DE3307329A1 - Hydraulische steuervorrichtung - Google Patents

Description

• Hydraulische Steuervorrichtung
• Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung, insbesondere für ein stufenloses Getriebe in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Eine derartige Steuervorrichtung ist in der Europäischen Patentanmeldung 51 918 dargestellt. Dabei ist die Kammer des einen einfachowirkenden Stellmotores unmittelbar mit der unter Druck stehenden Vorlaufleitung verbunden, während die Kammer des anderen Stellmotores über ein Wegeventil befüllt bzw. entleert wird. Da die Kolbenfläche des ständig mit der Vorlauf leitung verbundenen Stellmotores-nur halb so groß als die Kolbenfläche des anderen Stellmotores ist, kann durch Anlegen des größeren Stellmotores entweder an die Vorlaufleitung oder an die Rücklaufleitung eine Verstellfunktion ausgeführt werden.
• Eine ähnliche hydraulische Steuervorrichtung ist auch bereits aus der DE-AS 10 84 589 ersichtlich, welche zur Steuerung einer Servolenkung in einem Kraftfahrzeug dient. Auch hier ist die kleinere Kolbenfläche eines doppelt wirkenden Stellzylinders bzw. deren korrespondierende Hydraulikkammer unmittelbar an die Vorlaufleitung angeschlossen, während die andere Kammer über ein Wegeventil mit dem Vorlauf und dem Rücklauf verbunden ist Durch Verstellen des Steuerschiebers des Wegeventiles kann entweder die Kolbenseite mit der kleineren wirksamen Rolbenfläche oder können beide Kolbenflächen mit.Druck beaufschlagt werden.
• Beiden Steuervorrichtungen ist gemeinsam, daß das Befüllen der einen Kammer und das gleichzeitige Entleeren der anderen Kammer bei einer entsprechenden Stellbewegung mit einem relativ einfach aufgebauten Wegeventil durchführbar ist, weil nur die eine Kammer zu steuern ist. Eine Verstellbewegung des oder der Stellmotoren bei gleichzeitigem Druck in beiden Kammern ergibt sich durch die überwiegende Kraft an der größeren wirksamen Kolben fläche.
• Die beschriebenen hydraulischen Steuervorrichtungen sind jedoch nur dann anwendbar, wenn Stellmotoren mit unterschiedlich wirksamen Kolbenflächen verwendet werden. Insbesondere bei Steuervorrichtungen für stufenlose Getriebe in Kraftfahrzeugen, beispielsweise mit verstellbaren Kegelscheiben und einem Zugmittel, kann es vorteilhafter sein, im Hinblick auf bauliche Gegebenheiten und eine vereinfachte Fertigung (Gleichteile), sowie zur Erzielung einer symmetrischen Krafteinleitung in die Kegel scheiben Stellmotoren mit gleichen wirksamen Kolbenflächen einzusetzen.
• Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die gattungsgemäße Steuervorrichtung mit einfachen Mitteln derart weiterzubilden, daß auch symmetrische Stellmotoren anwendbar sind.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführt. Wie sich überraschend gezeigt hat, kann durch die erfindungsgemäße Einschaltung zweier Druckreduzierglieder, beispielsweise Uberdruckventile oder Drosseln, der Druck in der Kammer des einen Stellmotors ständig reduziert werden, so daß durch Modulation des Druckes in der Kammer des anderen Stellmotores gesteuert über das Wegeventil Verstellbewegungen in beiden Richtungen ausführbar sind. Der einfache Aufbau des Wegeventiles bleibt trotz Verwendung symmetrischer, gleiche Kolbenflächen aufweisender, Stellmotoren erhalten.
• Durch die Merkmale des Patentanspruches 2 wird in einfacher Weise im gesamten Hydraulikkreislauf ein Systemdruck aufrechterhalten, welcher eine ausreichende Schmierung der bewegten Teile sicherstellt, Kavitation unterdrückt und z. B.
• abhängig von dem zu übertragenden Drehmoment moduliert werden kann.
• Ein zweckmäßiges Wegeventil mit geschlossener Mitte ist den Merkmalen des Patentanspruches 3 entnehmbar.
• Die Erfindung ist im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung beispielhaft und mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
• Mit 2 ist ein Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe bezeichnet welches ein Antriebsscheibenpaar 4, ein Abtriebsscheibenpaar 6 und ein Zugmittel, beispielsweise eine Schubkette 8 (gestrichelte Linien), aufweist. Jeweils eine Scheibenhälfte de Antriebsscheibenpaare 4, 6 kann mittels eines einfachwirkenden Stellmotores 10 bzw. 12 axial verschoben werden, wobei durch eine entsprechende, gegensinnige Verstellung in bekannter Weise eine Ubersetzungsänderung bewirkt wird. In den Stellmotoren 10, 12 sind mit den Scheibenhälften gekoppelte, axial verschiebbare Kolben 14, 16 geführt, welche jeweils eine volumenveränderliche Kammer 18, 20 begrenzen.
• Die hydraulische Steuervorrichtung weist eine Pumpe 22 auf, mit der aus einem Flüssigkeitsreservoir 24 Hydraulikmedium angesaugt und in eine Vorlaufleitung 26 gefördert wird. Die Vorlaufleitung 26 mündet in ein Wegeventil 28, das aus einem Gehäuse 30 mit einer zylindrischen Bohrung und einem in der Bohrung geführten Steuerschieber 32 besteht. Der Steuerschieber 32 ist an einem elektromagnetisch gesteuertes Stellglied 34 angeschlossen; dieses verstellt den Steuerschieber 32 aus der gezeichneten Mittelstellung heraus in zwei entgegengesetzte Stellungen I, II.Dazu wird das Stellglied 34 von einer elektronischen Regeleinrichtung mit einem Mikroprozessor angesteuert, welche fahrzeugbezogene Daten wie Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Gaspedalstellung etc. verarbeitet.
• Von der Vorlaufleitung 26 zweigt eine erste Steuerleitung 38 ab, die an die Kammer 20 des Stellmotores 12 angeschlossen ist. In der Steuerleitung 38 ist ein erstes Druckreduzierglied bzw. Uberdruckventil 40 vorgesehen, welches einen Druck P1 in der Vorlaufleitung 26 bestimmt.
• Stromab des Uberdruckventiles 40 zweigt eine Rücklaufleitung 42 von der Steuerleitung 38 ab, in der ein zweites Druckreduzierglied bzw. Uberdruckventil 44 vorgesehen ist. pas Uberdruckventil 44 hält in dem stromauf liegenden Leitungszweig, jedoch stromab des Uberdruckventiles 40, einen Steuerdruck P2 aufrecht. Der Steuerdruck P2 ist geringer als der Druck P1. Stromab des Uberdruckventiles 44 vereinigt sich die Rücklaufleitung 42 mit einer weiteren Rücklaufleitung 46, die an ihrem anderen Ende an dem Wegeventil 28 angeschlossen ist. Stromab dieser Verbindungsstelle ist in der gemeinsamen Rücklaufleitung 48 ein drittes Druckreduzierglied bzw. Rückschlagventil 50 vorgesehen; dieses stellt einen definierten Systemdruck P5 im gesamten Hydraulikkreislauf sicher, wobei P5 < P2 ist.
• Der Steuerschieber 32 des Wegeventiles 28 ist mit einer Ringnut 52 versehen, welche mit dem Gehäuse 30 einen Ringraum 54 einschließt. In diesen Ringraum 54 mündet eine zweite Steuerleitung 56, die an die Kammer 18 des Stellmotores 10 angeschlossen ist. Die Steuerleitung 56 ist unabhängig von der Stellung des Steuerschiebers 32 ständig zum Ringraum 54 offen. Hingegen sind die in das Wegeventil einmündende Vorlaufleitung 26 und die Rücklaufleitung 46 in der Mittelstellung des Steuerschiebers 32 verschlossen und werden in den Stellungen I und II wechselseitig von dem die Ringnut 52 begrenzenden Steuerkanten 32a bzw. 32b aufgesteuert.
• In der Mittelstellung des Steuerschiebers 32 erfolgt keine Verstellung des Ubersetzungsverhältnisses, weil die Kammer 18 des Stellmotores 10 kurzgeschlossen ist, während an der Kammer 20 des Stellmotores 12 der durch das zweite Überdruckventil 44 eingestellte Steuerdruck P2 anliegt.
• Soll das Übersetzungsverhältnis aufgrund der Veränderungen eine eingegebenen oder gemessenen Parameters, verarbeitet durch die elektronische Regeleinheit 36 nach Maßgabe einer verbrauchs- oder leistungsoptimalen Kurve, verändert werden, so gibt die Regeleinheit 36 entsprechende Steuersignale an das elektromagnetische Stellglied 34 ab. Dieses verschiebt den Steuerschieber beispielsweise in die Stellung I, wodurch die. Kammer 18 des Stellmotors 10 über die Steuerleitung 56 und die Ringkammer 54 mit der Vorlaufleitung 26 verbunden ist. Aufgrund des höheren Vorlaufdruckes P1 wird der Kolben 14 des Stellmotores 10 auf der Zeichnung nach links verschoben, wodurch der Umschlingungsdurchmesser an dem Antriebsscheibenpaar 4 erhöht wird. Zugleich wird durch die zunehmende Spannung der Schubkette 8 der Umschlingungsdurchmesser am Hydraulikmedium aus der Kammer 20 des Stellmotores 12 über die Steuerleitung 38, die Rücklaufleitungen 42, 48 und die Uberdruckventile 44, 50 in das Flüssigkeitsreservoir 24 verdrängt wird. Sobald die von der Regeleinrichtung 36 errechnete Ubersetzungsänderung ins Schnelle" erreicht ist, Vist = V5011, erhält das elektromagnetische Stellglied 34 ein verändertes Signal, so daß der Steuerschieber 32 wieder seine Mittelstellung einnimmt und dabei die Kammer 18 vom übrigen Hydraulikkreislauf absperrt.
• Bei einer Übersetzungsänderung ins "Langsame", entsprechend einer Verschiebung des Steuerschiebers 32 in die Stellung II, wird die Kammer 18 des Stellmotores 10 über die Steuerleitung 56 und den Ringraum 54 mit der Rücklaufleitung 46 verbunden, so daß in der Kammer 18 nur noch der Systemdruck P5 anliegt. Der nunmehr in der Kammer 20 des Stellmotores 12 überwiegende Steuerdruck P2 bewirkt nun eine entgegengesetzte Verstellung der Scheibenhälften der An- bzw. Abtriebsscheibenpaare 4, 6, wobei das aus der Kammer 18 verdrängte Hydraulikmedium über die Steuerleitung 56, den Ringraum 54, die Rücklaufleitung 46, die gemeinsame Rücklaufleitung 48 und das Rückschlagventil 50 in das Flüssigkeitsreservoir 24 abfließt. Durch Verstellung des Steuerschiebers 32 in die Mittellage wird die Übersetzungsänderung wieder unterbrochen bzw. das nunmehr eingestellte Ubersetzungsverhältnis beibehalten.
• Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Anstelle zweier einfachwirkender Stellmotore kann auch ein doppelwirkender Stellmotor 58 vewen det sein, dessen volumenveränderliche Kammern wie in gestrichelten Linien auf der Zeichnung dargestellt mit den Steuerleitungen 38, 56 verbunden sind.
• - Leerseite -

Claims (3)

1. Patentansprüche il Hydraulische Steuervorrichtung, insbesondere für ein stufenloses Getriebe in einem Kraftfahrzeug, mit einem doppeltwirkenden oder zwei einfachwirkenden hydraulischen Stellmotor(en) mit zumindest zwei Kammern, deren wechselseitige Befüllung bzw. Entleerung eine Stellfunktion bewirkt, mit einem Hydraulikkreislauf mit einer mit einem Wegeventil verbundenen Vorlaufleitung, von der eine erste Steuerleitung unmittelbar zu einer ersten Kammer abzweigt, einer vom Wegeventil abgehenden Rücklaufleitung und einer von der zweiten Kammer zum Wegeventil führenden zweiten Steuerleitung, wobei ein verstellbarer Steuerschieber im Wegeventil -durch wahiweises Verbinden der zweiten Steuerleitung mit dem Rücklauf oder'mit dem Vorlauf einer Verstellung bewirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß in der ersten Steuerleitung (38) ein erstes Druckreduzierglied (Überdruckventil 40) angeordnet ist, welches den Vorlaufdruck P1 bestimmt und daß stromab dieses Druckreduziergliedes eine zweite Rücklaufleitung (42) abzweigt, in welcher ein zweites Druckreduzierglied (Rückschlagventil 44) eingeschaltet ist, welches einen Steuerdruck P2 einstellt, wobei P2 c P1 ist.
2. 2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die vom Wegeventil (28) abzweigende Rücklaufleitung (46) und die von der ersten Steuerleitung (38) abzweigende Rücklaufleitung (42) zu einer gemeinsamen Rücklaufleitung (48) zusammengeführt sind, in welcher ein drittes Druckreduzierglied (Uberdruckventil 50) vorgesehen ist, welches einen Systemdruck Ps aufrechterhält, wobei P5 < P2 ist.
3. 3. Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Steuerschieber (32) des Wegeventiles (28) eine Ringnut (52) aufweist, die mit dem Ven- -tilgehäuse (30) einen Ringraum (54) bildet, mit welchem die zweite Steuerleitung (56) ständig verbunden ist, wobei die die Ringnut (52) begrenzenden Steuerkanten (32a, 32b) des Steuerschiebers (32) aus einer Mittelstellung heraus einemal die Rücklaufleitung (46) und zum anderen die Vorlaufleitung (26) aufsteuern.