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Steuervorrichtung für ein stufenlos regelbares Riemengetriebe
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein.
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stufenlos regelbares Riemengetriebe, das zur Kopplung eines Abtrieborgans
eines Motors eines Fahrzeugs an dessen angetriebene Räder geeignet ist, und sie
bezieht sich insbesondere auf eine Steuervorrichtung für ein derartiges stufenlos
regelbares Riemengetriebe, bei dem sich keine Probleme in bezug auf ein Schlupfen
oder Rutschen des Riemens auftun, wenn ein Hängenbleiben von Ventilen oder eine
Leckage in der Steuervorrichtung auftreten.
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Die Erfindung bezieht sich zum Teil auf in der japanischen Patentanmeldung
Nr. Sho 58-210 992 (1983) enthaltenes Material, deren Inhalt hiermit zum Gegenstand
der Offenbarung der vorliegenden Erfindung gemacht wird.
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Es ist eine Art von stufenlos regelbaren Riemengetrieben bekannt,
die den folgenden Aufbau aufweist. Eine treibende, Leistung abgebende und eine angetriebene,
Leistung aufnehmende Welle sind parallel zueinander angeordnet, wobei auf der Leistung
abgebenden Antriebswelle wie auch auf der Leistung aufnehmenden getriebenen Welle
je eine treibende bzw. getriebene Riemenscheibe angeordnet sind. Diese Riemenscheiben
bestehen jeweils aus einer axial festen sowie einer axial beweglichen Riemenscheibenhälfte,
wobei jede Hälfte eine kegelige Fläche aufweist, die sich in Achsrichtung einander
mit einem veränderbaren Abstand gegenüberliegen. Damit wird an der treibenden sowie
angetriebenen Riemenscheibe zwischen deren Riemenscheibenhäflten eine V-förmige
Kehle- gebildet, deren Offnungs- oder Maulweite nach Wahl verändert werden kann.
Ein endloser Riemen ist um die beiden Riemenscheiben geschlungen und ruht in den
V-förmigen Kehlen. Dieser Riemen wird in typischer Weise aus ei-ner Anzahl von keilförmigen
Blöcken gebildet, die eng in die V-förmigen Kehlen passen und alle in Reihe nach
Art einer Kette durch einen starken, flexiblen Stütz- oder Traggurt oder deren mehrere
untere in ander verbunden sind. Mit Bezug auf die Achsrichtung der treibenden und
angetriebenen Welle ist die Anordnung der beweglichen sowie der festen Riemenscheibenhälfte
in der treibenden Riemenscheibe entgegengesetzt zu derjenigen in der getriebenen
Riemenscheibe. Ein derartiges stufenlos regelbares Riemengetriebe hat ein Beispiel
im Transmatic-Getriebe der Van Doorn Ness Transmission Company of Holland und ist
von Nutzen, um den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs niedrig zu halten, während
es gute Fahreigenschaften einschließlich eines guten Fahrverhaltens des Fahrzeugs
bietet.
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Wenn bei einem derartigen stufenlos regelbaren Riemengetriebe gewünscht
wird, das Übersetzungsverhältnis zu verändern, dann werden gleichzeitig die Weiten
der V-förmigen Kehlen
der treibenden sowie der getriebenen Riemenscheibe
in der Weise verändert, und zwar in typischer Weise durch Zufuhr und/oder Ablassen
von Hydraulikdrücken zu oder von Druckkammern der beiden Riemenscheiben durch ein
Steuersystem, das die eine Riemenscheibe erweitert, die andere dagegen verengt wird,
womit der Endlosriemen sich von der Drehachse der einen Riemenscheibe nach außen
und zur Drehachse der anderen Riemenscheibe einwärts bewegt, wobei dieser Riemen
ständig straff gehalten wird. Im einzelnen bedeutet das, daß, wenn ausgehend von
einem sog. Eins-Übersetzungsverhältnis, wobei der Endlosriemen straff ist und der
Radius seines um die treibende Riemenscheibe verlaufenden Ganges der gleiche ist
wie des über die getriebene Riemenscheibe verlaufenden Ganges, gewünscht wird, das
Drehzahlwechselverhältnis (der hier und auch in der folgenden Beschreibung benutzte
Ausdruck "Drehzahlwechselverhältnis" bedeutet das Verhältnis der Drehzahl der antreibenden
Riemenscheibe zur Drehzahl der angetriebenen Riemenscheibe) von Eins zu vermindern,
-d.h., eine Drehzahlerhöhung-Leistungsübertragungsfunktion zu schaffen, die bewegliche
Riemenscheibenhälfte der treibenden Riemenscheibe näher an die feste herangebracht
wird, so daß der Radius des um die treibende Riemenscheibe geführten Ganges des
Endlosriemens größer wird, und zugleich die bewegliche Riemenscheibenhälfte der
angetriebenen Riemenscheibe von der festen weiter wegbewegt wird, so daß der Radius
des um diese Scheibe verlaufenden Ganges des Riemens abnimmt. Das geschieht durch
eine geeignete Synchronisation, wobei der Endlosriemen in angemessener Weise um
beide Riemenscheiben verlaufend straff gehalten wird. Wenn dagegen gewünscht wird,
das Drehzahlwechselverhältnis von Eins zu erhöhen, d.h., eine Drehzahlminderung-Leitungsübertragungsfunktion
zu schaffen, dann wird die bewegliche Riemenscheibenhälfte auf der antreibenden
Seite von der festen Riemenscheibenhälfte wegbewegt, so daß der Radius des die treibende
Riemenscheibe umschlingenden Ganges des Endlosriemens kleiner
wird,
während die bewegliche Riemenscheibenhälfte der angetriebenen Riemenscheibe gleichzeitig
näher an die feste Scheibenhälfte herangebracht wird, womit der Radius des die treibende
Riemenscheibe umschlingenden Ganges des Riemens größer wird. Dieser Vorgang wird
wiederum unter geeigneter Synchronisation ausgeführt, wähernd der Endlosriemen gespannt
die Riemenscheiben umschlingt.
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Ein derartiges stufenlos regelbares Riemengetriebe kann eine kontinuierliche,
stufenlose Veränderung im Drehzahlwechselverhältnis hervorrufen und liefert damit
eine gute, ruhige Kraftübertragung für ein Fahrzeug ohne jeglichen Schaltruck, jedoch
treten bei solchen Getrieben nach dem Stand der Technik Probleme auf, auf die im
folgenden eingegangen wird.
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In typischer Weise wird ein sog. hydraulischer Leitungsdruck Pl der
Druckkammer der angetriebenen Riemenscheibe zugeführt, um den Abstand zwischen deren
beweglicher sowie axial fester Riemenscheiben-hälfte zu regeln, und um zu gewährleisten,
daß ein minimaler Leistungsverlust -in der Druckflüssigkeits -pumpe zur Wirkung
kommt, während zugleich eine gute sowie zuverlässige Leistungsübertragung ohne ein
Rutschen oder Schlupfen des Endlosriemens an einer der beiden Riemenscheiben - der
treibenden bzw. der getriebenen - erzeugt wird, muß deshalb der Leitungsdruck Pl
auf dem minimal notwendigen Leitungsdruck und nicht wesentlich höher gehalten werden.
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Da für das gleiche Drehmoment an der treibenden Riemenscheibe das
Drehmoment an der getriebenen Riemenscheibe dem Drehzahlwechselverhältnis, das vom
stufenlos regelbaren Riemengetriebe geliefert wird, proportional ist, wird deshalb
in typischer Weise ein auf dieses Drehzahlwechselverhältnis bezogener Steuerdruck
Pc erhalten, der dann dazu benutzt wird, den Leitungsdruck Pl zu modifizieren, um
einen Leitungsdruck
Pl zu erhalten, der mit einem Anstieg im Drehzahlwechselverhältnis
größer wird.
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Gemäß dem Stand der Technik (s. beispielsweise die japanische Patent-Offenlegungsschrift
Nr. 58-94 661) ist nun ein solcher Steuerdruck Pc auf das Drehzahlwechselverhältnis
als eine ansteigende Funktion von diesem bezogen worden, d.h., daß er mit steigendem
Drehzahlwechselverhältnis ansteigt und mit abnehmendem Drehzahlwechselverhältnis
kleiner wird. Dementsprechend ist also auch der Leitungsdruck Pl eine ansteigende
Funktion des Steuerdrucks Pc gewesen, d.h., er steigt an, wenn der Steuerdruck Pc
ansteigt, und fällt ab, wenn der Steuerdruck abnimmt. Durch Kombination dieser beiden
Arten eines funktionellen Wechsels wurde der Leitungsdruck Pl zu einer ansteigenden
Funktion des Drehzahlwechselverhältnisses gemacht, womit er mit steigendem Drehzahlwechselverhältnis
größer und mit abnehmendem Drehzahlwechselverhältnis geringer wurde.
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Das durch eine solche Auslegung hervorgerufene Problem liegt nun darin,
daß bei Auftreten irgendeiner Leckage in dem den Steuerdruck Pc von dem ihn erzeugenden
Ventil dem Leitungsdruckregelventil zuführenden Leitungsnetz dann der Steuerdruck
zu niedrig sein wird, womit auch der Leitungsdruck Pl zu niedrig sein wird, und
demzufolge verringert sich die Spannung in der Endlosriemenanordnung, die zu gering
wird.
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Das kann zu einem Schlupfen oder Rutschen des Endlosriemens und damit
zu einem möglichen Schaden an diesem sowie zum Ausfall des Getriebes führen. Das
gleiche Problem kann im Fall eines Hängenbleibens des den Steuerdruck Pc erzeugenden
Ventils oder im Fall irgendeiner anderen Fehlfunktion, die einen Abfall des Steuerdrucks
Pc zur Folge hat, auftreten. In typischer Weise wird jede Art von Fehlfunktion kaum
jemals zu einem Ansteigenlassen des Steuerdrucks Pc führen, sondern wird nahezu
immer ein Abfallen hervorrufen.
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Im Hinblick auf die obigen Feststellungen und Überlegungen ist es
die Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung für ein stufenlos regelbares Riemengetriebe
zu schaffen, die einen Steuerdruck zur Erzeugung eines Leitungsdrucks verwendet,
welcher mit ansteigendem Drehzahlwechselverhältnis größer wird und mit abnehmendem
Drehzahlwechselverhältnis kleiner wird, und die so aufgebaut sowie ausgelegt ist,
daß selbst bei einem abnormalen Abfall des Steuerdrucks ein abnormales Abfallen
des Leitungsdrucks nicht eintritt.
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Hierbei ist es ein Ziel der Erfindung, eine derartige Steuervorrichtung
anzugeben, die einen Schutz gegen Probleme bietet, welche auf Grund einer Leckage
des Steuerdrucks und/ oder eines Hängenbleibens von Steuerventilen in der Vorrichtung
bzw. dem Getriebe auftreten können.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung einer Steuervorrichtung
für ein Stufenlos-Riemengetriebe, die ständig einen geeigneten Leitungsdruck zur
Regelung des vom Getriebe gelieferten Drehzahlwechselverhältnisses bietet und immer
eine zufriedenstellende Einstellung des Drehzahlwechselverhältnisses gewährleistet.
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Ferner soll gemäß einem weiteren Ziel der Erfindung eine Steuervorrichtung
für ein Riemen- oder Umschlingungsgetriebe geschaffen werden, die die Möglichkeit
eines durch eine zu geringe Spannung des Endlosriemens, die durch einen zu geringen
Leitungsdruck hervorgerufen wird, ausgelösten Schadens am Riemen vermindert oder
beseitigt, die zuverlässig ein Rutschen des Endlosriemens an der treibenden und/oder
getriebenen Riemenscheibe verhindert und die eine den Erwartungen entsprechende
Lebensdauer hat.
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Darüber hinaus wird auf die Schaffung einer Steuervorrichtung für
ein Riemengetriebe abgezielt, die für das Fahrzeug, dem
sie eingegliedert
ist, immer gute Fahreigenschaften bzw.
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ein gutes Fahrverhalten bietet und eine günstige sowie zuverlässige
Übertragung der Antriebskraft des Motors auf die Antriebsräder des Fahrzeugs gewährleistet.
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Der Lösung der Aufgabe und dem Erreichen der Ziele dient gemäß dem
allgemeinsten Gesichtspunkt der Erfindung eine Steuervorrichtung für ein stufenlos
regelbares Riemengetriebe mit einer antreibenden, eine axial feste sowie eine axial
bewegliche Riemenscheibenhälfte aufweisenden Riemenscheibe, mit einer getriebenen,
eine axial feste sowie eine axial bewegliche Riemenscheibenhäflte aufweisenden Riemenscheibe,
mit einem in leistungsübertragender Weise um die treibende sowie getriebene Riemenscheibe
geschlungenen Endlosriemen, der in von den axial festen und axial beweglichen Riemenscheibenhälften
bestimmte V-förmige Kehlen zur Leistungsübertragung zwischen den Riemenscheiben
mit einem Drehzahlwechselverhältnis eingreift, mit einer ersten, der treibenden
Riemenscheibe zugeordneten Druckkammer und mit einer zweiten, der angetriebenen
Riemenscheibe zugeordneten Druckkammer, die jeweils entsprechend einer Zufuhr von
Druckflüssigkeit den axialen Abstand zwischen den zugeordneten axial festen sowie
axial beweglichen Riemenscheibenhälften und damit den wirksamen Scheibenradius der
jeweiligen Riemenscheibe verändern, und mit Zufuhr eines Leitungsdrucks zur zweiten,
der getriebenen Riemenscheibe zugeordneten Druckkammer durch die Steuervorrichtung,
die gekennzeichnet ist durch ein Steuerdruckerzeugungsventil, das einen Ventilkolben,
dessen Bewegung an die Bewegung der axial beweglichen Riemenscheibenhälfte der treibenden
Riemenscheibe gekoppelt ist, umfaßt und das entsprechend der Bewegung seines Ventilkolbens
einen Steuerdruck erzeugt, der mit einem Anstieg im durch die Bewegung der axial
beweglichen Riemenscheibenhälfte der antreibenden Riemenscheibe hervorgerufenen
Drehzahlwechselverhältnis abnimmt, und durch ein Leitungsdruckerzeugungsventil,
das
den Steuerdruck vom Steuerdruckerzeugungsventil empfängt sowie einen Leitungsdruck
erzeugt, der mit einem Anstieg des vom Steuerdruckventil erzeugten Steuerdrucks
abnimmt, und das diesen Leitungsdruck an die zweite, der angetriebenen Riemenscheibe
zugeordnete Druckkammer abgibt.
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Da bei einer derartigen Steuervorrichtung der Steuerdruck auf das
Drehzahlwechselverhältnis als eine abnehmende Funktion von diesem bezogen ist, d.h.,
daß er mit steigendem Drehzahlwechselverhältnis abnimmt sowie mit fallendem Drehzahlwechselverhältnis
zunimmt, und-da dementsprechend der Leitungsdruck auch eine abnehmende Funktion
des Steuerdrucks ist, d.h., mit ansteigendem Steuerdruck kleiner und mit abfallendem
Steuerdruck größer wird, wird somit durch eine Kombination dieser beiden Arten einer
funktionellen Änderung der Leitungsdruck zu einer ansteigenden Funktion des Drehzahlwechselverhältnisses
gemacht, d.h., daß der Leitungsdruck mit ansteigendem Drehzahlwechselverhältnis
ansteigt und mit abfallendem Drehzahlwechselverhältnis abnimmt, wie es gemäß der
obigen Erläuterung angemessen und richtig ist.
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Wenn nun irgendeine Leckage auf seiten des Steuerdrucks oder irgendein
Hängenbleiben des den Steuerdruck erzeugenden Ventils, was in typischer Weise den
Wert des von ihm gelieferten Steuerdrucks auf einen ungeeigneten Pegel vermindern
wird, auftreten sollte, dann wird der Leitungsdruck erhöht und nicht wie bei dem
eingangs erörterten Stand der Technik vermindert. Demzufolge kann es niemals geschehen,
daß der Leitungsdruck abnormal abfällt, und Probleme, die auf Grund einer Leckage
seitens des Steuerdrucks oder eines Hängenbleibens von Steuerventilen im Getriebe
bzw. der Steuervorrichtung auftreten können, werden vermieden. Somit liefert diese
Steuervorrichtung für ein stufenlos regelbares Riemengetriebe einen geeigneten,
richtigen Leitungsdruck, der immer zur Steuerung des vom Getriebe erzeugten Drehzahlwechselverhältnisses
zur
Verfügung steht, und sie kann allzeit ein zufriedenstellendes Einstellen des Drehzahlwechselverhältnisses
gewährleisten. Ferner vermindert diese Steuervorrichtung die Wahrscheinlichkeit
eines Schadens am Endlosriemen, der durch eine zu geringe, auf einem zu niedrigen
Leitungsdruck beruhende Spannung hervorgerufen wird, sie läßt somit eine den Erwartungen
entsprechende Lebensdauer erreichen wie sie auch eine qute Fahrfähigkeit bzw. ein
gutes Fahrverhalten des Fahrzeugs, dem sie eingegliedert ist, bewirkt, indem eine
zuverlässige, leistungsgerechte Übertragung der Motorantriebskraft auf die Antriebsräder
gewährleistet und ein Schlupfen des Endlosriemens an der treibenden und getriebenen
Riemenscheibe zuverlässig verhindert wird.
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Gemäß einem bevorzugten Gesichtspunkt für die Durchführung der Erfindung
werden die obigen Ziele insbesondere und konkret durch eine Steuervorrichtung für
ein Riemengetriebe, wie es bereits definiert wurde, erreicht, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß das Steuerdruckerzeugungsventil ein mit einer Steueröffnung und mit einer
Ablaßöffnung versehenes Gehäuse, einen in diesem Gehäuse axial bewegbaren Ventilkolben,
der die Verbindung zwischen der Steuer- sowie der Ablaßöffnung steuert und durch
einen Druck an der Steueröffnung in Richtung einer Herstellung dieser Verbindung
zwischen der Steuer- sowie.
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Ablaßöffnung angetrieben ist, sowie eine Schraubendruckfeder umfaßt,
deren eines Ende am Ventilkolben, um diesen in Richtung einer Unterbrechung der
Verbindung zwischen der Steuersowie Ablaßöffnung zu bewegen, anliegt, während ihr
anderes Ende an einer Stelle abgestützt ist, die einer Veränderung mit der Bewegung
der axial beweglichen Riemenscheibenhälfte der treibenden Riemenscheibe unterliegt.
Wenn sich nun das andere Ende der Schraubendruckfeder bei einer Fortbewegung der
axial beweglichen von der axial festen Riemenscheibenhälfte der treibenden Riemenscheibe
vom Ventilkolben wegbewegt, d.h., wenn ein Anstieg im Drehzahlwechselverhältnis
des
Getriebes vorliegt, dann wird die Kraft am Ventilkolben, die in Richtung einer Unterbrechung
einer Verbindung zwischen der Steueröffnung sowie der Ablaßöffnung wirkt, vermindert,
womit also die Ablaufmenge an der Steueröffnung größer und der an dieser Öffnung
erzeugte Steuerdruck, wie es angemessen ist, geringer wird.
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Gemäß einem mehr besonderen Aspekt der Erfindung ist für die Steuervorrichtung
vorgesehen, daß die treibende Riemenscheibe mit einer Antriebswelle versehen und
das Steuerdruckerzeugungsventil in diese Antriebswelle eingebaut ist.
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Durch eine solche Anordnung kann der Gestängemechanismus zwischen
dem Steuerdruckerzeugungsventil und der axial beweglichen Riemenscheibenhälfte der
treibenden Riemenscheibe einfach ausgestaltet und die gesamte Konstruktion kompakt
gebaut werden..
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Ferner sieht die Erfindung gemäß einem besonderen Gesichts punkt vor,
daß das Leitungsdruckerzeugungsventil einen Ventilkolben aufweist, der einer Antriebskraft
in einer Richtung entsprechend dem Wert des Leitungsdrucks und einer Antriebskraft
in der gleichen Richtung entsprechend dem vom Steuerdruckerzeugungsvetnil gelieferten
Steuerdruck unterliegt.
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Vorzugsweise hat dieser Ventilkolben des Leitungsdruckerzeugungsventils
eine erste sowie zweite Kolbendruckfläche, auf deren eine der Leitungsdruck, auf
deren andere der Steuerdruck wirkt und die an entgengesetzten Enden des Ventilkolbens
ausgebildet sind.
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Bei einer solchen Ausgestaltung können die Druckbereiche dieser Kolbenflächen
groß gemacht werden, so daß also der rückgekoppelte Leitungsdruck und auch der Steuerdruck
an diesem Ventilkolben des Leitungsdruckerzeugungsventils relativ große Kräfte ausüben
können, was zum Ergebnis hat,
daß die Genauigkeit in der Steuerung
gesteigert werden kann.
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Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
anhand seiner bevorzugten Ausführungsform erläutert.
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Es ist jedoch klar, daß die Beschreibung und die Zeichnungen nur Erläuterungszwecken
dienen und den Erfindungsgegenstand in keiner Weise darauf beschränken. Räumliche
Angaben in der Beschreibung sind nur auf die entsprechende Figur bezogen.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftübertragungsweges
oder Triebwerks für ein Fahrzeug mit einem stufenlos regelbaren Riemengetriebe,
das durch eine Druckflüssigkeit-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung gesteuert
wird; Fig. 2 einen allgemeinen Hydraulikkreis für die bevorzugte Ausführungsform
einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung zur Regelung des in Fig. 1 dargestellten
Stufenlos-Riemengetriebes; Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein das Drehzahlwechselverhältnis
erfassendes Ventil (Steuerdruckerzeugungsventil) mit zwei Stangen in unterschiedlichen
Stellungen an gegenüberliegenden Seiten der Längsachse des Ventils; Fig. 4 ein Diagramm,
in dem das vom Stufenlos-Riemengetriebe gelieferte Drehzahlwechselverhältnis in
einer nichtlinearen abnehmenden Weise längs der Horizontalachse und ein vom Steuerdruckerzeugungsventil
(Fig. 3)hervorgerufener Steuerdruck Pc in linear zunehmender Weise längs der Vertikalachse
aufgetragen sind; Fig. 5 ein Diagramm, in dem der Drosselklappenöffnungsgrad auf
der horizontalen Achse und der Drosseldruck Pth auf der vertikalen Achse aufgetragen
sind;
Fig. 6 ein Diagramm, in dem der Drosselklappenöffnungsgrad
auf der Horizontalachse und der Leitungsdruck Pl auf der Vertikalachse aufgetragen
und unterschiedliche Beziehungen zwischen dem Leitungsdruck Pl sowie dem Drosselklappenöffnungsgrad
entsprechend unterschiedlichen Werten des vom Riemengetr-iebe gelieferten Drehzahlwechselverhältnisses
und entsprechend dem oben erwähnten Steuerdruck Pc dargestellt sind; Fig. 7 eine
schematische Darstellung zum Einbau des Steuerdruckerzeugungsventils in die Antriebswelle
des Stufenlos-Riemengetriebes, wobei die treibende Riemenscheibe in zwei unterschiedlich
eingestellten Lagen längs ihrer Drehachse gezeigt ist.
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Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeugtriebwerk mit einem stufenlos
regelbaren Riemengetriebe 16, das durch eine Steuervorrichtung gemäß der Erfindung
gesteuert wird.
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Die Kurbelwelle 12 eines (nicht gezeigten) Motors treibt die Eingangsseite
(Pumpenrad) einer an sich bekannten, koaxial angeordneten Strömungskupplung 10,
die mit einer ebenfalls an sich bekannten (in Fig. 1 nicht gezeigten) Verriegelungskupplung
versehen ist. Die Ausgangsseite (Turbinenrad) der Strömungskupplung 10 treibt ein
Leistungsaufnahmeorgan eines koaxial angeordneten Planetengetriebes 14, d.h. dessen
Steg oder Träger 28, das ein Sonnenrad 20 sowie ein Ring-oder Außenrad 26 aufweist.
Am Steg 28 sind zwei Sätze von Planetenrädern drehbar angebracht, und zwar ein innerer
Satz, der aus mehreren inneren Planetenrädern 22, die mit dem Sonnenrad 20 kämmen,
besteht, und ein äußerer Satz, der aus mehreren äußeren Planetenrädern 24, die innenseitig
mit den inneren Planetenrädern 22 und außenseitig mit dem Ringrad 26 kämmen, besteht.
Das Sonnenrad 20 ist fest mit einer Antriebswelle 18 einer Antriebsriemenscheibe
17 verbunden.
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Eine Bremse 30 dient dazu, das Ringrad 26 drehfest mit dem
Getriebegehäuse
zu kuppeln und somit die Drehung des Ringrades zu unterbinden, während eine Kupplung
34 dazu vorgesehen ist, den Steg 28 drehfest mit dem Sonnenrad 20 (tatsächlich über
Teile einer festen, noch zu beschreibenden Riemenscheibenhälfe 32) zu verbinden.
Somit wird, wenn die Bremse 30 gelöst und die Kupplung 34 eingerückt ist, die Drehkraft
der Kurbelwelle 12 über die Strömungskupplung 10 unmittelbar auf die Antriebswelle
18 ohne eine Drehzahländerung übertragen, während andererseits bei angelegter Bremse
30 und gelöster Kupplung 34 die Drehkraft der Kurbelwelle 12 über die Strömungskupplung
10, den Steg 28 und die Planetenräder 22 sowie 24, die eine Antriebswirkung auf
das Sonnenrad 20 und somit auf die Antriebswelle 18 ausüben, mit einer wesentlichen
Übersetzung ins Langsame, d.h. mit einer beträchtlichen Drehzahlabnahme, übertragen
wird.
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Das stufenlos regelbare Riemengetriebe 16 weist eine Antriebsriemenscheibe
17, die antriebsseitig an die Antriebswelle 18 angeschlossen ist und eine getriebene
Riemenscheibe 19 auf.
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Diese beiden Riemenscheiben 17, 19 sind auf parallelen Achsen und
in Gegenüberlage zueinander angeordnet, wobei diese Achsen ortsfest sind und somit
auch der Abstand zwischen den Riemenscheiben 17, 19 im Betrieb unverändert bleibt.
Die Antriebsriemenscheibe 17 besteht aus zwei kegeligen Riemenscheibenhälften, und
zwar einer festen Riemenscheibenhälfte 32 sowie einer axial beweglichen Riemenscheibenhälfte
40, deren jeweilige Kegelflächen 32a und 40a, die mit im wesentlichen gleichen Kegelwinkeln
ausgebildet sind, einander in Achsrichtung der Antriebsriemenscheibe 17 gegenüberliegen.
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Die axial feste Riemenscheibenhälfte 32 ist entweder mit der Antriebswelle
18 einstückig ausgebildet oder auf dieser drehfest gehalten, während die axial bewegliche
Riemenscheibenhälfte 40 axial gleitbeweglich auf der Antriebswelle 18 sitzt. Somit
wird bei einer Axialbewegung der beweglichen
Riemenscheibenhälfte
40 nach rechts oder links die V-förmige, zwischen den einander gegenüberliegenden
Kegelflächen 32a, 40a bestimmte Kehle 21 stufenlos entweder verengt oder erweitert,
wobei ihr Winkel selbstverständlich gleich bleibt.
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Die bewegliche Riemenscheibenhälfte 40 ist an ihrer (in Fig. 1) linken
Seite als Hohlkörper ausgestaltet, dessen Öffnung von einer an der Antriebswelle
18 befestigten Rückwand 41 abgeschlossen ist. Die Rückwand 41 ist mit einem inneren
sowie mit einem äußeren Zylinderteil 41a versehen und kann im Zusammenwirken mit
einem mit der beweglichen Riemenscheibenhälfte 40 verbundenen Ringkolben 40b eine
Druckkammer 46 abgrenzen. Entsprechend der ausgewählten Zufuhr von Druckflüssigkeit
durch (nicht gezeigte) Kanäle in der Welle 18 zur Druckkammer 46, was mittels einer
Flüssigkeitsdruck-Steuervorrichtung geschieht, die noch beschrieben werden wird
und die die bevorzugte Verwirklichung der Erfindung ist, kann die bewegliche Riemenscheibenhälfte
40 nach rechts oder links verschoben werden, um die Weite der V-förmigen Kehle 21
zu verändern.
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In gleichartiger Weise besteht die angetriebene Riemenscheibe 19 aus
zwei kegeligen Riemenscheibenhälften, und zwar einer axial festen Riemenscheibenhälfte
38 sowie einer axial beweglichen Riemenscheibenhälfte 42, deren im wesentlichen
gleiche Winkel aufweisende Kegelflächen 38a und 42a einander längs der Achslinie
der getriebenen Riemenscheibe gegenüberliegen. Der Kegelwinkel der Kegelflächen
38a, 42a ist im wesentlichen dem Kegelwinkel der Kegelflächen 32a und 40a der antreibenden
Riemenscheibenhälften 32, 40 gleich. Die axial feste Riemenscheibenhälfte 38 kann
als ein Stück mit der angetriebenen Welle 36, die sich längs der Achse der getriebenen
Riemenscheibe 19 erstreckt, ausgebildet oder an dieser drehfest befestigt sein.
Die bewegliche Riemenscheibenhälfte
42 ist axial gleitbeweglich
auf die Welle 36 gesetzt. Somit wird bei einer Axialbewegung der beweglichen Riemenscheibenhälfte
42 nach links oder -rechts (in Fig. 1) die V-förmige, von den Kegelflächen 38a,
42a bestimmte Kehle 23 stufenlos verengt oder erweitert, wobei ihr Winkel selbstverständlich
konstant bleibt.
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Auf der (in Fig. 1) rechten Seite ist die axial bewegliche und angetriebene
Riemenscheibenhälfte 42 als Hohlkörper ausgebildet, dessen Öffnung von einer an
der angetriebenen Welle 36 befestigten Rückwand 43 verschlossen ist, die einen Kolben
43a umfaßt und im Zusammenwirken mit einem Zylinderteil 42b, das mit der beweglichen
Riemenscheibenhälfte 42 verbunden ist, eine Druckkammer 48 begrenzt. Die bewegliche
Riemenscheibenhälfte 42 kann nach links oder rechts, um die Weite der V-förmigen
Kehle 23 zu verändern, verschoben werden, was durch ausgewählte Zufuhr von Druckflüssigkeit
in die Druckkammer 48 über eine Flüssigkeitsdruck-Steue.rvorrichtung gemäß der Erfindung,
die noch beschrieben werden wird, geschieht.
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Die treibende sowie die angetriebene Riemenscheibe 17 und 19 sind
von einem endlosen, in die jeweiligen V-förmigen Kehlen 21 und 23 eingreifenden
Riemen 44 umschlungen, der einen trapezförmigen Querschnitt mit gleich langen Schenkeln
hat.
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Obwohl das in der Fig. 1 nicht dargestellt ist, weist dieser Riemen
44 in seiner tatsächlichen Ausbildung eine Vielzahl von im wesentlichen identischen
Übertragungsblöcken auf, die aus einem Material mit einem geeigneten Reibungskoeffizienten
in bezug auf das Material der Riemenscheibenhälften gefertigt sind. Diese Blöcke
passen satt in die Kehlen 21 und 23, wobei ihre Seiten- oder Schenkelflächen an
den Kegelflächen 32a, 40a, 38a und 42a anliegen. Der endlose Riemen 44 weist in
typischer Weise auch zwei (nicht gezeigte)
endlose Bänder aus einem
dünnen metallischen Flachmaterial od. dgl. auf, die um die Riemenscheiben 17 und
19 mit axialem Abstand dazu verlaufen, wobei die Übertragungsblöcke an den Bändern
mit geringem Abstand in deren Langserstrekkung befestigt sind, und zwar in typischer
Weise derart, daß die Bänder in Nuten der Blöcke eingefügt sind.
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Wenn der Abstand zwis-chen den antreibenden Riemenscheibenhälften
32 und 40 sowie zwischen den getriebenen Riemenscheibenhälften 38 und 42 so eingestellt
wird, daß der endlose Riemen 44 zwischen den Riemenscheiben 17 und 19 stramm gespannt
ist, was in irgendeiner Stellung in einem stufenlosen oder kontinuierlichen Bereich
von Einstellungen erfolgen kann, dann wird somit bei Drehung der Antriebswelle 18
von der Kurbelwelle 12 über die Strömungskupplung 10 durch den endlosen Riemen 44
eine Kraft auf die angetriebene Welle 36 mit einem Drehzahlwechselverhältnis, das
das Verhältnis der Eingangsdrehzahl der Antriebswelle 18 zur Ausgangsdrehzahl der
getriebenen Welle 36 ist, übertragen, das vom Verhältnis der Radien der beiden Riemenbahnen
oder -gänge bestimmt wird.
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Durch Verschieben der antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenhälfte
40 längs der Antriebswelle 18 zur festen Riemenscheibenhälfte 32 hin oder von dieser
weg und durch gleichzeitiges Verschieben der beweglichen getriebenen Riemenscheibenhälfte
42 längs der getriebenen Welle 36 zur festen Riemenscheibenhälfte 38 hin oder von
dieser weg, was durch geeignete Zufuhr von Flüssigkeit-zu den Druckkammern 46 und
48 geschehen kann, und durch ständiges Straffhalten des Riemens 44 bei dieser Bewegung
der Riemenscheibenhälften kann somit das Geschwindigkeits- oder Drehzahlübertragungsverhältnis
stufenlos ohne eine Unterbrechung der Leistungsübertragung verändert werden.
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Auf der angetriebenen Welle 36 ist ein Antriebszahnrad 52 fest angebracht,
das mit einem getriebenen Zahnrad 54,welches
auf einer Vorgelegewelle
50 befestigt ist, kämmt.
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Ferner ist ein Antriebszahnrad 60 auf der Vorgelegewelle 50 fest angebracht,
das mit einem angetriebenen Tellerrad 58 eines Ausgleichgetriebes 56 bekannter Bauart,
von dem eine linke Treibachse 62 sowie eine rechte Treibachse 84 für die (nicht
gezeigten) Antriebsräder des Fahrzeugs ausgehen, in Eingriff ist.
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Ein stufenlos regelbares Riemenantriebssystem dieser grundsätzlichen
Bauart, wie sie bisher beschrieben wurde, ist z.B. in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift
Nr.
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55-6 783 (1980) offenbart.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 2, die einen allgemeinen Flüssigkeitskreislauf
schematisch zeigt, wird nun die bevorzugte Ausführungsform für ein Flüssigkeitsdruck-Steuersystem
gemäß der Erfindung, das zur Steuerung des stufenlos regelbaren, in Fig. 1 gezeigten
Riemengetriebes dient, erläutert.
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Eien Druckflüssigkeitspumpe 70 saugt durch ein Sieb oder Filter 72
Hydraulikflüssigkeit an und drückt diese in eine Leitung 74. Der in dieser Leitung
74 herrschende Druck wird im folgenden als Leitungsdruck "pol" bezeichnet, der ein
Stell-oder Betätigungsdruck ist, der der Druckkammer 48 der beweglichen Riemenscheibenhälfte
42 der angetriebenen Riemenscheibe 19 zugeführt wird.
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Eine von der Leitung 74 abzweigende Leitung 75 legt den Leitungsdruck
Pl an eine Einlaßöffnung 77 eines Drosselventils 76, das an sich bekannt ist und
an seiner Auslaßöffnung 78 einen Drosseldruck Pth abgibt, der mit dem Grad des Niederdrückens
eines Gaspedals monoton ansteigt und diesen Grad wiedergibt. Die Bewegung des (nicht
gezeigten) Gaspedals in dem das Riemengetriebe enthaltenden Fahrzeug wird über ein
(nicht gezeigtes) Gestänge auf eine Nockenscheibe 79
zu deren Drehung
übertragen, die einen Ventilkolben des Drosselventils 76 in an sich bekannter Weise
betätigt.
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Der Drosseldruck Pth wird über eine Leitung 73 an die Einlaßöffnung
83 eines handbetätigten Betriebart-Schaltventils 80 gelegt, das einen Ventilkolben
85 aufweist, der in einer im Ventilgehäuse ausgebildeten Bohrung hin- und hergeht
sowie von Hand nach Wahl durch den Fahrer über ein Hebelwerk in eine bestimmte Stellung
gebracht werden kann, und zwar in eine D- oder Fahrstellung für Vorwärtsfahrt, in
eine N- oder Neutralstellung, in der der Motor vollkommen von den Antriebsrädern
getrennt ist, in eine R- oder Rückwärtsfahrtstellung und in eine P- oder Parkstellung
zum Verriegeln des Getriebes und somit zum Verhindern einer Fahrzeugbewegung.
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Eine weitere Einlaßöffnung 80a des Schaltventils 80 wird von der Leitung
74 über eine Leitung 81a mit Leitungsdruck Pl gespeist. Wenn der Ventilkolben 85
in der D-Stellung ist, dann wird der än der Einlaßöffnung 83 liegende Drosseldruck
zu einer Auslaßöffnung 87 übertragen, von der dieser Druck an eine Druckkammer der
Kupplung 34 des Planetengetriebes 14 zum Einrücken dieser Kupplung, 34 gelegt wird,
während an einer anderen Auslaßöffnung 89 des Schaltventils 80 im wesentlichen ein
Nulldruck herrscht, der dann auch in einer Druckkammer der Bremse 30 des Planetengetriebes
14 vorliegt, so daß die Bremse nicht angelegt und das Planetengetriebe 14 in den
vorwärts gerichteten Übertragungszustand gebracht wird. Wird dagegen der Ventilkolben
85 in die R-Stellung verschoben, dann wird der an der Einlaßöffnung 83 des Schaltventils
80 liegende Drosseldruck Pth nicht zur Auslaßöffnung 87 übertragen, womit in der
Druckkammer der Kupplung 34 im wesentlichen ein Nulldruck vorliegt, so daß die Kupplung
34 nicht eingerückt-wird, während der Auslaßöffnung 89 des Schaltventils 80 der
Leitungsdruck Pl zugeführt
wird, der dann auch in der Druckkammer
der Bremse 30 herrscht, so daß diese angelegt und das Planetengetriebe 14 in den
rückwärts gerichteten Übertragungszustand gebracht wird. Ein Entlastungsventil 81
ist zur Entlastung der Leitung 74 vorgesehen, falls der Leitungsdruck Pl einen vorbestimmten
Wert übersteigen sollte.
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Eine Sekundärdruckleitung 82 ist über ein Drosselglied 84 und einen
Kanal 204 eines noch zu beschreibenden Primärregelventils 198 mit der Druckleitung
74 verbunden. Ein Sekundärdruck-Regelventil 86 weist einen in einer Bohrung dessen
Gehäuses hin- und herbewegbaren Ventilkolbens 91 auf, der unter dem abwärts gerichteten
Druck einer Schraubendruckfeder 92 steht, während er in der Bohrung durch den in
einer im unteren Ende (gemäß Fig. 2) der Bohrung ausgebildeten Druckkammer 90 herrschenden
Druck beaufschlagt wird.
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Der Druck in der Sekundärdruckleitung 82 wird an diese Druckkammer
90 über eine Leitung 93 sowie ein Drosselglied 88 gelegt, und wenn dieser Druck
in der Kammer 90 größer wird als ein vorbestimmter Druck, dann wird der Ventilkolben
91 dieses Ventils 86 in seiner Bohrung genügend weit aufwärts verschoben, um die
Leitung 82 über eine Leitung 97 sowie einen Kanal 95 des Ventils 86. zu einem Ablaß
94 hin zu entlasten. Demzufolge wird der Druck in der Leitung 82 auf oder unter
dem vorbestimmten Wert gehalten. Eine Leitung 95a, die mit verschiedenen Teilen
des Getriebes zu deren Schmierung verbunden ist, empfängt über das Ventil 86 sowie
ein Drosselglied 99 einen geregelten und mäßigen Zulauf an Druckflüssigkeit.
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Ein Verriegelungskupplung-Steuerventil 96 weist einen in einem Gehäuse
hin- und herbewegbaren Ventilkolben 96a auf.
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Am (in Fig. 2) oberen Ende der Bohrung dieses Ventils 96 ist eine
Steuerdruckkammer 102 abgegrenzt, und der in dieser herrschende Druck zwingt den
Ventilkolben 96a abwärts,
während er von einer Schraubendruckfeder
96b einem-Aufwärtsdruck unterliegt. Diese Druckkammer 102 wird in ausgewählter Weise
mit dem in der Leitung 74 herrschenden Leitungsdruck Pl über eine Leitung 101 sowie
ein Drosselglied 101a gespeist, was unter Steuerung von einem Elektromagnet-Durchflußregelventil
100, das eine Zylinderspule od. dgl. enthält, geschieht. Wenn dieses EM-Ventil 100
mit elektrischer Energie zu seiner Betätigung vesorgt wird, dann liegt in der Kammer
102 im wesentlichen kein Druck vor, so daß der Ventilkolben 96a unter der Wirkung
der Schraubendruckfeder 96b in seiner aufwärts verschobenen Lage ist. In diesem
Zustand leitet das Ventil 96 den von der Sekundärdruckleitung 82 zugeführten Druck
in eine Leitung 103, die zur schon erwähnten Verriegelungskupplung 98 der Strömungskupplung
10 führt, während das Ventil 96 zur gleichen Zeit eine andere Leitung 105, die ebenfalls
mit der Verriegelungskupplung 98 verbunden ist, auf einen Ablaß 109 schaltet. Die
Verriegelung.skupplung 98 ist so gebaut, daß sie bei Empfang von Druckflüssigkeit
über die Leitung 103 und Entlastung über die Leitung 105 eingerückt wird, um eine
unmittelbare Leistungsübertragung vom Motor auf das Getriebe unter Umgehung der
Strömungskupplung 10 zu bewirken. Wenn dagegen dem EM-Durchflußregelventil 100 keine
elektrische Energie zu seiner Betätigung zugeführt wird, dann herrscht in der Steuerdruckkammer
102 im wesentlichen der Leitungsdruck Pl, womit der Ventilkolben 96a unter Überwindung
der Kraft der Feder 96b in seiner Bohrung abwärts verlagert wird, In diesem Zustand
wird der Flüssigkeitsdruck aus der Sekundärleitung 92 auf die zur Verriegelungskupplung
98 führende Leitung 105 gelegt, während gleichzeitig das Steuerventil 96 die Leitung
103 mit einer zum Einlaß eines Druckflüssigkeitskühlers führenden Leitung 106 verbindet.
Die Verriegelungskupplung 98 ist so aufgebaut, daß sie bei Zufuhr von Druckflüssigkeit
über die Leitung 105 und Entlastung über die Leitung 103 ausgerückt wird, womit
eine Leistungsübertragung
vom Motor auf das Getriebe nur über die
Strömungskupplung 10 erfolgt. In diesem Betriebszustand regelt ein Entlastungsventil
107 den dem Druckflüssigkeitskühler zugeführten Druck.
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Eine Drehzahlwechsel-Geschwindigkeitsregelvorrichtung 108, die zur
Regelung des Vorgangs dient, wie rasch eine Drehzahländerung des Getriebes von Fig.
1 erfolgt, umfaßt ein erstes sowie zweites Regelventil 110 bzw. 112, die mit Ventilkolben
110a und 112a, welche in in einem Gehäuse ausgebildeten Bohrungen hin- und hergehen,
ausgestattet sind, und ein erstes sowie zweites Elektromagnet-Durchflußregelventil
114 bzw. 116. An den Eingängen der EM-Ventile 114, 116 liegt über ein Leitungssystem
111 mit Drosselgliedern 113a bzw. 115a der Drosseldruck Pth, während die Ausgänge
der EM-Ventile an Leitungen 113 bzw. 115 angeschlossen sind, die zu Steuerkammern
117 bzw. 128 führen. Diese Kammern 117, 128 sind an den (in Fig. 2) unteren Enden
der Bohrungen im ersten bzw. zweiten Regelventil 110, 112 abgegrenzt.
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Die Ventilkolben llOa und 112a werden in ihren Bohrungen jeweils durch
eine Schraubendruckfeder 118 bzw. 130 abwärts gedrückt.
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Der Leitungsdruck Pl von der Leitung 74 wird über eine Leitung 123
sowie ein Drosselglied 123a an einen Kanal 119 des ersten Regelventils 110 gelegt.
Wenn das erste EM-Durchflußregelventil 114 mit elektrischer Energie gespeist wird,
so entlastet es die Leitung 113 über einen Ablaß 128', womit also der Steuerkammer
117 über die Leitung 113 kein Flüssigkeitsdruck zugeführt wird und der Ventilkolben
110a durch die Wirkung der Schraubendruckfeder 118 abwärts gedrückt wird, wobei
der Kanal 119 mit keinem anderen Kanal Verbindung hat, während ein Kanal 124 mit
einem Ablaß 126 verbunden wird. Wird dagegen das erste EM-Durchflußregelventil 114
nicht mit elektrischer Energie gespeist, dann blockiert es die Entlastung der Leitung
113, so daß der
Drosseldruck Pth über diese Leitung 113 an die
Steuerkammer 117 gelegt wird, wodurch der Ventilkolben 110a gegen die Kraft der
Schraubendruckfeder 118 aufwärts verlagert und der Kanal 119 mit einem Kanal 120
verbunden wird, während der Kanal 124 zu keinem anderen Kanal Verbindung hat.
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In gleichartiger Weise entlastet das zweite EM-Durchflußregelventil
116, wenn es mit elektrischer Energie zu seiner Betätigung gespeist wird, die Leitung
115 über einen Ablaß 135, so daß der Steuerkammer 128 über die Leitung 115 kein
Flüssigkeitsdruck zugeführt wird. Damit wird der Ventilkolben 112a durch die Schraubendruckfeder
130 abwärts verlagert, so daß ein Kanal 134 des Regelventils 112 mit einem Kanal
140 und ein Kanal 122 mit einem Kanal 132 verbunden werden. Erhält dagegen das zweite
EM-Durchflußregelventil 116 keine Schaltenergie, dann wird die Entlastung der Leitung
115 blockiert, womit der Drosseldruck Pth über die Leitung 115 an die Steuerkammer
128 gelegt wird, so daß der Ventilkolben 112a gegen die Kraft der Schraubendruckfeder
130 eine Aufwärtsbewegung erfährt und der Kanal 134 mit einem Kanal 136 verbunden
wird, während der Kanal 132 und der Kanal 122 gegeneinander abgesperrt sind sowiezu
keinem anderen Kanal Verbindung haben.
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Der Kanal 120 des ersten Regelventils 110 ist mit dem Kanal 122 des
zweiten Regelventils 112 über eine Leitung 127 in Verbindung, während der Kanal
124 des ersten Regelventils 110 mit dem Kanal 140 des zweiten Regelventils 112 über
eine Leitung mit einem Drosselglied 142 und auch mit dem Kanal 136 des zweiten Regelventils
112 über eine weitere Leitung verbunden ist. Leitungen 125 und 121 führen den in
den Leitungen 113 und 115 herrschenden Druck an die einander entgegengesetzten Enden
eines noch zu beschreibenden Absperrventils 190, eine Leitung 138 legt den am Kanal
132
des zweiten Regelventils 112 herrschenden Druck an die Druckkammer 46 der Antriebsriemenscheibe
17.
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Die Drehzahlwechsel-Geschwindigkeitsregelvorrichtung 108 arbeitet
in der folgenden Weise: Das erste und zweite EM-Durchflußregelventil 114 und 116
werden von einem (nicht gezeigten) elektrischen Steuersystem entsprechend verschiedenen
Betriebsparametern des Fahrzeugs und des stufenlos regelbaren Riemengetriebes in
ausgewählter Weise erregt. Wenn das erste Regelventil 114 nicht, jedoch das zweite
Regelventil 116 erregt ist, dann ist der Ventilkolben 110a in seiner oberen Lage,
während der Ventilkolben 112a in seiner unteren Lage ist, und der Leitungsdruck
Pl wird über die Kanäle 119 sowie 120-des ersten Regelventils 110, die untereinander
verbunden sind, über die Leitung 127, über die miteinander verbundenen Kanäle 122
sowie 132 des zweiten Regelventils 112 und durch die Leitung 138 an die Druckkammer
46 der Antriebsriemenscheibe 17 mit einem ziemlich hohen Wert, was auf dem relativ
niedrigen Strömungswiderstand dieses Strömungsweges beruht, gelegt, womit das Drehzahlwechselverhältnis
des stufenlos regelbaren Riemengetriebes mit relativ schneller Geschwindigkeit abnimmt.
Sind das erste sowie zweite EM-Durchflußregelventil 114 und 116 beide nicht erregt,
dann sind beide Ventilkolben 110a, 112a in ihrer oberen Lage, die in Fig. 2 gezeigt
ist, und es ist kein Weg für die Druckflüssigkeit vorhanden, entweder der Leitung
138 und der Druckkammer 46 der Antriebsriemenscheibe zugeführt oder von hier entlastet
zu werden, und demzufolge wird das Drehzahlwechselverhältnis des stufenlos regelbaren
Riemengetriebes konstantgehalten. Wird dagegen das erste EM-Durchflußregelventil
114 erregt, das zweite EM-Ventil 116 aber nicht, dann ist der Ventilkolben 110a
in seiner unteren, der Ventilkolben 112a in seiner oberen Lage, womit die
Druckflüssigkeit
aus der Druckkammer 46 der Antriebsriemenscheibe 17 über die Leitung 138, die miteinander
verbundenen Kanäle 134 sowie 136 zum Kanal 124 des ersten Regelventils 110 (unter
Umgehung des Drosselglieds 142) und zum mit dem Kanal 124 in Verbindung stehenden
Ablaß 126 abgelassen wird.
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Damit wird, weil der Strömungswiderstand dieses Strömunqsweges relativ
niedrig ist, das Drehzahlwechselverhältnis des stufenlos regelbaren Riemengetriebes
mit relativ hoher Geschwindigkeit angehoben. Werden das erste sowie zweite EM-Durchflußregelventil
114, 116 beide erregt, so nehmen die Ventilkolben 110a und 112a ihre untere Lage
ein, womit der Flüssigkeitsdruck in der Druckkammer 46 der Antriebsriemenscheibe
17 über die Leitung 138, die miteinander verbundenen Kanäle 134 sowie 140 des zweiten
Regelventils 112 zum Kanal 124 des ersten Regelventils 110, und zwar nun nur über
das Drosselglied 142, zu dem mit dem Kanal 124 verbundenen Ablaß 126 entlastet wird.
Somit wird das Drehzahlwechselverhältnis des stufenlos regelbaren Riemengetriebes
mit einer relativ geringen Geschwindigkeit angehoben, da der Strömungswiderstand
auf diesem Strömungsweg relativ hoch ist.
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Ein Ventil 146, das dazu dient, das Drehzahlwechselverhältnis zu erfassen
und im folgenden der Kürze halber als Erfassungs- oder Steuerdruckerzeugungsventil
146 bezeichnet wird, liefert einen Steuerdruck Pc, der auf die axiale Lage der beweglichen
Riemenscheibenhälfte 40 der Antriebsriemenscheibe 17 bezogen ist, d.h. auf das vom
stufenlos regelbaren Riemengetriebe gelieferte tatsächliche Drehzahlwechselverhältnis;
dieser Steuerdruck Pc gibt eine zum Hydrauliksteuersystem rückzukoppelnde Information,
so daß ein gewünschtes Drehzahlwechselverhältnis gewährleistet werden kann. Gemäß
dem Kern der vorliegenden Erfindung nimmt der Steuerdruck Pc dann ab, wenn das vom
stufenlos regelbaren Riemengetriebe 16 gelieferte Drehzahlwechselverhältnis
zunimmt,
wie sich aus dem folgenden ergibt. Das Erfassungsventil 146 ist in Fig. 3 im Längsschnitt
und in vergrößertem Maßstab gezeigt. Jedoch soll zuerst die Wirkung insgesamt erläutert
werden. Es wird der in der Leitung 74 herrschende Leitungsdruck Pl über eine Zweigleitung
74a und ein Drosselglied 180 an eine Öffnung 178 gelegt; wobei etwas von der Druckflüssigkeit
über das Ventil 146 zu einem Ablaß 176 hin freigegeben wird, und zwar entsprechend
der oben erwähnten axialen Lage der beweglichen und treibenden Riemenscheibenhälfte
40, womit der Druck an der Öffnung 178 auf den genannten Steuerdruck Pc modifiziert
wird, der für das tatsächliche, vom Riemengetriebe gebotene Drehzahlwechselverhältnis
kennzeichnend ist; dieser Steuerdruck Pc wird an das noch zu beschreibende Absperrventil
190 gelegt.
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Das Erfassungsventil 146 weist im einzelnen eine. in einem Gehäuse
ausgebildete Bohrung 152 sowie eine erste Buchse 148 und eine zweite Buchse 150
auf, die koaxial aneinandergrenzen und in der Bohrung 152 gegen eine Stirnseite
dieser mittels eines Sprengringes 154 festgehalten sind, so daß (in Fig. 3) am rechten
Ende des Ventils 146 eine Druckkammer 170bestimmt ist, in die die Öffnung 178 mündet.
-Das linke Ende der ersten Buchse 148 ist mit einer Führungsbohrung versehen, in
die eine Stange 156 gleitend eingesetzt ist, so daß diese in axialer Richtung hin-
und herbewegt werden kann. Am rechten oder inneren Ende der Stange 156 ist ein Federsitz
158 ausgebildet, während am äußeren Ende dieser Stange 156 das eine Ende einer Schub-
oder Verbindungsstange 160 angreift, deren anderes Ende (vgl. Fig. 2) an die bewegliche
Riemenscheibenhälfte 40 der Antriebsriemenscheibe 17 angeschlossen ist. Innerhalb
der ersten Buchse 148 sind zwei Schraubendruckfedern - eine äußere Feder 182 und
eine innere Feder 184 - angeordnet, deren linke Enden am Federsitz 158 anliegen.
Das rechte Ende der Feder 182 liegt an der Stirnseite der zweiten, axial festen
Buchse
150 an, womit diese Feder 182 lediglich dahin wirkt, die
Stange 156 und damit die Schubstange 160 nach links (in Fig. 2 und 3) zu drücken.
Das rechte Ende der Feder 184 liegt an einem Sitz 186 an, der am linken Ende eines
Ventilkolbens 162 befestigt ist, welcher eine erste sowie zweite Ventil- oder Kolhendruckfläche
164 bzw. 166 hat, die beide in die Bohrung der zweiten Buchse 150 gleitend eingesetzt
sind, so daß der Ventilkolben 162 in der zweiten Buchse 150 axial sowie hin- und
herbewegbar gehalten ist. Zwischen den beiden Kolbendruckflächen 164, 166 ist ein
Ringraum 168 bestimmt, der über einen in der ersten Kolbendruckfläche 164 ausgebildeten
Durchgang 172 mit der Druckkammer 170 verbunden ist, womit der an der Öffnung 178
herrschende Druck frei mit dem Ringraum 168 verbunden ist. Die zweite Buchse 150
weist eine Öffnung 174 auf, die die Bohrung in der Buchse 150 über einen die erste
Buchse 148 umschließen den Freiraum zwischen Innenwand der Bohrung 152 und Außenwand
der Buchse 148 mit einer Ablaßöffnung 176. verbindet.
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Die zweite Kolbendruckfläche 166 regelt die Verbindung des Ringraumes
168 und damit der Öffnung 178 mit der Ablaßöffnung 176 gemäß der axialen-Lage des
Ventilkolbens 162, der durch den Druck im Ringraum 168 nach links, durch die Kraft
der Schraubendruckfteder 184 nach rechts gedrückt wird.
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Während des Betriebs schwingt oder pendelt insofern der Ventilkolben
162 um einen exakten Gleichgewichtszustand hin und her, der ein Entweichen von gerade
so viel Druck in der Druckkammer 170 an der Kolbendruckfläche 166 vorbei zur Ablaßöffnung
176 zuläßt, daß der Druck in der Druckkammer 170 auf einen Gleichgewichtsdruck Pt
vermindert wird, der gerade ausreichend ist, um den Ventilkolben 162 in dieser Stellung
gegen die gegenwärtige Druckkraft der Schraubendruckfeder 184 zu halten, die von
der axialen Lage der Stange 156 und somit von der axialen Lage der beweglichen Riemenscheibenhälfte
40 abhängt; demzufolge wird dieser
Gleichgewichtsdruck Pt von der
axialen Lage dieser beweglichen Riemenscheibe 40 abhängig gemacht.
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Je größer also das Drehzahlwechselverhältnis des stufenlos regelbaren
Riemengetriebes ist, desto weiter wird in der Antriebsriemenscheibe 17 die bewegliche
Riemenscheibenhälfte 40 von der axial festen Riemenscheibenhälfte 32 entfernt, und
demzufolge wird auch die Stange 156 (in Fig. 3) weiter nach links aus der ersten
Buchse 148 herausgezogen und desto schwächer wird die nach rechts gerichtete Kraft
der Schraubendruckfeder 184 auf den Ventilkolben 162. Dementsprechend wird auch
die Gleichgewichtsöffnugnsweite an der Öffnung 174 von der Kolbendruckfläche 166
des Ventilkolbens 162 weiter offengehalten und umso schwächer wird der Wert des
in der Kammer 170 eingeregelten Gleichgewichtsdrucks Pt, der als der Steuerdruck
Pc an der Öffnung 178 abgegeben wird. Anders ausgedrückt heißt das, daß der Gleichgewichtsdruck
Pc eine abnehmende Funkt-ion des Drehzahlwechselverhältnisses des Stufenlos-Riemengetriebes
ist, und diese Beziehung ist in Fig. 4 dargestellt, wobei das Drehzahlwechselverhältnis
in einer nicht-linear sich vermindernden Weise auf der Horizontalachse des Diagramms,
der Steuerdruck Pc in linear ansteigender Weise auf der Vertikalachse aufgetragen
sind. Das entspricht dem Kern der Erfindung und wirkt mit der Funktion des Primärregelventils
198 zur Regelung des Leitungsdrucks Pl zusammen, was noch erläutert werden wird.
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Das in Fig. 2 gezeigte Absperrventil 190 umfaßt einen Ventilkolben
196, der in einer in einem Gehäuse ausgestalteten Bohrung hin- und hergeht, und
erhält an seiner Einlaßöffnung 191 den Steuerdruck Pc. Der Ventilkolben 196 kann
drei Kräften ausgesetzt sein, nämlich einer von einer Schraubendruckfeder 197, die
in eine erste, in der Bohrung
über dem Ventilkolben 196 abgegrenzte
Steuerdruckkammer 192 eingesetzt ist, ständig ausgeübten und abwärts gerichteten
Kraft, einer zweiten abwärts gerichteten Kraft, die auf den Ventilkolben 196 durch
ausgewählte Zufuhr des Drosseldrucks Pth über eine erste Steueröffnung 195 ausgeübt
wird, welche mit der ersten Steuerkammer 192 sowie über die Leitung 125 mit der
Leitung 113 des Drehzahlwechsel-Geschwindigkeitsregelventils 108 verbunden ist,-wobei
diese zweite Kraft nur ausgeübt wird, wenn das erste EM-Durchflußregelventil 114
nicht erregt ist, und einer aufwärts gerichteten Kraft, die nach Wahl auf den Ventilkolben
196 durch ausgewählte Zufuhr des Drosseldrucks Pth zu einer zweiten Steueröffnung
199 ausgeübt wird, wobei diese Öffnung einerseits mit einer zweiten, unter dem Ventilkolben
196 in der Bohrung ausgebildeten Steuerdruckkammer 194 und andererseits über die
Leitung 121 mit der Leitung 115 des Drehzahlwechsel-Geschwindigkeitsregelventils
108 verbunden ist,und dieser Druck wird wirksam, wenn und nur wenn das zweite EM-Durchflußregelventil
116 nicht erregt ist.
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Wird der Ventilkolben 196 aufwärts verlagert, was nur geschieht, wenn
die zweite Steuerdruckkammer 194 mit Druckflüssigkeit gespeist, die erste Steuerdruckkammer
192 aber nicht gespeist wird und wenn das erste EM-Durchflußregelventil 114 erregt,
das zweite EM-Durchflußregelventil 116 nicht erregt ist, dann wird die Einlaßöffnung
191 durch den Ventilkolben 196 gegenüber der Auslaßöffnung 193 abgesperrt. In allen
anderen Kombinationen für eine Erregung der beiden EM-Durchflußregelventile 114
und 116 wird der Ventilkolben 196 abwärts verlagert, was in Fig. 2 gezeigt ist,
womit die Einlaß- sowie Auslaßöffnung 191 und 193 verbunden sind. Somit dient das
Absperrventil 190 dazu, die Zufuhr des Steuerdrucks Pc zur Leitung 201 zu unterbrechen,
wenn das erste EM-Durchflußregelventil 114 erregt und das zweite EM-Durchflußregelventil
116 nicht erregt
ist. Die Wirkung dieses Absperrvorgangs auf den
Obertragungsbetrieb wird noch erläutert.
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Zur Regelung des Leitungsdrucks Pl ist ein Primärregelventil 198 vorgesehen,
das eine in einem Gehäuse ausgebildete Bohrung, einen ersten sowie zweiten, in dieser
Bohrung verschiebbaren, in Achsrichtung aneinanderstoßenden Ventilkolben 212 bzw.
214 sowie eine den ersten Ventilkolben 212 abwärts drückende Schraubendruckfeder
216 umfaßt. Die von dieser Feder 216 ausgeübte Kraft wird im folgenden mit2'W't
bezeichnet. Ein Kanal 200 mündet in eine oberhalb des zweiten Ventilkolbens 214
abgegrenzte Steuerdruckkammer 203 und wird über eine Leitung 71' mit dem Drosseldruck
Pth gespeist.
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Die wirksame Querschnittsfläche der am Ventilkolben 214 ausgebildeten
Kolbendruckfläche, auf die der in der Kammer 203 herrschende Druck wirkt, wird mit
"A3g' bezeichnet. An einer Zwischenstelle des ersten Ventilkolbens 212 ist zwischen
zwei Kolbendruckflächen von diesem eine Steuerdruckkammer 205 ausgebildet, in die
ein Kanal 202 mündet. Die wirksame Querschnittsfläche der Kolbendruckflächen am
Ventilkolben 212, auf die der in der Kammer 205 herrschende Druck wirkt, wird mit
"A2" bzw. "A3" bezeichnet, wobei A2 <A3; A1 ( A2 (Al < A3) ist. Die Auslaßöffnung
193 des Absperrventils 190. ist mit dem zur Kammer 205 öffnenden Kanal 202 verbunden,
so daß in dieser Steuerdruckkammer 205 der Drosseldruck Pc ansteht, wenn das Absperrventil
190 diesen Druck durch sich hindurchläßt.
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Die wirksame Querschnittsfläche der Kolbendruckfläche am Ventilkolben
212, auf die der über ein Drosselglied -208 in eine Steuerdruckkammer 210 eingeführte
Leitungsdruck Pl wirkt, ist ebenfalls gleich Al. Ferner wird der Kanal 204, dem
von der Leitung 74 auch der Leitungsdruck Pl zugeführt wird, in ausgewählter Weise
mit einem Ablaß 206 verbunden, wenn sich der Ventilkolben 212 über eine gewisse
Stellung hinaus aufwärts bewegt. Der Druck am Kanal 204 treibt aber
den
Ventilkolben 212 in keine seiner beiden Richtungen, da dessen Kolbendruckflächen
oberhalb und unterhalb des Kanals 204 eine gleiche Querschnittsfläche haben, die
tatsächlich gleich Al ist, und demzufolge ist dieser Kanal 204 kein Steuerkanal.
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Somit gilt, wenn der Ventilkolben 212 in einer zwischenliegenden Gleichgewichtsstellung
in der Bohrung- ,des Primärregelventils 198 ist, die folgende Gleichung: W + A3
Pth = A1 Pl + (A2 - Al) . Pc .,.... (1) Damit ist: Pl = (W + A3 Pth - (A2 - A1)
Pc/A1 (2) und weil die Druckfläche A2 größer ist als Al, so ist (A2 - Al) positiv.
Somit vermindert sich wiederum gemäß dem besonderen Erfindungsgedanken der Leitungsdruck
Pl, wenn sich der vom Erfassungsventil 146 für das Geschwindigkeitswechselverhältnis
gelieferte Druck Pc erhöht.
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Da auch, wie oben mit Bezug auf Fig. 4 erörtert wurde, gemäß der*Erfindung
der vom Erfassungsventil 146 ausgegebene Steuerdruck Pc eine abnehmende Funktion
des .Drehzahlwechselverhältnisses des stufenlos regelbaren Riemengetriebes ist,
ist, wenn man diese beiden Steuerfunktionen zusammennimmt, das Ergebnis, daß der
Leitungsdruck Pl eine anwachsende Funktion des Drehzahlwechselverhältnisses ist,
Ferner ist, wie die Fig. 5 zeigt, in der die Drosselklappenöffnung auf der horizontalen
und der Drosseldruck Pth auf der vertikalen Achse aufgetragen sind, der Drosseldruck
Pth grundsätzlich eine linear ansteigende Funktion der Drosselklappenöffnung des
Fahrzeugmotors. Demzufolge ergibt sich zwischen dem Leitungsdruck P1 und der Drosselklappenöffnung
für hohe und niedrige Werte im Drehzahlwechselverhältnis des Stufenlos-Riemengetriebes
die in Fig.6 durch die beiden unteren Linien angegebene Beziehung, wobei in Fig.
6 die Drosselklappenöffnung auf der horizontalen und der Leitungsdruck P1 auf der
vertikalen
Achse aufgetragen sind. Im einzelnen folgt daraus,
daß, je kleiner das Drehzahlwechselverhältnis ist, umso größer der Wert des Steuerdrucks
Pc ist, und demzufolge wird für eine spezielle Drosselklappenöffnung der Leitungsdruck
Pl umso geringer, während andererseits der Wert des Drosseldrucks Pc umso kleiner
wird, je größer das Drehzahlwechselverhältnis ist, und demzufolge wird der Leitungsdruck
P1 entsprechend einer speziellen Drosselklappenöffnung umso größer. Da das Ausgangsdrehmoment
Taus an der angetriebenen Riemenscheibe 19 gleich dem Eingangsdrehmoment Tein an
der antreibenden Riemenscheibe, multipliziert mit dem Drehzahlwechselverhältnis,
ist, wird deshalb für denselben Wert des Eingangsdrehmoments Tein, wenn das Ausgangsdrehmoment
Taus des Getriebes ansteigt, der Leitungsdruck P1 umso größer, und weil dieser Leitungsdruck
Pl der Druckkammer 48 der angetriebenen Riemenscheibe 19 zugeführt wird, so wird
der Endlosriemen 44 umso enger zwischen der axial festen sowie axial beweglichen
Riemenscheibenhälfte 38 bzw. 42 dieser getriebenen Riemenscheibe 19 erfaßt. Das
entspricht dem, was beabsichtigt ist und sein soll, da dieses engere oder festere
Erfassen erforderlich ist, um einesgute Übertragung des erhöhten Drehmoments vom
Endlosriemen 44 auf die angetriebene Riemenscheibe 19 zu gewährleisten, wcmit die
einwandfreie Drehmomentübertragung zwischen der treibenden und der angetriebenen
Riemenscheibe 17 bzw. 19 des Stufen-los-Riemengetriebes 16 sichergestellt wird und
ein Rutschen oder Schlupf sowie eine mögliche Beschädigung des Riemens 44 eindeutig
verhindert werden. Sollte ein Hängenbleiben in dem Erfassungsventil 146 entstehen,
was zu einer ungeeigneten Verminderung seines abgegebenen Steuerdrucks Pc führen
kann, oder sollte in dem die Leitung 201, die den Steuerdruck Pc an das Primärregelventil
198 legt, einschließenden Leitungssystem oder im Absperrventil 190 eine Leckage
auftreten, wobei jedes dieser Geschehnisse dazu führt, daß der Steuerdruck Pc am
Kanal 202 des Primärregelventils abnormal und völlig
ungeeignet
abfällt, dann werden, weil der Leitungsdruck Pl bei diesen fehlerhaften Umständen
in jedem Fall ansteigen und niemals abfallen wird, ein Schlupfen sowie eine Beschädigung
des Endlosriemens 44 auch in einem solchen Fall eines nicht normalen Betriebs mit
Sicherheit vermieden.
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Darin liegen das Verdienst und der Vorteil der Erfindung, und das
ist auf die Kombination von zwei abfallenden Funktionen, um eine anwachsende Kombinationsfunktion
zu schaffen, wie oben erläutert wurde, zurückzuführen, was gegensätzlich ist zum
Stand der Technik, wobei eine Kombination von zwei ansteigenden Funktionen angewendet
wird, um eine anwachsende Kombinationsfunktion zu schaffen.
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Es wird nun auf die Wirkung des Absperrventils 190 eingegangen, das,
wie oben gesagt wurde, im Normalfall den Steuerdruck Pc vom Erfassungsventil 146
zum Kanal 202 des Primärregelventils 198, ohne diesen Steuerdruck Pc im wesentlichen
zu modifizieren, überträgt und nur, wenn das erste EM-Durchflußregelventii 114 erregt,
das zweite EM-Durchfluß-.
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regelventil 116 nicht erregt ist, die Zufuhr dieses Steuerdrucks Pc
zum Kanal 202 des Primärregelventils 198 unterbricht, womit dieser Kanal 202 einen
wirksamen Steuerdruck Pc gleich Null empfängt. Wie in Fig. 6 durch die oberste Linie
("Pc=O") angedeutet ist, ist demzufolge der Wert des Leitungsdrucks Pl für jeden
einzelnen Wert der Drosselklappenöffnung auf seinem Maximum. Dieser Maximumwert
des Leitungsdrucks Pl wird zur Druckkammer 48 der angetriebenen Riemenscheibe 19
übertragen. Zu diesem Zeitpunkt wird unter Einstellung der beiden EM-Durchflußregelventile
114, 116 in der bestimmten Kombination die in der Druckkammer 46 der Antriebsriemenscheibe
17 befindliche Druckflüssigkeit durch die Leitung 138 sowie das Leitungssystem mit
einem insgesamt relativ niedrigen Strömungswiderstand abgelassen, womit also das
Drehzahlwechselverhältnis des Stufenlos-Riemengetriebes in relativ schnellem Maß
zum Ansteigen gebracht
wird. Insofern wird zu dieser Zeit eines
rapiden Anstiegs des Drehzahlwechselverhältnisses ein hoher Wert im Leitungsdruck
Pl an der Druckkammer 48 der angetriebenen Riemenscheibe 19 zur Verfügung stehen.
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Gemäß diesem Aufbau verhindert deshalb das Absperrventil 190, wenn
ein plötzlicher Anstieg im Drehzahländerungsverhältnis gefordert wird, eine Übertragung
des Steuerdrucks Pc vom Steuerdruckerzeugungsventil 146 zum Leitungsdruckerzeugungsventil
198, und das bringt am letzteren Ventil 198 die Wirkung hervor, daß es einen Leitungsdruck
Pl mit maximalem Pegel erzeugt, der der Druckkammer 48 zugeführt wird.
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Der Aufbau dieser Steuervorrichtung ist somit derart, daß ein rascher
Anstieg im Drehzahlwechselverhältnis, das vom stufenlos regelbaren Riemengetriebe
geboten wird, zu erhalten ist, wenn es gefordert wird. Damit wird allzeit eine zufriedenstellende
Änderung im Drehzahlwechselverhältnis gewährleistet, und die Wahrscheinlichkeit
eines Schadens am Endlosriemen 44, der durch eine auf einem zu hohen konstanten
Leitungsdruck beruhende übermäßige Spannung oder Streckung hervorgerufen wird, wird
herabgesetzt. Deshalb ist die Haltbarkeit und Lebensdauer des Stufenlos-Riemengetriebes
hoch und einem solchen nach dem Stand der Technik überlegen. Da das Zurückstellen
der axial beweglichen Riemenscheibenhälfte 48 der angetriebenen Riemenscheibe 19
in ihrer Lage durch Anwendung eines notwendigen und allzeit ausreichenden Leitungsdrucks
erfolgt, bietet diese Steuervorrichtung immer eine gute Fahrfähigkeit bzw. ein gutes
Fahrverhalten des Fahrzeugs, in das sie eingebaut ist, da sie einen raschen und
zufriedenstellenden Anstieg im Drehzahlwechselverhältnis des stufenlos regelbaren
Riemengetriebes ermöglicht, indem dieses Zurückstellen der axialen Lage der angetriebenen
Riemenscheibenhälfte 42 in einer geschwinden Weise ausgeführt werden kann. Ferner
ermöglicht
diese Steuervorrichtung für ein Stufenlos-Riemengetriebe, den Kraftstoffverbrauch
des Fahrzeugs günstig zu halten, und sie gewährleistet eine gute sowie zuverlässige
Übertragung der Antriebskraft des Motors auf die Antriebsräder des Fahrzeugs, da
in einwandfreier Weise ein Schlupfen des Endlosriemens 44 an der treibenden sowie
getriebenen Riemenscheibe 17 und 19 verhindert wird. Durch Minimierung der tatsächlichen
Erfordernisse für den Leitungsdruck Pl, indem dieser durch Anwendung des Leitungsdruckerzeugungsventils
198, wenn das Absperrventil 190 nicht tätig ist, um die Übertragung des Drosseldrucks
Pc abzusperren, niedrig gehalten wird, verhindert diese Steuervorrichtung auch jeglichen
unnötigen Leistungsverlust in der Druckflüssigkeitspumpe 70 des Riemengetriebes.
Durch die rasche Änderung des wirksamen Radius der angetriebenen Riemenscheibe 19
stellt diese Steuervorrichtung für ein Stufenlos-Riemengetriebe das Drehzahlwechselverhältnis
zuverlässig auf sein Maximum bei stehendem Fahrzeug oder im sog. Kickdown-Zustand
ein,indem das Drehzahlwechselverhältnis, wenn das Fahrzeug zum Halten kommt, rapid
angehoben wird, und damit stellt sie-zuverlässig sicher, daß das Drehzahlwechselverhältnis
auf seinen maximalen Wert eingestellt wird, wenn das Fahrzeug aus dem Ruhezustand
angefahren wird.
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Andererseits erzeugt das Leitungsdruckerzeugungsventil 198 in normalen
Fahrzeugbetriebszuständen, in denen das Fahrzeug nicht steht, entsprechend der an
diesem Ventil 198 ausgeübten Steuerung durch den Steuerdruck Pc einen Leitungsdruck,
der kleiner ist, je geringer das Drehzahlwechselverhältnis ist, und demzufolge wird
eine übermäßige Beanspruchung am Endlosriemen 44 verhindert, wobei dessen Lebensdauer
und die des Getriebes als Ganzes gesteigert werden.
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Da ferner, wie erläutert wurde, gemäß der Erfindung der Steuerdruck
Pc zum Drehzahlwechselverhältnis in Beziehung steht, indem er eine abnehmende Funktion
von diesem ist,
d.h., daß er abnimmt, wenn das Drehzahlwechselverhältnis
zunimmt, und daß er zunimmt, wenn dieses Verhältnis abnimmt, und da dementsprechend
der Leitungsdruck Pl auch in abnehmender Funktion zum Steuerdruck Pc steht, d.h.,
daß er abnimmt, wenn der Steuerdruck Pc zunimmt, und daß er zunimmt, wenn der Steuerdruck
abnimmt, wird somit durch Kombination dieser beiden Arten eines funktionellen Wechsels
der Leitungsdruck Pl zu einer anwachsenden Funktion des Drehzahlwechselverhältnisses
gemacht, was bedeutet, daß er zum Ansteigen gebracht wird, wenn das Drehzahlwechselverhältnis
ansteigt, und daß er abnimmt, wenn dieses Verhältnis abnimmt, wie es entsprechend
der oben gegebenen Erläuterung angemessen und zweckmäßig ist. Sollte irgendeine
Leckage auf seiten des Steuerdrucks Pc oder irgendein Hängenbleiben des Steuerdruckerzeugungsventils
146 eintreten,was in typischer Weise den von diesem Ventil gelieferten Steuerdruckwert
auf einen ungeeignet niedrigen Pegel absenkt, dann wird der Leitungsdruck P1 erhöht,
während er gemäß dem Stand der Technik vermindert wird. Demzufolge kann es niemals
geschehen, daß der Leitungsdruck P1 abnormal abfallen wird, und irgendwelche Probleme,
die auf eine Leckage im Steuerdruck Pc oder auf ein Hängenbleiben des Steuerdruckerzeugungsventils
146 zurückzuführen sind, werden vermieden. Somit liefert diese Steuervorrichtung
für ein Stufenlos-Riemengetriebe einen geeigneten Leitungsdruck P1, der immer für
die Steuerung des vom Getriebe gebotenen Drehzahlwechselverhältnisses zur Verfügung
steht, und sie kann allzeit eine zufriedenstellende Einstellung des Drehzahlwechselverhältnisses
gewährleisten. Darüber hinaus vermindert diese Steuervorrichtung die Wahrscheinlichkeit
für einen Schaden am Endlosriemen 44, der durch eine auf einem zu niedrigen Leitungsdruck
beruhende zu geringe Spannung zurückzuführen ist, und sie bietet immer ein günstiges
Fahrverhalten für das Fahrzeug, dem sie eingegliedert ist, indem sie eine gute sowie
zuverlässige Übertragung der Antriebskraft des
Motors auf die Antriebsräder
gewährleistet und zuverlässig ein Schlupfen des Endlosriemens an den beiden Riemenscheiben
17 und 19 verhindert.
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Die Fig. 7 zeigt, wie gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der
Erfindung das Erfassungsventil 146 für das Drehzahlwechselverhältnis tatsächlich
in eine axiale Bohrung 152 im linken Ende der Antriebswelle 18 der Antriebsriemenscheibe
17 des Riemengetriebes 16 eingebaut ist. Das Ventil 146 ist in Fig. 7 in zu den
Fig. 2 und 3 umgekehrter Lage dargestellt. Die Druckkammer 170 ist an der linken
Stirnseite der Welle 18 zwischen der Öffnung der Bohrung 152 und einem axial vorstehenden
Ringbund am Getriebegehäuse abgegrenzt. Die Leitung 74a und die Ablaßöffnung 176,
die mit der Druckkammer 170 in Verbindung stehen, sind in Fig. 7 nicht dargestellt,
da sie außerhalb der Schnittebene liegen. Die Stangen 156 und 160 sind (in Fig.
7) an der rechten Seite des Ventils 146 angeordnet, wobei das radial äußere Ende
der Stange 156 an die Bewegung der beweglichen Riemenscheibenhälfte 40 gekoppelt
ist, während das Gehäuse des Ventils 146 von der in der Welle 18 ausgebildeten Bohrung
152 gebildet wird und deshalb in bezug auf eine axiale Bewegung fest ist, obwohl
es natürlich dreht.
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Durch diese Konstruktion kann das gesamte System kompakt und gegen
eine Störung während des Betriebs unempfänglich gemacht werden, wie auch die Länge
der Stangen 156 und 160 im Gegensatz zu einer Konstruktion, wobei das Ventil 146
getrennt von der treibenden Scheibenhälfte 17 angeordnet wird, äußerst kurz gehalten
werden kann.
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Die Erfindung offenbart somit eine Steuervorrichtung für ein stufenlos
regelbares Riemengetriebe, das eine treibende sowie eine getriebene Riemenscheibe
und einen in V-förmige Kehlen dieser Scheiben eingreifenden Endlosriemen zur Leistungsübertragung
zwischen
diesen mit einem Drehzahlwechselverhältnis umfaßt, wobei beide Riemenscheiben aus
einer axial beweglichen sowie einer axial festen Riemenscheibenhälfte gebildet sind.
Die beweglichen Riemenscheibenhälften werden jeweils über eine eigene Druckkammer
entsprechend einer Zufuhr von Druckflüssigkeit zu diesen, um den wirksamen Radius
der jeweiligen Riemenscheibe zu verändern, axial verstellt. Die Steuervorrichtung
umfaßt ein Steuerdruckerzeugungsventil, das einen Steuerdruck liefert, der mit einem
Anstieg im Drehzahlwechselverhältnis abnimmt, und ein Leitungsdruckerzeugungsventil,
das vom Steuerdruckerzeugungsventil einen Steuerdruck empfängt sowie einen Leitungsdruck
erzeugt und diesen Druck an die Druckkammer der angetriebenen Riemenscheibe legt,
wobei der Leitungsdruck mit einem Anstieg des vom Steuerdruckerzeugungsventil gelieferten
Steuerdruck abnimmt. Damit wird der Leitungsdruck mit ansteigendem Drehzahlwechselverhältnis
angehoben, wie es zum Aufrechterhalten einer guten Leistungsfähigkeit in der Leistungsübertragung
angemessen ist. Jegliche Leckage auf seiten des Steuerdrucks oder jegliches Hängenbleiben
des Steuerdruckerzeugungsventils führt immer zur Erhöhung des Leitungsdrucks und
niemals zu dessen Abfallen. Demzufolge werden das Auftreten eines niedrigen Leitungsdrucks
mit daraus folgendem Schlupfen des Endlosriemens verhindert.
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform
dargestellt und erläutert, sie ist jedoch auf die gezeigten und beschriebenen Einzelheiten
nicht begrenzt, da dem Fachmann auf Grund der Offenbarung des Erfindungsgedankens
mögliche Abwandlungen, Auslassungen und Abänderungen an die Hand gegeben sein mögen,
die jedoch als im Rahmen der Erfindung liegend anzusehen sind.