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Diese Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches
Retarder- und ein Steuer-Gerät der in der Präambel von Anspruch 1
definierten Art. So ein Gerät ist z. B. von US-A-4,836,341
bekannt.
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Es ist Gegenstand dieser Erfindung, ein verbessertes
hydraulisches Retarder- und Steuer-Gerät zu schaffen, indem der
Einlaßdruck zu dem hydraulischen Retarder gesteuert wird als
Funktion einer Anforderung des Bedienenden und eines
Betriebsparameters des hydraulischen Retarders.
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Zu diesem Zweck ist ein hydraulisches Retarder- und
Steuer-Gerät in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung
gekennzeichnet durch die im Kennzeichnungs-Teil von Anspruch 1
genannten Merkmale.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes
hydraulisches Retarder- und Steuer-Gerät, in dem ein
Druck-Regelventil den Einlaßdruck zu dem hydraulischen Retarder in
Abhängigkeit von einem Vorspannungsdruck proportional zu dem
Auslaßdruck des hydraulischen Retarders begrenzt.
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Die vorliegende Erfindung kann auch eine verbesserte
Steuerung für einen hydraulischen Retarder schaffen, in welchem
das Druck-Regelventil auch einen anfänglich schließenden
Vorspannungsdruck proportional zu dem Einlaßdruck des
hydraulischen Retarders hat.
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Die vorliegende Erfindung kann außerdem ein
verbessertes hydraulisches Retarder- und Steuer-Gerät schaffen, in
welchem ein Druck-Regelventil selektiv einstellbar ist, um den
Einlaßdruck zu dem hydraulischen Retarder zu regeln und in welchem
das Druck-Regelventil einen öffnenden Vorspannnungsdruck
proportional zu einem Betriebsparameter des hydraulischen Retarders
hat.
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Die vorliegende Erfindung kann auch ein
verbessertes hydraulisches Retarder- und Steuer-Gerät schaffen, in
welchem das Steuer-Gerät ein Retarder-Stellventil hat, zur
Ermöglichung eines variablen Eingabe-Vorspannungsdrucks zu einem
Druck-Regelventil, welches den Einlaßdruck zu dem hydraulischen
Retarder regelt und in dem außerdem das Retarder-Stellventil
abhängig ist von einer Brems-Betätigung des Bedienenden, um die
Eingabe-Vorspannung zwischen einem Minimal-Wert und einem
Maximal-Wert zu regeln und in welchem auch der Maximal-Wert vor
dem Eingriff der Fahrzeug-Reibungsbremsen erreicht wird.
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Die vorliegende Erfindung wird nun mittels eines
Beispiels beschrieben, unter Bezugnahme auf die nachfolgende
Beschreibung und die begleitende Zeichnung, in welcher die einzige
Figur eine schematische Darstellung eines hydraulischen Retarder-
und Steuer-Geräts, gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
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Ein konventioneller hydraulischer Retarder 10 hat einen
Stator-Teil 12, einen Rotor-Teil 14, eine Retarder-Einlaßöffnung 16
und eine Retarder-Auslaßöffnung 18. Der hydraulische Retarder 10
ist wirksam, wenn er unter Druck gesetzt wird um, die
Rotationsbewegung einer Welle 20 zu verzögern, die entweder eine Eingangs-
Welle oder eine Ausgangs-Welle einer konventionellen
Transmission (nicht dargestellt) eines Motorfahrzeugs ist. Die
Retarder-Einlaßöffnung 16 ist so angeschlossen, daß sie Hydraulikfluid durch
einen Retarder-Einlaß oder durch eine Zuführungsleitung 22 erhält,
welche mit einem Fluß-Regelventil 24 und einem Druck-Regelventil
26 verbunden ist. Das Fluß-Regelventil 24 ist ein konventionelles
Regelventil, welches verwendet wird um das Fluid von einem
konventionellen hydraulischen Drehmomentwandler 28 zu und von
einem konventionellen Kühler 30 und zu einer
Schmiermittel-Versorgungsleitung 32 zu steuern.
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Das Fluß-Regelventil 24 hat eine Ventilbohrung 34 in der
ein gleitend angeordneter Ventilschieber 36 sitzt, der eine Vielzahl
von Steuerbünden hat. Die Ventilbohrung 34 ist in
Fluidverbindung mit einer Retarder-Auslaßleitung 38, einer Kühler-
Einlaßleitung 40, einer Wandler-Auslaßleitung 42, der
Schmiermittelversorgungsleitung 32, einer Kühler-Auslaßleitung 44, der
Retarder-Einlaßleitung 22 und einem Paar von Auslaßleitungen. Das
Fluß-Regelventil 24 schließt auch eine Vorspannungsfeder 46 und
eine Steuerkammer 48 ein. Die Steuerkammer 48 ist verbunden mit
einer öffnenden Vorspannungsleitung 50, die, wenn sie unter Druck
gesetzt wird, den Ventilschieber 36 gegen die Vorspannungsfeder
46 bis zu einer druckeingestellten Position bewegt.
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In der federeingestellten, gezeigten Position ist die
Retarder-Auslaßleitung 38 verbunden mit einem Auslaß, ist die
Wandler-Auslaßleitung 42 verbunden mit der Kühler-Einlaßleitung
40, ist die Kühler-Auslaßleitung 44 verbunden mit der
Schmiermittel-Versorgungsleitung 32 und ist die Retarder-Einlaßleitung 22
verbunden mit einem Auslaß. Somit kann in der federeingestellten
Position der hydraulische Retarder 10 nicht unter Druck gesetzt
werden und keine Bremslast auf die Welle 20 ausüben. In der
druckeingestellten Position ist das Fluß-Regelventil 24 wirksam, um
die Retarder-Einlaßleitung 22 mit der Kühler-Auslaßleitung 44, die
Retarder-Auslaßleitung 38 mit der Kühler-Einlaßleitung 40, und die
Wandler-Auslaßleitung 42 mit der
Schmiermittel-Versorgungsleitung 32 zu verbinden. Somit leitet in der druckeingestellten Position
das Fluß-Regelventil 24 Fluid von dem hydraulischen Retarder 10
zu dem Kühler 30 und zurück zu dem hydraulischen Retarder 10.
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Der Fluiddruck in der öffnenden Vorspannungsleitung 50
wird festgelegt durch ein Retarder-Stellventil 52, welches eine
Ventilbohrung 54, einen Ventilschieber 56, einen
Brems-Steuerkolben 58 und einen Retarder-Steuerkolben 60 beinhaltet. Die
Ventilbohrung 54 ist eine Bohrung mit abgestuftem Durchmesser mit
einem Teil 62 großen Durchmessers und einem Teil 64 kleinen
Durchmessers. Der Ventilschieber 56 hat einen Steuerbund 66
kleinen Durchmessers,
der gleitend in dem Teil 64 kleinen Durchmessers angeordnet ist
und einen Steuerbund 68 großen Durchmessers, der gleitend in
dem Teil 62 großen Durchmessers angeordnet ist. Der Raum
zwichen den Steuerbünden 66 und 68 kleinen und großen
Durchmessers steht in kontinuierlicher Fluidverbindung mit der öffnenden
Vorspannungsleitung 50 und selektiv und alternativ in
Fluidverbindung mit einer Hauptdruckleitung 70 und einer Auslaßleitung. Die
Hauptdruckleitung 70 ist durch eine Düse oder Drossel 74 in
Fluidverbindung mit einer Fluiddruck-Quelle 72, wie etwa einer
konventionellen Steuerpumpe. Die Hauptdruckleitung 70 ist auch durch
eine Düse oder Drossel 76 in kontinuierlicher Verbindung mit
einem konventionellen Speicher 78.
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Fluiddruck von der Hauptdruckleitung 70 wirkt auf die
veränderliche Fläche zwischen den Steuerbünden 66 und 68
kleinen und großen Durchmessers, um den Ventilschieber 56 wie in
der Zeichnung dargestellt aufwärts zu drücken, bis die
Auslaßleitung geöffnet ist. Das Druckniveau zwischen den Steuerbünden 66
und 68 kleinen und großen Durchmessers wird bei einem Wert
aufrechterhalten, um den Ventilschieber 56 bei dieser Position zu
steuern. Der Brems-Steuerkolben 58 hat daran angrenzend
angeordnet eine Steuerkammer 80, die selektiv unter Druck gesetzt wird
durch Betätigung der Fahrzeugbremsen durch den Fahrzeugführer.
Der Druck in Steuerkammer 80 legt eine abwärts gerichtete
Vorspannung an den Ventilschieber 56 an, die einen Druckanstieg
zwischen den Steuerbünden 66 und 68 kleinen und großen
Durchmessers und dadurch einen Druckanstieg in der öffnenden
Vorspannungsleitung 50 zur Folge hat. Dadurch kann der Druck in der
öffnenden Vorspannungs-Leitung 50 auf einen Betrag proportional
zu dem Druck im Fahrzeug-Bremssystem gesteuert werden. In der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Druck in der
Steuerkammer 80 im Bereich von 0 bis 48.26 kPa (Null (0) bis
sieben (7) psi) sein, bevor die Fahrzeugbremsen in Eingriff
gebracht werden. In diesem Bremsdruck-Bereich wird der Druck in der
öffnenden Vorspannungsleitung 50 im Bereich von 0 bis 1103 kPa
(Null (0) bis 160 psi) gesteuert. Die Druckproportionen sind
festgelegt durch den Durchmesser des Brems-Steuerkolbens 58 und die
Differenz-Fläche zwischen den Steuerbünden 66 und 68 kleinen
und großen Durchmessers.
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Dieser Druckbereich erlaubt dem Bedienenden die
Fahrzeugverzögerung durch den hydraulischen Retarder 10, vor dem
tatsächlichen Eingriff der Betriebsbremsen zu steuern. Dazu
müssen, wenn die Fahrzeugverzögerung ausreichend ist, die
Betriebsbremsen nicht angelegt werden. Wenn verstärkte Verzögerung
gewünscht ist, wird der Bedienende mehr Kraft auf die Bremsregelung
anlegen, was im Anlegen der Betriebsbremsen in Ergänzung zu
dem Betrieb des hydraulischen Retarders resultieren wird. Unter
diesen Bedingungen wird der hydraulische Retarder 10 von dem
Bedienenden in allen Bremsfällen eingesetzt. Zeitweise wird der
Bedienende den hydraulischen Retarder 10 nur zur Steuerung der
Fahrzeuggeschwindigkeit benutzen wollen. Der
Retarder-Steuerkolben 60 ist für solche Fälle geschaffen. Wenn ein Einsatz des
Retarders von dem Bedienenden gewünscht ist, wird eine an den
Retarder-Steuerkolben 60 angrenzende Kammer 82 unter Druck
gesetzt. Dies legt eine abwärts gerichtete Vorspannung an den
Ventilschieber 56 an, was durch einen Druckanstieg zwischen den
Steuerbünden 66 und 68 kleinen und großen Durchmessers
erwiedert wird. Wenn nur hydraulischer Retarder-Betrieb gewünscht
ist, wird ein festgelegter Druck an den Retarder-Steuerkolben 60
angelegt, was zur Folge hat, daß der Druck in der öffnenden
Vorspannungsleitung 50 bei dem Maximal-Wert von 1103 kPa (160
psi) festgelegt wird.
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Die Forderung nach einer Retardation wird auf
das Druck-Regelventil 26 und auf das Fluß-Regelventil 24 durch die
öffnende Vorspannungsleitung 50 auferlegt. Wie vorhergehend
beschrieben, arbeitet das Fluß-Regelventil 24 durch Zuleitung von
Fluid in einen im wesentlichen geschlossenen Kreislauf, der den
hydraulischen Retarder 10 einschließt. Der Einlaßdruck zu dem
hydraulischen Retarder 10 während eines Retarder-Betriebs wird
hergestellt und geregelt durch das Druck-Regelventil 26, welches
eine Ventilbohrung 90, einen Ventilschieber 92, eine
Vorspannungsfeder 94, eine öffnende Vorspannungskammmer 96 und eine
schließende Vorspannungskammmer 98 beinhaltet. Die
Ventilbohrung 90 steht in Verbindung mit der Retarder-Einlaßleitung 22,
einer Druckführungsleitung 100 und einer Auslaßleitung. Die
öffnende Vorspannungskammmer 96 ist in kontinuierlicher
Verbindung mit der öffnenden Vorspannungsleitung 50 und die
schliessende Vorspannungskammmer 98 ist in Verbindung mit der
Retarder-Auslaßleitung 38. Als Alternative kann die schließende
Vorspannungskammmer 98 in Verbindung mit der
Retarder-Einlaßleitung 22 gehalten werden. Es ist jedoch anzunehmen, daß ein
echterer Retardations-Druck erreicht wird, wenn die Vorspannung
proportional zu dem Auslaßdruck des hydraulischen Retarders 10
ist.
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Der Ventilschieber 92 besitzt beabstandete Steuerbünde
102 und 104, die in der Ventilbohrung 90 gleitend angeordnet sind
und die positioniert werden, um in der federeingestellten, gezeigten
Position eine selektive Verbindung zwischen der
Retarder-Einlaßleitung 22 und dem Auslaß und zwischen der
Retarder-Einlaßleitung 22 und der Druckführungsleitung 100 in der druckeingestellten
Position zu schaffen. Die druckeingestellte Position wird während
der Retardation durch den Druck in der öffnenden
Vorspannungsleitung 50 hergestellt, welcher am Ende des Ventilschiebers 92 in
der öffnenden Vorspannungskammmer 96 wirksam wird. Druck in
der öffnenden Vorspannungskammmer 96 legt eine öffnende
Vorspannung an den Ventilschieber 92 an, wodurch
eine Verbindung zwischen der Druckführungsleitung 100 und der
Ventilbohrung 90 ermöglicht wird. Während des anfänglichen
Öffnens des Druck-Regelventils 26 wird der Druck in der
Ventilbohrung 90 zwischen den Steuerbünden 102 und 104 durch eine in
dem Ventilschieber 92 ausgebildete, verengte Leitung 106 geleitet.
Diese verengte Leitung 106 gibt Fluid zu der schließenden
Vorspannungskammmer 98 hinzu, um ein "Durchschlagen" des
Ventilschiebers 92 zu verhindern. Mit anderen Worten, die anfänglich
öffnende Geschwindigkeit des Druck-Regelventils 26 ist geregelt.
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Während des Retarder-Betriebs öffnet das
Druck-Regelventil 26, um dem Hochdruckfluid aus dem Speicher 78 das
Eintreten und Laden des hydraulischen Retarders 10 zu gestatten.
Gleichzeitig wird das Fluß-Regelventil 24 betätigt, um Fluid von der
Retarder-Auslaßöffnung 18 zu der Retarder-Einlaßöffnung 16
zurückzuführen, wodurch der Einlaßflußbedarf des hydraulischen
Retarders 10 reduziert wird. Wenn der hydraulische Retarder 10
den Betriebsdruck erreicht, bewegt die schließende Vorspannung
in der schließenden Vorspannungskammer 98 den Ventilschieber
92 gegen die öffnende Vorspannung und reduziert den Betrag des
Einlaßflusses, der von dem Speicher 78 versorgt wird. Der
Speicher 78 sorgt nur für Fluid wie der Leckverlust des Systems es
erfordert. Da dieser Flußbedarf geringer ist als der Fluidbetrag, der
durch die Fluiddruck-Quelle 72 dem Speicher 78 zur Verfügung
gestellt werden kann, wird der Speicher 78 in Vorbereitung auf die
nächste Retardations-Anforderung wieder vollständig aufgeladen.
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Durch selektive Steuerung der
Fahrzeug-Betriebsparameter, welche sind, Retarder-Steuerung, Brems-Steuerung oder
Drossel-Steuerung wird der öffnende Vorspannungsdruck am
Druck-Regelventil 26 geregelt. Die Retarder-Steuerung und die
Drossel-Steuerung werden generell benutzt, um einen
feststehenden
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Vorspannungsdruck und dadurch im wesentlichen konstante
Einlaß- und Auslaß-Drücke für den hydraulischen Retarder
einzuhalten. Die Brems-Steuerung wird generell verwendet, um einen
Bereich von Vorspannungsdrücken herzustellen (wie oben erläutert)
und somit eine besser gesteuerte Verwendung des hydraulischen
Retarders zu gewährleisten und die Lebensdauer der
Betriebsbremsen zu verlängern. Die Steuerung kann, falls gewünscht, auch
eine variable Vorspannung schaffen. Die Steuerungseingänge zu
den Ventilen können, falls gewünscht, den Regelungsdruck mittels
Solenoid-Ventilen erzeugen. Die Solenoid-Ventile können auf eine
allgemein bekannte Art gesteuert werden, um auf elektrische
Signale anzusprechen und somit die gewünschten Ausgangsdruck-
Signale einzustellen.