DE3429569C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für eine hydrauli­ sche Kupplung, wie sie in Kraftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen für industrielle, landwirtschaftliche und ande­ re Zwecke eingesetzt werden kann.

Eine bekannte Steuerventileinrichtung dieser Art - DE-AS 10 31 648 - arbeitet mit zwei Ventilen, die voneinander unabhängig sind. Eines dieser Ventile dient der Druck­ steuerung nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit, das andere der Drucksteuerung nach Maßgabe des Öffnungsgrades der Drosselklappe. Diese beiden unabhängig voneinander vorzusehenden Ventile erfordern eine entsprechende Anzahl von Teilen und sind verhältnismäßig kompliziert ausge­ bildet. Darüber hinaus läßt sich die beabsichtigte Steuer­ charakteristik beim Einrücken der Kupplung nur schwer erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das einfach herzustellen und derart ausgelegt ist, daß eine gewünschte Steuercharakteristik exakt eingehalten werden kann.

Ausgehend von einem Steuerventil mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfin­ dungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird demnach ein einziger Ventilkörper mit einem Doppelkolben zur Verfügung gestellt, auf welchem Kolben zum einen eine der Motordrehzahl entsprechende Kraft und zum anderen eine dem Öffnungsgrad der Drossel­ klappe entsprechende Kraft angreift. Damit wird das Steuerventil einfach herstellbar und aufgrund der mechani­ schen Kupplung der Kolben hinsichtlich der Reaktionscha­ rakteristik besonders zuverlässig bzw. genau.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung wiedergege­ benen Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines hydrau­ lischen Kupplungssystems eines Fahrzeuges mit einem Steuerventil gemäß Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine grafische Darstellung der Steuercharakte­ ristik des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Zulaufleitung einer Ölpumpe 2 über ein Filter 1 mit einem Ölbebälter verbunden. Die Ablaufleitung der Pumpe ist über eine Versorgungsleitung 3 an das Steuerventil 7 gemäß Ausführungsbeispiel angeschlossen. Ferner ist die Leitung 3 über eine Zweigleitung 4 an ein Entlastungsventil 5 angeschlossen. Das Ventil 7 weist ei­ nen zylinderförmigen Ventilkör­ per 8 und eine Kolbenkombination 9 auf. Die Kolbenkom­ bination 9 ist mit einem ersten Kolben 10 relativ ge­ ringen Durchmessers und mit einem zweiten Kolben 11 großen Durchmessers ausgestattet. Die zentralen Be­ reiche 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 klei­ nen Durchmessers des Körpers 8 eingesetzt. Der Kolben 11 ist verschieblich in einen Bereich 14 großen Durch­ messers des Körpers 8 eingesetzt. Eine Ringkammer 15 (Drucksteuerkammer) ist zwischen der Stange 12 und dem Körper 8 ausgebildet. Die Leitung 3 ist mit der Kam­ mer 15 verbunden. Die Kammer 15 ist über eine Ölzu­ fuhrleitung 16 an einen Zylinder in einer Hydraulik­ kupplung 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 Be­ reich 13 ausgebildet. Die Kammer 20 ist über eine Lei­ tung 21 an die Hydraulikkammer eines nicht abgebilde­ ten Hydraulikreglers angeschlossen, so daß ein in die Kammer 20 geleiteter Druck entsprechend einer zuneh­ menden 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 verschieb­ lich 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 ver­ bunden. Die Stange 23 ist über einen Anlenkmechanismus oder dergleichen mit einem nicht gezeigten Gaspedal verbunden und so ausgelegt, daß sie sich auf den Kol­ ben 11 zubewegt, wenn der Öffnungsgrad der Drossel­ klappe größer wird.

Das Öl des Ölbehälters wird durch die Pumpe 2 ver­ dichtet und in die Leitung 3 gespeist. Die Regelung des Drucks in der Leitung 3 erfolgt mittels eines Über­ druckventils 5. Das Öl wird von der Leitung 3 durch die Kammer 15 und die Leitung 16 in den Zylinder in der Kupplung 27 geleitet. Wie nachstehend näher er­ läutert, 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 Hydrau­ likregler 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 20 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 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 Kolben­ kombination 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 zuverläs­ sig eingerückt wird, ohne daß nachteiliger Schlupf in der Kupplung entsteht. Zur Änderung des Geschwindig­ keitsbereiches wird das Schaltventil 26 zunächst in die Neutralstellung geschoben, so daß die Kupplung 27 aus­ gerückt wird, und wird nach erfolgtem Geschwindig­ keitswechsel 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 Lei­ tung 18 abgegebenen Öls geringer ist als jene beim Startvorgang. Während des Fahrbetriebs bei hoher Ge­ schwindigkeit 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 die­ sem Zustand die Kupplung 27 betätigt wird, nämlich zum Einrücken nach erfolgter Änderung des Geschwindig­ keitsbereiches, so wird die Kupplung 27 rasch einge­ rückt, weil das Öl der Kupplung direkt, das heißt ohne Lecken zugeführt wird. Auf diese Weise wird die Zeit­ verzögerung beim Einrücken der Kupplung weiter redu­ ziert.

Bei Fahrbetrieb mit konstanter Geschwindigkeit ändert sich die Zeitverzögerung für das Einrücken der Kupp­ lung entsprechend dem Öffnungsgrad der Drosselklappe wie folgt. Wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe zu­ nimmt, wird der Kolben 11 mit großer Kraft in Richtung auf den Kolben 10 gedrückt, wie vorstehend bereits er­ läutert. Wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe klei­ ner wird, wird der Kolben 11 mit geringer Kraft in Richtung auf den Kolben 10 gedrückt. Deshalb vergrö­ ßert sich die Zeitverzögerung beim Einrücken der Kupp­ lung entsprechend der Zunahme des Öffnungsgrads der Drosselklappe, wenn das Fahrzeug bei konstanter Ge­ schwindigkeit fortbewegt wird. Deshalb läßt sich der Vorgang für die Änderung des Geschwindigkeitsbereichs, wie in Fig. 2 gezeigt, in Abhängigkeit der Fahrbedin­ gungen ausführen. In Fig. 2 ist an der Abszisse ein Verhältnis des Öffnungsgrades X gegenüber der Ge­ schwindigkeit P und an der Ordinate die Ölmenge abzule­ sen, die der Kupplung 27 zugeführt werden kann (F=f (X/P)).

Wenn im Rahmen einer Abwandlung der Erfindung ein me­ chanischer 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 verbun­ den sein. Der Öffnungsgrad der Drosselklappe läßt sich in Hydraulikdruck umwandeln, der in die Kammer 22 ge­ leitet wird. Weist das Fahrzeug einen Drehmomentwand­ ler auf, so läßt sich die Drehgeschwindigkeit der Tur­ bine des Wandlers in Hydraulikdruck umwandeln, der für die Zwangsbetätigung des Kolbens 10 in die Kammer 20 geleitet wird. Der Kolben 10 kann einen Durchmesser aufweisen, der gleich oder größer ist als der Durch­ messer des Kolbens 11.

Gemäß vorliegender Erfindung ist - wie vorstehend be­ reits erläutert - ein einziges Ventil 7 für die Kupp­ lung 27 ausreichend, die bisher zwei Ventile benötigt hat. Dadurch wird die Konstruktion des Kupplungssy­ stems vereinfacht. Da die Zwangsbetätigung der Kolben­ kombination 9 durch Gegenkräfte erfolgt, die der Fahr­ geschwindigkeit 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 bevor­ zugten Ausführungsform beschrieben wurde, sind einzel­ ne Abwandlungen hinsichtlich der Konstruktion, Kombi­ nation und Anordnung von Teilen möglich, ohne dabei vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, der in den An­ sprüchen wiedergegeben ist.

Claims (4)

1. Steuerventil für eine Schaltvorrichtung einer hydraulischen Kupplung mit einer in einem zylinderförmigen Ventilkörper (8) angeordneten Kolben-Zylinder-Einrichtung, durch welche die Kupplung in Abhängigkeit sowohl von der Motordrehzahl als auch vom Öffnungsgrad der Drosselklappe gesteuert ist, gekennzeichnet durch eine Doppelkolben-Einrichtung (9) aus einem ersten Kolben (10) und einem zweiten Kolben (11), die durch eine Stange (12) miteinander verbunden sind und zwischen denen eine Steuer­ kammer (15) ausgebildet ist, die über einen Einlaß an eine mit einer Hydraulikquelle (2) verbundene Zuführleitung (3) angeschlossen ist, die über einen Auslaß mit einer an die Hydraulikkupplung (27) angeschlossenen Zuführleitung (16) in Verbindung steht und die eine Lecköffnung (19) auf­ weist, die die Kammer (15) mit einer Abführleitung (18) verbindet, durch eine erste Einrichtung (20, 21) für die Verschiebung des ersten Kolbens (10) in Richtung auf den zweiten Kolben (11) gesehen mit einer der Motordrehzahl entsprechenden Kraft und durch eine zweite Einrichtung (22, 23) für die Verschiebung des zweiten Kolbens (11) in Richtung auf den ersten Kolben (10) gesehen mit einer den Öffnungsgrad der 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 Kol­ ben (10) in Richtung auf den zweiten Kolben (11) gesehen bewegt.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung eine erste Hydraulikkammer (20) auf­ weist, die in dem Ventilkörper (8) ausgebildet und einer dem zweiten Kolben (11) abgewandten Endfläche des ersten Kolbens (10) zugewandt ist, und daß eine Ölleitung (21) vorgesehen ist, die die erste Hydraulikkammer (20) mit der Hydraulikkammer eines hydraulischen Reglers verbindet.

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Stange (23) aufweist, die mit einem Mechanismus für die Steuerung des Öffnungsgrades der Drosselklappe eines Motors verbunden ist, und daß eine zu­ sammendrückbare Feder (25) vorgesehen ist, die die Stange (23) und eine dem ersten Kolben (10) abgewandte Endfläche des zweiten Kolbens (11) miteinander verbindet, wobei die Stange (23) so ausgebildet ist, daß diese den zweiten Kol­ ben (11) über die zusammendrückbare Feder (25), insbe­ sondere Schraubenfeder, entsprechend der Zunahme des Öff­ nungsgrades der Drosselklappe in Richtung auf den ersten Kolben (10) gesehen bewegt.

4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, 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.