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Druckregelventil für das hydraulische Druckmittel zum Betätigen von
Schaltkupplungen und =bremsen in Kraftfahrzeugwechselgetrieben Die Erfindung bezieht
sich auf ein Druckregelventil für das hydraulische Druckmittel zum Betätigen von
Schaltkupplungen und -bremsen in Kraftfahrzeugwechselgetrieben. Bekannte Druckregelventile
dieser Art sind in Abhängigkeit vom Saugrohrunterdruck und damit der Drosselklappenstellung
des Antriebsmotors gesteuert. Es haben auch Konstruktionen Verwendung gefunden,
bei denen das Druckregelventil unmittelbar mechanisch mit dem Drosselklappenhebel
verbunden ist. Das bekannte Druckregelventil weist dabei zwei Kolben auf, von denen
der eine mit dem Drosselklappenhebel verbunden ist, während der zweite entgegen
der Wirkung der Feder mit dem zu regelnden Druckmittel beaufschlagte Kolben eine
mit der Druckleitung in Verbindung bringbare Auslaßöffnung derart steuert, daß mit
steigender Krafteinwirkung über die Feder auf den zweiten Kolben die Auslaßöffnung
geschlossen wird. Bei einer bekannten Ausführung dieser Art steuert der erste Kolben
ferner eine weitere Druckmittelöffnung. Hierbei wird diese Öffnung erst freigegeben,
wenn der Drosselklappenhebel über die Vollaststellung hinausbewegt wird. Hierdurch
wird ein Umschaltvorgang auf einen niedrigeren Gang eingeleitet. Mit der Druckregelung
selbst hat dieses Freigeben einer Öffnung bei der bekannten Ausführung nichts zu
tun.
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Als Nachteil hat es sich bei diesen Ausführungen jedoch ergeben, daß
die Schaltbremsen bzw. -kupplungen bei geschlossener Drosselklappe noch einem zu
starken Druck ausgesetzt sein können, so daß das Kraftfahrzeug unter Umständen zu
stoßen oder zu rütteln anfängt. Auch beim Schalten des Wechselgetriebes kann sich
hierbei ein ruckhaftes Fahren ergeben. Um diese Stöße zu vermeiden, hat man bereits
einen Freilauf vorgesehen, jedoch ist dies einerseits nur eine behelfsmäßige Lösung,
zum anderen ergeben sich hierdurch zusätzliche Kosten.
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Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung des Druckregelventils,
die diese Nachteile vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der mit dem Drosselklappenheben verbundene erste Kolben die Öffnung einer Druckleitung
derart steuert, daß diese beim Bewegen des Drosselklappenhebels aus seiner Ruhestellung
mit dem Raum zwischen den beiden Kolben verbunden ist.
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Dadurch erreicht man bei einem geringen Drehmoment des Antriebsmotors,
d. h. bei geschlossener Drosselklappe, eine sehr schwache Beaufschlagung der Schaltbremsen
und -kupplungen mit dem Druckmittel, so daß das Kraftfahrzeug ohne Schläge oder
Stöße geschaltet und zum Stillstand gebracht werden kann. Der Einbau eines zusätzlichen
Freilaufs kann infolgedessen entfallen. Bei leichter Öffnung der Drosselklappe wird
dagegen die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Schaltkupplungen und -bremsen sofort
stark erhöht, ebenfalls um das ruckhafte Fahren zu vermeiden. Beim weiteren Öffnen
der Drosselklappe wird der Druck wiederum erhöht, um das stärker werdende Drehmoment
des Antriebsmotors aufnehmen zu können.
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Es ist zwar bereits bekannt, den Raum zwischen den beiden Kolben einem
Flüssigkeitsdruck auszusetzen, jedoch wird dieser Flüssigkeitsdruck nicht von dem
mit der Drosselklappe verbundenen Kolben gesteuert. Bei einer anderen Vorrichtung
dieser letzteren Art ergibt sich bei steigender Drosselklappenöffnung ein absinkender
Druck, also gerade das Gegenteil wie bei der Erfindung.
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Vorzugsweise ist bei Zusteuerung von Druckflüssigkeit zum Zwischenraum
zwischen beiden Kolben auch die dem Zwischenraum abgelegene Stirnfläche
des
mit dem Drosselklappenhebel verbundenen ersten Kolbens mit der zugesteuerten Druckflüssigkeit
beaufscblagt, wobei dieser Kolben als gestufter Differenzkolben ausgebildet ist.
Dadurch wird an dem mit dem Drosselklappenhebel verbundenen ersten Kolben ein Kräfteausgleich
durchgeführt.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in teilweise
schematischer Darstellung, und zwar den Schnitt durch die Gesamtanordnung mit Pumpe
und Übertragungsgestänge vom Drosselklappenhebel.
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Der Ventilkörper 10 des Druckregelventiles weist in seiner Bohrung
eine Buchse 12 auf, welche einen Teil der Bohrung bildet, wobei die Bohrung auf
einem Abschnitt 13 einen geringeren Durchmesser als auf dem Abschnitt 14 aufweist.
Außerdem ist noch ein weiterer Abschnitt 47 mit einem mittleren Durchmesser vorgesehen.
Die so abgesetzte Bohrung enthält einen ersten, hohlen Kolben 17 und einen zweiten
hohlen Kolben 16, zwischen denen eine Schraubendruckfeder 18 gelagert ist, die sie
auseinanderdrückt. Ein Zwischenraum 15 ist zwischen den Kolben 16 und 17 vorgesehen.
Der Kolben 16 besitzt Abschnitte, die im Durchmesser denen der Bohrungen 13, 14,
47 angepaßt sind.
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Der Ventilkörper 10 weist einen Kanal 19 auf, der mit einer Druckleitung
20 verbunden ist. Diese ist ihrerseits an die Druckleitung der Pumpe 50 angeschlossen.
Die Druckleitung und die Leitung 20 sind außerdem durch einen Kanal 51 mit den Schaltkupplungen
und/oder -bremsen verbunden. Das Drucköl von der Pumpe 50 wirkt direkt auf das der
Feder 18 abgelegene Ende des Kolbens 16 ein und fließt zu einem Kanal 21, durch
welchen ein Teil des Öls zur Schmierung des Wechselgetriebes abgeleitet wird, und
ferner zu einer Auslaßöffnung 22, die vom Kolben 16 gesteuert wird.
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Die Druckleitung 20 ist durch eine weitere Druckleitung 24 mit einer
Öffnung 25 verbunden, die von dem im Durchmesser größeren Ansatz 26 des Kolbens
17 gesteuert wird. Der Kolben 17 weist einen kleineren Durchmesser zur Bildung eines
Raumes 27 zwischen ihm und der Bohrung auf und besitzt eine Öffnung 28, die zur
Verbindung zwischen dem Raum 27 und dem Kolbeninneren dient.
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An dem Kolben 16 befindet sich ein ringförmiger Umfangskanal
30 zur Verbindung mit einem Leckölkanal31 und ein weiterer ringförmiger Umfangskanal
32 zur Verbindung mit einem Kanal 33, durch welchen das Drucköl bei gewissen übersetzungsverhältnissen
geleitet wird, wenn das übertragungsdrehmoment hoch ist. Der Druck im Kanal 33 verringert
sich dabei, wenn das Antriebsmoment auf zwei Schaltkupplungen oder -bremsen verteilt
wird.
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Der Kolben 17 steuert eine Auslaßöffnung 35 und eine Leckölleitung
36, die mit einem rund um den Kolben geführten Umfangskanal 37 verbunden ist.
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Der Kolben 17 trägt einen Stift 40, der durch das Ende der Bohrung
aus dem Ventilkörper 10 herausragt und mit einem Ende auf einem Hebel 41 aufliegt.
Der Hebel 41 ist seinerseits über eine Zwischenstange 42 mit einem Drosselklappenhebel
43, z. B. dem Gaspedalhebel eines Kraftfahrzeuges, verbunden.
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Die Bewegung des Drosselklappenhebels 43 verändert die Spannung der
Feder 18 und steuert die Öffnungen 25 und 35.
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Wenn der Drosselklappenhebel 43, wie in der Zeichnung dargestellt,
die Stellung für geschlossene Drosselklappe einnimmt, deckt der Kolben 17 die Öffnung
25 ab und gibt die Auslaßöffnung 35 frei. In diesem Fall ist der Zwischenraum 15
druckfrei. Der geregelte Druck ist somit nur abhängig von der Spannung der Feder
18. Wenn der Drosselklappenhebel 43 leicht geöffnet ist, gibt der Kolben 17 die
Öffnung 25 frei und schließt die Auslaßöffnung 35. Der Druck wirkt dann innerhalb
des Zwischenraumes 15, in welchen die Druckflüssigkeit über den Raum 27 und die
Öffnung 28 des Kolbens 17 eintreten kann. Der Druck wirkt sich dann auf den Kolben
16 aus, wodurch sich eine beträchtliche Steigerung des Öldruckes in der Leitung
19, in der Druckleitung 20 und infolgedessen im Kanal 51 ergibt, der die
Druckleitung 20 mit den Schaltkupplungen und/oder -bremsen verbindet. Es ist der
Zeichnung deutlich zu entnehmen, daß diese Druckfläche wesentlich geringer ist als
die aus der Druckleitung 20 beaufschlagte, da der Durchmesser 13 kleiner als der
Durchmesser 14 ist.
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Wenn sich der Druck im Zwischenraum 15 auswirkt, beeinflußt er den
Kolben 17 an beiden Enden. Dadurch wird eine Steigerung der Belastung auf den Drosselklappenhebe143
vermieden, und der Durchmesser des Kolbens 17 bei 26 kann so bemessen sein, daß
der größte Teil der Belastung zur Überwindung der Kraft der Feder 18 dient, so daß
die Druckverhältnisse im Zwischenraum 15 ausgeglichen sind.
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Die Kanäle 31 und 36 dienen zur Ableitung etwaigen Lecköls. Der Umfangskanal
32 und der Abschnitt mit dem Durchmesser 47 werden bei ansteigendem Druck in der
Druckleitung 20 unter gewissen Bedingungen, z. B. bei allen übersetzungsverhältnissen,
ausgenommen bei direktem Antrieb, verwendet. Der Kanal 33 wird von einem oder mehreren
nicht dargestellten Ventilen gesteuert, welche die übersetzungsverhältnisse so auswählen,
daß der Druck bei einigen Übersetzungsverhältnissen freigegeben wird, bei anderen
jedoch nicht.
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Der Mindestdruck wird von der Federspannung unter entsprechenden Bedingungen
und bei geschlossenem Drosselklappenhebel43 gesteuert. Der plötzliche Druckanstieg,
der sich bei Freigabe der öfF nung 25 ergibt, ist abhängig von der Federspannung
und von den Druckangriffsflächen. Der allmähliche Druckanstieg bis zum Ende der
Öffnungsbewegung des Drosselklappenhebels 43 wird von den Werten der Feder 18 und
von der Abweichung in der Spannung, die sich bei geöffneter Drosselklappe ergibt,
beeinflußt. Die relativen Durchmesser 13 und 47 ermöglichen es, verschiedene Druckbereiche
für die unterschiedlichen Bedienungen des Vorganges auszuwählen, z. B. wenn der
Kanal 33 dem Druck geöffnet ist oder zum Auslaß dient.
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Der hauptsächliche Vorzug der Erfindung ist in einem verhältnismäßig
niedrigen Druck bei geschlossener Drosselklappe zu sehen. Dadurch ergibt sich eine
Schwächung der Gegenwirkung, vor allem am Ende der Bewegung, bei einem wesentlichen
Druckanstieg, wodurch eine Übertragung des Antriebs, sobald die Drosselklappe geöffnet
ist, ermöglicht wird. Die Feder 1.8 kann verhältnismäßig niedrige Werte für einige
Anwendungsarten haben, so daß der Druck bald das Maximum erreicht, wenn die Drosselklappe
geöffnet ist. Dies ist hauptsächlich notwendig, wenn die Erfindung in Verbindung
mit durch Öl betriebenen Antriebsmotoren angewendet wird. In einigen Fällen wird
die Drosselklappe, welche den Antriebsmotor steuert, von einem Fliehkraftregler
bewegt,
und bei geringer Geschwindigkeit ist es so möglich, das
volle Drehmoment zu erhalten, selbst wenn die Drosselklappe nur leicht geöffnet
ist. Bei einem mit Benzin betriebenen Antriebsmotor ist es ratsam, starke Änderungen
über den hauptsächlichen Bereich der Öffnungsbewegung zu haben, jedoch kann in irgendeinem
Fall der Druckanstieg der Öffnung des Kanals 25, 60 oder 7011/o des Maximaldruckes
betragen.