DE2353522A1

DE2353522A1 - Hydraulisches steuersystem fuer eine kraftuebertragungsanlage

Info

Publication number: DE2353522A1
Application number: DE19732353522
Authority: DE
Inventors: Robert W Meyer; Wendell E Richmond
Original assignee: Twin Disc Inc
Current assignee: Twin Disc Inc
Priority date: 1972-10-30
Filing date: 1973-10-25
Publication date: 1974-05-09
Also published as: JPS4986750A; DE2353522C2; JPS5547260B2; US3799304A; GB1414706A

Description

η,ν? f.-'· Grünecker

Ζ''' '''- Ζ5· Oktober 1973

^a ρ 74-16

Twin Disc, Inc.
1328 Racine Street,
Racine, Wisconsin, USA

Hydraulisches Steuersystem für eine Kraftüb ertragung sanlage

Vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuersystem für eine Kraftübertragungsanlage mit einer hydraulisch betätigten, modulierten Reibungskupplung, die in Wirkverbindung mit einem Drehmomentwandler, einem von dem Wandler angetriebenen hydraulisch betätigten Zahnradwechselgetriebe und mit einer Druckfluidquelle zu ihrer Versorgung mit Druckfluid steht. Die Kraftübertragungsanlage überträgt ein Drehmoment von einem Antrieb, z.B. einem Verbrennungsmotor, zu einem Verbraucher, z.B. den Antriebsrädern eines Fahrzeugs.

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Das Steuersystem steuert den Betrieb verschiedener Betätigungs— elemente, die nach. Wahl den Kraftfluß schließen, unterbrechen oder umkehren und eine Variierung der Abtriebsdrehzahlen erlauben.

Vorliegende Erfindung findet insbesondere bei Erdarbeitsmaschinen Verwendung, wie z.B. bei Raupenkettenfahrzeugen, bei denen die Bedienungsperson mit ihren Händen und Füßen verschiedene Arbeitsabläufe zu steuern hat. Es ist deshalb wünschenswert, daß die Bedienungsperson einige dieser Arbeitsabläufe sowohl mit den Händen als auch mit den Füßen steuern kann.

Vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung der Vorrichtung der auf den Namen der Anmelderin lautenden DT-Patentanmeldung P I5 50 966.7 vom 18. Juli 1967. Das Steuersystem dieser Vorrichtung arbeitet zwar zufriedenstellend für die vorgesehenen Zwecke, die zwei in Serie verwendeten Steuerventile können ' sich jedoch gegenseitig beeinflussen und einen unstabilen Steuerdruck erzeugen.

Ein Steuersystem für eine Kraftübertragungsanlage der eingangs bezeichneten Bauart ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch, ein Modülierventil, das zwischen die Druckfluidquelle und die modulierte Kupplung eingeschaltet ist und ein verlagerbares Element zur Steuerung des Durchflusses an Druckfluid zu der modulierten Kupplung sowie ein Betätigungselement für das verlagerbare Element einschließlich einer Drucksteuerkammer aufweist, und durch ein mit der Steuerkammer in Fluidverbindung stehendes Steuerventil mit einer einstellbaren öffnung zum Abführen von Druckfluid aus der Steuerkammer.

Mit einem derartigen Steuersystem kann die Bedienungsperson des Fahrzeugs das Modulierventil entleeren (exhaust). Die Bedienungsperson besitzt also eine Fußsteuerung für die Fahrzeug—

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geschwindigkeit. Vorliegende Erfindung schafft ein vereinfachtes Steuersystem für eine Kraftübertragungsanlage der bezeichneten Bauart und vermeidet die Anordnung von zwei Steuerventilen in Serie, was,, wie gesagt, einen unstabilen Steuerdruck zur Folge hätte. ■

Vorteilhaft ist zwischen Fluidquelle und Getriebe ein Wählventil eingeschaltet, wobei das Getriebe mehrere hydraulisch .betätigte Kupplungen umfaßt und das Wählventil zur wahlweisen Beaufschlagung dieser Kupplungen des Getriebes einstellbar ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Äusführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen

Fig. 1 eine schematische Übersicht einer Kraftübertragungsan-

' lage mit erfindungsgemäßem Steuersystem; Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des Modulierventils und Steuerventils.von Fig. Λ\

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3 - 3 in Fig. 2; Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4- - 4· in Fig. 2; Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5 - 5 in Fig. 2; und Fig. 6 einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 1.

Die Kraftübertragungsanlage nach Fig. 1 umfaßt eine modulierte Reibungskupplung C-, die von einem Teil des Motors 1 angetrieben wird und das übertragene Moment einem Drehmomentwandler TG zuführt. Der Drehmomentwandler, seinerseits treibt über seine Ausgangswelle 2 die Eingangswelle 3 eines hydraulisch betätigten Zahnradwechselgetriebes GM. Druckfluid wird von einer Fluidpumpe P über einen Filter F und eine Leitung 6 einem Modulierventil MV zugeführt. Am Pumpenausgang ist in der Leitung 6a ein Druckregler PR angeordnet, der den Hauptdruck^cin der Anlage regelt. Stromabwärts der Pumpe ist in die Leitung 34 ein

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Wärmeaustauscher HE eingeschaltet.

Das Ventil MV steuert den Durchfluß an Druckfluid von der Fluidpumpe P über eine Leitung 4· zu einem Zentrifugalventil 5 der Kupplung C. Weiterhin ist ein Steuerventil CV vorgesehen, das über eine Leitung 7 mit der Steuerkammer 8 (Fig.2) des Modulierventils MV verbunden ist. Schließlich umfaßt die Anlage ein Wählventil 10,das den Fluß des Druckfluids von der Pumpe P zu ,einer beliebigen einer Reihe hydraulisch betätigter Kupplungen C1, C2, C5 oder C4 des Getriebes GM steuert.

Die modulierte Kupplung C besitzt ein Eingangsglied 20, das von dem Motorteil 1 angetrieben wird. Das Moment wird über zwischeneinandergreifende Eeibplatten 21 zum Ausgangsglied 22 der Kupplung übertragen, das seinerseits fest; mit dem Eingangsglied 23 des Drehmomentwandlers verbunden ist. Die Kupplung umfaßt einen Kolben 24, der durch das Druckfluid in der Betätigungskammer 25 beaufschlagt wird, um die zwischeneinandergreifenden Reibplatten 21 gegeneinander zu drücken. Die durch den Kolben ausgeübte Druckkraft wird von dem Druckfluid bestimmt, das durch das Zentrifugal entil 5 in cLie Kammer 25 gelangt. Das Ventil 5 ist von der Bauart gemäß der DT-Patentanmeldung P 16 00 I7I.I vom I7. Februar 1967 und es genügt hier zu sagen, daß das Ventil auf der Ausgangsseite der Kupplung angeordnet ist und dafür sorgt, eine konstante Ausgangsdrehzahl der Kupplung aufrecht zu erhalten. Wie zuvor erwähnt, gelangt Druckfluid über die Leitung 4 zu dem Ventil 5· Die Leitung 4 führt das Druckfluid zum radial äußeren Ende eines verschieblichen Ventilelementes 27 des Ventils 5, um dadurch den Durchfluß an Druckfluid über die Mittelkammer 28 des Elementes 27 zu der Betätigungskammer 2$ des Kolbens zu steuern. Die modulierte Kupplung kann somit mit stufenlos veränderbarem Schlupf entsprechend dem Druck arbeiten, mit dem die zwischeneinandergreifenden Reibplatten gegeneinanderge— drückt werden.

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Der Drehmomentwandler TC kann beispielsweise der Bauart gemäß der DT~Patentanmeldung P 20 63 -863.5 vom 24. Dezember 1970 sein und es dürfte genügen zu sagen, daß das y.on der Kupplung auf das drehende WandlergehäuseJO übertragene Drehmoment über den torusförmigen JPluidraum des Drehmoraentwandlers zur Turbine und von dieser zur Wandlerausgangswelle 2 weitergeleitet wird· Es dürfte ebenfalls genügen zu sagen, daß Druckfluid über den Kanal 33 zu dem torusförmigen Pluidraum des Drehmomentwandlers eingeleitet wird, wobei der Kanal 33 Druckfluid von der Pumpe P über die Leitung 34 empfängt. ",.-■"■ '

Das von dem Drehmomentwandler über die Welle 3 auf das Zahnradwechselgetriebe übertragene Drehmoment wird schließlich über die Ausgangswelle 40 des Getriebes abgegeben· Die; Welle-40 . kann durch entsprechende Beaufschlagung der Kupplungen 01,02, -.. C3 oder C4 in bekannter Weise mit verschiedenen Drehzahlen in Vorwärts- oder in Eückwärtsdrehrichtung angetrieben werden. Es dürfte genügen zu sagen, daß die Welle .44 des Getriebes die Umkehrwelle und die Welle 45 des - Getriebes die Vorwärtswelle ist, wobei beide Wellen ständig durch die Zahnräder 46 gedreht werden. Die Wahl der Beaufschlagung der Kupplungen erfolgt durch das Wählventil 10, das in bekannter Weise über Leitungen 51, 52, 53 und 54 mit den hydraulisch betätigten Kupplungen C1, C2, C3 bzw. C4 verbunden ist. Ein Zahnradwechselgetriebe der beschriebenen Art ist beispielsweise in der DT-Patentanmeldung P 16 50 397 vom 13. Februar 1968 beschrieben*

Das Wählventil 10 laßt Druckfluid von der Fluidpumpe P zu irgeneiner der,vier erwähnten Kupplungen durch bzw. führt die nichtbeaufschlagten Kupplungen zum IPluidsumpf zurück. Dieses Wählventil ist in der DT-Patentanmeldung P 15 50 966.7 gezeigt und beschrieben, so daß eine nähere Erläuterung ai^ dieser Stelle nicht notwendig erscheint.

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Das Modulierventil MV ist zur Steuerung der von der Pumpe P ._: zum Ventil 5 der modulierten Kupplung geführten Druckfluid— menge vorgesehen. Dieses Ventil v/eist ein Gehäuse 60 mit einem Einlaß .61 und einem Auslaß 62 auf (Fig. 2). Ein axial verlagerbarer Schieber 63 steuert die Druckfluidraenge, die vom Einlaß 61 zum Auslaß 62 und demgemäß zum Ventil 5 gelangt. Die Lage des Schiebers 63 wird durch die Wirkung eines gegen ihn anliegenden Kolbens 65 bestimmt, der seinerseits unter der Wirkung eines Arbeitsschaftes 66 und der Höhe des in einer Steuerkammer 8 auf einen Kolben 68 einwirkenden Druckes steht, v/obei der Kolben 68 wiederum eine Feder 69 gegen den Kolben 65 drückt. Ein derartiges Modulierventil ist in der DT-Pätentanmeldung P 20 63 639.4 vom 24 Dezember 1970 beschrieben. Es dürfte hier genügen zu sagen, daß beim Drücken des Arbeitsschaftes 66 nach links (aus der Sicht von Fig. 2) der Schieber 63 ebenfalls nach links verlagert wird, so daß Fluid in veränderbarer Menge vom Einlaß 61 zum Auslaß 62 fließen kann.-

Das Ventil MV ist von der Bedienungsperson beispielsweise mittels Fuß oder von Hand betätigbar, um die Durchflußmenge an Druckfluid von der Pumpe P zum Zentrifugalventil 5 der Kupplung zu steuern. Das Ventil MV kann so eingestellt werden, daß der Druck der modulierten Kupplung zwischen 0 und dem maximal verfügbaren Druck·schwankt. Das Ventil MV weist einen Bypass 67 auf, der von dem Einlaß 61 zu der Steuerkammer 8 führt. Der Bypassdruck bildet eine Betätigungshilfe für den handgesteuerten Arbeitsschaft 66.

Das Ventil MV läßt Druckfluid über die Öffnung 70 im Kanal 67 in die Kammer 8 hinter dem Federbeaufschlagungskolben 68 gelangen.

Ein Druck in der Kammer 8 verschiebt den Kolben 68 nach links, wodurch die Feder 69 zusammengedrückt wird, die ihrerseits den

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Kolben 65 gegen das Ende des Steuerschiebers 63 drückt. Der Schieber 63 bestimmt den über die Leitung M- zum Kupplungssteuerventil 5 gelangenden Druck. Der Kupplungssteuerdruck beaufschlagt ebenfalls über die Leitung ?4- das linke Ende des Schiebers 63, so daß der Schieber ein Druckregulator für das Fluid in der Leitung 4- ist. Gleichzeitig bestimmt der Schieber den Abfluß zum Sumpf über die Leitung 76· Die Bedienungsperson, kann also mittels Hand- oder Füßbetätigung durch Einwärtsdrücken' des Schaftes 66 nach links den Kupplungssteuerdruck erhöhen und durch Auswärtsbewegen des Schaftes nach rechts den Steuerdruck in der Leitung 4· vermindern.

Das Steuerventil CV ist über die Leitung 7 mit der Steuerkammer 8 des Yentils IW. verbunden. Das Steuerventil CV weist einen Schaft 80 auf, der an seinem inneren Ende eine Abschrägung besitzt. Der Durchmesser des inneren Endes' des Schaftes 80 ist derart, daß es abdichtend in die Bohrung 82 des Ventils CV hineingleiten kann. In der in Fig. 2 gezeigten Stellung kann Fluid ungehindert von der Leitung 7 durch die Bohrung zur Leitung 84- und zum Sumpf fließen. In Abhängigkeit der Lage des Schaftes 80 und insbesondere der Lage der Abschrägung 81 bezüglich der Schulter 85 der Bohrung ist der Fluiddurehfluß steuerbar. Die Abschrägung 81 bildet also mit der Schulter 85 eine öffnung veränderlicher Große, so daß die von der Kammer 8 zum Sumpf abgeführte Fluidmenge entsprechend der Stellung des Schaftes 80 verändert werden kann» Der Schaft wird durch eine Feder 86 in Schließstellung belastet. Der Schaft 80 kann durch den Fuß der Bedienungsperson betätigt werden, vrährend das Modulierventil von der Bedienungsperson mit der Hand betätigbar ist.

Das Steuerventil CV bildet eine zweite Steuermöglichkeit zum Festlegen der zur Kupplung durchzulaßenden Menge an Druckfluid und demgemäß zum Festlegen der Geschwindigkeit des

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Fahrzeugs. Das von Fuß betätigte Ventil OV besitzt also einen Schieber zur Steuerung der Größe einer Durchlaßöffnung zum Entlasten der Steuerkammer des Ventils, so daß die Bedienungsperson mit dem Fuß die Fahrzeuggesoliwindigkeit steuern kann. Wenn die Bedienungsperson daher ihre Hände zur Verrichtung anderer Arbeiten benötigt, so kann die Fahrzeuggeschwindigkeit bequem mit dem Fuß gesteuert werden und umgekehrt.

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Claims

P at e η t a η s ρ r ü c h e

1.Hydraulisches Steuersystem für eine Kraftübertragungsanlage mit einer hydraulisch betätigten, modulierten Reibungsküpp- ' lung, die in Wirkverbindung, mit einem Drehmomentwandler, einem von dem Wandler angetriebenen hydraulisch betätigten Zahnradwechselgetriebe und mit einer Druckfluidquelle zu ihrer Versorgung mit Druckfluid steht, g e k e η η ζ ei chn e t durch ein Modulierventil (HV), das zwischen die Druckfluidquelle (P) und die modulierte Kupplung (C) eingeschaltet ist und ein verlagerbares Element (63) zur Steuerung des Durchflusses an Druckfluid zu der modulierten Kupplung sowie ein Betätigungselement (66) für das verlagerbare EIe- ' ment einschließlich einer Drucksteuerkammer (8) aufweist, und durch ein mit der Stenerkammer in Fluidverbindung stehendes Steuerventil (CV) mit einer einstellbaren Öffnung zum -Abführen von Druckfluid aus der Steuerkammer.

2.Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 1, g e k e η η ζ e i c h η e t durch ein zwischen Fluidquelle (P) und Getriebe (GM) eingeschaltetes Wählventil (10),.wobei das Getriebe mehrere hydraulisch betätigte Kupplungen (C1-C4-)

• umfaßt und das Wählventil zur wahlweisen Beaufschlagung dieser Kupplungen des Getriebes einstellbar ist.

3.Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 2, g e k e η η zeichne t, durch einen direkt mit der Fluidquelle (P) verbundenen Druckregler (PR), um sowohl dem Modulierventil (MV) als auch dem Wählventil (10) Fluid konstanten Drucks zuzuführen. ■ · '-."·'

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4-, Hydraulisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierte Kupplung (C) einen durch hydraulische Beaufschlagung in einer Betätigungskammer (25) verlagerbaren Kolben (24) zur Erzeugung einer Kupplungski emmkraf t sov/ie ein Zentrifugalventil (5) zur Steuerung der dem Kolben von dem Modulierventil zugeführten Druckfluidmenge aufweist.

5.Hydraulisches Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulierventil (MV) von einer Bedienungsperson mit der Hand und das Steuerventil (CV) von der Bedienungsperson mit dem Fuß betätigbar ist und umgekehrt.

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