DE2744792B2 - Hydraulisches Druckversorgungssystem für den Steuerkreislauf eines Verbundgetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Druckversorgungssystem für den Steuerkreislauf eines aus einem hydraulischen Drehmomentwandler und einem Schaltgetriebe bestehenden Verbundgetriebes mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmalen.

Ein solches hydraulisches Druckversorgungssystem ist aus der US-PS 3 667 228 bekannt. Hier werden jedoch Steuersystem und Drehmomentwandler gleichzeitig beaufschlagt, so daß die Kapazität der Verdrängerpumpe so auszulegen ist, daß sie den Erfordernissen von Steuersystem und Drehmomentwandler

entspricht.

Weiterhin ist es aus der DE-OS 1960856 bereits bekannt, bei einem System, in dem eine Verdrängerpumpe einen Wandler sowie ein Stufenschaltgetriebe mit Druckmittel versorgt, das VerteilerventU druckabhängig zu verstellen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht darin, den Systemdruck nur bei Betätigung der Stellelemente des Schaltgetriebes zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalsgruppen a) bis b) gelöst. Somit ist es durch das Einschalten des Ladedruckventils in Verbindung mit dem Ladekolben möglich, daß, sobald das Steuersystem für das Schaltgetriebe betätigt wird, das Druckregelventil über seinen Kolbenschieber selbsttätig die Verbindung zum Drehmomentwandler unterbricht. Somit kann eine einzige Pumpe mit festgelegter Fördermenge Verwendung finden.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel näher erläutert; dabei zeigt

Fig. 1 den hydraulischen Steuerkreislauf nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 ein Drucksteuerventil und ein Ladedruckventil in diesem Steuerkreislauf, wobei zugehörige Kolbenschieber in verschiedenen Positionen dargestellt sind.

In Fig. 1 ist ein hydraulischer Steuerkreislauf 10 zum Kontrollieren der Betätigung eines Schaltgetriebes dargestellt. Nur die wichtigsten Aggregate sind in der Zeichnung gezeichnet.

Im einzelnen weist der hydraulische Steuerkreislauf 10 eine Verdrängerpumpe 12 mit konstanter Fördermenge auf, deren Einlaß mit einem Sammelbehälter 14 verbunden ist. Ihr Auslaß ist über eine Druckleitung 16 in Reihe mit einem Drucksteuerventil 18, einem Drehmomentwandler 20, einem Druckregler 22 und dem Sammelbehälter 14 verbunden.

Wie schematisch in Fig. 1 durch eine Pilotleitung 24 angedeutet ist, wird der Pilotdruck auf das Kopf-

ende des Drucksteuerventils 18 geleitet, wobei er gegen eine Druckfeder 26 wirkt, die, wie nachfolgend nach erläutert werden wird, über einen Ladekolben 28 einstellbar ist. Gleichfalls wird der Pilotdruck auf das Kopfende des Druckreglers 22 über eine Pilotlei-

tung 30 übertragen und wirkt auch hier gegen eine Feder 32.

Wird auf den Ladekolben 28 kein Arbeitsdruck einwirken, dann wird die Druckfeder 26 eine Stellung einnehmen, über die das Drucksteuerventil 18 in seine inaktive Stellung gelangt, und den Druck in der Druckleitung 16, der durch den Druckregler 22 bestimmt wird, nicht regulieren.

Über ein Ladedruckventil 34 kann der Ladekolben 28 wahlweise betätigt werden, um die Druckfeder zu

verschieben, wodurch das Drucksteuerventil 18 den Druck regeln kann. Das Ladedruckventil 34 ist mit der Druckleitung 16 über eine Abzweigleitung 36 verbunden und steht mit dem Sammelbehälter 14 über eine Rücklaufleitung 38 in Verbindung. Gleichfalls

erfolgt die Verbindung des Ladedruckventils 34 mit dem Ladekolben 28 über eine Pilotleitung 40 und mit einem Steuersystem 42 über eine Getriebeleitung 44. Das Ladedruckventil 34 ist als Zweistellungsventil

ausgebildet und wird über eine Feder 46 in seine inaktive Stellung gedrückt, in der, wie dargestellt, die Pilotleitung 40 und die Getriebeleitung 44 mit der Rücklaufleitung 38 verbunden sind, wodurch die Flüssigkeitsverbindung mit der Abzweigleitung 36 unterbrochen ist. Das Ladedruckventil 34 ist mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 aus seiner inaktiven Stellung nach rechts in eine aktive Stellung verschiebbar, in der die Pilotleitung 40 und die Getriebeleitung 44 mit der Abzweigleitung 36 verbunden sind und in der die Flüssigkeitsverbindung mit der Rücklaufleitung 38 unterbrochen ist.

Zur wahlweisen Pilotsteuerung des Ladedruckventils 34 dient eine Pilotleitung 48, in der das Steuersystem 42 vorgesehen ist und deren Enden mit der Druckleitung 16 und mit dem Ladedruckventil 34 derart in Verbindung stehen, daß der über die Pilotleitung 48 gelieferte Druck entgegen der Wirkung der Feder 46 wirkt. Das Steuersystem 42 Vann hierbei herkömmlicher Bauart sein und eine Vielzahl von wahlweise schaltbaren Ventilelementen aufweisen, über die die Neutralstellung und weitere Stellungen schaltbar sind und über die letztlich im Getriebe die einzelnen Gänge schaltbar sind. Im einzelnen erfolgt diese Schaltung bekanntlich über druckbeaufschlagbare Stellelemente 50, wie Kupplungen und Bremsen, die hier mit dem Steuersystem 42 über eine Leitung 52 in Verbindung stehen. Für das Verständnis der vorliegenden Erfindung ist es unbedeutend, wie das Steuersystem 42 tatsächlich ausgebildet ist. Es ist nur wichtig zu wissen, daß es dazu dient, die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Druckleitung 16 und dem Ladedruckventil 34 über die Pilotleitung 48 nur dann herzustellen, wenn sich das Steuersystem in einer Position befindet, in der ein oder mehrere Stellelemente 50 betätigt werden, um jetzt das Getriebe in eine Gangposition zu verbringen. Damit unterschiedlicher Systemdruck, e'er infolge von Druckmodulationen der Bremsen und Kupplungen im Getriebe auftreten kann, sich nicht nachteilig auf den Ladekolben 28 auswirkt, ist ein Rückschlagventil 53 in dem Ladedruckventil 34 vorgesehen, und zwar derart, daß die Abzweigleitung 36 mit der Pilotleitung 40 verbindbar ist, wenn sich das Ladedruckventil 34 in seiner aktiven Stellung befindet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 kann ausgeführt werden, daß das Drucksteuerventil im einzelnen ein Ventilgehäsue 54 mit einer Ventilbohrung 56 aufweist, die an ihrem rechten Ende in einen Zylinder 58 ausläuft, der wiederum den Ladekolben 28 aufnimmt. Ein Steuerauslaß 59 schneidet den Zylinder 58 rechts vom Ladekolben 28 und ist mit der Pilotleitung 40 verbunden. Links vom Ladekolben 28 ist in der Ventilbohrung 56 ein Kolbenschieber 60 vorgesehen, dessen rechtes Ende gegen die Druckfeder 26 anliegt, wobei letztere als Spiralfeder ausgebildet ist und sich zwischen dem Ladekolben 28 und dem Kolbenschieber 60 abstützt. Zwischen dem Kolbenschieber 60 und dem Ladekolben 28 ist ferner ein Auslaß 62 vorgesehen, der mit dem Sammelbehälter 14 in eo Verbindung steht. Das Drucksteuerventil 18 weist ferner stromaufwärts einen Einlaß 64 und stromabwärts einen Auslaß 66 auf, die die Ventilbohrung 56 an links neben dem Auslaß 62 liegenden Stellen schneiden. Der Kolbenschieber 60 ist ferner mit linken und rechten Stegen 68 und 70 versehen, die zwischen sich eine Ringnut 72 bilden und mit Bezug auf die Auslässe 62 und 66 und den Einlaß 64 derart angeordnet sind, daß der Steg 70 die Flüssigkeitsverbindung des Auslasses 62 mit dem Einlaß 64 und dem Auslaß 66 in allen Positionen des Kolbenschiebers 60 verhindert, wobei die Ringnut 72 eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Einlali 64 und dem Auslaß 66 herstellt, wenn die Druckfeder 26 nicht zusammengepreßt und der Ladekolben 28 inaktiv ist und gegen eine Verschlußkappe 74 anliegt, die in das rechte Ende der Ventilbohrung 56 eingeschraubt ist (hierzu wird auf die obere Darstellung des Kolbenschiebers 60, der Druckfeder 26 und des Ladekolbens 28 in Fig. 2 verwiesen). Hieraus folgt, daß, wenn der Ladekolben 28 inaktiv ist, der Druckregler 22 ineffektiv ist, um den Druck zu regeln. Wenn der Ladekolben 28 nun aktiv wird, wird er sich nach links bewegen, bis er gegen eine Schulter 76 zur Anlage kommt, wodurch die Lage des einen Endes der Druckfeder 26 verändert wird. Im Falle, daß dann kein Pilotdruck auf den Kolbenschieber 60 einwirkt, würde dann dieser gegen die Stirnseite 78 der Ventilbohrung anliegen und der Steg 70 würde den Auslaß 66 verschließen. Tatsächlich wird aber immer dann, wenn der Ladekolben über den Pilotdruck beaufschlagt wird, dieser Pilotdruck auch bis zur Stirnseite 78 des Kolbenschiebers 60 über einen Kanal 80 geleitet, der im oberen Steg 68 vorgesehen ist, wodurch der Kolbenschieber 60 nach rechts gegen die Wirkung der Druckfeder 26 verschoben werden kann, wobei eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Einlaß 64 und dem Auslaß 66 hergestellt wird (hierzu wird auf die untere Darstellung des Kolbenschiebers 60, der Druckfeder 26 und des Ladekolbens 28 in Fig. 2 verwiesen).

Gleichfalls ist im einzelnen in Fig. 2 das Ladedruckventil 34 dargestellt, das ein Gehäuse 82 mit einer horizontal verlaufenden Ventilbohrung 84 aufweist, deren rechte und linke Endseiten jeweils über eine Stirnwand 86 bzw. über eine Verschlußkappe 88 verschlossen sind. Die Feder 46 ist als Spiralfeder ausgebildet und in der Ventilbohrung 84 zwischen der Verschlußkappe 88 und einer Schulter 90 vorgesehen, die durch eine Bohrung 92 gebildet wird, die sich axial nach links in einen Kolbenschieber 94 erstreckt, der in der Venlilbohrung 84 verschiebbar ist. Der Pilotdruck wird auf die linke Seite des Kolbenschiebers 94 über eine Pilotbohrung 96 gelangen, die das linke Ende der Ventilbohrung schneidet und mit der Pilotleitung 48 an einer Stelle stromabwärts von dem Steuersystem 42 verbunden ist. Um zu verhindern, daß der Kolbenschieber 94 hydraulisch gegen eine Verschiebungblockiert wird, ist sein rechtes Ende mit der Rücklaufleitung 38 über einen Auslaß 98 verbunden, der das rechte Ende der Ventilbohrung 84 schneidet. An hintereinanderliegenden Stellen wird die Ventilbohrung 84, und zwar ausgehend von dem Auslaß 98 nach links, von einem Auslaß 100, einem Steuerauslaß 102, einem Einlaß 104 und einem Getriebeauslaß 106 sowie einem Auslaß 108 geschnitten. Hierbei sind die Auslässe 100 und 108 mit der Rücklauf leitung 38 verbunden, während der Steuerauslaß 102 mit der Pilotleitung 40 in Verbindung steht und der Einlaß 104 mit der Abzweigleitung 36 verbunden ist. Der Getriebeauslaß 106 ist an die Getriebeleitung 44 angeschlossen. Um nun den Fluß durch die Aus- bzw. Einlasse 100 bis 108 kontrollieren zu können, ist der Kolbenschieber 94 mit einem linken, einem mittigen und einem rechten Steg 110, 112 und 114 versehen, zwischen denen Ringnuten 116 und 118 vorgesehen

sind, deren Größe von dem linken und mittigen Steg 110 und 112 und von dem mittigen und rechten Steg 112 und 114 bestimmt wird.

Befindet sich das Ladedruckventil 34 in seiner inaktiven Stellung (siehe obere Position des Kolbenschiebers 94 und der Feder 46 in Fig. 2), was dann der Fall ist, wenn kein Pilotdruck auf den Ladekolben übertragen wird, dann wird die Feder 46 den linken Steg 110 gegen die linKt; Stirnwand 86 der Ventilbohrung 84 drücken und die Ringnut 116 wird sich in einer Position befinden, in der der Getriebeauslaß 106 mit dem Auslaß 108 in Verbindung steht. Der mittige Steg 112 ist dann derart angeordnet, daß er die Verbindung des Einlasses 104 blockiert, während die Ringnut 118 eine Position einnimmt, in der der Steuerauslaß 102 mit dem Auslaß 100 in Verbindung steht.

Befindet sich das Ladedruckventil 34 in seiner aktiven Stellung (siehe hierzu die untere Position des Kolbenschiebers 94 und der Feder 46 in Fig. 2), was dann der Fall ist, wenn auf den Ladekolben der Pilotdruck wirkt, dann wird der linke Steg 110 den Auslaß 108 blockieren, während die Ringnut 116 eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Einlaß 104 und einem Radialkanal 120 in dem Ventilschieber 94 herstellt, der in die Bohrung 92 mündet. Letztere wiederum steht in einer Flüssigkeitsverbindung mit dem Steuerauslaß 102 über einen zweiten Radialkanal 122 in dem Ventilschieber 94, der wiederum in die Bohrung 92 mündet. In letzterer ist des weiteren zwischen den Radialkanälen 120 und 122 das Rückschlagventil 53 in Form eines nach rechts zeigenden Ventilsitzes 124 vorgesehen, der durch die Bohrung 92 begrenzt wird und gegen den sich eine Ventilkugel 126 anlegt, die auf ihren Sitz über eine Feder 128 gedrückt wird. Diese ist zwischen der Ventilkugel 126 und einer weiteren Kugel 130 vorgesehen, die in die Bohrung 92 eingeordnet ist, so daß sie als Stopfen zur Verhinderung von Druckflüssigkeit dienen kann.

Zur Betätigung des hydraulischen Steuerkreislaufes ist folgendes auszuführen. Unter der Annahme, daß sich das Steuersystem 42 in seiner Neutralstellung befindet oder in einer Stellung, in der der volle Systemdruck nicht erforderlich ist, dann wird die Pilotflüssigkeit über das Steuersystem 42 daran gehindert, zum Ladedruckventil 34 zu fließen. Letzteres befindet sich dann in seiner inaktiven Stellung, in der der Ladekolben 28 zum Sammelbehälter 14 öffnet. Ist nun der Ladekolben 28 mit dem Sammelbehälter 14 verbunden, dann wird die Druckfeder 26 eine Stellung einnehmen, in der der Flüssigkeitsdruck, der auf das Unke Ende (Fig. 2) des Kolbenschiebers 60 wirkt, letzteren nach rechts verschiebt, um den Einlaß 64 mit dem Auslaß 66 zu verbinden, ohne daß der Druck stromaufwärts von dem Ventil über den regulierten Druck des Druckreglers 22 ansteigen müßte. Das Drucksteuerventil 18 ist dann tatsächlich nicht mehr aktiv und dem Druckregler 22 untergeordnet, und der Druck, gegen den die Verdrängerpumpe 12 arbeitet, ist der von dem Druckregler 22 bestimmte. Dieser Druck kann in einem bekannten System etwa 40 psi betragen.

ι ο Wird nun das Steuersystem 42 betätigt, um ei ι od ;r mehrere Stellelemente beaufschlagen zu können um eine Schaltung des Getriebes zu erreichen, dann wird wesentlich mehr Druck für die erfolgreiche Betätigung erforderlich als der in dem System durch den Druckregler 22 bestimmte Druck. Die Pilotleitung 48 wird dann geöffnet, damit der Pilotdruck auf das linke Ende (Fig. 2) des Ladedruckventils 34 einwirken kann. Dieser Druck wird dann den Kolbenschieber 94 nach rechts verschieben, wodurch der Auslaß der Verdrängerpumpe 12 mit dem Ladekolben 28 in Druckflüssigkeitsverbindung gelangt und gleichfalls mit dem Steuersystem 42, wobei letzteres eine Position einnimmt, in der die Getriebeleitung 44 mit den zu betätigenden Stellelementen verbunden ist. Sobald nun der Pilotdruck auf den Ladekolben 28 einwirkt, wird dieser mit Bezug auf Fig. 2 nach links bis gegen die Schulter 76 verschoben, und während der Linksbewegung wird das rechte Ende der Druckfeder 26 gleichfalls nach links verschoben. Als eine Konsequenz dieser Linksbewegung des rechten Endes der Druckfeder 26 wird der Druck, der erforderlich ist, um den Kolbenschieber in seiner rechten Stellung zu halten, damit eine Verbindung zwischen dem Einlaß 64 und dem Auslaß 66 erhalten bleibt, ansteigen, wodurch der Druck stromaufwärts von dem Drucksteuerventil 18 sich bis zu dem Druck aufbaut, der erforderlich ist, um die Stellelemente hinreichend betätigen zu können. Dieser Druck ist vorherbestimmt und kann etwa 180 bis 200 psi betragen.

Fluktuationen im Druck können in der Druckleitung 16 stromaufwärts von dem Drucksteuerventil 18 infolge von Modulation der aktiven Stellelemente auftreten, jedoch werden diese Fluktuationen keinen negativen Einfluß auf den Ladekolben 28 infolge des vorgesehenen Rückschlagventils 53 ausüben.

Aus vorstehender Beschreibung geht hervor, daß die Verdrängerpumpe 12 ihren Bereitschaftsdruck bei einem relativ geringen Betriebsdruck hat, der von dem Druckregler 22 bestimmt wird, und zwar so lange, bis das Steuersystem 42 in eine aktive Stellung verschoben wird, in der Stellelemente betätigt werden, die mehr Druck als den Bereitschaftsdruck für eine erfolgreiche Betätigung benötigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Druckversorgungssystem für den Steuerkreislaufeines aus einem hydraulischen Drehmomentwandler und einem Schaltgetriebe bestehenden Verbundgetriebes, wobei eine Verdrängerpumpe aus einem Sammelbehälter über eine Druckleitung den Drehmomentwandler und über eine Abzweigleitung ein Steuersystem für das Schaltgetriebe mit Druckflüssigkeit versorgt und vor dem Drehmomentwandler in der Druckleitung ein Drucksteuerventil mit Kolbenschieber vorgesehen ist, der axial vom Pumpenförderdnick in Öffnungsstellung hydraulisch gegen eine Druckfeder vorgespannt ist und in Abhängigkeit vom Druck am Steuersystem den Durchfluß zum Drehmomentwandler unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Druckfeder (26) des hydraulisch vorgespannten Kolbenschiebers (60) von einem über eine Pilotleitung (40) beaufschlagbaren Ladekolben (28) gespannt ist, und

b) daß ein vom Steuersystem (42) des Schaltgetriebes betätigbares Ladedruckventil (34) zur Versorgung der Pilotleitung (40) vorgesehen ist, wobei während eines Schaltvorganges im Schaltgetriebe das Ladedruckventil aus seiner Abflußstellung, in der die Pilotleitung (40) mit dem Sammelbehälter (14) verbunden ist, in seine aktive Stellung verschoben wird, in der es die Pilotleitung (40) mit dem Pumpenförderdruck (Leitung 16, 36) verbindet, um das Drucksteuerventil (18) für den Wandler (20) zu schließen.

2. Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladedruckventil (34) mit einem Rückschlagventil (53) versehen ist, so daß in seiner aktiven Stellung der Durchfluß nur in der Richtung von dem Pumpenförderdruck (Leitung 16,36) zur Pilotleitung (40) möglich ist.

3. Hydraulisches Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (53) in einer Bohrung (92) im Ladedruckventil (34) vorgesehen und in bekannter Weise über eine Feder (128) gegen einen eine Längsbohrung begrenzenden Ventilsitz (124) preßbar ist, wobei über die Längsbohrung der Einlaß (104) der Pumpenförderdruckleitung (16) mit der Pilotleitung (40) verbindbar ist.