DE2235076B2 - Steuereinrichtung fur eine Über bruckungskupplung fur ein von einem Gasturbinentriebwerk getriebenes hy drodynamisch mechanisches Getriebe - Google Patents

Description

beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 21 64 424.6-12 der Anmelderin beschrieben.

Das willkürlich betäligbare Wähl ventil 18 enthält einen Ventilschieber 34 mit drei Steuerbunden a, b und c gleichen Durchmessers, die in einer Ventilbohrung 36 geführt sind, an welche die Hauptnetzleitung 16 angeschlossen ist. An die Ventiibohrung 36 des Wählventils 18 sind ferner eine Abströmleitung 3£ für Rückwärtsantrieb, eine Abströmleitung 39 für einen Antriebsbereich DR 4, eine Halteleitung 40, eine Abströmleitung 42 für einen Antriebsbereich DR 3, eine Abströmleitung 44 für einen Antriebsbereich DA 2, eine Abströmleitung 46 für einen niedrigsten Getriebegang DR 1 angeschlossen. Ferner enthält die Ventilbohrung zwei Auslässe 48. Der Ventilschieber 34 ist wahlweise in der Ventilbohrung 36 einstellbar, um die Hauptnetzleitung 16 mit den verschiedenen Äbströmleitungen 38, 39, 42, 44 oder 46 zu verbinden. Die Abströmleitung 42 sieht mit der Halteleitung 40 über ein Halteventil 50 in Vcibindung, das in der oben ermähnten deutschen Patentanmeldung näher beschrieben ist. In dieser sind auch die Verbindungen zwischen dem Wählveniil 18 und mehreren Umschaltventilen und Relaisveiitilen beschrieben, die die wahlweise und selbsttatige Umschaltung zwischen den einzelnen Anlriebsbereichen des Getriebes 26 bewirken. Die Abströmleitung 46 für niedrigsten Getriebegang DR i steht mit einer Kammer 52 eines Steuerventils 54 in Verbindung.

Das Modulatorventil 20 ist über eine leitung 56 mit der Gasturbine 28 verbunden und führt einen Druck, der dem Verdichterauslaßdruck proportional ist. Das Modulatorventil 20 liefert einen modulierten Druck, der umgekehrt proportional der Drehmomentanforderung oder der gelieferten Leistung ist. Das Modulatorventil 20 enthält einen Ventilschieber 58 mit Steuerbunden α und ft und ist vcrschieblich in einer Ventilbohrung60 angeordnet. In einer Federkammer 64. die durch einen Auslaß 66 entlastet ist, ist eine Feder 62 angeordnet, die den Ventilschieber 58 in eine Stellung belastet, in der die Hauptnctzlcitung 16 zwischen den Steuerbundrn α und b des Modulatorventils 20 mit einer modulierten druckführenden Leitung 68 verbunden ist. Die modulatordruckführende Leitung 68 ist über eine Drosselstelle 70 mit einer Kammer 72 am einen Ende der Ventilbohrung 60 neben dem Steuerbund b verbunden.

Der Druck in der Kammer 72 belastet den Ventilschieber 58 gegen die Kraft der Feder 62, um die modulatordruckführende Leitung 68 mit einem Auslaß 74 zu verbinden. Eine dem Verdichterauslaßdruck direkt proportionale Vorspannungskraft wird dem Ventilschieber 58 über einen Stößel 76 erteilt, der in einer Bohrung 78 vcrschieblich ist. Das eine Ende der Bohrung 78 ist über einen Auslaß 80 entlastet, während am anderen Ende eine Kammer 82 gebildet ist, die über die Leitung 56 mit der Gasturbine verbunden ist. Der Stößel 76 betätigt einen Stift 84, der in einer Ventiibohrung 86 gleitet und gegen den Steuerbund b des Vcntilschicbcrs 58 anliegt. Die auf den Stößel 78 und damit auf den Stift 84 ausgeübte Kraft ist dem Verdichterauslaßdruck direkt proportional und erhöht sich damit mit steigendem Verdichterauslaßdruck. Diese Kraft wirkt der Kraft der Feder 62 entgegen und verringert damit die Vorspannung auf den Ventilschieber 58 bei steigendem Verdichterauslaßdruck, so daß der modulierte Druck in der Leitung 68 umgekehrt proportional dem Verdichterauslaßdruck ist.

Das Schaltventil 22 für die Überbrückungskupplung enthält einen Ventilschieber 88 mit Steuerbunden a, b und c verschiedenen Durchmessers, die in entsprechend abgesetzten Ventilbohrungen 90 bzw. 92 bzw. 94 geführt sind. Der Ventilschieber 88 hat einen im Durchmesser abgesetzten Schaft 96 zwischen den Steuerbunden α und b, in dessen Bereich eine Verbindung zwischen der Hauptnetzleitung 16 und einer Leitung 98 ?um Stellmotor der Überbrükkungskupplung 32 oder einem Auslaß 102 möglich ist. Die freie Stirnfläche des Steuerbunds α wird von dem Druck aus der Reglerleitung 100 beaufschlagt. In der dargestellten Lage, die bei ausgerückter Überbrückungskupplung eingenommen wird, ist die Leitung 98 entlastet, so daß ein Ausrücken der Überbrückungskupplung 32 gestatJet ist. Der Ventilschieber 88 des Schaltventils 22 ist in die Ausschaltstellung durch eine Feder 104 belastet, die in einer Federkdinnier 106 angeordnet ist. Die Federkammer 106 ist mit einer Leitung 108 verbunden, die vom Steuerventil 54 kommt. Die unterschieblieh beaufschlagte Fläche zwischen den Stcuerbunden b und c des Schaltventils 22 wird von dem Druck aus einer Leitung 110 beaufschlagt, die ebenfalls vom Steuerventil 54 kommt. Der Ventilschieber 88 hat zwei unterschiedlich beaufschlagte Flächen, nämlich die zwischen den Steuerbunden α und b und die zwischen den Steuerbunden b und r, die somit Kolbenflächen für lineare Flüssigkeitsmotoren bilden. Da die Einden des Ventilschiebers 88 in geschlossenen Kammern laufen, tritt auch dort eine Kolbenwirkung für weitere Flüssigkeilsmotoren ein, so daß insgesamt vier voneinander getrennte lineare Flüssigkeitsmotoren gebildet sind.

Das Steuerventil 54 hat einen Ventilschieber 112 mit Abstand voneinander aufweisenden Steuerbunden α und b gleichen Durchmessers, die verschieblich in einer Ventilbohrung 114 angeordnet sind, und einen Steuerbund c größeren Durchmessers, der in einer Ventilbohrung 116 geführt ist. Die Ventilbohrung 114 ist mit der Kammer 52, einem Auslaß 118, der Leitung 110 und der modulierten Druck führenden Leitung 68 verbunden. Die Leitung 108 steht mit beiden Ventilbohrungen 114 und 16 in Verbindung, und die Ventilbohrung 116 ist mit einem Auslaß 120 versehen. Der Venti'.schiebcr 112 ist nach links in Fig. 1 durch eine Feder 122 belastet.

Ist der Ventilschieber 112 in der linken Endlage, so wird der modulierte Druck aus der I ei'iing 68 zwischen den Steuerbunden b und c /ur Leitung 108 und zur Federkammer 106 des Schaltventil 22 geleitet. Dieser modulierte Druck wirkt auch auf die unterschiedliche Fläche zwischen den Stcuerl'unden b und <\ um den Ventilschieber 112 nach rechts gegen die Kraft der Feder 122 zu bewegen, wodurch der maximale Wert des in der Fedcrkainnier 106 verfügbaren Druckes begrenzt wird. Wie zuvor erwähnt, nimmt der modulierte Druck in der Leitung 68 mit zunehmendem Verdichterauslaßdruck ab. st) daß mit zunehmender Drehmomentanforderung oder zunehmender Leistung der modulierte Druck in der Leitung 68 soweit absinkt, daß er auf die DilTeren/lliiche zwischen den Steuerbunden ft und c einwirkend die Kraft der Feder 122 nicht mehr überwinden kann und dann der im Ausrücksinne wirkende Druck in der Federkammer 106 dem modulierten Druck in

der Leitung 68 entspricht.

Wird das Wählvcnlil 18 in die Stellung DR 1 für niedrigsten Getriebegang eingestellt, so erhält die Kammer 52 Druck, so daß der Vcntilschicbcr 112 in die rechte Endlage gegen die Kraft der Feder 122 verschoben wird, bis die Stirnfläche des Slcuerbundsc gegen einen Anschlag 124 anfährt. In dieser Stellung ist die modulierten Druck führende Leitung 68 mit der Leitung 110 zwischen den Steuerbunden a und b des Ventilschicbcrs 112 verbunden. Gleichzeitig ist die Leitung 108 zwischen den Stcucrbunden b und c zum Auslaß 120 entlastet. Sind der modulierte Druck in der Leitung 68 und in der Leitung 110 ausreichend hoch, so überwindet die auf die unterschiedliche Flache der Stcuerbundc b und c des Ventilschiebers 88 einwirkende Kraft die Kraft der Feder 104, so daß das Schaltventil 22 für die Überbrückungskupplung in die Einschallstellung bewegt wird, in der die Hauptnet/leitung 16 mit der Leitung 98 zum F.inrückcn der Überbrückungskupplung 32 verbunden ist.

Bei niedriger Einstellung der Antriebsmaschinendrosselklappe ist der modulierte Druck ausreichend groß, um das Schaltventil 22 in die Einschallstellung zu bewegen. Dies entspricht dem Punkt 130 der Kurve 132 in Fig. 2. 1st die Drosselklappenstcllung größer als im Punkt 130, so ist der modulierte Druck bei stillstehendem Fahrzeug nicht groß genug, um das Schaltventil 22 zu betätigen. In diesem Schaltzustand erfolgt der Antrieb des Getriebes 26 durch die Gasturbine 28 über die Flüssigkeitskupplung 30. Steigt jedoch die Fahrgeschwindigkeit, so erhöht sich der auf den Steuerbund a des Ventilschiebers 88 einwirkende Rcglerdruck und unterstützt die Kraft des modulierten Drucks, der auf die Differenzfläche zwischen den Steuerbunden b und c einwirkt, so daß bei einer bestimmten höheren Fahrgeschwindigkeit, entsprechend dem Verlauf der Kurve 132, die überbrückungskupplung 32 eingerückt wird. Im Punkt 134 der Kurve 132 sind der vereinte modulierte Druck und der Reglerdruck ausreichend, um das Schaltventil 22 umzuschalten, selbst wenn der modulierte Druck der Einstellung der Drosselklappe der Gasturbine 28 für volle Öffnung (FT) entspricht.

Ist die Drossclklappcneinstcllung unterhalb des Punkts 130 der Kurve 132, so ist die Überbrückungskupplung bei stillstehendem Fahrzeug eingerückt. 1st das Schaltventil 22 in die Einschaltstellung bewegt. so daß die Überbrückungskupplung 32 eingerückt ist, so unterstützt der Hauptnetzdruck, der auf die unter schiedliche Fläche zwischen den Steuerbunden a und b des Vcntilschiebers 88 einwirkt, den modulierten Druck in der Leitung 110 und den Reglerdruck aus der Reglerleitung 100, um den Ventilschiebeir 88 in der Einschaltstellung zu halten, der diese Stellung beibehält, selbst wenn der modulierte Druck aus der Leitung 68 abfällt.

Bei normaler Arbeitsweise des Schaltventils 22 der Überbrückungskupplung wird dieses in die Einschaltstellung durch den auf den Steuerbund α des Ventil-Schiebers 88 einwirkenden Rcglerdruck in die Einschalistellung bewegt, wie dies die Kurve 136 in F i g. 3 zeigt. Bei dieser Arbeitsweise steht dem Reglerdruck die im Ausrücksinne wirkende Kraft des Drucks in der Kammer 106 entgegen, die auf den Steuerbund α einwirkt. Bei Drossclklappcneinstellungen zwischen den Punkten 134 und 138 der Kurve 136 ist der im Ausrücksinne wirkende Druck veränderlich, so daß bei Ansteigen der Fahrgeschwindigkeit über den Punkt 134 die Überbrückungskupplung 32 selbsttätig bei fortschreitend kleineren Drosselklappcncinslellungen eingerückt wird. Bei einer Drossclklappeneinstellung entsprechend dem Punkt 138 wird der im Ausrücksinn wirkende Druck in der Leitung 108 konstant, so daß eine konstante Kraft an der unterschiedlichen Fläche zwischen den Stcuerbundeii b und c des Ventilschicbers 112 auftritt, die zusammen mit der Feder 122 auf den Ventilschieber 112 einwirkt. Bei Fahrgeschwindigkeiten oberhalb des Punkts 138 wird die Überbrückungskupplung 32 selbsttätig unabhängig von der Drosselklappeneinstellung eingerückt.

Wie bereits erwähnt, wird nach dem Verstellen des Schaltventil 22 in die Einschaltstellung Druck aus der Hauptnetzleitung 16 zugeleitet, um eine den Umschaltpunkt verlagernde Kraft auf den Yentilschieber 88 auszuüben, so daß das Ausrücken der überbrückungskupplung bei gleicher Drosselklappencinstellung bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten eintritt. Dies wird durch die Kurve 140 in F i g. 3 dargestellt, nach der die Überbrückungskupplung 32 eingerückt bleibt, bis die Fahrgeschwindigkeit auf einen dem Punkt 142 entsprechenden Wert oder weniger abgesunken ist, sofern die DrosselklappenstcHung untcrhalh des durch den Punkt 142 dargestellten Werts ist. Um die Überbrückungskupplung 32 bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten eingerückt zu halten, sind entsprechend höhere Drosselklappeneinstellungen notwendig, so daß die Überbrückungskupplung bis zum Stillstand des Fahrzeugs eingerückt bleibt, wenn die Drosselklappeneinstellurig entsprechend dem Punkt 144 gewählt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für eine Überbrückungskupplung für ein von einem Gasturbinentriebwerk getriebenes hydrodynamisch-mechanisches Getriebe, bei der ein Schaltventil wahlweise eine Druckmittelquelle mit dem Stellmotor der Überbrückungskupplung verbindet, und sein Ventilschieber eine von einem, die Getriebeausgangs- ίο drehzahl anzeigenden Reglerdruck im Sinne des Einrückens der Überbrückungskupplung beaufschlagte erste Fläche aufweist und in entgegengesetzter Richtung der Kraft einer Feder ausgesetzt ist, und bei der ein an die Druckmittelquelle angeschlossenes Wählventil diese wahlweise mit einer von mehreren Abströmleitungen verbindet, die zu Schalteinrichtungen (Wählventil) zum Einrücken verschiedener Cietriebegänge führen, d a dutch gekennzeichnet, daß ein von dem Gasturbinentriebwerk (2(>) gesteuertes Modulutorventil (20) einen mit steigender, am Gasturbinentriebwerk gewählter Drehmomentantorderung fallenden Modulatordruck (Leitung 68) einem Steuerventil (54) zuleitet, der in der einen Stellung des Steuerventils /um Schaltventil (22) geleitet als eine im Ausrücksinn wirkende Vorspannung eine /weite Fläche tSteuerbund r) des Schaltventilschiebers (96) beaufschlagt, und daß das Steuerventil vom Modnlatordruck beaufschlagte. unausgeglichene Steuerflächen (112r, 112 /7) aufweist, die das Steuerventil in eine den Durchfluß des Modulatordrucks /um Schaltventil (22) sperrende Stellung belasten, um oberhalb eines vorgegebenen ModulaU/rdrucks (Leitung 68). die im Ausrücksinn auf die zweite Fläche des Schaltventilschiebers wirkende Vorspannung konstant /u halten, und daß über eine bei eingeschaltetem niedrigsten Getriebegang (DR 1) druckführende Abströmleitung des Wählventils (18) das Steuerventil (54) beaufschlagt und in seine andere Stellung bewegt, infolgedessen die zweite Fläche des Schaltventils über einen Steuerventilauslaß (120) entlastet wird, während der Modulatordruck dem Schaltventil als eine im Einrücksinn wirkende Vorspannung zugeleitet wird (Leitung 110), wobei diese Vorspannung mit zunehmender Drehmomentanforderung abnimmt und das Einschalten der Überbrückungskupplung allein bewirkt, wenn der Modulatordruck oberhalb des vorgegebenen Werts — entsprechend einer unterhalb eines vorgegebenen Werts liegenden Drehmomentanforderung — liegt, während bei einem darunterliegenden Moddlatordruck das Einrükken der Überbrückungskupplung durch die vereinte Wirkung des im Einrücksinn wirkenden Vorspanndrucks und des Reglerdrucks (Leitung 100) erfolgt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (22) zwei hydraulisch unausgeglichene Flächen (Steuerbunde b, a) aufweist, die bei Bewegen des Ventilschiebcrs in die Kupplungseinrückstellung von der Druckmittelquelle (Leitung 116) beaufschlagt, den Vcntilsdiieber in dieser Stellung halten.

Bei einer den Ausgangspunkt der Erfindung bildenden Steuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (z. B. bekannt aus der USA.-Patentschrift 2 965 202) ist die Überbrückungskupplung unter Leerlaufbedingungen der Antriebsmaschine, \ ti denen das Fahrzeug im allgemeinen stillsteht, ausgerückt und bei hohen Ausgangsdrehzahlen des Getriebes eingerückt. Ein Einrücken der Überbrückungskupplung unter Leerlaufbedingungen der Antriebsmaschine ist jedoch nicht möglich, obwohl dies unter gewissen Betriebsbedingungen erwünscht sein kann, beispielsweise, um für das Anfahren eine maximale Zugkraft zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs erwähnten Art so weiter auszugestaltende ein wahlweises Ein- und Ausrücken der Überbrückungskupplung auch unter Leerlaufbedingungen der Antriebsmaschine möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die erfmduiigsgcmäßc Ausgestaltung kann durch Einrücken der Überbrückungskupplung bei stillstehendem Fahrzeug und geringer Drosselöffnung ein hohes Losbrechmoment, also maximale Zugkraft, erreicht werden. Ferner hat die Überbrückungskupplung nicht die hohen Anfahrdrehmomente aufzunehmen. Im normalen Fahrbetrieb erfolgt das selbsttätige Einrücken der Überbrückungskupplung mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit bei lortschreitend kieineren Drosselklappenöffnungen. Hierbei tritt das selbsttätige Einrücken der Überbrückungskupplung bei einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit in einem weiten Bereich von Drosselklappenstellungen ein.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Schaltventil zwei hydraulisch unausgeglichene Flachen aufweist, die bei Bewegen des Ventilschiebers in die Kupplungseinrückstellung von der Druckmittelquelle beaufschlagt den Ventilschieber in dieser Stellung halten.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung nach der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht der Steuereinrichtung und

F i g. 2 und 3 Schaubilder mit den Ein- und Ausrückkurven der Überbrückungskupplung zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Steuereinrichtung.

Die Steuereinrichtung enthält eine übliche Zahnradpumpe 10, die Flüssigkeit aus einem Behälter 12 über eine Saugleitung 14 ansaugt und einer Hauptnetzleitung 16 /ufördert. Die Hauptnetzleitung 16 ist mit einem willkürlich betätigbaren Wählventil 18, einem Modulatorventil 20, einem Schaltventil 22 für die überbrückungskupplung und einem Regler 24, der die Ausgangsdrehzahl des Getriebes erfaßt, verbunden. Der Druck in der Hauptnetzleitung 16 wird durch ein Druckregelventil 25 geregelt.

Der Regler 24 ist ein üblicher Flüssigkeitsregler, der von der Ausgangswelle eines Getriebes 26 angetrieben wird, und ein Reglerdruck in eine Reglerleitung 100 liefert, der der Ausgangswellendrehzahl proportional ist. Das Getriebe 26 wird von einer Gasturbine 28 über eine Flüssigkeitskupplung 30 angetrieben, wobei wahlweise Antriebsbereiche einschließlich eines niedrigen Antriebsbereichs einschaltbar sind. Das Getriebe 26 kann unmittelbar mit der Gasturbine 28 durch eine Überbrückungskupplung 32 verbunden werden. Ein geeignetes Getriebe 26 ist