DE3429569A1

DE3429569A1 - Steuerventil fuer eine hydraulische kupplung

Info

Publication number: DE3429569A1
Application number: DE19843429569
Authority: DE
Inventors: Takao Hirakata Osaka Fukunaga
Original assignee: Exedy Corp; Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1983-08-10
Filing date: 1984-08-10
Publication date: 1985-02-28
Also published as: DE3429569C2; JPS6032131U; JPH0236746Y2; US4611699A

Description

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosirrmstr. 81, D-8 München 81

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 58-124981 vom 10. August 1983 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für eine hydraulische Kupplung in Kraftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen für industrielle, landwirtschaftliche und andere Zwecke.

Im allgemeinen dient ein Steuerventilsystem für eine hydraulische Kupplung zur Steuerung der Druckzufuhr zu der Kupplung entsprechend der Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder des Öffnungsgrades einer Drosselklappe (Betätigungsgrad eines Gaspedals). Ein herkömmliches hydraulisches Steuerventilsystem ist jedoch an einer Ölleitung für die Zuleitung von Öl zur Kupplung mit einem Paar Ventile ausgestattet. Eines dieser Ventile dient der Drucksteuerung nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit, das andere der Drucksteuerung nach Maßgabe des Öffnungsgrads der Drosselklappe. Dieses System
mit zwei unabhängigen Ventilen erfordert eine große Anzahl von Teilen und ist entsprechend kompliziert ausgebildet. Außerdem läßt sich eine beabsichtigte Steuercharakteristik beim Einrücken der Kupplung nur schwer erreichen.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen und ein Steuerventil zur Verfügung zu stellen, welches über eine einfache Konstruktion verfügt und so ausgelegt ist, daß eine beabsichtigte Steuercharakteristik erreichbar ist.

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Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dazu sind erfindungsgemäß zwei Kolben in einem Ventilkörper vorgesehen. Einer der Kolben wird durch eine der Motordrehzahl entsprechende Kraft, der andere durch eine dem Öffnungsgrad der Drosselklappe entsprechende Kraft betätigt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen .

Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines hydraulischen Kupplungssystems eines Fahrzeuges, welches mit dem erfindungsgemäßen Steuerventil ausgestattet ist;

Figur 2 eine graphische Darstellung der Steuercharakteristik des Ventils gemäß Figur 1.

In Figur 1 ist eine Zulaufleitung einer Ölpumpe 2 über ein Filter 1 mit einem Ölbehälter verbunden. Die Ablaufleitung der Pumpe 2 ist über eine Versorgungsleitung 3 an das erfindungsgemäße Steuerventil 7 angeschlossen. Ferner ist die Leitung 3 über eine Zweigleitung 4 an ein Entlastungsventil 5 angeschlossen. Das Ventil 7 weist einen zylinderförmigen Ventilkör-

per 8 und eine Kolbenkombination 9 auf. Die Kolbenkombination 9 ist mit einem ersten Kolben 10 relativ geringen Durchmessers und mit einem zweiten Kolben 11 großen Durchmessers ausgestattet. Die zentralen Bereiche der Kolben 10 und 11 sind durch eine Stange 12 kleinen Durchmessers zu einer Einheit verbunden. Der Kolben 10 ist verschieblich in einen Bereich 13 kleinen Durchmessers des Körpers 8 eingesetzt. Der Kolben 11 ist verschieblich in einen Bereich 14 großen Durchmessers des Körpers 8 eingesetzt. Eine Ringkammer 15 (Drucksteuerkammer) ist zwischen der Stange 12 und dem Körper 8 ausgebildet. Die Leitung 3 ist mit der Kammer 15 verbunden. Die Kammer 15 ist über eine Ölzufuhrleitung 16 an einen Zylinder in einer Hydraulikkupplung 27 angeschlossen. Der Zylinder ist ferner mit einer Abzugsleitung 17 verbunden. Ein Wahlventil 26 ist in den Leitungen 16 und 17 vorgesehen. Die Kammer 15 ist über eine Lecköffnung 19 an eine Abzugsleitung 18 angeschlossen, wobei die Lecköffnung in dem Bereich 13 des Körpers 8 vorgesehen und durch den Kolben 10 zu schließen ist.

Eine dem Kolben 10 zugewandte Kammer 20 ist in dem Bereich 13 ausgebildet. Die Kammer 20 ist über eine Leitung 21 an die Hydraulikkammer eines nicht abgebildeten Hydraulikreglers angeschlossen, so daß ein in die Kammer 20 geleiteter Druck entsprechend einer zunehmenden Fahrzeug- oder Motorgeschwindigkeit ansteigt. Eine Stange 23 ist verschieblich in eine Öffnung der Abschlußwand des Körpers 8 auf der gegenüberliegenden Seite der Kammer 20 eingesetzt. In dem Körper 8 ist die Stange 23 am Ende mit einem Bereich 24 großen Durchmessers versehen. Der Bereich 24 ist verschieblich in den Bereich 13 des Körpers 8 eingesetzt. Eine Kammer 22 ist zwischen dem Kolben 11 und dem Bereich

24 ausgebildet. Der Kolben 11 und der Bereich 24 sind mittels einer zusammendrückbaren Schraubenfeder 25, die in der Kammer 22 angeordnet ist, miteinander verbunden. Die Stange 23 ist über einen Anlenkmechanismus oder dergleichen mit einem nicht gezeigten Gaspedal verbunden und so ausgelegt, daß sie sich auf den Kolben 11 zubewegt, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe größer wird.

Das Öl des Ölbehälters wird durch die Pumpe 2 verdichtet und in die Leitung 3 gespeist. Die Regelung des Drucks in der Leitung 3 erfolgt mittels eines Überdruckventils 5. Das Öl wird von der Leitung 3 durch die Kammer 15 und die Leitung 16 in den Zylinder in der Kupplung 2 7 geleitet. Wie nachstehend näher erläutert, erfolgt durch das Ventil 7 die Steuerung des Öldrucks entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Öffnungsgrads der Drosselklappe, wobei ein Teil des Öls durch die Lecköffnung 19 abgeführt wird.

Bei Starten des Fahrzeugs ist der Druck in dem Hydraulikregler gering, so daß das Öl in der Kammer 20 den Kolben 10 nur mit geringer Kraft in Richtung auf den Kolben 11 drückt. Beim Starten des Fahrzeugs wird das Gaspedal zur Öffnung der Drosselklappe weit nach unten gedrückt, so daß sich der Bereich 24 der Stange 23 auf den Kolben 11 zubewegt und diesen über die Feder 25 mit großer Kraft in Richtung auf den Kolben 10 drückt. Die Kolbenkombination 9 führt also eine lange Bewegung in Richtung auf die Kammer 2 0 aus, und die Öffnung 19 ist weit an die Kammer 15 angeschlossen, so daß durch diese Öffnung 19 eine große Ölmenge in die Leitung 18 fließen kann. Beim Starten des Fahrzeugs wird also Öl sehr geringen Drucks in die Kupplung 27 geleitet, so daß die Kupplung gleichförmig eingerückt wird und das

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Fahrzeug stoßfrei anfahren kann.

Mit zunehmender Geschwindigkeit steigt auch der Druck in dem Hydraulikregler und in der Kammer 20 an, so daß der Kolben 10 mit großer Kraft in Richtung auf den Kolben 11 gedrückt wird. Somit bewegt sich die Kolbenkombination 9 in Richtung auf die Stange 23, so daß der Öffnungsgrad der Öffnung 19 durch den Kolben 10 verringert wird. Dadurch wird die Menge des in die Leitung 18 abgegebenen Öls verringert, und der Druck in der Kammer 15 steigt an. Deshalb wird Öl mit hohem Druck in die Kupplung 27 geleitet, die somit zuverlässig eingerückt wird, ohne daß nachteiliger Schlupf in der Kupplung entsteht. Zur Änderung des Geschwindigkeitsbereiches wird das Schaltventil 26 zunächst in die Neutralstellung geschoben, so daß die Kupplung 27 ausgerückt wird, und wird nach erfolgtem Geschwindigkeit swechsel erneut verschoben, so daß die Kupplung wieder eingerückt wird. Bei diesem Vorgang ist die Zeitverzögerung beim Einrücken 27 kürzer als beim Startvorgang, weil nämlich die Menge des in die Leitung 18 abgegebenen Öls geringer ist als jene beim Startvorgang. Während des Fahrbetriebs bei hoher Geschwindigkeit steigt der Druck in der Kammer 20 weiter an, so daß sich die Kolbenkombination 9 weiter in Richtung auf die Stange 23 bewegt und der Kolben 10 die Lecköffnung 19 vollständig schließt. Wenn in diesem Zustand die Kupplung 27 betätigt wird, nämlich zum Einrücken nach erfolgter Änderung des Geschwindigkeitsbereiches, so wird die Kupplung 27 rasch eingerückt, weil das Öl der Kupplung direkt, das heißt ohne Lecken zugeführt wird. Auf diese Weise wird die Zeitverzögerung beim Einrücken der Kupplung weiter reduziert.

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Bei Fahrbetrieb mit konstanter Geschwindigkeit ändert sich die Zeitverzögerung für das Einrücken der Kupplung entsprechend dem Öffnungsgrad der Drosselklappe wie folgt. Wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe zunimmt, wird der Kolben 11 mit großer Kraft in Richtung auf den Kolben 10 gedrückt, wie vorstehend bereits erläutert. Wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe kleiner wird, wird der Kolben 11 mit geringer Kraft in Richtung auf den Kolben 10 gedrückt. Deshalb vergrössert sich die Zeitverzögerung beim Einrücken der Kupplung entsprechend der Zunahme des Öffnungsgrads der Drosselklappe, wenn das Fahrzeug bei konstanter Geschwindigkeit fortbewegt wird. Deshalb läßt sich der Vorgang für die Änderung des Geschwindigkeitsbereichs, wie in Figur 2 gezeigt, in Abhängigkeit der Fahrbedingungen ausführen. In Figur 2 ist an der Abszisse ein Verhältnis des Öffnungsgrades X gegenüber der Geschwindigkeit P und an der Ordinate die Ölmenge ablesen, die der Kupplung 27 zugeführt werden kann (F=f (X/P)).

Wenn im Rahmen einer Abwandlung der Erfindung ein mechanischer Regler verwendet wird, kann eine an den Regler angelenkte Stange - ähnlich wie die Stange 23, die Feder 25 und der Kolben 10 - über eine Feder mit dem Kolben 10 verbunden werden. Die Stange 23 kann ferner mit einem Ausrückhebel der Kupplung 27 verbunden sein. Der Öffnungsgrad der Drosselklappe läßt sich in Hydraulikdruck umwandeln, der in die Kammer 22 geleitet wird. Weist das Fahrzeug einen Drehmomentwandler auf, so läßt sich die Drehgeschwindigkeit der Turbine des Wandlers in Hydraulikdruck umwandeln, der für die Zwangsbetätigung des Kolbens 10 in die Kammer 2 0 geleitet wird. Der Kolben 10 kann einen Durchmesser aufweisen, der gleich oder größer ist als der Durchmesser des Kolbens 11.

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Gemäß vorliegender Erfindung ist - wie vorstehend bereits erläutert - ein einziges Ventil 7 für die Kupplung 27 ausreichend, die bisher zwei Ventile benötigt hat. Dadurch wird die Konstruktion des Kupplungssystems vereinfacht. Da die Zwangsbetätigung der Kolbenkombination 9 durch Gegenkräfte erfolgt, die der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Öffnungsgrad der Drosselklappe entsprechen, werden Druck und Ölmenge durch den Ausgleich bzw. Abgleich der Geschwindigkeit und des Öffnungsgrads bestimmt, so daß ein besseres
Gefühl für das Einrücken der Kupplung 27 entwickelt werden kann.

Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, sind einzelne Abwandlungen hinsichtlich der Konstruktion, Kombination und Anordnung von Teilen möglich, ohne dabei vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, der in den Ansprüchen wiedergegeben ist.

ΊΟ
- Leerseite -

Claims

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosiniastr. 81, D-8 München 81 Kabushiki Kaisha Daikin Seisakusho 1-1, 1-chome, Kida-Motomiya 3429569 Neyagawa-shi Osaka, Japan . 12.558 fl/wa STEUERVENTIL FÜR EINE HYDRAULISCHE KUPPLUNG Patentansprüche

1. Steuerventil für ein hydraulisches Kupplungssystem, gekennzeichnet durch einen zylinderförmigen Ventilkörper (8), einen ersten in dem Ventilkörper verschieblich angeordneten Kolben (10), einen zweiten in dem Ventilkörper verschieblich angeordneten Kolben (11), eine die Kolben (10) und (11) miteinander verbindende Stange (12), eine zwischen den beiden Kolben und um die Stange herum ausgebildete Steuerkammer (15), einen die Kammer (15) an eine mit einer Hydraulikquelle verbundene Zuführleitung (3) anschließenden Einlaß, einen die Kammer (15) an eine mit einer Hydraulikkupplung (27) verbundene Zuführleitung (16) anschließenden Auslaß, eine Lecköffnung (19), die die Kammer (15) mit einer Abführleitung (18) verbindet, ein erstes Element (20,21) für die Verschiebung des ersten Kolbens (10) in Richtung auf den zweiten Kolben (11) gesehen mit einer der Motordrehzahl entsprechenden Kraft und ein zweites Element (23;22) für die Verschiebung des zweiten Kolbens (11) in Richtung auf den ersten Kolben (10) gesehen mit einer dem Öffnungsgrad einer Drosselklappe entsprechenden Kraft, wobei die Lecköffnung (19) und der erste Kolben (10) in bezug zueinander so angeordnet sind, daß sich der Öffnungsgrad der Lecköffnung (19) verkleinert, wenn

sich'der erste Kolben (10) in Richtung auf den zweiten Kolben (11) gesehen bewegt.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zwangsbetätigungselement eine erste Hydraulikkammer (20) aufweist, die in dem Ventilkörper (8) ausgebildet und einer Endfläche des ersten, dem zweiten Kolben (11) gegenüberliegenden Kolbens (10) zugewandt ist, und eine Ölleitung (21), die die erste Kammer (20) an die Hydraulikkammer eines hydraulischen Reglers anschließt.

3. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das zweite Zwangsbetätigungselement eine Stange (23) aufweist, die mit einem Mechanismus für die Steuerung des Öffnungsgrades der Drosselklappe eines Motors verbunden ist, und eine zusammendrückbare Feder (25), die die Stange (23) und eine Endfläche des zweiten, dem ersten Kolben (10) gegenüberliegenden Kolbens (11) miteinander verbindet, wobei die Stange (23) so ausgebildet ist, daß diese den zweiten Kolben (11) über die zusammendrückbar Schraubenfeder (25) entsprechend der Zunahme des Öffnungsgrads der Drosselklappe in Richtung auf den ersten Kolben (10) gesehen bewegt.

4. Steuerventil ■ nach Anspruch 1, dadurch gekenn ζ eichnet, daß der zweite Kolben (11) einen größeren Durchmesser als der erste Kolben (10) aufweist, so daß aufgrund der Differenz des durch das Öl in der Steuerkammer (15) auf die beiden Kolben wirkenden Drucks der erste Kolben zwangsmäßig so betätigt wird, daß die Lecköffnung (19) geschlossen wird.