DE102006032930A1

DE102006032930A1 - Hydrauliksystem für ein Toroidgetriebe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102006032930A1
Application number: DE200610032930
Authority: DE
Inventors: Steffen Dr.-Ing. Henzler
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-07-15
Filing date: 2006-07-15
Publication date: 2008-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein Toroidgetriebe eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung eines Anpressdrucks am Variator. Um ein Rutschen eines Zwischenrollers (14) gegenüber einer An- und Abtriebsscheibe (12a, 12b, 13) des Variators (11) zu verhindern, muss immer ein ausreichender Anpressdruck mittels einer Anpressvorrichtung (15) am Variator (11) bereitgestellt werden. Dies gilt insbesondere auch bei Änderungen des erforderlichen Anpressdrucks, beispielsweise durch Übersetzungs- oder Drehmomentänderungen. Um ein Absinken des Anpressdrucks zu verzögern, ist bekannt, eine Entleerdrossel zwischen Anpressdruckventil und Tank vorzusehen. Dies kann aber die Funktion des Anpressdruckventils beeinflussen. Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Hydrauliksystem für ein Toroidgetriebe vorzuschlagen, bei welchem ein Verlauf des Druckaufbaus und des Druckabbaus des Anpressdrucks beeinflussbar ist, insbesondere ohne die Funktion des Anpressdruckventils zu beeinflussen. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Anpressdruckventil (31) und der Anpressvorrichtung (15) eine Druckflusswiderstandseinrichtung (51) angeordnet, welche zum Zuführen von Betriebsfluid zur Anpressvorrichtung (15) einen kleineren Durchflusswiderstand aufweist als zum Abführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein Toroidgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Bei einem Toroidgetriebe eines Kraftfahrzeugs wird Drehmoment von einer Antriebsscheibe eines Variators über einen oder mehrere Zwischenroller auf eine Abtriebsscheibe übertragen. Um dies zu ermöglichen, müssen die An- und Abtriebsscheibe mittels einer Anpressvorrichtung gegeneinander gedrückt werden. Diese Anpressvorrichtung wird üblicherweise mit einem hydraulischen Anpressdruck beaufschlagt, wodurch eine entsprechende Anpresskraft erzeugt wird. Die Anpresskraft muss stets so hoch sein, dass ein Rutschen des Zwischenrollers gegenüber der An- und Abtriebsscheibe verhindert wird. Die erforderliche Anpresskraft ist insbesondere von einem Drehmoment an einer Eingangswelle des Toroidgetriebes abhängig. Ein Rutschen muss insbesondere auch bei Änderungen der erforderlichen Anpresskraft, also insbesondere bei Änderungen des Drehmoments an der Eingangswelle, verhindert werden. Damit ergeben sich spezielle Anforderungen an den Druckaufbau und den Druckabbau an der Anpressvorrichtung und damit an das Hydrauliksystem des Toroidgetriebes.
Die WO 02/079675 A1 beschreibt ein Hydrauliksystem für ein stufenloses Toroidgetriebe eines Kraftfahrzeugs. Das Hydrauliksystem weist eine Anpressvorrichtung für einen Variator des Toroidgetriebes auf, mittels welcher die An- und Abtriebsscheiben des Variators gegeneinander gedrückt werden können. Der Anpressdruck an der Anpressvorrichtung wird mittels eines Anpressdruckventils in Form eines Regelventils eingestellt. Die Höhe des Anpressdrucks ist in erster Linie von Stelldrücken am Zwischenroller abhängig. Zur Regelung des Anpressdrucks wird dieser auf das Anpressdruckventil zurückgeführt. In einer Tankleitung, über welche beim Absenken des Anpressdrucks Betriebsfluid vom Anpressdruckventil in einen Tank des Hydrauliksystems abgeführt wird, ist eine Entleerblende angeordnet. Diese Entleerblende sorgt dafür, dass ein Druckabbau des Anpressdrucks verzögert abläuft. Bei einer Erhöhung des Anpressdrucks, also beim Druckaufbau wird die Entleerblende nicht durchströmt.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Hydrauliksystem für ein Toroidgetriebe vorzuschlagen, bei welchem ein Verlauf des Druckaufbaus und des Druckabbaus des Anpressdrucks beeinflussbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Hydrauliksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist zwischen dem Anpressdruckventil und der Anpressvorrichtung eine Durchflusswiderstandseinrichtung angeordnet, welche beispielsweise über eine oder mehrere Drosseln und/oder eine oder mehrere Blenden verfügt. Die Durchflusswiderstandseinrichtung weist zum Zuführen von Betriebsfluid, beispielsweise in Form von Getriebeöl, zur Anpressvorrichtung einen kleineren Durchflusswiderstand auf als zum Abführen. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche wirksame Durchflussquerschnitte beim Zuführen und Abführen von Betriebsfluid erreicht werden. Die Durchflusswiderstandseinrichtung kann beispielsweise verschiedene Kanäle mit verschiedenen Drosseln und/oder Blenden aufweisen, zwischen welchen mittels eines Umschaltventils bei Zu- oder Abführen von Betriebsfluid gewechselt wird.
Der Durchflusswiderstand beim Zuführen von Betriebsfluid kann dabei sehr klein gewählt werden. Er kann auch so gewählt werden, dass durch die Durchflusswiderstandseinrichtung keine Erhöhung des Durchflusswiderstands beim Zuführen von Betriebsfluid eintritt.
Damit kann der Druckaufbau schneller als der Druckabbau erfolgen. Somit kann die Anpresskraft schnell erhöht und so ein Rutschen des Zwischenrollers bei einer Erhöhung des Drehmoments an der Eingangswelle des Toroidgetriebes verhindert werden. Der Durchflusswiderstand beim Zuführen von Betriebsfluid wird insbesondere so gewählt, dass beim schnellen Zuführen kein Einbrechen eines Arbeitsdrucks des Hydrauliksystems auftritt. Dies kann beispielsweise durch ein Durchströmen einer entsprechenden Blende oder Drossel erreicht werden. Bei Druckeinbrüchen des Arbeitsdrucks kann es zu Funktionsstörungen oder Schädigungen des Toroidgetriebes kommen. Dies kann durch den Einsatz einer entsprechenden Durchflusswiderstandseinrichtung vermieden werden.
Die erforderliche Anpresskraft ist insbesondere von dem Betrag eines Drehmoments an einer Eingangswelle des Toroidgetriebes abhängig. Der Anpressdruck folgt auch bei hydraulischer Rückkopplung der Stelldrücke am Zwischenroller mit gewisser zeitlicher Verzögerung. Bei schnellen Lastwechseln bzw. schnellem Wechsel zwischen Zug- und Schubbetrieb und umgekehrt ist es daher sinnvoll, den Anpressdruck nicht entsprechend dem Drehmoment kurzzeitig abzusenken und anschließend wieder zu erhöhen, sondern möglichst kontinuierlich zwischen den beiden Niveaus vor und nach dem Wechsel verlaufen zu lassen. Somit lässt sich auch bei steilen Gradienten einer Drehmomentänderung ein Rutschen sicher vermeiden bzw. kann ein Offset beim Anpressdruck zur Sicherheit gegen Rutschen verringert werden.
Bei einer Änderung der Übersetzung am Variator wird die Position des Zwischenrollers gegenüber der An- und Abtriebsscheibe durch eine Änderung der Stelldrücke des Zwischenrollers verändert. Damit kann von den Stelldrücken am Zwischenroller nicht mehr eindeutig auf die erforderliche Anpresskraft geschlossen werden. Um ein Rutschen zu verhindern, sollte daher der Anpressdruck nicht zu schnell abgesenkt werden und so eine Sicherheit gegen Rutschen erreicht werden. Durch den höheren Durchflusswiderstand beim Abführen von Betriebsfluid wird erreicht, dass der Anpressdruck bei einer Absenkung nicht zu schnell absinkt und so die Sicherheit gegen Rutschen erhalten bleibt.
Das Anpressdruckventil ist insbesondere als ein Regelventil ausgeführt, beispielsweise als ein Regelschieberventil, auf das zumindest ein Steuerdruck und der zurückgeführte Anpressdruck wirkt. Der zurückgeführte Anpressdruck wird dabei zwischen Anpressdruckventil und Durchflusswiderstandseinrichtung abgenommen. Eine Rückführleitung zum Anpressdruckventil zweigt also zwischen dem Anpressdruckventil und der Durchflusswiderstandseinrichtung ab. Es ist ebenso möglich, dass der Anpressdruck direkt innerhalb des Ventils zurückgeführt wird.
Damit ist die Regelung des Anpressdrucks unabhängig von der Wirkung der Durchflusswiderstandseinrichtung. Wenn der zurückgeführte Anpressdruck quasi direkt an der Anpressvorrichtung, also mit Zwischenschaltung der Durchflusswiderstandseinrichtung, abgenommen wird, so wird auch der Verlauf des zurückgeführten Drucks durch die Durchflusswiderstandseinrichtung beeinflusst. In diesem Fall wirkt das Anpressdruckventil der Funktion des Durchflusswiderstandseinrichtung entgegen und vermindert so ihre Wirkung. Bei einem Absenken des Anpressdrucks würde auch der zurückgeführte Druck nur langsam absinken und so das Anpressdruckventil veranlassen, den Abfluss zum Tank weiter zu öffnen. Dies würde in der Folge dazu führen, dass der Anpressdruck doch schneller als erwünscht absinkt. Dieser Effekt tritt auch auf, wenn eine Entleerblende zwischen Anpressdruckventil und Tank angeordnet ist.
In Ausgestaltung der Erfindung weist die Durchflusswiderstandseinrichtung zwei parallel durchströmbare Leitungen auf. Eine erste Leitung ist dabei nur zum Zuführen von Betriebsfluid zur Anpressvorrichtung durchströmbar, wohingegen eine zweite Leitung zum Zu- und Abführen von Betriebsfluid durchströmbar ist. In diesem Zusammenhang ist nicht die geometrisch parallele Anordnung der Leitungen gemeint, sondern es soll darunter verstanden werden, dass Betriebsfluid in beiden Leitungen von der Anpressvorrichtung zum Anpressdruckventil strömen kann. In der genannten ersten Leitung ist insbesondere ein Rückschlagventil so angeordnet, dass ein Durchströmen der Leitung nur in Richtung Anpressvorrichtung möglich ist.
Damit können zum Zuführen von Betriebsfluid zur Anpressvorrichtung beide Leitungen und zum Abführen nur die genannte zweite Leitung verwendet werden. Die unterschiedlichen Durchflusswiderstände sind so einfach und kostengünstig realisierbar.
In Ausgestaltung der Erfindung ist in beiden Leitungen je ein Widerstandselement, insbesondere in Form einer Drossel oder einer Blende angeordnet. Der Durchflusswiderstand des Widerstandselements in der genannten ersten Leitung ist dabei insbesondere geringer als der Durchflusswiderstand in der genannten zweiten Leitung. Bei der Verwendung von Blenden als Widerstandselement ist damit der Durchmesser der Blende in der ersten Leitung größer als der Durchmesser der Blende in der zweiten Leitung.
Durch die Anordnung der beiden, insbesondere verschiedenen Widerstandselemente kann das Verhalten des Hydrauliksystems beim Zu- und Abführen von Betriebsfluid zur Anpressvorrichtung entsprechend einem gewünschten Verhalten eingestellt werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist in einer Tankleitung, welche das Anpressdruckventil mit dem Tank des Hydrauliksystems verbindet, ein Tankrückschlagventil so angeordnet, dass ein Leerlaufen der Anpressvorrichtung verhindert wird. Das Tankrückschlagventil ist beispielsweise so ausgeführt, dass immer ein Restdruck von ca. 0,05-0,5 bar in den Leitungen zur Anpressvorrichtung bestehen bleibt.
Ein Leerlaufen der Anpressvorrichtung würde zu einem verzögerten Aufbau des Anpressdrucks führen. Dies kann durch das Tankrückschlagventil wirkungsvoll verhindert werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 einen Ausschnitt eines Hydrauliksystems eines Toroidgetriebes,
2 eine erste alternative Ausführungsform eines Anpressdruckventils des Hydrauliksystems und
3 eine zweite alternative Ausführungsform eines Anpressdruckventils.
Toroidgetriebe für Kraftfahrzeuge sind allgemein bekannt. Beispiele für Toroidgetriebe sind beispielsweise in den Druckschriften

Gemäß 1 weist ein Toroidgetriebe einen Variator 11 mit zwei Antriebsscheiben 12a, 12b und einer zentralen Abtriebsscheibe 13 auf, welche koaxial zueinander angeordnet sind. Von den Antriebsscheiben 12a, 12b kann über Zwischenroller 14 Drehmoment auf die Abtriebsscheibe 13 übertragen werden. Um dies zu ermöglichen, ist an der Antriebsscheibe 12a eine Anpressvorrichtung 15 angeordnet.
Die Anpressvorrichtung 15 weist einen Druckraum 16 auf, welcher von einem Zylinder 17 und der im Zylinder 17 geführten Antriebsscheibe 12a gebildet wird. Durch Zuführen von Betriebsfluid in Form von Getriebeöl über eine Anpressdruckleitung 18 in den Druckraum 16 wird im Druckraum 16 ein Anpressdruck aufgebaut, welcher eine entsprechende Anpresskraft auf die Antriebsscheibe 12a in Richtung Abtriebsscheibe 13 ausübt. An der zweiten Antriebsscheibe kann ebenfalls eine Anpressvorrichtung angeordnet sein.
Die Zwischenroller 14 sind mittels einer nicht dargestellten mechanischen Verbindung mit einer Kolbenstange 19 eines Stellzylinders 20 verbunden, wobei exemplarisch nur ein Stellzylinder dargestellt ist. Am Stellzylinder 20 muss eine Kraft aufgebracht werden, um den Zwischenroller 14 in einer Sollstellung zu halten. Durch Variation der Kraft kann die Position des Zwischenrollers 14 und damit die Übersetzung am Variator 11 verändert werden.
Zum Aufbringen der so genannten Reaktionskraft kann in einen linken Druckraum 21 des Stellzylinders 20 über eine Zuleitung 23 und in einen rechten Druckraum 22 über eine Zuleitung 24 Betriebsfluid zugeführt werden. Die Drücke in den beiden Druckräumen 21, 22 werden von nicht dargestellten Regelventilen eingestellt. Die Höhe der Reaktionskraft und damit die Höhe der Drücke in den Druckräumen 21, 22 sind hauptsächlich vom Drehmoment an den Antriebsscheiben 12a, 12b abhängig.
Das Toroidgetriebe verfügt über ein Hydrauliksystem, über welches nicht dargestellte Kupplungen, die Zwischenroller 14 und der Variator 11 des Toroidgetriebes betätigt oder angesteuert werden können. In 1 ist ein Ausschnitt des Hydrauliksystems dargestellt, in welchem der Anpressdruck an der Anpressvorrichtung 15 des Variators 11 eingestellt wird.
Gemäß 1 verfügt das Hydrauliksystem über ein Anpressdruckventil 31 in Form eines Regelschieberventils, welches über eine Arbeitsdruckleitung 32 und eine Lamelle 33 mit unter Arbeitsdruck stehendem Betriebsfluid versorgt wird. Der Arbeitsdruck wird von einem nicht dargestellten Arbeitsdruckventil bereitgestellt, dessen Aufbau und Wirkungsweise in der deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem internen Aktenzeichen P809344/DE/1 beschrieben ist. Deren Offenbarungsgehalt wird hiermit vollumfänglich zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Das Anpressdruckventil 31 leitet auf eine weiter unten beschriebene Weise den Anpressdruck vom Arbeitsdruck ab, welcher dann über die Anpressdruckleitung 18 auf die Anpressvorrichtung 15 geleitet wird. In der Anpressdruckleitung 18 ist eine Durchflusswiderstandseinrichtung 51 angeordnet, welche über zwei Leitungen 52 und 53 verfügt. Innerhalb der ersten, in der Zeichnung linken Leitung 52 ist ein Rückschlagventil 54 so angeordnet, dass Betriebsfluid nur vom Anpressdruckventil 31 zur Anpressvorrichtung 15 strömen kann. Dies ist dann der Fall, wenn der Druck im Druckraum 16 der Anpressvorrichtung 15 erhöht werden soll. Das Rückschlagventil 54 sperrt also die erste Leitung 52, wenn Betriebsfluid von der Anpressvorrichtung 15 zum Anpressdruckventil 31 strömt, also der Druck an der Anpressvorrichtung 15 abgesenkt werden soll. Die zweite, in der Zeichnung rechte Leitung 53 ist in beide Richtungen durchströmbar. Da zum Zuführen von Betriebsfluid vom Anpressdruckventil 31 zur Anpressvorrichtung 15 beide Leitungen 52, 53 durchströmt werden können, zum Abführen aber nur die zweite Leitung 53, weist die Durchflusswiderstandseinrichtung 51 zum Zuführen von Betriebsfluid einen kleineren Durchflusswiderstand auf als zum Abführen. Der Druck an der Anpressvorrichtung 15 kann damit schneller ansteigen als absinken.
In beiden Leitungen 52, 53 der Durchflusswiderstandseinrichtung 51 ist je ein Widerstandselement in Form einer Blende 55, 56 angeordnet, wobei der Durchmesser der Blende 55 der ersten Leitung 52 größer ist als der Durchmesser der Blende 56 der zweiten Leitung 53. Damit weist die Blende 55 in der ersten Leitung 52 einen geringeren Durchflusswiderstand auf, als die Blende 56 in der zweiten Leitung. Mittels der Blenden 55, 56 kann ein gewünschtes Verhalten des Drucks an der Anpressvorrichtung 15 beim Zuführen und Abführen von Betriebsfluid eingestellt werden.
Das Rückschlagventil in der ersten Leitung kann auch so ausgeführt sein, dass der Durchfluss durch die eingesetzte Blende verhindert wird.
Das Anpressdruckventil 31 weist neben der Lamelle 33 für die Arbeitsdruckleitung 32 eine Lamelle 34 für eine Tankleitung 35 zu einem Tank 36 des Hydrauliksystems und eine Lamelle 37 für die Anpressdruckleitung 18 auf. In der Tankleitung 35 ist ein Tankrückschlagventil 60 so angeordnet, dass ein Leerlaufen der Anpressvorrichtung 15, der Anpressdruckleitung 18 und der Tankleitung 35 verhindert wird. Das Tankrückschlagventil 60 ist so ausgelegt, dass in der Tankleitung 35 ein Überdruck von ca. 0,05-0,5 bar herrschen muss, damit Betriebsfluid in den Tank 36 abfließen kann.
Das Anpressdruckventil 31 verfügt über einen Schieber 31' mit einer Taillierung 31a, über welche entweder eine Verbindung zwischen der Lamelle 33 und der Lamelle 37, also zwischen Arbeitsdruckleitung 32 und Anpressdruckleitung 18, oder zwischen der Lamelle 34 und der Lamelle 37, also zwischen Tankleitung 35 und Anpressdruckleitung 18 hergestellt werden kann. Der Schieber 31' weist damit zwei Steuerkanten 80, 81 auf. Die Steuerkante 80 schließt bzw. öffnet die Verbindung zwischen der Anpressdruckleitung 18 und der Tankleitung 35. Die Steuerkante 81 schließt bzw. öffnet die Verbindung zwischen der Anpressdruckleitung 18 und der Arbeitsdruckleitung 32. Es können auch beide Verbindungen unterbrochen sein. Damit kann ein bestimmter Anpressdruck in der Anpressdruckleitung 18 eingestellt werden.
Der eingestellte Wert des Anpressdrucks ergibt sich auf Grund von in axialer Richtung des Schiebers 31' wirkenden Kräften. Auf eine erste Stirnfläche 38 des Schiebers 31' wirkt ein Steuerdruck, welcher über eine Lamelle 39 und eine Steuerdruckleitung 40 auf den Schieber 31' geführt wird. Der hydraulische Steuerdruck wird von einem Regelmagnetventil 41 eingestellt, das von einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung des Toroidgetriebes angesteuert wird. Die Stirnfläche 38 und damit der Schieber 31' weist dabei einen Durchmesser d1 auf.
Gleichsinnig zum Steuerdruck wirkt der zurückgeführte Anpressdruck, der über eine Lamelle 42 auf den Schieber 31' geführt wird. Der Schieber 31' weist an seinem der Stirnfläche 38 gegenüberliegenden Ende 43 einen Durchmesser d2 auf, welcher größer ist als der Durchmesser d1 der Stirnfläche 38. Die Lamelle 42 ist so angeordnet, dass der zurückgeführte Anpressdruck auf eine sich durch die Vergrößerung des Durchmessers ergebende kreisringförmige Differenzfläche 49 in Richtung Ende 43 des Schiebers 31' wirken kann. Der zurückgeführte Anpressdruck wird dabei zwischen Anpressdruckventil 31 und Durchflusswiderstandseinrichtung 51 abgenommen. Eine Rückführleitung 61 zweigt also zwischen Anpressdruckventil 31 und Durchflusswiderstandseinrichtung 51 von der Anpressdruckleitung 18 ab und führt den Anpressdruck zur Lamelle 42 zurück.
Alternativ kann der zurückgeführte Anpressdruck zwischen Durchflusswiderstandseinrichtung 51 und Zylinder 17 der Anpressvorrichtung 15 abgenommen werden. Eine Rückführleitung 61 zweigt dann also zwischen Durchflusswiderstandseinrichtung 51 und Zylinder 17 der Anpressvorrichtung 15 von der Anpressdruckleitung 18 ab und führt den Anpressdruck zur Lamelle 42 zurück.
Eine den genannten Kräften entgegen wirkende Kraft wird über das Ende 43 auf den Schieber 31' eingeleitet. Dazu ist koaxial zum Schieber 31' eine Buchse 44 angeordnet, in der ein erster Kolben 45 und ein zweiter Kolben 46 geführt sind. Die Kolben 45, 46 weisen einen Durchmesser d3 auf, der insbesondere kleiner ist als die Durchmesser d1 und d2. Am dem Ende 43 des Schiebers 31' entgegen liegenden Ende 47 der Buchse 44 wirkt der Druck des linken Druckraums 21 des Stellzylinders 20 der Zwischenroller 14. Zwischen den beiden Kolben 45 und 46 wirkt der Druck des rechten Druckraums 22 des Stellzylinders 20 der Zwischenroller 14, so dass auf das Ende 43 des Schiebers 31', der größere der beiden Drücke in den Druckräumen 21, 22 des Stellzylinders 20 plus die Kraft einer am Ende 47 der Buchse 44 angeordneten Vorspannfeder 48 wirkt.
Alternativ kann die Vorspannfeder 48 an dem dem Ende 43 gegenüber liegenden Ende des Schiebers 31' angeordnet werden. Weiterhin ist denkbar, an beiden Enden der Kolben-Schieber-Einheit zu verwenden.
Der Anpressdruck stellt sich damit so ein, dass ein Kräftegleichgewicht der auf den Schieber 31' wirkenden Kräfte erreicht wird:
mit

F_Feder:: Federkraft der Vorspannfeder 48
p_Vmax:: höhere der beiden Drücke am Stellzylinder 20
p_AV:: zurückgeführter Anpressdruck
p_RVAV:: Steuerdruck des Regelmagnetventils 41

Der Sollwert für den Anpressdruck ergibt sich also aus den Stelldrücken an den Zwischenrollern 14 und dem Ansteuerdruck, welcher vom Regelmagnetventil 41 eingestellt wird. Der Ansteuerdruck verringert in diesem Fall den Anpressdruck, welcher sich alleine auf Grund der Abhängigkeit der Stelldrücke ergeben würde.
Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, dass bei einer alleinigen Abhängigkeit des Anpressdrucks von den Stelldrücken an den Zwischenrollern in vielen Betriebsbereichen des Toroidgetriebes der Anpressdruck zu hoch und so der Wirkungsgrad des Toroidgetriebes zu gering wäre. Um dies zu verhindern ist der Steuerdruck am Anpressdruckventil von einer oder der Kombination von mehreren Betriebsgrößen des Toroidgetriebes abhängig.
Betriebsgrößen sind beispielsweise eine Übersetzung am Variator, eine Drehzahl an der Antriebsscheibe des Variators, eine Drehbeschleunigung der genannten Drehzahl, eine Temperatur des Betriebsfluids des Toroidgetriebes, ein Drehmoment an der Eingangswelle des Toroidgetriebes oder an der Antriebsscheibe des Variators oder die Stelldrücke am Stellzylinder.
Insbesondere hat sich eine Abhängigkeit von der Übersetzung am Variator ergeben. Bei einer alleinigen Abhängigkeit von den Stelldrücken steigt die Überanpressung in Richtung längerer Übersetzung an. Um eine dadurch hervorgerufene Überanpressung zu verhindern, wird der Steuerdruck so eingestellt, dass er in Richtung längerer Übersetzung eine stärkere Reduzierung der Anpresskraft bewirkt.
In 2 ist eine erste alternative Ausführungsform eines Anpressdruckventils 131 dargestellt. Bei diesem Anpressdruckventil 131 wirkt der Ansteuerdruck des Regelmagnetventils gleichsinnig zu den Stelldrücken am Stellzylinder 20 der Zwischenroller 14.
Das Anpressdruckventil 131 weist eine Lamelle 139 auf, über welche ein Ansteuerdruck eines nicht dargestellten Regelmagnetventils auf eine erste Stirnfläche 138 eines Schiebers 131' des Anpressdruckventils 131 wirkt. Die Stirnfläche 138 weist einen Durchmesser d4 auf.
Nach einem ersten Abschnitt 162, welcher die genannte Stirnfläche 138 aufweist, schließt sich ein zweiter Abschnitt 163 des Schiebers 131' mit einem gegenüber dem Durchmesser d4 größeren Durchmesser d5 an. Das Anpressdruckventil 131 weist eine Lamelle 147 auf, welche so angeordnet ist, dass der Druck in der linken Druckkammer des Stellzylinders auf eine vom zweiten und ersten Abschnitt 163, 162 gebildete Ringfläche 164 gleichsinnig zum Ansteuerdruck wirken kann.
An den zweiten Abschnitt 163 schließt sich ein dritter Abschnitt 165 des Schiebers 131' mit einem gegenüber dem Durchmesser d5 größeren Durchmesser d6 an. Das Anpressdruckventil 131 weist eine Lamelle 161 auf, welche so angeordnet ist, dass der Druck in der rechten Druckkammer des Stellzylinders auf eine vom dritten und zweiten Abschnitt 165, 163 gebildete Ringfläche 166 gleichsinnig zum Ansteuerdruck wirken kann.
An einer Lamelle 134 ist ein Abfluss zum Tank, an einer Lamelle 137 der Anschluss der Anpressdruckleitung und an einer Lamelle 133 der Anschluss der Arbeitsdruckleitung vorgesehen. Der Schieber 131' weist eine korrespondierende Taillierung 131a auf, so dass der Regelschieber 131 prinzipiell die gleiche Funktionalität wie der Regelschieber 31 in 1 aufweist.
Das Anpressdruckventil 131 weist eine Besonderheit bezüglich der Rückführung des Anpressdrucks auf. Der Schieber 131' weist dazu am der Stirnfläche 138 entgegen liegenden Ende 147 eine gestufte Bohrung 166 mit einem Durchmesser d7 auf, in welche der zurückgeführte Anpressdruck über eine Querbohrung 167 geführt wird. Innerhalb der Bohrung 166 ist ein Stift 169 verschieblich angeordnet, der die Bohrung 166 abdichtet. Der Anpressdruck wirkt also zusammen mit der Kraft einer Vorspannfeder 148, welche am Ende 147 des Schiebers 131' angeordnet ist, dem Ansteuerdruck und den Stelldrücken entgegen.
Damit ergibt sich bei konstantem Anpressdruck folgendes Kräftegleichgewicht am Schieber 131':
mit

F_Feder:: Federkraft der Vorspannfeder 148
p_VL:: linker Druck am Stellzylinder
p_VR:: rechter Druck am Stellzylinder
p_AV:: zurückgeführter Anpressdruck
p_RVAV:: Steuerdruck des Regelmagnetventils

In 3 ist eine zweite alternative Ausführungsform eines Anpressdruckventils 231 dargestellt. Bei diesem Anpressdruckventil 231 wirkt der Ansteuerdruck des Regelmagnetventils ebenfalls gleichsinnig zu den Stelldrücken am Stellzylinder 20 der Zwischenroller 14.
Das Anpressdruckventil 231 weist einen Schieber 231' und einen koaxial dazu angeordneten Kolben 246 auf, welcher eine axiale Kraft auf den Schieber 231' ausüben kann.
Das Anpressdruckventil 231 weist eine Lamelle 261 auf, über welche der Druck des rechten Druckraums des Stellzylinders auf den Kolben 246 wirkt. Der Kolben 246 weist einen Durchmesser d8 auf. Über eine Lamelle 247 wirkt der Druck des linken Druckraums des Stellzylinders gleichzeitig auf den Kolben 246 und den Schieber 231', so dass auf den Schieber 231' der größere der beiden Drücke des Stellzylinders wirkt. Der Schieber 231' weist im Bereich der Lamelle 247 ebenfalls den Durchmesser d8 auf.
Gleichsinnig zum größeren der beiden Stelldrücke wirkt der über eine Lamelle 239 zugeführte Ansteuerdruck eines Regelmagnetventils. Der Ansteuerdruck weist dabei eine wirksame Fläche in Form einer Ringfläche 268 auf, welche sich durch einen Durchmesserzuwachs vom Durchmesser d8 auf einen Durchmesser d9 ergibt. Der Steuerdruck erhöht damit den Anpressdruck.
Zwischen der Lamelle 247 für den Druck des linken Druckraums des Stellzylinders und der Lamelle 239 des Ansteuerdrucks ist eine weitere Lamelle 270 angeordnet, welche mit dem Tank oder einem nicht dargestellten Schierdrucksystem, in welchem ein gegenüber dem Arbeitsdruck geringerer Schmierdruck herrscht, verbunden ist. Diese so genannte Sperrdrucklamelle dient dazu, eine Leckage vom vergleichsweise hohen Druck im linken Druckraum des Stellzylinders zum Steuerdruck zu verhindern. Dies würde zu einer unerwünschten Beeinflussung des Steuerdrucks führen. Die Lamelle 270 ist vorzugsweise mit dem Schmierdrucksystem verbunden, so dass das über sie abgeführte Betriebsfluid nicht verloren ist, sondern noch für die Schmierung und Kühlung des Toroidgetriebes verwendet werden kann.
Der Schieber 231' verfügt über eine Taillierung 231a, womit eine Verbindung zwischen der Tankleitung 235 an einer Lamelle 234 und der Anpressdruckleitung 218 an einer Lamelle 237 oder der Arbeitsdruckleitung 232 an einer Lamelle 233 und der Anpressdruckleitung 218 an einer Lamelle 237 hergestellt und so ein Sollwert für den Anpressdruck eingestellt werden kann.
Dem Ansteuerdruck und dem Stelldruck entgegen wirkt der zurückgeführte Anpressdruck, der ebenso wie beim Anpressdruckventil 131 aus 2 innerhalb des Schiebers 231' zurückgeführt wird. Dazu weist der Schieber 231' eine gestufte Bohrung 266 mit einem Durchmesser d10 auf, in welche der zurückgeführte Anpressdruck über eine Querbohrung 267 geführt wird. Innerhalb der Bohrung 266 ist ein Stift 269 verschieblich angeordnet. Der Anpressdruck wirkt also zusammen mit der Kraft einer Vorspannfeder 248, welche am Ende 247 des Schiebers 231' angeordnet ist, dem Ansteuerdruck und dem Stelldruck entgegen
Damit ergibt sich bei konstantem Anpressdruck folgendes Kräftegleichgewicht am Schieber 231':
mit

F_Feder:: Federkraft der Vorspannfeder 248
p_Vmax:: höhere der beiden Drücke am Stellzylinder
p_AV:: zurückgeführter Anpressdruck
p_RVAV:: Steuerdruck des Regelmagnetventils

Claims

Hydrauliksystem für ein Toroidgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Anpressvorrichtung (15) für einen Variator (11) des Toroidgetriebes und einem Anpressdruckventil (31, 131, 231), mittels welchem ein Anpressdruck an der Anpressvorrichtung (15) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anpressdruckventil (31, 131, 231) und der Anpressvorrichtung (15) eine Durchflusswiderstandseinrichtung (51) angeordnet ist, welche zum Zuführen von Betriebsfluid zur Anpressvorrichtung (15) einen kleineren Durchflusswiderstand aufweist als zum Abführen.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressdruckventil (31, 131, 231) als ein Regelventil ausgeführt ist und der zurückgeführte Anpressdruck zwischen Anpressdruckventil (31, 131, 231) und Durchflusswiderstandseinrichtung (51) abgenommen wird.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflusswiderstandseinrichtung (51) zwei parallel durchströmbare Leitungen (52, 53) aufweist, wobei eine erste Leitung (52) nur zum Zuführen von Betriebsfluid zur Anpressvorrichtung (15) durchströmbar ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der genannten ersten Leitung (52) ein Rückschlagventil (54) angeordnet ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Leitungen (52, 53) der Durchflusswiderstandseinrichtung (51) je ein Widerstandselement (55, 56) angeordnet ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (55) in der genannten ersten Leitung (52) einen geringeren Durchflusswiderstand aufweist, als das Widerstandselement (56) in der zweiten Leitung (53).
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Tankleitung (35), welche das Anpressdruckventil (31, 131, 231) mit einem Tank (36) des Hydrauliksystems verbindet, ein Tankrückschlagventil (60) so angeordnet ist, dass ein Leerlaufen der Anpressvorrichtung (15) verhindert wird.