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Title:
CONTROL DEVICE FOR A FRICTIONALLY ENGAGING CLUTCH FOR A HYDRODYNAMIC TORQUE CONVERTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1990/006458
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a control device for a frictionally engaging clutch for a hydrodynamic torque converter, in which a clutch element (8) for engaging and disengaging the clutch (7) is mounted axially, and front-located actuating spaces (10, 11) are acted on by pressure under the control of control valves (15, 16). A lubricant line (28) leads via a cooler (39) to lubricating points (40) of a variable-gear transmission (6) connected on the output side of the torque converter (3), the lubricant line (28) being conected to a controlled return line from the actuation space (11). In order to ensure a sufficient supply of lubricant to the lubricating points (40) and adequate cooling of the pressure/lubricant medium by the cooler (39) in every position of the clutch (7), a branch line (34) from the main pressure line (13) is connected to the lubricant line (28) before the cooler (39) so that, if there is insufficient lubricant, additional lubricant is supplied through the branch line (34) into the lubricant line (28).

Inventors:
GIERER GEORG (DE)
Application Number:
PCT/EP1989/001367
Publication Date:
June 14, 1990
Filing Date:
November 15, 1989
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H45/02; F16H41/30; F16H61/14; F16H57/04; (IPC1-7): F16H61/14
Foreign References:
EP0043545A21982-01-13
DE3447651A11985-07-25
GB2058962A1981-04-15
FR2499000A11982-08-06
DE3130871A11982-03-18
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Claims:
1. 12 A n s p r ü c h e Steuereinrichtung für eine reibschlüssige 5 Uberbrückungskupplung (7) eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers (3) , deren axial verlagerbares Kuppelelement (8) zum Ein und Ausrücken der Uberbrückungskupplung (7) an seinen Stirnseiten aus Betätigungsräumen (10, 11) druckbeaufschlagbar ist, wobei 10 die Betätigungsräume (10, 11) über Regelventile (15, 16) an ein Hauptdrucksystem angeschlossen sind, mit einer an ein Schmiersystem (Schmierstellen 40J eines dem Drehmomentwandler (3) nachgeordneten Zahnräderwechselgetriebes (6) angeschlossenen 15 Schmiermittelleitung (28) , die mit einem gesteuerten Rücklauf (Ringraum 26d) des zum Einrücken der Uberbrückungskupplung (7) dienenden Betätigungsraumes (11) verbunden ist und einen Kühler (39) aufnimmt, dadurch g e k e n n z e i c h e t , daß vor dem Kühler (39) in 20 die Schmiermittelleitung (28) ein Zweig (34) der Hauptdruckleitung (13) einmündet Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an der 25 Verbindungsstelle von Schmiermittelleitung (28) und Zweig (34) der Hauptdruckleitung (13) ein Druckregelventil (35) angeordnet ist, das mit dem Druck der Schmiermittelleitung (28) vorgesteuert ist. 30 3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Zweig (34) der Hauptdruckleitung (13) und/oder ausgangsseitig des Druckregelventils (35) ein Drosselventil (38, 41) angeordnet ist. *& 35.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jedem Betätigungsraum (10, 11) ein den Betätigungsdruck einstellendes Regelventil (15, 16) zugeordnet ist, wobei beide Regelventile (15, 16) über einen von einem elektrischen Drucksteuerventil (17) einstellbaren Vorsteuerdruck beaufschlagbar sind.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in einer ersten Endstellung' der beiden Regelventile (15, 16) , bei geringem Vorsteuerdruck bzw. Vorsteuerdruck gleich Null, der zum Ausrücken dienende Betätigungsraum (10) über das erste Regelventil (15) mit dem Hauptdrucksystem (Hauptdruckleitung 13) verbunden und der andere Betätigungsraum (11) über beide Regelventile (15, 16) zum Rücklauf hin geöffnet sind.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in einer zweiten Endstellung der beiden Regelventile (15, 16) , bei maximalem Vorsteuerdruck, der zum Einrücken dienende Betätigungsraum (11) über das zweite Regelventil (16) mit dem Hauptdrucksystem (Hauptdruckleitung 13) verbunden und der zum Ausrücken dienende Betätigungsraum (10) über das erste Regelventil (15) zu einem Ablauf (Ringraum 26c) hin geöffnet sind.
Description:
Steuereinrichtung für eine reibschlüssige Uberbrückungs- kupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für eine reibschlüssige Uberbrückungskupplung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers, deren axial verlagerbares Kuppelelement zum Ein- und Ausrücken der Uberbrückungskupplung an seinen Stirnseiten aus Betätigungsräumen druckbeaufschlagbar ist, die über Regelventile an ein Hauptdrucksystem angeschlossen sind, mit einer an ein Schmiersystem eines dem Drehmomentwandler nachgeordneten Getriebes angeschlossenen Schmiermittelleitung, die mit einem gesteuerten Rücklauf des zum Einrücken der Uberbrückungskupplung dienenden

Betätigungsraumes verbunden ist und einen Kühler aufnimmt.

Eine Steuereinrichtung der vorgenannten Gattung ist aus der DE-OS 31 30 871 bekannt. Aus dem Hauptdrucksystem cj er Steuereinrichtung wird über Regelventile den

Betätigungsräumen der Uberbrückungskupplung wahlweise Druckmittel zugeführt, so daß sich die

Uberbrückungskupplung in einem eingerückten, ausgerückten • oder schlupfenden Zustand befindet. An einen Rücklauf des einen Regelventils, der wahlweise mit einem der beiden Betätigungsräume verbindbar ist, schließt sich die Schmiermittelleitung an, die über den Ölkühler zum Schmiersystem des Getriebes führt. Bei eingerückter Uberbrückungskupplung gelangt nur in der Anfangsphase eine geringe Schmiermittelmenge aus dem zur Ausrückung dienende Betätigungraum über den Kühler zu den Schmierstellen des Getriebes. Ein völliger Zusammenbruch des

Schmiermitteldruckes, der zu Beschädigungen des Getriebes führen kann, tritt dann ein, wenn sich der Steuerschieber des Regelventils in seiner Mittelstellung befindet, so daß

weder aus dem Wandlerinnenraum, noch aus der Hauptdruckleitung Schmiermittel über den Kühler zu den Schmierstellen gelangen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu vermeiden und eine Steuereinrichtung der genannten Gattung derart weiterzubilden, daß stets eine ausreichende Schmiermittelmenge über den Kühler zu den Schmierstellen des Getriebes gelangt.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß vor dem Kühler in die Schmiermittelleitung ein Zweig der Hauptdruckleitung einmündet. Wird nunmehr aufgrund der Stellungen der Regelventile die am Kühler und an den Schmierstellen anstehende Schmiermittelmenge verringert, so speist dieser Zweig der Hauptdruckleitung in die Schmiermittelleitung die fehlende Menge ein. Entsprechende Zustände können bei eingerückter oder schlupfgeregelter Uberbrückungskupplung eintreten, wenn an dem Rücklauf des zum Einrücken der Uberbrückungskupplung dienenden Betätigungsraumes kein Druckmittel abgeführt wird.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben. Gemäß Anspruch 2 soll an der Verbindungsstelle von Schmiermittelleitung und dem Zweig der Hauptdruckleitung ein Druckregelventil angeordnet sein, das mit dem Druck der Schmiermittelleitung vorgesteuert ist. Nimmt der Druck in der Schmiermittelleitung zu, so reduziert dieses

Druckregelventil die Einspeisung aus dem Zweig der Hauptdruckleitung in entsprechender Weise. Somit kann der Druck in der Schmiermittelleitung weitgehend konstant gehalten werden.

Dem Anspruch 3 zufolge kann in dem Zweig der Hauptdruckleitung und/oder ausgangsseitig des Druckregelventil ein Drosselventil angeordnet sein. Diese einzeln oder paarweise vorhandenen Drosselventile sollen den Druckmittelstrom aus der Hauptdruckleitung etwas reduzieren, da bei geregelter oder geschlossener Uberbrückungskupplung ein geringerer Druckmittelfluß über den Kühler erforderlich ist als im reinen Wandlerbetrieb, bei dem sich das Druckmittel stark erwärmt.

Weiterhin soll nach Anspruch 4 bei einer Steuereinrichtung mit einem elektromagnetischen, von einem Steuergerät beherrschten Drucksteuerventil, das den Druck in einer Vorsteuerleitung der Regelventile einstellt, jede Betätigungsraum ein den Betätigungsdruck einstellendes

Regelventil zugeordnet sein, wobei beide Regelventile über einen, von dem Steuergerät mittels des Drucksteuerventils eingestellten Vorsteuerdrucks beaufschlagbar sind, über diese beiden mechanisch voneinander getrennt wirkenden Regelventile lassen sich zum einen präzise aufeinander abgestimmt die Betätigungsräume mit Druck beaufschlagen oder in einen drucklosen Zustand steuern, und es läßt sich der Druckmittelablauf zum Rücklauf hin und folglich zur Schmiermittelleitung und zum Kühler steuern.

Weiterhin können gemäß Anspruch 5 in einer ersten Endstellung der beiden Regelventile, bei geringem Vorsteuerdruck bzw. Vorsteuerdruck gleich Null, der zum Ausrücken dienende Betätigungsraum über das erste Regelventil mit dem Hauptdrucksystem verbunden und der andere Betätigungsraum über beide Regelventile zum Rücklauf hin geöffnet sein. In diesem Zustand, der durch beide Regelventile eingestellt ist, fließt das Druckmittel aus dem zum Einrücken der Uberbrückungskupplung dienenden Betätigungsraum in die Schmiermittelleitung, wobei der

Zweig der Hauptdruckleitung über das Druckregelventil bei einem Druckabfall eine fehlende Schmiermittelmenge einspeist. Weiterhin können nach Anspruch 6 in einer zweiten Endstellung der beiden Regelventile, bei maximalem VorSteuerdruck, der zum Einrücken dienende Betätigungsraum über das zweite Regelventil mit dem Hauptdrucksystem verbunden und der zum Ausrücken dienende Betätigungsraum über das erste Regelventil zu einem Ablauf hin geöffnet sein. In dieser Endstellung wird das Druckmittel aus dem zum Ausrücken der Uberbrückungskupplung dienenden

Betätigungsraum drucklos in den Tank abgeführt, während allein aus der Hauptdruckleitung über das Druckregelventil Schmiermittel in die Schmiermittelleitung und somit in den Kühler gelangt. Auf diese Weise besteht auch in dieser Schaltstellung der Steuereinrichtung eine

Schmiermittelversorgung der Schmierstellen des Getriebes bei ausreichender Kühlung des verwendeten Mediums. Auch in den Zwischenstellungen der Steuereinrichtung, in denen an der Uberbrückungskupplung ein Schlupfzustand eingehalten wird, sind derartige Bedingungen erfüllt.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist.

In der Fig. ist mit 1 eine Kurbelwelle einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine bezeichnet, die ein Pumpenrad 2 eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 3 antreibt. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 3 weist außerdem ein Turbinenrad 4 auf, das mit einer

Eingangswelle 5 eines schematisch dargestellten Zahnräderwechselgetriebes verbunden ist. Eine zwischen Pumpenrad 2 und Turbinenrad 4 angeordnete Uberbrückungskupplung 7 überträgt im eingerückten Zustand das gesamte Antriebsdrehmoment von der Kurbelwelle 1 zur Eingangswelle 5 unter Umgehung des Drehmomentwandlers 3. Zu diesem Zweck weist die Uberbrückungskupplung 7 ein axial verlagerbares als Reibscheibe ausgebildetes Kuppelelement 8 auf, das reibschlüssig mit einem Abschnitt eines Pumpengehäuses 9 zusammenwirkt. Die Verstellung des

Kuppelelements 8 in seine ein- bzw. ausgerückte Stellung erfolgt mittels eines ersten und zweiten

Betätigungsraumes 10 und 11, die jeweils stirnseitig des axial verlagerbaren Kuppelelements 8 angeordnet sind.

Eine Hydraulikpumpe 12 fördert Druckmittel in eine Hauptdruckleitung 13, an welche ein Druckreduzierventil 14, ein erstes Regelventil 15 und ein zweites Regelventil 16 angeschlossen sind. Weiterhin führt diese Hauptdruckleitung 13 zu einem nicht dargestellten Steuersystem des Zahnräderwechselgetriebes 6. Dem Druckreduzierventil 14 ist ein Drucksteuerventil 17 nachgeordnet, das eine Ablaufleitung 18 zum Tank stromproportional auf- oder zusteuert. Dieses Drucksteuerventil 17 ist betätigt von einem Steuergerät 19 und beherrscht den Druck in seiner ausgangsseitigen Vorsteuerleitung 20.

Dem Steuergerät können in bekannter Weise bestimmte Betriebsparameter der Brennkraftmaschine oder des Getriebes zugeführt werden, woraufhin das Steuergerät 19 das Drucksteuerventil 17 mit einem entsprechenden Steuerstrom versorgt, der eine proportionale Verstellung dieses Drucksteuerventils 17 bewirkt. Die Vorsteuerleitung 20 ist angeschlossen an ein Dämpfungsglied 21 sowie einen

stirnseitigen Vorsteuerraum 22 des ersten Regelventils 15 und an einen stirnseitigen Vorsteuerraum 23 des zweiten Regelventils 16. Das erste Regelventil 15 weist einen Steuerschieber 24 auf, der wiederum mit Steuerkolben 24a, b und c versehen ist. Dem Vorsteuerraum 22 gegenüberliegend belastet eine Feder 25 den Steuerschieber 24. Im Innern des Regelventils 15 wirken mit den Steuerkolben 24a bis c Ringräume 26a bis 26f zusammen. An den Ringraum 26a ist die Hauptdruckleitung 13 angeschlossen, während von dem Ringraum 26b eine erste Betätigungsleitung zum ersten

Betätigungsraum 10 der Uberbrückungskupplung 7 führt. Die Ringräume 26c und 26f dienen zur drucklosen Entleerung in den Tank, während Ringraum 26d mit einer Schmiermittelleitung 28 und Ringraum 26e mit einer zum zweiten Regelventil 16 führenden Verbindungsleitung 29 verbunden sind.

Das zweite Regelventil 16 hat einen Steuerschieber 30 mit Steuerkolben 30a bis 30c, der an seinem dem Vorsteuerraum 23 gegenüberliegenden Ende mittels einer Feder 31 belastet ist. Weiterhin weist das zweite Regelventil 16 in seinem Inneren Ringräume 32a bis 32d auf. Ein Ringraum 32a dient zur drucklosen Ableitung des Druckmediums in den Tank, über Ringraum 32b ist das zweite Regelventil 16 an die Verbindungsleitung 29 angeschlossen, während Ringraum 32c über eine zweite Betätigungsleitung 33 mit dem zweiten Betätigungsraum 11 der

Uberbrückungskupplung 7 in Verbindung steht. Angeschlossen an den Betätigungsraum 32d ist die Hauptdruckleitung 13.

Von der Hauptdruckleitung 13 führt ein Zweig 34 zu einem Druckregelventil 35, welches über den in der Schmiermittelleitung 28 herrschenden Druck vorgesteuert ist. Das Druckregelventil 35 hat einen federbelasteten Steuerschieber 36 mit Steuerkolben 36a und b sowie

Ringräume 37a bis c. Ein Ringraum 37a ist verbunden mit dem Zweig 34 der Hauptdruckleitung 13, während am Ringraum 37b ein mit einem Drosselventil 38 versehener Abschnitt der Schmiermittelleitung 28 verbunden ist. Ringraum 37c führt drucklos zum Tank.

Die Schmiermittelleitung 28 nimmt einen Kühler 39 auf der als Öl-/Wasser-Wärmetauscher oder Öl-/Luft- Wärmetauscher ausgebildet sein kann. Anschließend führt di Schmiermittelleitung zu Schmierstellen 40 des

Zahnräderwechselgetriebes 6, die im einzelnen nicht dargestellt sind. Im Zweig 34 der Hauptdruckleitung 13 ist ein Drosselventil 41 angeordnet, während die Schmiermittelleitung 28 in einem Bereich vor der Einspeisung über das Druckregelventil 35 eine Drossel 42 aufweist.

Die Funktion der dargestellten Steuereinrichtung ist folgende: In der Darstellung befinden sich die beiden Regelventile 1 und 16 in einer Stellung, in welcher sie die Uberbrückungskupplung 7 in ihre ausgerückte Stellung betätigen, d. h. , das gesamte Antriebsmoment der Kurbelwelle 1 fließt über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 3. Zu diesem Zweck hat das Steuergerät 1 aufgrund ihm zugeführter Betriebsparameter von Brennkraftmaschine und/oder Zahnräderwechselgetriebe das Drucksteuerventil 17 derart verstellt, daß der Druck in de Vorsteuerleitung 20 einen Minimalwert angenommen hat, so daß sich die beiden Regelventile 15 und 16 in ihrer untere Stellung befinden. Aus der Hauptdruckleitung 13 gelangt über die miteinander verbundenen Ringräume 26a und 26b Druckmittel in die erste Betätigungsleitung 27 und somit in den ersten Betätigungsraum 10. Ein Druckmittelstrom aus dem zweiten Betätigungsraum 11 fließt über die zweite

Betätigungsleitung 33, über die zueinander geöffneten Ringräume 32c und 32b die Verbindungsleitung 29, zueinande geöffnete Ringräume 26e und 26d des ersten Regelventils 15 und die Schmiermittelleitung 28 sowie den Kühler 39 zu den Schmierstellen 40. Der vor dem Kühler 39 in der

Schmiermittelleitung 28 herrschende Druck wird vom Druckregelventil 35 überwacht, und es wird, sofern dieser Druck einen Grenzwert unterschreitet, eine Schmiermittelmenge aus dem Zweig 34 über die Ringräume 37a und 37b in die Schmiermittelleitung eingespeist.

Überschreitet der Druck in der Schmiermittelleitung einen oberen Grenzwert, so steuert das Druckregelventil 35 über den Ringraum 37c eine überschüssige Druckmittelmenge ab. Auf diese Weise kann für eine konstante den Kühler 39 durchströmende und den Schmierstellen 40 zugeführte

Schmiermittelmenge gesorgt werden. Zur Überführung der Uberbrückungskupplung 7 in einen Schlupfzustand, in welchem die uberbrückungskupplung 7 einen Teil des Antriebsdrehmoments überträgt, oder in einen eingekuppelte Zustand, in welchem die uberbrückungskupplung 7 für eine reibschlüssige Verbindung von Kurbelwelle 1 und Eingangswelle 5 sorgt, verschließt das stromproportional wirkende Drucksteuerventil 17 aufgrund des ihm vom Steuergerät 19 zugeführten Stroms die Ablaufleitung 18 in entsprechender Weise. Dadurch steigt der Druck in der Vorsteuerleitung 20 und folglich auch in den Vorsteuerräumen 22 und 23 der beiden Regelventile 15 und 1 an. In einer Endstellung der beiden Regelventile 15 und 16 ist über den Steuerschieber 24 des ersten Regelventils 15 der erste Betätigungsraum 10 über seine erste

Betätigungsleitung 27 und Ringräume 26b und 26c zum Tank hin drucklos geöffnet. Am Regelventil 16 nimmt der Steuerschieber 30 eine Stellung ein, in welcher sein Steuerkolben 30c eine Verbindung von Hauptdruckleitung 13 und zweiter Betätigungsleitung 33 herstellt. Das

Kuppelelement 8 wird somit über den druckbeaufschlagten zweiten Betätigungsraum 11 in seine eingerückte Stellung verschoben. In diesem Zustand ist am ersten Regelventil 15 die Schmiermittelleitung 28 zwar über den Steuerkolben 24b abgesperrt, über den Zweig 34 der Hauptdruckleitung 13 wird aber je nach der Stellung des Druckregelventils 35 mehr oder weniger Druckmittel in die Schmiermittelleitung 28 eingespeist, das über den Kühler 39 fließend zu den Schmierstellen 40 des Zahnräderwechselgetriebes 6 gelangt. Somit ist auch in dieser Stellung ein einwandfreier

Schmiermittelfluß zu den Schmierstellen 40 gewährleistet. Die beiden Drosselventile 38 und 41 reduzieren in dieser Stellung der Steuereinrichtung den Schmiermittelfluß aus der Hauptdruckleitung, da andernfalls aufgrund des Druckniveaus in der Hauptdruckleitung unerwünschte

Schaltvorgänge am Druckregelventil 35 ausgelöst würden. Selbstverständlich wird die Uberbrückungskupplung 7 mittels der Steuereinrichtung nicht nur in den ein- oder ausgerückten Zustand mit den Endstellungen der beiden Regelventile 15 und 16 verstellt. Die Regelventile 15 und 16 können über das Drucksteuerventil 17 auch in Stellungen bewegt werden, die zu einem Schlupfzustand der Uberbrückungskupplung 7 führen. In diesem Schlupfzustand wird dann ebenfalls mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung für eine ausreichende Schmiermittelzufuhr zu den Schmierstellen 40 des Zahnräderwechselgetriebes 6 und zu einer ausreichenden Kühlung des Druckmediums über den Kühler 39 gesorgt.

Bezu szeichen

0

5

0

5

0

35.

33 zweite Betätigungsleitung

3 Zweig von 13

35 Druckregelventil

36 Steuerschieber von 35 36a + b Steuerkolben von 35

37a - c Ringräume von 35

38 Drosselventil

39 Kühler

40 Schmierstellen von 6 41 Drosselventil

42 Drossel