DE102012017292A1

DE102012017292A1 - Ventil- und Aktuatoranordnung

Info

Publication number: DE102012017292A1
Application number: DE201210017292
Authority: DE
Inventors: Alexander Kiehlneker
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2032-08-28
Also published as: DE102012017292B4

Abstract

Ventilanordnung (40), insbesondere für eine Aktuatoranordnung (30) eines Kraftfahrzeugantriebsstranges (10), mit einem Ventilgehäuse (46), das einen ersten Ventilanschluss (42) und einen zweiten Ventilanschluss (44) aufweist, und mit einem Drosselrückschlagventil (50), das einen in dem Ventilgehäuse (46) zwischen wenigstens einer ersten Position und einer zweiten Position in einer Axialrichtung verschieblich gelagerten Ventilschieber (84) aufweist, der in der ersten Position einen ersten Strömungsquerschnitt für ein Fluid einrichtet und der in der zweiten Position einen zweiten Strömungsquerschnitt für das Fluid einrichtet, der kleiner ist als der erste Strömungsquerschnitt, wobei der zweite Strömungsquerschnitt durch eine Blende (52) und/oder eine Drossel (90) in dem Ventilschieber (84) eingerichtet ist. Dabei weist das Ventilgehäuse (46) einen Filterabschnitt (56) auf, in dem ein Fluidfilter (58) aufgenommen ist, derart, dass über den ersten Ventilanschluss (42) in einer ersten Strömungsrichtung (66) in das Ventilgehäuse (46) eintretendes Fluid mittels des Fluidfilters (58) gefiltert wird, bevor es in das Drosselrückschlagventil (50) eintritt. (1)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, insbesondere für eine Aktuatoranordnung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, mit einem Ventilgehäuse, das einen ersten Ventilanschluss und einen zweiten Ventilanschluss aufweist, und mit einem Drosselrückschlagventil, das einen in dem Ventilgehäuse zwischen wenigstens einer ersten Position und einer zweiten Position in einer Axialrichtung verschieblich gelagerten Ventilschieber aufweist, der in der ersten Position einen ersten Strömungsquerschnitt für ein Fluid einrichtet und der in der zweiten Position einen zweiten Strömungsquerschnitt für das Fluid einrichtet, der kleiner ist als der erste Strömungsquerschnitt, wobei der zweite Strömungsquerschnitt durch eine Blende und/oder eine Drossel in dem Ventilschieber eingerichtet ist.
Eine derartige Ventilanordnung ist bekannt aus dem Dokument DE-OS 2352146 .
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Fluidversorgungseinrichtung, insbesondere für eine Aktuatoranordnung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, sowie eine Aktuatoranordnung mit einer mittels eines Elektromotors bidirektional antreibbaren Pumpe, die einen ersten und einen zweiten Pumpenanschluss aufweist, wobei der erste Pumpenanschluss mit einem Aktuatorzylinder verbunden ist, wobei der zweite Pumpenanschluss mit einem Anschluss einer Ventilanordnung verbunden ist.
Auf dem Gebiet der Aktuatoranordnungen für Kraftfahrzeugantriebsstränge ist es bekannt, Antriebsstrangkomponenten wie Reibkupplungen hydraulisch zu betätigen.
Ein üblicher Ansatz besteht dabei darin, mittels einer Pumpe und einem als Proportionalventil ausgestalteten Druckregelventil einen Leitungsdruck zu erzeugen, aus dem dann weitere Steuerdrücke mittels geeigneter Proportionalventile abgeleitet werden.
Derartige Proportionalventile sind jedoch aufwändig in der Fertigung und benötigen eine hohe Reinheit bei der Montage.
Es ist auch bekannt, eine Reibkupplung mittels eines Hydraulikzylinders zu betätigen, der direkt mit einem Druckanschluss einer Pumpe verbunden ist, wobei der Druck am Druckanschluss und folglich der von dem Hydraulikzylinder ausgeübte Druck über ein Einstellen der Drehzahl der Pumpe regelbar ist, wobei die Pumpe mittels eines Elektromotors angetrieben ist, der eine derartige Regelung ermöglicht.
Bei dieser Art von Reibkupplungsbetätigung ist es bekannt, wenn der Druckanschluss über eine Blende mit einem Tank (niedriges Druckniveau) verbunden ist. Hierdurch kann die Regelbarkeit verbessert werden.
Sofern die Pumpe bidirektional antreibbar ist, kann der Sauganschluss mit einem weiteren Fluidverbraucher verbunden werden. In diesem Fall ist der Druckanschluss vorzugsweise über ein Rückschlagventil mit dem Tank verbunden, so dass der Druckanschluss der Pumpe auch als Sauganschluss verwendet werden kann. Ferner ist der Sauganschluss in der Regel ebenfalls über ein Rückschlagventil mit dem Tank verbunden.
Eine Kombination von Blende bzw. Drossel und Rückschlagventil ist als so genanntes Drosselrückschlagventil bekannt. Drosselrückschlagventile drosseln die Strömung eines Fluides in eine Richtung und ermöglichen einen nahezu ungehinderten Durchfluss in der anderen Richtung. Derartige Drosselrückschlagventile werden bspw. dazu eingesetzt, um die Bewegungsgeschwindigkeit eines Kolbens einzustellen. Drosselrückschlagventile sind in der Verbindung mit einfach wirkenden Hydraulikzylindern zur Betätigung von Reibkupplungen nicht als Ablaufdrossel verwendbar.
Auf dem Gebiet der Hydraulikkreise für Aktuatoranordnungen von Kraftfahrzeugantriebssträngen ist es ferner bekannt, am Boden eines Fluidsumpfes in einem Tank einen Fluidfilter anzuordnen, über den Fluid mittels eines Sauganschlusses einer Pumpe angesaugt wird.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Ventilanordnung, eine verbesserte Fluidversorgungsanordnung sowie eine verbesserte Aktuatoranordnung anzugeben, wobei der Gesamtaufbau robust, in der Montage wenig aufwändig und kostengünstig realisierbar sein soll.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Ventilanordnung dadurch gelöst, dass das Ventilgehäuse einen Filterabschnitt aufweist, in dem ein Fluidfilter aufgenommen ist, derart, dass über den ersten Ventilanschluss in einer ersten Strömungsrichtung in das Ventilgehäuse eintretendes Fluid mittels des Fluidfilters gefiltert wird, bevor es in das Drosselrückschlagventil eintritt.
Eine derartige Ventilanordnung eignet sich insbesondere für Aktuatoranordnungen, bei denen ein Fluid über das Drosselrückschlagventil angesaugt oder ausgestoßen wird, wobei ein Fluidfilter in das Gehäuse integriert wird, so dass sich ein kompakter und einfach zu montierender Aufbau ergibt.
Vorzugsweise ist der eine Anschluss des Drosselrückschlagventils dabei ausschließlich über das Fluidfilter mit dem ersten Ventilanschluss verbunden.
Sofern eine derartige Ventilanordnung in Verbindung mit einer bidirektionalen Pumpe verwendet wird, kann ein Betrieb in der entgegengesetzten Drehrichtung der Pumpe auch dazu beitragen, dass das Fluidfilter gespült bzw. gereinigt wird.
Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Fluidversorgungseinrichtung, insbesondere für eine Aktuatoranordnung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, mit einem Tankgehäuse, in dem ein Fluidsumpf angeordnet ist, und mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung, wobei die Ventilanordnung so in dem Tankgehäuse festgelegt ist, dass der erste Ventilanschluss in dem Fluidsumpf liegt.
Demzufolge wird das gesamte Ventilgehäuse in dem Tankgehäuse montiert.
Das Tankgehäuse kann ein Gehäuse eines separaten Tankes sein, kann jedoch auch Teil eines Getriebegehäuses sein.
Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch eine Aktuatoranordnung mit einer mittels eines Elektromotors bidirektional antreibbaren Pumpe, die einen ersten und einen zweiten Pumpenanschluss aufweist, wobei der erste Pumpenanschluss mit einem Aktuatorzylinder oder einen anderen Fluidverbraucher verbunden ist, wobei der zweite Pumpenanschluss mit einem Anschluss einer ein Drosselrückschlagventil aufweisenden Ventilanordnung verbunden ist, insbesondere einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung, wobei das Drosselrückschlagventil einen in einem Ventilgehäuse zwischen wenigstens einer ersten Position und einer zweiten Position in einer Axialrichtung verschieblich gelagerten Ventilschieber aufweist, der in der ersten Position einen ersten Strömungsquerschnitt für ein Fluid einrichtet und der in der zweiten Position einen zweiten Strömungsquerschnitt für das Fluid einrichtet, der kleiner ist als der erste Strömungsquerschnitt, wobei der zweite Strömungsquerschnitt durch eine Blende und/oder eine Drossel in dem Ventilschieber eingerichtet ist.
Bei dieser Variante wird eine Ventilanordnung mit einem integrierten Drosselrückschlagventil mit einem Anschluss einer bidirektionalen Pumpe verbunden, so dass die Funktion eines Hydraulikkreises mit Blende/Drossel und Rückschlagventil mit geringem baulichem Aufwand realisiert werden kann.
Besonders bevorzugt ist es, wenn auch der zweite Pumpenanschluss mit einem Aktuatorzylinder oder einem weiteren Fluidverbraucher verbunden ist, und wobei der erste Pumpenanschluss mit einem Anschluss einer weiteren Ventilanordnung verbunden ist, die ein solches Drosselrückschlagventil aufweist.
Hierdurch kann in beiden Drehrichtungen der Pumpe über jeweils einen der Pumpenanschlüsse Fluid über ein Rückschlagventil angesaugt werden und am anderen Pumpenanschluss zur Betätigung eines Aktuatorzylinders oder für einen anderen Fluidverbraucher verwendet werden. In der anderen Betriebsart (bei umgekehrter Drehrichtung der Pumpe) wird der vorher als Sauganschluss wirkende Pumpenanschluss als Druckanschluss verwendet, und der vorher als Druckanschluss verwendete Pumpenanschluss wird als Sauganschluss verwendet. Dabei wird dann Fluid über das andere Rückschlagventil der weiteren Ventilanordnung angesaugt.
Insgesamt kann so eine Aktuatoranordnung realisiert werden, die zwei Fluidverbraucher, insbesondere zwei Hydraulikzylinder bedient und mit wenigen Komponenten realisierbar ist.
Die Ventilgehäuse der einen und der weiteren Ventilanordnung können in ein gemeinsames Ventilgehäuse oder in ein die Ventilgehäuse umfassendes Gehäuse integriert werden.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ist es von besonderem Vorzug, wenn das Drosselrückschlagventil so in Bezug auf den Filterabschnitt angeordnet ist, dass in der ersten Strömungsrichtung der erste Strömungsquerschnitt (der größere Strömungsquerschnitt) einrichtbar ist.
In diesem Fall ist das Rückschlagventil des Drosselrückschlagventils so eingebaut, dass der mit einer solchen Ventilanordnung verbundene Anschluss einer Pumpe als Sauganschluss wirken kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Ventilschieber einen Ventilteller auf, durch den hindurch eine Blendenbohrung ausgebildet ist, die die Blende bildet.
Die Blendenbohrung kann eine zentrale Bohrung sein, die eine Verbindung zwischen den zwei Seiten des Ventilschiebers herstellt.
Der Ventilschieber weist vorzugsweise einen größeren Durchmesser als eine Durchgangsöffnung zwischen Ventilabschnitt und Filterabschnitt auf. In dem über die Öffnung überstehenden Abschnitt ist vorzugsweise eine Mehrzahl von Durchbrechungen ausgebildet, durch die dafür gesorgt wird, dass bereits bei einem geringen Hub eine große Durchflussmenge eingerichtet werden kann. Daher eignet sich diese Ausführungsform insbesondere für die schnelle Umschaltung zwischen den Strömungsrichtungen, wie es bei schnell schaltenden Doppelkupplungsanordnungen von Doppelkupplungsgetrieben vorteilhaft ist.
Die Ausnehmungen sind dabei vorzugsweise über den Umfang verteilt und können beispielsweise kreisabschnittförmig ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Ventilschieber einen Ventilteller und ein Drosselrohr auf, das sich axial von dem Ventilteller erstreckt.
Bei dieser Ausführungsform kann ein temperaturabhängiges Verhalten mittels des Drosselrückschlagventils erzielt werden, da die Durchflussbegrenzung nicht nur durch eine Blende eingerichtet wird, die im Idealfall ein nahezu temperaturunabhängiges Verhalten einrichtet, sondern zusätzlich durch ein Drosselelement wie das Drosselrohr, das in der Regel in Abhängigkeit von der Länge des Drosselrohrs ein temperaturabhängiges Verhalten erzeugt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verbindet die Blendenbohrung einen Innenraum des Drosselrohrs mit einer dem Filterabschnitt zugewandten Seite des Ventiltellers.
Das Drosselrohr weist vorzugsweise eine Länge im Bereich von 1 mm bis 50 mm auf, insbesondere im Bereich von 2 mm bis 40 mm, vorzugsweise von 5 mm bis 20 mm.
Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist das Ventilgehäuse an seinem Außenumfang eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung der Ventilanordnung an einem Tankgehäuse auf.
Die Befestigungseinrichtung kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet werden. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Befestigungsvorrichtung eine Ringnut aufweist, so dass die Ventilanordnung in eine offene Ringausnehmung eines Befestigungssteges des Tankgehäuses eingeschoben werden kann.
Hierdurch lässt sich eine mittels der Ventilanordnung hergestellte Fluidversorgungseinrichtung oder Aktuatoranordnung auf einfache Weise montieren und/oder demontieren.
Bei der erfindungsgemäßen Fluidversorgungseinrichtung ist es von besonderem Vorzug, wenn in dem Tankgehäuse wenigstens eine Pumpe angeordnet ist, die mit dem zweiten Ventilanschluss verbunden ist und/oder mittels eines Elektromotors angetrieben ist.
Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine noch höhere Integration, da die Ventilanordnung und eine damit verbundene Pumpe, die insbesondere elektromotorisch angetrieben ist, in dem gleichen Gehäuse angeordnet sein können.
Die Pumpe ist vorzugsweise als Doppelsichelpumpe ausgebildet, die besonders kompakt baut und insbesondere für einen bidirektionalen Betrieb eingerichtet ist.
Dabei weist die Pumpe vorzugsweise ein Pumpengehäuse auf, das starr mit dem Ventilgehäuse verbunden ist.
Hierdurch ergibt sich eine einfache Montage der gesamten Anordnung.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Tankgehäuse wenigstens zwei Gehäuseabschnitte aufweist, die über eine Trennebene miteinander verbunden sind, die parallel zu einer Längsachse der Ventilanordnung ausgerichtet ist und/oder quer zu einer Oberfläche des Fluidsumpfes ausgerichtet ist.
Bei dieser Ausführungsform liegt die Trennebene folglich im Bereich des Fluidsumpfes und ist daher zumindest in diesem Bereich abzudichten. Durch die Zweiteiligkeit mit einer derart ausgestalteten Trennebene kann jedoch die Montierbarkeit der Komponenten besonders einfach realisiert werden. Insbesondere kann die Ventilanordnung auf vergleichsweise einfache Weise so in dem Tankgehäuse montiert werden, dass sie senkrecht zu der Oberfläche des Fluidsumpfes ausgerichtet ist, so dass es auf einfache Weise möglich ist, den ersten Ventilanschluss in dem Fluidsumpf anzuordnen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an dem Gehäuseabschnitt zu diesem Zweck ein Befestigungssteg ausgebildet, der quer zu der Trennebene ausgerichtet ist und an dem das Ventilgehäuse bzw. die Ventilanordnung befestigt ist.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wie bereits oben erwähnt, wenn das Ventilgehäuse als Befestigungseinrichtung eine Ringnut aufweist, wobei der Befestigungssteg vorzugsweise eine offene Ringausnehmung aufweist, die in die Ringnut greift.
Hierdurch lässt sich die Ventilanordnung einfach an dem Tankgehäuse montieren.
Bei der erfindungsgemäßen Aktuatoranordnung ist es von besonderem Vorzug, wenn der erste Pumpenanschluss über eine Blende und/oder eine Drossel mit einem Niederdruckanschluss verbunden ist, wobei die Blende bzw. Drossel vorzugsweise Bestandteil eines Drosselrückschlagventils ist, insbesondere eines Drosselrückschlagventils einer weiteren Ventilanordnung der erfindungsgemäßen Art.
Dabei ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn der zweite Pumpenanschluss mit einem zweiten Aktuatorzylinder verbunden ist.
Alternativ hierzu ist es bevorzugt, wenn der zweite Pumpenanschluss mit einem zweiten Fluidverbraucher verbunden ist, bei dem es sich insbesondere um eine Fluidkühleinrichtung und/oder um eine Parksperrenanordnung des Kraftfahrzeugantriebsstranges handeln kann.
Bei der Ausgestaltung, bei der das Ventilgehäuse mittels einer Ringnut oder eines Ringsteges an einem Befestigungssteg eines Gehäuseabschnittes befestigt wird, ist es von besonderem Vorzug, wenn ein Herausbewegen der Ringnut bzw. des Ringsteges aus der Ausnehmung des Befestigungssteges dadurch verhindert wird, dass die Ventilanordnung mittels eines Abschnittes des anderen Gehäuseabschnittes in dieser Position fixiert wird.
Hierdurch kann die Montage und/oder Demontage insgesamt weiter vereinfacht werden.
Die Rückschlagkomponente des Drosselrückschlagventils kann eine Federvorspannung aufweisen, wobei die Feder das Rückschlagventil sowohl in eine Stellung ”Saugmodus” als auch in eine Stellung ”Druckmodus” vorspannen kann.
Insgesamt ergibt sich eine Ventilanordnung bzw. eine Fluidversorgungseinrichtung bzw. eine Aktuatoranordnung, bei der mehrere Funktionen mit wenigen Bauteilen realisiert bzw. kombiniert werden können. Ferner ergibt sich ein variabler und modularer Aufbau und eine robuste Funktionsweise. Schließlich wird durch die Erfindung eine einfache Montage und eine kostengünstige Beschaffung realisiert.
Bei der Aktuatoranordnung ist es von besonderem Vorteil, dass diese keine Proportionalventile, wie Druckregelventile, verwenden muss, so dass die Montage bei geringen Reinheitsanforderungen realisierbar ist, und robust ist gegenüber Verschmutzungen.
Da die Aktuierung eines Hydraulikzylinders allein durch Regeln der Drehzahl eines Elektromotors möglich ist, kann das Steuergerät einfach aufgebaut bzw. einfach programmiert werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges mit einer hydraulischen Aktuatoranordnung;
2 eine schematische Längsschnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung;
3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III der 2;
4 eine schematische Längsschnittansicht durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung;
5 eine Längsschnittansicht durch einen Ventilschieber der Ventilanordnung der 4;
6 eine Draufsicht auf den Ventilschieber der 5;
7 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungseinrichtung mit einem Tankgehäuse; und
8 eine schematische Längsschnittansicht durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fluidversorgungseinrichtung.
In 1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. Der Antriebsstrang 10 beinhaltet einen Antriebsmotor 12, wie einen Verbrennungsmotor oder eine Hybrid-Antriebseinheit oder dergleichen. Ferner weist der Antriebsstrang 10 eine Kupplungsanordnung 14 und eine Getriebeanordnung 16 auf. Ein Ausgang der Getriebeanordnung 16 ist mit einem Differenzial 18 verbunden, mittels dessen Antriebsleistung auf angetriebene Räder 20L, 20R verteilbar ist.
Die Kupplungsanordnung 14 und die Getriebeanordnung 16 können in eine Baugruppe integriert sein und können bspw. als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet sein. Vorliegend weist die Kupplungsanordnung 14 zu diesem Zweck eine erste Kupplung 22 und eine zweite Kupplung 24 auf. Die Getriebeanordnung 16 kann zu diesem Zweck zwei Teilgetriebe aufweisen. Der Antriebsstrang kann jedoch auch ein automatisiertes Schaltgetriebe, ein Wandler-Automatgetriebe oder ein stufenloses Getriebe aufweisen. Generell handelt es sich bei der Getriebe- und der Kupplungsanordnung um eine automatisierte Anordnung.
Der Antriebsstrang 10 weist ferner eine Hydraulikanordnung 30 auf, die vorliegend eine Aktuatoranordnung darstellt bzw. beinhaltet.
Die Hydraulikanordnung 30 weist einen ersten einfach wirkenden Aktuatorzylinder 32 auf, der zur Betätigung der ersten Kupplung 22 ausgebildet und angeordnet ist.
Ferner beinhaltet die Hydraulikanordnung 30 eine erste Pumpe 34, die mittels eines ersten Elektromotors 35 bidirektional antreibbar ist.
Die erste Pumpe 34 weist einen ersten Pumpenanschluss 36 und einen zweiten Pumpenanschluss 38 auf. Der erste Pumpenanschluss 36 ist direkt, das heißt, ohne Zwischenschaltung von Druckregelventilen, mit dem ersten Aktuatorzylinder 32 verbunden.
An den zweiten Pumpenanschluss 38 ist eine Ventilanordnung 40 angeschlossen. Die Ventilanordnung 40 weist einen ersten Ventilanschluss 42 und einen zweiten Ventilanschluss 44 auf, die an einem Ventilgehäuse 46 ausgebildet sind. In dem Ventilgehäuse 46 ist ein Ventilabschnitt 48 vorgesehen, in dem ein Drosselrückschlagventil 50 angeordnet ist. Das Drosselrückschlagventil 50 weist eine erste Blende bzw. Drossel 52 und ein erstes Rückschlagventil 54 auf, die parallel geschaltet sind.
Das Ventilgehäuse 46 weist ferner einen Filterabschnitt 56 auf, in dem ein Fluidfilter 58 angeordnet ist.
Die Hydraulikanordnung 30 weist ferner einen Tank bzw. ein Reservoir auf Niederdruckniveau mit einem Tankgehäuse 60 auf. Das Tankgehäuse 60 kann ein eigenes Gehäuse sein, kann jedoch auch Teil eines Getriebegehäuses, eines Kupplungsgehäuses oder dergleichen sein.
In dem Tankgehäuse 60 ist ein Fluid aufgenommen, das einen Fluidsumpf 62 bildet, dessen Sumpfoberfläche bei 64 gezeigt ist.
Die Ventilanordnung 40 ist so in Bezug auf das Tankgehäuse 60 angeordnet, dass der zweite Ventilanschluss 44 unterhalb der Sumpfoberfläche 64 liegt. Der Ventilabschnitt 48 und der Filterabschnitt 56 sind über eine nicht näher bezeichnete Zwischenöffnung miteinander verbunden.
Zum Betätigen der ersten Kupplung 22 wird die erste Pumpe 34 mittels des ersten Elektromotors 35 in einer Drehrichtung angetrieben, derart, dass der erste Pumpenanschluss 36 ein Druckanschluss und der zweite Pumpenanschluss 38 ein Sauganschluss ist. Demzufolge wird über den zweiten Ventilanschluss 44 Fluid aus dem Fluidsumpf 62 in einer ersten Strömungsrichtung 66 angesaugt. Das Fluid geht durch den Fluidfilter 58 und wird hierbei von Verunreinigungen befreit. Anschließend geht das Fluid durch das geöffnete Rückschlagventil 54, und ggf. zu einem kleinen Teil durch die erste Blende/Drossel 52, hin zu dem ersten Ventilanschluss 42, der mit dem zweiten Pumpenanschluss 38 verbunden ist. Auf der Druckseite wird das Fluid von der Pumpe 36 mit einem Druck bereitgestellt, der mittels eines ersten Drucksensors 68 gemessen wird. Über den auf der Druckseite erzeugten Druck wird der erste Aktuatorzylinder 32 beaufschlagt, um auf diese Weise die erste Kupplung 22 zu betätigen. Der hierzu eingestellte Druck kann durch Einstellen der Drehzahl des ersten Elektromotors 35 regelbar sein.
Wie oben erläutert, ist die Pumpe 36 bidirektional ausgebildet und kann folglich in den zwei Drehrichtungen für unterschiedliche Funktionen eingesetzt werden.
Vorliegend ist der erste Pumpenanschluss 36 daher über ein zweites Drosselrückschlagventil 70 mit einem Tank bzw. dem Tankgehäuse 60 verbunden. Das zweite Drosselrückschlagventil 70 weist, wie das erste Drosselrückschlagventil 50, eine Blende/Drossel 72 und ein zweites Rückschlagventil 74 auf. Das zweite Drosselrückschlagventil 70 kann über ein zweites Fluidfilter 76 mit dem Tank verbunden sein.
Das zweite Drosselrückschlagventil 70 und der zweite Fluidfilter 76 können in eine Ventilanordnung gleich der Ventilanordnung 40 integriert sein.
Ferner ist der zweite Pumpenanschluss 38 der ersten Pumpe 34 mit einem zweiten Aktuatorzylinder 78 verbunden, und zwar auf direkte Art und Weise, wobei der zweite Aktuatorzylinder 78 zum Betätigen der zweiten Kupplung 24 eingerichtet ist.
Alternativ hierzu kann der zweite Pumpenanschluss 38 mit einem zweiten Fluidverbraucher 80 verbunden sein, bei dem es sich bspw. um einen Aktuator für eine Parksperrenanordnung und/oder eine Kühlanordnung zum Kühlen von Fluid handeln kann.
Bei dem oben beschriebenen Betrieb der Pumpe 34, bei dem die erste Strömungsrichtung 66 eingerichtet wird, strömt ein kleiner Fluidanteil auf der Druckseite über die Blende/Drossel 72 des zweiten Drosselrückschlagventils 70 hin zum Tank. Das zweite Rückschlagventil 74 des zweiten Drosselrückschlagventils 70 ist dabei geschlossen. Durch den während der Betätigung der ersten Kupplung 22 ständigen Abfluss über die Blende/Drossel 72 kann die Regelbarkeit des Druckes verbessert werden, der mittels des ersten Drucksensors 68 gemessen wird.
In der entgegengesetzten Drehrichtung der Pumpe 34 wird eine zweite Strömungsrichtung eingerichtet, bei der Fluid über das zweite Drosselrückschlagventil 70 am ersten Pumpenanschluss 36 angesaugt wird und mit einem Druck, der mittels eines zweiten nicht näher bezeichneten Drucksensors messbar ist, dem zweiten Aktuatorzylinder zugeführt. Auch in diesem Fall kann die Regelung des Druckes verbessert werden, da ein Teil des am zweiten Pumpenanschluss 38 ausströmenden Fluides über die erste Blende/Drossel 52 des ersten Drosselrückschlagventils 50 hin zum Tank strömt.
Hierdurch kann zudem erreicht werden, dass der Fluidfilter 58 in dem Filterabschnitt 56 ”rückgespült” wird, so dass sich der Fluidfilter 58 nicht so schnell zusetzt.
Folglich kann mittels der Hydraulikanordnung 30 erreicht werden, dass mit nur einer Pumpe 34 zwei Fluidverbraucher 32 bzw. 78/80 angesteuert bzw. mit Fluid versorgt werden können. Durch das Bereitstellen von einer oder zwei Ventilanordnungen 40 können zudem eine Filterfunktion und eine Blenden-/Drosselfunktion sowie eine Rückschlagventilfunktion baulich in einem Gehäuse integriert werden.
Die Hydraulikanordnung 30 kann folglich mit wenigen Bauteilen realisiert werden.
Nachstehend werden weitere Ausführungsformen von Hydraulikanordnungen 30 bzw. Ventilanordnungen 40 erläutert, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der oben beschriebenen Hydraulikanordnung 30 bzw. oben beschriebenen Ventilanordnung 40 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
In den 2 und 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Ventilanordnung 40 gezeigt, die einen ersten Ventilanschluss 42 und einen zweiten Ventilanschluss 44 sowie ein Ventilgehäuse 46 aufweist. Das Ventilgehäuse 46 ist rotationssymmetrisch entlang einer Längsachse 82 ausgebildet. In dem Ventilabschnitt 48 des Ventilgehäuses 46 ist ein Ventilschieber 84 in Längsrichtung verschieblich gelagert, wobei der Ventilschieber 84 einen Ventilteller 86 aufweist. Der Ventilschieber 84 ist mittels einer Feder 88 in Richtung entgegengesetzt zu der ersten Strömungsrichtung 66 vorgespannt.
Der Ventilschieber 84 weist eine zentrale Blendenbohrung auf, die durch den Ventilteller 86 hindurchgeht, um auf diese Weise auch in der Schließposition des ersten Rückschlagventils 54 den Ventilabschnitt 48 mit dem Filterabschnitt 56 zu verbinden.
Ferner ist an dem Ventilteller 86 ein Drosselrohr 90 festgelegt, das sich von dem Ventilteller 86 in der ersten Strömungsrichtung axial erstreckt. Das Drosselrohr 90 weist eine Länge L_D auf und einen Innendurchmesser D_D.
Das Ventilgehäuse 46 weist ein sich von dem Ventilabschnitt 48 in der ersten Strömungsrichtung 66 erstreckendes Anschlussrohr 92 auf, in dem das Drosselrohr 90 aufgenommen ist.
Wie es in 3 gezeigt ist, bildet das Drosselrohr 90 einen Drosselquerschnitt 94. Eine Zwischenöffnung zwischen dem Ventilabschnitt 48 und dem Filterabschnitt 56, die in 2 mit 97 bezeichnet ist, bildet einen ersten Anschlussquerschnitt 96. Ferner ist der Raum zwischen dem Anschlussrohr 92 und dem Außenumfang des Drosselrohrs 90 ringförmig ausgebildet und bildet einen zweiten Anschlussquerschnitt 98.
Der Blendenquerschnitt ist in 2 bei 100 gezeigt.
Wenn der Fluiddruck im Bereich des ersten Ventilanschlusses 42 kleiner ist als der Fluiddruck im Bereich des zweiten Ventilanschlusses 44, wird der erste Modus eingerichtet, bei dem Fluid über den Filterabschnitt 56 durch das Fluidfilter 58 hindurch und durch die Zwischenöffnung 97 an dem von der Zwischenöffnung 97 abgehobenen Ventilteller 86 vorbei durch den zweiten Anschlussquerschnitt 98 geführt. Wenn der Druck an dem ersten Ventilanschluss 42 größer ist als an dem zweiten Ventilanschluss 22, schließt das Rückschlagventil 54, wobei der Ventilteller 86 die Zwischenöffnung 97 abdeckt. Demzufolge kann Fluid nur noch durch das Drosselrohr 90 hindurch und durch die Blende 52 hindurch von dem Ventilabschnitt 48 in den Filterabschnitt 56 gelangen.
Die Blende 52 ist vorzugsweise axial sehr kurz und hat daher vorzugsweise eine temperaturunabhängige Eigenschaft. Durch die Länge L_D und den Durchmesser D_D des Drosselrohrs kann jedoch auch eine gezielte Temperaturabhängigkeit der Drossel/Blendenfunktion des Drosselrückschlagventils 50 eingerichtet werden.
In manchen Fällen kann das Drosselrohr 90 auch entfallen (L_D = 0).
Eine weitere Ausführungsform einer Ventilanordnung 40 ist in den 4 bis 6 gezeigt.
Bei dieser ist in dem Ventilabschnitt 48 ein Ventilschieber 84 gelagert, der über den Umfang verteilt eine Mehrzahl von Schieberöffnungen 102 aufweist, durch die hindurch das Fluid in der ersten Strömungsrichtung strömen kann. Die Länge L_D des Drosselrohrs 90 ist im Vergleich zu der Ausführungsform der 2 und 3 sehr viel kürzer, insbesondere im Verhältnis zum Durchmesser, so dass die Temperaturabhängigkeit vorliegend geringer ist.
Das Ventilgehäuse 46 ist im Wesentlichen zweiteilig ausgebildet, mit einem ersten zylindrischen Abschnitt, der den Ventilabschnitt 48 und den Filterabschnitt 56 bildet, wobei dazwischen eine Zwischenöffnung 97 eingerichtet ist, die von dem Ventilschieber 84 überdeckt wird. Ein zweites zylindrisches Element ist im Bereich des Ventilabschnittes 48 mit dem ersten zylindrischen Abschnitt verbunden.
Am Außenumfang des Ventilgehäuses 46 kann eine Befestigungseinrichtung ausgebildet sein, um die Ventilanordnung 40 bspw. in einem Tankgehäuse zu befestigen. Vorliegend weist diese Befestigungseinrichtung eine Ringnut 104 in dem ersten zylindrischen Teilgehäuse auf.
In 7 ist eine Fluidversorgungseinrichtung 106 schematisch dargestellt, die ein Tankgehäuse 60 sowie eine darin angeordnete Ventilanordnung 40 aufweist. In dem Tankgehäuse 60 ist ein Fluidsumpf 62 aufgenommen.
Das Tankgehäuse 60 weist einen ersten Gehäuseabschnitt 108 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 110 auf, die über eine Trennebene 112 miteinander verbunden sind. Die Trennebene 112 muss nicht notwendigerweise geradlinig verlaufen, sondern kann gestuft oder abgerundet verlaufen, weist jedoch eine Hauptachse auf, die in 7 bei 112 gezeigt ist. Die Trennebene 112 ist vorliegend quer zu der Sumpfoberfläche 64 angeordnet.
Der erste Gehäuseabschnitt 108 weist einen Befestigungssteg 114 auf, der sich quer zu der Trennebene 112 erstreckt. Der Befestigungssteg 114 weist eine nicht näher bezeichnete U-förmige Ausnehmung bzw. Ringausnehmung auf, deren Abmessungen an die Ringnut 104 des Ventilgehäuses 46 der 4 angepasst ist. Demzufolge kann die Ventilanordnung 40 der 4 auf einfache Weise an dem Befestigungssteg 114 montiert werden, indem sie mit der Ringnut 104 in die Ausnehmung des Befestigungssteges 114 eingeschoben wird.
Beim Zusammenbau des Tankgehäuses kann dann ein Fixiersteg 116, der mit dem zweiten Gehäuseabschnitt 110 verbunden ist, die Ventilanordnung 40 in der Position halten, wenn die Gehäuseabschnitte 108, 110 montiert sind.
In dem Tankgehäuse 60 sind ferner eine Pumpe 34 und ein diese Pumpe 34 antreibender elektrischer Motor 35 angeordnet. Der zweite Ventilanschluss 44 der Ventilanordnung 40 ist mit der Pumpe 34 verbunden, wie es bei 38 schematisch angedeutet ist.
8 zeigt eine weitere Fluidversorgungseinrichtung 106, die zwei Ventilanordnungen 40A, 40B aufweist, die jeweils identisch aufgebaut sein können wie die Ventilanordnung 40 der 4 bis 6.
Ferner weist die Fluidversorgungseinrichtung 106 eine Pumpe 34 auf, die in einem Pumpengehäuse 118 angeordnet ist, das die zwei Ventilanordnungen 40A, 40B übergreift.
Die Pumpe 34 ist als Doppelsichelpumpe ausgebildet und in dem Pumpengehäuse so gelagert, dass eine Sichel mit dem ersten Ventilanschluss 42A der ersten Ventilanordnung 40A verbunden ist und eine zweite Sichel mit dem zweiten Ventilanschluss 42B der zweiten Ventilanordnung 40B.
Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Baugruppe realisiert werden.
Bei der Fluidversorgungseinrichtung der 7 kann in dem Tankgehäuse 60 ebenfalls eine weitere Ventilanordnung 40 angeordnet werden, die bspw. an dem gleichen Befestigungssteg 114 festgelegt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2352146 [0002]

Claims

Ventilanordnung (40), insbesondere für eine Aktuatoranordnung (30) eines Kraftfahrzeugantriebsstranges (10), mit einem Ventilgehäuse (46), das einen ersten Ventilanschluss (42) und einen zweiten Ventilanschluss (44) aufweist, und mit einem Drosselrückschlagventil (50), das einen in dem Ventilgehäuse (46) zwischen wenigstens einer ersten Position und einer zweiten Position in einer Axialrichtung verschieblich gelagerten Ventilschieber (84) aufweist, der in der ersten Position einen ersten Strömungsquerschnitt für ein Fluid einrichtet und der in der zweiten Position einen zweiten Strömungsquerschnitt für das Fluid einrichtet, der kleiner ist als der erste Strömungsquerschnitt, wobei der zweite Strömungsquerschnitt durch eine Blende (52) und/oder eine Drossel (90) in dem Ventilschieber (84) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (46) einen Filterabschnitt (56) aufweist, in dem ein Fluidfilter (58) aufgenommen ist, derart, dass über den ersten Ventilanschluss (42) in einer ersten Strömungsrichtung (66) in das Ventilgehäuse (46) eintretendes Fluid mittels des Fluidfilters (58) gefiltert wird, bevor es in das Drosselrückschlagventil (50) eintritt.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselrückschlagventil (50) so in Bezug auf den Filterabschnitt (56) angeordnet ist, dass in der ersten Strömungsrichtung (66) der erste Strömungsquerschnitt einrichtbar ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (84) einen Ventilteller (86) aufweist, durch den hindurch eine axiale Blendenbohrung ausgebildet ist, die die Blende (52) bildet.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (84) einen Ventilteller (86) und ein Drosselrohr (90) aufweist, das sich axial von dem Ventilteller (86) erstreckt.
Ventilanordnung nach Anspruch 3 und nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenbohrung einen Innenraum des Drosselrohrs (90) mit einer dem Filterabschnitt (56) zugewandten Seite des Ventiltellers (86) verbindet.
Ventilanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselrohr (90) eine Länge (L_D) im Bereich von 1 mm bis 50 mm aufweist, insbesondere im Bereich von 2 mm bis 40 mm, vorzugsweise von 5 mm bis 20 mm.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (46) an seinem Außenumfang eine Befestigungseinrichtung (104) zur Befestigung der Ventilanordnung (40) an einem Tankgehäuse (60) aufweist.
Fluidversorgungseinrichtung (106), insbesondere für eine Aktuatoranordnung (30) eines Kraftfahrzeugantriebsstranges ((10), mit einem Tankgehäuse (60), in dem ein Fluidsumpf (62) angeordnet ist, und mit einer Ventilanordnung (40) nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die Ventilanordnung (40) so in dem Tankgehäuse (60) festgelegt ist, dass der erste Ventilanschluss (42) in dem Fluidsumpf (62) liegt.
Fluidversorgungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Tankgehäuse (60) wenigstens eine Pumpe (34) angeordnet ist, die mit dem zweiten Ventilanschluss (44) verbunden ist und/oder mittels eines Elektromotors (35) angetrieben ist.
Fluidversorgungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (34) ein Pumpengehäuse aufweist, das starr mit dem Ventilgehäuse (46) verbunden ist.
Fluidversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8–10, dadurch gekennzeichnet, dass das Tankgehäuse (60) wenigstens zwei Gehäuseabschnitte (108, 110) aufweist, die über eine Trennebene (112) miteinander verbunden sind, die parallel zu einer Längsachse (82) der Ventilanordnung ausgerichtet ist und/oder quer zu einer Oberfläche (64) des Fluidsumpfes (62) ausgerichtet ist.
Fluidversorgungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem einen Gehäuseabschnitt (108) ein Befestigungssteg (114) ausgebildet ist, der quer zu der Trennebene (112) ausgerichtet ist und an dem das Ventilgehäuse (46) befestigt ist.
Fluidversorgungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (46) als Befestigungseinrichtung eine Ringnut (104) aufweist, wobei der Befestigungssteg (114) eine offene Ringausnehmung aufweist, die in die Ringnut (104) greift.
Aktuatoranordnung (30) mit einer mittels eines Elektromotors (35) bidirektional antreibbaren Pumpe (34), die einen ersten und einen zweiten Pumpenanschluss (36, 38) aufweist, wobei der erste Pumpenanschluss (36) mit einem Aktuatorzylinder (32) verbunden ist, wobei der zweite Pumpenanschluss (38) mit einem Anschluss (42) einer ein Drosselrückschlagventil (50) aufweisenden Ventilanordnung (40) verbunden ist, insbesondere einer Ventilanordnung (40) nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das Drosselrückschlagventil (50) einen in einem Ventilgehäuse (46) zwischen wenigstens einer ersten Position und einer zweiten Position in einer Axialrichtung verschieblich gelagerten Ventilschieber (84) aufweist, der in der ersten Position einen ersten Strömungsquerschnitt für ein Fluid einrichtet und der in der zweiten Position einen zweiten Strömungsquerschnitt für das Fluid einrichtet, der kleiner ist als der erste Strömungsquerschnitt, wobei der zweite Strömungsquerschnitt durch eine Blende (52) und/oder eine Drossel (90) in dem Ventilschieber (84) eingerichtet ist.
Aktuatoranordnung nach Anspruch 14, wobei der erste Pumpenanschluss (36) über eine Blende (72) und/oder eine Drossel mit einem Niederdruckabschnitt verbunden ist, wobei die Blende (72) bzw. Drossel vorzugsweise Bestandteil eines Drosselrückschlagventils (50) ist, insbesondere eines Drosselrückschlagventils (50) einer Ventilanordnung (40) nach einem der Ansprüche 1–7.
Aktuatoranordnung nach Anspruch 14 oder 15, wobei der zweite Pumpenanschluss (38) mit einem zweiten Aktuatorzylinder (78) verbunden ist.
Aktuatoranordnung nach Anspruch 14 oder 15, wobei der zweite Pumpenanschluss (38) mit einem zweiten Fluidverbraucher (80) verbunden ist, insbesondere einer Fluidkühleinrichtung und/oder einer Parksperrenanordnung.