DE102010039351A1

DE102010039351A1 - Hydraulikvorrichtung einer Getriebeeinrichtung

Info

Publication number: DE102010039351A1
Application number: DE102010039351A
Authority: DE
Inventors: Anton Fritzer; Thilo Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2012-02-16

Abstract

Es wird eine Hydraulikvorrichtung (1) einer Getriebeeinrichtung mit einer mit einer variierbaren Förderleistung ausgeführten Verstellpumpe (2), die zum Variieren der Förderleistung im Bereich einer Verstelleinrichtung (3) mit einem Hydraulikdruck (p_B) baufschlagbar ist, beschrieben. Die Verstelleinrichtung (3) ist mit einer Ventileinrichtung (9) ausgebildet, in deren Bereich eine Druckrückführung (5) in Abhängigkeit einer Schaltstellung der Ventileinrichtung (9) über unterschiedliche Drosselquerschnitte mit einem Niederdruckbereich (12) verbindbar ist. Alternativ hierzu ist die Ventileinrichtung über einen über die Druckrückführung anliegenden Hydraulikdruck betätigbar, wobei die Verstelleinrichtung in Abhängigkeit des über die Druckrückführung anliegenden Hydraulikdrucks im Bereich einer ersten Wirkfläche mit einer Förderseite oder einer Saugseite der Verstellpumpe und im Bereich einer zweiten Wirkfläche mit der Saugseite oder der Förderseite der Verstellpumpe in Wirkverbindung bringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikvorrichtung einer Getriebeeinrichtung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der DE 10 2004 008 611 A1 ist ein Hydrauliksystem eines Getriebes für ein Fahrzeug mit einer mit einer variierbaren Förderleistung ausgeführten Verstellpumpe bekannt, deren Verstelleinrichtung zum Variieren der Förderleistung mit einem Vorsteuerdruck beaufschlagbar ist und mittels der ein veränderbarer Hydraulikfluidvolumenstrom zum bedarfsgerechten Versorgen verschiedener Verbraucher des Getriebes erzeugbar ist. Des Weiteren ist das Hydrauliksystem mit wenigstens zwei auf der Förderseite der Verstellpumpe angeordneten Druckkreisen ausgeführt, die bezüglich der pumpenseitigen Versorgung mit Hydraulikfluid unterschiedlich hoch priorisiert sind. Ein höher priorisierter Primärdruckkreis ist von der Verstellpumpe direkt mit Hydraulikfluid beaufschlagbar. Zum Begrenzen des Drucks des Primärdruckkreises ist zwischen der Förderseite der Verstellpumpe und einem niedriger priorisierten Sekundärdruckkreis ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, über das der Sekundärdruckkreis zuschaltbar ist. Zur betriebszustandsabhängigen Regelung der Förderleistung der Verstellpumpe ist eine Druckrückführung zwischen der Förderseite der Verstellpumpe und der Verstelleinrichtung der Verstellpumpe ausgebildet.
Im Bereich der Druckrückführung ist eine temperaturabhängige Blende vorgesehen, mittels der der von der Verstellpumpe geförderte Hydraulikfluidvolumenstrom in Abhängigkeit der Temperatur last- und volumenbedarfsgerecht anpassbar und variierbar ist.
Nachteilhafterweise ist die Verstellpumpe jedoch nicht in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebszustandes des Hydrauliksystems bzw. einer Getriebeeinrichtung über den gesamten Temperaturbetriebsbereich mit einer gewünscht hohen Dynamik und geringer Förderaufnahmeleistung der Verstellpumpe verstellbar, da eine hohe Verstelldynamik nur durch einen hohen Leckage-Fluidvolumenstrom im Bereich der Druckrückführung erreichbar ist. Eine geringe Förderaufnahmeleistung liegt jedoch nur bei einem geringen Leckage-Fluidvolumenstrom im Bereich der Druckrückführung vor, der die gewünscht hohe Verstelldynamik begrenzt. Dieser Widerspruch ist jedoch mit dem vorgeschlagenen temperaturabhängig variierenden Blendendurchmesser nicht auflösbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels welcher eine Förderleistung einer Verstellpumpe über den gesamten Betriebsbereich mit hoher Dynamik verstellbar ist und mittels der eine Getriebeeinrichtung mit im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit höherem Wirkungsgrad betreibbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Hydraulikvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Hydraulikvorrichtung einer Getriebeeinrichtung einer mit einer variierbaren Förderleistung ausgeführten Verstellpumpe, die zum Variieren der Förderleistung im Bereich einer Verstelleinrichtung mit einem Hydraulikdruck beaufschlagbar ist, und mit wenigstens zwei auf der Förderseite der Verstellpumpe angeordneten Druckkreisen, die bezüglich der pumpenseitigen Versorgung mit Hydraulikfluid unterschiedlich hoch priorisiert sind, ist zwischen einem höher priorisierten Druckkreis und einem niedriger priorisierten Druckkreis zum Begrenzen des Drucks des höher priorisierten Druckkreises ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, über das der niedriger priorisierte Druckkreis zuschaltbar ist.
Zur betriebszustandsabhängigen Einstellung der Förderleistung der Verstellpumpe ist eine Druckrückführung stromab der Förderseite der Verstellpumpe in Richtung der Verstelleinrichtung der Verstellpumpe vorgesehen. Die Verstelleinrichtung ist mit einer Ventileinrichtung ausgebildet, in deren Bereich die Druckrückführung in Abhängigkeit einer Schaltstellung der Ventileinrichtung über unterschiedliche Drosselquerschnitte mit einem Niederdruckbereich verbindbar ist oder die über einen über die Druckrückführung anliegenden Hydraulikdruck betätigbar ist, wobei die Verstelleinrichtung in Abhängigkeit des über die Druckrückführung anliegenden Hydraulikdrucks im Bereich einer ersten Wirkfläche mit der Förderseite oder einer Saugseite der Pumpeneinrichtung und im Bereich einer zweiten Wirkfläche mit der Saugseite oder der Förderseite der Pumpeneinrichtung in Wirkverbindung bringbar ist.
Mittels der zusätzlichen Ventileinrichtung der Verstelleinrichtung ist einerseits eine Umschaltung zwischen zwei verschiedenen Blendendurchmessern möglich, über die unterschiedlich hohe Leckage-Volumenströme im Bereich der Druckrückführung darstellbar sind. Während eines statischen Betriebes einer Getriebeeinrichtung, in dem die Getriebeeinrichtung im Vergleich zu einem dynamischen Betrieb mehrheitlich betrieben wird, ist eine verbrauchsoptimale Regelung der Fördermenge der Verstellpumpe mit geringem Leckage-Fluidvolumenstrom im Bereich der Druckrückführung sowie geringer Förderaufnahmeleistung der Verstellpumpe möglich. Im dynamischen Betrieb der Getriebeeinrichtung, in der ein hoher Hydraulikfluidvolumenbedarf vorliegt, ist eine schnelle dynamische Regelung der Förderleistung der Verstellpumpe bei hohem Leckage-Volumenstrom im Bereich der Druckrückführung bei im Vergleich zum statischen Betrieb höherer Förderaufnahmeleistung der Verstellpumpe möglich. Damit ist die Anforderung an eine hohe Verstelldynamik im Bereich der Verstellpumpe bei im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen geringerer Leistungsaufnahme im Bereich der Verstellpumpe über den gesamten Betriebsbereich situationsabhängig mit konstruktiv geringem Mehraufwand bei gleichzeitig geringem Steuer- und Regelaufwand erfüllt.
Wird die Ventileinrichtung über den über die Druckrückführung anliegenden Hydraulikdruck betätigt und die Verstelleinrichtung in Abhängigkeit des über die Druckrückführung an der Ventileinrichtung anliegenden Hydraulikdrucks im Bereich einer ersten Wirkfläche mit der Förderseite oder einer Saugseite der Pumpeneinrichtung und im Bereich einer zweiten Wirkfläche mit der Saugseite oder der Förderseite der Pumpeneinrichtung in Wirkverbindung gebracht, ist nur ein kleiner Überschussvolumenstrom im Bereich der Druckrückführung als Steuerstrom auf die als Regelventil ausgeführte Ventileinrichtung zur Betätigung der Verstellpumpe erforderlich. D. h., dass ein kleiner Steuerstrom ausreicht, um die Verstellpumpe mit hoher Dynamik und hoher Verstellkraft, die direkt vom Pumpendruck entnommen wird, bei im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit gleichzeitig verringerter Leistungsaufnahme zu betätigen.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Hydraulikvorrichtung 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.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Hydraulikvorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1 ein stark schematisiertes Schaltschema einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hydraulikvorrichtung mit drei unterschiedlich hoch priorisierten Druckkreisen und einer Druckrückführung;
2 eine 1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Hydraulikvorrichtung;
3 ein Schaltschema eines weiteren Ausführungsbeispieles der Hydraulikvorrichtung, bei welcher eine Ventileinrichtung einer Verstelleinrichtung einer Verstellpumpe als Regelventil ausgeführt ist; und
4 eine 3 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hydraulikvorrichtung.
1 zeigt ein Schaltschema einer Hydraulikvorrichtung 1 einer nicht näher gezeigten Getriebeeinrichtung für ein Fahrzeug. Die Hydraulikvorrichtung 1 umfasst eine mit einer variierbaren Förderleistung ausgeführte Verstellpumpe 2, die zum Variieren der Förderleistung im Bereich einer Verstelleinrichtung 3 mit einem Hydraulikdruck p_B beaufschlagbar ist. Auf der Förderseite der Verstellpumpe 2 sind zwei Druckkreise PK und SK angeordnet, die bezüglich der pumpenseitigen Versorgung mit Hydraulikfluid unterschiedlich hoch priorisiert sind. Zwischen dem höher priorisierten Druckkreis PK bzw. dem Primärdruckkreis und dem niedriger priorisierten Druckkreis SK bzw. dem Sekundärdruckkreis ist zum Begrenzen des Drucks p_PK des Primärdruckkreises PK ein Druckbegrenzungsventil 4 vorgesehen, über das der niedriger priorisierte Sekundärdruckkreis SK zuschaltbar ist bzw. in dessen Bereich der Primärdruckkreis PK mit dem Sekundärdruckkreis SK verbindbar ist. Im Bereich einer Schnittstelle S1 werden Verbraucher vom Primärdruckkreis PK mit dem Druck p_PK versorgt und betriebszustandsabhängig betätigt.
Zur anforderungsgemäßen Einstellung der Förderleistung der Verstellpumpe 2 ist stromab der Förderseite der Verstellpumpe 2 eine Druckrückführung 5 vorgesehen, die im Bereich des Druckbegrenzungsventils 4 in Richtung der Verstelleinrichtung 3 der Verstellpumpe 2 abzweigt. Des Weiteren ist stromab des Druckbegrenzungsventils 4 ein Ventil 6 vorgesehen, in dessen Bereich ein Volumenstrom q_KS eines dritten Druckkreises TK bzw. eines Kühl- und Schmierölkreislaufes einstellbar ist.
Die Verstellpumpe 2 ist vorliegend als Flügelzellenpumpe ausgebildet, deren Verstellring 7 im Bereich einer Wirkfläche 26 mit dem über die Druckrückführung 5 anliegenden Druck p_B entgegen einer im Bereich einer weiteren Wirkfläche 25 angreifenden Federeinrichtung 8 beaufschlagbar ist. Die Verstellpumpe 2 kann in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch eine andere geeignete konstruktive Pumpenausführung mit verstellbarem Fördervolumen aufweisen.
Die Federkraft der Federeinrichtung 8 liegt derart an dem Verstellring 7 der Verstellpumpe 2 an, dass die Verstellpumpe 2 bei geringem Hydraulikdruck p_B der Druckrückführung 5 in Richtung hoher Förderleistungen verschwenkt wird, wobei bei hohen Druckwerten des Hydraulikdrucks p_B die Verstellpumpe 2 bzw. deren Förderleistung entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 8 zunehmend reduziert wird.
Stromauf der Verstellpumpe 2 zweigt von der Druckrückführung 5 eine Leitung L1 in Richtung einer Ventileinrichtung 9 der Verstelleinrichtung 3 ab, wobei die Druckrückführung 5 über die Leitung L1 in Abhängigkeit einer Schaltstellung der Ventileinrichtung 9 über eine erste Blende 10 oder eine zweite Blende 11 mit einem Niederdruckbereich 12 verbunden wird, der vorliegend der Ölsumpf der Getriebeeinrichtung ist. Die bei der Ausführung der Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 1 als Schaltventil ausgeführte Ventileinrichtung 9 wird im Bereich einer Wirkfläche 13 entgegen einer Federeinrichtung 14 von einem Vorsteuerdruck p_VS15 eines Druckstellers 15 beaufschlagt, wobei die Leitung L1 in der in 1 dargestellten Schaltstellung der Ventileinrichtung 9 über die erste Blende 10 mit dem Niederdruckbereich 12 verbunden ist.
Wird die Ventileinrichtung 9 bzw. dessen Ventilschieber 27 durch den Vorsteuerdruck p_VS15 des Druckstellers 15 entgegen der Federeinrichtung 14 ausgehend von seiner ersten Schaltstellung in seine umgeschobene zweite Schaltstellung verbracht, ist die Leitung L1 über die zweite Blende 11 mit dem Niederdruckbereich 12 verbunden. Der Blendendurchmesser der ersten Blende 10 ist vorliegend größer als der Blendendurchmesser der zweiten Blende 11, womit bei geöffneter erster Blende 10 über die Leitung L1 ein größerer Leckage-Volumenstrom in Richtung des Niederdruckbereiches 12 aus der Druckrückführung 5 abfließt als dies bei ventileinrichtungsseitiger Freigabe der zweiten Blende 11 der Fall ist.
Um eine mit der Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 1 ausgeführte Getriebeeinrichtung mit hohem Wirkungsgrad über deren gesamten Betriebsbereich betreiben zu können und gleichzeitig die Verstellpumpe 2 mit einer hohen Verstelldynamik bezüglich ihrer Förderleistung zur Verfügung stellen zu können, wird die Ventileinrichtung 9 im statischen Betrieb der Getriebeeinrichtung bzw. eines mit der Getriebeeinrichtung ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges, während welchem über die Hydraulikvorrichtung 1 ein geringer Hydraulikfluidvolumenstrom zur Verfügung zu stellen ist, in seine zweite Schaltstellung verbracht, in der die Leitung L1 über die kleinere Blende bzw. die zweite Blende 11 mit dem Niederdruckbereich 12 verbunden ist.
Während eines dynamischen Betriebszustandswechsels, während welchem über die Hydraulikvorrichtung 1 bzw. dessen Verstellpumpe 2 innerhalb kurzer Zeit ein hoher Hydraulikfluidvolumenstrom zur Verfügung zu stellen ist, wird die Ventileinrichtung 9 in die in 1 dargestellte Schaltstellung verbracht und die Leitung L1 über die erste größere Blende 10 mit dem Niederdruckbereich 12 verbunden. Dann fließt über die Leitung L1 ein höherer Leckage-Fluidvolumenstrom in Richtung des Niederdruckbereiches 12 ab und der im Bereich der Verstelleinrichtung 3 bzw. der am Verstellring 7 anliegende Druck p_B sinkt mit höherem Gradienten als bei geöffneter zweiter Blende 11 auf ein Niveau ab, auf dem die Verstellpumpe 2 von der Federeinrichtung 8 entgegen dem Druck p_B in Richtung höherer Förderleistungen verschwenkt wird.
Damit wird mit konstruktiv geringem Aufwand sowohl eine betriebszustandsabhängige dynamische Verstellung des Volumenstroms der Verstellpumpe 2 erzielt und während eines statischen Betriebes eine den Wirkungsgrad einer Getriebeeinrichtung nur unwesentlich beeinträchtigende, möglichst kleine Förderleistung der Verstellpumpe 2 erreicht und die Getriebeeinrichtung ist insgesamt mit höherem Wirkungsgrad betreibbar.
Grundsätzlich wird mit der Hydraulikvorrichtung 1 ein maximales Verbrauchseinsparungspotential erreicht, da im statischen Betrieb einer Getriebeeinrichtung, d. h. insbesondere bei konstanter Abtriebsdrehzahl, im Wesentlichen konstantem Hauptdruck p_PK im Primärdruckkreis PK, einem Betrieb der Getriebeeinrichtung, während dem in der Getriebeeinrichtung keine Schaltung durchgeführt wird, oder einem Betriebszustandsverlauf eines Fahrzeugantriebsstranges, während dem im Wesentlichen keine einen hohen Hydraulikfluidvolumenbedarf verursachende Aktionen in der Getriebeeinrichtung durchgeführt werden, nur ein sehr kleiner Leckage-Volumenstrom im Bereich der Druckrückführung 5 eingestellt wird. Daraus resultiert, dass bei Erreichen des notwendigen primären und sekundären Druckniveaus die Verstellpumpe 2 in die Reduzierstellung des Fördervolumenstroms übergeht.
Eine optimal reduzierte Pumpenaufnahmeleistung wird dadurch erreicht, dass außer dem Leckage-Fluidvolumenbedarf ausgehend von der Druckrückführung 5 in Richtung des Niederdruckbereiches 12 auch der Bedarf im Bereich des Sekundärdruckkreises SK der Hydraulikvorrichtung 1 auf ein Minimum absinkt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Kühl- und Schmierölbedarf im dritten Druckkreis TK bei geringen Getriebelasten minimal ist.
Um den über die Druckrückführung 5 an der Verstelleinrichtung 3 anliegenden Hydraulikdruck p_B auf einen Maximalwert, oberhalb dem eine Funktionsweise der Verstellpumpe 2 unter Umständen irreversibel beeinträchtigt wird, zu begrenzen, ist stromauf der Verstellpumpe 2 bzw. des Verstellrings 7 ein Druckbegrenzungsventil 16 vorgesehen, welches vorliegend als Rückschlagventil ausgebildet ist und ab einer vordefiniert eingestellten Druckschwelle öffnet, wobei die Druckrückführung 5 bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil 16 in diesem Bereich nahezu ungedrosselt mit dem Niederdruckbereich 12 verbunden ist.
Sowohl das Druckbegrenzungsventil 4 als auch das als eine Kombination aus einem Druckbegrenzungsventil und einem Druckminderventil ausgeführte Ventil 6 sind mit dem im Bereich des Druckstellers 15 einstellbaren Vorsteuerdruck p_VS15 in der in 1 dargestellten Art und Weise beaufschlagbar, womit der Druck p_PK im Primärdruckkreis PK und der Druck p_SK des Sekundärdruckkreises SK in Abhängigkeit des Vorsteuerdruckes p_VS15 einstellbar sind. Soll der Hydraulikfluidvolumenstrom q_KS im dritten Druckkreis TK unabhängig vom Vorsteuerdruck p_VS15 des Druckstellers 15 eingestellt werden, wird dem Ventil 6 ein separater Drucksteller 17 zugeordnet und mit dem dort einstellbaren Vorsteuerdruck p_VS17 beaufschlagt, wobei dann die Verbindung zwischen dem Ventil 6 und dem Drucksteller 15 getrennt ist.
Die Förderleistung der Verstellpumpe 2 ist bei dem Hydrauliksystem 1 gemäß 1 neben der Umschaltung der Ventileinrichtung 9 auch durch eine entsprechende Veränderung des Schmier- und Kühlölstromes q_KS im dritten Druckkreis TK variierbar, wobei beispielsweise bei Vorliegen einer Anforderung eines Betriebszustandswechsels in der Getriebeeinrichtung, zu dem über die Hydraulikvorrichtung 1 bzw. über die Verstellpumpe 2 eine höhere Hydraulikfluidmenge zur Verfügung zu stellen ist, der Vorsteuerdruck p_VS15 bzw. p_VS17 angehoben wird und der Kühl- und Schmierölvolumenstrom q_KS erhöht wird. Dies führt dazu, dass mehr Hydraulikfluid aus dem Sekundärkreislauf SK über das Ventil 6 in Richtung des dritten Druckkreises TK geführt und weniger Hydraulikfluid in die Druckrückführung eingespeist wird sowie der Druck p_B absinkt. Die Verstellpumpe 2 verschwenkt dann in Richtung einer höheren Förderleistung.
Dabei erfolgt die Anhebung des Vorsteuerdruckes p_VS15 bzw. p_VS17 zu einem Zeitpunkt, zu dem der erhöhte Hydraulikfluidvolumenbedarf in der Getriebeeinrichtung aktuell noch nicht vorliegt, jedoch aufgrund der Anforderung für den Betriebszustandswechsel zukünftig mit hoher Wahrscheinlichkeit zu erwarten ist.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist es bei weiteren Varianten der vorbeschriebenen Vorgehensweise zum Anheben der Förderleistung der Verstellpumpe 2 der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbespiele der erfindungsgemäßen Hydraulikvorrichtung 1 in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles vorgesehen, dass in einem der Druckkreise PK, SK und/oder TK ein Hydraulikfluidverbraucher aktiviert und/oder ein Leckagefluidvolumenstrom in einem der Druckkreise oder gleichzeitig in mehreren der Druckkreise PK, SK und/ TK, vorzugsweise durch Beaufschlagen eines Verbrauchers mit Hydraulikfluid, wie einen leckagebehafteten Drucksteller, Anheben eines Kühlölvolumenstroms einer Anfahrkupplung oder eines Doppelkupplungssystems oder dergleichen, erhöht wird, wodurch der Hydraulikfluidvolumenstrom in der Druckrückführung 5 und auch der Druck p_B reduziert wird.
Wird der Betriebszustandswechsel in der Getriebeeinrichtung eingeleitet, wird der zuvor erhöhte Hydraulikfluidvolumenbedarf beispielsweise durch Deaktivieren des vorher zusätzlich aktivierten Verbrauchers abgesenkt und/oder durch Verringern des zuvor vergrößerten Leckagevolumenstromes reduziert, womit die im Bereich der Verstellpumpe 2 erhöhte Fördermenge vollständig für eine verzögerungsfreie Durchführung des angeforderten und durch einen erhöhten Hydraulikvolumenbedarf gekennzeichneten Betriebszustandswechsels, wie beispielsweise einen Übersetzungswechsel, während dem ein hydraulisch betätigbares Schaltelement in einen Kraftfluss der Getriebeeinrichtung durch Druckbeaufschlagung ausgehend vom Primärdruckkreis PK zuzuschalten ist, zur Verfügung steht.
Eine zweite Ausführungsform der Hydraulikvorrichtung 1 ist in 2 in einer 1 entsprechenden Darstellung gezeigt, wobei die zweite Ausführungsform der Hydraulikvorrichtung 1 im Wesentlichen der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform entspricht. Aus diesem Grund wird in der nachfolgenden Beschreibung lediglich auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen gemäß 1 und 2 eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionsweise der Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 2 auf die Beschreibung zu 1 verwiesen.
Die Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 2 ist im Bereich der Druckrückführung 5 ohne das Druckbegrenzungsventil 16 ausgeführt. Des Weiteren wird die Ventileinrichtung 9 der Verstelleinrichtung 3 nicht vom Drucksteller 15 sondern von einem im Bereich eines weiteren Druckstellers 18 einstellbaren Vorsteuerdruckes p_VS18 ausgehend von der in 2 dargestellten Schaltstellung in seine umgeschobene Schaltstellung verfahren, um die Druckrückführung 5 entweder über die erste Blende 10 oder die zweite Blende 11 mit dem Niederdruckbereich 12 zu verbinden.
Bei der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform der Hydraulikvorrichtung 1 ist die Ventileinrichtung 9 der Verstelleinrichtung 3 als Regelventil ausgeführt, das im Bereich einer ersten Wirkfläche 19 eines Ventilschiebers 27 der Ventileinrichtung 9 mit dem über die Druckrückführung 5 anliegenden Druck p_B entgegen einer Federeinrichtung 20 beaufschlagbar ist. Stromab der ersten Wirkfläche 19 des Ventilschiebers 27 der Ventileinrichtung 9 ist eine Drosseleinrichtung 21 vorgesehen, in deren Bereich der Druck p_B um einen definierten Faktor verringert wird, wobei der gegenüber dem Druck p_B gedrosselte Druck p_B21 an einer zweiten Wirkfläche 22 des Ventilschiebers 27 der Ventileinrichtung 9 angelegt wird, an der auch die Federeinrichtung 20 angreift. Des Weiteren ist stromab der Drosseleinrichtung 21 der Niederdruckbereich 12 vorgesehen, womit das über die Drosseleinrichtung 21 geführte Hydraulikfluid in Richtung des Niederdruckbereichs 12 als Leckage-Fluidvolumenstrom abfließt.
Die mit sieben Steuerkanten 91 bis 97 ausgeführte Ventileinrichtung 9 ist im Bereich der vierten Steuerkante 94 mit der Saugseite 23 der Verstellpumpe 2 und im Bereich der Steuerkanten 92 und 96 mit der Förderseite 24 der Verstellpumpe 2 gekoppelt. Die Wirkfläche 25 des Verstellrings 7 der Verstellpumpe 2, an der auch die Federeinrichtung 8 angreift, ist über die fünfte Steuerkante 95 der Ventileinrichtung 9 mit Druck beaufschlagbar, während im Bereich der weiteren Wirkfläche 26 des Verstellrings 7 ein der Federeinrichtung 8 entgegenwirkender Druck am Verstellring 7 der Verstellpumpe 2 über die dritte Steuerkante 93 der Ventileinrichtung 9 anlegbar ist.
In Abhängigkeit der jeweils am Ventilschieber 27 der Ventileinrichtung 9 angreifenden Gesamtkraftkomponente, die sich in Abhängigkeit des an der ersten Wirkfläche 19 anliegenden Betätigungsdruckes p_B, des an der zweiten Wirkfläche 22 anliegenden gedrosselten Druckes p_B21 und der Federkraft der Federeinrichtung 20 einstellt, ist die dritte Steuerkante 93 entweder mit der zweiten Steuerkante 92 oder der vierten Steuerkante 94 und die fünfte Steuerkante 95 mit der sechsten Steuerkante 96 oder der vierten Steuerkante 94 verbunden. Das bedeutet, dass in Abhängigkeit der Stellung des Ventilschiebers 27 die Wirkfläche 25 des Verstellrings 7 entweder mit dem Druck der Saugseite 23 oder dem Druck der Förderseite 24 der Verstellpumpe 2 beaufschlagt wird, während an der Wirkfläche 26 des Verstellrings 7 der Druck der Förderseite 24 oder der Druck der Saugseite 23 anliegt.
Im Gegensatz zu den beiden in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen der Hydraulikvorrichtung 1 wird der über die Druckrückführung 5 anliegende Hydraulikdruck p_B nicht direkt zur Verstellung der Förderleistung der Verstellpumpe 2 verwendet. Das über die Druckrückführung 5 fließende Hydraulikfluid stellt einen Steuerstrom für die Ventileinrichtung 9 dar, womit auf einfache Art und Weise die Möglichkeit besteht, den über die Druckrückführung 5 strömenden Hydraulikfluidvolumenstrom auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Die für die Verstellung der Verstellpumpe 2 erforderliche Gesamtverstellkraft, die am Verstellring 7 entgegen der Federeinrichtung 8 anzulegen ist, wird jeweils direkt von der Förderseite 24 der Verstellpumpe 2 entnommen bzw. über den von dort anliegenden Druck eingestellt, womit die Verstellpumpe 2 bei geringer Verlustleistung mit einer hohen Verstelldynamik betreibbar ist.
Die Druckrückführung 5 zweigt bei dem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Hydraulikvorrichtung 1 von einem dem Druckbegrenzungsventil 4 nachgeschalteten weiteren Druckbegrenzungsventil 28 ab, in dessen Bereich der Druck p_SK des Sekundärdruckkreises SK eingestellt wird. Mit steigendem Druck p_SK des Sekundärdruckkreises SK sinkt der Leckage-Ölfluss im Bereich der Druckrückführung 5 ab und die Förderleistung der Verstellpumpe 2 nimmt zu.
Der Druck p_SK des Sekundärdruckkreises SK wird dabei in der vorbeschriebenen Art und Weise bereits bei Vorliegen einer Anforderung eines Betriebszustandswechsels in der Getriebeeinrichtung, für den ein höherer Hydraulikfluidvolumenbedarf als der aktuell von der Verstellpumpe 2 zur Verfügung gestellte Hydraulikfluidvolumenstrom erwartet wird, durch entsprechendes Betätigen einer dem weiteren Druckbegrenzungsventil 28 nachgeschalteten zusätzlichen Ventileinheit 29 ausgehend von einem der Ventileinheit 29 zugeordneten Drucksteller 30 mit dem Vorsteuerdruck p_VS30 und einem damit einhergehenden Erhöhen des Schmier- und Kühlölstromes q_KS im dritten Druckkreis TK abgesenkt, womit die Verstellpumpe 2 aufgrund des reduzierten Drucks p_B in der Druckrückführung 5 und der entsprechenden Betätigung der Ventileinrichtung 9 in Richtung höherer Fördervolumina verstellt wird.
4 zeigt eine 3 entsprechende Darstellung einer vierten Ausführungsform der Hydraulikvorrichtung 1, welche sich nur teilweise von dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Hydraulikvorrichtung 1 unterscheidet, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung im Wesentlichen lediglich auf die Unterschiede zwischen der Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 4 und der Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 3 eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionsweise auf die Beschreibung zu 3 verwiesen wird.
Die Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 4 ist ohne das weitere Druckbegrenzungsventil 28 der Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 3 ausgeführt und die Ventileinrichtung 9 wird im Bereich der zweiten Wirkfläche 22 mit dem Vorsteuerdruck p_VS15 des Druckstellers 15, mit dem auch das Druckbegrenzungsventil 4 angesteuert wird, beaufschlagt, um den Druckraum 25 der Verstellpumpe 2 mit der Saugseite 23 oder der Förderseite 24 der Verstellpumpe 2 zu verbinden, während der weitere Druckraum 26 mit der Förderseite 24 oder der Saugseite 23 der Verstellpumpe 2 wirkverbunden ist. Bei sinkendem Hydraulikdruck p_B in der Druckrückführung 5 steigt die Fördermenge der Verstellpumpe 2 an.
Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Hydraulikvorrichtung 1 wird die Verstellpumpe 2 für eine Druckregelung im Sekundärdruckkreis SK und nicht der Pumpendruck im Bereich der Förderseite 24 selbst verwendet. Damit ist im Gegensatz zur Ausführungsform der Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 3 kein zusätzliches Druckbegrenzungsventil notwendig und die Verstellleistung für die Verstellpumpe 2 wird wiederum direkt von der Förderseite 24 entnommen, die damit in hohem Maße zur Verfügung steht.
Die Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 4 ist im Vergleich zur Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 3 im Bereich der Druckrückführung 5 ohne Leckage-Fluidvolumenstrom in Richtung des Niederdruckbereiches 12 betreibbar, womit eine mit der Hydraulikvorrichtung 1 ausgeführte Getriebeeinrichtung über den gesamten Betriebsbereich mit im Vergleich zur Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 3 weiter verbessertem hohem Wirkungsgrad betreibbar ist.
Bei den Ausführungen der Hydraulikvorrichtung 1 gemäß 3 und 4 ist an der Verstellpumpe 2 bzw. an deren Verstellring 7 die im Bereich der Hydraulikvorrichtung 1 maximal vorliegende Druckdifferenz, nämlich zwischen dem Saugdruck der Verstellpumpe 2 und der Druckseite der Verstellpumpe 2, anlegbar. Die Verstellpumpe 2 ist damit mit maximaler Dynamik verstellbar.
Bezugszeichenliste

1: Hydraulikvorrichtung
2: Verstellpumpe
3: Verstelleinrichtung
4: Druckbegrenzungsventil
5: Druckrückführung
6: Ventil
7: Verstellring der Verstellpumpe
8: Federeinrichtung
9: Ventileinrichtung der Verstelleinrichtung
10: erste Blende
11: zweite Blende
12: Niederdruckbereich
13: Wirkfläche
14: Federeinrichtung
15: Drucksteller
16: Druckbegrenzungsventil
17: Drucksteller
18: Drucksteller
19: Wirkfläche
20: Federeinrichtung
21: Drosseleinrichtung
22: zweite Wirkfläche
23: Saugseite der Verstellpumpe
24: Förderseite der Verstellpumpe
25, 26: Wirkfläche des Verstellrings der Verstellpumpe
27: Ventilschieber der Ventileinrichtung
28: weiteres Druckbegrenzungsventil
29: Ventileinheit
30: Drucksteller
91 bis 97: Steuerkante
L1: Leitung
q_KS: Kühl- und Schmierölstrom
PK: Primärdruckkreis
p_B: Hydraulikdruck
p_B21: gedrosselter Hydraulikdruck
p_PK: Druck
p_SK: Druck
p_VS: Vorsteuerdruck
q_KS: Hydraulikfluidvolumenstrom
SK: Sekundärdruckkreis
S1: Schnittstelle
TK: dritter Druckkreis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004008611 A1 [0002]

Claims

Hydraulikvorrichtung (1) einer Getriebeeinrichtung mit einer mit einer variierbaren Förderleistung ausgeführten Verstellpumpe (2), die zum Variieren der Förderleistung im Bereich einer Verstelleinrichtung (3) mit einem Hydraulikdruck (p_B) beaufschlagbar ist, und mit wenigstens zwei auf einer Förderseite (24) der Verstellpumpe (2) angeordneten Druckkreisen (PK, SK, TK), die bezüglich der pumpenseitigen Versorgung mit Hydraulikfluid unterschiedlich hoch priorisiert sind, wobei zwischen einem höher priorisierten Druckkreis (PK) und einem niedriger priorisierten Druckkreis (SK) zum Begrenzen des Drucks (p_PK) des höher priorisierten Druckkreises (PK) ein Druckbegrenzungsventil (4) vorgesehen ist, über das der niedriger priorisierte Druckkreis (SK) zuschaltbar ist, wobei zur betriebszustandsabhängigen Einstellung der Förderleistung der Verstellpumpe (2) eine Druckrückführung (5) stromab der Förderseite (24) der Verstellpumpe (2) in Richtung der Verstelleinrichtung (3) der Verstellpumpe (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (3) mit einer Ventileinrichtung (9) ausgebildet ist, in deren Bereich die Druckrückführung (5) in Abhängigkeit einer Schaltstellung der Ventileinrichtung (9) über unterschiedliche Drosselquerschnitte mit einem Niederdruckbereich (12) verbindbar ist oder die über einen über die Druckrückführung (5) anliegenden Hydraulikdruck (p_B) betätigbar ist, wobei die Verstelleinrichtung (3) in Abhängigkeit des über die Druckrückführung (5) anliegenden Hydraulikdrucks (p_B) im Bereich einer ersten Wirkfläche (25) mit der Förderseite (24) oder einer Saugseite (23) der Verstellpumpe (2) und im Bereich einer zweiten Wirkfläche (26) mit der Saugseite (23) oder der Förderseite (24) der Verstellpumpe (2) in Wirkverbindung bringbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (9) in Abhängigkeit eines am Druckbegrenzungsventil (4) anlegbaren Vorsteuerdrucks (p_VS) betätigbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (9) in Abhängigkeit eines über einen separaten Drucksteller (17) einstellbaren Vorsteuerdruckes betätigbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrückführung (5) stromab des Druckbegrenzungsventils (4) in Richtung der Ventileinrichtung (9) der Verstelleinrichtung (3) abzweigt und der über die Druckrückführung (5) an der Ventileinrichtung (9) anliegende Druck (p_B) im Bereich des Druckbegrenzungsventils (4) einstellbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Druckbegrenzungsventils (4) ein weiteres Druckbegrenzungsventil (28) vorgesehen ist, in dessen Bereich der Druck (p_SK) im niedriger priorisierten Druckkreis (SK) einstellbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrückführung (5) stromab des weiteren Druckbegrenzungsventils (28) in Richtung der Ventileinrichtung (9) der Verstelleinrichtung (3) abzweigt und der über die Druckrückführung (5) an der Ventileinrichtung (9) anliegende Druck (p_B) im Bereich des weiteren Druckbegrenzungsventils (28) einstellbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Druckbegrenzungsventils (4) Ventil (6) vorgesehen ist, in dessen Bereich in Abhängigkeit eines Vorsteuerdruckes (p_VS) ein Hydraulikfluidvolumenstrom (q_KS) eines dem niedriger priorisierten Druckkreis (SK) nachgeschalteten Kreislauf (TK) einstellbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (9) im Bereich einer ersten Wirkfläche (13; 19) mit dem Druck (p_B) der Druckrückführung (5) beaufschlagbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (9) im Bereich einer zweiten Wirkfläche (22) mit einem gegenüber dem Druck (p_B) der Druckrückführung (5) gedrosselten Druck (p_B21) beaufschlagbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer zweiten Wirkfläche (22) der Ventileinrichtung (9) ein im Bereich eines Druckstellers (15) einstellbarer Vorsteuerdruck (p_VS) anlegbar ist.
Hydraulikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrückführung (5) stromab der Ventileinrichtung (9) mit einem Niederdruckbereich (12) verbunden ist.