DE3937939A1 - Steuereinrichtung fuer eine reibschluessige ueberbrueckungskupplung eines hydrodynamischen drehmomentwandlers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für eine reibschlüssige Überbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers, deren axial verlagerbares Kuppelelement zum Ein- und Ausrücken der Überbrückungskupplung an seinen Stirnseiten aus Betätigungsräumen druckbeaufschlagbar ist, die über Regelventile an ein Hauptdrucksystem angeschlossen sind, mit einer an ein Schmiersystem eines dem Drehmomentwandler nachgeordneten Getriebes angeschlossenen Schmiermittelleitung, die mit einem gesteuerten Rücklauf des zum Einrücken der Überbrückungskupplung dienenden Betätigungsraumes verbunden ist und einen Kühler aufnimmt.

Eine Steuereinrichtung der vorgenannten Gattung ist aus der DE-OS 31 30 871 bekannt. Aus dem Hauptdrucksystem der Steuereinrichtung wird über Regelventile den Betätigungsräumen der Überbrückungskupplung wahlweise Druckmittel zugeführt, so daß sich die Überbrückungskupplung in einem eingerückten, ausgerückten oder schlupfenden Zustand befindet. An einen Rücklauf des einen Regelventils, der wahlweise mit einem der beiden Betätigungsräume verbindbar ist, schließt sich die Schmiermittelleitung an, die über den Ölkühler zum Schmiersystem des Getriebes führt. Bei eingerückter Überbrückungskupplung gelangt nur in der Anfangsphase eine geringe Schmiermittelmenge aus dem zur Ausrückung dienenden Betätigungraum über den Kühler zu den Schmierstellen des Getriebes. Ein völliger Zusammenbruch des Schmiermitteldruckes, der zu Beschädigungen des Getriebes führen kann, tritt dann ein, wenn sich der Steuerschieber des Regelventils in seiner Mittelstellung befindet, so daß weder aus dem Wandlerinnenraum, noch aus der Hauptdruckleitung Schmiermittel über den Kühler zu den Schmierstellen gelangen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu vermeiden und eine Steuereinrichtung der genannten Gattung derart weiterzubilden, daß stets eine ausreichende Schmiermittelmenge über den Kühler zu den Schmierstellen des Getriebes gelangt.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß vor dem Kühler in die Schmiermittelleitung ein Zweig der Hauptdruckleitung einmündet. Wird nunmehr aufgrund der Stellungen der Regelventile die am Kühler und an den Schmierstellen anstehende Schmiermittelmenge verringert, so speist dieser Zweig der Hauptdruckleitung in die Schmiermittelleitung die fehlende Menge ein. Entsprechende Zustände können bei eingerückter oder schlupfgeregelter Überbrückungskupplung eintreten, wenn an dem Rücklauf des zum Einrücken der Überbrückungskupplung dienenden Betätigungsraumes kein Druckmittel abgeführt wird.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben. Gemäß Anspruch 2 soll an der Verbindungsstelle von Schmiermittelleitung und dem Zweig der Hauptdruckleitung ein Druckregelventil angeordnet sein, das mit dem Druck der Schmiermittelleitung vorgesteuert ist. Nimmt der Druck in der Schmiermittelleitung zu, so reduziert dieses Druckregelventil die Einspeisung aus dem Zweig der Hauptdruckleitung in entsprechender Weise. Somit kann der Druck in der Schmiermittelleitung weitgehend konstant gehalten werden.

Dem Anspruch 3 zufolge kann in dem Zweig der Hauptdruckleitung und/oder ausgangsseitig des Druckregelventils ein Drosselventil angeordnet sein. Diese einzeln oder paarweise vorhandenen Drosselventile sollen den Druckmittelstrom aus der Hauptdruckleitung etwas reduzieren, da bei geregelter oder geschlossener Überbrückungskupplung ein geringerer Druckmittelfluß über den Kühler erforderlich ist als im reinen Wandlerbetrieb, bei dem sich das Druckmittel stark erwärmt.

Weiterhin soll nach Anspruch 4 bei einer Steuereinrichtung mit einem elektromagnetischen, von einem Steuergerät beherrschten Drucksteuerventil, das den Druck in einer Vorsteuerleitung der Regelventile einstellt, jedem Betätigungsraum ein den Betätigungsdruck einstellendes Regelventil zugeordnet sein, wobei beide Regelventile über einen, von dem Steuergerät mittels des Drucksteuerventils eingestellten Vorsteuerdrucks beaufschlagbar sind. Über diese beiden mechanisch voneinander getrennt wirkenden Regelventile lassen sich zum einen präzise aufeinander abgestimmt die Betätigungsräume mit Druck beaufschlagen oder in einen drucklosen Zustand steuern, und es läßt sich der Druckmittelablauf zum Rücklauf hin und folglich zur Schmiermittelleitung und zum Kühler steuern.

Weiterhin können gemäß Anspruch 5 in einer ersten Endstellung der beiden Regelventile, bei geringem Vorsteuerdruck bzw. Vorsteuerdruck gleich Null, der zum Ausrücken dienende Betätigungsraum über das erste Regelventil mit dem Hauptdrucksystem verbunden und der andere Betätigungsraum über beide Regelventile zum Rücklauf hin geöffnet sein. In diesem Zustand, der durch beide Regelventile eingestellt ist, fließt das Druckmittel aus dem zum Einrücken der Überbrückungskupplung dienenden Betätigungsraum in die Schmiermittelleitung, wobei der Zweig der Hauptdruckleitung über das Druckregelventil bei einem Druckabfall eine fehlende Schmiermittelmenge einspeist. Weiterhin können nach Anspruch 6 in einer zweiten Endstellung der beiden Regelventile, bei maximalem Vorsteuerdruck, der zum Einrücken dienende Betätigungsraum über das zweite Regelventil mit dem Hauptdrucksystem verbunden und der zum Ausrücken dienende Betätigungsraum über das erste Regelventil zu einem Ablauf hin geöffnet sein. In dieser Endstellung wird das Druckmittel aus dem zum Ausrücken der Überbrückungskupplung dienenden Betätigungsraum drucklos in den Tank abgeführt, während allein aus der Hauptdruckleitung über das Druckregelventil Schmiermittel in die Schmiermittelleitung und somit in den Kühler gelangt. Auf diese Weise besteht auch in dieser Schaltstellung der Steuereinrichtung eine Schmiermittelversorgung der Schmierstellen des Getriebes bei ausreichender Kühlung des verwendeten Mediums. Auch in den Zwischenstellungen der Steuereinrichtung, in denen an der Überbrückungskupplung ein Schlupfzustand eingehalten wird, sind derartige Bedingungen erfüllt.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist.

In der Fig. ist mit 1 eine Kurbelwelle einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine bezeichnet, die ein Pumpenrad 2 eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 3 antreibt. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 3 weist außerdem ein Turbinenrad 4 auf, das mit einer Eingangswelle 5 eines schematisch dargestellten Zahnräderwechselgetriebes verbunden ist. Eine zwischen Pumpenrad 2 und Turbinenrad 4 angeordnete Überbrückungskupplung 7 überträgt im eingerückten Zustand das gesamte Antriebsdrehmoment von der Kurbelwelle 1 zur Eingangswelle 5 unter Umgehung des Drehmomentwandlers 3. Zu diesem Zweck weist die Überbrückungskupplung 7 ein axial verlagerbares als Reibscheibe ausgebildetes Kuppelelement 8 auf, das reibschlüssig mit einem Abschnitt eines Pumpengehäuses 9 zusammenwirkt. Die Verstellung des Kuppelelements 8 in seine ein- bzw. ausgerückte Stellung erfolgt mittels eines ersten und zweiten Betätigungsraumes 10 und 11, die jeweils stirnseitig des axial verlagerbaren Kuppelelements 8 angeordnet sind.

Eine Hydraulikpumpe 12 fördert Druckmittel in eine Hauptdruckleitung 13, an welche ein Druckreduzierventil 14, ein erstes Regelventil 15 und ein zweites Regelventil 16 angeschlossen sind. Weiterhin führt diese Hauptdruckleitung 13 zu einem nicht dargestellten Steuersystem des Zahnräderwechselgetriebes 6. Dem Druckreduzierventil 14 ist ein Drucksteuerventil 17 nachgeordnet, das eine Ablaufleitung 18 zum Tank stromproportional auf- oder zusteuert. Dieses Drucksteuerventil 17 ist betätigt von einem Steuergerät 19 und beherrscht den Druck in seiner ausgangsseitigen Vorsteuerleitung 20.

Dem Steuergerät können in bekannter Weise bestimmte Betriebsparameter der Brennkraftmaschine oder des Getriebes zugeführt werden, woraufhin das Steuergerät 19 das Drucksteuerventil 17 mit einem entsprechenden Steuerstrom versorgt, der eine proportionale Verstellung dieses Drucksteuerventils 17 bewirkt. Die Vorsteuerleitung 20 ist angeschlossen an ein Dämpfungsglied 21 sowie einen stirnseitigen Vorsteuerraum 22 des ersten Regelventils 15 und an einen stirnseitigen Vorsteuerraum 23 des zweiten Regelventils 16. Das erste Regelventil 15 weist einen Steuerschieber 24 auf, der wiederum mit Steuerkolben 24 a, b und c versehen ist. Dem Vorsteuerraum 22 gegenüberliegend belastet eine Feder 25 den Steuerschieber 24. Im Innern des Regelventils 15 wirken mit den Steuerkolben 24 a bis c Ringräume 26 a bis 26 f zusammen. An den Ringraum 26 a ist die Hauptdruckleitung 13 angeschlossen, während von dem Ringraum 26 b eine erste Betätigungsleitung zum ersten Betätigungsraum 10 der Überbrückungskupplung 7 führt. Die Ringräume 26 c und 26 f dienen zur drucklosen Entleerung in den Tank, während Ringraum 26 d mit einer Schmiermittelleitung 28 und Ringraum 26 e mit einer zum zweiten Regelventil 16 führenden Verbindungsleitung 29 verbunden sind.

Das zweite Regelventil 16 hat einen Steuerschieber 30 mit Steuerkolben 30 a bis 30 c, der an seinem dem Vorsteuerraum 23 gegenüberliegenden Ende mittels einer Feder 31 belastet ist. Weiterhin weist das zweite Regelventil 16 in seinem Inneren Ringräume 32 a bis 32 d auf. Ein Ringraum 32 a dient zur drucklosen Ableitung des Druckmediums in den Tank. Über Ringraum 32 b ist das zweite Regelventil 16 an die Verbindungsleitung 29 angeschlossen, während Ringraum 32 c über eine zweite Betätigungsleitung 33 mit dem zweiten Betätigungsraum 11 der Überbrückungskupplung 7 in Verbindung steht. Angeschlossen an den Betätigungsraum 32 d ist die Hauptdruckleitung 13.

Von der Hauptdruckleitung 13 führt ein Zweig 34 zu einem Druckregelventil 35, welches über den in der Schmiermittelleitung 28 herrschenden Druck vorgesteuert ist. Das Druckregelventil 35 hat einen federbelasteten Steuerschieber 36 mit Steuerkolben 36 a und b sowie Ringräume 37 a bis c. Ein Ringraum 37 a ist verbunden mit dem Zweig 34 der Hauptdruckleitung 13, während am Ringraum 37 b ein mit einem Drosselventil 38 versehener Abschnitt der Schmiermittelleitung 28 verbunden ist. Ringraum 37 c führt drucklos zum Tank.

Die Schmiermittelleitung 28 nimmt einen Kühler 39 auf, der als Öl-/Wasser-Wärmetauscher oder Öl-/Luft- Wärmetauscher ausgebildet sein kann. Anschließend führt die Schmiermittelleitung zu Schmierstellen 40 des Zahnräderwechselgetriebes 6, die im einzelnen nicht dargestellt sind. Im Zweig 34 der Hauptdruckleitung 13 ist ein Drosselventil 41 angeordnet, während die Schmiermittelleitung 28 in einem Bereich vor der Einspeisung über das Druckregelventil 35 eine Drossel 42 aufweist.

Die Funktion der dargestellten Steuereinrichtung ist folgende:

In der Darstellung befinden sich die beiden Regelventile 15 und 16 in einer Stellung, in welcher sie die Überbrückungskupplung 7 in ihre ausgerückte Stellung betätigen, d. h., das gesamte Antriebsmoment der Kurbelwelle 1 fließt über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 3. Zu diesem Zweck hat das Steuergerät 19 aufgrund ihm zugeführter Betriebsparameter von Brennkraftmaschine und/oder Zahnräderwechselgetriebe das Drucksteuerventil 17 derart verstellt, daß der Druck in der Vorsteuerleitung 20 einen Minimalwert angenommen hat, so daß sich die beiden Regelventile 15 und 16 in ihrer unteren Stellung befinden. Aus der Hauptdruckleitung 13 gelangt über die miteinander verbundenen Ringräume 26 a und 26 b Druckmittel in die erste Betätigungsleitung 27 und somit in den ersten Betätigungsraum 10. Ein Druckmittelstrom aus dem zweiten Betätigungsraum 11 fließt über die zweite Betätigungsleitung 33, über die zueinander geöffneten Ringräume 32 c und 32 b die Verbindungsleitung 29, zueinander geöffnete Ringräume 26 e und 26 d des ersten Regelventils 15 und die Schmmiermittelleitung 28 sowie den Kühler 39 zu den Schmierstellen 40. Der vor dem Kühler 39 in der Schmiermittelleitung 28 herrschende Druck wird vom Druckregelventil 35 überwacht, und es wird, sofern dieser Druck einen Grenzwert unterschreitet, eine Schmiermittelmenge aus dem Zweig 34 über die Ringräume 37 a und 37 b in die Schmiermittelleitung eingespeist. Überschreitet der Druck in der Schmiermittelleitung einen oberen Grenzwert, so steuert das Druckregelventil 35 über den Ringraum 37 c eine überschüssige Druckmittelmenge ab. Auf diese Weise kann für eine konstante den Kühler 39 durchströmende und den Schmierstellen 40 zugeführte Schmiermittelmenge gesorgt werden. Zur Überführung der Überbrückungskupplung 7 in einen Schlupfzustand, in welchem die Überbrückungskupplung 7 einen Teil des Antriebsdrehmoments überträgt, oder in einen eingekuppelten Zustand, in welchem die Überbrückungskupplung 7 für eine reibschlüssige Verbindung von Kurbelwelle 1 und Eingangswelle 5 sorgt, verschließt das stromproportional wirkende Drucksteuerventil 17 aufgrund des ihm vom Steuergerät 19 zugeführten Stroms die Ablaufleitung 18 in entsprechender Weise. Dadurch steigt der Druck in der Vorsteuerleitung 20 und folglich auch in den Vorsteuerräumen 22 und 23 der beiden Regelventile 15 und 16 an. In einer Endstellung der beiden Regelventile 15 und 16 ist über den Steuerschieber 24 des ersten Regelventils 15 der erste Betätigungsraum 10 über seine erste Betätigungsleitung 27 und Ringräume 26 b und 26 c zum Tank hin drucklos geöffnet. Am Regelventil 16 nimmt der Steuerschieber 30 eine Stellung ein, in welcher sein Steuerkolben 30 c eine Verbindung von Hauptdruckleitung 13 und zweiter Betätigungsleitung 33 herstellt. Das Kuppelelement 8 wird somit über den druckbeaufschlagten zweiten Betätigungsraum 11 in seine eingerückte Stellung verschoben. In diesem Zustand ist am ersten Regelventil 15 die Schmiermittelleitung 28 zwar über den Steuerkolben 24 b abgesperrt, über den Zweig 34 der Hauptdruckleitung 13 wird aber je nach der Stellung des Druckregelventils 35 mehr oder weniger Druckmittel in die Schmiermittelleitung 28 eingespeist, das über den Kühler 39 fließend zu den Schmierstellen 40 des Zahnräderwechselgetriebes 6 gelangt. Somit ist auch in dieser Stellung ein einwandfreier Schmiermittelfluß zu den Schmierstellen 40 gewährleistet. Die beiden Drosselventile 38 und 41 reduzieren in dieser Stellung der Steuereinrichtung den Schmiermittelfluß aus der Hauptdruckleitung, da andernfalls aufgrund des Druckniveaus in der Hauptdruckleitung unerwünschte Schaltvorgänge am Druckregelventil 35 ausgelöst würden. Selbstverständlich wird die Überbrückungskupplung 7 mittels der Steuereinrichtung nicht nur in den ein- oder ausgerückten Zustand mit den Endstellungen der beiden Regelventile 15 und 16 verstellt. Die Regelventile 15 und 16 können über das Drucksteuerventil 17 auch in Stellungen bewegt werden, die zu einem Schlupfzustand der Überbrückungskupplung 7 führen. In diesem Schlupfzustand wird dann ebenfalls mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung für eine ausreichende Schmiermittelzufuhr zu den Schmierstellen 40 des Zahnräderwechselgetriebes 6 und zu einer ausreichenden Kühlung des Druckmediums über den Kühler 39 gesorgt.

Bezugszeichen

 1 Kurbelwelle
 2 Pumpenrad von 3
 3 hydrodynamischer Drehmomententwandler
 4 Turbinenrad von 3
 5 Eingangswelle
 6 Zahnräderwechselgetriebe
 7 Überbrückungskupplung
 8 Kuppelelement
 9 Pumpengehäuse
10 erster Betätigungsraum
11 zweiter Betätigungsraum
12 Hydraulikpumpe
13 Hauptdruckleitung
14 Druckreduzierventil
15 erstes Regelventil
16 zweites Regelventil
17 Drucksteuerventil
18 Ablaufleitung
19 Steuergerät
20 Vorsteuerleitung
21 Dämpfungsglied
22 Vorsteuerraum von 15
23 Vorsteuerraum von 16
24 Steuerschieber von 22
24 a-c Steuerkolben von 22
25 Feder von 22
26 a-f Ringräume von 22
27 erste Betätigungsleitung
28 Schmiermittelleitung
29 Verbindungsleitung
30 Steuerschieber von 16
30 a-c Steuerkolben von 16
31 Feder von 16
32 a-d Ringräume von 16
33 zweite Betätigungsleitung
34 Zweig von 13
35 Druckregelventil
36 Steuerschieber von 35
36 a+b Steuerkolben von 35
37 a-c Ringräume von 35
38 Drosselventil
39 Kühler
40 Schmierstellen von 6
41 Drosselventil
42 Drossel

Claims (6)

1. Steuereinrichtung für eine reibschlüssige Überbrückungskupplung (7) eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers (3), deren axial verlagerbares Kuppelelement (8) zum Ein- und Ausrücken der Überbrückungskupplung (7) an seinen Stirnseiten aus Betätigungsräumen (10, 11) druckbeaufschlagbar ist, wobei die Betätigungsräume (10, 11) über Regelventile (15, 16) an ein Hauptdrucksystem angeschlossen sind, mit einer an ein Schmiersystem (Schmierstellen 40) eines dem Drehmomentwandler (3) nachgeordneten Zahnräderwechselgetriebes (6) angeschlossenen Schmiermittelleitung (28), die mit einem gesteuerten Rücklauf (Ringraum 26 d) des zum Einrücken der Überbrückungskupplung (7) dienenden Betätigungsraumes (11) verbunden ist und einen Kühler (39) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Kühler (39) in die Schmiermittelleitung (28) ein Zweig (34) der Hauptdruckleitung (13) einmündet.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Verbindungsstelle von Schmiermittelleitung (28) und Zweig (34) der Hauptdruckleitung (13) ein Druckregelventil (35) angeordnet ist, das mit dem Druck der Schmiermittelleitung (28) vorgesteuert ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zweig (34) der Hauptdruckleitung (13) und/oder ausgangsseitig des Druckregelventils (35) ein Drosselventil (38, 41) angeordnet ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Betätigungsraum (10, 11) ein den Betätigungsdruck einstellendes Regelventil (15, 16) zugeordnet ist, wobei beide Regelventile (15, 16) über einen von einem elektrischen Drucksteuerventil (17) einstellbaren Vorsteuerdruck beaufschlagbar sind.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Endstellung der beiden Regelventile (15, 16), bei geringem Vorsteuerdruck bzw. Vorsteuerdruck gleich Null, der zum Ausrücken dienende Betätigungsraum (10) über das erste Regelventil (15) mit dem Hauptdrucksystem (Hauptdruckleitung 13) verbunden und der andere Betätigungsraum (11) über beide Regelventile (15, 16) zum Rücklauf hin geöffnet sind.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiten Endstellung der beiden Regelventile (15, 16), bei maximalem Vorsteuerdruck, der zum Einrücken dienende Betätigungsraum (11) über das zweite Regelventil (16) mit dem Hauptdrucksystem (Hauptdruckleitung 13) verbunden und der zum Ausrücken dienende Betätigungsraum (10) über das erste Regelventil (15) zu einem Ablauf (Ringraum 26 c) hin geöffnet sind.