DE3810013C2 - - Google Patents

Description

Hydraulik-Steuerschaltung für die Versorgung der Arbeitskammer eines Stellgliedes an einem Schaltelement, wie z. B. an Bandbremsen, Lamellenbremsen, Lamellenkupplungen oder dgl. eines automatischen Getriebes, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei automatischen Fahrzeuggetrieben, insbesondere bei automatisch geschalteten Getrieben ist es üblich, den Druckaufbau und Druckabbau an den Stellgliedern der Schaltelemente, wie z. B. von Bandbremsen, Lamellenbremsen, Lamellenkupplungen u. s. w., gezielt zu steuern, wobei auch eine Anpassung der Drucksteuerung hinsichtlich des an den Stellgliedern wirksamen Drucks an unterschiedliche Betriebsbedingungen, wie z. B. an das Eingangs- und Aus­ gangs-Drehzahlverhältnis, an das Eingangsdrehmoment, an den Fahrzustand des Fahrzeugs u. s. w., möglich ist. Dabei wird die Druckhöhe des Steuerdrucks einmalig nach einem vorbestimmten Muster auf das automatische Getriebe abge­ stimmt, so daß man von der abgesteuerten Druckhöhe rechne­ risch auf das jeweils im Schaltelement übertragene Drehmo­ ment schließt.

Für verschiedene Anwendungsfälle und -gebiete führt diese Art der Drucksteuerung zu keinen unmittelbar spürbaren Problemen, weil z. B. der dem automatischen Getriebe vor­ geschaltete Drehmomentwandler Ungenauigkeiten bei der Drucksteuerung bis zu einem gewissen Grad puffert und kompensiert. Dennoch können sich mit zunehmender Betriebs­ dauer des automatischen Getriebes Haltbarkeitsprobleme an den Schaltelementen und/oder unerwünschte bzw. unkom­ fortable Betriebsverhalten des Triebwerks ergeben, da die Schaltelemente regelmäßig unterschiedlicher Abnutzung unterliegen. Besonders spürbar können diese Probleme bei automatischen Getrieben ohne hydraulischen Drehmomentwandler werden. Denn dort muß ein Teil der Schaltkupplungen auch zum Anfahren benutzt werden. Diese Schaltkupplungen müssen wesentlich größer dimensioniert sein als die übri­ gen Schaltkupplungen, um die beim Anfahren entstehende Wärmemenge in kurzer Zeit von den Kupplungsbestandteilen aufnehmen zu können. Auch müssen die Reibflächen dieser Anfahrkupplungen möglichst groß gestaltet werden, um eine möglichst niedrige spezifische Wärmebelastung zu errei­ chen. Diese unterschiedliche Dimensionierung der Schalt­ elemente führt auf der anderen Seite dazu, daß sich Verän­ derungen bzw. Schwankungen in der Druckbeaufschlagung unterschiedlich stark auf die Drehmomentübertragung am jeweiligen Schaltelement auswirken, wodurch sich die Kupplungssteuerung und der Fahrkomfort empfindlich ver­ schlechtern.

Zur Lösung des Problems, die Druckbeaufschlagung derartiger Stellglieder an Schaltelementen eines automatischen Getriebes, insbesondere eines Fahrzeuglastgetriebes, im gesamten Einsatzbereich mit gleichbleibend hoher, dem jeweiligen Betriebspunkt optimal angepaßter Güte zu realisieren, wird in dem Dokument DE 36 27 958 A1 bereits eine Stelleinrichtung beschrieben, mit der eine Regelung des am Schaltelement auftretenden Schlupfes vorgenommen wird. Durch diese an den jeweiligen Betriebszustand des automatischen Getriebes und/oder des Fahrzeugs angepaßte Regelung des Schlupfes können Übertragungsfehler bei der Druckbeaufschlagung der Stellglieder an den Schaltelementen ausgeschlossen werden. Die Druckbeaufschlagung ist auf diese Weise in ihrer Güte unabhängig von Abnutzungserscheinungen an den Schaltelementen, was nicht nur dem Fahrkomfort, sondern auch der Lebensdauer der einzelnen Schaltelemente zugute kommt.

Eine derartige Regelung des Drucks in der Arbeitskammer soll allerdings auch bei Anfahrvorgängen wirksam sein, bei denen der Fahrer bei Betätigung des Kupplungspedals oder bei Betätigung eines automatischen Umschalters für Vorwärts- und Rückwärts-Betrieb eine spontane Reaktion des Fahrzeugs spüren möchte. Für den Fall, daß derartige Steuereinrichtungen hydraulisch arbeiten, wobei in diesem Fall eine Hydraulik-Steuerschaltung zur Versorgung der Stellglieder des Schaltelements Anwendung findet, sind in diesem Betriebszustand regelmäßig verhältnismäßig große Fluidströme zum Befüllen der Arbeitskammer des zugehörigen Schaltelements, d. h. der zugehörigen Kupplung erforderlich. Würde man ein Steuerventil in einer zum Schaltelement führenden Versorgungsleitung auf derartige hohe maximale Durchflüsse auslegen, so würde sich gleichzeitig die Empfindlichkeit und die Reaktionszeit des Steuerventils auf Signaländerungen im Regelbetrieb verschlechtern.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulik-Steuerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit der nach wie vor eine Schlupfregelung am Schaltelement mit sehr kurzer Reaktionszeit realisiert werden kann, ohne dabei das Fahrgefühl bei Anfahrvorgängen des Fahrzeugs zu beeinträchtigen.

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

Erfindungsgemäß wird dem Steuerventil, das aufgrund eines kleinen Durchflusses eine sehr kurze Reaktionszeit hat, ein Schnellfüllventil parallel geschaltet, das für den Schnellfüllvorgang der Arbeitskammer den Füll-Hydraulikstrom am Steuerventil vorbei quasi kurzschließt. Dieses Schnellfüllventil ist vorzugsweise hydraulisch angesteuert und kann, da es nur für den Füllvorgang der Arbeitskammer eine Offenstellung einnimmt, so ausgelegt sein, daß es bei großen Durchflüssen lediglich einen kleinen Druckabfall hat. Durch die Ansteuerung der Schnellfüllventileinrichtung über hydraulische Öffnungs- bzw. Schließsignale kann der schaltungstechnische Aufwand klein gehalten werden. Weil das Stellglied eine Arbeitskammer mit kontinuierlichem Leckagestrom hat, muß - anders als bei trockenen Reibkupplungen, wie sie beispielsweise bei der Regelung des Schlupfes an Fahrzeugbremsen, z. B. bei Anti-Blockier-Systemen oder Anti-Schlupf-Steuerungen Verwendung finden - zur Verstellung der Bremse oder Kupplung keine Fluidsäule mehr verschoben werden. Es fließt demgegenüber bei einer Druckbeaufschlagung eines derartigen Schaltelements, beispielsweise einer Lamellenkupplung eines Getriebes vorstehender Bauart, auch bei konstantem Druck am Schaltelement ein konstanter Ölstrom von etwa 1 bis 2 l/min. Über das schnell ansprechende Steuerventil, beispielsweise in der Ausgestaltung als elektrohydraulisches Servoventil, kann der Zulauf zur Arbeitskammer so gesteuert werden, daß der Druck in der Arbeitskammer schnellstmöglich abgesenkt bzw. angehoben werden kann, um die Anpreßkraft in Abhängigkeit vorbestimmter Meßsignale, beispielsweise in Abhängigkeit des Schlupfes am betreffenden Schaltelement gezielt zu steigern. Für die ständige Korrektur des Drucks in der Arbeitskammer sind dabei verhältnismäßig geringe Öl- bzw. Fluidströme durch das Steuerventil erforderlich, was dem Ansprechverhalten der Druckregelung zugute kommt.

Die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 2 erlaubt es, die Korrektur des die Arbeitskammer beaufschlagenden Drucks mit kürzest möglicher Zeitverzögerung vorzunehmen, indem ein stetig verstellbares Wegeventil, vorzugsweise ein elektrohydraulisches Servoventil in die Versorgungsleitung der Arbeitskammer eingegeliedert wird. Derartige Ventile können selbst hohen Signalfrequenzen gut folgen, wodurch der Druck in der Arbeitskammer nach einer Folgeregelung beeinflußbar ist, um den Schaltungsablauf dadurch an ein ganz bestimmtes, dem jeweiligen Betriebszustand angepaßtes Schaltungsmuster anzugleichen.

Mit der Weiterbildung gemäß Patentanspruch 6 ist dafür gesorgt, daß die Entleerung der Arbeitskammer nicht über die Schnellfüllventileinrichtung erfolgen muß. Auf diese Weise wird der Gefahr entgegengewirkt, daß bei einer gewollten Arbeitskammerentleerung bei sinkendem Arbeitskammerdruck eine erneute Öffnung der Schnellfüllventileinrichtung erfolgt, ohne daß die Arbeitskammer zuvor vollständig entleert worden ist. Ein erneutes Öffnen der Schnellfüllventileinrichtung hätte zur Folge, daß die dann durchfließende, relativ hohe Ölmenge nicht vollständig über das vom Durchfluß her begrenzte kleine Steuerventil abgeführt werden könnte, wodurch sich ein dauerndes Auf- und Zuschalten der Schnellfüllventileinrichtung ergeben und die Arbeitskammer nicht mehr vollständig entleert werden könnte.

Das Hauptventil ist bevorzugterweise vorgesteuert, damit bei den verhältnismäßig niedrigen Schaltdrücken die auf­ tretenden hohen Strömungskräfte am Hauptventilkörper die Genauigkeit der Schaltpunkte nicht beeinträchtigen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorsteuerung des Haupt­ ventils sind Gegenstand der Patentansprüche 7 bis 11.

Durch die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 7 kann mit einfachen Mitteln dafür gesorgt werden, daß die zweite Steuerseite des Hauptventils bereits entlastet werden kann, bevor der Druck in der ersten Vorsteuerkammer beim Ausrücken des Schaltelements, beispielsweise beim Lösen einer Kupplung, abgebaut wird, wodurch Fehlschaltungen leichter vermieden werden können.

Die Ventilkörper des Hauptventils und der Vorsteuerventile haben vorzugsweise jeweils zwei Anschlag-Schaltstellungen und sind gegen die Kraft einer vorzugsweise einstellbaren Rückstellfeder unter Einwirkung eines hydraulischen Steuersignals verschiebbar. Diese Bauweise eröffnet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Ventilkörper koaxial in einem gemeinsamen Gehäuse anzuordnen. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Ventileinrichtung ist Gegenstand des Patentanspruchs 12. Bei dieser Ausge­ staltung sind lediglich zwei Ventilkolben erforderlich, um die vorstehend beschriebene Funktion der Schnellfüllven­ tileinrichtung zu erfüllen.

Mit der Weiterbildung gemäß Patentanspruch 12 wird auf einfache Weise eine Schnappfunktion des Hilfskolbens be­ reitgestellt, um die Verschiebung des Hauptventilkolbens in den Schließzustand zuverlässig zu bewerkstelligen.

Wenn dem Hauptventilkolben ein zusätzlicher Schnappkolben gemäß Patentanspruch 13 zugeordnet ist, kann die Ver­ schiebung des Hauptventilkolbens aus der Schließstellung in die Offenstellung auch bei extrem hohen Strömungskräf­ ten sicher bewirkt werden.

Eine sehr platzsparende Bauart ergibt sich mit der Weiter­ bildung gemäß Patentanspruch 16.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen meh­ rere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Regelkreises zur Durchführung des Verfahrens der Schlupfregelung an einer Kupplung eines Fahrzeug-Lastgetriebes,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer Hydraulik-Steuer­ schaltung für die Versorgung der Arbeitskammer eines Stellglieds an einem Schaltelement gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein der Fig. 2 ähnliches Blockschaltbild mit einer ersten Ausführungsform der Schnellfüll­ ventileinrichtung für die Arbeitskammer des Schaltelementes,

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung der Hy­ draulik-Steuerschaltung mit einer zweiten Aus­ führungsform der Schnellfüllventileinrichtung,

Fig. 5 die Hydraulik-Steuerschaltung gemäß Fig. 4 in der Füllphase der Arbeitskammer,

Fig. 6 die Hydraulik-Steuerschaltung gemäß Fig. 5 bzw. 6 bei gefüllter Arbeitskammer,

Fig. 7 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Hydraulik-Steuer­ schaltung mit einer Variante der Schnellfüll­ ventileinrichtung,

Fig. 8 einen Schaltplan für ein automatisches Last­ schaltgetriebe mit vier Schaltkupplungen, die mit einer Hydraulik-Steuerschaltung gemäß Fig. 2 ausgestattet sind,

Fig. 9 eine teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht eines Steuerventil in der Ausführung als elek­ trisch angesteuertes, proportionales Druckredu­ zierventil, und

Fig. 10 eine schematische Schnittansicht eines Steuer­ ventils in der Ausführung als mechanisch be­ tätigtes Reduzierventil.

Zunächst soll anhand von Fig. 1 ein Verfahren zur Druckbeaufschlagung eines Stellgliedes eines Schaltelementes eines automatischen Getriebes erläutert werden. Mit dem Bezugszeichen 2 ist ein Schaltelement in Form einer Lamellenkupplung bezeichnet, über die die Ver­ bindung zwischen den Getriebegliedern 4 und 6 gesteuert wird. Mit 8 ist ein Stellglied der Lamellenkupplung 2 bezeichnet, das als Kolben ausgebildet ist. Der Kolben 8 ist abdichtend im Schaltelement 2 verschiebbar und defi­ niert eine Arbeitskammer 10, die an eine Versorgungsdruck­ leitung 12 angeschlossen ist. Über die schleifenden Dich­ tungen der Lamellenkupplung 2 findet eine dauernde Leckage des Versorgungsdruckstroms aus der Arbeitskammer 10 statt.

In die Versorgungsdruckleitung 12 ist ein Steuerventil in Form eines elektrohydraulischen Servoventils, d.h. eines stetig verstellbaren Wegeventils, eingegliedert, über dessen Ventilkolben eine gezielte Beeinflussung des Drucks in der Arbeitskammer 10 erfolgt. Mit P_S ist der i.a. konstante Systemdruck bzw. Versorgungsdruck bezeichnet, das Bezugszeichen 16 kennzeichnet einen Hydraulikfluid­ tank.

Das Steuerventil 14 ist von einer Steuerleitung 18 ange­ steuert, die ein vorzugsweise elektrisches Korrektursignal führt, das von einem Regelgerät 20 abgegeben wird. Das Regelgerät 20 erzeugt ein Korrektursignal in der Steuer­ leitung 18 in Abhängigkeit vom Schlupf der Lamellenkupp­ lung 2. Zu diesem Zweck wird die Drehzahl n₁ des ersten Getriebeglieds 4 und die Drehzahl n₂ des zweiten Getriebe­ glieds 6 ständig abgetastet und dem Regelgerät zugeführt, wie dies durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 darge­ stellt ist. Das Regelgerät kann aus dem Istwert des Schlupfes, d.h. aus dem Istwert der Drehzahldifferenz n₁-n₂ und einem einprogrammierten Sollwert bzw. Soll­ wertverlauf das Korrektursignal für das Steuerventil 14 errechnen, so daß die Arbeitskammer 10 in diesem Betriebspunkt der Lamellenkupplung 2 mit einem dem erforderlichen Schlupf optimal angepaßten Öl- bzw. Fluidstrom, d.h. Hydraulik­ fluidstrom, versorgt wird. In die Errechnung des Korrek­ tursignals kann das Drehmoment des Motors, die Drehzahl des Motors, die gerade vorliegende Übersetzungsstufe oder das Übersetzungsverhältnis des Getriebes im gerade einge­ legten Gang, oder aber auch Getriebeschaltmuster einbezo­ gen werden, wodurch es möglich wird, Schaltungsabläufe an bestimmte, wiederkehrende Betriebsbedingungen des Getrie­ bes und des Fahrzeugs anzupassen und zu automatisieren.

Man erkennt somit aus Fig. 1, daß die Druckbeaufschlagung des Stellgliedes 8 der Lamellenkupp­ lung 2 dadurch erfolgt, daß das Steuerventil 14 Bestand­ teil einer Regelstrecke für die Regelung des Schlupfes der Lamellenkupplung 2 ist. Auf diese Weise arbeitet die Druckbeaufschlagung weitestgehend unabhängig von Ver­ schleißerscheinungen in der Lamellenkupplung. Ferner er­ folgt die Regelung des Drucks in der Arbeitskammer unab­ hängig von der Dimensionierung der Lamellenkupplung 2, wodurch sich Störungen im Druckversorgungskreis nicht mehr nachteilig auf das Ansprechverhalten der Lamellenkupplung 2 auswirken können. Kleinere Druckänderungen, die sich bei verhältnismäßig großen Lamellenkupplungsflächen wesentlich spürbarer auf das Einrückverhalten der Lamellenkupplung auswirken würden, können zuverlässig ausgeregelt werden, wodurch der Fahrkomfort verbessert wird. Gleichzeitig wird übermäßi­ ger, d.h. der jeweiligen Fahrsituation nicht angepaßter Schlupf von vornherein ausgeschlossen, wodurch übermäßiger Verschleiß ausgeschlossen und somit die Lebensdauer der Schaltelemente angehoben werden kann.

Das Regelgerät 20 wird vorzugsweise von einem elektroni­ schen Regelgerät gebildet, um über die Elektronik am Fahr­ zeug eine schnelle Anpassung an die jeweiligen Betriebs­ zustände des Fahrzeugs und/oder des Getriebes und/oder des Fahrzustandes vornehmen zu können.

Vorstehend wurde bereits erwähnt, daß das Steuerventil 14 zur Bereitstellung kurzer Reaktionszeiten regelmäßig einen sehr kleinen Durchfluß hat. Diese Durchflußmengen reichen zur Regelung des Schlupfes in eingerücktem Zustand der Lamellenkupplung 2 aus. Bei schnellen Zugkraftschaltungen ist es jedoch erforderlich, die Arbeitskammer 10 der La­ mellenkupplung 2 zunächst schnell zu füllen, um die Kupplung anzulegen. Erst dann kann die Anpreßkraft in Abhängigkeit vom Schlupf n₁-n₂ gezielt gesteigert wer­ den. Auch bei Anfahrvorgängen müssen über die Versor­ gungsdruckleitung 12 erhebliche Fluidmengen zur Steuerkam­ mer 10 fließen, damit der Fahrer bei Betätigen des Kupplungspedals oder bei Betätigung eines automatischen Umschalters für Vorwärts- und Rückwärts-Betrieb eine spon­ tane Reaktion des Fahrzeugs spürt. Damit durch dieses Erfordernis die Empfindlichkeit und die Reaktionszeit des Steuerventils auf Signaländerungen nicht verschlechtert werden muß, ist die Hydraulik-Steuerschaltung gemäß Fig. 2 vorgesehen. Diejenigen Teile der Hydraulik-Steuer­ schaltung, die den in Fig. 1 gezeigten Elementen entspre­ chen, sind zur Vereinfachung der Beschreibung mit identi­ schen Bezugszeichen versehen, denen ein Apostroph hin­ zugefügt ist. Der Unterschied zwischen der Hydraulik- Steuerschaltung und dem Schaltkreis gemäß Fig. 1 besteht darin, daß einem Versorgungsleitungszweig 22, der über das Steuerventil 14′ geführt ist, ein vom Versorgungsdruck P_S gespeister Schnellfüllzweig 24 parallel geschaltet ist, in den die Schnellfüllventileinrichtung 26 eingegliedert ist. Die Schnellfüllventileinrichtung 26 weist ein hydraulisch angesteuertes Hauptventil 28 mit zwei Schaltstellungen A und B auf, wobei der Hauptventilkolben unter Einwirkung einer Rückstellfeder 30 bei gleicher Druckbeaufschlagung der Steuerseiten 32 und 34 in die Schließstellung A bring­ bar ist. Zum Aufsteuern des Hauptventils 28 ist ein Vor­ steuerventil 36 vorgesehen, das ebenfalls hydraulisch angesteuert ist, wobei an einer Steuerseite 38 der vom Steuerventil 14′ gesteuerte und auf die Arbeitskammer 10′ gegebene Versorgungsdruck anliegt. Der auf diese Steuer­ seite 38 einwirkende Druck arbeitet gegen eine vorzugs­ weise einstellbare Feder 40, die so ausgelegt ist, daß sie bei einem Ansprech-Versorgungsdruck, der etwa bei 0.5 bar liegt, überwunden wird, so daß das Vorsteuerventil 36 aus einer Schaltstellung C in eine zweite Schaltstellung D verschiebbar ist. In der Schaltstellung C ist die Steuer­ seite 34 des Hauptventils 28 auf Tank geschaltet, wohinge­ gen in der Schaltstellung D eine Verbindung der Steuer­ seite 34 mit einer weiteren Versorgungsdruckzweigleitung 42 erfolgt. Diese Versorgungsdruckzweigleitung 42 ist über ein weiteres, die Aufsteuerung des Hauptventils vorberei­ tendes Wegeventil 44 geführt, dessen Funktionsweise im einzelnen später erläutert wird. Eine Funktion besteht darin, daß es in der Schaltstellung E beim Hochfahren des Versorgungsdrucks P_S diesen zum Vorsteuerventil 36 durchschaltet.

Dem Hauptventil 28 ist ein weiteres Vorsteuerventil 52 zugeordnet, das die Schließfunktion des Hauptventils 28 einleiten soll. Zu diesem Zweck ist dieses Vorsteuerventil ähnlich wie das Vorsteuerventil 36 zur Einleitung der Aufsteuerung des Hauptventils 28 ausgeführt. Eine einer wiederum vorzugsweise einstellbaren Rückstellfeder 54 entgegenwirkende Steuerseite 56 dieses Vorsteuerventils 52 ist über eine Hilfssteuerleitung 58, die auch an die Steuerseite 38 des Vorsteuerventils 36 angeschlossen ist, mit dem in der Arbeitskammer 10′ herrschenden Versor­ gungsdruck gespeist. Die Feder 54 ist so eingestellt, daß sie dann, wenn der Druck auf der Steuerseite 56 den Soll- Fülldruck der Arbeitskammer 10′ der Lamellenkupplung 2′ erreicht, überwunden wird, so daß das Vorsteuerventil 52 aus der Schaltstellung G in die Schaltstellung H verscho­ ben wird. Dieser Soll-Fülldruck liegt etwa zwischen 4 und 8 bar. In der in Fig. 2 gezeigten Schaltstellung G ist eine zur Steuerseite 32 des Hauptventils 28 führende Steuerdruckleitung 60 zum Tank entlastet. Gleichzeitig ist eine zum Vorsteuerventil 52 führende, weitere Versor­ gungsdruckzweigleitung 62 gesperrt. In der Schaltstellung H wird der Druck in dieser weiteren Versorgungsdruckzweig­ leitung 62 zur Steuerdruckleitung 60 durchgeschaltet und der Tankanschluß gesperrt. An die Steuerdruckleitung 60 ist eine zum Wegeventil 44 führende Steuerleitung 64 ange­ schlossen, die zu einer ersten Steuerkammer 66 des Wege­ ventils 44 führt. Unter Einwirkung des in der ersten Steuerkammer 66 herrschenden Drucks wird der Ventilkolben des Wegeventils 44 aus der Schaltstellung E unter Über­ windung der Kraft einer wiederum vorzugsweise einstellba­ ren Rückstellfeder 46 in eine Schaltstellung F verschoben, in der der Anschluß zur Versorgungsdruckzweigleitung 42 geschlossen, ein Leitungsabschnitt 68 zwischen den Venti­ len 36 und 44 entlastet und eine Verlängerung der Hilfs­ steuerleitung 58 mit einer zweiten Steuerkammer 70 des Wegeventils 44 verbunden wird. Die Kraft der Feder 46 ist so gewählt, daß sie bei Wirksamwerden eines unter dem Ansprechdruck des Vorsteuerventils 36 liegenden Drucks, beispielsweise bei ca. 0.3 bar, auf der anderen Seite des Ventilkolbens überwunden wird.

Die Hydraulik-Steuerschaltung gemäß Fig. 2 funktioniert wie folgt:

Bei einem Hydraulik-Versorgungsdruck P_S = 0 stehen alle Ventile, d.h. das Hauptventil 28, die Vorsteuerventile 36 und 52, sowie das Wegeventil 44 in den in Fig. 2 gezeig­ ten Stellungen. Wenn der Versorgungsdruck P_S hochgefahren wird und hinter dem Steuerventil 14′ in der Versorgungs­ zweigleitung 22 einen Ansprechdruckwert erreicht, der beispielsweise bei 0.5 bar liegt, wird die Rückstellfeder 40 des Vorsteuerventils 36 von der Druckkraft auf der Steuerseite 38 überwunden, so daß das Vorsteuerventil in die Schaltstellung D gebracht wird, in der über die Ver­ sorgungsdruckzweigleitung 42 der Versorgungsdruck über eine Vorsteuerdruckleitung 37 zur Steuerseite 34 des Hauptventils 28 gelangt. Das Hauptventil schaltet dadurch auf Durchfluß, so daß die Arbeitskammer 10′ schnell ge­ füllt werden kann, da der Druckabfall am Hauptventil auch bei großen Strömungsgeschwindigkeiten sehr klein ist.

Wenn der Druck in der Leitung zum Schaltelement 2′, d.h. der Druck in der Arbeitskammer 10′ einen vorgegebenen, vorzugsweise über die Feder 54 des weiteren Vorsteuerven­ tils 52 einstellbaren Fülldruck erreicht hat, wird das Vorsteuerventil 52 aus der Schaltstellung G in die Schalt­ stellung H verschoben, so daß der Versorgungsdruck P_S auch auf die andere Steuerseite 32 des Hauptventils 28 gegeben wird. Unter Einwirkung der Kraft der Rückstellfeder 30 wird der Ventilschieber des Hauptventils 28 aus der Schaltstellung B zurück in die Schaltstellung A verscho­ ben, so daß die Schnellfüllphase beendet ist. Die An­ steuerung der Arbeitskammer 10′ erfolgt nun ausschließlich noch über den über das Steuerventil 14′ geführten Versor­ gungsleitungszweig 22. Gleichzeitig mit der Beaufschlagung der Steuerseite 32 des Hauptventils 28 erfolgt über die Steuerleitung 64 eine Beaufschlagung der ersten Steuerkam­ mer 66 des Wegeventils 44, das hierdurch aus der Schalt­ stellung E in die Schaltstellung F verschoben wird. In der Schaltstellung F wird der Zulauf zum Leitungsabschnitt 68 gesperrt und gleichzeitig diese Leitung 68 zum Tank ent­ lastet. Ferner wird in dieser Schaltstellung F eine Ver­ bindung zwischen der Hilfssteuerleitung 58 und der zweiten bzw. zusätzlichen Steuerkammer 70 des Wegeventils 44 her­ gestellt.

Wenn die Lamellenkupplung 2′ ausgerückt werden soll, fällt der Druck in der Leitung 22 langsam ab. Sobald Druck wieder unter den oben erwähnten Fülldruck sinkt, schaltet das Vorsteuerventil 52 wieder in die Schaltstellung G und entlastet damit die Steuerseite 32 des Hauptventils 28 zum Tank. Das Hauptventil verbleibt in der Schließstellung A, da die andere Steuerseite 34 bereits zuvor über das Wege­ ventil 44 entlastet worden ist und die Rückstellfeder 30 für eine definierte Schaltstellung sorgt. Das Hauptventil 28 kann erst dann wieder geöffnet werden, wenn die über die Steuerkammern 66 und 70 auf den Ventilkolben des Wegeventils 44 einwirkenden Druckkräfte so gering geworden sind, daß die Kraft der Rückstellfeder 46 diese Druckkraft überwindet. Die Einstellung erfolgt derart, daß dies bei einem Druck liegt, der unter dem Ansprechdruck des Haupt­ ventils, d.h. unter dem Schaltdruck des Vorsteuerventils 36 von ca. 0.5 bar liegt. Bei einem Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung liegt dieser Schaltdruck des Wegeven­ tils 44 bei ca. 0.3 bar. Wenn dieser unter dem Ansprech­ druck liegende Grenzdruck erreicht ist, schaltet das Wege­ ventil 44 den Zulauf zum Vorsteuerventil 36 wieder auf, wodurch es eine Vorbereitungsstellung für die Aufsteuerung des Hauptventils 28 einnimmt. Das Wegeventil 44 erfüllt somit die Funktion eines die erneute Aufsteuerung des Hauptventils 28 vorbereitenden Vorbereitungsventils.

Vorstehend wurde ein Prinzipschaltbild der Schnellfüll­ ventileinrichtung 26 und in diesem Zusammenhang die Prin­ zipfunktionen dieser Ventileinrichtung beschrieben. Im folgenden sollen mehrere konkrete Ausführungsformen eines in den Hydraulik-Steuerkreis gemäß Fig. 2 eingegliederten Schnellfüllventils beschrieben werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden wiederum diejenigen Schaltungsab­ schnitte, die anhand Fig. 2 bereits beschrieben worden sind, mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.

Über das vom Regelgerät 20′ angesteuerte Steuerventil 14′ ist der Versorgungsleitungszweig 22 geführt. Parallel dazu verläuft der Schnellfüllzweig 24 über ein Schnellfüllven­ til 72, um die Versorgungsdruckleitung 12′ beim Anlegen der Lamellenkupplung 2′ schnell zu füllen. Das Schnell­ füllventil 72 hat zwei Ventilkolben, nämlich einen Haupt­ ventilkolben 74 und einen Hilfskolben 76, die verschiebbar in einem gemeinsamen Ventilgehäuse 78 aufgenommen sind. Zwischen den beiden Ventilkolben 74 und 78 ist eine Druckfeder 80 angeordnet, deren Vorspannung mittels eines Gewinderings 82, der mit einem Außengewinde eines Fortsatzes 84 des Hilfskolbens 76 in Eingriff steht, ein­ stellbar ist. Die linke Stirnseite 86 des Hauptventilkol­ bens 74 ist mit dem Druck im Versorgungsleitungszweig 22 beaufschlagt. Die rechte Stirnseite 88 ist zum Tank ent­ lastet. Mit 90 ist eine Steuerkante bezeichnet, über die die Verbindung zwischen dem Schnellfüllzweig 24 und dem Versorgungsdruckleitungsabschnitt 12′ steuerbar ist.

Die Gehäusebohrung zur Aufnahme der Ventilkolben 74 und 76 ist gestuft, um den im Durchmesser größeren Hilfskolben 76 aufnehmen zu können. Die in Fig. 3 rechte Seite des Hilfskolbens 76 ist gleitend verschiebbar in einer Ventil­ hülse 92 geführt, die in das Ventilgehäuse 78 geschraubt ist und eine erste Anschlußbohrung 94 für eine von der Versorgungsdruckleitung 12′ abzweigende Hilfssteuerleitung 96 und eine zweite, vorzugsweise diametrale Anschluß­ bohrung 98 für eine zum Tank führende Entlastungsleitung 100 aufweist.

Der Fortsatz 84 führt einen vorzugsweise geschliffenen Anschlagstift 102, der mit seinem rechten Ende an einer Bodenfläche 104 der Ventilhülse 92 anschlagen kann. Über eine im Durchmesser größer als der Anschlagstift gehaltene Bohrung 106 und einer davon ausgehenden radialen Stich­ bohrung 110 steht ein Steuerraum 108 in der gezeigten rechten Anschlagstellung des Hilfskolbens 76 in Verbindung mit dem Tankanschluß 100. Der Steuerraum 108 ist in dieser Schaltstellung allerdings von einem weiteren Steuerraum 112 über eine Passungsflächenpaarung 114 abgeschirmt, so daß in der in Fig. 3 gezeigten Stellung des Hilfskolbens 76 der in der Hilfssteuerleitung 96 wirksame Druck zunächst nicht im Steuerraum 108 wirksam werden kann.

Fig. 3 zeigt den Zustand der Ventilkolben für den Fall, daß der Versorgungsdruck P_S bzw. der Druck des Steuerven­ tils in der Leitung 22 den vorstehend erwähnten Ansprech­ druckwert noch nicht erreicht hat. In diesem Zustand nimmt unter Einwirkung der Druckfeder 80 der Hilfskolben 76 seine rechte Anschlagstellung ein. Der Hauptventilkolben 74 wird mit einem Anschlag 116 gegen einen Gewindestopfen 118 gedrückt.

Mit zunehmend steigendem Versorgungsdruck P_S bzw. mit zunehmendem Druck in der Leitung 22 wird der Hauptventil­ kolben 74 gegen die Kraft der Druckfeder 80 nach rechts verschoben und steuert über die Steuerkante 90 bei Errei­ chen des Ansprechdrucks die Verbindung zwischen dem Schnellfüllzweig 24 und dem Versorgungsdruckleitungs­ abschnitt 12′ auf. Die rechte Stirnseite 88 schlägt in diesem Zustand gegen das linke Ende des Anschlagstifts 102, so daß der Hauptventilkolben 74 eine definierte, zweite Schaltstellung einnimmt. Die Arbeitskammer 10′ der Lamellenkupplung 2′ kann nun schnell gefüllt werden.

Der nun stetig steigende Versorgungsdruck P_S bzw. der steigende Druck in der Leitung 22 wird über die Hilfs­ steuerleitung 96 und die Anschlußbohrung 94 in den weite­ ren Steuerraum 112 gegeben. Der dadurch auf die ver­ hältnismäßig kleine radiale Steuerfläche 120 einwirkende Versorgungsdruck bewirkt, daß der Hilfskolben 76 relativ zum Anschlagstift 102 gegen die Kraft der Druckfeder 80 langsam nach links verschoben wird, wodurch zunächst die Verbindung zwischen der Stichbohrung 110 und der Anschluß­ bohrung 98 zum Tank zugesteuert wird. Wenn der Ver­ sorgungsdruck P_S einen vorbestimmten Fülldruck erreicht hat, ist der Hilfskolben 76 so weit nach links verschoben, daß über die mit 122 bezeichnete Steuerkante eine Ver­ bindung des Steuerraums 108 mit dem Steuerraum 112 herge­ stellt ist, wodurch schlagartig die gesamte rechts gele­ gene Querschnittsfläche des Hilfskolbens 76 mit Versor­ gungsdruck beaufschlagt wird. Hierdurch wird eine zusätz­ liche, hohe Schnappkraft erzeugt, die den Hilfskolben 76 zunächst an den Hauptventilkolben 74 heranschiebt. Weil jedoch der Durchmesser des Hilfsventilkolbens 76 größer gehalten ist als der Durchmesser des Hauptventilkolbens bewegen sich nunmehr beide Kolben 74 und 76 als Block gemeinsam nach links, bis der Anschlag 116 des Hauptven­ tilkolbens 74 wieder am Gewindestopfen 18 anliegt. Die Verbindung zwischen den Leitungsabschnitten 24 und 12′ ist dann wieder geschlossen, so daß in diesem Betriebszustand die Ansteuerung der Arbeitskammer 10′ ausschließlich über das Steuerventil 14′ erfolgt.

Die in diesem Zustand gespannte Druckfeder 80 kann den Hilfsventilkolben 76 erst dann wieder in die in Fig. 3 gezeigte Ruhestellung verschieben, wenn der Druck in der Hilfssteuerleitung 96, der in diesem Schaltungszustand auf der gesamten rechten Stirnseite des Hilfsventilkolbens anliegt, unter den oben erwähnten Ansprechdruck der Schnellfüllventileinrichtung, beispielsweise unter 0.3 bar abgesunken ist. Anschließend kann der Hauptventilkolben 74 bei einem Versorgungsdruckniveau = 0.5 bar wieder geöffnet werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel des Schnellfüll­ ventils 72 beim Schließvorgang des Hauptventils 72 für eine Erzeugung einer hohen Schnappkraft gesorgt ist, wodurch der Hauptventilkolben 74 zuverlässig seine Schließstellung einnehmen kann, auch wenn hohe, von großem Strömungsmitteldurchfluß erzeugte Strömungskräfte vorlie­ gen. Bei der Aufsteuerung des Hauptventils fehlt die Er­ zeugung einer derartigen, erhöhten Schnappkraft. Eine Ausführungsform eines Schnellfüllventils, das auch beim Aufsteuern des Hauptventilkolbens eine solche Schnappkraft erzeugen kann, soll nunmehr anhand der Fig. 4 bis 6 näher erläutert werden. Dabei sind in diesen Figuren wie­ derum diejenigen Elemente der Hydraulik-Steuerschaltung, die hinsichtlich Funktion und Aufbau mit den Elementen vorstehend beschriebener Ausführungsformen vergleichbar sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Das Schnellfüllventil 172 nimmt wiederum in seiner abge­ stuften Innenbohrung einen Hauptventilkolben 174 und einen Hilfskolben 76 auf, der in der gleichen Weise beaufschlagt wird und arbeitet wie der Hilfskolben der Ausführungsform gemäß Fig. 3. Um Wiederholungen zu vermeiden, soll des­ halb die Funktionsweise des Hilfskolbens 76 nicht mehr näher erläutert werden. Auch der Hauptventilkolben 174 entspricht hinsichtlich seines Aufbaus im wesentlichen dem Hauptventilkolben 74 der Ausführungsform gemäß Fig. 3. Unterschiedlich ist lediglich, in welcher Weise die linke Stirnseite 186 mit Druck beaufschlagt wird und sich an einem Anschlag abstützt. Die linke Stirnseite 186 liegt in der in Fig. 4 gezeigten entspannten Schaltstellung an einem Fortsatz 132 eines Vorsteuerkolbens 130 an, der in einer Ventilhülse 136 gleitend verschiebbar aufgenommen ist und mit einer Steuerkante 134 im Zusammenwirken mit einer Entlastungsbohrung 138 für eine Entlastung der Stirnseite 186 beispielsweise zum Tank sorgen kann.

Auf der anderen Seite stützt sich der Vorsteuerkolben 130 über einen Anschlagfortsatz 140 an einer Bodenfläche der Ventilhülse 136 ab, die vorzugsweise in das Gehäuse 178 geschraubt ist. Auf diese Weise wird im Bereich des An­ schlagfortsatzes 140 innerhalb der Ventilhülse 136 ein Steuerdruckraum 142 definiert, der über den Versor­ gungsleitungszweig 22 mit Systemdruck P_S beaufschlagt ist. Stromab des Steuerdruckraums 142 zweigt vom Versorgungs­ leitungszweig 22 eine Steuerdruckleitung 144 ab, die zum Hauptventil, d.h. zu einem Ringraum des Gehäuses 178 im Bereich des Hauptventilkolbens 174 geführt ist. In der gezeigten Schaltstellung, d.h. in der entlasteten Stellung des Schnellfüllventils 172 verschließt ein Kolbenabschnitt 148 eine Verbindung zwischen der Steuerleitung 144 und der linken Stirnseite 186 des Hauptventilkolbens 174, so daß diese zum Tank entlastet bleibt.

Das Aufsteuern des Hauptventils für das schnelle Füllen der Arbeitskammer 10′ des Schaltelements 2′ über den Schnellfüllzweig 24 der Steuerschaltung erfolgt auf fol­ gende Weise:

Beim Hochfahren des Versorgungsdrucks P_S bzw. des Drucks in der Leitung 22 gelangt dieser über das Steuerventil 14′ und den Versorgungsleitungszweig 22 zum Steuerdruckraum 142, wodurch der Vorsteuerkolben 130 allmählich gegen die Kraft der gemeinsamen Druckfeder 80, die lediglich schema­ tisiert dargestellt ist, allmählich gemäß Fig. 4 nach rechts verschoben wird. Dabei wird zunächst über die Steuerkante 134 die Entlastungsbohrung 138 geschlossen, bevor bei Erreichen eines Ansprechdrucks über eine Steuer­ kante 150 eine Beaufschlagung der linken Stirnseite 186 des Hauptventilkolbens 174 mit dem Systemdruck P_S erfolgt. Hierdurch erhöht sich sprungartig die vom Versorgungsdruck auf den Hauptventilkolben 174 ausgeübte Kraft, wodurch dieser mit seiner rechten Stirnseite 138 gegen den An­ schlagstift 102 schlägt und dabei mit seiner Steuerkante 190 die Verbindung zwischen dem Schnellfüllzweig 24 und dem Versorgungsdruckleitungsabschnitt 12′ eröffnet. Die Steuerschaltung befindet sich nun in der Schnellfüllphase, die in Fig. 5 gezeigt ist. Nun baut sich - wie im Zusam­ menhang mit der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ausführlich beschrieben - über die Hilfssteuerleitung 96 und die An­ schlußbohrung 94 im Steuerraum 112 ein immer höher werden­ der Druck auf, der dafür sorgt, daß der Hilfsventilkolben 76 gegen die Kraft der vorgespannten Druckfeder 80 allmäh­ lich nach links verschoben wird. Nach Verschließen der Anschlußbohrung 98 zum Tank steuert der Hilfsventilkolben 76 bei Erreichen eines vorbestimmten Fülldrucks der Ar­ beitskammer 10′ die Verbindung zum Steuerraum 108 auf, wodurch die gesamte rechte Stirnfläche des Hilfsventilkol­ bens 76 mit Systemdruck P_S beaufschlagt wird und die gesamte Ventilgruppe unter Schließen des Hauptventils nach links schnappt. Dabei ist hervorzuheben, daß an der Er­ zeugung der Schnappkraft auch die Querschnittsfläche des Anschlagstifts 102 beiträgt, so daß der gesamte Bohrungs­ querschnitt für den Hilfsventilkolben 76 für die Schließ­ funktion des Hauptventils herangezogen werden kann.

Der Hilfsventilkolben 76 kann erst dann wieder seine gemäß Fig. 6 rechte Anschlagstellung einnehmen, wenn der Druck auf der rechten Stirnseite des Hilfsventilkolbens, und damit der Versorgungsdruck P_S unter den oben erwähnten Ansprechdruck gefallen ist, wonach die Ventilkolben wieder die in Fig. 4 gezeigten Stellungen einnehmen und das Hauptventil für das Öffnen vorbereitet ist.

Eine weitere Ausführungsform eines Schnellfüllventils, das in der gleichen Weise arbeitet wie das Schnellfüllventil gemäß Fig. 4 bis 6 ist in Fig. 7 gezeigt. Die Besonder­ heit dieser Ausführungsform liegt in einer besonders klei­ nen Baulänge des Ventils. Auch bei dieser Ausführungsform sollen diejenigen Teile, die den vorstehend beschriebenen Elementen entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen werden. Aus diesem Grunde wird auf den linken Teil des Ventils nicht näher eingegangen, da dieser der Ausführungsform gemäß Fig. 4 bis 6 entspricht. Unterschiedlich ist die Gestaltung des Hauptventilkolbens 274 und des Hilfskolbens 276, der nunmehr als becherförmiger Kolben ausgebildet ist, der in seinem Inneren die Druckfeder 280 aufnimmt. Anstatt des bei den vorstehend beschriebenen Ausführungs­ beispielen verwendeten Anschlagstifts ist ein Anschlagring 202 ortsfest im Gehäuse 278 fest gehalten, wozu in vor­ teilhafter Weise eine Ventilhülse 292 herangezogen werden kann. Das linke Ende der Druckfeder 280 stützt sich in einer Ausnehmung 277 des Hauptventilkolbens 274 ab. Eine Öffnung 203 ist im Durchmesser an einen Steuerfortsatz 275 des Hilfskolbens 276 angepaßt. Dieser Steuerfortsatz geht in eine Steuerkante 299 über, mit der eine Verbindung zu einer Tankanschlußbohrung 298 gesteuert werden kann. In der in Fig. 7 gezeigten entlasteten Stellung erfolgt über die Steuerkante 299 eine Entlastung des gesamten Innen­ raums des Hilfskolbens 276 und der rechten Stirnseite 288 des Hauptventilkolbens 274. Über eine Axialbohrung 279 erfolgt gleichzeitig eine Druckentlastung eines Steuer­ raums 308, der hinsichtlich Ausbildung und Funktion dem Steuerraum 108 der vorherigen Ausführungsbeispiele ent­ spricht. Mit 312 ist der weitere Steuerraum bezeichnet, der über eine Anschlußbohrung 294 mit Systemdruck beauf­ schlagbar ist.

Die Funktionsweise des Schnellfüllventils 272 gemäß Fig. 7 ist wie folgt:

Zunächst wird der Steuerdruckraum 142 des Vorsteuerkolbens 130 über das Steuerventil 14′ mit einem gesteuerten Ver­ sorgungsdruck P_S beaufschlagt, so daß der Vorsteuerkolben 130 gegen die Kraft der Druckfeder 280 allmählich nach rechts verschoben wird, so daß zunächst die Entlastungs­ bohrung 138 verschlossen wird. Bei Überschreiten eines Ansprechdrucks, beispielsweise in der Größenordnung von 0.5 bar, erreicht die linke Stirnseite 286, die eine Steuerkante ausbildet, einen Ringraum 246, der mit Ver­ sorgungsdruck beaufschlagt ist. Dadurch schnappt der Hauptventilkolben 274 nach rechts, bis er am Anschlagring 202 anliegt, wobei in dieser Anschlagstellung eine Ver­ bindung zwischen dem Schnellfüllzweig und dem Versorgungs­ druckleitungsabschnitt 12′ hergestellt ist. Die Arbeits­ kammer 10′ des Schaltelements 2′ wird nun schnell gefüllt. Der sich immer weiter erhöhende Versorgungsdruck wirkt über die Hilfssteuerleitung 96 im Steuerraum 312, wodurch der Hilfskolben 276 gegen die Kraft der vorgespannten Druckfe­ der 280 nach links verschoben wird. Dabei steuert zunächst die Steuerkante 299 die Anschlußbohrung 298 zu. Sobald ein vorbestimmter Fülldruck erreicht ist, ist der Hilfskolben 276 so weit nach links verschoben, daß die Verbindung zwischen den Steuerräumen 208 und 212 hergestellt ist, so daß die auf die rechte Seite des Hilfskolbens 276 einwir­ kende Kraft sprungartig erhöht wird. Alle Ventile werden über den Hilfsventilkolben 276 gemeinsam nach links be­ wegt, um den Hauptventilkolben 274 in die in Fig. 7 gezeigte Schließstellung zu bringen. Über die Bohrung 279 gelangt Versorgungsdruck P_S auch in das Innere des Hilfs­ kolbens 276 und von dort zu der vom Steuerfortsatz 275 abgegrenzten Fläche der rechten Stirnseite des Hauptven­ tilkolbens 274, was zur Erhöhung der Rückstellkraft bei­ trägt. Eine Rückkehrbewegung des Hilfskolbens 276 ist erst möglich, wenn der Versorgungsdruck unter den oben ange­ sprochenen Ansprechdruck gesunken ist.

In Fig. 8 ist schematisch eine Getriebesteuerung für ein Lastschaltgetriebe eines Ackerschleppers dargestellt. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß jeder der vier Schaltkupplungen C1, C2, C3 und C4 eine Steuerschaltung gemäß Fig. 2 zugeordnet ist. Über eine nicht näher darge­ stellte Schaltungslogik erfolgt eine gezielte Ansteuerung der den jeweiligen Schaltkupplungen zugeordneten Versor­ gungsdruckkreise.

In Fig. 9 ist schematisch eine Ausführungsform des Steuerventils 14 bzw. 14′ gezeigt. Hierbei handelt es sich um ein elektrisch angesteuertes, proportionales Druckre­ duzierventil, wie es unter der Typenbezeichnung DRE 2 K von der Anmelderin angeboten wird. Mit diesem Ventil wird der Druck am Anschluß A, d.h. am Anschluß zur Leitung 22 bzw. 12 proportional zu dem anliegenden Solenoidstrom reduziert. Das Solenoid ist mit der Bezugsnummer 400 be­ zeichnet. Die Arbeitsweise des Ventils 14 ist weitestge­ hend unabhängig vom Eingangsdruck P_S. Der Hydraulikdruck im Anschluß A wirkt auf das Ende eines Ventilkörpers 402, so daß eine der Solenoidkraft entgegengesetzte Kraft er­ zeugt wird. Wenn das proportional wirkende Solenoidventil aberregt wird, wird unter Einwirkung der Rückholfeder 404 der Anschluß A mit dem Anschluß T verbunden, der zu einem Tank 16 führt. Das Ventil kann mit Nennspannungen von 12 und 24 V betrieben werden.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform eines Steuer­ ventils 14′′′ gezeigt, das anstelle der vorstehend be­ schriebenen Steuerventile bei der Erfindung verwendet werden kann. Dieses Steuerventil ist als mechanisch be­ tätigtes Druckreduzierventil ausgebildet. Hier kann bei­ spielsweise ein herkömmliches Kupplungsventil Anwendung finden. Die Ansteuerung erfolgt bei diesem Ventil von der rechten Seite über einen Stößel 406, der entsprechend einem Signal betätigt wird, das proportional zu dem Signal in der Leitung 18 ist. Der am Anschluß P_S anliegende Systemdruck wird mit zunehmender Beaufschlagung des Stößels 406 am Anschluß A reduziert, indem durch zunehmen­ de Beaufschlagung der Federeinrichtung auf der rechten Seite des Ventils die Federkraft auf der linken Seite des Kolbenschiebers reduziert wird. Für den Einbau in die erfindungsgemäße Steuerschaltung ist es selbstverständlich nicht erforderlich, drei Anschlüsse A bereitzustellen. Vielmehr genügt ein einziger Ausgangsanschluß A, an den die Leitung 22 der Steuerschaltung angeschlossen ist.

Es soll hervorgehoben werden, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen konkreten Ausführungsbei­ spiele beschränkt sein soll. Wenngleich ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Druckbeaufschlagung von Stellgliedern an Schaltelementen ein Getriebe ohne hydraulischen Drehmomentwandler dar­ stellt, so ist es selbstverständlich auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren bei automatischen Getrieben mit hydraulischem Drehmomentwandler zusätzlich einzusetzen. Das Anwendungsgebiet ist auch nicht auf Lastgetriebe be­ schränkt. Die Erfindung kann immer dann Anwendung finden, wenn es darum geht, ein Stellglied in einem verhältnis­ mäßig kleinen Druckbereich auf hohem Niveau zu regeln, die Druckversorgung des Stellglieds zur Anhebung dieses Druckniveaus jedoch in kürzester Zeit zu bewerkstelligen.

Die Vorzüge der Hydraulik-Steuerschaltung sind auch dann gegeben, wenn das Steuerventil 14 bzw. 14′ nicht von einem Regelgerät für die Schlupfregelung des Schaltelements 2 bzw. 2′ angesteuert ist. Darüberhinaus kann das Steuerven­ til auch hydraulisch angesteuert sein.

Claims (22)

1. Hydraulik-Steuerschaltung für die Versorgung der Arbeitskammer eines Stellgliedes an einem Schaltelement, wie z. B. einer Bandbremse, einer Lamellenbremse oder einer Lamellenkupplung eines automatischen Getriebes, mit einer Versorgungsleitung für die Arbeitskammer, gekennzeichnet durch eine einem schnell ansprechenden Steuerventil (14′; 14′′; 14′′′) in der Versorgungsleitung (22) parallel geschaltete Ventileinrichtung (26), mit der die Arbeitskammer (10′) bei Aktivierung des Stellglieds (8′) schnell füllbar ist.

2. Hydraulik-Steuerschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuerleitung (18) zur Beeinflussung der Stellung des Steuerventils (14′), das Bestandteil einer Regelstrecke für die Regelung des Schlupfes (n₁-n₂) des Schaltelementes (2) ist und zu diesem Zweck als stetig verstellbares Wegeventil ausgebildet ist, das über eine von einem vorzugsweise elektronischen Regelgerät (20) kommende Korrektursignalleitung (18) angesteuert ist.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Drehzahl-Abtasteinrichtung zur Bestimmung des Schlupfes des Schaltelementes (2).

4. Steuerschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (14′) als elektrohy­ draulisches Servoventil ausgebildet ist, mit dem ein zur Arbeitskammer (10) des Stellglieds (8) führender Volumen­ strom im wesentlichen proportional zu einem elektrischen Korrektursignal einstellbar ist.

5. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelgerät (20) eine Speichereinrichtung zur Speicherung eines Feldes von Sollwer­ ten oder Sollwertverläufen aufweist, die bestimmten Be­ triebszuständen des Getriebes und/oder des Fahrzeugs zugeordnet sind.

6. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (26) ein Hauptventil (28) aufweist, das bei großem Strömungsmitteldurchfluß einen kleinen Druckabfall hat und derart gesteuert ist, daß es bei einem ersten, niedrigen Ansprechversorgungsdruck eine Offenstellung (Stellung B) und bei Erreichen eines vorbestimmten Arbeitskammer-Fülldrucks eine Schließstellung (Stellung A) einnimmt, aus der es erst nach dem Absinken des Versorgungsdrucks unter den Ansprechversorgungsdruck wieder verschiebbar ist.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Hauptventil (28) ein erstes Vorsteuer­ ventil (52) zugeordnet ist, mit dem es bei Erreichen des Arbeitskammerfülldrucks unter Mitwirkung einer Schließfeder (30) in seine Schließstellung (Stellung A) verschieb­ bar, indem der Versorgungsdruck (P_S) über das erste Vor­ steuerventil (52) auf eine erste Vorsteuerkammer (32) und gleichzeitig in eine Steuerkammer (66) eines die erneute Aufsteuerung des Hauptventils (28) vorbereitenden Vorbe­ reitungsventils (44) gebbar ist, über das die der ersten Vorsteuerkammer (32) des Hauptventils (28) entgegenwirken­ de zweite Steuerseite (34) des Hauptventils (28) bis nach dem Abfallen des Versorgungsdrucks unter den Ansprechver­ sorgungsdruck vom Versorgungsdruck (P_S) abschirmbar ist.

8. Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweiten Steuerseite (34) des Hauptven­ tils (28) ein zweites Vorsteuerventil (36) zugeordnet ist, das bei Erreichen des Ansprechversorgungsdrucks aus einer ersten Schaltstellung (Stellung C), in der eine über das Vorbereitungsventil (44) geführte Versorgungsdruckzweig­ leitung (42) geschlossen und die zur zweiten Steuerseite (34) führende Vorsteuerdruckleitung (37) zum Tank ent­ lastet ist, in eine die Versorgungsdruckzweigleitung (42) aufsteuernde Stellung (Stellung D) bringbar ist.

9. Steuerschaltung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbereitungsventil (44) eine Steuerkammer (66) hat, die mit der ersten Vorsteuerkammer (32) des Hauptventils (28) in Verbindung steht.

10. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbereitungsventil (44) eine weitere, der einen Steuerkammer (66) parallel geschaltete Steuerkammer (70) hat, die in der den Versor­ gungsdruck (P_S) von der zweiten Steuerseite (34) des Hauptventils (28) abschirmenden Stellung (Stellung F) unter dem in der Arbeitskammer (10′) wirksamen Druck steht.

11. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper des Hauptventils (28), der Vorsteuerventile (36, 52) und des Vorbereitungsventils (44) gegen die Kraft einstellbarer Federn (30, 40, 54, 46) verschiebbar sind.

12. Steuerschaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (26) zwei in einem Ventilgehäuse (78) koaxial angeordnete Ventilkolben (74, 76) aufweist, von denen der erste (74) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (80) einen Verbindungsanschluß (24) des Versorgungsdrucks (P_S) zur Arbeitskammer (10′) aufsteuert, sobald ein auf eine zugeordnete Steuerkammer (86) gegebener Steuerdruck den Ansprechversorgungsdruck erreicht, und von denen der zweite (76) als Hilfskolben über die Rückstellfeder (80) bis zum Erreichen des Ar­ beitskammerfülldrucks in einer sich mit zunehmendem Ver­ sorgungsdruck dem ersten Kolben (74) nähernden Schwimm­ stellung gehalten wird, aus der heraus er bei Erreichen des Arbeitskammerfülldrucks unter Mitnahme des ersten Kolbens (74) und unter Vergrößerung seiner mit Versor­ gungsdruck beaufschlagten Wirkfläche in eine zweite Schaltstellung schnappt, um den Verbindungsanschluß des Hauptventilkolbens (74) zu schließen.

13. Steuerschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hilfskolben (76; 276) auf der der Rück­ stellfeder (80; 280) abgewandten Seite zwei Steuerkammern (108, 112; 308, 312) definiert, von denen die eine (108; 308) so lange vorzugsweise über einen Tankanschluß ent­ lastet ist, bis der Druck in der einen, ständig mit Ver­ sorgungsdruck (P_S) gespeisten Steuerkammer (112; 312) den Arbeitskammerfülldruck erreicht hat.

14. Steuerschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die weitere Steuerkammer (108; 308) in einer Grenz-Anschlagstellung des Hilfskolbens (76; 276) mit dem Tank verbunden ist und daß dieser Anschluß zum Tank vor dem Aufsteuern der Verbindung zwischen den beiden Steuer­ kammern (108, 112; 308, 312) gesperrt wird.

15. Steuerschaltung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (76) ein Hohlkolben ist, durch den sich ein vorzugsweise geschliffener An­ schlagstift (102) für den Hauptventilkolben (74; 174) erstreckt.

16. Steuerschaltung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (276) becherartig ausgebildet ist und in seinem zum Hauptventilkolben (274) hin offenen Inneren die Rückstellfeder (280) aufnimmt, und daß im Ventilgehäuse (278) zwischen den beiden Kolben (274, 276) eine Ringscheibe (202) als Bewegungsanschlag für den Hauptventilkolben (274) angeordnet ist.

17. Steuerschaltung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Boden des becherartigen Hilfskolbens (276) eine Bohrung (279) zur Entlastung des zuschaltbaren Steuerraums (308) ausgebildet ist.

18. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptventilkolben (174; 274) ein zusätzlicher Vorsteuerkolben (130) zuge­ ordnet ist, der mit dem Hauptventilkolben in Anschlagkon­ takt steht, eine mit dem Druck des Steuerventils (14′) gespeiste Steuerkammer (142) hat und mit seiner Steuerkan­ te (134) einen Steuerdruckraum (186; 286) des Hauptventil­ kolbens (174; 274) unterhalb eines Ansprechdrucks mit dem Tank verbindet.

19. Steuerschaltung nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerdruckraum (186; 286) des Hauptven­ tilkolbens (174; 274) nach dem Schließen des Tankan­ schlusses (138) unter Einwirken des Vorsteuerkolbens (130) zur Einleitung einer Schnappbewegung an Versorgungsdruck (P_S) anschließbar ist.

20. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das schnell ansprechende Steuerventil (14′) ein stetig verstellbares Wegeventil ist, das elektrisch angesteuert ist.

21. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das schnell ansprechende Steuerventil ein vorzugsweise elektrisch angesteuertes, proportionales Druckreduzierventil (14′′) ist.

22. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das schnell ansprechende Steuerventil ein mechanisch vorgesteuertes Druckreduzierventil (14′′′) ist.