DE3041764C2 - Einrichtung zur Versorgung eines hydraulischen Stellantriebs für das wahlweise Schalten der Gänge eines Getriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Versorgung eines hydraulischen Stetiantriebs für das wahlweise Schalten der Gänge eines Getriebes gemäß

ίο dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Einrichtungen oben angegebener Art werden z. B. in Verbindung mit einem Getriebe eingesetzt, das als Schnellgang- bzw. Zusatzgetriebeabschnitt mit einem Hauptgetriebe verbunden ist und zwei Gänge aufweist,

is die durch wahlweise Zufuhr des hydraulischen Steildrucks geschaltet werden können.

Ein spezielles Anwendungsgebiet dieser Einrichtung stellen Getriebesystem dar, die ein Hauptgetriebe aufweisen, das z. B. als Zahnräder-Wechselgetriebe ausge- bildet ist und von Hand zwischen mehreren — in der Regel drei oder mehr — Gängen geschaltet werden kann und das mit einem Zusatzgetriebe bzw. Schnellganggetriebe verbunden ist, das z. B. als Planetengetriebe ausgebildet ist und als vom Hauptgetriebe unabhän- gige, zusätzliche Einheit an diesem angebracht ist. Das Zusatzgetriebe kann dabei unabhängig vom Hauptgetriebe über den hydraulischen Stellantrieb zwischen einem höheren Gang und einem niedrigeren Gang geschaltet verden, was gegebenenfalls selbsttätig in Ab- hängigkeit von den Betriebszuständen des Fahrzeugs, in das das Getriebesystem eingebaut ist und/oder der das

Fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine erfolgen

kann.

Aus der DE-AS 22 47 836 ist eine Einrichtung bemäß

dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung ist das Regelventil mit dem Schaltventil derart zusammengeschaltet, daß der von der Druckfluid-Pumpe erzeugte Arbeitsdruck für die Betätigung des Stellantriebs in Form einer Servoein richtung für eine Bandbremse von einem relativ hohen Niveau heruntergedrosselt wird, um sicherzustellen, daß die Bandbremse weich faßt. Im übrigen erzeugt die Druckfluid-Pumpe für den Fall, daß die Bandbremse gelöst ist, einen verhältnismäßig hohen Fluiddruck, mit dem ein Drehmomentwandler gespeist wird.

Bei dieser bekannten Einrichtung zur Versorgung eines hydraulischen Stellantriebs für das wahlweise Schal ten der Gänge eines Getriebes kann die Druckfluid-Pumpe für den Fall, daß die Bandbremse 18 zum Schal- ten der Gänge nicht betätigt werden soll, aufgrund des sich einstellenden hohen Fluid-Förderdrucks stark beansprucht werden. Das bedeutet, daß bei der bekannten Einrichtung ein hoher Arbeitsdruck selbst dann aufrecht erhalten wird, wenn dieser für die Betätigung des hydraulisch angesteuerten Stellantriebs für Reibeingriffselemente des Getriebes nicht benötigt wird. Da aber der nicht aktivierte Zustand des Stellantriebs bei Getrieben oben beschriebener Art einen wesentlichen, wenn nicht sogar den hauptsächlichen Betriebszustand darstellt, er-

bo gibt sich, daß diese Druckfluid-Pumpe für eine hohe mittlere Beanspruchung ausgelegt werden muß und daß die Lebensdauer dieser Druckfluid-Pumpe deshalb relativ begrenzt ist. Da in dem Betriebszustand, in dem die Druckfluid-Pumpe der höchsten Beanspruchung unterer) worfcn ist, der relativ große Arbeitsdruck eigentlich nicht erforderlich ist, kann im gelösten Zustand der Servoeinrichtung bzw. Stelleinrichtung die Druckerzeugung im Versorgungsleitungssystem zu einem Anstieg

der Energieverluste beitragen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Versorgung eines hydraulischen Stellantriebs für das wahlweise Schalten der Gänge eines Getriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit der es gelingt, die Druclcfluid-Pumpe weitestgehend zu schonen und Uruckverluste in den Druckleitungen möglichst klein zu halten.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Erfindungsgemäß werden das Regelventil und das Schaltventil derart gekoppelt daß der vom Schaltventil abgegebene Stelldruck die Stellung des Regelventils steuern kann. Dabei wird eine Charakteristik erzielt, wonach für den Fall, daß der vom Regelventil eingeregelte Arbeitsdruck sehr gering ist auch der Fluididruck in der Stelldruckleitung auf einem kleinen Niveau gehalten werden. Wenn andererseits ein großer Stelildruck erforderlich ist, so wirkt dieser derart mit einer Druckkammer des Regelventils zusammen, daß dieses nur unter Erzeugung eines verhältnismäßig hohen Arbeitsdrucks eine stabile Regelungsstellung einnehmen kann, wodurch die Druckfluid-Pumpe nur dann noch beansprucht wird, wenn der Stellantrieb einen großen Stelldruck benötigt Di« Belastung der Druckfluid-Pumpe wird damit auf die Zeitspannen beschränkt in denen der Stellantrieb mit großem Fluiddruck beaufschlag« werden soll. Aus diesen! Grunde kann die Druckfluid-Pumpe schwächer dimensioniert werden, ohne daß ihre Lebensdauer dadurch herabgesetzt werden würde.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Diese Weiterbildungen zielen dabei in erster Linie darauf ab, die erfindungsgemäße Lehre mit einem Minimum an vorrichtungstechnischem Aufwand zu realisieren bzw. Energieverluste in der Einrichtung möglichst klein zu halten.

So gelingt es mit der Weiterbildung gemäß Unteranspruch 2 der beim Stand der Technik vorhandenen Gegenkopplungsleitung eine doppelte Funktion zu übertragen und dadurch Bauraum zu gewinnen.

Mit der Weiterbildung gemäß Unteranspruch 3 gelingt es, die erfindungsgemäße Lehre durch geeignete Beaufschlagung des Steuerschiebers mit einem Minimum an konstruktionstechnischen Aufwand unter Verwendung eines in einer Schwimm-Drosselstellung gehaltenen Regelventils zu realisieren.

Wenn der Steuerschieber gemäß Unteranspruch 4 als Differentialkolben ausgebildet wird, gelingv es, das Energiepotential im Versorgungsleitungssystem zur Stabilisierung des Steuerschiebers heranzuziehen und dadurch weitere mechanische Energiespeicher einzusparen, was zusätzlich mit einem Gewinn an Bauraum gekoppelt ist.

Wie oben bereits hervorgehoben, gelingt es mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen, das Energieniveau im gesamten Versorgungsleitungssystem so zu steuern daß die Belastung ausschließlich dann groß ist, wenn eine Betätigung des Stellantriebs erforderlich isi. Dies bedeutet, daß auch das Druckniveau in den zum Schaltventil führenden Druckleitungen stromab des Regelventils nur dann hoch ist, wenn dies für den Schaltvorgang unbedingt erforderlich ist. Dadurch eröffnet sich aber die vorteilhafte Möglichkeit, das Schaltventil so auszubilden, daß seine Leistungsaufnahme für den Umschaltvorgang gering bleibt, da während des Umschaltens im Bereich des Schaltventils ein verhältnismäßig geringes Druckniveau vorherrscht. Vorteilhaft diesbezüglich ist die Ausgestaltung gemäli Unteranspruch 5, da es auf diese Weise gelingt, die für das Aufsteuern des Schaltventils erforderlichen Kräfte klein zu halten, wodurch sich die Möglichkeit eröffnet, den Umschaltvorgang durch eine verhältnismäßig leistungsschwache elektromechanische Einrichtung bewerkstelligen zu können, was im Zuge der technischen Entwicklung, gemäß der mikroprozessorunterstützte elektrische Schaltungen auf niedrigem Energieniveau zur Steuerung des Umschaltvorgangs herangezogen werden, vorteilhaft ist

Wenn dabei der Steuerschieber des Schaltventils gemäß Unteranspruch 6 ausgebildet ist, wird der zusätzliche Vorteil erzielt daß die Druckverluste im Versorgungsleitungssystem stromab des Regelventils klein gehalten werden, da beim Umschaltvorgang keine Leckageströmungen auftreten können.

Die Weiterbildung gemäß Unteranspruch 7 trägt zusätzlich dadurch zur Verwirklichung einer kompakten Baugruppe bei, als auf diese Weise das Volumen des Steuerschiebers dazu ausgenützt wird, den Druckraum des Regelventils mit dem von der Druckfluid-Pumpe erzeugten Hydraulikdruck zu speisen, der im Fall der Ausgestaltung des Steuerschieber als Differentialkolben dem Druck in der von der Stelldruckleitung beaufschlagten Druckkammer und der Kraft der Rückstellfeder des Steuerschiebers entgegen wirkt.

Die Weiterbildung gemäß Unteranspruch 8 stellt eine vorteilhafte Realisierung der Fluidversorgung des als Differentialkolben ausgebildeten Steuerschiebers des Regelventils dar, wobei der zusätzliche Vorteil erzielt wird, daß die erfindungsgemäße abgedichtete Gleitführung des Steuerschiebers über einen im Durchmesser reduzierten Fortsatz die erforderlichen Steuerschieber-Differentialflächen bereit stellt, wobei als weiterer Vorteil hinzukommt, daß die Rückstellfeder des Steuerschiebers für das Regelventil im von der Stelldruckleitung durchkreuzten Ringraum eine natürliche und platzsparende Aufnahmemöglichkeit findet.

Die Weiterbildung des Schaltventils gemäß Unteranspruch 9 eröffnet die vorteilhafte Möglichkeit, den Druck im Versorgungsleitungssystem selbst dazu heranzuziehen, um die Umschalt-Verschiebewegung des Steuerschiebers des Schaltventils zu bewerkstelligen, indem die Drossel zwischen den Steuerkanten über eine im Inneren des Steuerschiebers befindliche Ausnehmung zum Steuerdruckraum geführt ist, der über eine von einem Solenoid-Sitzventil gesteuerte Entlastungsleitung mit der Atmosphäre verbindbar ist.

Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teils schematische, teils geschnittene Darstellung, die im Längsschnitt die wesentlichen Bestandteile der Einrichtung zur Versorgung des hydraulischen Stellantriebs eines Zusatzgetriebes enthält, wobei ferner schematisch eine Brennkraftmaschine, ein Hauptgetriebe, eine Kupplung und ein Differentialgetriebe eines mit einem Zusatzgetriebe ausgestatteten Fahrzeuges erkennbar sind und das Regelventil und das Schaltventil jeweils in dem Zustand dargestellt sind, in dem der Stellantrieb nicht mit Arbeitsdruck gespeist wird;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung für den Zustand, bei dem der Stellantrieb mit Arbeitsdruck gespeist wird und

F i g. 3 einen Längsschnitt zur Veranschaulichung wesentlicher Teile und Elemente eines Zusatzgetriebes, dessen hydraulisch betätigter Stellantrieb von der in den

F i g. 1 und 2 gezeigten Einrichtung versorgt wird die im Gehäuse des Zusatzgetriebes eingegliedert ist.

Zunächst soll auf die F i g. 3 eingegangen werden, die im Schnitt ein als Schnellganggetriebe ausgebildetes Getriebe zeigt, das mittels der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Einrichtung zur Verzögerung eines hydraulischen Getriebestellantriebs angesteuert wird. Dieses Getriebe ist schaltbar zwischen zwei Übersetzungsverhältnissen bzw. Gängen, indem wahlweise ein von einer Druckfluid-Pumpe erzeugtes unterschiedlichen Niveaus auf den Stellantrieb gegeben wird.

Die allgemeine Auslegung eines Kraftfahrzeuges, das mit dem als Schnellganggetriebe ausgebildeten Getriebe 104 ausgerüstet ist, ist in den F i g. 1 und 2 in Form von Blockdiagrammen dargestellt, wobei in diesen Figuren die zwei Arbeitsstellungen der Fluiddruck-Versorgungseinrichtung gezeigt sind. In den Fig. 1 und 2 sind nach Art eines Blockdiagrammes eine Brennkraftmaschine 100 sowie eine damit verbundene Kupplung 101 däfgesieiii. Das von der Brennkraftmaschine 100 gelieferte Drehmoment gelangt über die Kupplung 101 zum Getriebe 104 und wird von dort zu einem Hauptgetriebe 103 übertragen. Das Hauptgetriebe 103, stellt ein handgeschaltetes Zahnräder-Wechselgetriebe dar und weist ein Hauptgehäuse 1 auf. Die Kupplung 101 und das Getriebe 104 sind an entgegengesetzten Enden des Hauptgehäuses 1 des Hauptgetriebes 103 befestigt. Das Drehmoment gelangt vom Hauptgetriebe 103 zu einem Differentialgetriebe 102, von wo das Drehmoment zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeuges übertragen wird, bei denen es sich um die Vorderräder handelt, da die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Getriebeauslegung als Ganzes insgesamt für ein Fahrzeug mit Frontmotor und Vorderradantrieb geeignet ist.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf F i g. 3 die Ausbildung des Getriebes 104 erläutert. Eine als Hohlwelle ausgebildete Zwischenwelle 3 steht nach links vom linken Ende des Hauptgehäuses 1 vor. Ferner steht ein Ende einer Ausgangswelle 5 etwas von dem linken Ende des Hauptgehäuses 1 nach links vor. Eine Eingangswelle 6 ist in der Zwischenwelle 3 in Gleitlagern drehbar gelagert und über die Kupplung 101 mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine 100 verbunden. Das linke Ende der Eingangswelle 6 ragt vom linken Ende der Zwischenwelle 3 vor und ist mittels eines Gleitlagers 8 in einem Zusatzgehäuse 7 drehbar gelagert.

An dem von der Zwischenwelle 3 vorstehenden Abschnitt der Eingangswelle 6, sind einige Keilnuten ausgebildet, während links von diesen Keilnuten die Eingangswelle 6 glatt ausgebildet ist Auf diesem glatten Abschnitt sitzt über Gleitlager 11 ein schrägverzahntes Sonnenrad 10, an dem ein Nabenansatz 9 ausgebildet ist, der vom Sonnenrad 10 nach links vorsteht. Dabei ist das Sonnenrad 10 in Axialrichtung auf den Gleitlagern 11 um eine gewisse Strecke nach links und rechts auf der Eingangswelle 6 verschiebbar.

An dem mit Keilnuten versehenen Abschnitt der Eingangswelle 6 ist ein mit Innenkeilnuten versehener Planetenträger 12 drehfest angebracht. Der Planetenträger 12 trägt mehrere Ritzelzapfen 14 auf denen Planetenritzel 16 drehbar gelagert sind. An den dem Planetenträger 12 abgewandten Enden der Ritzelzapfen 14 ist eine Abdeckung 13 angebracht. Die Planetenritzel 16 kämmen mit dem schrägverzahnten Sonnenrad 10.

Mit Keilnuten am Ende der Zwischenwelle 3 steht ein Verbindungsteil 18 in Eingriff, das dadurch drehfest mit der Zwischenwelle 3 verbunden ist. Am Verbindungsteil 18 ist ein Ringrad 17 drehfest angebracht, das auf seiner Innenseite mit den Planetenritzeln 16 kämmt. Zwischen dem Planetenträger 12 und dem Verbindungsteil 18 ist ein Freilauf 19 angeordnet.

Auf der Außenseite des Ringrades 17 ist eine konische Kupplungsfläche 20 ausgebildet. Ein Bremselement 27, das aus einer Scheibe 31 und einem Ring 28 besteht, der am Außenumfang der Scheibe 31 angeformt ist, ist mittels Schrauben 30 am Zusatzgehäuse 7 befestigt. Die innere Umfangsfläche des Ringes 28 ist als konische Bremsfläche 29 ausgebildet, die der konischen Kupplungsfläche 20 am Ringrad 17 zugewandt ist.
Ferner ist ein Reibeingriffselement 21 vorgesehen, das aus einem rohrförmigen Nabenabschnitt 22, einem damit verbundenen Scheibenabschnitt 23 sowie einem Kegelabschnitt 24 besteht, welcher zwischen die konischen Flächen 20 und 29 vorsteht und auf beiden Seiten ringförmige Kupplungsbeläge 25 bzw. 26 trägt. Der Nabenabschnitt 22 sitzt drehfest und in Axialrichtung festgelegt auf dem Nabensansatz 9 des Sonnenrades 10.

Somit kann das Reibeingriffselement 21 in Axialrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschoben werden. In der ersten Stellung liegt der Kupplungsbelag 25 an der konischen Kupplungsfläche

20 am Ringrad 17 an, so daß das Sonnenrad 10 und das Ringrad 17 in Drehrichtung miteinander gekoppelt sind. In der zweiten Stellung liegt der Bremsbelag 26 an der konischen Bremsfläche 29 am Bremselement 27 an, so daß das Sonnenrad 10 am Zusatzgehäuse 7 festgelegt ist und an einer Drehung gehindert wird.

Im folgenden wird der Stellantrieb zum Verschieben des Reibeingriffselementes 21 zwischen seiner ersten Stellung und seiner zweiten Stellung zum Schalten der Gänge erläutert. Auf der Außenseite des Nabenabschnittes 22 des Reibeingriffselementes 21 sitzt ein innerer Lager-Laufring 33 eines Kugellagers 32. Ein Kolbenelement 34 umfaßt einen Scheibenabschnitt 36 mit einer Bohrung in seiner Mitte sowie einen den Außenring des Lager bildenden Nabenabschnitt 35.

Ein Dichtungselement 42. sorgt für Fluiddichthcit zwischen dem Kolbenelement 34 und dem Zusatzgehäuse 7. Die Außenseite des Nabenabschnittes 35 des Kolbenelementes 34 steht ein Eingriff mit der lnnenseite der durch die Scheibe 31. des Bremselementes 27 verlaufenden zentralen Bohrung, wobei zwischen der Scheibe 31 und dem Nabenabschnitt 35 ein Dichtungselement 43 angeordnet ist, das aufgrund seines Kontakts mit dem Nabenabschnitt 35 zuverlässig für Fluiddichtheit sorgt. Das Zusatzgehäuse 7 und das Kolbenelement 34 begrenzen eine Ringkammer 41, die von den Dichtungseiementen 42 und 43 abgedichtet wird. Damit eine Drehung zwischen dem Kolbenelement 34 und dem Zusatzgehäuse 7 verhindert wird, ohne die axiale Verschiebung des Kolbenelementes 34 im Zusatzgehäuse 7 zu behindern, ist ein Führungsstift 44 in ein Loch im Scheibenabschnitt 36 des Kolbenelementes 34 eingesetzt

Auf der in F i g. 3 linken Seite des Kolbenelementes 34 ist zwischen dessen Scheibenabschnitt 36 und dem Zusatzgehäuse 7 eine ringförmige Tellerfeder 46 eingesetzt, die auf das Kolbenelement 34 und das mit diesem verbundene Reibeingriffselement 21 nach rechts drückt so daß die Tellerfeder 46 auf das Reibeingriffselement

21 eine Kraft in Richtung seiner ersten Stellung ausübt in der es in Reibschluß mit dem schrägverzahnten Ringrad 17 steht Ferner wird an die Ringkammer 41 durch im Zusatzgehäuse 7 ausgebildete Kanäle 89 und 90 wahlweise der Druck eines hydraulichen Fluids ange-

legt, das von einer als Rotationspumpe ausgebildeten Pumpe 47 geliefert wird. Dies geschieht unter Steuerung durch die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Stellantrieb-Versorgungseinrichtung.

Das vorstehend beschriebene Zusatzgetriebe arbeitet wie folgt. Wenn an die Ringkammer 41 kein Fluiddruck angelegt ist, wird das Kolbenelement 34 von der Kraft der Tellerfeder 46 nach rechts verschoben gehalten, so daß auch das Reibeingriffselement 21 nach rechts verschoben gehalten wird, so daß sein Kegelabschnitt 24 über den Kupplungsbelag 25 in Reibschluß mit der konischen Kupplungsfläche 20 am Ringrad 17 steht. In diesem Zustand ist das Planetengetriebe als Ganzes einschließlich des Verbindungsteile 18 blockiert, und die Eingangswelle 6 ist mit der Zwischenwelle 3 gekoppelt. Obs von der Brennkraftmaschine 100 zur Ein^an^swelle 6 übertragene Drehmoment wird direkt zur Zwischenwclle3 übertragen.

Wenn an die Ringkammer 41 ein Fluiddruck bestimmter Höhe bzw. bestimmten Wertes angelegt wird, drückt der Fluiddruck das Kolbenelement 34 entgegen der Kraft der Tellerfeder 46 nach links in F i g. 3, so daß auch das Reibeingriffselement 21 zusammen mit dem Sonnenrad 10 verschoben wird. Der Kupplungsbelag 25 wird dabei von der Kupplungsfläche 20 am Ringrad 17 gelöst, während gleichzeitig der Bremsbelag 26 mit der Bremsfläche 29 des Bremselementes 27 in Eingriff gebracht wird. In diesem Zustand wird somit die von der Brennkraftmaschine 100 hervorgerufene Drehung der Eingangswelle 6 zum Planetenträger und weiter zum Ringrad 17 übertragen, wobei die Drehzahl erhöht wird d. h. das Übersetzungsverhältnis kleiner als eins ist.

Die Ringkammer 41 bildet damit zusammen mit dem Kolben 34 einen hydraulischen Stellantrieb für die Schaltung des Zusatzgetriebes.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 die Einrichtung zur Versorgung des hydraulischen Stellantriebs und der Steuervorgang des Getriebes 104 ausführlicher erläutert. Die zu dieser Einrichtung gehörenden zwei Ventile, nämlich das Regel- und das Schaltventile (60 und 73) sind schematisch im Querschnitt in F i g. 3 angedeutet. Ausführlich sind sie in den F i g. 1 und 2 dargestellt, die Längsschnitte der beiden Ventile zeigen.

Die Pumpe 47 saugt hydraulisches Fluid bzw. öl durch ihren Einlaß 55 aus dem unteren Bereich des Zusatzgehäuses 7 durch ein Filter 53 sowie einen Kanal 54 an, der im Pumpengehäuse 48 ausgebildet ist. Dieses Fluid, das in einer Pumpenkammer 56 durch einen inneren Rotor und ein feststehenden äußeren Teil durch Drehung des Rotors unter Druck gesetzt wird, wird durch den Auslaß 57 der Pumpe 47 sowie durch einen im Zusatzgehäuse 7 ausgebildeten Kanal 58 abgegeben. Ein Teil dieses Fluids bzw. Öls wird als Schmieröl vom Kanal 57 abgezweigt und durch einen Kanal 59 den Lagern der Eingangswelle 6 und anderen Lagern des Getriebes 104 sowie des Hauptgetriebes 103 zugeführt. Der größere Teil des unter Druck gesetzten Öls wird zu einem Einlaß 61 des Regelventils 60 geleitet

Das Regelventil 60 zur Veränderung des Fluid-Arbeitsdrucks umfaßt eine im Zusatzgehäuse 7 des Getriebes 104 ausgebildete Bohrung 62, die senkrecht zur Zeichenebene von F i g. 1 verläuft Ferner umfaßt das Regelventil 60 einen Steuerschieber 63, der in der Bohrung 62 hin- und her verschiebbar ist Das in F i g. 1 obere Ende der Bohrung 62 ist mittels eines Stopfens 65 verschlossen, der von einer Abdeckung 64 in Stellung gehalten wird. Zwischen dem in F i g. 1 oberen Ende des Steuerschiebers 63 und dem Stopfen ist in der Bohrung

62 ein Druckraum 66 ausgebildet. Am unteren Ende der Bohrung 62 weist der Steuerschieber 63 einen schlankeren Abschnitt mit kleinerem Durchmesser auf, der aus dem Ende der Bohrung vorsteht. In diesem Bereich der Bohrung fi2 is! um den schlankeren Abschnitt des Steuerschiebers 63 herum eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder bzw. Rückstellfeder 68 angeordnet, die den Steuerschieber 63 nach oben zu drücken versucht, d.h. das Volumen des Druckraums 66 zu verringern versucht. Die Druckfeder 68 sitzt dabei in einer Druckkammer 91, wobei Fluiddruck in dieser Druckkammer auf den Steuerschieber 63 in gleicher Richtung wie die Druckfeder 68 wirkt. Für die Druckkammer 91 ist eine druckbeaufschlagte Fläche vorgesehen, nämlich die Fläche der zwischen den Abschnitten des Steuerschiebers

63 mit größerem und mit kleineren Durchmesser ausgebildeten Schulter, die kleiner ist als die Fläche die für den Druckraum 66 vorgesehen ist.

Der Einlaß 61 mündet in eine Ringkammer, die um einen schlankeren Mittelabschnitt des Steuerschiebers 63 herum ausgebildet ist, und der Auslaß 70 des Regelventils 60 geht von dieser Ringkammer aus. Der am Einlaß 61 herrschende Fluiddruck gelangt aus dieser Ringkammer zum Druckraum 66 durch eine im Steuerschieber 63 ausgebildete radiale sowie eine axiale Bohrung 67. Ferner geht von der Bohrung 62 ein Auslaß 69 aus, der in den F i g. 1 und 2 tiefer als der Einlaß 61 liegt. Dieser Auslaß 69 steht mit dem Einlaß 55 der Pumpe 47 durch einen Kanal 71 in Verbindung.

Das Regelventil 60 arbeitet im Prinzip in folgender Weise. Der von der Pumpe 47 erzeugte Ausgangsdruck liegt am Einlaß 61 an und gelangt von dort zum Druckraum 66, in dem er auf den Steuerschieber 63 über eine wirksame druckbeaufschlagte Fläche wirkt, die gleich der gesamten Querschnittsfläche der Bohrung 62 ist. Dadurch wird der Steuerschieber 63 nach unten (in den F i g. 1 und 2) entgegen der Kraft der Druckfeder 68 und entgegen der vom möglicherweise in der Druckkammer 91 herrschenden Stelldruck hervorgerufenen Kraft verschoben. Wenn der am Einlaß 61 herrschende Fluiddruck größer ein bestimmter Wert ist, wird der Steuerschieber 63 entsprechend dem Gleichgewicht der genannten Kräfte in der Bohrung 62 um mehr als eine bestimmte Strecke in eine Schwimm-Drosselstellung verschoben, und zwar so weit, daß der Einlaß 61 in Verbindung mit dem Auslaß 69 kommt, so daß der Druck in der erwähnten, mittleren Ringkammer durch den Kanal 71 zur Pumpe 47 entweicht. Demzufolge ist ein weiterer Anstieg des Druckes in der mittleren Ringkammer nicht möglich. Wenn dagegen der Druck in der Rin^ksninier sinkt — und sei es auch nur um einen kleinen Betrag —, bewegt sich der Steuerschieber 63 etwas nach oben (in den F i g. 1 und 2), so daß er die Verbindung zwischen dem Einlaß 61 und dem Auslaß 69 unterbricht, so daß der Druck in der mittleren Ringkammer erneut steigen kann, ohne zunächst abgebaut zu werden. Durch diesen Vorgang wird daher der Druck in der mittleren Ringkammer und demzufolge der Druck am Auslaß 70 des Regelventils 60 auf einen gewünschten Wert geregelt Die Auswirkung einer Änderung des Drucks in der Druckkammer 91 wird noch erläutert werden.
Der am Auslaß 70 des Regelventils 60 vorliegende regulierte Arbeitsdruck wird durch einen Kanal 72 zu einem Einlaß 74 eines Schaltventils 73 geleitet Das Schaltventil 73 ähnelt in seiner Ausbildung auf den ersten Blick dem Regelventil 60, erfüllt jedoch eine andere

Funktion. Das Schaltventil 73 umfaßt einen Steuerschieber 76, der in einer Bohrung 75 hin- und hergleiten kann und den eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 86 in den Fig. 1 und 2 nach oben zu drücken versucht. Oberhalb des Steuerschiebers 76 ist zwischen dessen oberem Ende und dem unteren Ende eines Stopfens 77, der als Abschluß des Endes der zylindrischen Bohrung 75 von der gleichen Abdeckung 64 gehalten wird, die auch den Stopfen 65 hält, ein Steuerdruckraum 78 ausgebildet. Der Steuerdruckraum 78 ist jedoch nicht wie der Druckraum 66 abgeschlossen, sondern er kann wahlweise durch eine Steueröffnung 80 entlastet werden, was noch ausführlicher erläutert werden wird. Fluid wird vom Einlaß 74 zum Steuerdruckraum 78 durch eine Drossel in Form einer kleineren radialen Bohrung 88a sowie eine axiale Bohrung 88 geleitet, die im Steuerschieber 76 ausgebildet sind, wobei die radiale Bohrung 88a zur axialen Bohrung 88 führt. Für die Funktionsweise der Einrichtung ist es wesentlich, daß die radiale Bohrung 88a eine verhältnismäßig kleine Querschnittsfläche hat, so daß sie als Drosselelement wirkt.

Das in den F i g. 1 und 2 untere Ende des Steuerschiebers 76 sitzt in einer Kammer 99, die an ihrem in den Figuren unteren Ende entlüftet ist. In Axialrichtung etwas unterhalb des Einlasses 74 ist in der zylindrischen Bohrung 75 ein Auslaß 87 ausgebildet. Dieser Auslaß liegt beim dargestellten Ausführungsbeispiel so, daß dann, wenn der Steuerschieber 76 in der Bohrung 75 seine oberste Stellung einnimmt, die in F i g. 1 gezeigt ist, die Verbindung zwischen dem Einlaß 74 und dem Auslaß 87 unterbrochen ist, wobei bei dieser Stellung der Auslaß 87 durch die Kammer 99 mit deren Auslaß verbunden und dadurch entlastet ist. Wenn dagegen der Steuerschieber 76 aus seiner in Fig. 1 dargestellten Stellung in der Ventilbohrung 75 nach unten in die in F i g. 2 dargestellte Stellung bewegt wird, in der es seine tiefste Stellung in der Bohrung 75 einnimmt, wird während dieser Verschiebung die Verbindung des Auslasses 87 mit der Kammer 99 unterbrochen und etwas später die Verbindung zwischen dem Einlaß 74 und dem Auslaß 87 hergestellt.

Das Entlasten des Steuerdruckraums 78 durch einen Kanal 79 und die Steueröffnung 80 wird von einem Elektromagneten (Solenoid) 81 gesteuert. Der Elektromagnet 81 wirkt auf einen verschiebbaren Anker 82, dessen Spitze als Ventilelement 83 ausgebildet ist, das mit der Steueröffnung 80 zusammenwirkt, die am Ende des Kanals 79 ausgebildet ist. Die gesamte Elektromagnetbaugruppe mit dem Elektromagneten 81 ist in einem Gehäuse 92 untergebracht, das an der Abdeckung 64 befestigt ist. F i g. 1 zeigt die Teile und Elemente bei erregtem Elektromagneten 81, so daß der Anker 82 an gezogen ist und dadurch das Ventilelement 83 von der Steueröffnung 80 abgehoben ist. In diesem Zustand wird Fluid aus dem Steuerdruckraum 78 durch den Kanal 79 sowie die offene Steueröffnung 80 abgelassen, so daß dieses Fluid durch Kanäle 84 und 85 abfließen kann und sein Druck auf Ablaßdruck gesenkt wird. Dabei ist zu beachten, daß in diesem Zustand der Leitungsdruck, der im Kanal 72 und am Einlaß 74 des Gehaltventils 73 herrscht, durch diesen Entlastungsvorgang nicht nennenswert gesenkt wird, weil die im Steuerschieber 76 ausgebildete radiale Bohrung 88a eng ist und als Drosselelemcnt dafür sorgt, daß im Steuerdruckraum 78 praktisch atmosphärischer Druck herrschen kann, ohne daß der Druck am Einlaß 74 wesentlich beeinträchtigt wird. Das durch den Kanal 85 entlastete Fluid wird in das Innere des Zusatzgehäuses 7 abgelassen.

Der Auslaß 87 des Schaltventils 73 steht durch eine Stelldruckleitung 89 mit einer öffnung in Verbindung, die in der Druckkammer 91 des Regelventils 60 ausgebildet ist. Von einer öffnung auf der anderen Seite der Druckkammer 91 (bei Betrachtung in den F i g. 1 und 2) wird dieser Druck durch einen im Zusatzgehäuse 7 ausgebildeten Kanal 90 zi:r Ringkammer 41 des Getriebes 104 als Stell- oder Arbeitsdruck geleitet.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind beim dargestellten

ίο Ausführungsbeispiel ein Drosselstellungsfühler 94, der das Ausmaß der von der Drosselklappe der Brennkraftmaschine 100 freigegebenen öffnung feststellt, ein Fahrgeschwindigkeitsfühler 9">. der mit dem Differentialgetriebe 102 verbunden. ::>*, sowie ein Getriebestellungsschalter % vorgesehen, der mit dem Hauptgetrieuc 103 veruünucn ist. Die Ausgangssignäle dieser Elemente werden über eine Signalleitung einem Rechner 93 zugeführt, der ferner über einen Hauptschalter 97 mit elektrischer Energie gespeist wird. Der Rechner 93 Mefert ein Ausgangssignal zum Erregen des Elektromagneten 81. Ferner erzeugt der Rechner 93 ein Anzeigesignal zur Steuerung einer Anzeigeeinrichtung 98, die anzeigt, welcher Gang im Getriebe 104 geschaltet ist. so daß der Fahrer des Fahrzeuges; °hen ka™. ob das Getriebe 104 im höheren Gang oder im niedrigeren Gang arbeitet.

Bei anderen Ausführungsformen könnte die Erregung des Elektromagneten 81 auf andere Weise und in Abhängigkeit von anderen Kriterien als beim dargestellten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung zur Versorgung des hydraulischen Stellantriebs arbeitet wie folgt. Wenn der Elektromagnet 81 in vorstehend angegebener Weise vom Rechner 93 erregt wird, zieht er den Anker 82 an und hebt dessen Ventilelement 83 von der Steueröffnung 80 ab, so daß der Steuerdruckraum 78 durch den Kanal 79, die Steueröffnung 80 und die Kanäle 84 und 85 entlastet und auf praktisch atmosphärischen Druck gebracht wird. Von der Kraft der Druckfeder 86 wird demzufolge der Steuerschieber 76 des Schaltventils 73 in die oberste Stellung in der Bohrung 75 gebracht, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist. In diesem Zustand ist die Verbindung zwischen dem Einlaß 74 und dem Auslaß 87 zuverlässig unterbrochen.

Gemäß einem besonderen Merkmal der beschriebenen Ausführungsform ist zu diesem Zeitpunkt der Auslaß 87 durch die Kammer 99 entlastet, so daß der Druck in der Ringkammer 41 des Getriebes 104, im Kanal 90, in der Druckkammer 91 des Regelventils 60 in der Stelldruckleitung 89 und in der Kammer 99 praktisch atmosphärischer Druck ist. Dies sorgt dafür, daß das Kolbencicmcr.t 34 der im Getriebe 104 angeordneten Zyündcr-Kolben-Vorrichtung aufgrund der Kraft der Tellerfeder 46 mit Sicherheit in seine in F i g. 3 äußerste rechte Stellung zurückkehren kann.

Da der Druck in der Druckkammer 91 des Regelventils 60 praktisch gleich dem atmosphärischen Druck ist, bewegt sich ferner der Steuerschieber 63 in der Bohrung 62 allein aufgrund der entgegengesetzten Kräfte der Druckfeder 68, die den Steuerschieber nach oben (in den Fig. 1 und 2) zu verschieben versucht, und des Drucks im Druckraum 66 hin und her, der das Vcntilclclent nach unten (in den Fig. 1 und 2) zu schieben versucht und an diesem über eine wirksame druckbeauf-

b5 schlagte Fläche angreift, die gleich der gesamten Querschnittsfläche der Bohrung 62 ist. Demzufolge wird der Leitungsdruck am Auslaß 70, im Kanal 72, am Einlaß 74 usw. auf einem bestimmten Wert gehalten, der verhält-

nismäßig niedrig eingestellt ist, wie bereits erläutert wurde. Dieser Zustand herrscht immer dann, wenn das Kraftfahrzeug schneller als eine bestimmte, sehr niedrige Geschwindigkeit fährt, da die Pumpe 47 von der Ausgangswelle 5 angetrieben wird, welche direkt das Differentialgetriebe 102 antreibt. Da in diesem Zustand der regulierte Wert des Arbeits- bzw. Leitungsdruckes dieser bestimmte erste, verhältnismäßig niedrige Wert ist, ist die Belastung der Pumpe 47 verhältnismäßig niedrig, so daß sie keinen großen Anteil der von der Brennkraftmaschine 100 gelieferten Leistung verbraucht und die Teile der Pumpe 47 keinem starken Verschleiß und keinen starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind.

Wenn dagegen der Rechner 93 den Elektromagneten 31 nicht erregt, wird der Kolben 82 mit dem Ventilelement 83 an seiner Spitze von der Kraft einer nicht dargestellten Feder nach unten verschoben gehalten, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist, so daß das Ventilelement 83 die Steueröffnung 80 geschlossen hält und somit die Verbindung durch die Steueröffnung 80 unterbrochen ist. In diesem Zustand ist zuverlässig verhindert, daß Druck aus dem Steuerdruckraum 78 des Schaltventils 73 durch den Kanal 79, die Steueröffnung 80 usw. abgelassen wird. Demzufolge steigt der Druck in der Druckkammer 78 praktisch auf den Wert des Leitungsdruckes. Da die Druckfeder 86 so ausgelegt ist, daß ihre Kraft nicht ausreicht, um die Kraft zu überwinden, die vom auf das Ende des Steuerschiebers 76 wirkenden Leitungsdruck erzeugt wird, wird der Steuerschieber 76 zwangsläufig in der Bohrung 75 nach unten in seine tiefste Stellung verschoben, die in F i g. 2 gezeigt ist, in der die Verbindung des Auslasses 87 mit der Kammer 99 unterbrochen und der Einlaß 74 mit dem Auslaß 87 verbunden ist. In diesem Zustand wird demzufolge der Leitungsdruck vom Schaltventil 73 durchgelassen und durch die Stelldruckleitung 89, die Druckkammer 91 des Regelventils 60 und den Kanal 90 zur Ringkammer 41 des Getriebes 104 geleitet, wo durch das Kolbenelement 34 nach links in F i g. 3 verschoben und das Reibeingriffselement 21 in seine äußerste linke Stellung gebracht wird.

Gemäß einem sehr wesentlichen Merkmal der beschriebenen Konstruktion hat das Vorhandensein von Arbeitsdruck in der Druckkammer 91 des Regelventils 60 eine ganz bestimmte Funktion. Die Kraft aufgrund dieses Arbeitsdruckes, der selbstverständlich praktisch der gleiche wie der im Druckraum 66 herrschende Leitungsdruck ist wirkt der vom Leitungsdruck im Druckraum 66 hervorgerufenen Kraft entgegen und hebt einen Teil dieser Kraft auf, so daß dafür gesorgt ist, daß der Wert des vom Regelventil 60 gelieferten regulierten Leitungsdruckes wesentlich höher als im zuvor beschriebenen Zustand ist, währenddessen kein Arbeitsdruck an die Ringkammer 41 des Getriebes 104 angelegt war. Da die wirksame druckbeaufschlagte Räche, an der der Druck in der Druckkammer 91 angreifen kann, wesentlich kleiner als die vom praktisch gleichen Druck beaufschlagten Räche im Druckraum 66 ist, ist die resultierende druckbeaufschlagte Fläche, an der dieser Druck am oberen Ende des Ventilelementes 63 wirken kann, die Differenz zwischen den zwei zuerst genannten druckbeaufschlagten Flächen, d.h. beim beschriebenen Ausführungsbeispiel gleich der Querschnittsfläche des schlankeren unteren Abschnittes des Steuerschiebers 63. Um den Steuerschieber 63 entgegen der Kraft der Druckfeder 68 so weit zu verschieben, daß der Einlaß 61 mit dem Ablaß 69 in Verbindung kommt, muß daher im Druckraum 66 ein wesentlich höherer Leitungsdruck herrschen, wobei in diesem Zustand dieser höhere Wert der eingeregelte Wert des Leitungsdruckes ist.

Durch diese Erhöhung des Leitungsdruckes, wenn er tatsächlich benötigt wird zum Antrieb des Kolbenelementes 34 usw. durch Zufuhr des Leitungsdruckes zur Ringkammer 41, kann zu diesem Zeitpunkt ein Leitungsdruck zur Verfügung gestellt werden, der hoch genug ist, um einwandfreien Betrieb des Getriebes zu gewährleisten. Dabei geschieht dies ohne übermäßige Belastung der Brennkraftmaschine 100 des Fahrzeuges während derjenigen Zeiträume, während der der Leitungsdruck nicht benötigt wird.

Ferner wird dabei der Steuerschieber 76 des Schaltventils 73 zwischen seinen zwei Stellungen in der Bohrung 75 nicht direkt vom Elektromagneten 81 verschoben, sondern vom Druck im Steuerdruckraum 78, der durch öffnen und Schließen der Steueröffnung 80 mittels des vom Elektromagneten 81 gesteuerten Ventilelementes 83 wahlweise abgelassen wird. Da der Ventilhub, den der Elektromagnet 81 liefern muß, wesentlich kleiner ist, als wenn der Elektromagnet 81 direkt die Verschiebung des Ventilelements ausführen würde, kann der Elektromagnet 81 kleiner und leichter ausgebildet sein, als dies andernfalls möglich wäre. Aufgrund dieser Ausbildung wird kein Starkstromrelais zur Steuerung des Elektromagneten 81 entsprechend dem elektrischen Signal vom Rechner 93 Lenötigt.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels, bei dem der Leitungsdruck durch die Druckkammer 91 zur Ringkammer 41 geleitet wird, kann bei anderen möglichen Ausführungsformen der Arbeitsdruck für die Ringkammer 41 der Druckkammer 91 des Regelventils 60 durch eine Zweigleitung zugeführt werden. Ferner ist das Entlasten des Auslasses 87 des Schaltventils 73 durch die Kammer 99 nicht wesentlich, obwohl dies ein zweckmäßiges Merkmal ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Versorgung eines hydraulischen Stellantriebs für das wahlweise Schalten der Gänge eines Getriebes, mit einer Druckfluid-Pumpe und einem von dieser beaufschlagten Versorgungsleitungssystem, in dem ein Regelventil zur Veränderung der Drosselung des Arbeitsdrucks in Abhängigkeit von der Aktivierung des Stellantriebs und ein Schaltventil vorgesehen sind, das mit dem eingeregelten Arbeitsdruck versorgt ist und diesen Druck bei Bedarf über eine Stelldruckleitung an den Stellantrieb liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelldruckleitung (89) mit einer Druckkammer (91) des Regelventils (60) verbunden ist, die bei Druckbeaufschlagung das Niveau des vom Regelventil (60) eingeregelten Arbeitsdrucks unter Anhebung der Drosselungswirkung ansteigen läßt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schaltventil und das Regelventil durch eine Gegenkopplungsleitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplungsleitung die Stelldruckleitung (89) ist, die einen Endabschnitt der Bohrung (62) des Regelventils (60) durchkreuzt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der der Steuerschieber des Regelventils gegen die Kraft einer Rückstellfeder in einer Schwimm-Drosselstellung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Schaltventil (73) abgegebene Stelldruck in einer die Rückstellfeder (68) unterstützenden Richtung auf den Steuerschieber (63) einwirkt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (63) ein Differentialkolben ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Steuerschieber des Schaltventils auf der einen Wirkseite in Schließrichtung von einer Feder und in entgegengesetzter Richtung von einem Steuerdruck beaufschlagt ist, der über eine Drossel vom Arbeitsdruck abgeleitet in einem Steuerdruckraum herrscht, der eine steuerbare Ablauföffnung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (76) einen der Feder (86) zugewandten Steuerbund aufweist, der in Schließrichtung des Schaltventils (73) die Stelldruckleitung (89) mit einem Druckeiitlastungsraum verbindet.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbund die Verbindung zum Druckentlastungsraum (99) schließt, bevor eine Verbindung zwischen dem Stelldruck und dem Arbeitsdruck aufgesteuert wird.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (63) des Regelventils (60) zwischen seinen den Arbeitsdruck drosselnden Steuerkanten eine Drossel aufweist, die mit dem Druckraum (66) des Regelventils (60) verbunden ist, in dem der eingeregelte Arbeitsdruck herrscht.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (63) auf seiner dem Druckraum entgegengesetzten Seite zur Bildung eines von der Stelldruckleitung (89) durchkreuzten Ringraums (91) einen im Durchmesser reduzierten Forlsalz trägt, dessen Ende im Ventilgehäuse abdichtend geführt ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (8Sa) des Schaltventils (73) zwischen den Steuerkanten angeordnet ist