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Hydraulische Regeleinrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Regeleinrichtung
zur Erzeugung eines fahrgeschwindigkeitsabhängigen Druckmitteldruckes, insbesondere
für die Steuerung eines selbsttätigen Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes, gemäß dem
Oberbegriff des ratentanspruchs 1.
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Bei solchen bekannten hydraulischen Regeleinrichtungen, deren Versorgungsdruckleitungen
unmittelbar an die den Haupt druck der Getriebesteuerung führenden Eauptiruckleitungen
angeschlossen sind, hat sich gezeigt, daß der abgegebene Reglerdruck von der Temperatur
des Druckmittels stark beeinfluStwird,in7dem Sinne, daß bei höheren Druckmitteltemperaturen
der Reglerdruok ansteigt. Dies kann sich durch eine Verschiebung der Schaltpunkte
bemerkbar machen, die dann insbesondere bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten erhebliche
Unterschiede zeigen können. So lassen sich erhebliche Differenzen für die 1-2 bzw.
2-1-Eick-down-Schaltungen feststellen, je nachdem ob diese Schaltungen während des
Warmlaufs, das heißt also bei relativ niedriger Druckmitteltemperatur, oder aber
bei normaler Betråebstemperatur durchgeführt werden.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine
hydraulische Regeleinrichtung der im Oberbegriff genannten Bauart zu schaffen, deren
abgegebener Reglerdruck weniger abhängig ton der Druckmitteltemperatur ist, so daß
die von dem Reglerdruck beeinflußten Schaltpunkte der Getriebesteuerung immer bei
etwa
gleichen Fahrgeschwindigkeiten bzw. Motordrehzahlen durchgeführt
werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs
1. Erfindungsgemäß wird also dem Regelventil ein Reduzierventil vorgeschaltet, das
den dem Regelventil zugeführten Versorgungsdruck auf einen von dem Reglerdruck abhängigen
Druck reduziert, der nur noch geringfügig über dem Reglerdruck liegt. Dies macht
sich insbesondere im niedrigen Fahrgeschwindigkeitsbereich bemerkbar, indem das
Reduzierventil die zwischen dem Hauptdruck und dem Reglerdruck vorhandene große
Druckdifferenz wesentlich herabsetzt, wodurch die Temperaturabhängigkeit des abgegebenen
Reglerdruckes, die vermutlich von dem Druckmitteldurchsatz durch das Regelventil
abhängig ist, weitgehend beseitigt wird.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß
den Unteransprüchen.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Regeleinrichtung dargestellt, die im folgenden näher erläutert werden. Dabei zeigen
in schematischer Darstellungsweise Figur 1 die erfindungsgemäße Regeleinrichtung
mit dem Regelventil und dem diesem vorgeschalteten Reduzierventil und Figur 2 eine
andere Ausführungsform des Reduzierventils.
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In der Zeichnung sind jeweils gleicheooder vergleichbare Bauteile
mit den gleichen, gegebenenfalls mit einem Strich versehenen Bezugszeichen bezeichnet
worden. Dabei ist in der Figur 1 mit 1 ein Regelventil angegeben, das eine über
hier nicht dargestellte Mittel geschwindigkeitsproportional angetriebene Reglerwelle
2 mit einer Längsbohrung 3 aufweist, die an ihrem einen Ende über eine Drosselstelle
11 und einen Anschluß 12 mit einer Versorgungsdruckleitung 13 verbunden ist, die
über ein Reduzierventil 15 mit einer den Hauptdruck des hydraulischen Steuersystems
führenden Druckleitung 14 verbindbar ist.
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Über eine zweite Anschlußstelle 16 ist die Längsbohrung 3 der Reglerwelle
2 mit einer den erzeugten fahrgeschwindigkeitsabhängigen Reglerdruck zu hier nicht
weiter gezeigten Verbrauchern führenden Reglerdruckleitung 17 verbunden.
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Erzeugt wird dieser fahrgeschwindigkeitsabhängige Reglerdruck dadurch,
daß der Druckmittelaustritt aus der Längsbohrung 3 der Reglerwelle 2 von einem fliehkraftbetätigten
Abspeitorgan gesteuert wird, das aus einer das offene Ende 3a der Längsbohrung 3
versperrenden Kugel 4 besteht, die von einem im wesentlichen der Fliehkraft unterworfenen
massebehafteten Hebel 5 beaufechlagt ist.
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Dabei weist dieser um einen Drehpunkt 8 an einem mit der Reglerwelle
2 verbundenen Lagerbock 9 befestigte schwenkbare Hebel 5 einen an der Kugel 4 angreifenden
Hebelarm 6 sowie einen im wesentlichen senkrecht dazu verlaufenden zweiten Hebelarm
7 auf, der infolge der mit der Drehzahl der Reglerwelle 2 ansteigenden fliehkraft
eine zunehmend größer werdende Schließkraft auf die Kugel 4 ausübt, wodurch der
Druckmittel druck in der Längsbohrung 3 und damit auch an der Anschlußbohrung 16
und in der mit dieser verbundenen Reglerdruckleitung 17 entsprechend zunimmt. Es
ergibt sich also ein fahrgeschwindigkeitsabhängig ansteigender Reglerdruck, der
in der Getriebesteuerung, beispielsweise zur Durchführung vbh fahrgeschwindigkeitsabhängigen
Gangschaltungen, herangezogen werden kann.
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Das insgesamt mit 15 bezeichnete Reduzierventil weist in der in der
Figur 1 gezeigten Ausführungsform einen Steuerkolben 19 mit zwei Kolbenbünden 20
und 21 sowie einem dazwischenliegenden Eolbenabsatz 22 auf. Auf der in der Zeichnung
rechten Stirnseite wird der Steuerkolben 19 von einer Feder 23 sowie von dem in
dem Federraum 24 herrschenden Reglerdruck beaufschlagt, der über eine Zweigleitung
18 von der Reglerdruckleitung 17 zugeführt ist.
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Der in der Zeichnung linken Stirnseite des Kolbenbundes 20 ist ein
Druckbeaufschlagungsraum 25 zugeordnet, der über eine mit einer Drosselstelle 27
versehenen Verbindungsleitung 26 mit der Versorgungsdruckleitung 13 verbunden ist.
Der gteuerkolben 19 wird
damit an seiner linken endseitigen Stirnfläche
von dem Druck der Versorgungsdruckleitung 13 und an seiner in der Zeichnung rechten
endseitigen Stirnfläche von dem Reglerdruck sowie der Feder 23 belastet. Stehen
diese an dem Steuerkolben 19 wirkenden Druck- und Federkräfte miteinander im Gleichgewicht,
was dann der Fall ist, wenn der Druck in der Versorgungsdruckleitung um ein sich
aus der Federkraft der Feder 23 ergebendes konstantes Maß über dem Reglerdruck liegt,
dann stellt sich die in der Zeichnung gezeigte relativ instabile Gleichgewichtslage
ein, bei der der mit der Versorgungsdruckleitung 13 verbundene Anschluß 13a weder
mit dem Anschluß 14a der Hauptdruckleitung 14 noch mit einer mit einem Drucknittelauslaß
verbundenen Auslaßleitung 28 verbunden ist. Steigt dagegen bei ansteigender Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs der Reglerdruck in der Reglerdruckleitung 17, dann verschiebt dieser
auch in dem Federraum 24 anstehende Druck den Steuerschieber 19 in der Zeichnung
nach links, so daß der Anschluß 13a der Versorgungsdruckleitung 13 über den Kolbenabsatz
22 mit dem Anschluß 14a der Hauptdruckleitung 14 verbunden wird, so daß der Druck
in der Versorgungsdruckleitung 13 infolge des wesentlich höher liegenden Hauptdruckniveaus
ansteigen kann.
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Dieser Anstieg erfolgt jedoch nur so lange, bis der über die Verbindungsleitung
26 in den Druckbeaufschlagungsraum 25 rückgeführte Druck der Versorgungsdruckleitung
13 wieder den alten festen Abstand zu dem Reglerdruck erreicht hat und damit der
Steuerkolben 19 wieder den Gleichgewichtszustand einnimmt, bzw. die Verbindung zwischen
den Anschlüssen 13a und 14a unterbrochen ist.
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Bei absinkender Fahrgeschwindigkeit und entsprechend absinkendem Reglerdruck
ergibt sich eine Verstellung des Steuerkolbens 19 nach der anderen Seite, nämlich
in der Zeichnung nach rechts, wodurch eine Verbindung der Versorgungsdruckleitung
13 mit der Auslaßleitung 28 aufgesteuert und damit eine Druckabsenkung in der Versorgungsdruckleitung
13 erreicht wird. Auch diese Druckabsenkung ergibt sich nur so lange, bis der Steuerkolben
19 wieder seinen Gleichgewichtszustand erreicht und die Verbindung des Anschlusses
13a mit dem Anschluß 28 unterbricht. Der Druck in der Versorgungsleitung 13 liegt
dann wieder um das feste, durch die Feder 23 vorgegebene Maß über dem Reglerdruck.
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Unabhängig von der Höhe des in der Hauptdruckleitung 14 anstehenden,
relativ hohen Hauptdruckes wird also durch das erfindungsgemäß vorgesehene Reduzierventil
15 sichergestellt, daß in der das Regelventil 1 versorgenden Versorgungsdruckleittung
13 immer nur ein um ein vorgegebenes Maß über dem Reglerdruck liegender Druck vorhanden
ist. Die auf diese Weise erreichte Reduzierung der Druckdifferenz zwischen der Reglerdruckleitung
und def das Regelventil mit Druckmittel versorgenden Druckmittelvesorgungsleitung
fahrt nun aber dazu, daß der in der Reglerdruckleitung 1i anstehende Reglerdruck
offenbar infolge eines geringeren Druckmitteldrucksatzes durch das Regelventil 1
weniger von der Tempetatur dem Druckmittel abhängig ist und insbesondere auch bei
niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten sowohl im Warmlauf als auch bei Betriebstemperatur
der Brennkraftmaschine ausreichend exakte Schaltpunkte liefert.
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Bei dem in der Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel des Reduzlerventils
15', das ohne weiteres an die Steile des in der Figur 1 gezeigten Reduzierventils
15 gesett werden kann, sind insofern Unterschiede vorgesehen, als die beiden ItÖ1benbinde
2O' und 21' des gezeigten Steuerkolbens 19' unterschiedlich große Flächen aufweisen,
so daß der in dem Federraum 24 über die Leitung 18 zugeführte Reglerdruck an einer
relativ großen, durch die Stirnfläche des großen Kolbenbundes 21' gegebenen Wirkfläche
anliegt, während der dieser Druckkraft entgegenwirkende Druck der Versorgungsdruckleitung
13 nur auf der sich aus der Differenzfläche der beiden Kolbenbun'de 21' und 20'
ergebenden Ringfläche an der linken Seite des großen Kolbenbundes 21' ansteht. Ein
Raum 30 an der linken endseitigen Stirnfläche des kleinen Kolbenbundes 20' ist dagegen
über eine Auslaßleitung 31 entlastet.
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Die Feder 23 kann bei dieser Ausführung relativ schwach ausgebildet
sein und sollte lediglich dafür sorgen, daß im Ruhezustand der Steuerkolben 19'
in der Zeichnung nach links verstellt wird, so daß über die Hauptdruckleitung 14
Druckmittel in die Versorgungsdruckleitung 13 gefördert werden kann.
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Während des Betriebs ergibt sich nun bei der Ausführung nach der Figur
2 durch den Steuerkolben 19' eine Einregulierung des Drucks der
Versorgungsdruckleitung
13 so, daß dieser um ein mit der Fahrgeschwindigkeit zunehmendes Maß über dem Reglerdruck
liegt. Zur Erreichung des Gleichgewichtszustandes des Steuerkolbens 19' muß nämlich
der Druck der Versorgungsdruckleitung um einen Faktor, der dem Verhältnis der großen
Steuerkolbenwirkfläche zur kleinen Steuerkolbenwirkfläche entspricht, größer sein
als der Reglerdruck, wenn hier näherungsweise die Wirkung der Feder 23 außer Acht
gelassen wird. Die Druckdifferenz zwischen dem Druck der Versorungsdruckleitung
und dem Reglerdruck steigt also mit dem Reglerdruck, folglich also mit der Fahrgeschwindigkeit,
an.
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Die Anordnung einer Drosselstelle 32 in der den Reglerdruck in den
Federraum 24 zuführenden Zweigleitung 18 hat, ähnlich wie die Anordnung der Drosselstelle
27 in der Druckversorgungszweigleitung 26 bei der Ausführung nach der Figur 1, den
Sinn, eine vorteilhafte Dämpfung der Steuerbewegungen des Steuerkolbens 19' bzw.
19 bei sich ändernden Druckverhältnissen und damit einen verbesserten Regelvorgang
zu erzielen. Im übrigen könnte bei der Ausführung nach der Figur 1 die Zweigleitung
26 mit der Drosselstelle 27 auch durch eine den Kolbenbund 20 axial durchsetzende
Drosselbohrung ersetzt werden.
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Die mit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung erreichbaren Vorteile
bestehen insbesondere darin, durch eine Reduzierung der Druckdifferenz zwischen
dem Reglerdruck und dem Versorgungsdruck des diesen Reglerdruck erzeugenden Regelventils
die starke Temperaturabhängigkeit des Reglerdrucks weitgehend beseitgt zu haben,
so daß die von diesem Reglerdruck abhängigen Schaltpunkte insbesondere im Bereich
niedriger Fahrgeschwindigkeiten, in denen diese Demperaturabhängigkeit besonders
stark zu Tage trat, mit höherer Genauigkeit angefahren werden können.