DE3105239C2

DE3105239C2 - Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung

Info

Publication number: DE3105239C2
Application number: DE19813105239
Authority: DE
Inventors: August Dipl.-Ing. 7990 Friedrichshafen Pfannkuchen; Friedrich Ing.(grad.) 7996 Kehlen Schreiner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1982-12-02
Also published as: SE8200868L; GB2093143A; GB2093143B; FR2500094A1; DE3105239A1; CA1174616A

Description

gekecnzeichnetdurch folgende Merkmale:

— die Ventileinrichtung (6) ist in an sich bekannter Weise als Druckregelventil ausgeführt mit einer zwischen der Sperrstellung (I) und der Durchflußstellung(II) liegenden Regelstellung (III),

— der Druckspeicher ist über ein entsperrbares Rückschlagventil (13) an die Abzweigleitung (10) angeschlossen,

— das entsperrbare Rückschlagventil (13) ist gleichachsig zur Ventileinrichtung (6) ausgerichu t und bei einer sich an die Sperrstellung (I) anschließenden Übepvegstellung gelangt eine mit einem Kupplungspedal (15) verbundene Stange (21) am Regelkolben (25) zur Anlage und der Regelkolben (25) bewegt das Rückschlagventil (13) in die entsperrte Stellung.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rückschlagventil (13) und dem Regelkolben (25) ein Stützkolben (28) eingesetzt ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (13) als Sitzventil ausgebildet ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Stellmotor (11) geführte Abzweigleitung (10) über ein Druckbegrenzungsventil (14) mit der Rücklaufleitung (7) in Verbindung steht.

Stand der Technik

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Eine Betätigungsvorrichtung für eine durch Federkraft geschlossene Kupplung nach der im Oberbegriff des Patentanspruchs angeführten Bauart ist aus der DE-OS 26 36 982 bekannt. In dieser Vorrichtung ist in die von der Ölversorgungseinheit zum Stellzylinder geführte Zuführungsleitung als Ventileinrichtung ein 2/2-Wege-Magnetventil eingesetzt. Von einem zwischen dem Magnetventil und dem Stellzylinder liegenden Leitungsabschnitt ist eine Rücklaufleitung abgezweigt, in die ein weiteres 2/2-Wege-Magnetventil 6ί eingebaut ist. Zum Ausrücken der Kupplung bei laufendem Motor und angetriebener Pumpe wird das in die Zuführungsleitung eingebaute Magnetventil in die Durchflußstellung U und das in die Rücklaufleitung eingebaute Magnetventil in die Sperrstellung I geschaltet. Das in den Stellmotor einströmende Drucköl kuppelt somit über einen Hebel die Kupplungsdruckplatte gegen eine Federkraft aus. Bei stillstehendem Motor ist das Ausrücken der Kupplung insofern mit Schwierigkeiten verbunden, daß einerseits die Pumpe keine Druckenergie liefert und andererseits der Antriebsstrang bei eingelegtem Gang verspannt ist. Der Gang kann daher insbesondere bei Lkw-Getrieben, ohne Auskuppeln nicht herausgenommen werden. Aus diesem Grunde enthält die Ölversorgungseinheit der bekannten Betätigungseinrichtung noch einen Druckspeicher, der bei Motorstillstand die Druckenergie zum Auskuppeln liefert. Dabei muß das Umschalten der beiden Magnetventile so vorgenommen werden, daß das die Rücklaufleitung steuernde Magnetventil bereits in die Sperrstellung I geschaltet ist, bevor das die Zuführungsleitung und damit auch den Druckspeicher steuernde Magnetventil in die Durchflußstellung II verstellt wird. Dieser Schaltablauf muß, um ein Leerlaufen des Dpjckspeichers zu vermeiden, unbedingt eingehalten werden. Mit der bekannten Betätigungsvorrichtung ist daher ein bedienungssicheres Umschalten der Magnetventile zum Zwecke des Auskuppeins bei stillstehendem Motor noch nicht möglich.

Weiterhin ist aus der DE-PS 11 67 193 ein Druckregelventil zum E;n- und Ausrücken einer hydraulisch betätigten Kraftfahrzeugkupplung bekannt. Ein solches Druckregelventil besteht aus einem Stellkolben, welcher über eine Feder auf eine Stirnfläche eines Regelkolbens einwirkt. Auf die andere Stirnfläche des Regelkolbens wirkt der Pumpendruck. Der Regelkolben ist zwischen einer Zulauf- und einer Rücklauföffnung verschiebbar und reguliert, entsprechend der Belastung der Feder, einen Druck in einem Kupplungsstellzylinder ein. Ein derartiges Druckregelventil ist lediglich für eine feinfühlige Kupplungsbetätigung verantwortlich und kann daher keine weiteren Funktionen übernehmen.

In der DE-PS 21 32 144 ist ain hydrodynamischer Fahrzeugantrieb mit einer Steuervorrichtung zum Einstellen des Druckes in einei Reibungskupplung mit Hilfe eines Kupplungspedals beschrieben. Das Kupplungspedal betätigt dabei über ein wippenartiges Gestänge ein in die Zuführleitung zum Kupplungszylinder geschaltetes Absperrventil und ein stromaufwärts des Absperrventils eingebautes Druckreduzierventil. Außerdem ist noch in eine das Absperrventil umgehende Leitung ein durch eine äußere Größe einstellbares Drosselventil vorgesehen. In der Ausgangsstellung bei nicht betätigtem Kupplungspedal, ist das Absperrventil geöffnet und die Reibungskupplung druckbeaufschlagt, also eingerückt. In einer auf die Ausgangsstellung folgenden Zwischenstellung ist das Absperrventil geschlossen, wobei das Drucköl über das Drosselventil der Reibungskupplung zugeleitet wird, so daß diese zu rutschen beginnen kann. Schließlich ist das Kupplungspedal in eine Endstellung bewegbar, in welcher über das wippenartige Gestänge zusätzlich zum Absperrventil noch das Druckreduzierventil betätigt wird. Hierbei erfolgt eine starke Reduzierung des Druckes in der Umgehungsleitung, so daß die Reibungskupplung ausrückt. Abgesehen davon, daß aus der bekannten Steuervorrichtung nur der schematische Aufbau der vorbeschriebenen Ventilbetätigung hervorgeht, ist keine zusätzliche Einrichtung vorhanden zum Ausrücken der Reibungskupplung bei Motorstillstand.

Aus der DE-OS 26 04 608 ist es außerdem bekannt.

eine von einer Pumpe iu einer Kupplung geführte Druckleitung an einen Druckspeicher anzuschließen. Dieser Druckspeicher wird bei jeder Kupplungsbetätigung teilweise gefüllt, was einen verzögerten Druckauibau im Kupplungszylinder zur Folge hat. Auf fliese Weise soll ein weiches Einrücken der Kupplung erzielt werden. Mit einer derartigen Kupplungssteuereinrich lung ist eine Kupplungsbetätigung bei Motorstillstand gleichfalls nicht möglich.

Schließlich ist au* einer weiteren DE-OS 26 13 300 (Fig. 3) ein hydrodynamischer Fahrzeugantrieb, z. B. für Hubstapler um einem Drehmomentwandler, bekannt, dessen Drehmoment'/Drehzahlkennlinie in Abhängigkeit von der Betriebsweise der Antriebsmaschine automatisch veränderbar ist Zu diesem Zweck ist ein hydraulisches Steuersystem mit einer Pumpe vorgesehen, die über eine Zuführungsleitung und zwei in diese eingebaute Steuerventile einen Kipp- und einen Hebezylinder mit Drucköl versorgt. Von der Zuführungsleitung zweigt hinter der Pumpe eine über ein Druckreduzierventil zu einer Reibkupplung geführte Leitung ab. Diese Reibkupplung ist dem Drehmomentwandler vorgeschaltet. Das Druckreduzierventil r-rhält über Hilfsventil einen Steuerdruck, der in Abhängigkeit von der Verstellung eines der vorgenannten Steuerventile unterbrochen werden kann. Dadurch sinkt der Druck in der Reibkupplung ab und in dieser entsteht ein Schlupf. Die Motorleistung kann somit nicht vollständig auf den Drehmomentwandler und damit auf den Fahrantrieb übertragen werden, so daß ein höherer Leistungsanteil zum Antrieb der Pumpe zur Verfugung steht. Die Hubhydraulik kann auf diese Weise mit relativ hoher Geschwindigkeit arbeiten. Dieses bekannte Steuersystem dient nicht zum Ein- und Ausrücken einer Trennkupplung, sondern zum Herabsetzen der Fahrantriebsleistung zugunsten des Hilfsantriebs.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung zum Ausrücken der Kupplung bei stillstehendem Motor zu finden, die bei geringem Bauaufwand mit hoher Betriebssicherheit arbeitet. Der Steuerteil der Betätigungseinrichtung soll dabei so aufgebaut sein, daß keine Bedienungsfehler möglich sind.

Diese Aufgabe ist durch die in den Patentansprüchen angegebene Merkmalskombination gelöst.

Nach der Erfindung ist die Ventileinrichtung zum Ausrücken der Kupplung in ai; sich bekannter Weise als Druckregelventil mit einer zwischen der .Sperrstellung I und der DurchfhBstellung II liegenden Regelstellung III ausgeführt. Der Druckspeicher steht über ein bei Motorstillstand entsperrbares Rückschlagventil mit der zur Kupplung führenden Abzweigleitung in Verbindung. Das Druckregelventil und das entsperrbare Rückschlagventil sind gleichachsig zueinander ausgerichtet. Wird die Ventileinrichtung über eine hydraulisch betätigbare Stange über die Sperrstellung I hinaus in eine Überwegstellung verstellt, so kommt diese an einem Stützkolben und dieser am Rückschlagventil zur Anlage. Nach Überwindung eines Druckpunktes wird das Rückschlagventil aufgestoßen. Die im Druckspeicher gespeicherte Energie steht somit zum Auskuppeln im Stellzylinder zur Verfugung. Dadurch, daß die Entsperrung des Rückschlagventils durch eine mechanische Koppelung erfolgt, ergibt sich eine hohe Betriebssicherheit der BetäiigUiigsvor.ichtung. Dabei ist von Vorteil, daß auf dem Rückschlagventil der für dcu Druckpunkt verantwortliche Speiche; druck Ι,ν:-ί-' Die '. ^η >.; n'maung diese« Druckpunktes am Kupplungspedal signalisici t dem S ahr.ri den Einsatz des Druckspeichers. Durch die Verwendung eines Sitzventils als Rückschlagventil ist v.eiieriiiii eine hohe Dichtheit des Druckspeicher: gesichert.

Die Verwendung eines Druckregelventils in der ίο Betätigungseinrichtung hat außerdem den Vorteil einer feinfühligen Dosierung des Kupplungsdruckes im normalen Fahrzeugbetrieb.

Erläuterung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein ölschema der gesamten Betätigungsvorrichtung,
F i g. 2 einen vereinfachten Schnitt durch die Ventilan-

-" Ordnung.

Wie aus Fig. I ersichtlich ist, besteht ^^;e ölversorgungseinheit der Betätigungsvorrichtung aus einem Ölbehälter 1, einem Filter 2, einer Pumpe 3 und einem Druckspeicher 4. Die Pumpe 3 ist über eine Zuführungsleitung 5 an eine als Druckregelventil ausgebildet Ventileinrichtung 6 angeschlossen. Die Ventileinrichtung 6 hat in bezug auf eine Rücklaufleitung 7 eine Sperrstellung I, eine Durchflußstellung II und eine Regelstellung III. Die Rücklaufleitung führt über einen

J° ölkühler 8 zur Getriebeschmierung. Von dort gelangt das öl zurück zum Behälter 1.

Eine Abzweigleitung 10 der Zuführungsleitung 5 ist mit einem Stellmotor 11 einer Kupplung 12 verbunden. Gleichachsig zur Ventileinrichtung 6 ist ein als

>' Entsperrventil für den Druckspeicher 4 wirkendes Rückschlagventil 13 vorgesehen. Über das Rückschlagventil 13 kann der Druckspeicher 4 an die Abzweigleitung 10 angeschlossen werden. Die Abzweigleitung 10 ist außerdem über ein Druckbegrenzungsventil 14 mit der Rücklaufleitung 7 verbunden.

Wie F i g. 2 erkennen läßt, ist die Ventüeinrichtung 6 beim Niedertreten eines Kupplungspedals 15 über einen Geberzylir.der 16, eine Verbindungsleitung 17 und einen Nehmerzylinder 18 verstellbar. Ein Kolben 20 im

⁴^ Nehmerzylinder 18 drückt über eine Stange 21 au' eine Feder 22. Diese Feder 22 stützt sich über einen Federteller 23 auf einen in einer Gehäusebohrung 24 verschiebbaren Regelkolben 25 der Ventüeinrichtung 6 ab. Ein Bund 19 der Stange 21 erstreck! sich in eine

"'" Bohrung des Kolbens 25. Auf die Stange 21 drückt eine Rückstellfeder 26. Der Regelkolben 2i> weist eine Steuerkante 27 auf, die e.ne an die Zuführungsleitung 5 angeschlossene Ringnut 5A von einer an die Rücklaufleitung 7 angeschlossenen Ringnut TA trennen kann.

Gleichachsig zum Regelkolben 25 ist in der Gehäusebohrung 24 ein Stützkolben 28 und ein Kolben 30 des Rückschlagventils 13 gelagert. Das Rückschlagventil 13 ist als Sitzventil mit einer Sitzkante 31 und einem Dichtkegel 32 versehen. Das von der Pumpe 3 über die

^b0 Zuführungsleitung 5 herangeführte Drucköl wirkt sowohl auf eine Stirnseite 33 des Stützkolbens 28 als auch auf die dem Stützkolben zugewandte Stirnseite 34 des Kolbens 30. Bei gefülltem Druckspeicher 4 lastet der Speicherdruck auf einer größeren Stirnseite 35, so daß

"' der Kolben 30 in der gezeichneten Schließstellung bleibt. Der S>ü./.Kolben ^8 weis·, eine Schulter 37 ■■> il. welche bei einer Verschiebung des Kolbens f> in die Überwegstellung ;in einer Tellerfeder 36 anliegt.

Die Wirkungsweise

Nach F i g. 1 und 2 ist die Kupplung 12 durch Federkraft geschlossen und das von der Pumpe 3 geförderte Drucköl kann über die in der Durchflußsteilung Il befindliche Ventileinrichtung 6 zur Rücklauflcitung 7 und damit /ur Getriebeschmierung abfließen. In der Abzweigleitung 10 und im Stellmotor 11 kann sich daher kein Druck aufbauen.

Soll bei laufendem Motor bzw. bei angetriebener Pumpe 3 ausgekuppelt werden, so betätigt der Fahrer das Kupplungspedal 15 innerhalb der Regelstellung III. Dabei wird durch die am Geberzylinder 16 eingeleitete hydraulische Kraft, der Kolben 20 des Nehmerzylinders 18 nach oben verstellt und über die Stange 21 die Vorspannung der Feder 22 erhöht. Dadurch verkleinert sich der durch die Steuerkante 27 des Regelkolbens 25 bestimmte Durchflußquerschnitt zur Ringnut TA. Die Pumpe 3 muß n>jP^IT"?'^lr um Hie Steuerkante 27 eeöffnet zu halten, einen der Kraft der Feder 22 entsprechenden höheren Druck auf die Stirnfläche 33 des StützkolLens 28 aufbringen. Die Kraft aus dem Pumpendruck und die Federkraft sind also während des Aufsteuerns der Kupplung gleich groß. Der so erhöhte Druck wirkt über die Abzweigleitung 10 im Stellmotor 11. so daß die Kupplung 12 öffnet.

Bei stillstehendem Motor bzw. nicht angetriebener Pumpe 3 kann wie folgt ausgekuppelt werden: Beim Durchtreten des Kupplungspedals 15 wird durch die Kraft der Feder 22 der Regelkolben 25 in die .Sperrstellung I gebracht. Die Steuerkante 27 schließt infolge des fehlenden Pumpendruckes auf der Stirnseite 33 des Stützkolbcns 28 die mit der Rücklaufleitung 7 verbundene Ringnut 7Λ vollkommen ab. Nunmehr kommt die Schulter 37 des Stützkolbens 28 an der Tellerfeder 36. und gleichzeitig die Stirnseite 33 am Kolben 30 des Rückschlagventils 13 zur Anlage. Um den Kolben 30 zu öffnen, muß die Kraft des Speicherdruckes auf die Stirnfläche 35 und die Kraft der Tellerfeder 36 überwunden werden. Diese zusätzliche Kraft aus Druck und Tellerfeder ist in der 1 Iberwegstellung am Kupplungspedal 15 als Druckpunkt deutlich spürbar. Zur Überwindung dieser Kraft drückt die Stange 21 mit dem Bund 19 unmittelbar gegen den Regelkolben 25, so daß die Entsperrkraft auf den Kolben 30 des Rückschlagventils 13 durch eine mechanische Koppelung übertragen wird. Nach Aufstoßen des Kolbens 30 wird der Stellmotor 11 durch den Speicherdruck in die Auskuppelstellung bewegt.

F.S ist auch möglich, den Durchmesser des Kolbens 30 so zu wählen, daß allein über die vom Speicherdruck beaufschlagte Stirnfläche 35 eine ausreichend große Entsperrkraft erzeugt wird Die Tellerfeder 36 kann dann entfallen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Betätigungsvorrichtung zum hydraulischen öffnen einer durch Federkraft geschlossenen Kupplung mit folgenden Merkmalen:

— eine Öiversorgungseinheit, bestehend aus einem Behälter (1), einer Pumpe (3), einem Druckspeicher (4) und einem mit dem Druckspeicher zusammenwirkenden Rückschlagventil (13),

— zwischen eine Zuführungsleitung (5) und eine Rücklaufleitung (7) ist eine Ventileinrichtung (6) mit einer Sperrstellung (I) und einer Durchflußstellung (II) zum Einsteuern eines Stellmotors (11) eingesetzt,

— an die Zuführungsleitung (5) ist eine zum Stellmotor (!1) geführte Abzweigleitung (10) angeschlossen,