halteplatte 12 gepreßt ao werden können. Zum Verhindern von Flüssigkeitsleckverlusten aus der Arbeitskammer B sind (an den erforderlichen Stellen) Dichtungsringe 14 vorgesehen. Durch den Kolben 4 ist ein zur Achse der Eingangswelle 1 parallel verlaufender Überströmkanal 25 vorgesehen. An der Verbindungsstelle des Überströmkanals 15 mit der Arbeitskammer B ist koaxial zu ihm ein erweiterter zylindrischer Teil 16 so ausgebildet, daß dieser erweiterte zylindrische Teil an der Druckaufnahmefläche des Kolbens 4 eine Aus- 30 nehmung bildet. In diesem erweiterten zylindrischen Teil 16 ist ein kegelstumpfförmiges Ventilelement 17 so angeordnet, daß seine Grundfläche 17 a der Bodenfläche 16 a des erweiterten zylindrischen Teils 16 zugekehrt ist.

Eine in Fig. 4 gesondert dargestellte, becherförmig ausgebildete Hülse 18 ist in den erweiterten zylindrischen Teil 16 so eingesetzt, daß sie das Herausrutschen des Ventilelements 17 aus dem erweiterten zylindrischen Teil 16 verhindert. Wie in F i g. 4 gezeigt, weist die becherförmige Hülse 18 eine durch ihre Bodenwand gebohrte öffnung 18a und einen sich von der öffnung 18a aus entlang ihrer Seitenwand bis zu ihrer Oberkante erstreckenden Schlitz 18 b auf. Wenn der Schlitz 18 b der Hülse 18 in einer von der Achse des Kolbens 4 zur Achse der Hülse 18 verlaufenden radialen Ebene angeordnet ist, ist ein gleichmäßiger Flüssigkeitsstrom aus der Arbeitskammer B in den Überströmkanal 15 gewährleistet. Auf der Rückseite des Kolbens 4 am Auslaß des Rückflußkanals 15 ist eine Ausnehmung 4 a vorgesehen, um zu verhindern, daß die Kupplungsscheiben der Mehrscheibenkupplung die Auslaßöffnung des Uberströmkanals 15 sperrt.

In F i g. 5 A bis 5 C sind verschiedene Anordnungen bzw. Ausführungen für den erweiterten zylindrischen Teil 16 und das kegelstumpfförmigc Ventilelement 17 veranschaulicht. Bei der Anordnung nach F i g. 5 A ist auf der Einlaßseite des Überströmkanals 15 ein ringförmiger Ventilsitz 16 ft ausgebildet zwecks Verbesserung des Kontaktes zwischen der Grundfläche 17 a des Ventilelements 17 und der Bodenfläche 16 a des zylindrischen Teils 16. Fig. 5B zeigt die Verwendung einer mit einem Ventilsitz 19 a versehenen Stahlscheibe 19, die zum Schütze des zylindrischen Teils 16 an ihrem Boden angebracht ist. Wie in Fig. 5C gezeigt, kann auch an Stelle der den ringförmigen Ventilsitz 19 a aufweisenden Stahlscheibe 19 eine ebene Stahlscheibe 19' am Boden des zylindrischen Teils 16 angebracht werden.

Wenn zum Einrücken der Kupplung über den Steuerkanal 5 Hochdruckflüssigkeit der Arbeitskammer B zwischen der Trommel 2 und dem Kolben 5 zugeführt wird und dabei der Flüssigkeitsdruck P und die Drehzahl V in dem Bereich oberhalb der Kurve A nach F i g. 6, beispielsweise an einer einen Druck P., und eine Drehzahl F₁ darstellenden Punkt X~ liegen, kommt die Grundfläche 17 a des Ventilelements 17, wie in Fig. 1 und 3A gezeigt, mit der Bodenfläche 16 α des zylindrischen Teils 16 in Berührung. Dadurch wird der Überströmkanal 15 gesperrt, so daß der Druck in.der Arbeitskammer B zunimmt, um bei Betrachtung von Fig. 1 den Kolben 4 nach rechts zu bewegen. Auf diese Weise legen sich die Kupplungsscheiben 10 und 11 fassend gegeneinander, so daß die Leistung von der Eingangswelle 1 auf die Nabe 8 übertragen wird.

Sofern die Hochdruckflüssigkeitszufuhr aus dem Steuerkanal 5 unterbrochen wird und dabei der Druck in der Arbeitskammer in einem solchen Ausmaß abnimmt, daß der Druck P und die Drehzahl V unterhalb der Kurve A nach l· i g. 6, beispielsweise an einen einen Druck P₁ und eine Drehzahl V₁ darstellenden Punkt Y, zu liegen kommen, wird das Ventilelement, wie in F i g. 3 B gezeigt, durch die auf es einwirkende Fliehkraft schräg gestellt. Dadurch hebt sich die Grundfläche 17 a des Ventilelements 17 von der Bodenfläche 16 a des erweiterten zylindrischen Teils 16 ab, um, wie in Fig. 3B durch den Pfeil C angedeutet, das Abfließen der Flüssigkeit aus der Arbeitskammer B über den Überströmkanal zu ermöglichen. Der Schlitz 18 b der Hülse 18 leitet den gleichmäßigen Fluß der Flüssigkeit zu dem Überströmkanal 15 unter der Voraussetzung, daß der Schlitz 185 radial in Richtung auf die Achse des Kolbens 4 angeordnet ist.

Es läßt sich der Zeitpunkt des Arbeitens des Ventils durch Ändern des Durchmessers, der Höhe, der Verjüngung oder des Werkstoffes des kegelstumpfförmigen Ventilelements nach Belieben genau steuern. Dadurch wird die Anpassungsfähigkeit der Steuerung des Überwachungsventils im Vergleich zu der der üblichen Überwachungsventile mit aus Kugeln oder Membranen bestehenden Ventilelementen erheblich verbessern.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Fliehkraftbetätigtes Überwachungsventil für eine hydraulisch betätigte Kupplung, insbesondere für eine Schaltkupplung eines Umlaufräderwechselgetriebes für Fahrzeuge, mit einer um eine Achse drehbaren Trommel, in der ein mit der Trommel eine Arbeitskammer des die Kupplung betätigenden Stellmotors begrenzender Kolben vorgesehen ist, der zum Betätigen der Kupplung mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, wobei im Kolben ein Überströmkanal vorgesehen ist, der in einem der Arbeitskammer zugewandten erweiterten zylindrischen Teil mündet und im erweiterten zylindrischen Teil ein Ventilelement angeordnet ist, durch das beim Beaufschlagen der Arbeitskammer der Überströmkanal absperrbar ist, während es beim Entlasten der Arbeitskammer durch die Fliehkraft in eine den Überströmkanal freigebende Stellung bewegt wird, da-

durch gekennzeichnet, daß das Ventiielement (17) kegelstumpfförrhig ausgebildet ist und daß seine Grundfläche (17a) mit der Bodenfläche (16 a) des erweiterten zylindrischen Teils (16) zusammenwirkt.

2. Uberwnchungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem erweiterten zylindrischen Teil (16) des Überströmkanals (15) eine becherförmige Hülse (18) mit einer öffnung (18 a) in dem der Arbeitskammer (B) zugewandten Boden eingesetzt ist.

3. Überwachungsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die becherförmige Hülse (18) einen sich von der öffnung (18a) im Boden entlang der Seitenwand der Hülse bis zu ihrer Oberkante erstreckenden Schlitz (18 b) aufweist, der in einer von der Achse des Kolbens (4) zur Achse der Hülse (18) verlaufenden radialen Ebene angeordnet ist.

4. Uberwachungsventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Grundfläche (17a) des kegelstumpfförmigen Ventilelements (17) zugekehrten Bodenfläche (16 a) des erweiterten zylindrischen Teils (16) ein Ventilsitz (16 b) angeordnet ist.

5. Überwachungsventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (19 ö) durch eine ebene Stahlscheibe (19) mit einer von einem ringförmigen Vorsprung umgebenen zentralen Öffnung gebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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