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Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung zum Erzeugen eines variablen Volumenstromes zu einem Verbraucher, insbesondere einem Druckmittelsystem eines Automatikgetriebes, umfassend eine Verdrängerpumpe mit einem Rotor, welcher von einem Hubring umschlossen ist, wobei unterschiedliche Fördervolumina der Verdrängerpumpe darstellbar sind, indem der Hubring mit unterschiedlichen Exzentrizitäten zum Rotor entsprechend einer Druckregelung in zumindest einem Druckraum positionierbar ist, welcher angrenzend zum Hubring ausgestaltet ist, wobei eine Steuereinrichtung mit einer, einen Ablauf der Verdrängerpumpe von einem Zulauf zum Verbraucher trennenden Blende und einem Steuerventil vorgesehen ist, welches über einen Steuerschieber und je einen, mit dem zumindest einen Druckraum verbundenen Arbeitsanschluss verfügt, wobei axial zum Steuerschieber Steuerräume vorgesehen sind, von welchen einer mit dem Ablauf der Verdrängerpumpe und einer mit dem Zulauf zum Verbraucher verbunden ist, und wobei sich der Steuerschieber in Abhängigkeit einer Druckdifferenz von, in den Steuerräumen jeweils wirksamen Drücken stufenlos zwischen einer ersten, den je einen Arbeitsanschluss druckentlastenden Schaltstellung und einer zweiten, den je einen Arbeitsanschluss druckbeaufschlagenden Schaltstellung positioniert.
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Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen verfügen üblicherweise über Druckmittelsysteme, über welche unter anderem Schaltbewegungen von Schaltelementen im jeweiligen Getriebegesteuert werden. Eine Versorgung des jeweiligen Druckmittelsystems mit der entsprechenden, unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit wird hierbei häufig über eine Konstantpumpe, beispielsweise in Form einer Innenzahnrad- oder Flügelzellenpumpe, dargestellt, deren Antrieb über einen Rädertrieb oder einen Zugmitteltrieb mit dem Antriebsmotor des jeweiligen Kraftfahrzeuges gekoppelt ist. Die Pumpengröße wird dabei entsprechend der Leerlaufdrehzahl des Motors ausgelegt, um auch im Leerlauf des Motors stets eine ausreichende Versorgung des Automatikgetriebes darstellen zu können. Allerdings bringt die Verwendung einer Konstantpumpe das Problem mit sich, dass mit steigender Drehzahl des Motors und in Folge dessen auch steigender Antriebsdrehzahl der Konstantpumpe deren Fördermenge ansteigt, was eine Überversorgung des Automatikgetriebes mit Hydraulikflüssigkeit bei gleichzeitiger Belastung des Motors mit dem Pumpenantriebsmoment zur Folge hätte. Der Überschuss an Hydraulikflüssigkeit wird daher je nach System dann entweder direkt über ein Sicherheitsventil in einen Vorratstank zurückgefördert oder aber, zur Verbesserung des Kavitationsverhaltens der Pumpe bei hohen Drehzahlen, nach Art einer Saugaufladung zur Saugseite der Pumpe geleitet. Diese Maßnahmen bringen allerdings jeweils eine entsprechende Verschlechterung des Wirkungsgrades und eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs des jeweiligen Kraftfahrzeuges mit sich. Des Weiteren kommen in anderen Bereichen der Kraftfahrzeugtechnik auch Pumpenanordnungen zur Anwendung, bei welchen variable Volumenströme für einen jeweiligen Verbraucher erzeugt werden können.
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Aus der
DE 199 44 466 A1 geht eine Pumpenanordnung für eine Servolenkvorrichtung hervor, wobei diese Pumpenanordnung eine, nach Art einer Flügelzellenpumpe ausgestaltete Verdrängerpumpe aufweist, deren Rotor von einem Hubring umschlossen ist. Es können nun unterschiedliche Fördervolumina der Verdrängerpumpe eingestellt werden, indem eine Exzentrizität des Hubrings zum Rotor durch Verschieben des Hubrings zwischen einer, eine maximale Exzentrizität definierenden Endstellung und einer, eine minimale Exzentrizität bildenden Endstellung verändert wird. Zu diesem Zweck sind zwischen dem Hubring und einem umliegenden Gehäuse zwei Druckräume vorgesehen, welche hierbei jeweils angrenzend zum Hubring und auf einander abgewandten Seiten des Hubrings ausgestaltet sind, wobei sich der Hubring dann in Abhängigkeit einer Differenz der, in den Druckräumen vorherrschenden Drücke stufenlos zwischen seinen Endstellungen positioniert.
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Eine Druckbeaufschlagung der Druckräume wird dabei über eine Steuereinrichtung geregelt, welche ein Steuerventil mit einem Steuerschieber aufweist, wobei axial zum Steuerschieber vorgesehene Steuerräume zum einen seitens eines Ablaufs der Verdrängerpumpe und zum anderen seitens eines Zulaufs zur Servolenkung platziert sind. Dabei ist der Steuerschieber hohl ausgeführt, wobei die, durch die Verdrängerpumpe geförderte Hydraulikflüssigkeit vom Ablauf axial durch den Steuerschieber hindurch über eine, stirnseitig am Steuerschieber vorgesehene Blende zum Zulauf strömt. Des Weiteren verfügt das Steuerventil über zwei Arbeitsanschlüsse, von welchen der eine mit dem einen Druckraum und der andere mit dem jeweils anderen Druckraum verbunden ist. Zudem ist der, bei Druckbeaufschlagung eine Verschiebung des Hubrings in Richtung der maximalen Exzentrizität bewirkende Druckraum über eine zusätzliche Blende mit dem Ablauf der Verdrängerpumpe gekoppelt, wobei diese zusätzliche Blende allerdings ab einer bestimmten Verschiebung des Hubrings in Richtung seiner anderen Endstellung durch den Hubring überdeckt und damit verschlossen wird. Durch eine reaktive Regelung der Drücke in den Druckräumen mittels des Steuerschiebers stellt sich die Pumpenanordnung hierbei selbsttätig auf einen bedarfsgerechten, zum Zulauf des Verbrauchers strömenden Volumenstrom ein.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpenanordnung zum Erzeugen eines variablen Volumenstromes zur Verfügung zu stellen, wobei hierbei Förderströme einer Verdrängerpumpe der Pumpenanordnung frei vorgebbar sein sollen.
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Gemäß der Erfindung umfasst eine Pumpenanordnung zum Erzeugen eines variablen Volumenstromes zu einem Verbraucher eine Verdrängerpumpe mit einem Rotor, welcher von einem Hubring umschlossen ist. Unterschiedliche Fördervolumina dieser Verdrängerpumpe können nun dargestellt werden, indem der Hubring mit unterschiedlichen Exzentrizitäten zum Rotor entsprechend einer Druckregelung in zumindest einem Druckraum positionierbar ist. Dabei ist dieser zumindest eine Druckraum angrenzend zum Hubring ausgestaltet. Des Weiteren ist eine Steuereinrichtung mit einer, einen Ablauf der Verdrängerpumpe von einem Zulauf zum Verbraucher trennenden Blende und einem Steuerventil vorgesehen, welches über einen Steuerschieber und je einen, mit dem zumindest einen Druckraum verbundenen Arbeitsanschluss verfügt. Axial zum Steuerschieber sind zudem Steuerräume vorgesehen, von welchen einer mit dem Ablauf der Verdrängerpumpe und einer mit dem Zulauf zum Verbraucher gekoppelt ist. Dabei positioniert sich der Steuerschieber in Abhängigkeit von, in den Steuerräumen jeweils wirksamen Drücken stufenlos zwischen einer ersten, den je einen Arbeitsanschluss druckbeaufschlagenden Schaltstellung und einer zweiten, den je einen Arbeitsanschluss druckentlastenden Schaltstellung.
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Die Verdrängerpumpe mit Rotor und Hubring ist im Sinne der Erfindung insbesondere als Flügelzellenpumpe ausgestaltet, sie kann aber ebenso gut auch als Radialkolbenpumpe ausgeführt sein. Des Weiteren ist der zumindest eine Druckraum bevorzugt dadurch angrenzend zum Hubring ausgestaltet, indem der Hubring von einem Gehäuse oder einem weiteren, feststehenden Ring umschlossen ist. Dabei ist dieses umliegende Gehäuse bzw. der feststehende Ring mit einer Innenwand derartig an den Hubring herangeführt, dass in Bewegungsrichtung und auf der jeweiligen Seite des Hubrings der zumindest eine Druckraum zwischen Hubring und Gehäuse bzw. Ring definiert wird. Folglich ist der zumindest eine Druckraum radial außen zum Hubring vorgesehen, so dass bei Druckbeaufschlagung dieses Druckraumes eine entsprechende Verschiebung des Hubrings in die jeweilige, die Exzentrizität zum Rotor verändernde Bewegungsrichtung stattfindet. Insbesondere ist zudem ein Federelement mit zumindest einer niedrigen Federsteifigkeit vorgesehen, welches den Hubring in eine, die Exzentrizität zum Rotor vergrößernde Richtung vorspannt, so dass zu Beginn des Betriebs der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung ein maximales Fördervolumen durch die Verdrängerpumpe gefördert wird.
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Insbesondere verfügt auch das Steuerventil über ein Federelement, welches den Steuerschieber in eine seiner Schaltstellungen vorspannt, so dass zu Beginn des Betriebs der Pumpenanordnung eine entsprechende Ansteuerung des Arbeitsanschlusses des zumindest einen Druckraumes stattfindet. Bevorzugt wird der je eine Arbeitsanschluss dabei derartig versorgt, dass zu Beginn des Betriebs entweder eine, eine maximale Exzentrizität des Hubrings zum Rotor einstellende Druckbeaufschlagung des zumindest einen Druckraumes erfolgt oder aber einer entsprechenden Einstellung durch ein, im Bereich des Hubrings vorgesehenes Federelement nicht entgegengewirkt wird.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Steuereinrichtung mit Steuermitteln versehen ist, über welche in Abhängigkeit eines Steuersignals eine, entsprechend der Druckdifferenz eingenommene Position des Steuerschiebers zwischen den Schaltstellungen aktiv veränderbar ist. Mit anderen Worten ist die Steuereinrichtung also derartig ausgestaltet, dass das selbstständige Einstellen des Steuerschiebers, welches entsprechend der in seinen Steuerräumen vorherrschenden Drücke stattfindet, gezielt überlagert werden kann und stattdessen ein Positionieren des Steuerschiebers entsprechend äußerer Vorgaben vorgenommen wird. Dementsprechend kann die, über die Verdrängerpumpe jeweils in den Ablauf geförderte Fördermenge unabhängig von einer Antriebsdrehzahl des Rotors beeinflusst werden, indem die Position des Steuerschiebers zwischen seinen Schaltstellungen aktiv verändert wird, was eine entsprechende Veränderung des Druckniveaus in dem zumindest einen Druckraum und damit eine Variation der Exzentrizität des Hubrings zum Rotor zur Folge hat. Ein derartiger Aufbau einer Pumpenanordnung ist insbesondere zur Versorgung eines Druckmittelsystems eines Automatikgetriebes geeignet, da das Fördervolumen der Verdrängerpumpe somit unabhängig von einer Drehzahl des Rotors bei Bedarf gezielt gesteigert werden kann. Hierdurch ist es möglich, gezielt auf einen auftretenden oder sich ankündigenden Mehrbedarf, beispielsweise bei Schalttätigkeiten im Automatikgetriebe, zu reagieren.
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Im Unterschied hierzu kann bei der Pumpenanordnung der
DE 199 44 466 A1 eine Position des Steuerschiebers des Steuerventils nicht aktiv von außen her verändert werden, sondern der Steuerschieber positioniert sich stets selbsttätig entsprechend den, in seinen Steuerräumen vorherrschenden Drücken. Dies hat aber zur Folge, dass mit steigender Antriebsdrehzahl des Rotors der Verdrängerpumpe stets ein Verschieben des Hubrings unter Verringerung der Exzentrizität zum Rotor herbeigeführt wird, so dass ein Fördervolumen der Verdrängerpumpe mit steigender Antriebsdrehzahl reduziert wird. Würde dann aber bei hohen Antriebsdrehzahlen der Verdrängerpumpe ein Mehrbedarf des Verbrauchers auftreten, so könnte hierauf nicht mit einer Erhöhung des Fördervolumens reagiert werden. Bei dem für die Pumpenanordnung der
DE 199 44 466 A1 gedachte Anwendung im Bereich einer Servolenkung ist dies prinzipiell unproblematisch, da im Bereich einer Servolenkung mit steigender Antriebsdrehzahl auch stetig ein geringerer Förderstrom der Pumpe nötig wird. Für die Anwendung im Bereich eines Automatikgetriebes wäre dieser Aufbau aber ungeeignet, da hier auch im Bereich höherer Pumpenantriebsdrehzahlen teilweise wieder ein höherer Förderstrom nötig wird, wenn beispielsweise Kupplungen des Automatikgetriebes mit Öl zu versorgen sind.
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Entsprechend einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung sind die Steuermittel der Steuereinrichtung dabei durch die Blende gebildet, welche in ihrem Durchfluss in Abhängigkeit des Steuersignals variiert werden kann. Mit anderen Worten kann also ein Durchflussquerschnitt der, den Ablauf der Verdrängerpumpe vom Zulauf zum Verbraucher trennenden Blende gezielt verändert werden, was dann in einem stärkeren oder schwächeren Drosseln der, zum Zulauf strömenden Hydraulikflüssigkeit resultiert und damit eine Änderung der Druckdifferenz zwischen Ablauf und Zulauf herbeiführt. Dies hat dann mittelbar über die, mit Ab- und Zulauf verbundenen Steuerräume auch eine Veränderung der Position des Steuerschiebers zwischen seinen Schaltstellungen zur Folge.
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In Weiterbildung der vorgenannten Variante weist die Blende einen Ventilschieber auf, welcher in Abhängigkeit des Steuersignals stufenlos entgegen einem Federelement verschoben werden kann, wobei der Ventilschieber dabei unter Verringerung eines Strömungsquerschnitts in einen Übergang vom Ablauf in den Zulauf eingeführt wird. Die Blende ist also in diesem Fall ebenfalls als Schieberventil ausgestaltet, wobei der Durchfluss der Blende hierbei durch entsprechende Verschiebungen des Ventilschiebers entgegen dem Federelement und einer hiermit einhergehenden Veränderung des Strömungsquerschnitts eingestellt werden kann. Je nach konkreter Ausgestaltung der Blende wird dabei durch den Ventilschieber ein Strömungsquerschnitt einer, den Ablauf und den Zulauf verbindenden Durchgangstasche verändert oder das Strömen von Hydraulikflüssigkeit zwischen zwei Taschen beeinflusst, von welchen eine Tasche dann mit dem Ablauf und die andere Tasche mit dem Zulauf gekoppelt ist. Hierbei können dann zudem weitere Maßnahmen getroffen sein, wie beispielsweise das Ausgestalten der Durchgangstasche mit einer Steuerkerbe oder die Ausbildung des Steuerschiebers mit einem, eine Strömungskraftkompensation herbeiführenden Querschnitt. Ferner kann das Federelement, entgegen welchem der Ventilschieber bewegbar ist, entweder in einer entsprechenden Bohrung des Ventilschiebers radial außen oder an einem radial innenliegenden, vorstehenden Abschnitt des Ventilschiebers zentriert sein.
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Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit, welche alternativ zu der vorgenannten ersten Ausführungsform ist, sind die Steuermittel durch einen zusätzlichen, axial zum Steuerschieber vorgesehenen Steuerraum gebildet, welcher in Abhängigkeit des Steuersignals druckbeaufschlagbar ist, wobei der zusätzliche Steuerraum auf Seiten des, mit dem Ablauf gekoppelten Steuerraumes oder auf Seiten des, mit dem Zulauf verbundenen Steuerraumes vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist also entweder auf Seiten des, mit dem Ablauf gekoppelten Steuerraumes oder seitens des, mit dem Zulauf verbundenen Steuerraumes ein zusätzlicher Steuerraum angeordnet, der in Abhängigkeit des Steuersignals mit einem Druck beaufschlagt werden kann. Infolge dessen kann das ansonsten in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen Ab- und Zulauf stattfindende Positionieren des Steuerschiebers durch Überlagerung mit einem zusätzlichen Druck beeinflusst werden. Je nach Anordnung dieses zusätzlichen Steuerraumes wird dann durch dessen Druckbeaufschlagung das Fördervolumen der Verdrängerpumpe gezielt angehoben oder aber auch verringert. Im letztgenannten Fall kann dabei auch bei Störung des Steuersignals stets eine ausreichende Versorgung des Verbrauchers sichergestellt werden, da sich die Verdrängerpumpe bei fehlender Beaufschlagung des zusätzlichen Steuerraumes selbststätig auf ein höheres Fördervolumen einregelt, welches zur Versorgung des Verbrauchers ausreichend ist.
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Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein, an den Hubring angrenzender Druckraum vorgesehen, welcher mit einem, ihm zugeordneten Arbeitsanschluss des Steuerventils verbunden ist, über den der Druckraum mit dem Ablauf der Verdrängerpumpe koppelbar ist. Dabei ist der Hubring bei Druckbeaufschlagung dieses Druckraumes in eine, die Exzentrizität zum Rotor verringernde Richtung entgegen einem Federelement verschiebbar, welches auf einer, dem Druckraum abgewandten Seite des Hubrings vorgesehen ist und den Hubring in eine, die Exzentrizität zum Rotor vergrößernde Richtung vorspannt. Der Hubring wird also durch das vorgesehene Federelement in eine, die maximale Exzentrizität definierenden Stellung vorgespannt und kann aus dieser Endstellung durch entsprechende Druckbeaufschlagung des, auf der entgegengesetzten Seite des Hubrings vorgesehenen Druckraumes heraus bewegt werden. Ein Einstellen der Exzentrizität des Hubrings zum Rotor erfolgt dementsprechend in Abhängigkeit einer Federkraft des Federelements in Gegenüberstellung zu einer Stellkraft, mit welcher aufgrund des aktuell, in dem Druckraum herrschenden Drucks auf den Hubring eingewirkt wird. Diese Ausgestaltung hat dabei den Vorteil, dass das Steuerventil und auch dessen Steuerschieber entsprechend kompakt und mit einfachem Aufbau ausgeführt werden können, da nur ein Arbeitsanschluss vorzusehen ist. Des Weiteren ist in einem, den Hubring umgebenden Gehäuse lediglich eine Verbindungsleitung zwischen dem Arbeitsanschluss und dem Druckraum des Hubrings auszubilden, was den Herstellungsaufwand zur Fertigung dieses Gehäuses entsprechend reduziert. Zur Sicherstellung einer ausreichenden Vorspannung des Hubrings in Richtung seiner maximalen Exzentrizität zum Rotor ist das, den Hubring vorspannende Federelement dabei mit einer entsprechenden Federsteifigkeit auszuführen.
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Alternativ zu der vorgenannten Ausgestaltung sind angrenzend zum Hubring zwei Druckräume vorgesehen, welche auf entgegengesetzten Seiten des Hubrings ausgestaltet sind und von welchen ein erster Druckraum mit einem, ihm zugeordneten Arbeitsanschluss des Steuerventils verbunden ist, über welchen der erste Druckraum mit dem Ablauf der Verdrängerpumpe koppelbar ist, wobei bei Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes eine Verschiebung des Hubrings in eine, die Exzentrizität zum Rotor verringernde Richtung entgegen einem, in einem zweiten Druckraum wirkenden Druck darstellbar ist. Dementsprechend wird ein Positionieren des Hubringes zwischen seinen beiden Endstellungen entsprechend der in den beiden Druckräumen jeweils vorherrschenden Drücke eingestellt.
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In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist der zweite Druckraum mit einem, ihm zugeordneten Arbeitsanschluss des Steuerventils verbunden, über welchen der zweite Druckraum mit dem Zulauf zum Verbraucher koppelbar ist. Dabei ist der Arbeitsanschluss des zweiten Druckraumes in der ersten Schaltstellung des Steuerschiebers mit dem Zulauf verbunden und der Arbeitsanschluss des ersten Druckraumes druckentlastest, wohingegen in der zweiten Schaltstellung des Steuerschiebers eine Verbindung des Arbeitsanschlusses des ersten Druckraumes zum Ablauf und eine Druckentlastung des Arbeitsanschlusses des zweiten Druckraumes dargestellt ist. Das Steuerventil ist also in diesem Fall mit zwei Arbeitsanschlüssen versehen, von welchen einer mit dem ersten Druckraum und einer mit dem zweiten Druckraum in Verbindung steht, wobei der Arbeitsanschluss des ersten Druckraumes je nach Position des Steuerschiebers mit dem Ablauf der Verdrängerpumpe und der Arbeitsanschluss des zweiten Druckraumes in Abhängigkeit einer Position des Steuerschiebers mit dem Zulauf zum Verbraucher gekoppelt werden kann. Dementsprechend wird ein Einstellen der Exzentrizität des Hubrings zum Rotor durch entsprechende Druckbeaufschlagungen und Druckentlastungen der, den Druckräumen jeweils zugehörigen Arbeitsanschlüsse gesteuert.
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Alternativ dazu ist der zweite Druckraum mit einem Druckanschluss verbunden, über welchen eine Verbindung zu einer externen, konstanten Druckversorgung herstellbar ist. Über diesen Druckanschluss wird der zweite Druckraum dann im verbauten Zustand der Pumpenanordnung stetig mit einem konstanten Druck beaufschlagt, so dass ein Verschieben des Hubrings aus einer, eine maximale Exzentrizität darstellenden Endstellung erst ab einer entsprechenden Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes stattfindet. Insbesondere erfolgt dabei eine konstante Druckversorgung des zweiten Druckraumes über das Druckmittelsystem des Automatikgetriebes.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Steuerflächen des, mit dem Zulauf verbundenen Steuerraumes und des, mit dem Ablauf gekoppelten Steuerraumes gleich groß gewählt. Dies hat den Vorteil, dass eine Einstellung des Förderstroms der Verdrängerpumpe hierdurch weitgehend unabhängig von Druckänderungen im Zulauf zum Verbraucher ist. Es ist aber im Rahmen der Erfindung prinzipiell denkbar, eine Steuerfläche des, mit dem Zulauf verbundenen Steuerraumes kleiner zu wählen, als eine Steuerfläche des, mit dem Ablauf gekoppelten Steuerraumes. Dies hat dann zur Folge, dass sich der Förderstrom der Verdrängerpumpe bei Druckänderungen im Zulauf automatisch auf ein neues Niveau verstellt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist dem je einen Arbeitsanschluss je eine Tasche zugeordnet, welche in axialer Richtung zwischen einem der Steuerräume und einer, mit einem Tankanschluss verbundenen Tanktasche ausgestaltet ist, wobei die je eine Tasche in Abhängigkeit der Position des Steuerschiebers zum einen mit dem jeweiligen Steuerraum und zum anderen mit der Tanktasche koppelbar ist. Alternativ dazu ist dem je einen Arbeitsanschluss je eine Tasche zugeordnet, welche in axialer Richtung zwischen einer, mit dem Ablauf oder dem Zulauf verbundenen Tasche und einer, mit einem Tankanschluss verbundenen Tanktasche ausgestaltet ist, wobei die je eine, dem Arbeitsanschluss zugeordnete Tasche in Abhängigkeit der Position des Steuerschiebers zum einen mit der, mit dem Ablauf oder dem Zulauf verbundenen Tasche und zum anderen mit der Tanktasche koppelbar ist. Im Falle der erstgenannten Ausgestaltung ist im Gehäuse des Steuerventils eine geringere Anzahl an Taschen auszugestalten, was den Fertigungsaufwand entsprechend vermindert, während im zweitgenannten Fall eine Überdeckung bzw. Unterdeckung zwischen den Taschen einfacher und genauer eingestellt werden kann. Zudem ergibt sich im zweiten Fall je nach Ausführung der Verdrängerpumpe durch eine geänderte Belegung der Taschen eine etwas einfachere Entflechung.
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Erfindungsgemäß ist des Weiteren das Steuersignal ein Steuerdruck. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise eine direkte Veränderung des Durchflusses der Blende bzw. eine direkte Druckbeaufschlagung eines zusätzlichen Steuerraumes des Steuerschiebers vorgenommen werden. Bevorzugt wird dieser Steuerdruck dabei durch ein vorgeschaltetes Steuerventil, insbesondere ein Proportionalventil erzeugt. Alternativ hierzu kann es sich bei dem Steuersignal aber auch um ein elektrisches Signal handeln, das über einen entsprechenden Aktuator, beispielsweise in Form eines Proportionalmagneten, in die jeweils gewünschte Stellbewegung umgesetzt wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, die Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten Figuren nimmt. Es zeigt:
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1 eine schematische Ansicht einer Pumpenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung einer Pumpenanordnung gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
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3 eine schematische Ansicht einer Pumpenanordnung gemäß einer dritten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung;
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4 eine schematische Darstellung einer Pumpenanordnung entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine schematische Ansicht einer Pumpenanordnung entsprechend einer fünften Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung; und
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6 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung.
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Aus 1 geht eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung hervor, wobei diese Pumpenanordnung zur Versorgung eines Druckmittelsystems eines Automatikgetriebes mit einem variablen Volumenstrom zur Anwendung kommt. Die Pumpenanordnung setzt sich dabei aus einer Verdrängerpumpe 1 und einer Steuereinrichtung 2 zusammen, wobei die Steuereinrichtung 2 hierbei auf einem Gehäuse 3 der Verdrängerpumpe 1 aufgesetzt ist.
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Wie zudem aus 1 zu erkennen ist, umfasst die Verdrängerpumpe 1 einen Rotor 4, welcher drehfest auf einer Antriebswelle 5 der Verdrängerpumpe 1 aufgesetzt ist und bei Antrieb der Antriebswelle 5 gemeinsam mit dieser eine Rotation um eine Längsmittelachse der Antriebswelle 5 ausführt. Im verbauten Zustand der Pumpenanordnung steht die Antriebswelle 5 über einen Rädertrieb oder einen Zugmitteltrieb mit einem Antriebsmotor des jeweiligen Kraftfahrzeuges in Verbindung und wird dementsprechend mit einer definierten Übersetzung durch den Antriebsmotor angetrieben. Vorliegend ist die Verdrängerpumpe 1 nun nach Art einer Flügelzellenpumpe ausgestaltet, indem der Rotor 4 von einem Hubring 6 umschlossen ist. Hierbei sind in dem Rotor 4 mehrere radial orientierte Pumpenflügel 7 vorgesehen, die radial außen an dem umliegenden Hubring 6 anlaufen, so dass zwischen Hubring 6 und Rotor 4 in Umfangsrichtung mehrere Arbeitsräume 8 definiert werden. Bei Rotation des Rotors 4 bewegen sich diese Arbeitsräume 8 aufgrund des Mitlaufens der Pumpenflügel 7 in Umfangsrichtung, wobei diese dabei jeweils in einem Bereich in Überdeckung mit einem Zulauf 9 gelangen, welcher in Verbindung mit einem – vorliegend nicht weiter dargestellten – Vorratstank für Hydraulikflüssigkeit steht. An einer hierzu entgegengesetzten Seite überdecken die einzelnen Arbeitsräume 8 zudem jeweils mit einem Ablauf 10 der Verdrängerpumpe 1, der über die zwischenliegend vorgesehene Steuereinrichtung 2 mit einem Zulauf 11 zum – ebenfalls nicht weiter dargestellten – Druckmittelsystem des Automatikgetriebes in Verbindung steht.
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Über die Verdrängerpumpe 1 wird nun Hydraulikflüssigkeit über den Zulauf 9 aus dem Vorratstank angesaugt und in den Ablauf 10 verdrängt, indem der Hubring 6 exzentrisch zum Rotor 4 platziert wird, so dass sich die Arbeitsräume 8 bei ihrer Bewegung in Umfangsrichtung zunächst im Bereich des Zulaufs 9 in ihrem Volumen vergrößern, so dass Hydraulikflüssigkeit in den jeweiligen Arbeitsraum 8 eingesaugt wird, und anschließend zur Überdeckung mit dem Ablauf 10 in ihrem Volumen wieder verkleinern, was eine entsprechende Druckerhöhung in den Arbeitsräumen 8 zur Folge hat. Hierbei ist ein über die Verdrängerpumpe 1 jeweils dargestellter Förderstrom neben der Exzentrizität des Hubringes 6 zum Rotor 5 noch von der Pumpenantriebsdrehzahl der Antriebswelle 5 und damit auch des Rotors 4 abhängig.
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Die Pumpenanordnung ist dabei im Bereich niedriger Pumpenantriebsdrehzahlen, d.h. bei Antrieb der Antriebswelle 4 über den mit Leerlaufdrehzahl laufenden Antriebsmotor, so ausgelegt, dass schon bei diesem niedrigen Pumpenantriebsdrehzahlen ein ausreichender Förderstrom durch die Verdrängerpumpe 1 zur Versorgung des Druckmittelsystems des Automatikgetriebes zur Verfügung gestellt wird. Allerdings hätte die Beibehaltung einer konstanten Exzentrizität des Hubrings 6 zum Rotor 4 mit steigenden Pumpenantriebsdrehzahlen durch entsprechend höhere Drehzahlen des Antriebsmotors zur Folge, dass der Förderstrom der Verdrängerpumpe 1 stetig ansteigen und es somit in den meisten Betriebszuständen des Automatikgetriebes zu einer Überversorgung des Druckmittelsystems kommen würde. Da diese überschüssige Menge dann nicht durch das Druckmittelsystem abgenommen werden könnte, müsste eine entsprechende Rückförderung in den Vorratstank erfolgen, was jedoch entsprechende Verluste beim Betrieb der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung mit sich bringen würde.
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Um dies zu vermeiden, kann der Hubring 6 nun mit unterschiedlichen Exzentrizitäten zum Rotor 4 positioniert werden, wobei dies stufenlos zwischen einer, eine maximale Exzentrizität definierenden Endstellung, welche vorliegend in 1 zu sehen ist, und einer, eine minimale Exzentrizität darstellende Endstellung möglich ist. Hierbei kann die minimale Exzentrizität im Extremfall sogar eine koaxiale Anordnung des Hubrings 6 zum Rotor 4 sein, so dass effektiv keine Hydraulikflüssigkeit mehr aus den Arbeitsräumen 8 in den Ablauf 10 verdrängt wird. Zur Einstellung der unterschiedlichen Positionen zwischen seinen Endstellungen ist der Hubring 6 nun zwischen zwei Druckräumen 12 und 13 bewegbar, wobei diese beiden Druckräume 12 und 13 hierbei an den Hubring 6 angrenzend und aufeinander abgewandten Seiten des Hubrings 6 vorgesehen sind. Zudem sind die, den beiden Druckräumen 12 und 13 jeweils zugewandten Außenflächen des Hubrings 6 jeweils annähernd gleich groß gestaltet, so dass sich der Hubring 6 im Wesentlichen entsprechend einer Differenz der in den Druckräumen 12 und 13 jeweils wirkenden Drücke positioniert. So wird bei einem höheren Druck in einem ersten Druckraum 12 eine Verschiebung des Hubrings 6 in eine, die Exzentrizität zum Rotor 4 verringernde Richtung bewirkt, während bei einem höheren Druck in einem zweiten Druckraum 13 eine entgegengesetzte Verschiebung in einer, die Exzentrizität zum Rotor 4 vergrößernde Richtung hervorgerufen wird. Auf Seiten des ersten Druckraumes 12 ist zudem ein mechanischer Anschlag 14 vorgesehen, der eine Endstellung des Hubrings 6 mit maximaler Exzentrizität definiert und verhindert, dass der Hubring 6 mit einer Innenseite zu stark auf den Rotor 4 gedrückt wird. Seitens des zweiten Druckraumes 13 ist zudem ein Federelement 15 vorgesehen, welches eine geringe Federsteifigkeit aufweist und bei fehlender Druckbeaufschlagung der beiden Druckräume 12 und 13 die Platzierung des Hubrings 6 in der Endstellung mit maximaler Exzentrizität gewährleistet, so dass bei Start des Systems immer zunächst ein hohes Fördervolumen durch die Verdrängerpumpe 1 gefördert wird.
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Des Weiteren ist aus 1 zu erkennen, dass sich die Steuereinrichtung 2 aus einer Blende 16 und einem Steuerventil 17 zusammensetzt, welche gemeinsam in einem Gehäuse 18 der Steuereinrichtung 2 aufgenommen und mit diesem Gehäuse 18 auf dem Gehäuse 3 der Verdrängerpumpe 1 aufgesetzt sind. Über die Blende 16 wird dabei der Ablauf 10 der Verdrängerpumpe 1 vom Zulauf 11 zum Druckmittelsystem des Automatikgetriebes getrennt, indem ein Ventilschieber 19 mit einem Durchmesser in einen Übergang vom Ablauf 10 in den Zulauf 11 einführbar ist und dabei entsprechend die aus dem Ablauf 10 in den Zulauf 11 strömende Hydraulikflüssigkeit drosselt.
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Das Steuerventil 17 verfügt über einen Steuerschieber 20, der vorliegend als 4-Kanten-Steuerschieber ausgestaltet ist, wobei jeweils stirnseitig dieses Steuerschiebers 20 im Gehäuse 18 Steuerräume 21 und 22 mit gleich groß gewählten Steuerflächen 23 und 24 ausgestaltet sind. Ein erster Steuerraum 21 ist dabei mit dem Ablauf 10 der Verdrängerpumpe 1 verbunden, während ein zweiter Steuerraum 22 mit dem Zulauf 11 in Verbindung steht. In dem zweiten Steuerraum 22 ist des Weiteren ein Federelement 25 vorgesehen, das den Steuerschieber 20 in Richtung des ersten Steuerraumes 21 vorspannt. Das Steuerventil 17 verfügt des Weiteren über zwei Arbeitsanschlüsse 26 und 27, welche jeweils durch je eine Tasche 28 bzw. 29 gebildet sind. Hierbei ist die Tasche 28 mit dem ersten Druckraum 12 des Hubringes 6 und die Tasche 29 mit dem zweiten Druckraum 13 des Hubrings 6 verbunden.
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Zu Beginn des Betriebs der Pumpenanordnung ist der Steuerschieber 20 des Steuerventils 17 über das Federelement 22 in eine erste Schaltstellung vorgespannt, in welcher die Tasche 28 mit einer, zwischen den Taschen 28 und 29 liegenden Tanktasche 30 verbunden ist, die über einen Tankanschluss am Steuerventil 17 ebenfalls mit dem Vorratstank gekoppelt und dementsprechend druckentlastet ist. Aufgrund dieser Verbindung der Tasche 28 mit der Tanktasche 30 ist dann auch der erste Druckraum 12 des Hubringes 6 druckentlastet, wohingegen die Tasche 29 aufgrund der Schaltstellung des Steuerschiebers 20 mit dem zweiten Steuerraum 22 gekoppelt ist, so dass der zweite Druckraum 13 des Hubrings 6 mit dem, im Zulauf 11 vorherrschenden Druck beaufschlagt ist. Dies hat zur Folge, dass der Hubring 6 in die, die maximale Exzentrizität definierende Endstellung gedrückt wird.
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Steigt nun mit Erhöhung der Drehzahl des Rotors 4 der Förderstrom der Verdrängerpumpe 1 an, so erhöht sich der Druck im Ablauf 10 vor der Blende 16 und damit auch der Druck in dem ersten Steuerraum 21. Ab Erreichen eines bestimmten Drucks wird hierbei ein Druckniveau überschritten, welches durch den, im zweiten Steuerraum 22 herrschenden Druck und einen, durch eine Federkraft des Federelements 25 dargestellten Druck definiert ist, wobei in der Folge der Steuerschieber 20 aus seiner ersten Schaltstellung heraus entgegen dem Federelement 25 in Richtung einer zweiten Schaltstellung bewegt wird. Ab einer bestimmten Verschiebung des Steuerschiebers 20 ermöglichen die Steuerkanten des Steuerschiebers 20 eine Verbindung der Tasche 28 mit dem ersten Steuerraum 21, sowie der Tasche 29 mit der Tanktasche 30 und damit mit Vorratstank. In Folge dessen wird nun der erste Druckraum 12 des Hubringes 6 mit dem im Ablauf 10 vorherrschenden Druck beaufschlagt, während der zweite Druckraum 13 durch Verbindung mit dem Vorratstank druckentlastet wird. Diese Änderung der Druckverhältnisse in den beiden Druckräumen 12 und 13 hat dann aber auch zur Folge, dass der Hubring aus seiner Endstellung entgegen dem Federelement 15 verschoben wird, so dass sich die Exzentrizität des Hubrings 6 zum Rotor 4 vermindert und damit auch die über die Arbeitsräume 8 in den Ablauf 10 verdrängte Fluidmenge verringert wird. Diese Absenkung des Fördervolumens der Verdrängerpumpe resultiert dann wiederum in einer Veränderung des Drucks im Ablauf 10. Im Endeffekt regelt sich das System hierdurch selbsttätig ein, indem sich der Steuerschieber 20 des Steuerventils 17 in einer entsprechenden Position zwischen seinen beiden Schaltstellungen platziert, welche eine zugehörige Exzentrizität des Hubringes 6 zum Rotor 4 bewirkt und in einem jeweils zugeordneten Fördervolumen der Verdrängerpumpe 1 resultiert.
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Als Besonderheit kann nun aber dieses reaktive Positionieren des Steuerschiebers 20 aktiv von außen verändert werden, indem ein Durchfluss der Blende 16 variierbar ist. Dies wird hierbei dadurch erreicht, dass der Ventilschieber 19 der Blende 16 entgegen einem Federelement 31 gezielt verschoben werden kann und dabei mit seiner Steuerkante den Strömungsquerschnitt zwischen Ablauf 10 und Zulauf 11 entsprechend verändert. Zu diesem Zweck ist auf einer, dem Federelement 31 entgegengesetzten Stirnseite des Ventilschiebers 19 ein Steuerraum 32 ausgestaltet, welcher mit einem Steuerdruck beaufschlagt werden kann, so dass sich der Ventilschieber 19 entsprechend einem Verhältnis der durch den Steuerdruck hervorgerufenen Kraft und einer durch das Federelement 31 generierten Federkraft stufenlos zwischen zwei Absolutpositionen positioniert. Der Steuerdruck wird dabei von außen her über eine Zuleitung 33 in den Steuerraum 32 eingebracht, wobei es sich bei dem Steuerdruck um ein Drucksignal handelt, welches durch ein vorgeschaltetes – vorliegend nicht weiter dargestelltes – Steuerventil generiert wird. Je nach Änderung des Drucks in dem Druckraum 32 kann ein Durchfluss der Blende 16 vergrößert werden, so dass die vom Ablauf 10 zum Zulauf 11 strömende Hydraulikflüssigkeit weniger stark gedrosselt wird, andererseits aber durch Verringerung des Durchflusses der Blende 16 eine stärkere Drosselung hervorgerufen werden.
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Im erstgenannten Fall führt eine geringere Drosselung zu einer Verringerung des Drucks im Ablauf 10, so dass sich auch der Steuerschieber 20 des Steuerventils 17 aufgrund der sich ändernden Druckverhältnisse weiter in seine erste Schaltstellung bewegt. Dies resultiert dann aufgrund einer Veränderung des Druckverhältnisses zwischen den beiden Druckräumen 12 und 13 in einer Verschiebung des Hubrings 6 in Richtung seiner, die maximale Exzentrizität darstellenden Endstellung, so dass sich ein Fördervolumen der Verdrängerpumpe 1 entsprechend erhöht. Hingegen führt eine Verminderung des Durchflusses der Blende 16 zu einer Druckerhöhung im Ablauf 10 und damit zu einer weiteren Verschiebung des Steuerschiebers 20 entgegen dem Federelement 25, so dass auch der erste Druckraum 12 des Hubrings 6 in der Folge stärker druckbeaufschlagt wird und sich der Hubring 6 dementsprechend weiter in die, eine Exzentrizität zum Rotor 4 verringernde Richtung bewegt. Dies hat dann eine Verminderung des Fördervolumens der Verdrängerpumpe 1 zur Folge.
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Entsprechend des Aufbaus der Blende 16 wird durch den, von außen her eingebrachten Steuerdruck eine Verminderung des Durchflusses der Blende 16 und damit eine Verminderung des Fördervolumens der Verdrängerpumpe 1 bewirkt. Bei fehlender Druckbeaufschlagung des Druckraumes 32 bewirkt das Federelement 31 hingegen das Einstellen eines Durchflusses einer Ausgangssituation, so dass auch bei Störung des Drucksignals stets eine ausreichende Flüssigkeitsmenge zur Versorgung des, am Zulauf 11 angegliederten Automatikgetriebes sichergestellt ist. Ferner ist zu erkennen, dass die Blende 16 hierbei mit einer, den Ablauf 10 und den Zulauf 11 verbindenden Durchgangstasche ausgestaltet ist, wobei dem Fachmann hierbei klar sein wird, dass ebenso gut auch Ausgestaltungen mit zwei Taschen denkbar sind, von welchen eine dann mit dem Ablauf 10 und eine mit dem Zulauf 11 gekoppelt ist. Des Weiteren kann auch der Ventilschieber 19 mit einem entsprechenden Querschnittsverlauf zur Strömungskraftkompensation versehen sein. Schließlich kann im Bereich der Durchgangstasche auch eine Steuerkerbe zur Darstellung einer zugehörigen Durchflusscharakteristik bei Verschiebung des Ventilschiebers 19 vorgesehen sein.
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Aus 2 geht eine zweite Ausgestaltungsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung hervor. Im Unterschied zu der im Vorfeld beschriebenen Variante nach 1 ist eine Steuereinrichtung 34 dabei neben der Blende 16 mit einem anderweitig ausgestalteten Steuerventil 35 ausgestattet. Dieses Steuerventil 35 unterscheidet sich hierbei von dem Steuerventil 17 der Variante nach 1 dadurch, dass neben einer, mit dem ersten Druckraum 12 verbundenen Tasche 36, einer mit dem zweiten Druckraum 13 verbundenen Tasche 37, sowie einer, mit einem Vorratstank gekoppelten Tanktasche 38 zusätzlich zwei, jeweils außenliegende Taschen 39 und 40 vorgesehen sind. Dabei ist die Tasche 39 mit dem Ablauf 10 der Verdrängerpumpe 1 und die Tasche 40 mit dem Zulauf 11 verbunden. Die Taschen 36 und 37 können nun je nach Stellung eines Steuerschiebers 41 zum einen mit der jeweils benachbart liegenden Tasche 39 bzw. 40 oder aber mit der zwischenliegenden Tanktasche 38 gekoppelt werden, wobei zu diesem Zweck der, ebenfalls als 4-Kanten-Steuerschieber ausgestaltete Steuerschieber 41 einen, gegenüber der Variante nach 1 veränderten Aufbau aufweist. So werden die Steuerkanten durch, an Enden des Steuerschiebers 41 vorgesehene Durchmesser 42 und 43, sowie einen zwi- schenliegenden Durchmesser 44 gebildet. Hierdurch können Über- oder Unterdeckungen an den Taschen 36 bis 40 einfacher und genauer eingestellt werden, wobei sich durch die, gegenüber der Variante nach 1 geänderte Belegung der Taschen 36 bis 40 eine einfachere Entflechung ergibt. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung nach 2 aber der Ausführungsvariante nach 1.
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Ferner geht aus 3 eine dritte bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung hervor. Diese unterscheidet sich von der Variante nach 1 dahingehend, dass nur auf einer Seite des Hubrings 6 ein Druckraum 45 vorgesehen ist, bei dessen Druckbeaufschlagung der Hubring 6 entgegen einem Federelement 46 mit hoher Federsteifigkeit aus der, eine maximale Exzentrizität des Hubrings 6 zum Rotor 4 definierenden Endstellung in eine, die Exzentrizität zum Rotor 4 verringernde Richtung verschoben wird. Aufgrund dieses geänderten Aufbaus hat sich auch die Ausgestaltung eines Steuerventils 47 einer Steuereinrichtung 48 geändert. So wird je nach Druckdifferenz zwischen den Steuerräumen 21 und 22 über einen Steuerschieber 49 eine, mit dem Druckraum 45 in Verbindung stehende Tasche 50 mit dem Steuerraum 21 oder einer Tankasche 51 gekoppelt, welche wiederum mit dem Vorratstank in Verbindung steht. Eine Verschiebung des Hubrings 6 erfolgt also in diesem Fall durch Einstellen eines entsprechenden Druckniveaus in dem Druckraum 45, so dass die durch das Federelement 46 erzeugte Federkraft überschritten wird. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung nach 3 aber wieder der Variante nach 1.
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Aus 4 ist dann eine weitere, vierte Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Diese ist weitgehend identisch mit der vorhergehenden Variante nach 3 ausgestaltet, wobei als einziger Unterschied zwei Druckräume 52 und 53 beidseitig des Hubringes 6 vorgesehen sind. Ein Druck in einem ersten Druckraum 52 ist dabei über die Steuereinrichtung 48 regelbar, während ein zweiter Druckraum 53 mit einem Druckanschluss 54 in Verbindung steht, über welchen im verbauten Zustand der Pumpenanordnung eine Verbindung zu einer externen Druckversorgung hergestellt ist. Dabei wird der zweite Druckraum 53 über den Druckanschluss 54 mit einem konstanten Druck beaufschlagt. Dementsprechend kann im Vergleich zu der vorhergehenden Variante wiederum ein Federelement 15 mit geringer Federsteifigkeit Anwendung finden, da im Betrieb eine entsprechende Vorspannung des Hubrings 6 in die, eine maximale Exzentrizität zum Rotor 4 darstellende Endstellung durch Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraumes 53 dargestellt wird. Die externe Druckversorgung kann hierbei beispielsweise über das Druckmittelsystem des angeschlossenen Automatikgetriebes in Form eines annährungsweise konstanten Reduzierdrucks gebildet sein.
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Des Weiteren geht aus 5 eine fünfte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung hervor. Unterschiedlich zu der Variante nach 1 hierbei, dass eine Steuerfläche 55 eines ersten Steuerraumes 56, der mit dem Ablauf 10 der Verdrängerpumpe 1 gekoppelt ist, größer ausgeführt ist als eine Steuerfläche 57 eines, mit dem Zulauf 11 verbundenen Steuerraumes 58. Die ungleiche Ausführung der Steuerflächen 55 und 57 hat dabei zur Folge, dass ein Förderstrom der Verdrängerpumpe 1 nicht mehr unabhängig von dem im Zulauf 11 herrschenden Druckniveau eingeregelt wird, sondern dass bei Systemdruckänderung im Zulauf 11, beispielsweise aufgrund einer Kupplungsbefüllung oder Schaltstangenbetätigung im Automatikgetriebe, eine Veränderung des Fördervolumens der Verdrängerpumpe 1 auch ohne entsprechende Ansteuerung der Zuleitung 33 des Drucksignals herbeigeführt wird. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung nach 5 aber wiederrum der Variante nach 1.
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Schließlich geht aus 6 noch eine sechste bevorzugte Ausführungsform einer Pumpenanordnung hervor. Diese unterscheidet sich nun von der Variante nach 1 dahingehend, dass eine Steuereinrichtung 59 in diesem Fall über eine Blende 60 mit konstantem Durchfluss und ein Steuerventil 61 verfügt. Hierbei wird ein ansonsten in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen den Steuerräumen 21 und 22 stattfindendes Positionieren eines Steuerschiebers 62 des Steuerventils 61 dadurch aktiv von außen beeinflusst, indem im Steuerventil 61 stirnseitig des Steuerschiebers 62 und auf Seiten des Steuerraumes 22 ein zusätzlicher Steuerraum 63 vorgesehen ist, der über eine Zuleitung 64 mit einem entsprechenden Steuerdruck beaufschlagbar ist. In dem Steuerraum 63 ist dabei zudem das Federelement 25 angeordnet, über welches der Steuerschieber 62 in seine eine erste Schaltstellung vorgespannt ist. Durch entsprechende Druckbeaufschlagung des Steuerraumes 63 kann der Steuerschieber 62 dementsprechend gezielt in Wirkrichtung des Federelement 25 entgegen dem in dem Steuerraum 21 wirkenden Druck verschoben werden, so dass in der Folge ein Fördervolumen der Verdrängerpumpe 1 auf die bereits beschriebene Art und Weise gesteigert werden kann. Dem Fachmann wird hierbei allerdings klar sein, dass der zusätzliche Steuerraum 63 ebenso gut auch seitens des Steuerraumes 21 vorgesehen sein kann, wobei dann durch gezielte Druckbeaufschlagung des zusätzlichen Steuerraumes eine gezielte Verringerung des Fördervolumens der Verdrängerpumpe 1 herbeiführbar ist. In diesem Fall würde ein fehlendes Drucksignal an der Zuleitung 64 eine selbsttätige Steigerung des Fördervolumens der Verdrängerpumpe 1 und damit eine ausreichende Versorgung des Automatikgetriebes auch bei Störung des Drucksignals gewährleisten, während im, in 6 dargestellten Fall ein Wegfall des Drucksignals über die Zulaufleitung 64 dann aufgrund einer Verringerung des Fördervolumens der Verdrängerpumpe 1 gegebenenfalls zu einer Unterversorgung führen könnte.
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Bei den einzelnen, in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung können Taschen 26 und 27 bzw. 36 bis 40 bzw. 50 auch jeweils als Teiltaschen ausgestaltet sein, so dass eine Gussform zur Ausgestaltung des jeweiligen Gehäuses des Steuerventils 17 bzw. 35 bzw. 47 bzw. 61 entsprechend vereinfacht werden kann.
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Mittels der einzelnen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen einer Pumpenanordnung ist es jeweils möglich, einen variablen, bedarfsgerechten Volumenstrom zu einem Druckmittelsystem eines Automatikgetriebes darzustellen. Dabei kann ein selbsttätiges Einstellen eines Fördervolumens der Verdrängerpumpe 1 gezielt aktiv von außen verändert werden, um auf entsprechende Bedarfsänderungen des angeschlossenen Automatikgetriebes, beispielsweise aufgrund von Schalttätigkeiten, gezielt reagieren zu können. Diese gezielte Anpassung des Fördervolumens ist dabei schon vor Durchführung der Schalttätigkeiten im Automatikgetriebe durchführbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verdrängerpumpe
- 2
- Steuereinrichtung
- 3
- Gehäuse
- 4
- Rotor
- 5
- Antriebswelle
- 6
- Hubring
- 7
- Pumpenelement
- 8
- Arbeitsraum
- 9
- Zulauf
- 10
- Ablauf
- 11
- Zulauf
- 12
- Druckraum
- 13
- Druckraum
- 14
- Anschlag
- 15
- Federelement
- 16
- Blende
- 17
- Steuerventil
- 18
- Gehäuse
- 19
- Ventilschieber
- 20
- Steuerschieber
- 21
- Steuerraum
- 22
- Steuerraum
- 23
- Steuerfläche
- 24
- Steuerfläche
- 25
- Federelement
- 26
- Arbeitsanschluss
- 27
- Arbeitsanschluss
- 28
- Tasche
- 29
- Tasche
- 30
- Tanktasche
- 31
- Federelement
- 32
- Steuerraum
- 33
- Zuleitung
- 34
- Steuereinrichtung
- 35
- Steuerventil
- 36
- Tasche
- 37
- Tasche
- 38
- Tanktasche
- 39
- Tasche
- 40
- Tasche
- 41
- Steuerschieber
- 42
- Durchmesser
- 43
- Durchmesser
- 44
- Durchmesser
- 45
- Druckraum
- 46
- Federelement
- 47
- Steuerventil
- 48
- Steuereinrichtung
- 49
- Steuerschieber
- 50
- Tasche
- 51
- Tanktasche
- 52
- Druckraum
- 53
- Druckraum
- 54
- Druckanschluss
- 55
- Steuerfläche
- 56
- Steuerraum
- 57
- Steuerfläche
- 58
- Steuerraum
- 59
- Steuereinrichtung
- 60
- Blende
- 61
- Steuerventil
- 62
- Steuerschieber
- 63
- Steuerraum
- 64
- Zuleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19944466 A1 [0003, 0011, 0011]
