DE2900853A1

DE2900853A1 - Hydraulischer regler zur erzeugung eines fahrgeschwindigkeitsabhaengigen druckes

Info

Publication number: DE2900853A1
Application number: DE19792900853
Authority: DE
Inventors: Hartmut Moeller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-01-11
Filing date: 1979-01-11
Publication date: 1980-07-24
Also published as: US4259978A

Description

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 2669
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Hydraulischer Regler zur Erzeugung eines fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druckes

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Regler zur Erzeugung eines fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druckes, insbesondere für die Steuerung eines selbsttätigen Kraftfahrζeug-Vechselgetriebes, mit einer mit einer fahrgeschwindigkeitsproportionalen Drehzahl angetriebenen Welle, die einen an eine Druckmittelableitung sowie über eine Drossel an eine Druckmittelzuleitung angeschlossenen Kanal mit zwei einander gegenüberliegenden, durch Ventilkugeln gesteuerten Abströmöffnungen aufweist, wobei die erste Ventilkugel von einem ersten, relativ massereichen Fliehgewicht und die zweite Ventilkugel von einem zweiten, relativ massearmen, zusätzlich von einer Feder in Schließrichtung beaufschlagten Fliehgewicht.belastet ist.

Ein derartiger hydraulischer Regler ist beispielsweise aus. der deutschen Offenlegungsschrift 1 96Ο 683 bekannt. Die beiden Fliehgewichte dieses bekannten Reglers sind um eine senkrecht zu der Wellenachse verlaufende Schwenkachse verschwenkbar und

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Vorsitzender Vorstand: Toni Schmucker, Vorsitzender · Horst Backsmann · Prol. Dr. tecttn. Ernst FIsIs · Dr. Jur. Peter Frcxk

dos Aufiiditirati: Günter Hartwich · Horst MUnzner ■ Or. rer. pol. Werner P. Schmidt Gottlieb M. Strobl · Prol. Dr. rar. pol. Friedrich Thornäe

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weisen einen U-förmigen Querschnitt mit einem seitlich von der Wellenachse liegenden Schwerpunkt auf. Auf der der Schwenkachse gegenüberliegenden Seite besitzen die Fliehgewichte einen Lappen, mit dem sie die Ventilkugeln in Schließrichtung betätigen. Die durch einen derartigen Regler erzeugte Kennlinie des Reglerdruckes über der Fahrgeschwindigkeit besteht aus zwei parabolischen Bögen mit einem Knick im Schnittpunkt der beiden Bögen.

Nun zeigt sich jedoch, daß eine derartige aus zwei parabolischen Bögen bestehende Reglerkennlinie mitunter nicht ausreicht,um die an eine Getriebesteuerung gestellten Anforderungen zu erfüllen. Hierbei strebt man vor allem einen möglichst flachen Verlauf der Reglerkennlinie an. Ein weiterer Nachteil des bekannten Reglers ist darin zu sehen, daß seine Fliehgewichte eine relativ komplizierte Form aufweisen, die zur Gewährleistung einer möglichst gleichbleibenden Kennlinie der Regler mit hoher Genauigkeit gefertigt werden muß.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, einen Regler der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen noch flacheren Verlauf der Kennlinie bei möglichst einfacher und bauraumsparender Ausbildung der Fliehgewichte ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß ein drittes Fliehgewicht vorgesehen ist, das bei der Drehung der Welle auf die Feder im Sinne einer Erhöhung der auf das zweite Fliehgewicht ausgeübten Schließkraft einwirkt. Dabei soll gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ein den Ausschlag des dritten Fliehgewichtes begrenzender Anschlag vorgesehen s-ein. Zweckmäßig ist es dabei, wenn das dritte Fliehgewicht als einarmiger Hebel ausgebildet ist, der in dem gleichen Drehpunkt wie das zweite Fliehgewicht ge-' lagert ist und zwischen der Welle und der das zweite Fliehgewicht belastenden Feder gehalten ist. Um eine in axialer Richtung möglichst kurze Baulänge des Reglers zu verwirklichen, sollen die Fliehgewichte um parallel und exzentrisch zu der Wellenachse angeordnete Drehachsen schwenkbar sein.

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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird nun eine Reglerkennlinie erreicht, die sich aus drei parabolischen Bögen zusammensetzt, wobei der zweite und dritte Bogen durch die miteinander in Verbindung stehenden zweiten und dritten Fliehgewichte bestimmt werden, während der erste Bogen gemäß der bekannten Keglerausführung von dem massereicheren ersten Fliehgewicht festgelegt wird, das bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten praktisch allein den Reglerdruck bestimmt. Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, wenn das erste, relativ massereiche Fliehgewicht die von der ersten Ventilkugel gesteuerte Abströmöffnung praktisch verschließt, steuern die beiden kleineren Fliehgewichte die Abströmung des Druckmittels aus der zweiten Abströmöffnung. Hierbei wirken zunächst beide Fliehgewichte, die über die Feder miteinander gekoppelt sind, gemeinsam auf die zweite Ventilkugel, bis das dritte Fliehgewicht an dem Anschlag zur Anlage kommt, so daß zum Schluß nur noch das zweite Fliehgewicht, unterstützt von einer praktisch konstanten Federkraft zur Wirkung kommt. Auf dieser Weise ergibt sich die in der Figur 4 gezeigte dreibögige Reglerkennlinie, die insgesamt gesehen einen relativ flachen Anstieg des Reglerdruckes über der Fahrgeschwindigkeit bietet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei zeigt

Figur 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen hydraulischen Regler,

Figur 2 eine teilweise geschnittene Ansicht auf die Stirnseite des Reglers,

Figur 3 eine Draufsicht auf den Regler und

Figur 4 eine schematische Darstellung der mit dem erfindungsgemäßen Regler erreichbaren Reglerkenrilinie.

Der in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Regler besteht im wesentlichen aus einer Hohlwelle 1 mit einem zentrischen, axial verlaufenden Kanal 2, der über eine Drosselbohrung 3 mit Druckmittel relativ hohen Druckes von einer hier nicht weiter gezeigten Druckmittel-

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quelle, beispielsweise einer Pumpe, versorgt wird. Mit 4 sind Radialbohrungen zur Verbindung des axialen Kanals 2 mit hier nicht weiter gezeigten Verbrauchern, beispielsweise der Steuerung eines selbsttätigen Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes, dargestellt. Der zu diesen Verbrauchern geführte Druckmitteldruck soll dabei, und das ist Aufgabe des hier gezeigten Reglers, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs veränderlich sein. Zu diesem Zweck wird die Reglerwelle 1 mit einer fahrgeschwindigkeitsproportionalen Drehzahl angetrieben, wozu an ihrem einen Ende ein mit einer Außenverzahnung 26 versehener Stopfen 25 angebracht ist, der mit einem zylindrischen Ansatz 2^ in die den Kanal 2 bildende Axialbohrung eingepaßt und mittels eines Querstiftes 28 gesichert ist.

An dem dem Antrieb gegenüberliegenden Ende der Reglerwelle 1 steht die Axialbohrung 2 über einen Bohrungsabsatz 2a mit einander diametral gegenüberliegenden, radial verlaufenden Ausströmöffnungen 5 und 6 in Verbindung, die durch Ventilkugeln 7 und· 8 gesteuert werden. Die Ventilkugeln werden bei der Drehung der Reglerwelle von der Fliehkraft unterworfenen Fliehgewichten 9 und 10 bzw. 29 belastet, deren Massen unterschiedlich groß sind. Die Fliehgewichte, von denen die Fliehgewichte 9 und 10 als zweiarmige und das dritte Fliehgewicht 29 als einarmiger Hebel ausgebildet sind, sind auf parallel und exzentrisch zur Reglerwellenachse angeordneten Schwenkzapfen 11 und 12 schwenkbar gelagert. Dabei stehen die Arme 1 4 und 16 bzw. 17 und 19 der zweiarmigen Fliehgewichte 9 und im wesentlichen senkrecht zueinander und verlaufen bezüglich der Reglerwelle 1 in etwa tangential, wobei die jeweils masseärmeren Hebelarme 14 bzw. 17 die Ventilkugeln 7· und, 8 umfassende Ausnehmungen 15 bzw. 18 aufweisen. Die Schwenkachsen Ί1 und 12 sind an einem radial verlaufenden Flansch 13 der Reglerwelle 1 gehalten, der zugleich als Anschlag für die Reglerwelle dienen kann. Das dritte Fliehgewicht 29 ist auf der gleichen Schwenkachse 12 gelagert wie das zweite Fliehgewicht 10 und verläuft von dieser aus im wesentlichen tangential zur Reglerwelle 1, wobei es zwischen der

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Reglerwelle und einer das zweite Fliehgewicht 10 ständig in Schließrichtung belastenden Feder 24 liegt, deren unteres Ende von einer Kröpfung des zweiten Fliehgewichts 29 umgriffen wird. Mit 29a ist ein an dem Flansch 13 der Reglerwelle 1 befestigter Anschlagstift bezeichnet, der die bei der Drehung der Welle sich ergebende Auslenkung des dritten, relativ massearmen Fliehgewichtes 29 begrenzt.

Zur Begrenzung der Axialbewegungen der Kugeln 7 und 8 dienen Ausnehmungen 22 und 23, die im Bereich der Ausströmöffnungen 5 und 6 an der Reglerwelle 1 angebracht sind und gegen deren Seitenwände die Kugeln bei einer Axialbewegung laufen. In radialer Richtung und TJmfangsrichtung sind die Kugeln durch die Ausnehmungen 15 und 17 an den Hebelarmen 14 und 17 der Fliehgewichte 9 und 10 gesichert. Den Fliehgewichten 9 und 10 sind Anschläge 20 und 21 zugeordnet, die durch Anschlag an der Reglerwelle 1 eine Begrenzung der Schwenkbewegung der Fliehgewichte entgegen der Fliehkraftwirkung herbeiführen. Im Ruhezustand des Reglers übt im übrigen die Feder 24 auf die beiden masseärmeren Fliehgewichte 10 und 29 eine Kraft aus, die das dritte Fliehgewicht 29 in der Darstellung nach der Figur 2 entgegen dem Uhrzeigersinn gegen die Reglerwelle 1 und das zweite Fliehgewicht 10 im Uhrzeigersinn, nämlich in Schließrichtung der Ventilkugel 8 lastet.

Die Funktion und Wirkungsweise des in der Zeichnung gezeigten hydraulischen Reglers wird nun nachfolgend näher beschrieben. Die Höhe des über die Druckmittelableitungsbohrung 4 an die Druckmittelverbraucher weitergegebenen Druckes richtet sich im wesentlichen nach der von den Kugelventilen 7» 8 gesteuerten Druckmittelabströmung aus dem axialen Kanal 2 der Reglerwelle 1. Dabei stellt sich an den Ausströmöffnungen 5 und 6 jeweils ein Gleichgewicht zwischen der von dem Druckmittel auf die Ventilkugeln. 7 und 8 ausgeübten, radial nach außen gerichteten Druckkraft und den entgegengesetzten, im wesentlichen von den 'Fliehgewichten herrührenden Gegenkräften ein, welche wiederum abhängig von der Drehzahl der Reglerwelle 1 sind.

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Beginnend im Ruhezustand des Reglers ergibt sich mit ansteigender Drehzahl . durch die zunehmende Fliehkraft der Fliehgewichte eine ständig größer werdende, auf die Ventilkugeln 7 und θ ausgeübte Schließkraft, die zu einem Ansteigen des Reglerdruckes führt. Dabei wird im Bereich niedriger Fahrgeschwindigkeiten der Druck im wesentlichen von dem ersten, massereicheren Fliehgewicht 9 bestimmt, während in dieser Phase die das zweite Fliehgewicht 10 in Schließrichtung beaufschlagende Feder 24 noch größer als die Summe der auf die Fliehgewichte 10 und 29 wirkenden Fliehkräfte ist. Damit ergibt sich der in dem Reglerdiagramm der Figur 4 mit bezeichnete Kurvenzug, der aus einem ersten parabolischen Bogen besteht. Erst in dem Funkt 32 dieses Kurvenzuges ist eine Fahrgeschwindigkeit bzw. eine entsprechende Reglerwellendrehzahl erreicht, bei der die Fliehkraft des größeren Fliehgewichtes 9 die von der Federkraft der Feder 24 unterstützte Fliehkraft der beiden kleineren Fliehgewichte 10 und 29 übersteigt. Von diesem Funkt an veranlaßt die wesentlich stärker ansteigende Fliehkraft des größeren Fliehgewichtes 9 praktisch eine Versperrung der Ausströmöffnung 5» so daß die Reglerkennlinie von jetzt an im wesentlichen nur noch von den beiden kleineren Fliehgewichten 10 und 29 bestimmt wird, deren Fliehkraftzunahme wegen ihrer geringeren Masse kleiner als die des massereicheren Fliehgewichtes 9 ist. Dabei wirkt die Fliehkraft des dritten Fliehgewichtes 29 über die Feder 24 auf das zweite Fliehgewicht 10, jedenfalls so lange, bis das dritte Fliehgewicht 29 an dem Anschlagstift 29a zur Anlage kommt. Diese Anlage erfolgt im Punkt 33 der Reglerkennlinie, so daß der mit 31 bezeichnete parabolische Bogen durch Einwirkung der beiden masseärmeren Fliehgewichte 10 und 29 auf die die Ausströmöffnung 6 steuernde Ventilkugel 8 gebildet wird.

Der weitere Verlauf des Reglerdruckes wird dann nur noch von dem zweiten Fliehgewicht 10 bestimmt, dessen Fliehkraftzunähme nach Anlage des dritten Fliehgewichtes 29 an dem Anschlagstift 29a weiter reduziert ist. Zwar bleibt der bis zur Anlage des dritten Fliehgewichtes erzeugte Kraftanteil über die auf das zweite Fliehgewicht t)

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einwirkende Feder 24 erhalten; jedoch erfolgt keine Steigerung dieses Kraftanteils mehr. Somit ergibt sich bei Fahrgeschwindigkeiten, die größer als die dem Punkt 33 der Reglerkennlinie zugeordnete Fahrgeschwindigkeit sind, ein Druckverlauf entsprechend dem dritten parabolischen Bogen 34· Insgesamt gesehen erreicht man somit eine relativ flach verlaufende Reglerkennlinie, die bis zu sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten keine'übermäßig hohen Reglerdrücke zur Folge hat.

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Claims

ANSPRÜCHE

1.^Hydraulischer Regler zur Erzeugung eines fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druckes, insbesondere für die Steuerung eines selbsttätigen Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes, mit einer mit einer . fahrgeschwindigkeitsproportionalen Drehzahl angetriebenen Welle, die einen an eine Druckmittelableitung sowie über eine Drossel an eine Druckmittelzuleitung angeschlossenen Kanal mit zwei einander gegenüberliegenden, durch Ventilkugeln gesteuerte! Abströmöffnungen aufweist, wobei die erste Ventilkugel von einem ersten, relativ massereichen Fliehgewicht und die zweite Ventilkugel von einem zweiten, relativ massearmen» zusätzlich von ,einer Feder in Schließrichtung beaufschlagten Pliehgewicht belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Pliehgewicht (29) vorgesehen ist, das bei der Drehung der Welle (1) auf die Peder (24) im Sinne eine? Erhöhuig der auf das zweite Flde hgewicht (1O) ausgeübten Schließkraft einwirkt.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Ausschlag des dritten Pliehgewichtes (29) begrenzender Anschlag (29a) vorgesehen ist.

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Vorsitzender Vorstand: Toni ScrtmUcker, Vorsitzender - Horst Backsmann ■ Prof. Dr. tedin. Ernst Fiale ■ Dr. Jur. Pater Frork

des Aufsichtsrats: Günter Harlwlch · Horst Münzner · Or. rer. pol. Werner P. Schmidt Gottlieb M. Strobl · Prof. Dr. rar. pol. Friedrich Thcnnee

Hans Birnbaum Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB

J. Hegler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Fliehgewicht (29) als einarmiger Hebel ausgebildet ist, der in dem gleichen Drehpunkt (12) wie das zweite Fliehgewicht (10) gelagert ist und zwischen der Welle (1) und der das zweite Fliehgewicht (10) belastenden Feder (24) gehalten ist.

4· Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (9» 10, 29) um parallel und exzen-• trisch zu der Wellenachse angeordnete Drehachsen ("11, 12) schwenkbar sind.

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