DE102010030149A1

DE102010030149A1 - Stroke volume varying device for hydraulic machine of continuously variable transmission gear-box of vehicle, has piston space that is connectable with another piston space in region of control valve unit based on operating condition

Info

Publication number: DE102010030149A1
Application number: DE201010030149
Authority: DE
Inventors: Jürgen Legner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2011-12-22

Abstract

The device (1) has a piston (7) that is subjected to hydraulic pressure by a valve device (9) in a region of a working surface (7B) that is limited by a piston space (13A), where the hydraulic pressure is provided in a region of a set of hydraulic machines (2, 3). The piston is subjected to a pressure acting in an adjustment direction of axes (5, 6) of the set of hydraulic machines. The piston space is connectable with another piston space (12A) in a region of a high pressure control valve unit (11) i.e. 4-by-2 way valve, based on an operating condition.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Variieren der Hubvolumina einer ersten Hydraulikmaschine und einer zweiten Hydraulikmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The invention relates to a device for varying the stroke volumes of a first hydraulic machine and a second hydraulic machine according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.

Eine Verstellvorrichtung zum Variieren des Hubvolumens von hydraulischen Kolbenmaschinen in Schrägachsen-Bauart ist aus der WO 2009/047041 A1 bekannt. Die beiden Kolbenmaschinen sind benachbart zueinander angeordnet und über ein so genanntes Doppeljoch gemeinsam betätigbar, um deren Hubvolumen zu variieren. Des Weiteren sind die Kolbenmaschinen über Arbeitsleitungen eines geschlossenen hydraulischen Kreislaufes miteinander verbunden und als Pumpe oder Motor betreibbar. Das Doppeljoch wirkt zum Verstellen der Hubvolumina der Kolbenmaschinen derart mit den Kolbenmaschinen zusammen, dass das Hubvolumen der ersten hydraulischen Kolbenmaschine in einer ersten Endstellung des Doppeljochs einem Minimalwert entspricht, während das Hubvolumen der zweiten hydraulischen Kolbenmaschine einen Maximalwert einnimmt.An adjusting device for varying the stroke volume of hydraulic piston machines in bent-axis design is known from WO 2009/047041 A1 known. The two piston engines are arranged adjacent to one another and can be actuated jointly via a so-called double yoke in order to vary their displacement. Furthermore, the reciprocating engines are connected to each other via working lines of a closed hydraulic circuit and operated as a pump or motor. The double yoke acts to adjust the stroke volumes of the reciprocating engines in such a way with the reciprocating engines, that the stroke volume of the first hydraulic piston machine in a first end position of the double yoke corresponds to a minimum value, while the stroke volume of the second hydraulic piston machine assumes a maximum value.

Das Hubvolumen der ersten hydraulischen Kolbenmaschine weist bei Vorliegen einer zweiten Endstellung des Doppeljochs einen Maximalwert auf, während das Hubvolumen der zweiten hydraulischen Kolbenmaschine minimal ist. Eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einrichtung ist zur Verstellung des Doppeljochs vorgesehen, die hierfür mit verstellbaren Achsen der Kolbenmaschine bzw. Hydraulikmaschine in Wirkverbindung steht. Die Kolben-Zylinder-Einrichtung ist über eine mit einem Kolben gekoppelte Kolbenstange mit den Achsen der Hydraulikmaschine wirkverbunden.The stroke volume of the first hydraulic piston machine has a maximum value in the presence of a second end position of the double yoke, while the stroke volume of the second hydraulic piston engine is minimal. A double-acting piston-cylinder device is provided for adjusting the double yoke, which is operatively connected thereto with adjustable axes of the piston engine or hydraulic machine. The piston-cylinder device is operatively connected to the axes of the hydraulic machine via a piston rod coupled to a piston.

Stangenseitig ist die Kolben-Zylinder-Einrichtung permanent mit dem im Bereich der Hydraulikmaschinen wirkenden Hochdruck beaufschlagt. Die Wirkfläche der Bodenseite des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einrichtung ist entsprechend der notwendigen Rückstellkraft größer als die stangenseitige Wirkfläche des Kolbens ausgebildet. Die im Bereich der Kolben-Zylinder-Einrichtung wirkenden Verstellkräfte ergeben sich aus den im Bereich der Schrägachseneinheiten bzw. der Hydraulikmaschinen wirkenden Stellkräften. Eine als Pumpe betriebene Hydraulikmaschine hat das Bestreben, dem wirkenden Hochdruck auszuweichen und sich selbsttätig zu kleineren Schluckvolumina hin zu verstellen. Eine als Motor betriebene Hydraulikmaschine versucht dem anliegenden Hochdruck auszuweichen und das Hubvolumen in Richtung eines größeren Schluckvolumens zu verändern.On the rod side, the piston-cylinder device is permanently loaded with the high pressure acting in the area of the hydraulic machines. The effective area of the bottom side of the piston of the piston-cylinder device is formed larger than the rod-side effective area of the piston corresponding to the necessary restoring force. The adjusting forces acting in the region of the piston-cylinder device result from the actuating forces acting in the region of the oblique axis units or the hydraulic machines. A hydraulic pump operated as a pump has a tendency to avoid the acting high pressure and automatically adjust to smaller displacement volumes. A hydraulic machine operated as a motor attempts to avoid the applied high pressure and to change the stroke volume in the direction of a larger absorption volume.

Der Kolben der Kolben-Zylinder-Einrichtung wird in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Leistungsanforderung über eine Ventileinrichtung im Bereich von einer einen Kolbenraum begrenzenden Wirkfläche mit zu einem im Bereich der Hydraulikmaschinen vorliegenden hydraulischen Druck korrespondierenden und in eine erste Stellrichtung der Achsen der Hydraulikmaschinen wirkenden Drücken beaufschlagt.The piston of the piston-cylinder device is acted upon in response to a driver-side power requirement via a valve device in the region of an effective area delimiting a piston chamber to a corresponding hydraulic pressure in the hydraulic pressure and acting in a first adjustment direction of the axes of the hydraulic machines pressures.

Über die vorliegend eine Positionsregelventileinheit und eine Hochdruckventilregeleinheit umfassende Ventileinrichtung ist neben der hydraulischen Verstellung der Kolben-Zylinder-Einrichtung und damit des Hubvolumens der beiden Hydraulikmaschinen auch eine Druckabschneidung sowie eine Hochdruckregelung im hydraulischen Leitungssystem der Verstellvorrichtung durchführbar. Um die Funktionalität der Hochdruckregelung über die Hochdruckregelventileinheit zur Verfügung stellen zu können, ist ein Ventilschieber der Hochdruckregelventileinheit mit zwei Steuerflächen ausgebildet. Auf eine kleinere Steuerfläche wirkt der im Bereich der Hydraulikmaschinen vorliegende Hochdruck, um eine regelbare Druckabschneidefunktion zur Verfügung stellen zu können, über die der maximale Systemdruck im Bereich der Hydraulikmaschinen im Wesentlichen verlustfrei begrenzbar ist. Im Bereich einer größeren Steuerfläche des Ventilschiebers der Hochdruckregelventileinheit wird ein über ein Proportionalsteuerdruckregelventil erzeugter Steuerdruck angelegt, mittels dem die über die Druckabschneidefunktion definierte Druckobergrenze des im System vorliegenden Systemdrucks betriebszustandsabhängig bzw. anforderungsgemäß veränderbar ist.About the present a position control valve unit and a high-pressure valve control unit comprehensive valve device is in addition to the hydraulic adjustment of the piston-cylinder device and thus the stroke volume of the two hydraulic machines also a pressure cut and a high pressure control in the hydraulic line system of the adjustment feasible. In order to be able to provide the functionality of the high-pressure control via the high-pressure control valve unit, a valve slide of the high-pressure control valve unit is designed with two control surfaces. The high pressure present in the area of the hydraulic machines acts on a smaller control surface in order to be able to provide a regulatable pressure cutoff function, by means of which the maximum system pressure in the area of the hydraulic machines can be limited essentially without loss. In the area of a larger control surface of the valve spool of the high-pressure control valve unit, a control pressure generated via a proportional control pressure control valve is applied, by means of which the pressure upper limit defined by the pressure cutoff function of the system pressure present in the system can be changed depending on operating conditions or requirements.

In der Praxis werden von der vorbeschriebenen Verstellvorrichtung betätigte und Hydraulikmaschinen umfassende Hydroeinheiten mit mechanischen Getriebeeinrichtungen gekoppelt und bilden so genannte CVT-Getriebe (Continuously-Variable-Transmission) aus, die zunehmend mit mehr als einem Übersetzungsbereich ausgeführt werden. Zwischen den Übersetzungsbereichen, innerhalb welchen die Übersetzung jeweils zwischen einer oberen Übersetzung und einer unteren Übersetzung stufenlos veränderbar ist, wird vorzugsweise in synchronen Betriebszuständen der beteiligten Bereiche der CVT-Getriebe gewechselt.In practice, hydraulic units comprising hydrostatic units actuated by the aforedescribed adjusting device are coupled to mechanical transmission means and form so-called CVT (Continuously Variable Transmission) transmissions, which are increasingly carried out with more than one gear range. Between the transmission ranges, within which the ratio is infinitely variable between an upper gear and a lower gear ratio, is preferably changed in synchronous operating states of the participating areas of the CVT transmission.

Die Hydraulikmaschinen werden während der Darstellung der verschiedenen Übersetzungsbereiche mehrfach verwendet und eine erste Hydraulikmaschine wird bei eingelegtem erstem Übersetzungsbereich zunächst als Pumpe und eine zweite Hydraulikmaschine wird als Motor betrieben. Bei einem im CVT-Getriebe eingelegten und sich an den ersten Übersetzungsbereich anschließenden zweiten Übersetzungsbereich wird die erste Hydraulikmaschine als Motor und die zweite Hydraulikmaschine als Pumpe betrieben. Ist in dem CVT-Getriebe zusätzlich ein sich an den zweiten Übersetzungsbereich anschließender dritter Übersetzungsbereich vorgesehen, wird die erste Hydraulikmaschine im dritten Übersetzungsbereich wiederum als Pumpe und die zweite Hydraulikmaschine als Motor betrieben, wie dies während der Darstellung des ersten Übersetzungsbereiches der Fall ist. Weitere Bereiche sind möglich, wobei die Hydraulikmaschinen gemäß obiger Beschreibung eingesetzt werden.The hydraulic machines are used several times during the representation of the various transmission ranges, and a first hydraulic machine is first operated as a pump and a second hydraulic machine is operated as a motor when the first gear ratio is engaged. In a second transmission range which is inserted in the CVT transmission and adjoins the first transmission range, the first hydraulic machine is operated as a motor and the second hydraulic machine as a pump. Is in the CVT transmission In addition, a third transmission range adjoining the second transmission range is provided, the first hydraulic motor in the third transmission range is again operated as a pump and the second hydraulic motor as a motor, as is the case during the representation of the first transmission range. Other areas are possible, the hydraulic machines are used as described above.

Diese Betriebsweise der Hydraulikmaschinen führt während der Darstellung des zweiten Übersetzungsbereiches jedoch dazu, dass ein zum Begrenzen des Drucks im Bereich der Hydraulikmaschinen vorgesehenes Öffnen der Hochdruckregelventileinheit bei der aus dem Stand der Technik bekannten Verstellvorrichtung das Fördervolumen der als Pumpe betriebenen zweiten Hydraulikmaschine vergrößert, anstatt dieses während der Regelung des Drucks im Bereich der Hydraulikmaschinen zu verringern, was jedoch nicht erwünscht ist. Aus diesem Grund ist die Funktionalität der Hochdruckeinstellung der Hochdruckregelventileinheit bei der vorbeschriebenen Verstellvorrichtung bei einem Übergang vom ersten Übersetzungsbereich in einen zweiten Übersetzungsbereich zu deaktivieren.This operation of the hydraulic machines, however, during the display of the second gear range, causes an opening of the high-pressure control valve unit provided for limiting the pressure in the area of the hydraulic machines in the adjusting device known from the prior art to increase the delivery volume of the second hydraulic machine operated as a pump, instead of during this to reduce the regulation of the pressure in the field of hydraulic machines, which is not desirable. For this reason, the functionality of the high-pressure adjustment of the high-pressure control valve unit in the above-described adjusting device is to be deactivated in the event of a transition from the first transmission region into a second transmission region.

Um dennoch unzulässig hohe Systemdrücke im System vermeiden zu können, sind Hochdruckventileinheiten vorgesehen, in deren Bereich während einer Druckbegrenzung jedoch wiederum Leistungsverluste auftreten, die eine unerwünschte Erwärmung des Systems verursachen.In order nevertheless to be able to avoid inadmissibly high system pressures in the system, high-pressure valve units are provided, in the area of which, however, power losses occur during a pressure limitation which cause undesired heating of the system.

Sowohl eine Druckabschneidefunktion als auch eine Hochdruckregelungsfunktion ist mit einer in der bisher nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2009 045 510.8 der Anmelderin beschriebenen Vorrichtung zum Variieren der Hubvolumina einer ersten Hydraulikmaschine und einer zweiten Hydraulikmaschine über alle Übersetzungsbereiche eines CVT-Getriebes mit geringen Verlustleistungen durchführbar. Die Hydraulikmaschinen sind als Schrägachsen-Kolbenmaschinen ausgebildet. Deren Hubvolumen stehen jeweils in Abhängigkeit von Schwenkstellungen von über eine doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Einrichtung gemeinsam verstellbaren Achsen der Hydraulikmaschinen. Ein Kolben der Kolben-Zylinder-Einrichtung ist mit den Achsen der Hydraulikmaschinen wirkverbunden, der in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Leistungsanforderung über eine Positionsregelventileinheit und eine Hochdruckregelventileinheit einer Ventileinrichtung im Bereich von einer einen Kolbenraum begrenzenden Wirkfläche mit zu einem im Bereich der Hydraulikmaschinen vorliegenden hydraulischen Druck korrespondierenden und in eine erste Stellrichtung der Achsen der Hydraulikmaschinen wirkenden Drücken beaufschlagbar ist.Both a Druckabschneidefunktion as well as a high-pressure control function is with one in the previously unpublished German patent application DE 10 2009 045 510.8 Applicant described the device for varying the stroke volumes of a first hydraulic machine and a second hydraulic machine over all transmission ranges of a CVT transmission with low power losses feasible. The hydraulic machines are designed as bent-axis piston machines. Their stroke volumes are each dependent on pivot positions of a double-acting piston-cylinder device jointly adjustable axes of the hydraulic machines. A piston of the piston-cylinder device is operatively connected to the axes of the hydraulic machines, which in response to a driver-side power demand via a position control valve unit and a high-pressure control valve unit of a valve device in the range of a piston space defining effective area corresponding to a present in the hydraulic machines hydraulic pressure corresponding and in a first adjustment direction of the axes of the hydraulic machines acting pressures can be acted upon.

Der Druck ist im Bereich der Hydraulikmaschinen über die Positionsregelventileinheit geregelt einstellbar und über die Hochdruckregelventileinheit der Ventileinrichtung geregelt begrenzbar. Zusätzlich ist der Kolben über die Ventileinrichtung im Bereich einer einen weiteren Kolbenraum begrenzenden weiteren Wirkfläche mit im Bereich der Hydraulikmaschinen vorliegendem hydraulischem Druck korrespondierenden und in eine zweite Stellrichtung der Achsen der Hydraulikmaschinen wirkenden Drücken beaufschlagbar. Die Wirkungsweise der Positionsregelventileinheit ist im Bereich der Hochdruckregelventileinheit umkehrbar.The pressure is regulated adjustable in the range of hydraulic machines via the position control valve unit and regulated via the high-pressure control valve unit of the valve device limited. In addition, the piston can be acted upon by the valve device in the region of a further effective area delimiting a further piston space with hydraulic pressure present in the region of the hydraulic machines and acting in a second setting direction of the axes of the hydraulic machines. The operation of the position control valve unit is reversible in the region of the high-pressure control valve unit.

Nachteilhafterweise ist eine Hochdruckregelung über die Ventileinrichtung während ungünstiger Betriebszustände der Positionsregelventileinheit, zu welchen Verbindungsquerschnitte aufgrund einer Sperrstellung oder einer wenigstens annähernden Sperrstellung im Bereich der Positionsregelventileinheit zwischen den Hydraulikmaschinen und der Hochdruckregelventileinheit sowie zwischen der Hochdruckregelventileinheit und einem Niederdruckbereich begrenzt oder nahezu Null sind, in nicht unerheblichem Umfang eingeschränkt und daher nicht in gewünschtem Umfang mit geringen Verlustleistungen durchführbar.Disadvantageously, a high-pressure control via the valve device during unfavorable operating conditions of the position control valve unit, to which connection cross-sections are limited or nearly zero due to a blocking position or an at least approximately blocking position in the region of the position control valve unit between the hydraulic machines and the high pressure control valve unit and between the high pressure control valve unit and a low pressure region in not insignificant Scope limited and therefore not feasible to the extent desired with low power losses.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels der eine Hochdruckregelfunktion nahezu über den gesamten Betriebsbereich eines CVT-Getriebes ohne nennenswerte Verluste durchführbar ist.The present invention is therefore based on the object to provide a device by means of a high-pressure control function almost over the entire operating range of a CVT transmission without significant losses is feasible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention this object is achieved with a device having the features of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Variieren der Hubvolumina einer ersten Hydraulikmaschine und einer zweiten Hydraulikmaschine, die als Schrägachsen-Kolbenmaschinen ausgebildet sind und deren Hubvolumen jeweils in Abhängigkeit von Schwenkstellungen von über eine doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Einrichtung gemeinsam verstellbaren Achsen der Hydraulikmaschinen steht, wobei wenigstens ein Kolben der Kolben-Zylinder-Einrichtung mit den Achsen der Hydraulikmaschinen wirkverbunden ist, der in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Leistungsanforderung über eine Positionsregelventileinheit und eine Hochdruckregelventileinheit einer Ventileinrichtung im Bereich von einer einen Kolbenraum begrenzenden Wirkfläche mit zu einem im Bereich der Hydraulikmaschinen vorliegenden hydraulischen Druck korrespondierenden und in eine erste Stellrichtung der Achsen der Hydraulikmaschinen wirkenden Drücken beaufschlagbar ist, und wobei der Druck im Bereich der Hydraulikmaschinen über die Positionsregelventileinheit geregelt einstellbar und über die Hochdruckregelventileinheit der Ventileinrichtung geregelt begrenzbar ist, ist der Kolben über die Ventileinrichtung im Bereich einer einen weiteren Kolbenraum begrenzenden weiteren Wirkfläche mit im Bereich der Hydraulikmaschinen vorliegenden hydraulischen Druck korrespondierenden und in eine zweite Stellrichtung der Achsen der Hydraulikmaschinen wirkenden Drücken beaufschlagbar.In the inventive device for varying the stroke volumes of a first hydraulic machine and a second hydraulic machine, which are designed as oblique-axis piston engines and their displacement each depending on pivot positions of a double-acting piston-cylinder device commonly adjustable axes of the hydraulic machines, wherein at least one Piston of the piston-cylinder device is operatively connected to the axes of the hydraulic machines, which in response to a driver-side power demand via a position control valve unit and a high-pressure control valve unit of a valve device in the range of a piston space defining effective area corresponding to a present in the hydraulic machines hydraulic pressure corresponding and in a first actuating direction of the axes of the hydraulic machine acting pressures can be acted upon, and wherein the pressure in the region of the hydraulic machines via the position regulated control valve unit is adjustable and regulated regulated via the high-pressure control valve unit of the valve device, the piston is acted upon by the valve means in the region of a further piston space defining another effective area with hydraulic pressure present in the hydraulic pressure and acting in a second direction of adjustment of the axes of the hydraulic machines pressures.

Der Druck im Bereich der Hydraulikmaschinen ist in allen Übersetzungsbereichen und nahezu über den gesamten Betriebsbereich in gewünschtem Umfang ohne nennenswerte Verluste über die Ventileinrichtung und nicht im Bereich von Druckbegrenzungsventilen betriebszustandsabhängig und anforderungsgemäß dadurch begrenzbar, dass die im Bereich der Kolben-Zylinder-Einrichtung an den Wirkflächen jeweils angreifenden Drücke, die in die erste Stellrichtung oder in die zweite Stellrichtung der Achsen der Hydraulikmaschinen wirken, über die Ventileinrichtung variierbar sind und die Kolbenräume im Bereich der Hochdruckregelventileinheit betriebszustandsabhängig miteinander verbindbar sind.The pressure in the range of hydraulic machines is in all translation areas and almost over the entire operating range in the desired extent without significant losses on the valve device and not in the range of pressure relief valves operating state dependent and requirements according to limiting that in the area of the piston-cylinder device to the active surfaces each engaging pressures acting in the first adjustment direction or in the second adjustment direction of the axes of the hydraulic machines, via the valve means are variable and the piston chambers in the region of the high pressure control valve unit operating state are connected to each other.

Sowohl eine Hochdruckregelung als auch eine geregelte Druckabschneidefunktion ist unabhängig von der jeweiligen Betriebsweise der Hydraulikmaschinen, d. h. einem motorischen Betrieb oder einem Pumpenbetrieb, in allen Übersetzungsbereichen und nahezu den gesamten Betriebsbereich eines CVT-Getriebes unabhängig von einem Betriebszustand der der Hochdruckregelventileinheit in Bezug auf die Hydraulikmaschinen vorgeschalteten Positionsregelventileinheit durchführbar, da im Bereich der Hochdruckregelventileinheit der Kurzschluss zwischen den Kolbenräumen darstellbar ist. Bei aktiviertem Kurzschluss zwischen des Kolbenräumen führen druckabhängig an den schwenkbaren Achsen angreifende Eigenstellkräfte im Bereich der Hydraulikmaschinen unabhängig vom Betriebszustand der Positionsregelventileinheit zu einem geregelten Einstellen des im Bereich der Hydraulikmaschinen anliegenden Drucks, wobei mit dieser selbständigen Druckregelung besonders bei Vorliegen einer Sperrstellung im Bereich der Positionsregelventileinheit eine unerwünschte verlustbehaftete Druckbegrenzung über Druckbegrenzungsventile mit geringem konstruktivem Aufwand auf hochdynamische Betriebszustandsänderungen begrenzt wird.Both a high pressure control and a regulated pressure cutoff function are independent of the respective operation of the hydraulic machines, i. H. a motor operation or a pump operation, in all transmission ranges and almost the entire operating range of a CVT gear independently of an operating condition of the high pressure control valve unit with respect to the hydraulic machines upstream position control valve unit feasible because in the region of the high pressure control valve unit, the short circuit between the piston chambers can be displayed. When activated short circuit between the piston chambers lead pressure-dependent acting on the pivotable axes Eigenstellkräfte in the hydraulic machines regardless of the operating state of the position control valve unit to a regulated setting of the voltage applied in the hydraulic pressure, with this independent pressure control especially in the presence of a blocking position in the position control valve unit a Unwanted lossy pressure relief via pressure relief valves with little design effort is limited to highly dynamic operating state changes.

Bei einer einfach betreibbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Wirkflächen des Kolbens gleich groß.In an easily operable embodiment of the device according to the invention, the effective areas of the piston are the same size.

Eine ebenfalls einfach betreibbare Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckregelventileinheit im Bereich einer Steuerfläche eines Ventilschiebers mit dem im Bereich der Hydraulikmaschinen vorliegenden Druck beaufschlagbar ist, der einer an dem Ventilschieber angreifenden Steuerkraft, vorzugsweise einer Federkraft einer Federeinrichtung, entgegenwirkt, wobei der im Bereich der Hydraulikmaschinen vorliegende Druck sich in Abhängigkeit der Steuerkraft einstellt.An embodiment of the device according to the invention which is likewise easy to operate is characterized in that the pressure prevailing in the area of the hydraulic machine can be acted upon by the high-pressure control valve unit in the region of a control surface of a valve slide, which counteracts a control force acting on the valve slide, preferably a spring force of a spring device, wherein the in the field of hydraulic machines present pressure sets in dependence of the control force.

Zum Anlegen der Steuerkraft ist bei vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Proportionalmagnet vorgesehen oder die Steuerkraft wird mittels eines an einer weiteren Steuerfläche des Ventilschiebers der Hochdruckregelventileinheit anlegbaren proportionalen Steuerdrucks generiert.In order to apply the control force, a proportional magnet is provided in advantageous embodiments of the device according to the invention, or the control force is generated by means of a proportional control pressure which can be applied to a further control surface of the valve spool of the high-pressure control valve unit.

Der Kolbenraum und der weitere Kolbenraum der Kolben-Zylinder-Einrichtung sind bei einer mit geringen Steuer- und Regelzeiten betreibbaren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung über die Ventileinrichtung wechselweise mit den Druckseiten der Hydraulikmaschinen oder jeweils einem Bereich in Verbindung bringbar, dessen Druck im Betrieb der Hydraulikmaschinen kleiner ist als im Bereich der Druckseiten der Hydraulikmaschinen. Die geringen Steuer- und Regelzeiten werden dadurch erzielt, dass die einer gewünschten Verstellung des Kolbens entgegenwirkende Druckkraft durch einen kurzfristigen Druckabbau im Bereich einer der Kolbenräume reduziert wird.The piston chamber and the other piston chamber of the piston-cylinder device are alternately operable at a controllable with little control and development of the device according to the invention via the valve means with the pressure sides of the hydraulic machines or in each case a range whose pressure during operation of the hydraulic machines smaller is than in the area of the printed pages of the hydraulic machines. The low control and regulation times are achieved by reducing the pressure force counteracting a desired adjustment of the piston by a short-term pressure reduction in the region of one of the piston chambers.

Eine konstruktiv einfache und kostengünstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist im Bereich der Positionsregelventileinheit einen Proportionalmagnet auf, über den die Positionsregelventileinheit gegen eine Federeinrichtung verstellbar ausgebildet ist.A structurally simple and cost-effective embodiment of the device according to the invention has in the region of the position control valve unit to a proportional solenoid, via which the position control valve unit is designed to be adjustable against a spring means.

Die Federkraft der Federeinrichtung variiert bei einer mit geringem Steuer- und Regelaufwand betreibbaren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Abhängigkeit einer mechanischen Kopplung der Federeinrichtung mit dem Kolben der Kolben-Zylinder-Einrichtung.The spring force of the spring device varies at a operable with little control effort and development of the device according to the invention in response to a mechanical coupling of the spring means with the piston of the piston-cylinder device.

Konstruktiv einfach ausgebildete sowie kosten- und bauraumgünstige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen eine als 4/2-Wegeventil ausgebildete Positionsregelventileinheit und/oder eine als 4/2-Wegeventil ausgebildete Hochdruckregelventileinheit auf.Structurally simple and cost and space-saving embodiments of the device according to the invention have a designed as a 4/2-way valve position control valve unit and / or designed as a 4/2-way valve high-pressure control valve unit.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im Bereich zwischen der Positionsregelventileinheit und den Hydraulikmaschinen Druckbegrenzungsventile vorgesehen, mittels denen ein definiertes Hochdruckniveau einstellbar ist. Damit sind im Bereich der Hydraulikmaschinen unzulässig hohe Druckwerte selbst bei einem Funktionsausfall der Hochdruckregelventileinheit mit geringem konstruktivem Aufwand vermeidbar.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention pressure limiting valves are provided in the region between the position control valve unit and the hydraulic machines, by means of which a defined high pressure level is adjustable. Thus, in the field of hydraulic machines inadmissible high pressure values even in a functional failure of the High pressure control valve unit with little design effort avoidable.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.Further advantages and advantageous embodiments of the subject invention emerge from the claims and the embodiments described below with reference to the drawing, wherein in the description of the various embodiments in favor of clarity for construction and functionally identical components, the same reference numerals are used.

Sowohl die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.Both the features specified in the dependent claims and the features specified in the subsequent embodiments of the device according to the invention are each suitable for use alone or in any combination with each other to develop the subject invention. The respective feature combinations represent no limitation with respect to the development of the subject matter according to the invention, but essentially have only an exemplary character.

Es zeigt:It shows:

1 ein vereinfachtes Hydraulikschema eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und 1 a simplified hydraulic diagram of a first embodiment of the device according to the invention; and

2 eine 1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 2 a 1 corresponding representation of a second embodiment of the device according to the invention.

In 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Variieren der Hubvolumina einer ersten Hydraulikmaschine 2 und einer zweiten Hydraulikmaschine 3 gezeigt, die als Schrägachsen-Kolbenmaschinen ausgebildet sind und deren Hubvolumen jeweils in Abhängigkeit von Schwenkstellungen von über eine doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einrichtung 4 gemeinsam verstellbaren Achsen 5, 6 der Hydraulikmaschinen 2, 3 steht. Ein Kolben 7 der Kolben-Zylinder-Einrichtung 4 ist über eine Kolbenstange 8 mit den Achsen 5, 6 der Hydraulikmaschinen 2, 3 wirkverbunden.In 1 is a device 1 for varying the stroke volumes of a first hydraulic machine 2 and a second hydraulic machine 3 shown, which are designed as bent-axis piston engines and their displacement in each case in response to pivot positions of a double-acting piston-cylinder device 4 jointly adjustable axles 5 . 6 the hydraulic machines 2 . 3 stands. A piston 7 the piston-cylinder device 4 is via a piston rod 8th with the axes 5 . 6 the hydraulic machines 2 . 3 operatively connected.

Die Hydraulikmaschinen 2, 3 stellen eine Hydrostateinrichtung dar, die einen Bereich eines CVT-Getriebes bildet, über die ein Teil eines von einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges anliegenden Drehmomentes hydrostatisch in Richtung eines Abtriebes führbar ist. Die Hydrostateinheit ist als erster Leistungszweig eines CVT-Getriebes üblicherweise mit einer mechanischen Einrichtung gekoppelt, welche einen zweiten Leistungszweig eines CVT-Getriebes ausbildet, über den wiederum der jeweils andere Teil des Drehmomentes der Antriebsmaschine zwischen einem Getriebeeingang und einem Getriebeausgang führbar ist. Die beiden Leistungszweige stehen vorzugsweise über eine Planetengetriebeeinrichtung in Wirkverbindung. Derartige CVT-Getriebe sind vorzugsweise mit mehreren Fahrbereichen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt ausgeführt, welche jeweils über wenigstens ein abzuschaltendes Schaltelement und wenigstens ein zuzuschaltendes Schaltelement ein- und auslegbar sind und innerhalb welchen eine Übersetzung des CVT-Getriebes durch Verändern der Hubvolumina der Hydraulikmaschinen 2, 3 stufenlos variierbar ist. Um die Fahrbereichswechsel synchron durchführen zu können, sind die beiden Hydraulikmaschinen 2 und 3 jeweils sowohl als Pumpe als auch als Motor betreibbar.The hydraulic machines 2 . 3 represent a hydrostatic device which forms a portion of a CVT transmission, over which a part of a torque applied by a drive machine of a vehicle drive train can be hydrostatically guided in the direction of an output. The hydrostatic unit is coupled as the first power branch of a CVT transmission usually with a mechanical device which forms a second power branch of a CVT transmission, via which in turn the other part of the torque of the prime mover between a transmission input and a transmission output is feasible. The two power branches are preferably connected via a planetary gear device in operative connection. Such CVT transmissions are preferably designed with several driving ranges for forward and reverse travel, which can be engaged and disengaged via at least one switching element to be switched off and at least one switching element to be connected, and within which a transmission of the CVT transmission can be changed by changing the stroke volumes of the hydraulic machines 2 . 3 is infinitely variable. In order to perform the driving range change synchronously, the two hydraulic machines 2 and 3 each operable both as a pump and as a motor.

Nachfolgend wird die Funktion der Vorrichtung 1 in Verbindung mit einem CVT-Getriebe beschrieben, mittels welchem jeweils drei Fahrbereiche für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt darstellbar sind. Weitere Bereiche sind möglich.The function of the device will be described below 1 described in connection with a CVT transmission, by means of which in each case three driving ranges for forward and reverse travel can be displayed. Further areas are possible.

Bei im CVT-Getriebe eingelegtem ersten Fahrbereich und gleichzeitig stillstehendem Fahrzeug befindet sich die Vorrichtung 1 in einer so genannten Ruhestellung und die erste Hydraulikmaschine 2 wird als Pumpe betrieben, während sich die zweite Hydraulikmaschine 3 im Motorbetrieb befindet. Das Schluckvolumen der ersten Hydraulikmaschine 2 ist in diesem Betriebszustand minimal und das Fördervolumen der zweiten Hydraulikmaschine 3 ist maximal, wobei die Achsen 5 und 6 der beiden Hydraulikmaschinen 2 und 3 jeweils die in 1 dargestellte Schwenkposition aufweisen.When inserted in the CVT transmission first driving range and at the same time stationary vehicle is the device 1 in a so-called rest position and the first hydraulic machine 2 is operated as a pump, while the second hydraulic machine 3 in engine mode. The displacement of the first hydraulic machine 2 is minimal in this operating state and the delivery volume of the second hydraulic machine 3 is maximum, with the axes 5 and 6 the two hydraulic machines 2 and 3 each in the 1 having shown pivot position.

Der Kolben-Zylinder-Einrichtung 4 ist vorliegend eine Ventileinrichtung 9 zugeordnet, die eine Positionsregelventileinheit 10 und eine Hochdruckregelventileinheit 11 umfasst. An der Ventileinrichtung 9 liegt sowohl im Bereich der Positionsregelventileinheit 10 als auch im Bereich der Hochdruckregelventileinheit 11 jeweils ein im Bereich der Hydraulikmaschinen 2 und 3 wirkender hydraulischer Druck an, der bei entsprechender Betätigung der Ventileinrichtung 9 in einem ersten Kolbenraum 12A und in einem zweiten Kolbenraum 13A der Kolben-Zylinder-Einrichtung 4 an vorliegend gleich großen Wirkflächen 7A und 7B des Kolbens 7 anlegbar ist.The piston-cylinder device 4 is present a valve device 9 associated with a position control valve unit 10 and a high pressure control valve unit 11 includes. At the valve device 9 lies both in the area of the position control valve unit 10 as well as in the area of the high pressure control valve unit 11 one each in the field of hydraulic machines 2 and 3 acting hydraulic pressure, the corresponding actuation of the valve device 9 in a first piston chamber 12A and in a second piston chamber 13A the piston-cylinder device 4 at the present same sized active surfaces 7A and 7B of the piston 7 can be applied.

Die Positionsregelventileinheit 10 und die Hochdruckregelventileinheit 11 sind bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbespiel als 4/2-Wegeventile bzw. 4/2-Regelventile ausgebildet und die Hochdruckregelventileinheit 11 ist in Bezug auf die Hydraulikmaschinen 2 und 3 der Positionsregelventileinheit 10 nachgeschaltet. Die Positionsregelventileinheit 10 wird über einen Proportionalmagneten 12 betätigt, wobei die Ansteuerung der Positionsregelventileinheit 10 in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch über ein proportional verstellbares Steuerdruckventil erfolgen kann.The position control valve unit 10 and the high pressure control valve unit 11 are at the in 1 shown Ausführungsbespiel as 4/2-way valves or 4/2-control valves and the high-pressure control valve unit 11 is in terms of hydraulic machines 2 and 3 the position control valve unit 10 downstream. The position control valve unit 10 is via a proportional magnet 12 actuated, wherein the control of the position control valve unit 10 Depending on the particular application case can also be done via a proportionally adjustable control pressure valve.

Der Betätigungskraft des Proportionalmagneten 12 wirkt eine Federkraft einer Federeinrichtung 13 entgegen, deren Federkraft in Abhängigkeit einer mechanischen Kopplung der Federeinrichtung 13 mit dem Kolben 7 der Kolben-Zylinder-Einrichtung 4 variiert. Über die mechanische Kopplung 14 wird die Position des Kolbens 7 der Kolben-Zylinder-Einrichtung 4 auf die Positionsregelventileinheit 10 zurückgemeldet und die Betätigung der beiden Hydraulikmaschinen 2 und 3 geregelt durchgeführt. The actuating force of the proportional solenoid 12 acts a spring force of a spring device 13 contrary, the spring force in response to a mechanical coupling of the spring means 13 with the piston 7 the piston-cylinder device 4 varied. About the mechanical coupling 14 becomes the position of the piston 7 the piston-cylinder device 4 on the position control valve unit 10 reported back and the operation of the two hydraulic machines 2 and 3 regulated.

Ist die im Bereich des Proportionalmagneten 12 erzeugte Stellkraft größer als die am Ventilschieber der Positionsregelventileinheit 10 angreifende Federkraft der Federeinrichtung 13, wird der im Bereich der Hydraulikmaschinen 2, 3 vorliegende Druck bzw. Hochdruck in der in 1 gezeigten Stellung der Hochdruckregelventileinheit 11 in den zweiten Kolbenraum 13A der Kolben-Zylinder-Einrichtung 4 geführt, während Hydraulikfluid aus dem ersten Kolbenraum 12A über die Positionsregelventileinheit 10 in einen drucklosen Bereich 15 bzw. einen Tank abgelassen wird.Is that in the range of the proportional magnet 12 generated force greater than that on the valve spool of the position control valve unit 10 engaging spring force of the spring device 13 , which is in the field of hydraulic machines 2 . 3 present pressure or high pressure in the in 1 shown position of the high pressure control valve unit 11 in the second piston chamber 13A the piston-cylinder device 4 guided while hydraulic fluid from the first piston chamber 12A via the position control valve unit 10 in a pressureless area 15 or a tank is drained.

Dies führt dazu, dass der Kolben 7 ausgehend von der in 1 dargestellten Position gemeinsam mit der Kolbenstange 8 verschoben wird und das Volumen des ersten Kolbenraumes 12A verkleinert und das Volumen des zweiten Kolbenraumes 13A vergrößert wird. Die Verstellung der Kolbenstange 8 führt dazu, dass das Fördervolumen der als Pumpe betriebenen ersten Hydraulikmaschine 2 vergrößert wird und das Fördervolumen der als Motor betriebenen zweiten Hydraulikmaschine 3 entsprechend verringert wird. Entspricht die im Bereich des Proportionalmagneten 12 erzeugte Kraft der Federkraft der Federeinrichtung 13 ist die Position des Kolbens 7 eingeregelt.This causes the piston 7 starting from the in 1 shown position together with the piston rod 8th is shifted and the volume of the first piston chamber 12A reduced and the volume of the second piston chamber 13A is enlarged. The adjustment of the piston rod 8th causes the delivery volume of the pump operated as the first hydraulic machine 2 is increased and the delivery volume of operated as a motor second hydraulic machine 3 is reduced accordingly. Corresponds to those in the range of the proportional magnet 12 generated force of the spring force of the spring device 13 is the position of the piston 7 adjusted.

Die jeweilige Position der Verstellung der Kolben-Zylinder-Einrichtung 4 bestimmt jeweils das Übersetzungsverhältnis zwischen den Schluckvolumina der jeweils als Pumpe betriebenen Hydraulikmaschine 2 oder 3 und der jeweils als Motor betriebenen Hydraulikmaschine 3 oder 2. Ist die aus den beiden Hydraulikmaschinen 2 und 3 gebildete Hydrostateinrichtung an ein sekundär gekoppeltes Leistungsverzweigungsgetriebe angebaut, wird damit die Fahrgeschwindigkeit eines mit diesem Getriebe ausgeführten Fahrzeuges stufenlos verstellt bzw. geregelt.The respective position of the adjustment of the piston-cylinder device 4 determines in each case the transmission ratio between the displacement volumes of each operated as a pump hydraulic machine 2 or 3 and each operated as a motor hydraulic machine 3 or 2 , Is that from the two hydraulic machines 2 and 3 built hydrostatic device attached to a secondarily coupled power split transmission, so that the driving speed of a running with this gearbox vehicle is continuously adjusted or regulated.

Über die der Positionsregelventileinheit 10 nachgeschaltete Hochdruckregelventileinheit 11 sind zwei Funktionen darstellbar. Die erste Funktion ist eine so genannte Druckabschneidung, während die zweite Funktion eine stufenlose Hochdruckregelung über den gesamten Betriebsbereich bei entsprechender Ansteuerung der Hochdruckregelventileinheit 11 ist. Zur Umsetzung der beiden Funktionen ist die Hochdruckregelventileinheit 11 mit zwei Steuerflächen 16 und 17 ausgebildet, wobei auf die kleinere Steuerfläche 17 der Hochdruck der Hydraulikmaschinen 2 und 3 wirkt, während an der größeren Steuerfläche 16, die vorliegend über ein nicht näher dargestelltes Steuerdruckregelventil proportional ansteuerbar ist, ein Steuerdruck anlegbar ist, der einer Federkraft einer Federeinrichtung 18 der Hochdruckregelventileinheit 11 entgegenwirkt.About the position control valve unit 10 downstream high-pressure control valve unit 11 Two functions can be displayed. The first function is a so-called pressure cut-off, while the second function is a continuous high-pressure control over the entire operating range with appropriate control of the high-pressure control valve unit 11 is. To implement the two functions is the high-pressure control valve unit 11 with two control surfaces 16 and 17 formed, taking on the smaller control surface 17 the high pressure of the hydraulic machines 2 and 3 acts while at the larger control surface 16 , The present case via a control pressure control valve, not shown in detail is controllable, a control pressure can be applied, the spring force of a spring device 18 the high pressure control valve unit 11 counteracts.

Alternativ hierzu besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Hochdruckregelventileinheit 11 über einen in 2 dargestellten Proportionalmagneten 19 in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise zu betätigen.Alternatively, however, it is also possible, the high-pressure control valve unit 11 about one in 2 shown proportional magnet 19 in the manner described in more detail below.

Ziel der Druckabschneidefunktion ist es, dass die Druckbegrenzung nur in Notfällen im Bereich von Hochdruckbegrenzungsventilen 20 und 21 begrenzt wird und Hydraulikfluid im Bereich der Hochdruckbegrenzungsventile 20 und 21 von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite abspritzt. Bei einer Druckbegrenzung über die Hochdruckbegrenzungsventile 20 und 21 treten Verlustleistungen auf, die das aus den beiden Hydraulikmaschinen 2 und 3 bestehende Hydrostatgetriebe sehr schnell überhitzen und die einen Kraftstoffverbrauch einer vorzugsweise als Brennkraftmaschine ausgeführten Antriebsmaschine eines mit dem CVT-Getriebe ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges unnötig erhöhen.The aim of the pressure cut function is that the pressure limit only in emergencies in the field of high pressure relief valves 20 and 21 is limited and hydraulic fluid in the field of high pressure relief valves 20 and 21 from the high pressure side to the low pressure side. At a pressure relief via the high-pressure relief valves 20 and 21 The power losses occur from the two hydraulic machines 2 and 3 Existing hydrostatic transmissions overheat very quickly and unnecessarily increase the fuel consumption of a preferably designed as an internal combustion engine prime mover running with the CVT transmission vehicle drive train.

Die Hochdruckbegrenzungsventile 20 und 21 sind in erster Linie zur Systemabsicherung während hochdynamischer Laständerungen vorgesehen, da diese mit einer kürzeren Ansprechzeit als die Ventileinrichtung 9 bzw. die Hochdruckregelventileinheit 11 ausgeführt sind. Damit werden unerwünschte Beschädigungen im hydraulischen System der Vorrichtung 1 vermieden, die durch die Ventileinrichtung 9 alleine aufgrund des langsameren Ansprechverhaltens nicht verhinderbar sind.The high pressure relief valves 20 and 21 are primarily intended for system protection during highly dynamic load changes, since these have a shorter response time than the valve device 9 or the high-pressure control valve unit 11 are executed. This will cause unwanted damage in the hydraulic system of the device 1 avoided by the valve device 9 alone can not be prevented due to the slower response.

Über die Druckabschneidefunktion der Hochdruckregelventileinheit 11 soll ein maximaler Hochdruck im Bereich der Hydraulikmaschinen 2 und 3 auf ein geringeres Druckniveau als der Öffnungsdruck der Hochdruckbegrenzungsventile 20, 21 begrenzt werden. Liegt die Ansprechgrenze der Hochdruckbegrenzungsventile 20, 21 beispielsweise bei 500 bar, wird die mit Hochdruck beaufschlagte kleine Steuerfläche 17 vorzugsweise derart ausgelegt, dass die Federeinrichtung 18 der Hochdruckregelventileinheit 11 bei etwa 460 bar überdrückt wird und damit das Hydraulikfluid über den dann im Bereich der Hochdruckregelventileinheit 11 vorliegenden Kurzschluss zwischen den Kolbenräumen 12A und 13A verschiebbar ist.About the pressure cut-off function of the high-pressure control valve unit 11 should a maximum high pressure in the field of hydraulic machines 2 and 3 to a lower pressure level than the opening pressure of the high pressure relief valves 20 . 21 be limited. Is the response limit of the high-pressure relief valves 20 . 21 For example, at 500 bar, the high-pressure small control surface 17 preferably designed such that the spring device 18 the high pressure control valve unit 11 is suppressed at about 460 bar and thus the hydraulic fluid through the then in the range of high pressure control valve unit 11 present short circuit between the piston chambers 12A and 13A is displaceable.

Ab dem Ansprechzeitpunkt der Hochdruckregelventileinheit 11, ab dem der Kurzschluss zwischen den Kolbenräumen 12A und 13A vorliegt, wird die Abtriebsdrehzahl der jeweils als Motor betriebenen Hydraulikmaschine 2 oder 3 verringert bzw. dessen Schluckvolumen vergrößert. Gleichzeitig wird das Fördervolumen der jeweils als Pumpe betriebenen Hydraulikmaschine 3 oder 2 reduziert und damit die Leistungsaufnahme aufgrund der im Bereich der Hydraulikmaschinen 2 und 3 aus dem anliegenden Druck resultierenden und an der Kolbenstange 8 angreifenden Eigenstellkräften der Hydraulikmaschinen 2 und 3 unabhängig von einem Betriebszustand der Positionsregelventileinheit 10 herabgesetzt. Die Druckabschneidung wird über die Vorrichtung 1 über den gesamten Betriebsbereich eines CVT-Getriebes, d. h. über alle Fahrbereiche, zur Verfügung gestellt, womit der Druck im Bereich der Hydraulikmaschinen 2, 3 bzw. im gesamten System auch ohne zusätzliche Ansteuerung der Hochdruckregelventileinheit 11 im Bereich der größeren Steuerfläche 16 oder ohne Betätigung über den Proportionalmagneten 19 auf den Maximalwert von 460 bar begrenzt wird.From the response time of the high-pressure control valve unit 11 , from which the short circuit between the piston chambers 12A and 13A is present, the output speed of each operated as a motor hydraulic machine 2 or 3 decreases or increases its swallowing volume. At the same time the delivery volume of each operated as a pump hydraulic machine 3 or 2 reduces and thus the power consumption due to in the field of hydraulic machines 2 and 3 resulting from the applied pressure and on the piston rod 8th attacking eigenstell forces of hydraulic machines 2 and 3 regardless of an operating state of the position control valve unit 10 reduced. The pressure cut is over the device 1 over the entire operating range of a CVT transmission, ie over all driving ranges, provided, whereby the pressure in the range of the hydraulic machines 2 . 3 or in the entire system without additional control of the high-pressure control valve unit 11 in the area of the larger control area 16 or without actuation via the proportional magnet 19 is limited to the maximum value of 460 bar.

Über den im Bereich der größeren Steuerfläche 16 der Hochdruckregelventileinheit 11 anlegbaren proportionalen Steuerdruck, der dem an der kleineren Steuerfläche 17 anliegenden Hochdruck der Hydraulikmaschinen 2 und 3 überlagert ist, ist der Ansprechzeitpunkt der Hochdruckregelventileinheit 11 betriebszustandsabhängig und anforderungsgemäß variierbar und der im System maximal erreichbare Hochdruck geregelt einstellbar. Ziel dieser Hochdruckregelung ist eine stufenlose Hochdruckeinstellung im System, mit der ein Fahrzeug mit einer stufenlosen Zugkrafteinstellung betreibbar ist.About in the area of the larger control surface 16 the high pressure control valve unit 11 applicable proportional control pressure, that of the smaller control surface 17 adjacent high pressure of the hydraulic machines 2 and 3 is superimposed, is the response time of the high-pressure control valve unit 11 Operating state-dependent and according to requirements variable and the maximum achievable in the system high pressure adjustable adjustable. The aim of this high pressure control is a continuously variable high pressure setting in the system, with which a vehicle with a stepless tension adjustment is operable.

Entspricht das Flächenverhältnis zwischen den Steuerflächen 16 und 17 der Hochdruckregelventileinheit 11 etwa 100:3,9, entspricht ein Hochdruck von etwa 100 bar in etwa einem Steuerdruck im Bereich der größeren Steuerfläche 16 von 3,9 bar. Mit einem maximalen Steuerdruck von 18 bar im Bereich der größeren Steuerfläche 16 ist der Hochdruck im System über den gesamten Betriebsbereich der Vorrichtung 1 beeinflussbar, wobei der Maximalwert der Druckabschneidefunktion in drucklosem Zustand der größeren Steuerfläche 16 auf 460 bar eingestellt ist. Mit steigendem Steuerdruck im Bereich der größeren Steuerfläche 16 spricht die Hochdruckregelventileinheit 11 bei bereits niedrigeren Druckwerten an, wobei jeweils eine Erhöhung von etwa 3,9 bar des Steuerdruckes eine Veränderung des Anspruchverhaltens der Hochdruckregelventileinheit 11 um ca. 100 bar zur Folge hat.Corresponds to the area ratio between the control surfaces 16 and 17 the high pressure control valve unit 11 about 100: 3.9, corresponds to a high pressure of about 100 bar in about a control pressure in the area of the larger control surface 16 of 3.9 bar. With a maximum control pressure of 18 bar in the area of the larger control surface 16 is the high pressure in the system over the entire operating range of the device 1 influenced, wherein the maximum value of the Druckabschneidefunktion in unpressurized state of the larger control surface 16 is set to 460 bar. With increasing control pressure in the area of the larger control surface 16 speaks the high pressure control valve unit 11 at already lower pressure values, in each case an increase of about 3.9 bar of the control pressure, a change in the behavior of the high-pressure control valve unit 11 about 100 bar result.

Sind beide proportionale Funktionen, d. h. die stufenlose Fördermengen und auch die Hochdruckregelung überlagert, ist damit die Leistungsaufnahme der die beiden Hydraulikmaschinen 2 und 3 umfassenden Hydrostateinrichtung einstellbar.If both proportional functions, ie the stepless flow rates and also the high-pressure control superimposed, is thus the power consumption of the two hydraulic machines 2 and 3 comprehensive hydrostatic device adjustable.

Bei entsprechender proportionalmagnetseitiger Betätigung der Positionsregelventileinheit 10 wird in allen Übersetzungsbereichen des CVT-Getriebes jeweils die Fördermenge der als Pumpe betriebenen Hydraulikmaschine 2 oder 3 vergrößert. Wird die Hochdruckregelventileinheit 11 durch entsprechend hohe Steuerdrücke im Bereich der Steuerfläche 17 und der Steuerfläche 16 betätigt, d. h. der Ventilschieber der Hochdruckregelventileinheit 11 wirkt entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 18 aus der in 1 und 2 dargestellten Position in Richtung seiner zweiten Endposition verstellt, verringert sich das Fördervolumen der als Pumpe betriebenen Hydraulikmaschine 2 oder 3. Aufgrund des im Bereich der Hochdruckregelventileinheit 11 herstellbaren Kurzschlusses zwischen den Kolbenräumen 12A und 13A ist die Lage- und Druckregelung in allen Übersetzungsbereichen und nahezu den gesamten Betriebsbereich eines CVT-Getriebes ohne Einschränkung bei gleichzeitig geringen Verlusten durchführbar.With appropriate proportional solenoid side actuation of the position control valve unit 10 In each of the transmission ranges of the CVT transmission, the flow rate of the hydraulic machine operated as a pump is determined 2 or 3 increased. Will the high pressure control valve unit 11 by correspondingly high control pressures in the area of the control surface 17 and the control surface 16 operated, ie the valve spool of the high pressure control valve unit 11 acts against the spring force of the spring device 18 from the in 1 and 2 adjusted position shown in the direction of its second end position, the delivery volume of the hydraulic machine operated as a pump is reduced 2 or 3 , Due to in the range of high pressure control valve unit 11 producible short circuit between the piston chambers 12A and 13A is the position and pressure control in all gear ratios and almost the entire operating range of a CVT gearbox without restriction at the same time low losses feasible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
22: erste Hydraulikmaschinefirst hydraulic machine
33: zweite Hydraulikmaschinesecond hydraulic machine
44: Kolben-Zylinder-EinrichtungPiston-cylinder device
5, 65, 6: Achseaxis
77: Kolbenpiston
7A7A: Wirkflächeeffective area
7B7B: weitere Wirkflächeadditional effective area
88th: Kolbenstangepiston rod
99: Ventileinrichtungvalve means
1010: PositionsregelventileinheitPosition control valve unit
1111: HochdruckregelventileinheitHigh-pressure control valve unit
1212: Proportionalmagnetproportional solenoid
12A12A: erster Kolbenraum der Kolben-Zylinder-Einrichtungfirst piston chamber of the piston-cylinder device
1313: Federeinrichtungspring means
13A13A: zweiter Kolbenraum der Kolben-Zylinder-Einrichtungsecond piston chamber of the piston-cylinder device
1414: mechanische Kopplungmechanical coupling
1515: druckloser Bereich, Tanknon-pressurized area, tank
1616: größere Steuerflächelarger control surface
1717: kleinere Steuerflächesmaller control surface
1818: Federeinrichtungspring means
1919: Proportionalmagnetproportional solenoid
20, 2120, 21: HochdruckbegrenzungsventilHigh-pressure relief valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2009/047041 A1 [0002]
DE 102009045510 [0011]

Claims

Contraption ( 1 ) for varying the stroke volumes of a first hydraulic machine ( 2 ) and a second hydraulic machine ( 3 ), which are designed as oblique-axis piston machines and their displacement in each case in response to pivot positions of a double-acting piston-cylinder device ( 4 ) jointly adjustable axes ( 5 . 6 ) of hydraulic machines ( 2 . 3 ), wherein at least one piston ( 7 ) of the piston-cylinder device ( 4 ) with the axes ( 5 . 6 ) of hydraulic machines ( 2 . 3 ) operatively connected in dependence on a driver-side power requirement via a position control valve unit ( 10 ) and a high pressure control valve unit ( 11 ) a valve device ( 9 ) in the region of a piston chamber ( 12A ) limiting effective area ( 7A ) with one in the field of hydraulic machines ( 2 . 3 ) present hydraulic pressure corresponding and in a first adjustment direction of the axes ( 5 . 6 ) of hydraulic machines ( 2 . 3 ) Acting pressures can be acted upon, the pressure in the range of hydraulic machines ( 2 . 3 ) via the position control valve unit ( 10 ) adjustable and via the high-pressure control valve unit ( 11 ) of the valve device ( 9 ) is finely regulated, and wherein the piston ( 7 ) via the valve device ( 9 ) in the region of a further piston space ( 13A ) limiting further effective area ( 7B ) in the field of hydraulic machines ( 2 . 3 ) present hydraulic pressure corresponding and in a second adjustment direction of the axes ( 5 . 6 ) of hydraulic machines ( 2 . 3 ) Acting pressures can be acted upon, characterized in that the piston chambers ( 12A . 13A ) in the area of the high-pressure control valve unit ( 11 ) can be connected to one another depending on the operating state.

Device according to claim 1, characterized in that the active surfaces ( 7A . 7B ) of the piston ( 7 ) are the same size.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the high-pressure control valve unit ( 11 ) in the area of a control surface ( 17 ) of a valve spool with the in the range of hydraulic machines ( 2 . 3 ) pressure can be acted upon, the one acting on the valve spool control force, preferably a spring force of a spring device ( 13 ), which in the field of hydraulic machines ( 2 . 3 ) present pressure sets in dependence of the control force.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the field of hydraulic machines ( 2 . 3 ) present pressure by means of a on the high-pressure control valve unit ( 11 ) which can be varied to be applied to the valve slide of the high-pressure control valve unit ( 11 ) counteracts acting spring force.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the further control force by means of a proportional magnet ( 19 ) is available.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the further control force by means of a on another control surface ( 16 ) of the valve spool of the high-pressure control valve unit ( 11 ) can be generated applicable proportional control pressure.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the piston chamber ( 12A ) and the further piston space ( 13A ) of the piston-cylinder device ( 4 ) via the valve device ( 9 ) alternately with the pressure sides of the hydraulic machines ( 2 . 3 ) or an area ( 15 ) are brought into connection whose pressure during operation of the hydraulic machines ( 2 . 3 ) is smaller than in the area of the pressure sides of the hydraulic machines ( 2 . 3 ).

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the position control valve unit ( 10 ) via a proportional magnet ( 12 ) against a spring device ( 13 ) is adjustable.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the spring force of the spring device ( 13 ) of the position control valve unit ( 10 ) as a function of a mechanical coupling ( 14 ) of the spring device ( 13 ) with the piston ( 7 ) of the piston-cylinder device ( 4 ) varies.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the position control valve unit ( 10 ) is designed as a 4/2-way valve.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the high-pressure control valve unit ( 11 ) of the valve device ( 9 ) between the position control valve unit ( 10 ) and the piston chambers ( 12A . 13A ) of the piston-cylinder device ( 4 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the high-pressure control valve unit ( 11 ) is designed as a 4/2-way valve.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the region between the position control valve device ( 10 ) and the hydraulic machines ( 2 . 3 ) Pressure relief valves ( 20 . 21 ) are provided, by means of which a defined high pressure level in the field of hydraulic machines ( 2 . 3 ) is adjustable.