DE2353522C2 - Hydraulische Steuereinrichtung für ein hydrodynamisch-mechanisches Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art.

Bei einer aus der DE-OS 20 63 862 und der entsprechenden US-PS 36 21 955 bekannten Steuereinrichtung dieser Art sind ein erstes und ein zweites Modulierventil (Bauart eines einstellbaren Druckminderventils) vorgesehen, von denen jedes über einen aus einem Hauptdruck abgeleiteten modulierten Druck den Betätigungsdruck für die Reibungskupplung beeinflussen kann, und zwar je nach eingestelltem Getriebegang in Hintereinanderschaltung beider Modulierventile oder nur durch das zweite Modulierventil. Druckquelle für die Beaufschlagung der Reibungskupplung ist eine konstanten Hauptdruck liefernde Pumpe, die über ein fliehkraftabhängiges Steuerventil die Reibungskupplung beaufschlagt. Hydraulisch getrennt von dem Hauptdruck führenden Bereich dieses Ventils wird diesem zur Steuerung der Ansprechdrehzahl entgegen der Fliehkrafteinwirkung der modulierte Druck vom Ausgang des zweiten Modulierventils zugeführt, wobei oberhalb der Ansprechdrehzahl das fliehkraftabhängige Steuerventil einen Auslaß zum Sumpf öffnet, die Druckflüssigkeit aus der Reibungskupplung ableitet und dadurch ab der Ansprechdrehzahl die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Reibungskupplung und damit auch deren Ausgangsdrehzahl begrenzt. Das erste Modulierventil weist eine Steuercharakteristik auf, mit der ein Druckanstieg des Betätigungsdrucks für die Reibungskupplung bis zu einem bestimmten Wert und dadurch der Mindestbetätigungsdruck manuell einstell bar ist Darüber hinaus wird das erste Modulierventil mit steigender Ausgangsdrehzahl des der Reibungskupplung nachgeordneten hydrodynamischen Drehmomentwandlers im Sinne einer Erhöhung des von ihm modulierten Druckes über den manuell eingestellten Mindestdruck hinaus beeinflußt. Das zweite, nur manuell beeinflußbare Moduiierventil begrenzt das von der Reibungskupplung zu übertragende Drehmoment ab der von der Höhe des modulierten Druckes abhängigen Drehzahlgrenze in einem von einem weiteren Steuerventil, dessen Stellung vom eingeschalteten mechanischen Getriebegang abhängig ist, bestimmten Bereich. Dieses Steuerventil arbeitet abhängig von der gewählten Gangstufe in zwei Stellungen, wobei es in der einen Stellung (1. und 2. Gang) den Druckflüssigkeitseingang des zweiten Modulierventils an den Ausgang für modulierten Druck des ersten Modulierventils ausschließt, so daß dieser modulierte Druck durch das zweite Modulierventil zum fliehkraftabhängigen Steuerventil fließt, und in der zweiten Stellung (3. Gang) den Eingang des zweiten Modulierventils unter Umgebung des ersten Modulierventils unmittelbar an die Hauptdruck führende Leitung anschließt Zusammenfassend dargelegt soll diese Steuereinrichtung vornehmlich verhindern, daß die Reibungskupplung soweit eingerückt wird, daß die Räder durchdrehen können. Diese Steuereinrichtung ist deshalb vorwiegend zur Überwachung dieses kritischen Betriebsbereiches vorgesehen und soll einen zu raschen Verschleiß der Antriebsräder bzw. der Bereifungen

■to vermeiden. In Verbindung mit der aufwendigen Konstruktion und der Tatsache, daß der Signaldruck starke Schwankungen unterliegt, sind Rückkoppeleffekte zwischen einzelnen Steuerventilen unvermeidbar, die zu einer unstabilen Abtriebscharakteristik des hydrody namisch-mechanischen Getriebes führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der genannten Art zu schaffen, die einfach und störungsunanfällig aufgebaut ist und bei einer einfachen, universellen und praxisgerechten Bedienbarkeit zu einem stabilen Arbeitsverhalten des Getriebes führt.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch d^:e im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dieser Steuereinrichtung ist zwar das gleiche Modulierventil eingesetzt, wie beim vorgenannten Stand der Technik, jedoch wird der Abgabednick des Modulierventils der Reibungskupplung als Betätigungsdruck zugeführt, wobei das Fliehkraft-Steuerventil die jeweilige Druckmittelleitung drehzahlabhängig absperrt oder freigibt. Rückkopplungseffekte, die zu unstabilen Steuerdrücken in der Steuereinrichtung führen müßten, sind einfach vermieden. Die Bedienungsperson kann zwar, wie es bei manchen Arbeitssituatio- nen erforderlich ist, von zwei im wesentlichen voneinander unabhängigen Ausgangspunkten Steuerfunktionen bewirken, jedoch ist dann immer das feinfühlig verstellbare Modulierventil für Änderungen

des Betätigungsdrucks mitverantwortlich. Die Ansprechdrehzahl des Fliehkraft-Steuerventils hängt dabei von der Höhe des Abgabedruckes des Modulierventils ab. Die günstige Bedienungsvereinfachung zeigt sich beispielsweise dann, wenn die Bedienungsperson eine bestimmte Abtriebsleistung über das Modulierventil einstellt und diese Abtriebsleistung, ohne weitere Betätigung des Modulierventils mit Hilfe des Steuerventils beliebig verringern kann. Sobald dieses Steuerventil wieder losgelassen wird, steigt die Abtriebsleistung auf den vorher gewählten Wert Die Bedienungsperson hat sich jeweils nur auf die Betätigung des einen Ventils zu konzentrieren und kann sich dabei besser auf andere, nicht mit der Bedienung des Getriebes zusammenhängende Arbeiten konzentrieren. Eine zweckmäßige Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes geht aus Unteranspruch 2 hervor.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schema eines hydrodynamisch-mechanischen Getriebes mit crfindungsgcmäßer Steuereinrichtung,

F i g. 2 vergrößerte Schnittansicht eines Modulierventils und eines Steuerventils aus der Steuereinrichtung von Fig. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2, F i g. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 2, F i g. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 2, F i g. 6 einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 1.

Ein hydrodynamisch-mechanisches Getriebe gemäß F i g. 1 enthält eine modulierbare Reibungskupplung C, die von einem Motor — dargestellt ist dessen Schwungscheibe 1 — über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler TC angetrieben wird. Der Drehmomentwandler TC treibt über eine Ausgangswelle 2 eine Eingangswelle 3 des hydraulisch betätigbaren Wechselgetriebes CM. Druckflüssigkeit wird von einer Pumpe Püber einen Filter Fund eine Leitung 6 einem Modulierventil Λ/Vzugeführt. In einer von der Leitung 6 abzweigenden Leitung 6a ist ein als Druckbegrenzungsventil ausgebildeter Hauptdruckregler PR angeordnet. Stromab des Hauptdruckreglers PR ist in einer Leitung 34 ein Wärmetauscher WEeingeschaltet.

Das Modulierventil MV steuert den Durchfluß von der Pumpe P über eine Leitung 4 zu einem fliehkraftabhängigen Steuerventil 5 irr. Sekundärteil der Reibungskupplung C. Weiterhin ist ein Steuerventil CV vorgesehen, das über eine Leitung 7 mit einer Steuerkammer 8 (Fig.2) des Modulierventils MV verbunden ist. Ein Wähiventil 10 steuert hydraulisch betätigbare Kupplungen CX, C2, C3 oder C 4 des Getriebes GM.

Die Reibungskupplung C besitzt einen Eingangsteil 20, ineinandergreifende Reibscheiben 21 und einen Ausgangsteil 22, der mit einem Eingangsteil 23 des Drehmomentwandlers TC fest verbunden ist. Die Reibungskupplung enthält einen Kolben 24, der durch Druckflüssigkeit in einer Kammer 25 beaufschlagt wird. Die Kolben-Druckkraft wird vom fliehkraftabhängigen Steuerventil 5 bestimmt, das dafür sorgt, daß eine in bezug auf eine bestimmte Höhe des aus der Leitung 4 zugeführten modulierten Druckes konstante Ausgangsdrehzahl der Reibungskupplung aufrechterhalten bleibt.

Die Leitung 4 führt die Druckflüssigkeit zum radial äußeren Ende eines verschieblichcn Ventilelementes 27 (F i g, 6) des Steuerventils S, um den Durchfluß über eine Mittelkammer 28 des Vtivtilelements 27 zur Kammer 25 zu steuern. Mit steigendsm moduliertem Druck ist auch eine höhere Fliehkraft, also Ausgangsdrehzahl, nötig, um das Steuerventil 5 in die Abschaltstellung zu bringen.

Im Drehmomentwandler TC wird das von der Reibungskupplung C auf ein mit Schaufeln versehenes

Wandlergehäuse 30 übertragene Drehmoment über die Turbine und zur Ausgangswelle 2 übertragen. Die Druckflüssigkeit wird durch einen Kanal 33 zum Torus des Drehmomentwandlers TC geleitet. Der Kanal 33

to steht mit der Leitung 34 in Verbindung.

Eine Ausgangswelle 40 des Getriebes kann durch entsprechende Beaufschlagung der Kupplungen Cl, C2, C3 oder C4 in bekannter Weise mit verschiedenen Drehzahlen nach vorwärts- oder rückwärts angetrieben werden. Eine Welle 44 ist die Umkehrwelle; eine Welle 45 die Vorwärtswelle. Beide Weilen sind über die Zahnräder 46 gekuppelt. Die Beaufschlagung der Kupplungen Cl bis C4 erfolgt durch das Wählventil 10, das über Leitungen 51, 52, 53 und 54 mit den Kupplungen C1, C2, C3 bzw. C4 verbunden ist.

Das Modulierventil MV weist e '■:,. Gehäuse 60 mit einem Einlaß 51 und einem die Druckflüssigkeit weiterleitenden Auslaß 62 auf (Fig.2). Ein axial bewegbarer Schieber 63 steuert die Druckflüssigkeit, die vom Einlaß 61 zum Auslaß 62 und über die daran angeschlossene Leitung 4 zum Steuerventil 5 gelangt. Die Lage des Schiebers 63 wird durch die Wirkung eines anliegenden Kolbens 65 bestimmt, der unter der Wirkung eines Schaftes 66 und der Höhe des in einer Steuerkammer 8 auf einen fest auf dem Schaft 66 sitzenden Kolben 68 einwirkenden Druckes steht, wobei der Kolben 68 eine Feder 69 gegen den Kolben 65 drückt. Beim Verschieben des Schaftes 66 nach links (von Fig.2) wird der Schieber 63 nach links verlagert, so daß Druckflüssigkeit in veränderbarer Menge vom Einlaß 61 zum Auslaß 62 fließt. Das Modulierventil MV ist von der Bedienungsperson per Fuß oder von Hand betätigbar. Es kann so eingestellt werden, daß der Betätigungsdruck für die Reibungskupplung Crvischen 0 und dem maximal verfügbaren Druck schwankt. Das Modulierventil MV weist einen Bypass 67 auf, der vom Einlaß 61 zu einer Steuerkammer 8 führt. Der Bypassdruck bildet eine Servohilfe für den von Hand gesteuerten Schaft 66. Das Modulierventil MV führt

Druckflüssigkeit über die öffnung 70 im Bypass 67 in die Steuerkammer 8 hinter den Kolben 6& Druck in der Steuerkammer 8 verschiebt den Kolben 68 nach links, wodurch die Feder 69 zusammengedrückt wird, die den Kolben 65 gegen den Schieber 63 drückt. Dies bestimmt den über die Leitung 4 zum Steuerventil 5 gelangenden Druck, der über eine Leitung 74 auch das linke Ende des Schiebers 63 beaufschlagt, so daß der Schieber 63 wie ein Regelschieber eines Druckminderers zum Regeln des Druckes stromab, also im Auslaß 62, wirkt.

Gleichzeitig bestimmt der Schieber 63 den Abfluß zum Sumpf über die Le'iung 76. Die Bedienungsperson kann von Hand oder mit dem Fuß durch Bewegen des Schaftes 66 npch links den Kupplungssteuerdruck erhöhen und durch Bewegen des Schaftes nach rechti vermindern.

Das Steuerventil CV ist über die Leitung 7 mit der Steuerkammer 8 des Modulierventils MVverbcnden. Es weist einen Schaft 80 auf, der an seinem inneren Ende eine Abschrägung 81 besitzt. Der Durchmesser des inneren Endes des Schaftes 80 ist so bemessen, daß er in eine Bohrung 82 des Ventiis CV abdichtend hineingleiten kann. In diese Bohrung 82 mündet die Leitung 7. Zwischen der Führunesbohrung für den Schaft 80 und

der Bohrung 82 befindet sich eine ringartige Erweiterung der Bohrungen, von der eine Leitung 84 zum Sumpf abgeht. In der in F i g. 2 gezeigten Stellung kann Druckflüssigkeit ungehindert von der Leitung 7 durch die Bohrung 82 zur Leitung 84 und zum Sumpf fließen. In Abhängigkeit von der Lage des Schaftes 80 und insbesondere der Lage der Abschrägung 81 relativ zur Schulter 85 am in F i g. 2 rechten Ende der Bohrung 82 ist der Durchfluß steuerbar. Die Abschrägung 81 bildet mit der Schulter 85 eine öffnung veränderlicher Größe, so daß die von der Stellerkammer 8 zum Sumpf abgeführte Fluidmenge entsprechend der Stellung des Schaftes 80 verändert werden kann. Der Schaft 80 wird durch eine Feder 86 in Schließstellung belastet. Der Schaft 80 kann vom Fuß der Bedienungsperson betätigt werden, während das Modulierventil dann von Hand betätigbar ist.

Das Steuerventil CV schafft eine zweite Möglichkeit zum Festlegen der zur Reibungskupplung Cströmenden

■> Druckflüssigkeitsmenge und somit zum Einstellen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das fußbetätigbare Steuerventil CV besitzt einen Schieber zur Steuerung der Größe einer veränderbaren Durchlaßöffnung 81,85 zum Entlasten der Steuerkammer 8 des Modulierventils

ίο MV, so daß die Bedienungsperson auch mit dem Fuß die Fahri-euggeschwindigkeit steuern kann. Wenn die Bedienungsperson daher ihre Hände /ur Verrichtung anderer Arbeiten benötigt, kann die Fahrzcuggeschwindigkeit bequem mit dem Fuß gesteuert werden und

is umgekehrt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Hydraulische Steuereinrichtung für ein hydrodynamisch-mechanisches Getriebe, insbesondere für Erdbewegungsfahrzeuge, mit einer durch Druckflüssigkeitszufuhr anlegbaren Reibungskupplung, von der über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler ein über eine Wähleinrichtung hydraulisch betätigbares Zahnräderwechselgetriebe antreibbar ist, mit einer die Steuereinrichtung mit einem auf konstanten Wert geregelten Hauptdruck versorgenden Druckflüssigkeitsquelle, mit einem der Druckflüssigkeitsquelle nachgeschalteten, von der Bedienungsperson beeinflußbaren Modulierventil, durch dessen Abgabedruck das Anlegen der Reibungskupplung steuerbar ist, mit einem vom Ausgangselement der Reibungskupplung getragenen fliehkraftabhängigen Steuerventil, das durch den Abgabeilruck des Modulierventils in seine Öffnungsstellung für Druckflüssigkeitszufuhr zur Reibungskupplung und durch die Riehkraft in seine Schließstellung beiastet ist, und mit einem versieübaren Element im Modulierventil, das in seinen Steuerbewegungen durch ein in einer mit Flüssigkeit beaufschlagbaren Steuerkammer des Modulierventils angeordnetes Servoelement beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulierventil (MV) ständig direkt an die Druckflüssigkeitsquelle (P) angeschlossen ist, sein Abgabedruck über das fliehkraftabhängige Steuerventil (5) der Reibungskupplung (QaIs Betätigungsdruck zuführbar ist und daß mit der "feuerkammer (8) des Modulierventils (MV) ein weiteres, von cW Bedienungsperson betätigbares Steuerventil (CV) in Sirömungsverbindung steht, das eine veränderbare öffnung (85, 81) zum Abführen von Flüssigkeit aus der Steuerkammer (8) und Absenken des in der Steuerkammer (8) herrschenden Druckes aufweist.

2. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulierventil (MV) von Hand und das Steuerventil (CV) vom Fuß der Bedienungsperson betätigbar ausgebildet und angeordnet ist