DE10041386A1 - System zur Wirkungsgradoptimierung einer Ölversorgung - Google Patents

Abstract

Ein System dient zur Wirkungsgradoptimierung einer Ölversorgung mit wenigstens zwei verschiedenen Öldruckniveaus. Es weist wenigstens zwei Fördereinrichtungen und wenigstens einen Regelschieber mit wenigstens zwei Taillierungen auf. Jeder der Taillierungen ist eine der Fördereinrichtungen zugeordnet. Entsprechend der Stellung der Taillierungen in dem Regelschieber erfolgt für jede der Fördereinrichtungen eine Aufteilung der jeweiligen Volumenströme in die wenigstens zwei Druckniveaus in Abhängigkeit des Ölbedarfs in dem jeweiligen Druckniveau selbsttätig.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Wirkungsgradop­ timierung einer Ölversorgung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Bei bekannten Systemen zur Ölversorgung von Hydrau­ likanlagen, insbesondere jedoch bei solchen für auto­ matische Getriebe, wird ein Großteil der Leistungsver­ luste durch die Versorgung von hydraulischen Stell­ gliedern hervorgerufen. Zu diesen hydraulischen Stell­ gliedern gehören z. B. Kupplungen und Variatoren bei stufenlosen Getrieben (CVT). Die Ölversorgung, die einen Druckaufbau an den Stellgliedern ermöglicht, wird mittels einer oder mehrerer Fördereinrichtungen bzw. Ölpumpen realisiert. Das erforderliche Druckni­ veau solcher Pumpen liegt beispielsweise bei Stufenau­ tomatikgetrieben zwischen 15 und 30 bar. Bei stufenlo­ sen Getrieben muß mit bis zu 80 bar und höher gerech­ net werden. Aufgrund ihrer hohen Antriebsleistung wer­ den die Ölpumpen in automatischen Getrieben daher fast immer durch den Verbrennungsmotor mittels einer festen Übersetzung angetrieben.

Für die hydraulische Pumpenleistung Phyd gilt ganz all­ gemein:

P_hyd = Δp_Pumpe.Qp_pumpe.1/η_Pumpe

Dabei bedeuten Δp der Differenzdruck, Q der Volumen­ strom und η der Wirkungsgrad der jeweiligen Pumpe.

Da die in automatischen Getrieben eingesetzten Pumpen überwiegend sogenannte Konstantpumpen mit konstantem Fördervolumen pro Umdrehung sind, also z. B. Zahnrad- oder Flügelzellenpumpen, ist der geförderte Pumpenvo­ lumenstrom aufgrund der festen Übersetzung des An­ triebs durch die Verbrennungskraftmaschine von deren Drehzahl abhängig.

Diesen Nachteil nimmt man jedoch in Kauf, da solche Konstantpumpen aufgrund ihrer Robustheit und ihres geringen Kostenaufwands sowie ihres niedrigen Geräu­ schniveaus und ihrer einfachen technischen Realisier­ barkeit für hohe Druckniveaus Vorteile zeigen. Außer­ dem haben diese Konstantpumpen gegenüber Pumpen mit veränderbarem Fördervolumen pro Umdrehung Wirkungs­ gradvorteile.

Um die Leistungsverluste im Getriebe möglichst gering zu halten, muß das Fördervolumen der Ölpumpen so groß sein, daß die Ölversorgung in allen erforderlichen Betriebszuständen des Getriebes gerade noch ausrei­ chend ist.

Das Problem besteht nun darin, daß die Dimensionierung der Pumpen anhand von Betriebszuständen bei niedriger Motordrehzahl festgelegt werden muß, also mit niedri­ ger Pumpendrehzahl und daraus resultierenden niedrigen Fördermengen. Bei entsprechend höheren Motor- und Pum­ pendrehzahlen entsteht somit ein sehr großer Förder­ mengenüberschuß, wodurch eine unnötige Verlustleistung entsteht. Diese hydraulische Verlustleistung steigt außerdem gemäß der oben angegebenen Formel mit größer werdendem Druckniveau, da die Pumpe dann einen höheren Differenzdruck Δp zwischen dem Tankdruckniveau und dem erforderlichen Druckniveau erzeugen muß.

Um diesem Problem entgegenzuwirken ist es aus dem all­ gemeinen Stand der Technik bekannt, eine elektrisch umschaltbare Doppelkammerpumpe einzusetzen. Diese Öl­ pumpe ist in zwei Kammern mit unterschiedlichen För­ dervolumina pro Umdrehung aufgeteilt. Über eine elek­ trische Umschaltung, die über ein elektrohydraulisches Ventil auf die Pumpe weitergeleitet wird, kann eine der beiden Kammern drucklos geschaltet werden.

Im Betrieb bedeutet dies, daß bei kleinen Pumpendreh­ zahlen oder größerem Ölmengenbedarf der Verbraucher beide Kammern auf gleichem Druckniveau fördern. Die Doppelkammerpumpe arbeitet dann wie eine große Kon­ stantpumpe. Sobald höhere Pumpendrehzahlen erreicht werden und die Verbraucher der Ölversorgung nur noch einen geringen Volumenstrom an Öl abverlangen, wird die schaltbare Kammer drucklos geschaltet. Die Doppel­ kammerpumpe arbeitet dann prinzipiell nur noch wie eine kleine Konstantpumpe mit dem Fördervolumen von nur einer der Kammern. Die Verlustleistung der Doppel­ kammerpumpe wird in diesen Fall reduziert.

Allerdings weist auch dieses Prinzip gewisse Nachteile auf. Durch die stufenweise Schaltung wird das oben genannte Problem der Ölversorgung nur teilweise ge­ löst, da innerhalb einer Stufe nach wie vor große Be­ reiche existieren, in denen überschüssige Ölmengen gefördert werden.

Weitere Nachteile entstehen durch das für die Umschal­ tung der Pumpe zusätzlich benötigte elektrohydrauli­ sche Ventil. Dieses erfordert entsprechend Bauraum und führt zu zusätzliche Kosten. Zudem werden durch das zusätzliche Ventil weitere Ölleckagen verursacht, die ein größeres Gesamtfördervolumen der Doppelkammerpumpe erforderlich machen und die Verlustleistung dadurch wieder erhöhen.

Ein zusätzlicher Nachteil liegt in der elektrischen Umschaltbarkeit der Doppelkammerpumpe, welche eine speziell dafür vorgesehene Schaltstrategie erforder­ lich macht. Diese Schaltstrategie ist von vielen Fak­ toren abhängig. Diese Faktoren, welche beispielsweise Abhängigkeiten von der Pumpendrehzahl, von dem Ölbe­ darf der Verbraucher, von den Leckageveränderung über die Temperatur, von den Leckageveränderung über die Lebensdauer usw., beinhalten, machen es erforderlich, eine vergleichsweise aufwendige Strategie zu entwic­ keln. Außerdem kann diese Strategie aufgrund der Streuungen und Abweichungen der oben genannten Fakto­ ren keine absolute Strategie sein, sondern sie muß vor dem Umschaltvorgang auf nur eine der Kammern stets eine Sicherheit bezüglich der Fördermenge vorsehen. Auch dies verursacht in nachteiliger Weise weitere Verlustleistung.

Da die elektrische Schaltbarkeit der Doppelkammerpumpe im Falle eines Stromausfalls, also im Notlaufbetrieb nicht funktioniert, wird in diesem Fall immer eine entsprechend hohe Fördermenge gefördert, was wiederum nachteilige Auswirkungen auf die Dimensionierung des erforderlichen Kühlsystems hat, so daß dieses Kühlsy­ stem für den die überwiegend größte Zeit vorliegenden Normalbetrieb überdimensioniert werden muß.

Außerdem kommt bei Automatikgetrieben hinzu, daß die Ölverbraucher, also z. B. die Stellglieder, die von der Ölpumpe bzw. den Ölpumpen versorgt werden müssen, auf unterschiedlich hohen Druckniveaus arbeiten. Da die Ölpumpe jedoch nur auf einem Druckniveau fördern kann, muß der komplette Fördervolumenstrom stets auf dem benötigten Maximaldruck des Getriebes gefördert wer­ den. Das Öl für die Verbraucher auf niedrigerem Druck­ niveau wird üblicherweise erst danach von dem hohen Druckniveau auf das erforderliche niedrigere Druckni­ veau gedrosselt, wodurch weitere sehr große Verlust­ leistungen entstehen.

Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, ein System zur wirkungsgradoptimierten Ölversorgung, insbesondere für ein Automatikgetriebe, zu schaffen, welches wenigstens zwei verschiedene Öldruckniveaus zur Verfügung zu stellen vermag, wobei diese wenigstens zwei Öldruckni­ veaus unabhängig von einer äußeren Hilfsenergie in Abhängigkeit der Systemanforderungen selbsttätig ein­ geregelt werden sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Die Ölversorgung erfolgt durch die wenigstens zwei Fördereinrichtungen, die prinzipiell in Größe und Bau­ art voneinander unabhängig sind. Sinnvoll wäre hier jedoch, in einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung, die Verwendung einer Doppelkammerpumpe, die in ihrer Bauart einheitlich ist, da dies eine sehr robuste, einfache, platzsparende und kostengünstige Lösung darstellt.

Da der Volumenstrom jeder der Fördereinrichtungen über eine eigene Taillierung in den wenigstens einen Regel­ schieber in ihren Volumenstrom auf die jeweiligen Druckniveaus aufgeteilt wird, ist es möglich, daß bei geeigneten Betriebsbedingungen nur eine der Förderein­ richtungen auf dem hohen Druckniveau fördert, während das Druckniveau, in welches die andere der Förderein­ richtungen fördert, bereits abgesenkt worden ist.

Das Einstellen des gewünschten Drucks erfolgt in der von herkömmlichen, an sich bekannten Regelschiebern mit einer Taillierung, bekannten Weise. Dabei wird über einen Vorgabedruck, welcher beispielsweise auch in Abhängigkeit der Zeit variieren kann, die eine Wirkfläche des Regelschiebers beaufschlagt, während eine andere, in einem bestimmten Verhältnis zu der ersten Wirkfläche stehende zweite Wirkfläche mit einem Druck, welcher durch den Regelschieber einstellbar ist, beaufschlagt wird. Dabei wird sich dann an den Ausgängen des Regelschiebers ein Druck einstellen, welcher gegenüber dem ersten Vorgabedruck entsprechend dem Verhältnis, der sogenannten Druckübersetzung, der beiden Wirkflächen zueinander erhöht ist. Es handelt sich um eine hydraulisches, selbstregelndes System, welches ohne externe Hilfsenergie auszukommen vermag.

Einer der erfindungsgemäßen Vorteile des Systems liegt darin, daß mit sinkendem Ölmengenbedarf der versorgten Verbraucher bzw. Stellglieder und/oder zunehmender Drehzahl der Fördereinrichtungen das Druckniveau einer der Pumpen stufenweise abgesenkt und die mit dieser Pumpe verbundene Verlustleistung dadurch reduziert werden kann.

Zudem entsteht ein weiterer Vorteil dadurch, daß wei­ tere Verlustleistung verhindert werden kann, da die beiden Fördereinrichtungen das erforderliche Gesamtvo­ lumen des Systems zur Verfügung stellen, wobei die beiden Pumpen nicht stets mit dem maximal benötigten Druck fördern müssen. Das Öl für die Verbraucher, die auf dem niedrigeren Druckniveau arbeiten, kann erfin­ dungsgemäß in bestimmten Betriebszuständen lediglich von der einen der Pumpen gefördert werden, welche dann ausschließlich in dieses niedrigere Druckniveau för­ dert.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems liegt darin, daß zur Umschaltung der Fördereinrichtun­ gen bzw. zur Variation des Förderdrucks der einen Pum­ pe kein zusätzliches Ventil oder dergleichen benötigt wird, da dies allein durch die Regelschieber ge­ schieht. Da bei den Anlagen gemäß dem Stand der Tech­ nik ohnehin Regelschieber, welche allerdings mit le­ diglich einer Taillierung aufgebaut sind, eingesetzt werden, kann das erfindungsgemäße System realisiert werden, ohne einen nennenswerten Mehraufwand an Kosten oder Bauraum zu erfordern.

Außerdem handelt es sich bei den Regelschiebern, wie es bereits oben erwähnt wurde, um ein hydraulisch selbstregelndes System, welches keine Strategie für eine Umschaltung bzw. Regelung erforderlich macht. Die Umschaltung der einen Pumpe erfolgt in dem erfindungs­ gemäßen System in besonders vorteilhafter Weise stets zum frühestmöglichen Zeitpunkt, wodurch eine wirkungs­ gradoptimierte Druckreduzierung stattfindet, welche einerseits eine sehr hohe Sicherheit bezüglich der Fördermenge erreicht und andererseits durch die frü­ hestmögliche Umschaltung eine Absenkung der Verlust­ leistungen in dem System ermöglicht.

Das erfindungsgemäße System ermöglicht auch bei einer alterungsbedingten Steigerung von Leckageverlusten oder dergleichen eine selbsttätig regelnde Anpassung zu deren Ausgleich, ohne daß eine Strategie, Lang­ zeitüberwachung oder dergleichen erforderlich wäre, da der erfindungsgemäße Aufbau hier stets selbsttätig die erforderlichen Drücke und Volumenströme in dem rein hydraulischen System nachregelt.

Das erfindungsgemäße hydraulische System funktioniert dabei ohne die Verwendung einer Hilfsenergie, was das System auch für einen Notlaufbetrieb besonders geeig­ net macht.

Prinzipiell ist es selbstverständlich möglich, durch eine Berechnung der Fördervolumina der beiden Pumpen das System so auszulegen, daß es für einen jeweils bestimmten Anwendungszweck, beispielsweise ein be­ stimmtes Getriebe, zu einem wirkungsgradoptimalen Ver­ hältnis der Fördervolumina der beiden Fördereinrich­ tungen zueinander kommt.

Des weiteren kann selbstverständlich auch eine Ölver­ sorgung mit weiteren zusätzlichen Fördereinrichtungen realisiert werden, was eine noch feinere Anpassung und damit eine weitere Reduzierung der Verlustleistungen möglich macht. Dabei ist selbstverständlich zwischen dem Aufwand bezüglich der weiteren Fördereinrichtungen und dem Nutzen durch die Reduzierung der Verlustlei­ stung sorgsam auszuwählen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus restlichen Unteransprüchen und den anhand der Zeichnung nachfolgend dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 ein System zur Ölversorgung eines CVT- Getriebes auf drei verschiedenen Druckniveaus; und

Fig. 2 eine alternative Ausführung des Systems gemäß Fig. 1.

Das System zur Wirkungsgradoptimierung einer Ölversor­ gung wird beispielhaft anhand der Ölversorgung eines stufenlosen Automatikgetriebes (CVT) erläutert, wel­ ches im wesentlichen mit Ölverbrauchern auf drei un­ terschiedlichen Druckniveaus arbeitet: In einer verän­ derten Ausführung des Systems für nur zwei Druckni­ veaus kann dieses selbstverständlich auch beim Einsatz in einem automatischen Getriebe mit Schaltstufen sehr günstig sein.

Das höhere Druckniveau, welches nachfolgend als Hoch­ druckniveau HD bezeichnet wird, reicht dabei bis ca. 80 bar und dient zur Verstellung eines Variators in dem CVT. Das nächstniedrigere Druckniveau, nachfolgend als Niederdruckniveau ND bezeichnet, reicht bis ca. 35 bar und dient zur Ansteuerung von Kupplungen. Das niedrigste der drei Druckniveaus, welches nachfolgend als Schmierdruckniveau SchD bezeichnet wird, reicht bis ca. 10 bar und ist zur Schmierung und zur Kühlung in dem CVT erforderlich.

Fig. 1 zeigt nun einen Schaltplan eines derartigen Systems zur Wirkungsgradoptimierung der Ölversorgung des soeben beschriebenen CVT's. Jedes der beschriebe­ nen Druckniveaus HD, ND, SchD wird, wie bei den mei­ sten hydraulischen Steuerungen ohnehin üblich, durch einen eigenen Regelschieber eingestellt. Dementspre­ chend sind hier ein Hochdruck-Regelschieber 1, ein Niederdruck-Regelschieber 2 und ein Schmierdruck- Regelschieber 3 zu erkennen, welche zur Regelung des Drucks und des Volumenstroms in den jeweils korrespon­ dierenden Druckniveaus vorgesehen sind.

Die Regelschieber 1, 2, 3 sind so aufgebaut, daß sie je einen Schieber 1', 2', 3' aufweisen, welche jeweils über zwei in einem festen Abstand zueinander angeord­ nete Taillierungen 1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b verfügen. Dabei ist jedoch die Art und Weise der Druckregelung und damit der Wirkungsgradoptimierung in dem System an den einzelnen Regelschiebern 1, 2, 3 von der Wirkungs­ weise dieser Regelschieber 1, 2, 3 unabhängig. Die Regelschieber 1, 2, 3 können z. B. wie im Ausführungs­ beispiel dargestellt, als Druckminderventile arbeiten, sie könnten alternativ dazu jedoch auch als Druckbe­ grenzungsventile funktionieren.

Auch sind in Fig. 1 an den Regelschiebern 1, 2, 3 ver­ schiedene Prinzipien der Druckregelung sowie verschie­ dene Druckverstärkungen, Voreinstellungen über Feder­ kräfte und dergleichen dargestellt, welche jedoch für das Prinzip des Systems zur Wirkungsgradoptimierung nicht entscheidend sind, weshalb auf eine nähere Be­ schreibung an dieser Stelle verzichtet wird.

In dem in Fig. 1 dargestellten Fall wird an den beiden Regelschiebern 1 und 2 jeweils ein Drucksignal über jeweils eine Leitung 4, 5 auf eine der Wirkflächen des jeweiligen Regelschiebers 1, 2 gegeben, um entspre­ chend seines Verhältnisses der Wirkflächen, also der Druckübersetzung, einen entsprechenden Druck nach dem Regelschieber 1, 2 einzuregeln. Dieses Drucksignal in den Leitungen 4, 5 wird in an sich bekannter Weise über ein Proportionalventil oder dergleichen generiert oder aus dem System an einer geeigneten Stelle entnom­ men, weshalb auch hier auf eine nähere Darstellung verzichtet wurde.

Die Ölversorgung erfolgt gemäß Fig. 1 nun durch zwei Fördereinrichtungen 6, 7, welche beispielsweise als zwei Pumpenkammern einer Pumpe, die in Größe und Bau­ art voneinander vollkommen unabhängig sein können, ausgebildet sind. Dabei wäre es jedoch aus Platz- und Kostengründen sinnvoll, eine robuste Doppelkammerpum­ pe, beispielsweise eine Flügelzellenpumpe oder eine Zahnradpumpe, einzusetzen, so daß die beiden För­ dereinrichtungen 6, 7 in ihrer Bauart einheitlich wä­ ren.

Die erste Fördereinrichtung 6 arbeitet stets auf dem Hochdruckniveau HD und wird daher im folgenden als Hochdruckpumpe 6 bezeichnet. Die zweite Fördereinrich­ tung 7 arbeitet je nach Betriebszustand auf dem Hoch­ druckniveau HD, dem Niederdruckniveau ND, dem Schmier­ druckniveau SchD oder drucklos auf dem Tankdruckniveau TD. Da das zugrundeliegende Druckniveau für die zweite Fördereinrichtung 7 also durch das System zur Wir­ kungsgradoptimierung der Ölversorgung variiert wird, wird diese zweite Fördereinrichtung 7 nachfolgend als variable Pumpe 7 bezeichnet.

Betrachtet man die Stellung des Hochdruck-Regel­ schiebers 1 in Fig. 1, so fördert die Hochdruckpumpe 6 ihre komplette Fördermenge bzw. ihren kompletten Volu­ menstrom über eine Lamelle 108 und die erste Taillie­ rung 1a in das Hochdruckniveau HD. Die variable Pumpe 7 arbeitet ebenfalls auf dem Hochdruckniveau HD und fördert genau so viel Fördermenge über eine Lamelle 109 und die zweite Taillierung 1b in dem Hochdruck- Regelschieber 1 in das Hochdruckniveau HD, daß der dort angesteuerte Druck exakt erreicht wird. Die über­ schüssige Fördermenge wird an einer Lamelle 110 über einen sich dort gegebenenfalls bildenden Drosselspalt 111 in das Niederdruckniveau ND weitergeleitet. Die wirksame Regelkante des Hochdruck-Regelschiebers 1 liegt bei diesem Betriebszustand somit im Bereich der Lamelle 110.

Diese dargestellte Position des Hochdruck-Regelschie­ bers 1 entspricht einem Betriebszustand bei geringer Drehzahl der Fördereinrichtungen 6, 7 und bei hohem Ölverbrauch in dem Hochdruckniveau HD. Bei sinkendem Ölverbrauch in dem Hochdruckniveau HD und/oder bei steigender Drehzahl der Fördereinrichtungen 6, 7 wan­ dert der Schieber 1' des Hochdruck-Regelschiebers 1 in an sich bekannter Weise und aufgrund der im Bereich von Lamellen 112, 113 auf die Wirkflächen des Schie­ bers 1' wirkenden Drücke immer weiter in Richtung der Lamelle 113, wodurch immer mehr Fördermenge der varia­ blen Pumpe 7 über die Lamelle 110 in das Niederdruck­ niveau ND geleitet wird.

Schließlich reicht der von der Hochdruckpumpe 6 er­ zeugte Volumenstrom aus, um das Hochdruckniveau HD alleine zu versorgen, und der Schieber 1' des Hoch­ druck-Regelschiebers 1 verschließt die Verbindung der variablen Pumpe 7 zu dem Hochdruckniveau HD im Bereich der Lamelle 109. Die variable Pumpe 7 fördert damit automatisch über die Lamelle 110 nur noch in das Nie­ derdruckniveau ND.

Fördert nun die Hochdruckpumpe 6 eine Fördermengen­ überschuß in das Hochdruckniveau HD, so wird dieser an einer Lamelle 114 und über einen sich hier ausbilden­ den weiteren Regelspalt 115 in den Niederdruckniveau ND weitergeleitet. Die Regelkante des Hochdruck- Regelschiebers 1 befindet sich in dem nun vorliegenden Betriebszustand im Bereich der Lamelle 114.

Der soeben für den Hochdruck-Regelschieber 1 beschrie­ bene Vorgang findet in gleicher Weise auch an dem Nie­ derdruck-Regelschieber 2 und dem Schmierdruck-Regel­ schieber 3 statt. Die entsprechend beteiligten Tail­ lierungen, Lamellen und dergleichen sind analog zu der Bezeichnung am Hochdruck-Regelschieber 1 mit den Be­ zeichnungen 2a, 2b bzw. 3a, 3b sowie 208, 209, 210, 211, 212, 213, 214, 215 bzw. 308, 309, 310, 311, 312, 313, 314, 315 versehen.

In der Stellung des Niederdruck-Regelschiebers 2 gemäß Fig. 1 fließt das von der Hochdruckpumpe 6 geförderte und über den Hochdruck-Regelschieber 1 an der Lamelle 114 in das Niederdruckniveau ND weitergeleitete Öl über die Lamelle 208 und die Taillierung 2a komplett in das Niederdruckniveau ND. Das von der variablen Pumpe 7 geförderte und vom Hochdruck-Regelschieber 1 in das Niederdruckniveau ND weitergeleitete Öl fließt über die Taillierung 2b nur so weit in das Nieder­ druckniveau ND, daß der in dem Niederdruckniveau ND über das Drucksignal 5 angesteuerte Druck entsprechend der Druckübersetzung des Niederdruck-Regelschiebers 2 exakt eingeregelt wird. Die überschüssige Fördermenge wird über die Taillierung 2b und den Bereich der La­ melle 210 bzw. des Drosselspalts 211 in das Schmier­ druckniveau SchD weitergeleitet.

Bei sinkendem Ölverbrauch in dem Niederdruckniveau ND und/oder steigender Pumpendrehzahl wandert nun auch der Niederdruck-Regelschieber 2 immer weiter in Rich­ tung der Lamelle 213 und es erfolgt prinzipiell der gleiche Regelvorgang, der bereits am Hochdruck- Regelschieber 1 beschrieben wurde.

Der gleiche Vorgang kann analog auch für den Schmier­ druck-Regelschieber 3 beschrieben werden. Das über­ schüssige Öl, welches in dem Schmierdruckniveau SchD nicht benötigt wird, wird hierbei in das Tankdruckni­ veau TD bzw. in einen Tank weitergeleitet.

Bei hoher Drehzahl der Fördereinrichtungen 6, 7 und/oder niedrigem Ölbedarf der Verbraucher ist es möglich, daß die Hochdruckpumpe 6 in der Lage ist, sowohl das Hochdruckniveau HD, das Niederdruckniveau ND als auch das Schmierdruckniveau SchD komplett mit Öl zu versorgen. In diesem Fall verschließt der Schmierdruck-Regelschieber 3 die Verbindung des wei­ tergeleiteten Öls von der variablen Pumpe 7 zum Schmierdruckniveau SchD an Lamelle 309. Damit fördert die variable Pumpe 7 automatisch nur noch in das Tank­ druckniveau TD, läuft also praktisch drucklos und ver­ ursacht somit nur minimale Verlustleistungen.

Die weiteren hydraulischen Vorgänge in den Regelschie­ bern 1, 2, 3 und deren Verbindungen untereinander sind aus dem Bereich der Hydraulik von herkömmlichen Regel­ schiebern an sich bekannt und werden deshalb nicht näher erläutert.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführung des Systems zur Wirkungsgradoptimierung der Ölversorgung. Dabei liegt der Ausführungsvariante in Fig. 2 das selbe, oben bereits erläuterte, Funktionsprinzip zugrunde. Hierbei ist lediglich die Ausgestaltung der Lamellen 109, 209 und 309 anders gewählt worden. Zur Aufrecht­ erhaltung des oben bereits beschriebenen Funkti­ onsprinzip ist die Verbindung zwischen dem Bereich der zweiten Taillierung 1b, 2b, 3b und dem jeweils höheren der beiden von dem jeweiligen Regelschieber 1, 2, 3 abgeleiteten Druckniveaus außerdem jeweils mit einem Rückschlagventil 116, 216, 316 versehen.

Da im Bereich der zweiten Taillierung 1b, 2b, 3b ohne­ hin immer eine sogenannte negative Überdeckung vorhan­ den sein muß, damit die variable Pumpe 7 in keiner Betriebssituation gegen einen geschlossenen "Schieber" fördern muß, vereinfacht sich die Auslegung der Über­ deckungslängen an den Schiebern 1', 2', 3' der Regel­ schieber 1, 2, 3 erheblich. Geringfügige Fertigungsab­ weichungen bei der Herstellung der Regelschieber 1, 2, 3 können damit außerdem leichter Kauf genommen werden.

Zusätzlich kann vermieden werden, daß das von der Hochdruckpumpe 6 geförderte Öl bei bestimmten Regel­ stellungen der Schieber 1', 2', 3' über die Lamellen 109, 209 und 309 in ein niedrigeres Druckniveau zu­ rückgeleitet werden kann. Dadurch können die Umschalt­ vorgänge jeweils zu einem noch früheren Zeitpunkt er­ folgen, wodurch sich weitere Wirkungsgradvorteile er­ geben.

Außerdem ist in Fig. 2 eine weitere Besonderheit dar­ gestellt, da hier die Schieber 1', 2', 3' der Regel­ schieber 1, 2, 3 jeweils gleichartig ausgebildet sind, was bei einer Herstellung in großen Stückzahlen beson­ ders günstig ist, da hier jeweils nur gleiche Bauteile als Innenleben der jeweiligen Regelschieber 1, 2, 3 eingesetzt werden können.

Claims (8)

1. System zur Wirkungsgradoptimierung einer Ölversor­ gung, insbesondere für ein Automatikgetriebe, mit wenigstens zwei verschiedenen Öldruckniveaus, we­ nigstens zwei Fördereinrichtungen für einen Ölvo­ lumenstrom der Ölversorgung und wenigstens einem Regelschieber zum Einregeln von wenigstens einem der Öldruckniveaus, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Regelschieber (1, 2, 3) wenig­ stens zwei Taillierungen (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) auf­ weist, wobei jeder der Taillierungen (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) eine der Fördereinrichtungen (6, 7) zugeord­ net ist, und wobei entsprechend der Stellung der Taillierungen (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) in dem Regel­ schieber (1, 2, 3) für jede der Fördereinrichtungen (6, 7) eine Aufteilung der jeweiligen Volumenströme in die wenigstens zwei Druckniveaus (HD, ND, SchD) in Abhängigkeit des Ölbedarfs in dem jeweiligen Druckniveau (HD, ND, SchD) selbsttätig erfolgt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taillierungen (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) so ausgebil­ det sind, daß die erste Fördereinrichtung (6) über die erste Taillierung (1a) bei entsprechend hohem Ölbedarf in dem höheren der Druckniveaus (HD) ei­ nen Volumenstrom in das höhere Druckniveau (HD) fördert, und daß die zweite Fördereinrichtung (7) über die zweite Taillierung (1b) einerseits in das höhere Druckniveau (HD) fördert, andererseits über einen Drosselspalt (111) einen Teil des Volumen­ stroms in einem niedrigerem Druckniveau (ND) zur Verfügung stellt, und daß bei fallendem Volumen­ strombedarf in dem höheren Druckniveau (HD) die zweite Fördereinrichtung (7) über die zweite Tail­ lierung (1b) des Regelschiebers (1) praktisch aus­ schließlich in dem niedrigeren Druckniveau (ND) fördert, und daß bei weiter fallendem Volumen­ strombedarf die zweite Fördereinrichtung (7) über die zweite Taillierung (1b) des Regelschiebers (1) annähernd drucklos arbeitet, während die erste Fördereinrichtung (6) über die erste Taillierung (1a) des Regelschiebers (1) einen Teil ihres Volu­ menstroms dem höheren Druckniveau (HD) und einen Teil des Volumenstroms über einen weiteren Dros­ selspalt (115) dem niedrigeren Druckniveau (ND) zur Verfügung stellt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Taillierungen (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) in dem Regelschieber (1, 2, 3) in einem festen Abstand zu­ einander angeordnet sind.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Fördereinrichtungen (6, 7) als zwei unab­ hängige Pumpenkammern einer Pumpe ausgebildet sind.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtungen (6, 7) als Konstantpumpen ausgebildet sind.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß über wenigstens einen weiteren Regelschieber (2, 3) ein Volumenstrom in wenigstens einem weiteren Druckniveau (ND, SchD) förderbar ist.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Versorgung eines stufenlosen Automatikge­ triebes (CVT) auf drei Druckniveaus (HD, ND, SchD) dient und zwei Fördereinrichtungen (6, 7) und drei Regelschieber (1, 2, 3) aufweist, wobei an einer Wirkfläche des ersten Regelschiebers (1) eine ex­ ternes Drucksignal (Leitung 4) zum Einstellen des höchsten der drei Druckniveaus (HD) anliegt, wobei die jeweils erste Taillierung (1a, 2a, 3a) direkt oder indirekt über die erste Fördereinrichtung (5) mit Öl versorgt wird, und wobei die jeweils zweite Taillierung (1b, 2b, 3b) direkt oder indirekt über die zweite Fördereinrichtung (7) mit Öl versorgt wird.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Volumenströme der wenigstens zwei Fördereinrichtungen (6, 7) den erforderlichen Ölbe­ darf in allen Betriebszuständen deckt.