DE2512778C3 - Hydraulische Einrichtung zum gesteuerten Druckaufbau in einer Kupplung oder Bremse - Google Patents

Description

Eine hydraulische Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bekannt (ATZ 68/4, 1966) und wird auch als Drucksteuerventil bezeichnet. Sie dient zum schnellen Füllen von Schaltkupplungen und einem weitgehend stoßfreien Übergang von einem zum anderen Gang mit anschließendem Anstieg des Ausgangsdruckes auf einen Wert, der eine sichere Leistungsübertragung ermögliche.

Aus den deutschen Auslegeschriften 16 50 612 und 16 50 928 sind Drucksteuerventile bzw. hydraulische Einrichtungen bekannt, mit denen ein variabler Druckaufbau erreicht wird.

Die Druckmittelzuführung aus dem Druckmittelversorgungskreislauf in die jeweilige Kupplung oder Bremse wurde bisher üblicherweise durch ein getrenntes Schaltventil für jede Kupplung geschaltet, wobei jeweils eine Verbindungsleitung zwischen dem Schaltventil und der hydraulischen Einrichtung zum variablen Druckaufbau vorgesehen wurde, die einen Druckverlust hervorruft und relativ lange Füllzeiten der Kupplungen verursacht.

Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, Strömungsverluste und relativ lange Füllzeiten zu vermeiden und gleichzeitig eine Senkung der Herstellkosten zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Einrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Hierbei erhält der Kolbenschieber zusätzlich die Funktion eines Schaltkolbens zum Schalten der zugeordneten Kupplung oder Bremse, was eine Verminderung der Gesamtzahl der Ventile und eine bauliche Vereinfachung der Getriebeanordnung ermöglicht, da die hydraulische Einrichtung nun direkt ansteuerbar ist und die Druckmittelzufuhr zu den jeweiligen Kupplungen oder Bremsen nicht mehr über ein Schaltventil erfolgt.

Durch den Wegfall der Schaltventile und der Kanäle zwischen Schaltventil und der hydraulischen Einrichtung (Drucksteuerventil) nach der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich infolge der kürzeren, ungestörten Zuleitungen geringere Druckverluste und kürzere Füllzeiten der Kupplungen bzw. Bremsen.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Bei einer Einrichtung nach Anspruch 2 wird der konstruktive Aufbau der hydraulischen Einrichtung wesentlich vereinfacht, da der Kolbenschieber und der Betiitigungskolben koaxial unmittelbar nebeneinander angeordnet werden können und sich über den Druckstift während der Schaltvorgänge zeitweise wie ein einziges zusammenhängendes Bauteil bewegen. Der Druckstift durchquert als Kraftübertragungsmittel Gehäuseräume mit verschie-

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denen Drücken, die sich an dem schlanken, beispielsweise zylindrischen Druckstift einfach and wirksam gegeneinander abdichten lassen.

Durch die beidseitige Beaufschlagung des Betätigungskolbens gemäß Anspruch 4 erfolgen dessen Schaltbewegungen schnell und funktionssicher, wobei Einflüsse der Druckhöhe des Eingangsdruckes weitgehend ausgeglichen werden. Durch die größere Fläche des Betätigungskolbens ist dessen Schaltbewegung auch dann sichergestellt, wenn der volle Eingangsdruck auf entgegenwirkende Kolbenflächen einwirkt.

Eine eindeutige Ausgangslage erhalten der Kolbenschieber und der Betätigungskolben insbesondere im drucklosen Zustand der hydraulischen Einrichtung in der Ausbildung nach Anspruch 5. In der allein durch diese Federn bestimmten Ausgangsla<»e öffnet der Kolbenschieber den Entlüftungskanal, so daß die betreffende Kupplung bei druckloser hydraulischer Einrichtung stets ausgeschaltet ist.

Bei einer Ausführung nach Anspruch 6 läßt sich die Funktionssicherheit der hydraulischen Einrichtung in dem Sinne verbessern, daß auch relativ niedrige oder hohe Werte des Eingangsdruckes den normalen Schaltablauf nicht beeinträchtigen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung erläutert. Die dargestellte hydraulische Einrichtung dient zum gesteuerten, zeitlich verzögerten Druckaufbau einer symbolisch dargestellten Kupplung 1 eines nicht dargestellten Lastschaltgetriebes, an dessen Schaltkoimfort hohe Ansprüche gestellt werden.

In einem mehrteiligen Gehäuse 2 ist ein Kolbenschieber 3 mit einem ersten Bund 4 und einem zweiten Bund 5 längsbeweglich geführt. Über den ersten Bund 4 kann der Druckmittelzuführungskanal 6 und über den zweiten Bund 5 der Entlüftungskanal 7 verschlossen oder geöffnet werden. Eine zwischen dem Bund 4 und 5 mündende Druckleitung 8 wird entweder mit dem Entlüftungskanal 7 oder mit dem Druckmittelzuführungskanal 6 verbunden, so daß der Druck in der Kupplung 1 beeinflußt werden kann. Druckmittel aus dem Raum 10 zwischen den Bunden 4 und 5 kann durch eine Drosselbohrung 11 in den Raum 12 strömen und hier einen Druck aufbauen, von dem die zur Druckfeder 9 entgegengesetzte Stirnfläche 13 des Kolbenschiebers 3 beaufschlagt wird. In der linken Arbeitslage des Kolbenschiebers 3 öffnet dessen erster Bund 4 zur Aufrechterhaltung des Druckes den Druckmittehiuführungskanal 6, während der zweite Bund 5 den Entlüftungskanal 7 schließt. In der rechten Arbeitslage öffnet der zweite Bund 5 den Entlüftungskanal 7 und der erste Bund 4 schließt den Druckmittelzuführungskanal 6.

In einem die Druckfeder 9 enthaltenden Raum 14 des mehrteiligen Gehäuses 2 ist ein Dämpfungskolben 15 beweglich gelagert, auf dem sich die Druckfeder 9 abstützt. Sein Durchmesser ist größer als der Durchmesser des Kolbenschiebers 3. Der Dämpfungskolben 15 wird entgegen der Krafit der Druckfeder 9 mit Kupplungsdruck beaufschlagt, wobei das Druckmittel über einen mit der Druckleitung 8 verbundenen und eine Drosselstelle 16 enthaltenden Kanal 17 und einem Verbiniiungskanal Ϊ9 zugeführt wird. Der Drosselstelle 16 ist ein ein Rückschlagventil 20 enthaltender Entlüftungskanal 21 parallelgeschaltet.

Ein Zweistufenkolben 22, dem von einem nicht gezeichneten Vorsteuerventil über Leitung 23 Eingangsdruck zugeführt werden kann, wirkt über einen Druckstift 24 auf den Kolbenschieber 3 ein. Abhängig von der Schaltstellung des Zweistufenkolbens 22 wird der Kolbenschieber 3 entweder in die Arbeitslage zur Erzeugung eines gesteuerten Druckes oder in die rechte Endlage, in welcher der Kolbenschieber 3 den Druckmittelzuführungskanal 6 abschließt und den Entlüftungskanal ? öffnet, verschoben bzw. in der betreffenden Lage festgehalten. Der Druckstift 24 ist mit dem Zweistufenkolben 22 verbunden und kann an der Fläche 13 des Kolbenschiebers 3 zur Anlage kommen. Eine Druckfeder 25, deren Kraft etwa doppelt so groß ist wie der Druckfeder 9, wirkt über den Betätigungskolben 22 und den Druckstift 24 auf den Kolbenschieber 3 und damit gegen die Druckfeder 9.

Der Zweistufenkolben 22 ist mit zwei Durchmesserbereichen 26 und 27 ausgebildet. Der größere Kolbenteil 26 ist dem Kolbenschieber 3 zugewendet und seine Stirnseite 28 wird über die Leitung 23 von einem Vorsteuerventil mit Druck beaufschlagt, während der kleinere Kolbenteil 27 an seiner Stirnseite 29, entgegengesetzt zur Fläche 28, von dem über den Druckmittelzuführungskanal 6 zugeführten Druck beaufschlagt wird.

In der gezeichneten Stellung der hydraulischen Einrichtung sei angenommen, daß die linke Fläche 29 des Zweistufenkolbens unter Eingangsdruck des Kanals 6 steht und die rechte Fläche 28 über das Vorsteuerventil 23 drucklos geschaltet sei. Der Zweistufenkolben 22 drückt somit über den Druckstift 30 den Kolbenschieber

3 nach rechts bis zum Anschlag. Die Kupplung 1 ist mit dem Entlüftungskanal 7 verbunden und wird entleert.

Wird nun über das nicht gezeichnete Vorsteuerventil (z. B. ein Magnetventil) die rechte Fläche 28 des Betätigungskolbens 22 mit Druck beaufschlagt, so bewegt sich dieser nach links unter Mitnahme des eingehängten Druckstiftes 24, so daß der Kolbenschieber 3, nun unbeeinflußt vom Betätigungskolben 22, von der Druckfeder 9 nach links verschoben wird. Die Bunde

4 und 5 wirken in bekannter Weise mit den Steuerkanten zusammen, so daß sich Kupplung 1 schnell und ungehindert füllen und sich ein von der Kraft der Druckfeder 9 abhängiger Ausgangsdruck einstellen kann.

Mit dem Füllen der Kupplung 1 wird auch die Stirnfläche 18 des Dämpfungskolbens 15 über die Drosselstelle 16 mit Druck beaufschlagt und langsam nach links verschoben. Entsprechend dieser Bewegung wird die Druckfeder 9 stärker vorgespannt uno der Kolbenschieber leicht nach links verschoben. Damit wird ein relativ langsamer Druckanstieg in der Kupplung erzielt.

Schließlich erreicht der Dämpfungskolben 15 den Anschlag 30 des Kolbenschiebers 3 und verschiebt diesen voll nach links, wobei der Druckmittelzuführungskanal 6 voll geöffnet wird. Der Druck in der Kupplung 1 steigt dann schlagartig bis zum Eingangsdruck an. Diese Verschiebung des Kolbenschiebers 3 nach links bis zum Anschlag ist möglich, weil der Durchmesser des Dämpfungskolbens 15 größer ist als der Durchmesser der Stirnfläche 13 am Kolbenschieber 3.

Wird das nicht gezeichnete Vorsteuerventil geschlossen, um die Kupplung 1 auszuschalten, so wird zunächst die Stirnseite 28 des Beiätigungskolbens 22 entlastet, während die Stirnseite 29 weiterhin mit Eingangsdruck beaufschlagt wird und auch die Druckfeder 25 nach rechts drückt. Der Betätigungskolben 22 bewegt sich daher nach rechts und kommt mit dem Druckstift 24

wieder am Kolbenschieber 3 zur Anlage. Da die Kolbenfläche 29 die Flächendifferenz zwischen der Stirnfläche 13 am Kolbenschieber 3 und dem Dämpfungskolben 15 überwiegt und außerdem die Kraft der Druckfeder 25 die Kraft der Druckfeder 9 übersteigt, bewegt sich der Kolbenschieber 3 wieder nach rechts zum Anschlag in die gezeichnete Stellung zurück, bei

der der Druckmittelzuführungskanal 6 geschlossen und der Entlüftungskanal 7 geöffnet ist. Die Kupplung wird dadurch entleert.

Bei abgeschalteter ölzufuhr (Eingangsdruck = 0) drückt die Druckfeder 25 den Kolbenschieber 3 gegen die Druckfeder 9 allein nach rechts, so daß auch in diesem Zustand die Kupplung ί entleert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Einrichtung zum gesteuerten, zeitlich verzögerten Druckaufbau in einer Kupplung S oder Bremse eines unter Last schaltbaren Getriebes, bestehend aus einem Gehäuse und einem in diesem längsbeweglichen Kolbenschieber mit zwei Bunden zur Steuerung eines Druckmittelzuführungskanals und eines Entliüftungskanals und aus einer zwischen den Bunden mündenden Druckleitung zur Kupplung oder Bremse, wobei der Kolbenschieber entgegen der Kraft einer Druckfeder vom Kupplungsdruck beaufschlagt wird, der erste Build in Arbeitslage des Kolbenschiebers während der Drucksteuerung zur Aufrechterhaltung des Kupplungsdruckes den Druckmittelzuführungskanal öffnet bzw. schließt und der zweiie Bund den Entlüftungskanal schließt bzw. öffnet, und aus einem in einem Raum des Gehäuses beweglich gelagerten und die Druckfeder abstützenden Dämpfungskolben, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Kolbenschiebers, und der entgegen der Kraft der Druckfeder über einen mit der Druckleitung verbundenen und eine Drosselstelle enthaltenden Kanal mit dem Kupplungsdruck beaufschlagbar ist, wobei der Drosselstelle ein ein Rückschlagventil enthaltender Entlüftungskiinal parallelgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungskolben (22) angeordnet ist:, der unmittelbar auf den Kolbenschieher (3) einwirken kann, um diesen in die den Druckmittelzuführungskanal (6) abschließenden und den Entlüftungskanal (7) öffnenden Endlage zu verschieben und dort festzuhalten, wodurch der Kolbenschieber (3) zusätzlich die Funktion eines Schaltkolbens zum Schalten der zugeordneten Kupplung oder Bremse ausübt.

2. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung des Betätigungskolbens (22) auf den Kolbenschieber (3) durch einen Druckstift (24) erfolgt, der mit einem Ende am Betätigungskolben (22) anliegt und mit dem anderen Ende an der druckbeaufschlagten Stirnfläche (13) des Kolbenschiebers (3) anliegen kann.

3. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstift (24) mit dem Betätigiingskolben verbunden ist.

4. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (22) beidseitig mit Druck beaufschlagbar ist, so wobei die dem Druckstift abgewendete Fläche (29) direkt mit dem Eingangsdruck (6) beaufschlagt wird und eine zweite, entgegengesetzt liegende Fläche (28) des Betätigungskolbens (22) mit einem beispielsweise durch ein Vorsteuerventil abschaltbaren und über eine Leitung (23) zugeführten, etwa dem Eingangsdruck entsprechenden Druck beaufschlagt wird, und daß die zweite Fläche (28) größer ist als die druckbeaufschlagte Fläche (13) des Kolbenschiebers (3) und auch des Dämpfungskolbens (15).

5. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (22) unter der Kraft einer entgegengesetzt zur Kraft der Druckfeder (9) des Kolbenschiebers (3) gerichteten Druckfeder (25) steht, und daß die Kraft der Druckfeder (25) des Betätigungskolbcns die Kraft der Druckfeder (9) des Kolbenschiebers (3) überwiegt.

6. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (22) als Stufenkolben mit zwei verschiedenen Durchmesserbereichen (26, 27) ausgebildet ist, wobei der Kolbenteil (26) mit dem größeren Durchmesser an seiner dem Kolbenschieber (3) zugewendeten Stirnseite (28) mit dem durch ein Vorsteuerventi! über eine Leitung (23) zugeführten Druck, der Kolbenteil (27) mit dem kleineren Durchmesser, der dem Kolbenschieber (3) abgewendet ist, dagegen direkt vom Eingangsdruck beaufschlagt wird (während die Ringfläche zwischen den verschiedenen Durchmesserbereichen (26, 27) mit dem Rücklauf verbunden ist).