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Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung umfassend: eine hydraulische Fördereinrichtung zum Fördern eines Hydraulikmediums; eine Hubverstelleinrichtung zum Variieren des Förderhubs der hydraulischen Fördereinrichtung; einen Antriebsmotor für die hydraulische Fördereinrichtung; mindestens eine Ventileinrichtung, die zwischen einen ersten und einen zweiten Versorgungsbereich geschaltet ist.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 102 23 466 A1 ist eine Flügelzellenpumpe mit verstellbarem Fördervolumen und mit mindestens einem Stellmittel bekannt, durch welches das Fördervolumen temperaturabhängig verstellbar ist. Das Stellmittel kann durch die Drehzahl des Elektromotors dargestellt werden, der die Flügelzellenpumpe antreibt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Versorgung der beiden Versorgungsbereiche in einer Hydraulikanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere im Hinblick auf die Leistungsaufnahme und/oder die Herstellkosten, zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einer Hydraulikanordnung umfassend: eine hydraulische Fördereinrichtung zum Fördern eines Hydraulikmediums; eine Hubverstelleinrichtung zum Variieren des Förderhubs der hydraulischen Fördereinrichtung; einen Antriebsmotor für die hydraulische Fördereinrichtung; mindestens eine Ventileinrichtung, die zwischen einen ersten und einen zweiten Versorgungsbereich geschaltet ist, dadurch gelöst, dass die Hubverstelleinrichtung eine hydraulische Wirkfläche umfasst, die mit dem Ausgangsdruck der hydraulischen Fördereinrichtung beaufschlagt ist, um den Förderhub der hydraulischen Fördereinrichtung in Abhängigkeit vom Ausgangsdruck der hydraulischen Fördereinrichtung zu regeln. Durch die erfindungsgemäße Hydraulikanordnung wird die Förderhubverstellung hydraulisch mit dem Lastdruck der Pumpe gekoppelt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine lastdruckabhängige Regelung der Fördermenge der hydraulischen Fördereinrichtung geschaffen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Wirkfläche so ausgelegt und mit dem Ausgangsdruck der hydraulischen Fördereinrichtung beaufschlagt ist, dass der Förderhub mit zunehmendem Ausgangsdruck kleiner wird. Dabei kann die Verkleinerung des Förderhubs kontinuierlich, sprunghaft oder mit einem so genannten Offset erfolgen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Versorgungsbereich mit einem relativ hohen Hydraulikdruck und der zweite Versorgungsbereich mit einem relativ niedrigen Hydraulikdruck beaufschlagt ist. Der erste Versorgungsbereich umfasst zum Beispiel eine Aktorik einer Kupplung mit einem eher kleinen Fördervolumen, das allerdings mit einem hohen Druck beziehungsweise Hochdruck beaufschlagt ist. Der zweite Versorgungsbereich umfasst zum Beispiel mindestens eine Kupplungskühlung und gegebenenfalls eine Getriebesumpfkühlung. Für die Kühlfunktion wird ein eher großes Fördervolumen mit einem geringen Druck benötigt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein Versorgungsventil umfasst, das als 3/3-Wegeventil oder als 4/3-Wegeventil mit einem Anschluss für die hydraulische Fördereinrichtung ausgeführt ist. An den übrigen Anschlüssen ist das Versorgungsventil, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung weiterer Ventile, mit den Versorgungsbereichen verbunden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsventil zwischen die hydraulische Fördereinrichtung und ein Speicherladeventil für einen Hydraulikspeicher im ersten Versorgungsbereich geschaltet ist. Über das Speicherladeventil kann der Hydraulikspeicher mit Hydraulikmedium gefüllt werden, das mit dem relativ hohen Hydraulikdruck beaufschlagt. Aus dem Hydraulikspeicher kann mindestens ein Verbraucher im ersten Versorgungsbereich, zum Beispiel die vorab genannte Aktorik für die Kupplung, mit Hydraulikmedium versorgt werden, das mit dem hohen Hydraulikdruck beaufschlagt ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsventil zwischen die hydraulische Fördereinrichtung und den zweiten Versorgungsbereich geschaltet ist. Bei einer derartigen Ausführung steht die hydraulische Fördereinrichtung permanent mit dem Speicherladeventil in Verbindung.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Priorisierungsventil zwischen das Versorgungsventil und den zweiten Versorgungsbereich geschaltet ist. Das Priorisierungsventil ist zum Beispiel als 3/2-Wegeventil ausgeführt, über das zwei verschiedenen Verbrauchern, zum Beispiel zwei verschiedenen Kupplungskühlungen, im zweiten Versorgungsbereich bedarfsabhängig unterschiedlich große Kühlölmengen zugeführt werden können.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Priorisierungsventil durch ein hydraulisches Signal einer Kupplung angesteuert ist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise sichergestellt werden, dass zum Beispiel einer geschlossenen Kupplung mehr Kühlöl zugeführt wird als einer geöffneten Kupplung.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor für die hydraulische Fördereinrichtung als drehzahlgergelter Elektromotor ausgeführt ist. Durch die lastdruckabhängige Regelung des Förderhubs der hydraulischen Fördereinrichtung kann die Belastung des Antriebsmotors im Betrieb reduziert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hydraulikanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Fördereinrichtung als Flügelzellenpumpe mit einem verstellbaren Hubring ausgeführt ist. Die Flügelzellenpumpe umfasst einen Rotor mit mindestens einem Flügel, der innerhalb des verstellbaren Hubrings drehbar angeordnet ist. Durch das Verstellen des Hubrings relativ zu dem Rotor kann der Förderhub der Flügelzellenpumpe variiert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei zeigen die:
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1 bis 4 unterschiedliche Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung in Form eines Hydraulikschaltplans.
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In den 1 bis 4 ist eine erfindungsgemäße Hydraulikanordnung in Form eines Hydraulikschaltplans in vier verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Die Hydraulikanordnung umfasst einen Tank 1, aus dem unter Zwischenschaltung eines Filters 2 und eines Kühlers 3 Hydraulikmedium durch eine hydraulische Fördereinrichtung 5 angesaugt wird. Die hydraulische Fördereinrichtung 5 ist zum Beispiel als Flügelzellenpumpe ausgeführt und durch einen Antriebsmotor 4 angetrieben. Bei dem Antriebsmotor 4 handelt es sich um einen drehzahlgeregelten Elektromotor, wie durch einen Pfeil durch ein Elektromotorsymbol angedeutet ist.
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Das Hubvolumen oder Fördervolumen der hydraulischen Fördereinrichtung 5 kann durch eine Hubverstelleinrichtung 8 variiert beziehungsweise verstellt werden. Die Hubverstelleinrichtung 8 umfasst zum Beispiel einen verstellbaren Hubring, innerhalb dessen ein Rotor mit mindestens einem Flügel drehbar angeordnet ist. Über eine Hydraulikleitung 7 ist die Hubverstelleinrichtung 8 mit dem Ausgangsdruck der hydraulischen Fördereinrichtung 5 beaufschlagt. Dieser Ausgangsdruck wird auch als Lastdruck bezeichnet und wirkt auf eine hydraulische Wirkfläche 10 eines Kolbens 9 der Hubverstelleinrichtung 8. Über den Kolben 9 kann der Förderhub der hydraulischen Fördereinrichtung 5 verstellt werden, wie durch einen Pfeil angedeutet ist, der sich durch das Pumpensymbol der hydraulischen Fördereinrichtung 5 hindurch erstreckt.
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Die in den 1 bis 4 dargestellte Hydraulikanordnung umfasst einen ersten Versorgungsbereich 11 und einen zweiten Versorgungsbereich 12. Der erste Versorgungsbereich 11 wird über ein Speicherladeventil 14 mit Hydraulikmedium versorgt, das mit einem relativ hohen Hydraulikdruck beaufschlagt ist. Über das Speicherladeventil 14 kann ein Hydraulikspeicher 15 in dem ersten Versorgungsbereich 11 mit Hydraulikmedium versorgt werden, das mit dem hohen Hydraulikdruck beaufschlagt ist. Aus dem Hydraulikspeicher 15 kann eine Aktorik 16 einer Kupplungsanordnung angesteuert beziehungsweise betätigt werden, die zum Beispiel zwei Kupplungen umfasst.
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Der zweite Versorgungsbereich 12 umfasst eine erste Kupplungskühlung 18 und eine zweite Kupplungskühlung 19. Bei den in den 2 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen umfasst der zweite Versorgungsbereich 12 des Weiteren eine Getriebesumpfkühlung 20, die wie die beiden Kupplungskühlungen 18, 19 nur durch einen Pfeil angedeutet ist. Zu Kühlzwecken werden relativ große Hydraulikmediumvolumenströme, insbesondere Kühlölströme, mit einem relativ geringen Druck benötigt.
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Bei dem Hydraulikmedium, das in der erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung verwendet wird, handelt es sich zum Beispiel um Öl. Je nach Art der anstehenden Ölversorgungsaufgabe wird das Fördervolumen oder Hubvolumen eher klein, zum Beispiel für die Hochdruckversorgung des ersten Versorgungsbereichs 11 mit geringem Fördervolumen, oder eher groß sein, insbesondere für die Kühlfunktion im zweiten Versorgungsbereich 12 mit geringem Druck.
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Bei den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen wird das von der hydraulischen Fördereinrichtung 5 geförderte Hydraulikmedium, insbesondere Öl, über ein Versorgungsventil 25 entweder dem ersten Versorgungsbereich 11 oder dem zweiten Versorgungsbereich 12 zugeführt. Das Versorgungsventil 25 ist als 3/3-Wegeventil ausgeführt, das durch eine Feder 26 in seine in den 1 und 2 dargestellte Stellung vorgespannt ist. In der in 1 dargestellten Stellung steht die erste Kupplungskühlung 18 über das Versorgungsventil 25 mit dem Ausgang der hydraulischen Fördereinrichtung 5 in Verbindung. Die zweite Kupplungskühlung 19 des zweiten Versorgungsbereichs 12 und der erste Versorgungsbereich 11 stehen nicht mit der hydraulischen Fördereinrichtung 5 in Verbindung.
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In der in 2 dargestellten Stellung steht die Getriebesumpfkühlung 20 über das Versorgungsventil 25 mit dem Ausgang der hydraulischen Fördereinrichtung 5 in Verbindung. Die beiden Kupplungskühlungen 18, 19 des zweiten Versorgungsbereichs 12 und der erste Versorgungsbereich 11 stehen nicht mit der hydraulischen Fördereinrichtung 5 in Verbindung.
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Durch einen Pfeil 27 ist angedeutet, dass das Versorgungsventil 25 gegen die Vorspannkraft der Feder 26 in eine seiner beiden anderen Stellungen umgeschaltet werden kann. Die Ansteuerung des Versorgungsventils 25 kann durch einen Elektromagneten oder über einen hydraulischen Vorsteuerkreis erfolgen. In der Mittelstellung des Versorgungsventils 25 steht in 1 die zweite Kupplungskühlung 19 und in 2 ein Priorisierungsventil 30 mit der hydraulischen Fördereinrichtung 5 in Verbindung. In der dritten, in den 1 und 2 links angeordneten Schaltstellung steht nur der erste Versorgungsbereich 11 über das Versorgungsventil 25 mit der hydraulischen Fördereinrichtung 5 in Verbindung. In den 1 und 2 werden beide Versorgungsbereiche 11 und 12 über das Versorgungsventil 25 mit Hydraulikmedium versorgt.
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Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Getriebesumpfkühlung 20 an einen Anschluss des Versorgungsventils 25 angeschlossen. In der in 2 dargestellten Schaltstellung des Versorgungsventils 25 steht die Getriebesumpfkühlung 20 mit der hydraulischen Fördereinrichtung 5 in Verbindung. Darüber hinaus ist zwischen die Kupplungskühlungen 18, 19 und das Versorgungsventil 25 das Priorisierungsventil 30 geschaltet, das als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist. Durch Pfeile in unterschiedlicher Stärke ist angedeutet, dass den Kupplungskühlungen 18, 19 über das Priorisierungsventil 30 unterschiedlich große Hydraulikmediumvolumenströme zugeführt werden können.
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Das Priorisierungsventil 30 ist durch eine Feder 31 in eine Schaltstellung vorgespannt, in welcher der ersten Kupplungskühlung 18 ein größerer Hydraulikmediumvolumenstrom zugeführt wird als der zweiten Kupplungskühlung 19. Durch einen Pfeil 32 ist angedeutet, dass das Priorisierungsventil 30 bedarfsabhängig umgeschaltet werden kann, um der zweiten Kupplungskühlung 19 im Vergleich zur ersten Kupplungskühlung 18 einen größeren Hydraulikmediumvolumenstrom zuzuführen. Die Ansteuerung des Priorisierungsventils 30 erfolgt zum Beispiel hydraulisch über eine Hydrauliksteuerleitung, die von der Aktorik 16 beziehungsweise einer der Kupplungen ausgeht. Über das Priorisierungsventil 30 kann bedarfsabhängig bevorzugt die Kupplung gekühlt werden, die sich in Eingriff befindet beziehungsweise geschlossen ist.
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Bei den in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist ein Versorgungsventil 35 zwischen die hydraulische Fördereinrichtung 5 beziehungsweise das Speicherladeventil 14 und den zweiten Versorgungsbereich 14 geschaltet. Das Speicherladeventil 14 steht dabei direkt mit dem Ausgang der hydraulischen Fördereinrichtung 5 in Verbindung. Das Versorgungsventil 35 ist als 3/3-Wegeventil ausgeführt und durch eine Feder 36 in seine in den 3 und 4 dargestellte Schaltstellung vorgespannt.
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In der dargestellten Schaltstellung steht in 3 die erste Kupplungskühlung 18 und in 4 die Getriebesumpfkühlung 20 mit der hydraulischen Fördereinrichtung 5 in Verbindung. In einer Mittelstellung des Versorgungsventils 35 steht in 3 die zweite Kupplungskühlung 19 mit der hydraulischen Fördereinrichtung 5 in Verbindung. In einer dritten, in den 3 und 4 oberen Schaltstellung, ist die Verbindung zwischen der hydraulischen Fördereinrichtung 5 und dem zweiten Versorgungsbereich 12 unterbrochen, so dass der Hydraulikspeicher 15 über das Speicherladeventil 14 aufgeladen werden kann. Das Umschalten des Versorgungsventils 35 kann, wie durch einen Pfeil 37 angedeutet ist, hydraulisch über eine Steuerdruckleitung einer der Kupplungen beziehungsweise der Aktorik 16 erfolgen.
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Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen die beiden Kupplungskühlungen 18, 19 und das Versorgungsventil 35 ein Priorisierungsventil 30 geschaltet, das dem Priorisierungsventil 30 in 2 entspricht. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird zur Beschreibung des Priorisierungsventils 30 auf die vorstehende Beschreibung der 2 verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tank
- 2
- Filter
- 3
- Kühler
- 4
- Antriebsmotor
- 5
- hydraulische Fördereinrichtung
- 7
- Hydraulikleitung
- 8
- Hubverstelleinrichtung
- 9
- Kolben
- 10
- hydraulische Wirkfläche
- 11
- erster Versorgungsbereich
- 12
- zweiter Versorgungsbereich
- 14
- Speicherladeventil
- 15
- Hydraulikspeicher
- 16
- Aktorik
- 18
- erste Kupplungskühlung
- 19
- zweite Kupplungskühlung
- 20
- Getriebesumpfkühlung
- 25
- Versorgungsventil
- 26
- Feder
- 27
- Pfeil
- 30
- Priorisierungsventil
- 31
- Feder
- 32
- Pfeil
- 35
- Versorgungsventil
- 36
- Feder
- 37
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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