DE102013203255A1

DE102013203255A1 - Fluidsteuerung mit einer Steuerplattenanordnung

Info

Publication number: DE102013203255A1
Application number: DE201310203255
Authority: DE
Inventors: Martin Staudinger; Roshan Willeke
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fluidsteuerung mit einer Steuerplattenanordnung. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Strahlpumpe teilweise in die Steuerplattenanordnung integriert ist

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidsteuerung mit einer Steuerplattenanordnung.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 054 250 A1 ist eine Hydrauliksteuerung mit einer Steuerplattenanordnung und mit einer hydraulischen Fördereinrichtung bekannt, die in die Steuerplattenanordnung integriert ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 26 747 A1 ist ein Getriebe mit einer Getriebesteuerung und mit einer Pumpe bekannt, die als Saugstrahlpumpe ausgeführt ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 042 685 A1 ist ein Getriebe mit einer Ölpumpe bekannt, die als Saugstrahlpumpe ausgeführt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fluidsteuerung mit einer Steuerplattenanordnung, insbesondere im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden Bauraum und/oder die Herstellkosten, zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einer Fluidsteuerung mit einer Steuerplattenanordnung dadurch gelöst, dass eine Strahlpumpe teilweise in die Steuerplattenanordnung integriert ist. Die Strahlpumpe ist vorzugsweise als Saugstrahlpumpe ausgeführt. Die Steuerplattenanordnung umfasst mindestens eine Steuerplatte, vorzugsweise mehrere Steuerplatten, die in Plattenbauweise angeordnet sind. Die Fluidsteuerung ist vorzugsweise als Hydrauliksteuerung ausgeführt. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2010 054 250 A1 offenbart eine hydraulische Fördereinrichtung, die zwei Zahnradpumpen umfasst, die in zwei Steuerplatten integriert sind. Dabei stellen die Steuerplatten einen Hauptteil des Pumpengehäuses dar, das durch einen Abschlussdeckel abgeschlossen ist. Die vorliegende Erfindung betrifft demgegenüber eine Strahlpumpe, insbesondere eine Saugstrahlpumpe, die eigentlich kein Gehäuse umfasst. Saugstrahlpumpen umfassen zum Beispiel ein Treibrohr und ein Mischrohr. Zumindest das Mischrohr ist aufgrund seiner Ausdehnung eher ungeeignet, um vollständig innerhalb der Steuerplattenanordnung aufgenommen zu werden. Daher wird ein Konstrukteur eher davon absehen, eine Strahlpumpe, insbesondere eine Saugstrahlpumpe, in eine Steuerplattenanordnung zu integrieren. Die vorliegende Erfindung überwindet dieses konstruktive Problem dahingehend, dass die Strahlpumpe nur teilweise in die Steuerplattenanordnung integriert wird. Durch die erfindungsgemäße Lösung kann der für die Strahlpumpe benötigte Bauraum gegenüber einer separaten Anordnung der Strahlpumpe reduziert werden. Zudem kann die Funktion der Strahlpumpe verbessert werden, da eine Druckölverbindung zwischen der Steuerplattenanordnung und der Strahlpumpe entfallen kann. Die erfindungsgemäße Fluidsteuerung wird vorzugsweise in hydraulisch betätigten Automatikgetrieben eingesetzt, wo die Strahlpumpe dazu verwendet wird, kurzzeitig große Volumenströme auf geringem Druckniveau bereitzustellen. Die großen Volumenströme dienen zum Beispiel zum Kühlen mindestens einer Nasskupplung.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidsteuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Treibeinrichtung der Strahlpumpe in die Steuerplattenanordnung montiert ist. Die Treibeinrichtung kann auf einfache Art und Weise fest in der Steuerplattenanordnung montiert werden. Durch die Montage der Treibeinrichtung in die Steuerplattenanordnung kann vorteilhaft eine stabile Verankerung der Treibeinrichtung ohne zusätzliche Befestigungsmittel erreicht werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidsteuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Treibeinrichtung der Strahlpumpe einen Tragkörper umfasst, der in einer Steuerplatte der Steuerplattenanordnung angeordnet ist. Der Tragkörper ist vorzugsweise vollständig in die Steuerplattenanordnung integriert. Der erfindungsgemäße Tragkörper ermöglicht besonders vorteilhaft die Fixierung der Treibeinrichtung in der Steuerplattenanordnung ohne zusätzliche Befestigungselemente.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidsteuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper durch ein Zwischenelement in einer Ausnehmung der Steuerplatte fixiert ist. Bei dem Zwischenelement handelt es sich vorzugsweise um ein Zwischenblech, das zwischen zwei Steuerplatten der Steuerplattenanordnung angeordnet ist. Bei der Montage der Steuerplattenanordnung wird zunächst der Tragkörper in der Ausnehmung der Steuerplatte angeordnet. Danach wird der Tragkörper mit Hilfe des Zwischenelements einfach und stabil fixiert. Dabei dient das Zwischenelement vorteilhaft dazu, die Ausnehmung mit dem Tragkörper, zumindest teilweise, zu verschließen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidsteuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper ein Treibrohr der Strahlpumpe trägt und/oder mindestens einen Fluidansaugkanal umfasst. Das Treibohr dient dazu, einen Fluidstrahl zu erzeugen, der durch Impulsaustausch ein Saugmedium ansaugt und beschleunigt. Das Treibrohr ist vorzugsweise aus einem anderen Material gebildet als der Tragkörper. Dabei ist das Treibrohr funktionsbedingt vorteilhaft aus Metall gebildet. Demgegenüber kann der Tragkörper funktionsbedingt aus einem anderen Material, zum Beispiel aus Kunststoff, gebildet sein, wodurch die Herstellkosten reduziert werden können. Über den Fluidansaugkanal wird im Betrieb der Strahlpumpe ein Saugmedium angesaugt. Bei dem Saugmedium handelt es sich zum Beispiel um Hydraulikmedium, das aus einem Hydraulikmediumtank angesaugt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidsteuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Treibrohr mit dem Tragkörper umspritzt ist. Durch das Umspritzen des vorzugsweise aus Metall gebildeten Treibrohrs mit einem Tragkörper aus Kunststoff wird auf einfache Art und Weise eine industrielle Fertigung der Treibeinrichtung in großen Stückzahlen ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidsteuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Mischrohr an die Steuerplattenanordnung, insbesondere an die Steuerplatte, montiert ist. Das Mischrohr ist vorzugsweise aus Kunststoff gebildet und kann ein Kunststoffspritzgussteil sein. gebildet und hat eine deutlich größere Ausdehnung als das Treibrohr. Daher ist es vorteilhaft, dass das Mischrohr vollständig oder fast vollständig außerhalb der Steuerplattenanordnung angeordnet ist. Durch die Montage des Mischrohrs an die Steuerplattenanordnung, insbesondere an die Steuerplatte, können zusätzliche Befestigungselemente zur Befestigung des Mischrohrs an der Steuerplattenanordnung entfallen. Das Mischrohr ist besonders vorteilhaft an die Steuerplatte angeschraubt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidsteuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Treibrohr von dem Zwischenelement durch den Tragkörper und die Steuerplatte in das Mischrohr erstreckt. Dadurch wird einerseits eine stabile Fixierung des Treibrohrs in der Steuerplattenanordnung vereinfacht. Darüber hinaus wird ein Ansaugen eines Saugmediums über eine weitere Steuerplatte vereinfacht, die auf der dem Treibrohr abgewandten Seite des Zwischenelements angeordnet ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidsteuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Platte der Steuerplattenanordnung einen Treibmediumzuführkanal und/oder mindestens eine Saugöffnung der Strahlpumpe umfasst. Das Zwischenelement ist vorzugsweise zwischen der erstgenannten Platte und der zweiten Platte der Steuerplattenanordnung angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Treibeinrichtung in der erstgenannten Steuerplatte wird auf besonders einfache Art und Weise die Funktion der Saugstrahlpumpe ohne zusätzliche Verbindungselemente zum Zuführen von Medium ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidsteuerung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Rückschlagklappe zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung schwenkbar an dem Tragkörper angebracht ist. Die Rückschlagklappe dient dazu, einen Fluidansaugkanal, der sich durch den Tragkörper hindurch erstreckt, bedarfsabhängig zu öffnen oder zu verschließen. Dadurch kann auf besonders vorteilhafte Weise ein unerwünschtes Rückströmen von Medium durch den Tragkörper verhindert werden.
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch eine Steuerplatte und/oder ein Zwischenelement für eine vorab beschriebene Fluidsteuerung. Die Erfindung betrifft darüber hinaus gegebenenfalls eine separat handelbare Treibeinrichtung, insbesondere Einzelteile der Treibeinrichtung, ein Mischrohr und/oder eine Rückschlagklappe, wie sie vorab beschrieben sind beziehungsweise ist.
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. Es zeigen:
1 eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Fluidsteuerung im Längsschnitt durch eine Strahlpumpe;
2 eine erste perspektivische Ansicht einer Treibeinrichtung der Strahlpumpe aus 1;
3 eine zweite perspektivische Ansicht der Treibeinrichtung aus 2;
4 einen Längsschnitt durch die Treibeinrichtung aus den 2 und 3 und
5 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 in einer gegenüber 1 verdrehten Längsschnittdarstellung.
In den 1 bis 5 ist eine Fluidsteuerung 1 mit einer Steuerplattenanordnung 4 in verschiedenen Schnitten und Ansichten dargestellt. Die Steuerplattenanordnung 4 umfasst eine erste Steuerplatte 6 und eine zweite Steuerplatte 7. Die vorzugsweise als Hydrauliksteuerung ausgeführte Fluidsteuerung 1 mit der Steuerplattenanordnung 4 wird auch als Hydrauliksteuerung in Plattenbauweise bezeichnet. Die Hydrauliksteuerung 1 wird zum Beispiel in Automatikgetriebeanwendungen verwendet.
Zwischen den beiden Steuerplatten 6, 7 ist ein Zwischenelement 9 angeordnet. Das Zwischenelement 9 ist vorteilhaft als Zwischenblech ausgeführt. Die Steuerplatten 6, 7 sind zum Beispiel aus einem Aluminium-Druckgussmaterial hergestellt.
Eine als Saugstrahlpumpe ausgeführte Strahlpumpe 10 ist teilweise in die Steuerplattenanordnung 4 integriert. Die Strahlpumpe 10 umfasst ein Mischrohr 11 und ein Treibrohr 12. Das Mischrohr 11 ist an die Außenseite der Steuerplatte 6 angebaut und erstreckt sich von der Steuerplattenanordnung 4 weg in 1 nach oben.
Eine Haupterstreckungsrichtung des Mischrohrs 11, die einer Längsachse des Mischrohrs 11 entspricht, verläuft senkrecht zu den Haupterstreckungsrichtungen der Steuerplatten 6, 7. Das Mischrohr 11 ist mit seinem der Steuerplattenanordnung 4 zugewandten Ende mit der Steuerplatte 6 verschraubt. Das der Steuerplattenanordnung 4 abgewandte Ende des Mischrohrs 11 ragt im eingebauten Zustand der Fluidsteuerung 1 vorzugsweise in ein Getriebegehäuse hinein.
Das Treibrohr 12 ist Teil einer Treibeinrichtung 15 und dient dazu, einen Treibstrahl zu erzeugen beziehungsweise zu bündeln. Das Treibrohr 12 ist mit einem Tragkörper 18 aus Kunststoff umspritzt. Zur Abdichtung ist zwischen dem Tragkörper 18 und dem Zwischenelement 9 ein O-Ring 19 angeordnet. Das Treibrohr 12 erstreckt sich von dem Zwischenelement 9 durch den Tragkörper 18 hindurch in das Mischrohr 11 hinein. Das in das Mischrohr 11 ragende freie Ende des Treibrohrs 12 verjüngt sich konusartig.
Der Tragkörper 18 ist in einer Ausnehmung 20 der Steuerplatte 6 angeordnet. Die Ausnehmung 20 ist, in 1, nach oben in das Mischrohr 11 hinein geöffnet. Ein Grundkörper 25 des Tragkörpers 18 umgreift das Treibrohr 12. Der Grundkörper 25 des Tragkörpers 18 ist einstückig mit vier Pfosten 21, 22, 23, 24 verbunden, die außen an dem Tragkörper 18 ausgebildet sind.
Der Tragkörper 18 ist mit den vier Pfosten 21 bis 24 zwischen einer Schulter 26, die an der Steuerplatte 6 ausgebildet ist, und dem Zwischenelement 9 eingespannt. Der Grundkörper 25 des Tragkörpers 18 umfasst insgesamt drei Fluidansaugkanäle 27, 28, die jeweils durch eine Rückschlagklappe 31, 32, 33 verschließbar sind. Die Rückschlagklappen 31, 32, 33 sind jeweils über ein Scharnier 51, 53 schwenkbar an den Tragkörper 18 angelenkt. Die Scharniere 51, 53 ermöglichen eine Bewegung der Rückschlagklappen 31, 32, 33 zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung.
Die Fluidansaugkanäle 27, 28 stehen über jeweils ein Durchgangsloch in dem Zwischenelement 9 mit einer Saugöffnung 41, 42 in Verbindung. Die Saugöffnungen 41, 42 werden auch als Saugnieren bezeichnet und stehen mit einem Tank oder einem Reservoir in Verbindung, der das Hydraulikmedium enthält. Wenn die Rückschlagklappen 31 bis 33 geöffnet sind, dann kann aus dem Tank oder Reservoir Hydraulikmedium über die Saugöffnungen 41, 42, die Durchgangslöcher in dem Zwischenelement 9 und die Fluidansaugkanäle 27, 28 in das Mischrohr 11 angesaugt werden.
Ein derartiges Ansaugen des Hydraulikmediums wird durch einen Treibmediumstrahl oder Treibstrahl bewirkt, der aus dem konischen Ende des Treibrohrs 12 in das Mischrohr 11 injiziert wird. Der Treibstrahl wird durch ein geeignetes Treibmedium, wie Hydraulikmedium, insbesondere Hydrauliköl erzeugt, das über einen Treibmediumzuführkanal 40 der Steuerplatte 7 zugeführt wird. Das Treibmedium ist mit einem geeigneten Treibmediumdruck beaufschlagt und gelangt aus dem Treibmediumzuführkanal 40 über ein Durchgangsloch des Zwischenelements 9 in das Treibrohr 12.
Beim Zusammenbau der Steuerplattenanordnung 4 wird zunächst die Treibeinrichtung 15 in der Ausnehmung 20 der Steuerplatte 6 angeordnet. Die Treibeinrichtung 15 wird dann durch das Zwischenelement 9 in der Ausnehmung 20 der Steuerplatte 6 gehalten. Zu diesem Zweck werden die beiden Platten 6, 7 unter Zwischenschaltung des Zwischenelements 9 miteinander verschraubt.
Das zum Betrieb der Strahlpumpe erforderliche Treibmedium wird über den Treibmediumzuführkanal 40 der unteren Steuerplatte 7 zugeführt. Das Treibrohr 12 bündelt den Treibstrahl, der aus dem Treibrohr 12 in das Mischrohr 11 austritt.
Die Rückschlagklappen 31, 32, 33 liegen in ihrer Schließstellung so auf dem Tragkörper 18 auf, dass die zugehörigen Fluidansaugkanäle 27, 28 verschlossen sind. In der Schließstellung stellen die Rückschlagklappen 31 bis 33 eine Rückschlagfunktion dar und verhindern ein Rückströmen von Hydraulikmedium aus dem Mischrohr 11, in den 1 und 5 von oben nach unten. Wenn die Fluidansaugkanäle 27, 28 in den 1 und 5 von unten nach obern durchströmt werden, dann öffnen sich die Rückschlagklappen 31, 32, 33 und ermöglichen ein Ansaugen von Hydraulikmedium aus den Saugnieren 41, 42 in das Mischrohr 11.
In der Öffnungsstellung liegen die Rückschlagklappen 31 bis 33 an Anschlägen 55, 56 an, die an der Steuerplatte 6 ausgebildet sind. Die Anschläge 55, 56 sind dabei so ausgelegt und angeordnet, dass die Rückschlagklappen 31 bis 33 sicher durch Schwerkrafteinwirkung schließen, wenn sie nicht mit einer in Öffnungsrichtung wirkenden Druckkraft beaufschlagt werden.
Die Scharniere 51, 53 der Rückschlagklappen 31 bis 33 sind vorteilhaft mit einem Grundspiel ausgestattet, das dazu dient, Positionstoleranzen zwischen der Rückschlagklappe 31, 32, 33 und der zugehörigen Dichtfläche an dem Tragkörper 18 auszugleichen. Darüber hinaus wird durch das Spiel sichergestellt, dass bei geringen Ebenheitsabweichungen die Rückschlagklappen 31 bis 33 durch die darüber liegende Hydraulikmediumsäule ideal auf die zugehörige Dichtfläche gedrückt werden.
Bezugszeichenliste

1: Fluidsteuerung
4: Steuerplattenanordnung
6: Steuerplatte
7: Steuerplatte
9: Zwischenelement
10: Strahlpumpe
11: Mischrohr
12: Treibrohr
15: Treibeinrichtung
18: Tragkörper
19: O-Ring
20: Ausnehmung
21: Pfosten
22: Pfosten
23: Pfosten
24: Pfosten
25: Grundkörper
27: Fluidansaugkanal
28: Fluidansaugkanal
31: Rückschlagklappe
32: Rückschlagklappe
33: Rückschlagklappe
40: Treibmediumzuführkanal
41: Saugöffnung
42: Saugöffnung
51: Scharnier
53: Scharnier
55: Anschlag
56: Anschlag

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010054250 A1 [0002, 0004]
DE 19826747 A1 [0002]
DE 102005042685 A1 [0002]

Claims

Fluidsteuerung mit einer Steuerplattenanordnung (4), dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlpumpe (10) teilweise in die Steuerplattenanordnung (4) integriert ist.
Fluidsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Treibeinrichtung (15) der Strahlpumpe (10) in die Steuerplattenanordnung (4) montiert ist.
Fluidsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibeinrichtung (15) der Strahlpumpe (10) einen Tragkörper (18) umfasst, der in einer Steuerplatte (6) der Steuerplattenanordnung (4) angeordnet ist.
Fluidsteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (18) durch ein Zwischenelement (9) in einer Ausnehmung (20) der Steuerplatte (6) fixiert ist.
Fluidsteuerung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (18) ein Treibrohr (12) der Strahlpumpe (10) trägt und/oder mindestens einen Fluidansaugkanal (27, 28) umfasst.
Fluidsteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibrohr (12) mit dem Tragkörper (18) umspritzt ist.
Fluidsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mischrohr (11) an die Steuerplattenanordnung (4), insbesondere an die Steuerplatte (6), montiert ist.
Fluidsteuerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Treibrohr (12) von dem Zwischenelement (9) durch den Tragkörper (18) und die Steuerplatte (6) in das Mischrohr (11) erstreckt.
Fluidsteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Platte (7) der Steuerplattenanordnung (4) einen Treibmediumzuführkanal (40) und/oder mindestens eine Saugöffnung (41, 42) der Strahlpumpe (10) umfasst.
Fluidsteuerung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Rückschlagklappe (31, 32, 33) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung schwenkbar an dem Tragkörper (18) angebracht ist.