DE4136754C2 - Hydraulische Druckstufenschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Druckstufenschaltung zur Bereitstellung eines Teildrucks während eines ersten Zeitintervalls und nachfolgend eines den Teildruck übersteigenden vollen Arbeits­ drucks über ein Arbeitsdrucksteuerventil für die Steuerung einer oder mehrerer Kupplungen.

Die DE 38 10 345 A1 beschreibt eine Druckregeleinrichtung für einen Hydraulikkreis, die in Abhängigkeit von dem Eingangsdruck einen Teildruck oder einen Arbeitsdruck bereitstellt. Zwei auf unterschied­ lichen Öffnungsdruck eingestellte Drucksteuerventile stellen den vol­ len Arbeitsdruck oder den Teildruck bereit. Die Steuerung des Teildrucks erfolgt in Abhängigkeit von dem Eingangsdruck. Eine zeitab­ hängige Steuerung der Druckstufen ist bei dieser bekannten Einrich­ tung nicht möglich.

In Patent Abstracts of Japan, M-155, Sept. 11. 1982, Vol. 6, No. 178 ist eine Drucksteuereinrichtung zur Vermeidung von Druckstößen bei Druckumschaltung beschrieben. Bei einer Umschaltung von hohem auf niedrigen Druck wird das Drucksteuerventil gesperrt und durch ein Durchflußsteuerventil überbrückt. Diese Einrichtung ist bei einer zeitlich gesteuerten Druckstufenerhöhung nicht anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist, eine hydraulische Druckstufenschaltung der angegebenen Art zu schaffen, die eine möglichst schnelle Umschaltung auf den vollen Arbeitsdruck nach Ablauf des Teildruckintervalls und eine Einstellbarkeit der Dauer des Teildruckintervalls gestattet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Druckzufuhr zu dem Teildrucksteuerventil über einen zeitabhängi­ gen Schaltzylinder gesteuert wird. Nach Ablauf einer Schaltzeit wird der Teildruck gesperrt, und der volle Schaltdruck wird so möglichst schnell innerhalb eines Zeitintervalls von weniger als 0,5 s aufge­ baut.

In der Wartestellung wird die Stellung des Schaltzylinders da­ durch festgelegt, daß die die Druckfeder enthaltende Kammer des Schaltzylinders über eine Leitung mit der Steuerleitung verbunden ist.

Die Umschaltung des Schaltzylinders wird dadurch noch beschleu­ nigt, daß in die der Druckfeder gegenüberliegende Kammer des Schaltzy­ linders eine an die Kupplungsfülleitung angeschlossene Leitung mündet, die in der Wartestellung des 4/2-Wegeventils abgesperrt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 die Druckstufenschaltung in Wartestellung,

Fig. 2 in Füllstellung und

Fig. 3 ein Druck-Zeit-Diagramm.

Die Strömungsmittelquelle ist nicht dargestellt. Das Strömungs­ mittel strömt über eine Arbeitsdruckleitung 4 zu und über einen Rück­ lauf 11 wieder zurück.

Die gesamte Anordnung wird durch ein Systemdrucksteuerventil 5 mit einer Blende 6 und einem Filter 7 geregelt.

Die Füllung einer oder mehrerer nicht dargestellter Kupplungen erfolgt über ein 4/2-Wegeventil 9, das von Hand, elektrisch oder pneu­ matisch betätigt wird. In der Wartestellung des 4/2-Wegeventils 9 nach Fig. 1 ist die Arbeitsdruckleitung 4 mit einer Steuerleitung 10 ver­ bunden, deren Funktion noch in Einzelheiten erläutert wird. Außerdem ist der Rücklauf 11 mit einer Kupplungsfülleitung 12 verbunden, an die eine nicht dargestellte Kupplung angeschlossen ist.

Der Ausgang der Blende 6 führt einerseits über ein Arbeitsdruck­ steuerventil 13 und andererseits über ein Teildrucksteuerventil 14 und eine Durchflußkammer 16 eines Schaltzylinders 15 zum Rücklauf 11. In der Arbeitsdruckleitung 4 kann also einerseits der durch das Arbeits­ drucksteuerventil 13 eingestellte volle Arbeitsdruck und andererseits ein durch das Teildrucksteuerventil 14 eingestellter reduzierter Ar­ beitsdruck oder Teildruck anstehen.

Der Schaltzylinder 15 enthält einen Doppelkolben 17, dessen beide Kolbenscheiben 18 die Durchflußkammer 16 begrenzen. Eine Stirnwand 19 des Schaltzylinders 15 weist einen Durchgang für einen Schaltstift 20 mit einem Anlagebund 21 für die Stirnwand 19 auf. An der gegenüberlie­ genden Stirnwand 22 liegt eine Druckfeder 23 für den Doppelkolben 17 an. Die Wartestellung des Doppelkolbens 17 nach Fig. 1 ist durch den Anlagebund 21 des Schaltstifts 20 festgelegt. In dieser Wartestellung überbrückt die Durchflußkammer 16 die Ringkanäle 24, so daß ein freier Durchfluß zum Rücklauf 11 möglich ist. Eine mit der Kupplungsfüllei­ tung 12 verbundene Leitung 25 ist in der Wartestellung durch eine Kol­ benscheibe gesperrt. Eine in die Stirnwand 22 mündende Leitung 26 ist einerseits an die Steuerleitung 10 und andererseits über ein Rück­ schlagventil 27 und eine Drossel 28 an den Rücklauf 11 angeschlossen. Infolgedessen steht in der Wartestellung der Druck der Steuerleitung 10 in der an die Stirnwand 22 anschließenden Kammer des Schaltzylin­ ders 15 an.

An die Stirnwand 19 des Schaltzylinders 15 schließt sich ein Speicherzylinder 29 mit einem durch eine Feder 31 vorgespannten Kolben 30 an. Die die Feder 31 aufnehmende Zylinderkammer 35 ist über eine Leitung 32 mit dem Rücklauf 11 verbunden. Die gegenüberliegende Zylin­ derkammer 36 ist über eine Leitung 34 und die Drossel 28 mit dem Rück­ lauf 11 verbunden.

Die Arbeitsweise der Druckstufenschaltung wird anhand der Fig. 3 erläutert. In der Wartestellung der Druckstufenschaltung nach Fig. 1 ist die Kupplungsfülleitung 12 mit dem Rücklauf 11 verbunden, und es stellt sich der reduzierte Schaltdruck p_Kv oder Teildruck im System ein. Die Arbeitsdruckleitung 4 beaufschlagt über die Leitung 26 den Schaltzylinder 15 und über die Leitung 34 die Zylinderkammer 36 des Speicherzylinders 29 mit dem Arbeitsdruck. Der Rückfluß über die Dros­ sel 28 kann vernachlässigt werden. Die Kolben befinden sich in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung. Das Teildrucksteuerventil 14 ist wirksam und legt den Druck in der Arbeitsdruckleitung 4 und der Steuerleitung 10 fest.

Der Schaltvorgang wird durch Umschaltung des 4/2-Wegeventils 9 in die Stellung nach Fig. 2 eingeleitet. Die Kupplung wird innerhalb der Füllzeit t_r über die Kupplungsfülleitung 12 mit Strömungsmittel ge­ füllt, so daß sich der Fülldruck p_F einstellt. Nach Erreichen des Fülldrucks p_F steigt der Druck auf den reduzierten Arbeitsdruck oder Teildruck p_kv an, der durch das Teildrucksteuerventil 14 begrenzt ist. Andererseits ist die Steuerleitung 10 mit dem Rücklauf 11 verbunden. Infolgedessen sperrt das Rückschlagventil 27. Der Kolben 30 bewegt sich unter der Wirkung der Druckfeder 31 nach rechts. Aus der Zylin­ derkammer 36 des Speicherzylinders 29 strömt das Strömungsmittel über die Drossel 28 zum Rücklauf 11. An der Stellung des Schaltzylinders 15 ändert sich zunächst nichts, so daß der reduzierte Schaltdruck während eines Zeitintervalls t_v wirksam bleibt. Die Dauer dieses Zeitinter­ valls wird im wesentlichen durch die Drossel 28 festgelegt und ist einstellbar. Nach Ablauf dieses Zeitintervalls stößt der Kolben 30 an den Schaltstift 20 und bewegt den Doppelkolben 17 nach rechts. Dadurch wird der Ringkanal 24 abgesperrt, so daß das Teildrucksteuerventil 14 wirkungslos wird. Das Arbeitsdrucksteuerventil 13 wird wirksam. Der Druck steigt auf den vollen Arbeitsdruck p_K an. Der Druckanstieg muß innerhalb eines Zeitintervalls von maximal 0,5 s liegen. Dieser schnelle Druckanstieg wird durch die Auslegung des Schaltzylinders bestimmt. Im letzten Abschnitt der Bewegung des Doppelkolbens 17 er­ folgt eine Beschleunigung durch den über die Leitung 25 wirkenden Ar­ beitsdruck.

Claims (3)

1. Hydraulische Druckstufenschaltung zur Bereitstellung eines Teildrucks während eines ersten Zeitintervalls und nachfolgend eines den Teildruck übersteigenden vollen Arbeitsdrucks über ein Arbeits­ drucksteuerventil für die Steuerung einer oder mehrerer Kupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Arbeitsdrucksteuerventil (13) ein Teildrucksteuerventil (14) über eine Durchflußkammer (16) eines Schaltzylinders (15) mit einem Rücklauf (11) verbindbar ist, daß ein Doppelkolben (17) mit zwei Kolbenscheiben (18) innerhalb des Schaltzylinders (15) durch eine Druckfeder (23) in Anlage an einen Schaltstift (20) gehalten ist, wobei in einer ersten Stellung des Dop­ pelkolbens (17) der Einlaß und der Auslaß der Durchflußkammer (16) zwischen den Kolbenscheiben (18) liegen und miteinander Durchflußver­ bindung haben und in einer zweiten Stellung des Doppelkolbens (17) die Durchflußverbindung unterbrochen ist, daß in Reihe zu dem Schaltzylin­ der (15) ein Speicherzylinder (29) mit einem Kolben (30) angeordnet ist, der eine Druckfeder (31) vorspannt und über den der Schaltstift (20) betätigbar ist, daß die zwischen dem Kolben (30) des Speicherzy­ linders (29) und dem Schaltstift (20) gelegene Zylinderkammer (36) über eine Strömungsdrossel (28) mit der federseitigen Zylinderkammer des Speicherzylinders (29) und dem Rücklauf (11) und über ein Rück­ schlagventil (27) mit einer Steuerleitung (10) verbunden ist und daß die Steuerleitung (10) über ein 4/2-Wegeventil (9) in einer Wartestel­ lung an eine Arbeitsdruckleitung (4) angeschlossen ist, dessen weitere Anschlüsse mit einer Kupplungsfülleitung (12) und mit dem Rücklauf (11) verbunden sind, wobei in der Wartestellung des 4/2-Wegeventils ferner die Kupplungsfülleitung (12) mit dem Rücklauf (11) verbunden ist und in einer Füllstellung die Steuerleitung (10) mit dem Rücklauf (11) und die Arbeits­ druckleitung (4) mit der Kupplungsfülleitung (12) verbunden sind.

2. Hydraulische Druckstufenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Druckfeder (23) enthaltende Kammer des Schaltzylinders (15) über eine Leitung (26) mit der Steuerleitung (10) verbunden ist.

3. Hydraulische Druckstufenschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die der Druckfeder (23) gegenüberliegende Kammer des Schaltzylinders (15) eine an die Kupplungsfülleitung (12) angeschlos­ sene Leitung (25) mündet, die in der Wartestellung des 4/2-Wegeventils (9) abgesperrt ist.