DE2724233A1

DE2724233A1 - Hydraulische einrichtung zum gesteuerten, zeitlich verzoegerten druckaufbau in einer kupplung oder bremse

Info

Publication number: DE2724233A1
Application number: DE19772724233
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ridder; Wilheilm Fr Dr Ing Schaefer
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1977-05-25
Filing date: 1977-05-25
Publication date: 1978-11-30
Also published as: US4179887A; FR2392289B1; NL7802794A; JPS53146325A; DE2724233B2; BR7803305A; GB1603571A; FR2392289A1; ES468618A1; SU867327A3

Description

Dipl -Ing. W. Meissner

DipL-hij. Ψ. E. uliissner _ U ·

Dipi.-lnr 'AA. treting
1 Bariin 33 (Grunewald), HertertstraBl 22

FaI I-Nummer 11

2 5. MAI 1977

Mannesmann Aktiengesellschaft, Düsseldorf

"Hydraulische Einrichtung zum gesteuerten, zeitlich verzögerten Druckaufbau in einer Kupplung oder Bremse"

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Einrichtung zum gesteuerten, zeitlich verzögerten Druckaufbau in einer Kupplung oder Bremse eines unter Last schaltbaren Getriebes, bestehend aus einer Druckmittelpumpe im wesentlichen konstantem Fördervolumens, einer an die Druckleitung an die Pumpe angeschlossenen Schaltleitung der Kupplung bzw. Bremse, einem in der Schaltleitung vorgesehenen Vorsteuerventil und einer auf den Druck in der Schaltleitung einwirkenden, vom Vorsteuerventil auslösbaren Drucksteuervorrichtung, die einen vom Druckmittel beidseits beaufschlagbaren Stufenkolben, ein einstellbares Drosselventil, wobei das Drosselventil zwischen dem Vorsteuerventil und der großflächigen Seite des Stufenkolbens angeordnet ist,und ein Rückschlagventil zur SchneiIentlastung dieser Kolbenseite enthält.

Durch die DT-AS 25 12 778 ist eine hydraulische Einrichtung bekannt, bei der die Drucksteuervorrichtung im Übergang von der Druckleitung einer Pumpe zur Schaltleitung eingebaut ist und bei der innerhalb der Drucksteuervorrichtung die Entlastungsleitung der Kupplung oder Bremse

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von der Steuerleitung abzweigt. Der Stufenkolben hat hier die Funktion, beim Einschalten der Kupplung die Entlastungsleitung allmählich zu verschließen, um so einen gesteuerten Druckaufbau zu erreichen. Die Kupplung oder Bremse wird also beim Einschalten durch einen von null auf den Küpplungsdruck allmählich ansteigenden Druck beaufschlagt, da der Stufenkolben die Entlastungs leitung so weit freigeben muß, daß ein Abschalten der Kupplung oder Bremse tatsächlich eine Schnei !entlastung derselben möglich ist.

Beim Betrieb eines unter Last schaltbaren Getriebes, das die Kupplung oder Bremse enthält, ist jedoch in der Regel nicht nur die Kupplung oder Bremse mittels Drucköl zu- oder abzuschalten, vielmehr wird auch Drucköl, beispielsweise für eine Umlaufschmierung, gebraucht. ~ Der erforderliche Betriebsdruck dieses Verbrauchers ist meist niederer als der Schaltdruck der Kupplung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen derartigen Drucköl verbraucher und die hydraulische Einrichtung zum Schalten der Kupplung oder Bremse an eine gemeinsame Druckmittel pumpe anschließbar zu gestalten, ohne eine ungünstige gegenseitige Beeinflussung in Kauf nehmen zu müssen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Gestaltung der hydraulischen Einrichtung bereitzustellen, wenn das unter Last schaltbare Getriebe zwei abwechselnd zum Einsatz kommende Kupplungen oder Bremsen enthält.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß von der Druckleitung der Pumpe die Förderleitung eines bei einem Teildruck des Kupplungsdruckes arbeitenden Verbrauchers abgezweigt und die Drucksteuervorrichtung in der Förderleitung angeordnet ist und zwischen dem pumpenseitigen und dem verbraucherseitigen Anschluß der Förderleitung ein mit dem einseitig vom Förderleitungsdruck beaufschlagten Stufenkolben verbundenes Drosselorgan enthält, und daß der Zulauf des Drosselventils zwischen dem Vorsteuerventil und der Kupplung bzw. Bremse aii die Schaltleitung angeschlossen ist.

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Durch die Erfindung wird erreicht, daß ein DrucköIverbraucher und die Kupplung oder Bremse von einar gemeinsamen Druckmittel pumpe gespeist werden können. Außerdem steht, sobald das Vorsteuerventil öffnet, bereits ein Teildruck des Kupplungsdruckes an, so daß der Schaltvorgang der Kupplung selbst sofort einsetzt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch sieht vor, daß der Zulauf des Drosselventils von einer durchgehenden Steuerbohrung des Gehäuses der Drucksteuervorrichtung abzweigt, daß in der Steuerbohrung ein Steuerkolben fliegend, und zwischen zwei Anschlägen verschieblich angeordnet ist, daß der Abstand der Anschläge größer ist als die axiale Länge des Steuerkolbens, daß der Abzweig des Zulaufs von der Steuerbohrung in der Mitte zwischen den Anschlägen liegt, daß an einer Seite der Steuerbohrung eine zur Schaltleitung führende Steuerleitung, an der anderen Seite der Steuerbohrung eine zweite zu einer zweiten, von der Druckleitung der Pumpe abzweigende Steuerleitung einer zweiten Kupplung oder Bremse angeschlossen ist.

Diese Ausführung der Erfindung ermöglicht es, efn und dieselbe Drucksteuervorrichtung für den wahlweisen Betrieb zweier Kupplungen oder Bremsen einzusetzen, während nach dem Stand der Technik für jede Kupplung oder Bremse eine Drucksteuervorrichtung erforderlich ist.

Auf die weiteren Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Patentanspruch und 4 sei verwiesen.

Die beigefügten Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, in schematischer Darstellung. Es zeigt

Fig. 1 eine hydraulische Einrichtung zum gesteuerten Druckaufbau in wahl weiser einer von zwei Kupplungen oder Bremsen,

Fig. 2 die Drucksteuervorrichtung aus Fig. 1 als vereinfachte Schnittzeichnung,

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Fig. 3 - Fig. 5 drei verschiedene Betriebsstellungen der Drucksteuervorrichtung nach Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Einrichtung besteht im wesentlichen aus einer Druckmittel pumpe 1 mit einer Saugleitung 2, einem Pumpenbehälter 3 und einer Druckleitung 4, einer ersten Kupplung oder Bremse 11a, einer zweiten Kupplung oder Bremse 11b, einem beiden zugeordneten Vorsteuerventil 8, einer Drucksteuervorrichtung 9 und einem Verbraucher 7. Der Verbraucher 7, beispielsweise Schmierdüsen, und die Kupplungen oder Bremsen 11a und 11b sind bei einer Antriebsanlage unmittelbar dem nicht dargestellten Getriebe zugeordnet.

Die Druckleitung 4 der Druckmittelpumpe 1 geht in eine Schaltleitung über, die sich in dem als Doppelventil ausgebildeten Vorsteuerventil 8 in die Schaltleitungsabschnitte 5 a und 5 b verzweigt.

Von der Druckleitung 4 zweigt weiterhin eine Förderleitung 6 des Verbrauchers 7 ab, in der die Drucksteuervorrichtung 9 angeordnet ist und deren hinter der Drucksteuervorrichtung 9 liegender Teil der Förderleitung mit 6 a bezeichnet ist.

Die Drucksteuervorrichtung 9 enthält einen symbolisch angedeuteten Stufenkolben 12, der mit einem Drosselorgan 13 gekoppelt ist und auf der kleineren Kolbenseite unter dem in der Förderleitung 6 herrschenden Druck steht, während bei eingeschalteter Kupplung oder Bremse 11a über eine Steuerleitung 1o a ein Umsteuerorgan 16 und einen Zulauf 17, der über eine Drossel 14 allmählich aufgebaute Schaltdruck lastet. Ein Kanal 18 hält ein Rückschlagventil 15, das über einen Kanal mit dem Stufenkolbenraum verbunden ist. Eine Leitung 2o, an die eine ebenfalls an den Stufenkolbenraum angeschlossene Leitung angeschlossen ist, führt zum Pumpenbehälter 3 zurück, ebenso wie ' eine Entlastungsleitung 21.

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Der Anschluß und die Funktion der eben aufgezählten Teile der Drucksteuervorrichtung 9 wird beim Studium von Fig. 2 deutlich, die nachfolgend beschrieben wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Drucksteuervorrichtung 9 besteht im wesentlichen aus einem mittleren Gehäuseteil 49 mit einer durchgehenden abgesetzten Längsbohrung für den Stufenkolben 12, einem Gehäusedeckel 3o und einem Gehäusedeckel 36. Der Gehäusedeckel ist hier einstückig gezeichnet, er wird jedoch in der Praxis aus mehreren Scheiben zusammengesetzt sein, um die in ihm untergebrachten Bohrungen, Kanäle und Steuermittel fertigen zu können. Auch sind hier einer deutlichen Darstellung wegen alle Kanäle und Steuermittel in eine Ebene projiziert gezeichnet.

Der Stufenkolben 12 besteht aus einem kleineren, vom Steuerleitungsdruck beaufschlagten Kolben 26, der mit dem Drosselorgan 13 einstückig ausgebildet ist, und über das Drosselorgan 13 auf einem äußeren Anschlag 28 aufsitzt, der über eine Stelleinrichtung 29 verstellbar und mit dem Gehäusedeckel 3o verbunden ist. Dem kleineren Kolben 26 ist der kleinere Kolbenraum 24 als Teil der abgesetzten Bohrung zugeordnet. Der größere Kolben 25, der in einem größeren Kolbenraum 23 liegt, ist über eine Druckfeder 27 m it dem kleineren Kolben 26 verbunden. Die Druckfeder 27 ist hier als zwei konzentrisch ineinandergelegte Schraubenfedem gezeichnet. Der größere Kolben 25 liegt unter der Wirkung dieser Druckfeder 27 an einem entsprechenden äußeren Anschlag 37 an, der über eine Stellvorrichtung 38 einstellbar ist.

Ein Pfeil 31 symbolisiert den Drucköleinlaß am Anschluß der Förderleitung 6, ein weiterer Pfeil 32 den Druckölauslaß am Anschluß des FörderteitungsteiIes 6 a. Der Drucköleinlaß 31 mündet in einen Einlaßringkanal 33, der den kleineren Kolbenraum 24 umgibt, ebenso wie ein durch eine Sperre 34 abgesetzter Ringraum 35, an den der Druckölauslaß 32 angeschlossen ist.

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Im oberen Teil der Fig. 2 sind am Gehäusedeckel 36 die Anschlüsse der Steuerleitungen 1o a und "Io b erkennbar. Die Steuerleitungen 1o a und 1o b münden in eine durchgehende Steuerbohrung 41, in der ein Steuerkolben 42 fliegend und zwischen zwei symbolisch angedeuteten Anschlägen 43 und 44 verschieblich angeordnet ist. In der Mitte zwischen den Anschlägen 43 und 44 zweigt der Zulauf 17 der Drossel 14 ab, die über eine Stellspindel 39 einstellbar ist. Zum Einstellen der Drossel 14 muß ein eingeschraubter Deckel 4o gelöst werden. Gegenüber dem Zulauf 17 ist der Kanal 18 abgezweigt, der zu einer durch einen Deckel 47 verschlossenen Ablaßbohrung 46 führt, in der ein Kolben 45 als Teil des Rückschlagventil fliegend angeordnet ist. Der Kolben 45 versperrt in der gezeigten Stellung, in der er unter der Auflast des über die Steuerleitung 1o b anstehenden Schaltdruckes steht, die Leitung 2o. Die Ablaßbohrung 46 ist über einen Kanal m it dem größeren Kolbenraum 23 verbunden.

Wird die Steuervorrichtung 9 nach Fig. 2 über den Drucköleinlaß mit Drucköl beaufschlagt, so gelangt dieses über Drossel schlitze der Drossel 13 an die Kolbenfläche des kleineren Kolbens 26 und schiebt den kleineren Kolben 26 gegen die Wirkung der Druckfeder in Richtung auf den größeren Kolben 25. in die in Fig. 3 gezeigte Stellung, bei der größere Kolben weiter am entsprechenden äußeren Anschlag 37 anliegt. Die Drossel schlitze 48 reichen dabei weit in den Ringraum 35 hinein und gestatten einen reichlichen Durchfluß an Schmieröl bei dem entsprechenden Teildruck des Schaltdruckes. Der Schmieröl druck läßt sich dabei durch Verstellen des äußeren Anschlages 37 über das Drosselorgan 24 einstellen.

Wird nun, wie in Fig. 4 dargestellt, durch entsprechende Betätigung des Vorsteuerventils 8, eine der Kupplungen oder Bremsen, nämlich die Kupplung oder Bremse 11b eingeschaltet, so steht, wie durch einen Pfeil 5o angedeutet ist, in der Steuerbohrung 41 zunächst der Teil druck des Schaltdruckes an, der in Steuerkolben 42 in der gezeichneten Position hält oder ihn in diese schiebt, wodurch einmal

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der Kanal 18 mit Drucköl beaufschlagt wird,und somit das Rückschlagventil 15 in der geschlossenen Stellung hält, und zum anderen über den Zulauf 17 Drucköl zur Drossel 14 gelangt, über die es langsam in den größeren Kolbenräum 23 einströmt und dabei den größeren Kolben 25 in Richtung auf den kleineren Kolben 26 verschiebt. Nunmehr reicht die den kleineren Kolben haltende Gegenkraft nicht mehr aus, und dieser verschiebt sich in die gleiche Richtung wie der größere Kolben wobei sich die Drossel schlitze 48 in ihrem wirksamen Durchgangsquer-' schnitt verkleinern. Dadurch erhöht sich der Druck im Drucköleinlaß 31 und damit auch in der Steuerleitung 1o b. Der größere Kolben 25 wandert also weiter in Richtung auf den kleineren Kolben, bis er an einem inneren Anschlag 51 zur Anlage kommt. Dieser Zustand ist in Fig. 5 dargestellt, wobei nun die Druckfeder 27 stärkt zusammengedrückt ist und der kleinere Kolben 26 eine Position eingenommen hat, bei der die Drosselschlitze 48 nur noch einen relativ kleinen freien Durchgang haben. Dieser ist so bemessen, daß über den Druckmittel auslaß 32 nach wie vor ausreichend Öl zu dem Verbraucher gelangt.

Wird das V or steuerventil 8 wieder abgeschaltet und über die Entlastungsleitung 21,die Kupplung oder Bremse 11b und damit auch die Steuerleitung 1o b entlastet, so bewegt sich der größere Kolben wieder in die in Fig. 3 gezeigte Endlage zurück, verdrängt dabei das im größeren Kolbenraum 23 enthaltene Öl und schiebt in der ersten Verdrängungsphase den Kolben 45 des Rückschlagventil es vor sich her, bis das Öl frei in die Leitung 2o einströmen kann.

- Patentansprüche-

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Claims

FaI I-Nummer 11

² 5. ΜΛΪ 1977

Patentansprüche

*\
1.J Hydrauli sehe Einrichtung zum gesteuerten, zeitlich verzögerten Druckaufbau in einer Kupplung oder Bremse eines unter Last schaltbaren Getriebes, bestehend aus einer Druckmittelpumpe im wesentlichen konstantem Fördervolumens, einer an die Druckleitung der Pumpe angeschlossenen Schaltleitung der Kupplung bzw. Bremse, einem in der Schaltleitung vorgesehenen Vorsteuerventil und einer auf den Druck in der Schaltleitung einwirkenden, vom Vorsteuerventil auslösbaren Drucksteuervorrichtung, die einen vom Druckmittel beidseits beaufschlagbaren Stufenkolben, ein einstellbares Drosselventil . , wobei das Drosselventil

zwischen dem Vorsteuerventil und der großflächigen Seite des Stufenkolbens angeordnet ist und ein Rückschlagventil zur Schnell ent I astung dieser Kolbenseite enthält, dadurch gekennzeichnet,

daß von der Druckleitung (4) der Pumpe (1) die Förderleitung (6) eines bei einem Teildruck des Kupplungsdruckes arbeitenden Verbrauchers (7) abgezweigt und die Drucksteuervorrichtung (9) in der Förderleitung (6, 6a) angeordnet ist und zwischen dem pumpenseitigen und verbraucherseitigen Anschluß der Förderleitung (6, 6a) ein mit dem einseitig vom Förderleitungsdruck beaufschlagten Stufenkolben (12) verbundenes Drosselorgan (13) enthält, und daß der Zulauf (17) des Drosselventils (14) zwischen dem Vorsteuerventil (8) und der Kupplung bzw. Bremse (11 a bzw. 11b) an die Schaltleitung (5 a bzw. 5 b) angeschlossen ist.

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2. Hydraulische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

daß der Stufenkolben (12) aus einem kleineren, vom Steuerleitungsdruck beaufschlagten Kolben (26), einem größeren Kolben (25) und einer beide Kolben (25, 26) verbindenden Druckfeder (27) zusammengesetzt ist, daß die Druckfeder (27) die Kolben (25, 26) in den entsprechenden Bohrungen des Gehäuses der Drucksteuervorrichtung (9) bei druckloser Steuerleitung in Kontakt mit äußeren Anschlägen (28, 37) hält,

und daß für den größeren Kolben (25) ein innerer Anschlag (51) vorgesehen ist·
3. Hydraulische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Zulauf (17) des Drosselventils (14) von einer durchgehenden Steuerbohrung (41) des Gehäuses der Drucksteuervorrichtung (9) abzweigt, daß in der Steuerbohrung (41) ein Steuerkolben (42) fliegend,- und zwischen zwei Anschlägen (43,44) verschieb!ich angeordnet ist, daß der Abstand der Anschläge (43, 44) größer ist als die axiale Länge des Steuerkolbens (42), daß der Abzweig des Zulaufs (17) von der Steuerbohrung (41) in der Mitte zwischen den Anschlägen (43, 44) liegt, daß an einer Seite der Steuerbohrung (41) eine zur Schaltleitung (5 a) führende Steuerleitung (io a), an der anderen Seite der Steuerbohrung (41) eine zweite zu einer zweiten, von der Druckleitung (4) der Pumpe (1) abzweigende Steuerleitung (5 b) einer zweiten Kupplung oder Bremse (11 b) angeschlossen ist.

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

daß der kleinere Kolben (26) mit dem Drosselorgan (13) einstückig ausgebildet ist und über das Drosselorgan (13) auf dem zugeordneten äußeren Anschlag (28) aufsetzbar ist, daß im Bereich dieses äußeren Anschlages (28) der Drucköleinlaß (31) des kleineren Kolbenraumes (24) mündet und über den an das Drosselorgan (13) anschließenden kleineren Kolben (26) von einem zwischen Einlaß (31) und größerem Kolbenraum (23) liegenden Ringrauni (35) des kleineren Kolbenraumes (24) trennbar ist, daß an den Ringraum (35) der Druckölauslaß (32) angeschlossen ist, daß der kleinere Kolbenraum (24) durch einen, den entsprechenden äußeren Anschlag (28) aufweisenden Gehäusedeckel (3o) stirnseitig geschlossen ist, daß der gegenüberliegende Gehäusedeckel (36) , der den größeren Kolbenraum (25) abschließt, die Drossel (14) und deren Zulauf (17), sowje das Rückschlagventil (15)

enthält.

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Dipl.-Ing. jfj.lL Meissner

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