DE3603067C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Ober­ begriff des Hauptanspruchs.

Eine Einrichtung dieser Art ist bekannt (DE-AS 19 06 170).

Bei einer Einrichtung nach DE-AS 19 06 170 ist das Flieh­ kraftventil ein Vierwegeventil mit einem Stufenkolben in einer Stufenbohrung mit Querbohrungen. Die hydrodynamische Einheit mit der Überbrückungskupplung, dem Schaltzylinder und dem Flieh­ kraftventil ist über insgesamt drei Ölleitungen, eine Zulauf­ leitung, eine Auslaßleitung und eine besondere Steuerleitung (auf dem Umweg über einen zusätzlichen Schaltzylinder einer zusätzlichen Reibkupplung), mit der Füllpumpe und dem Behälter verbunden.

Eine Einrichtung nach DE-AS 19 06 170 hat folgende Nachteile:

• - Stufenkolben und Stufenbohrung erfordern einen hohen Fertigungsaufwand,
• - Druck in einer Querbohrung erzeugt eine Querkraft auf den Kolben und behindert dessen Bewegung (durch Feststoff­ reibung),
• - zu geringe Leckverluste am kleinen Durchmessern behindern zusätzlich die Bewegung des Kolbens (durch Flüssigkeits­ reibung),
• - zu große Leckverluste am kleinen Durchmesser bedeuten örtliche Erwärmung und Leistungsverluste,
• - Die Abstimmung der Überdeckung von drei Steuerkanten ist aufwendig,
• - drei Ölleitungen mit ihren Abdichtungen zwischen zueinander drehbaren Bauteilen bedeuten einen hohen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruch wesentlich einfacher und zuverlässiger zu gestalten.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Bei einer Einrichtung nach der Erfindung ist die hydrodynamische Einheit über nur zwei Ölleitungen, eine Zulaufleitung und eine Auslaßleitung, mit der Füllpumpe und dem Behälter verbunden. Nur für diese zwei Ölleitungen sind Abdichtungen zwischen zueinander drehbaren Bauteilen erforderlich.

Die Steuerleitung zum Schaltzylinder verläuft innerhalb eines der drehbaren Bauteile, im Pumpenrad oder im Turbinenrad, mit geringem Aufwand und ohne Abdichtprobleme.

Das Fliehkraftventil ist ein einfaches Zweiwege-Sperrventil. Ob als Kolbenschieberventil mit einem einzigen Paßdurchmesser und einer einzigen Steuerkarte, ob allgemein als Sitzventil (Anspruch 3), beispielsweise mit Kugel und Kegelsitz, oder mit ebenen Dichtflächen mit Kreisscheibe und Kreisringscheibe (Anspruch 4), der Aufwand ist wesentlich geringer als bei dem Vier­ wegeventil nach DE-AS 19 06 170. Einfache Sperrventile, insbesondere Sitzventile, sind zuverlässiger als komplizierte Stufen­ kolbenventile.

Ein Druckdifferenzventil nach Anspruch 2 kommt in vorteilhafter Weise mit einer schwächeren und billigeren Rückstellfelder aus als ein Zulauf-Druckbegrenzungsventil mit unmittelbarer Verbindung zum Behälter.

Ein Druckdifferenzventil nach Anspruch 5 ermöglicht in vorteilhafter Weise ein willkürliches Öffnen der Überbrückungs­ kupplung auch noch bei mittleren und höheren Drehzahlen.

Eine Einrichtung nach Anspruch 6 verknüpft das Öffnen der Überbrückungskupplung in sinnvoller, vorteilhafter Weise mit der Leistung des Antriebsmotors. So wird beispielsweise die Über­ brückungskupplung bei einem Überholvorgang geöffnet, um eine maximale Beschleunigung eines Fahrzeuges mit einer solchen Einrichtung zu erreichen (Kick-down-Effekt).

Mit einer Drosselstelle nach Anspruch 7 wird das Schalten der Überbrückungskupplung in vorteilhafter Weise gedämpft.

In der Zeichnung sind dargestellt vereinfachte hydraulische Schaltpläne einer Einrichtung nach DE-AS 19 06 170 (Fig. 1) und nach der Erfindung (Fig. 2), ein Fliehkraftventil nach der Erfindung im Längsschnitt (Fig. 3) und ein Einzelteil des Fliehkraftventils in zwei Ansichten (Fig. 4 und 5).

Mit einer hydrodynamischen Einheit 1, einem Drehmomentwandler 1, sind eine nicht dargestellte Überbrückungskupplung mit ihrem Schaltzylinder 2 und ein einfaches Zweiwege Sperrventil 3 baulich vereinigt zu einer kompakten Baugruppe 4. Diese Baugruppe 4 ist über nur zwei Ölleitungen 5, 6, eine Zulaufleitung 5 und eine Auslaßleitung 6, mit einer Füllpumpe 7 und einem Behälter 8 verbunden.

Innerhalb der Baugruppe 4 zweigt von der Zulaufleitung 5 vor dem Sperrventil 3 eine Steuerleitung 9 zu dem Schaltzylinder 2 ab. In dieser Steuerleitung 9 ist eine Drosselstelle 10 angeordnet.

Außerhalb der Baugruppe 4 ist an der Auslaßleitung 6 ein Auslaß-Druckbegrenzungsventil 11 angeordnet, und ein Druck­ differenzventil 12 verbindet die Zulaufleitung 5 mit der Auslaß­ leitung 6 vor dem Ventil 11. Am Druckdifferenzventil 12 wirkt einer Rückstellfeder 13 entgegen eine Druckfeder 14, die durch ein Pedal 15 zusammengedrückt werden kann.

Das Zweiwege-Sperrventil 3 besteht im wesentlichen aus einem Schließglied 17, einer einfachen Kreisscheibe 17, geführt in einem Käfig 18, und aus einem Ventilsitz 19, einer einfachen Kreisringscheibe 19, mit ebenen Dichtflächen 20. Eine Feder 21, geführt in einem Federteller 22, drückt das Schließglied 17 gegen Anschlagflächen 23 im Käfig 18. Der Käfig 18 ist ein ursprünglich zylindrisches Bauteil mit einer zentralen Stufen­ bohrung und axialen Nuten 24. Die Nuten 24 sind tiefer als die Bohrungsstufe.

Das Sperrventil 3 ist als Fliehkraftventil 3 eingebaut in ein Turbinenrand 16 des Drehmomentwandlers 1.

Bei geringer Drehzahl des Turbinenrades 16 ist das Sperr­ ventil 3 offen, fließt Öl aus der Zulaufleitung 5, im wesentlichen in Fliehkraftrichtung, durch den Käfig 18, durch die Nuten 24, um das Schließglied 17 herum, durch die Feder 21 und den Federteller 22, durch den Drehmomentwandler 1, die Auslaßleitung 6 und das Ventil 11 zum Behälter 8 zurück. Ist das Sperr­ ventil 3 offen, bestimmt das Ventil 11 im wesentlich allein den Druck in der Zulaufleitung 5 und in der Steuerleitung 9, bleibt der Druck in der Steuerleitung 9 gering, bleibt der Schaltzylinder 2 unbetätigt, bleibt die Überbrückungskupplung offen.

Überschreitet bei steigender Drehzahl des Turbinenrades 16 die Fliehkraft 34 des Schließgliedes 17 die Federkraft der Feder 21, schließt das Sperrventil 3, steigt der Druck vor dem Sperrventil 3, schließt der Schaltzylinder 2 die Überbrückungs­ kupplung.

Ist das Sperrventil 3 geschlossen, wird es zusätzlich geschlossen gehalten durch eine Druckdifferenz zwischen der Zulaufleitung 5 und der Auslaßleitung 6. Diese Druckdifferenz wird durch die Stellung des Pedals 15 bestimmt und kann damit bis auf Null abgesenkt werden.

Ist diese Druckdifferenz gleich Null, so schließt und öffnet das Sperrventil 3 (und damit die Überbrückungskupplung) beim Überschreiten und Unterschreiten der gleichen Drehzahl.

Ist eine Druckdifferenz vorhanden, so öffnet das Sperrventil 3 (und damit die Überbrückungskupplung ) erst wieder beim Unterschreiten einer geringeren Drehzahl, bei der die Fliehkraft um einen Betrag geringer ist, der der Kraft der Druckdifferenz entspricht. Das Pedal 15 gehört zu einer nicht dargestellten Leistungssteuerungseinrichtung eines Antriebsmotors eines Fahr­ zeugs. Je größer ein Betätigungsweg des Pedals 15, des höher ist die Drehzahl, bei der die Überbrückungskupplung wieder öffnet.

Wird das Pedal 15 gar nicht betätigt, öffnet die Überbrückungs­ kupplung erst wieder bei einer sehr geringen Drehzahl, beispielsweise bei einer Leerlauf-Mindestdrehzahl des Antriebs­ motors.

Im Gegensatz dazu öffnet die Überbrückungskupplung bei einer Einrichtung nach DE-AS 19 06 170 (Fig. 1; Stand der Technik) immer nur bei der gleichen, geringen Drehzahl, ist keine Möglichkeit vorgesehen, die Überbrückungskupplung nach Wunsch und Bedarf schon bei einer höheren Drehzahl wieder zu öffnen.

Ein Vergleich der Schaltpläne (Fig. 1 und Fig. 2) zeigt den höheren Aufwand durch drei (statt nur zwei) Ölleitungen 25, 26, 27 (statt nur 5, 6), durch eine zusätzliche Steuerleitung 27 mit aufwendiger Abdichtung zwischen zueinander drehbaren Bauteilen, und den wesentlich komplizierteren Aufbau eines Fliehkraft­ ventils 28, ausgeführt als Vierwegventil 28 mit zwei Steuerflächen 29, 30, einer Kreisfläche 29, die ständig mit der Auslaß­ leitung 26 verbunden ist, und einer Kreisringfläche 30, die über einen Leckspalt 31 als Drosselstelle 31 mit der Kreisfläche 29 bzw. der Auslaßleitung 26 verbunden sein muß, damit das Flieh­ kraftventil 28 überhaupt entgegen einer Feder 32 in eine zweite Stellung 33 geschaltet und der Druck in der Steuer­ leitung 27 der Kreisringfläche 30 zugeführt werden kann, um das Fliehkraftventil 28 (und damit die Überbrückungskupplung) bis herab zu der immer gleichen, geringen Drehzahl geschlossen zu halten.

• Bezugszeichen  1 Hydrodynamische Einheit, Drehmomentwandler
   2 Schaltzylinder
   3 Zweiwege-Sperrventil, Sperrventil, Fliehkraftventil
   4 Baugruppe
   5 Zulaufleitung, Ölleitung
   6 Auslaßleitung, Ölleitung
   7 Füllpumpe
   8 Behälter
   9 Steuerleitung
  10 Drosselstelle
  11 Auslaß-Druckbegrenzungsventil, Ventil
  12 Druckdifferenzventil
  13 Rückstellfeder
  14 Druckfeder
  15 Pedal
  16 Turbinenrad
  17 Schließglied,Kreisscheibe
  18 Käfig
  19 Ventilsitz, Kreisringscheibe
  20 Dichtfläche
  21 Feder
  22 Federteller
  23 Anschlagfläche
  24 Nut
  25 Zulaufleitung, Ölleitung
  26 Auslaßleitung, Ölleitung
  27 Steuerleitung, Ölleitung
  28 Vierwegeventil, Fliehkraftventil
  29 Kreisfläche, Steuerfläche
  30 Kreisringfläche, Steuerfläche
  31 Leckspalt, Drosselstelle
  32 Feder
  33 Stellung
  34 Fliehkraft

Claims (8)

1. Einrichtung zum Schalten eines Schaltzylinders einer Überbrückungskupplung zwischen einem Pumpenrad und einem Turbinen­ rad einer hydrodynamischen Einheit (Drehmomentwandler oder Kupplung), mit den Merkmalen:

• - Eine Füllpumpe fördert über eine Zulaufleitung Öl in die Einheit,
• - das Öl fließt über eine Auslaßleitung mit einem Auslaß- Druckbegrenzungsventil zurück in einen Behälter,
• - ein mit dem Pumpenrad oder dem Turbinenrad umlaufendes Fliehkraftventil schaltet beim Überschreiten einer ersten Drehzahl in eine erste Stellung und schließt damit die Überbrückungskupplung und schaltet beim Unterschreiten einer zweiten, geringeren Drehzahl in eine zweite Stellung und öffnet damit die Überbrückungskupplung wieder

dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Fliehkraftventil (3) ein Zweiwege-Sperrventil (3) in der Zulaufleitung (5) ist
• - der Schaltzylinder (2) über eine Steuerleitung (9) unmit­ telbar mit der Zulaufleitung (5) vor dem Fliehkraftventil (3) verbunden ist,
• - die hydrodynamische Einheit (1), baulich vereinigt mit der Überbrückungskupplung, dem Schaltzylinder (2) und dem Fliehkraftventil (3) zu einer kompakten Baugruppe (4), über nur zwei Ölleitungen (5, 6), die Zulaufleitung (5) und die Auslaßleitung ( 6), mit der Füllpumpe (7) und dem Behälter (8) verbunden ist und die Steuerleitung (9) nur inner­ halb der Baugruppe (4) verläuft.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzylinder (2) über ein Druck­ differenzventil (12) mit der Auslaßleitung (6) vor den Auslaß- Druckbegrenzungsventil (11) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehkraftventil (3) ein Sitzventil ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Dichtflächen (20) eben sind.

5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckdiffe­ renzventil (12) willkürlich steuerbar ist derart, daß eine Druckdifferenz zwischen der Zulaufleitung (5) vor dem Flieh­ kraftventil (3) und der Auslaßleitung (6) vor dem Auslaß- Druckbegrenzungsventil (11) bis auf Null abgesenkt werden kann.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Druckdifferenzventil (12) mittelbar über eine Leistungssteuereinrichtung eines Antriebsmotors steuerbar ist derart, daß ein Steigen der Leistung ein Sinken der Druckdifferenz bewirkt.

7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerleitung (9) eine Drosselstelle (10) angeordnet ist.