Diese Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Schaltkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine solche Steuereinrichtung ist z. B. aus der DE-OS 29 41 935 bekannt. Obwohl nach dieser Schrift eine weiche, fahrzustandsabhängige - Schub/Zug - Schaltung möglich ist, er¬ scheint der Bauaufwand, um zu einem solchen Ergebnis zu kommen, noch zu hoch und der Ablauf der Schaltung benötigt noch zu viel Zeit.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 in bezug auf Bauaufwand und Schaltgeschwindigkeit noch weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von An¬ spruch 1 erfüllt.

Durch die Befüllung über großvolumige Leitungen und Kammern und entsprechende Bemessung des radial außenliegenden Druckraumes werden nicht nur die Lamellen schnell angelegt, sondern es wird bereits ein Teil des Motormomentes übertragen. Infolge der Über¬ lagerung des Schaltdruckes - Systemdruckes - mit einem dynamischen Druck, der drehzahl- und fliehkraftabhängig, insbesondere im äuße¬ ren Druckraum, aber auch noch im inneren Druckraum, wirkt, können bei höherer Drehzahl schneller auch höhere Übertragungsmomente er¬ zielt werden. Damit kann das lastrichtungsabhängige Steuerventil entfallen, weil das Druckmittel selbst über die Wirkung der Flieh¬ kraft zwischen einer Zug- oder SchubSchaltung unterscheidet

Zug - hohe Drehzahl - hohe Fliehkraft - höhere Übertragungs¬ momente - geringere Rutschzeit;

Schub - Leerlauf - geringere Fliehkraft - geringere Über¬ tragungsmomente - hohe Rutschzeit.

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Infolge der Schnellentleerung beider Druckräume durch das Be¬ füll- und Schneilentleerungs entil wird die Kupplung über die Feder auch schnell geöffnet, weil nicht, wie bei einer einfachen Entlüftung, das Druckmittel über die Zuführleitung zurückgedrückt werden muß.

In den Ansprüchen 2 bis 10 wird die Erfindung besonders vor¬ teilhaft ausgestaltet.

Mit der Bemessung der sich radial nach außen erstreckenden Kammer, die als Zuführleitung wirkt, wird dabei in einfacher Weis die Masse des Kolbens und der Feder vom Befüllungs- und Schnei1- entleerungsventil ausgeglichen, so daß auch bei einer vergleichs¬ weise hohen Drehzahl mit einem relativ geringen Schaltdruck - Systemdruck - die Zufuhr zum äußeren Druckraum gewährleistet ist.

Da bereits der zuerst befüllte Druckraum einen Teil des Motormomentes überträgt und das Steuerventil den zweiten - also den radial innenliegenden Druckraum - allein in Abhängigkeit vom Druck in dem radial äußeren Druckraum zuschaltet, wird neben eine den Fahrzustand gut angepaßten Koppelung auch eine schnelle Über¬ tragung des maximal möglichen Drehmomentes bei großer Verein¬ fachung erreicht.

Die konstruktive Ausgestaltung des Befüll- und Schnellent¬ leerungsventiles nach Anspruch 3 sowie des Steuerventiles nach Anspruch 4 in Verbindung mit der Anordnung, etwa in der radialen Ebene der zugeordneten Druckräume, ergeben günstige Einbaubedin¬ gungen und sehr kurze, großvolumige Verbindungswege, die z. B. durch an den Kupplungsträger anmontierte Ventile erreicht werden. Diese Anordnung ist besonders einfach und begünstigt auch den Zeitablauf der Schaltung.

Mit der Ausgestaltung der Steuerung nach den Ansprüchen 5 bis 9 für den Bereich, der nicht direkt innerhalb der Schaltkupp¬ lung angeordnet, sondern in vorteilhafter Weise an das Gehäuse angeflanscht ist, wird die Erfüllung der Aufgabe weiter unter¬ stützt. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung des Impulsventiles im Zusammenhang mit den großvolumigen Leitungen für die gleich¬ zeitige Zufuhr des Druckmittels zur Betätigung der Kupplung und des Kühl- und Schmiermittels zur Kühlung der Lamellen, wobei dieses Impulsventil allein von dem Zusammenbruch des Druckes in der Zuführleitung zum Sσhaltventil auf Durchfluß umgestellt wird, wenn dies vom Magnetventil auf Durchfluß geschaltet worden ist. Nach Befüllung der Druckräume und Druckausgleich über die Drossel im Bypass schließt das Impulsventil selbsttätig und die Speicher können sich wieder füllen. Schmiermittel wird nur in der Rutsch¬ phase der Kupplung, dann aber sehr stark, zugeführt. Wird kein Steuerventil zur Befüllung des inneren Druckraumes, sondern, nach Anspruch 10, nur ein Überdruckventil oder nur eine Drossel angeordnet, ist eine weitere Vereinfachung möglich. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungs beispieles und anhand von Zeichnungen erläutert, wobei die Einzel¬ heiten der Zeichnung Gegenstand der Erfindung sind.

Es zeigen:

Fig. 1 den Teil einer Steuereinrichtung für eine Wandler- Schaltkupplung, insbesondere den Bereich der Schaltkupplung.

Fig. 2 einen Halbschnitt durch die Schaltkupplung in

Achsrichtung mit dem Befüll- und Schneilentleerungs ventil.

Fig. 3 einen Halbschnitt durch die Schaltkupplung in

Achsrichtung mit dem Steuerventil für die Befüllung des innenliegenden Druckraumes.

Fig. 4 ein Diagramm der Übertragungsmomente der Kupplung in Abhängigkeit vom radial äußeren Druckraum und der Drehzahl des Kupplungsträgers.

Fig. 5 ein Diagramm der Übertragungsmomente der Kupplung in Abhängigkeit vom radial inneren Druckraum und der Drehzahl des Kupplungsträgers.

In Fig. 1 ist der für eine Schaltkupplung relevante Teil einer Steuerung für eine Wandlerschaltkupplung dargestellt. 1 ist die Schaltkupplung selbst mit dem radial außenliegenden Druσk- raum 4 und dem radial innenliegenden Druckraum 6, die beide zum Schließen der Schaltkupplung auf den Druckkolben 12 und dieser auf das Lamellenpaket 11 wirken, wobei der Druckkolben von einer Feder 13 in die Öffnungsstellung zurückgedrückt wird. Mit 3 sind ein Befüll- und Schneilentleerungsventil und mit 5 ein Steuerven¬ til bezeichnet, die beide in oder an dem Kupplungsträger 14 ange¬ ordnet sind (Fig. 2 und 3) . Das Schaltventil 9, Impulsventil 8 und Magnetventil 95 sind demgegenüber feststehend und in oder am Ge¬ häuse 15 (Fig. 3) der Schaltkupplung montiert. Auch der Kühlmit¬ tel- 71 und Druckmittelspeicher 75 sind vorrangig am Gehäuse 15 der Schaltkupplung 1 angeordnet. Das Befüll- und Schneilentlee¬ rungsventil 3 ist über einen Befüll- und Entleerungskanal 41 mit dem radial außenliegenden Druckraum 4 und über einen Entleerungs¬ kanal 61 mit dem radial innenliegenden Druckraum 6 verbunden. Beide Kanäle haben große Querschnitte für eine relativ schnelle Befüllung bzw. Entleerung. Vom Befüllungs- und Entleerungskanal 41 zweigt für das Steuerventil 5 noch eine Zuführ- 56 und noch eine Steuerleitung 55 ab. Die Verbindungsleitung 38 vom Schaltventil 9 zum Befüll- und Schneilentleerungsventil 3 ist im Bereich des Kupp lungsträgers 14 zu einer Kammer 2 erweitert, von der eine Steuer¬ leitung 37 abzweigt. Das Schaltventil 9 ist über eine ebenfalls großvolumige Druckmittelleitung 81 mit dem Impulsventil 8 verbun¬ den und wird über eine Druckmittelsteuerleitung 91 geschaltet, wo¬ bei die Befüllung und Entlüftung dieser Leitung über ein Magnet¬ ventil 95 erfolgt, das an die Systemdruckleitung 76 angeschlossen

OMPI

ist. Geschaltet wird dieses Magnetventil 95 über eine elektrische Leitung 97, die mit einem nicht gezeichneten Schalter in der Gang schalteinrichtung verbunden ist. In dieser Leitung ist noch ein Druσkschalter 96 angeordnet, der eine Betätigung des Magnetven¬ tils 95 nur zuläßt, wenn in der Systemdruckleitung 76 ein festge¬ legter Mindestdruck vorhanden ist. Mit dem Impulsventil 8 werden in Abhängigkeit vom Druck in der großvolumigen Druckmittellei- tung 81 zu gleicher Zeit die Systemdruckleitung 76, an der noch ein Druckmittelspeicher 75 angeschlossen sein kann, mit dieser Leitung 81 und die Kühlmittelleitung 73 evtl. auch mit Kühlmittel¬ speicher 71 mit dem großvolumigen Kühlmittelkanal 72, der zu dem Lamellenpaket 11 der Schaltkupplung 1 führt, verbunden. Zur Steue¬ rung des Impulsventils 8 hat dieses zum Einschalten noch eine Be¬ tätigungseinrichtung 82, die mit der Systemdruckleitung 76 direkt verbunden ist. Das Ausschalten des Impulsventiles 8 erfolgt über eine Druckfeder 86 in Verbindung mit einer Betätigungseinrich¬ tung 83, die an einem Bypass 84, der zwischen der großvolumigen Druckmittelleitung 81 und der Systemdruckleitung 76 liegt, wobei zwischen Betätigungseinriσhtung 83 und der Systemdruckleitung 76 noch eine Drossel 85 angeordnet ist. Die Systemdruckleitung 76 ist direkt und die Kühlmittelleitung 73 über ein nicht gezeichne¬ tes Druckbegrenzungsventil mit einer allgemein bekannten Druck¬ mittelpumpe 7 verbunden. Anstelle des Steuerventils 5 zur druσkab- hängigen Befüllung des radial innenliegenden Druckraumes 6 kann zwischen dem Befüllungs- und Entleerungskanal für den radial außen liegenden Druckraum 4 und dem radial innenliegenden Druckraum 6 auch eine Verbindungsleitung mit einer Blende angeordnet sein. An¬ stelle des Steuerventils 5 kann auch ein einfaches Überdruckventil oder eine 31ende benutzt werden.

Fig. 2 zeigt eine Schaltkupplung 1 mit einem von der Wandler¬ turbine angetriebenen Kupplungsträger 14. Das Befüllungs- und Schnellentleerungsventil 3 ist mit dem Kupplungsträger 14 der

Schaltkupplung 1, z. B. über Befestigungsschrauben 390, verbunden. Der Kolben 31 ist in einer zylindrischen Bohrung 32 im Gehäuse 39 angeordnet und in Schließstellung gezeichnet - radial außen -. In

dieser Stellung ist sowohl der radial außenliegende 4 über den Be¬ füllungs- und Entleerungskanal 41 mit der Entleerungsöffnung 35 wie auch der radial innenliegende Druckraum 6 über den Entleerungs kanal 61 mit der Entleerungsöffnung 36 sehr kurz und im Quer¬ schnitt groß verbunden. Beide Druckräume 4, 6 wirken über den Druckkolben 12 auf das Lamellenpaket 11. Die Entleerungsöffnun¬ gen 35 und 36 sind im Gehäuse 39 des Befüllungs- und Schneilent- leerungsventiles 3 angeordnet. Die Feder 33 drückt den Kolben 31 auch dann radial nach außen, wenn keine Fliehkraft wirkt. Die Steuerleitung 37 ist mit der Kammer 2 verbunden und wirkt mit der äußeren Kolbenfläche 34 zusammen. 15 ist das feststehende Gehäuse der Schaltkupplung 1, deren Abtrieb über den Innenlamellen- träger 16 erfolgt.

In Fig. 3 ist das Steuerventil 5 an den Kupplungsträger 14 montiert und verbindet den Befüllungs- und Entleerungskanal 41 über die Zuführleitung 56, wenn der Druck im radial äußeren Druck¬ raum 4 einen vorbestimmten Wert erreicht hat, mit dem radial inne¬ ren Druckraum 6 über den Befüllungskanal 62 zu dessen Befüllung und zur Übertragung des maximal möglichen Motormomentes über beide Druckräume und die Schaltkupplung 1. Im Gehäuse 57 des Steuerven¬ tils 5 "ist eine zylindrische Bohrung 52 angeordnet, die in radialer Richtung verläuft. Ein Kolben 51 in dieser Bohrung 52 wird auch ohne Fliehkrafteinwirkung von einer Druckfeder 53 radial nach außen gedrückt. Der Druck vom radial außenliegenden Druck¬ raum 4 wirkt auch über die Steuerleitung 55 auf die äußere Kolben¬ fläche 54 und drückt den Kolben 51 radial nach innen, über dieses Steuerventil 5 sind die beiden Druckräume 4, 6 über die Leitun¬ gen 41, 55/56, 62 dann verbunden, wenn die Schaltkupplung 1, unter der Wirkung beider Druckräume 4, 6 geschlossen ist.

In den Fig. 4 und 5 sind die Übertragungsmomente M- der Schaltkupplung 1 in Abhängigkeit von den Druckräumen 4 und 6 und der Umdrehungszahl/Minute vom Kupplungsträger 14 dargestellt, wo¬ bei Fig. 4 sich auf den radial äußeren 4 und Fig. 5 auf den radial inneren Druckraum 6 bezieht.

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Die Übertragungsmomente sind errechnet auf der Basis fest¬ gelegter und gleicher Reibflächen, Reibpaarungen und Reibwerte eines gleichen Schalt- und auch Federdruckes, unter Beachtung der Kolbenflächen, die sich im Zusammenhang mit den Druckräumen 4, 6, ergeben.

Aus Fig. 4 - Bezug auf Kolbenraum 4 - ist in einfacher Weise zu ersehen, wie mit einer höheren Umdrehung des Kupplungsträgers 14 das Übertragungsmoment M _R der Kupplung 1 ansteigt. Aber auch das Übertragungsmoment, bezogen auf den radial inneren Druckraum 6, wächst - Fig. 5 - mit steigender Drehzahl, wenn auch nicht mehr so stark.

Die Steuereinrichtung wirkt wie folgt: Soll eine Gangschaltung im Vorgelege-Getriebe eingeleitet werden, wird durch einen nicht gezeichneten Schalter in der Gangschaltein¬ richtung mit der Bewegung in die Neutralstellung der Stromkreis in der Leitung 97 unterbrochen, das Magnetventil 95 sperrt die System druckleitung 76 ab und entlüftet die Druckmittelsteuerleitung 91, so daß auch das Schaltventil 9 die Kammer 2 entlüftet. Da der Druck in der Steuerleitung 37 zusammenbricht, wird das Befüll- und Schneilentleerungsventil 3 in die gezeichnete Stellung gebracht und beide Druckkammern 4 und 6 werden über die mit großen Quer¬ schnitten versehenen Leitungen 41, 61 nach den Öffnungen 35, 36 hin entleert.

Beim Verschieben, z. B. des Gangschalthebels, von der Neutral stellung in eine Gangstellung, wird ein Schalter geschlossen, die Leitung 97 führt dann Strom, wenn der minimale Systemdruck 76 er¬ reicht und der Druckschalter 96 ebenfalls geschlossen ist. Der Schaltmagnet am Magnetschalter 95 wird beaufschlagt und verstellt dieses, so daß die Druckmittelsteuerleitung 91 mit der System¬ druckleitung 76 verbunden wird und das Schaltventil 9 die groß- volumige Druckmittelleitung 81 über die Verbindungsleitung 38 mit der Kammer 2 zusammenschließt. Dadurch bricht der Druck in der Druckmittelleitung 81 und auch im Bypass 84 zusammen, weil über die Drossel 85 ein schneller Druckausgleich aus der Systemdruck-

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leitung nicht möglich ist. Die Betätigungseinrichtung 82 schaltet das Impulsventil 8 auf Durchfluß, so daß die Kammer 2 schlagartig mit Druckmittel aus der Systemdruckleitung 76 und aus dem Druck¬ mitteispeieher 75 befüllt wird und durch den Druckanstieg über die Steuerleitung 37 auch das Befüll- und Schnellentleerungsventil 3 auf Durchfluß verstellt wird, so daß der radial äußere Druckraum befüllt und der Druckkolben 12 die Lamellen (Lamellenpaket 11) an¬ legt. Im Impulsventil 8 ist gleichzeitig die Kühlmittelleitung 73 mit Kühlmittelspeicher 71 mit dem Kühlmittelkanal 72 schlagartig verbunden worden, so daß die sich anlegenden, aber noch rutschen¬ den Lamellen optimal geschmiert und gekühlt werden. Nach Druckanstieg im radial äußeren Druckraum 4 wird über die Steuerleitung 55 der radial innenliegende Druckraum 6 über das Steuerventil 5 und die Zuführleitung 56 und den Befüllungskanal 62 befüllt, so daß über beide Druckräume 4, 6 das maximal mögliche Übertragungsmoment erreicht wird. Ist die Befüllung beendet und steigt damit auch der Druck im Bypass 84 am Impulsventil 8 auf den Systemdruck an, wird über die Betätigungseinrichtung 83 und die Feder 8(,dieses Impulsventil geschlossen, so daß sich beide Speicher 71, 75 wieder füllen können. Der Leckageverlust wird über die Drossel 85 und die Systemdruckleitung 76 ausgeglichen. Der Systemdruck, Leitung 76, wird im Bereich der Kammer 2 und der Druckräume 4 bis 6 von einem fliehkraftabhängigen Druck überlagert so daß sich, je nach Drehzahl, am Kupplungsträger 14 mit einer höheren Drehzahl auch höhere Übertragungsmomente, siehe Fig. 4 und 5, ergeben. Auf diese Weise wird insbesondere auch der Fahr¬ zustand - Zug/Schub - bei der Schaltung allein mit dem Druckmittel selbst berücksichtigt.

Die Anwendung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbei- spiel begrenzt. So ist es z. B. auch möglich, das Schaltventil 9 auf Durchfluß zu schalten, wenn das Magnetventil 95 den System¬ druck unterbrochen hat und die Druckmittelsteuerleitung 91 unter¬ brochen ist.

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Bezugszeichen

1 • Schaltkupplung 53 Druckfeder

11 Lamellenpaket 54 Äußere Kolbenfläche

12 Druckkolben 55 Steuerleitung

13 Feder 56 Zuführleitung

14 Kupplungsträger 57 Gehäuse

(Außenlamellenträger) 6 Radial innenliegender

15 Gehäuse Druckraum

16 Innenlamellenträger 61 Entleerungskanal

2 Kammer 62 Befü1lungskana1

3 Befüll- und Schnellent- 7 Druckmittelpumpe leerungsventi1 71 Kühlmittelspeicher

31 Kolben 72 Kühlmittelkanal

32 Zylindrische Bohrung 73 Kühlmittelleitung

33 Druckfeder 75 Druckmittelspeieher

34 Äußere Kolbenflache 76 Systemdruckleitung

35 Entleerungsöffnung 8 Impulsventil

36 Entleerungsöffnung 81 Großvolumige Druckmittel

37 Steuerleitung leitung

38 Verbindungsleitung 82 Betätigungseinrichtung

39 Gehäuse 83 Betätigungseinrichtung 90 Schrauben 84 Bypass

4 Radial außenliegender 85 Drossel

Druckraum 86 Druckfeder

41 Befüllungs- und Ent¬ 9 Schaltventil leerungskanal . ⁹¹ Druckmittelsteuerleitung

5 Steuerventil 95 Magnetventil

51 Kolben 96 Druckschalter

52 Zylindrische Bohrung 97 Elektrische Leitung