DE102016200626B3 - Hydraulische Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine hydraulische Pumpe (1), die ein hydraulisches Mittel aus einem Sumpf (2) über hydraulische Leitungen (3) und zumindest über eine Magnetventilbaugruppe (4) mit einem magnetisch betätigbaren Schaltventil (5) zu einem Schaltelement (6) fördert, um das Schaltelement (6) zwischen zwei Schaltstellungen hydraulisch zu betätigen. Erfindungsgemäß sind ein Druckakkumulator (7) und ein erstes Rückschlagventil (8a) in einer Zuführleitung (3a) stromaufwärts des Schaltventils (5) angeordnet, um eine zuverlässige temporäre Öldruckversorgung des Schaltelements (6) zu realisieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeug mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine gattungsgemäße hydraulische Schaltanordnung ist aus der DE 10 2009 005 410 B4 bekannt.
  • Vornehmlich erstreckt sich die Erfindung auf hydraulische Schaltanordnung in Motoranwendungen von Kraftfahrzeugen, wobei als hydraulisches Mittel Motoröl aus einem Ölsumpf des Motors vorgesehen ist.
  • Allgemein sind Schaltventile bekannt, die zur Ansteuerung von zweistufig schaltbaren Motorenelementen verwendet werden. Dabei wird ein vorhandener Öldruck im Motorölkreislauf dazu verwendet, den Verriegelungsmechanismus der schaltbaren Motorenelemente vorzugsweise mittels eines 3/2-Wege Schaltventils zu betätigen. Das Wege Schaltventil wird entsprechend eines im Motorsteuergerät hinterlegten Kennfeldes, in Abhängigkeit von diversen Parametern wie Drehzahl, Motorlast, Fahrzeuggeschwindigkeit, Betriebstemperatur etc. angesteuert. In der Regel wird das Schaltventil direkt in den Zylinderkopf montiert und in den Ölkreislauf integriert, wobei das Schaltventil aus einem Elektromagneten und einem Hydraulikteil besteht. Bei bestromtem Schaltventil fließt Öl von der Ölpumpe zu den schaltbaren Motorenelementen und schaltet die Verriegelungsmechanismen der schaltbaren Motorelemente. Bei unbestromtem Schaltventil wird der Durchgang von der Ölpumpe zu den Schaltelementen geschlossen und das Öl fließt über einen Bypass durch die Schaltgallerie mit geringem Druck zurück zur Ölwanne, wobei die Verriegelungsmechanismen zurück in ihre Ausgangsposition geschaltet werden. Die Schaltzeiten hängen von der Mechanik des Schaltventils und von der Auslegung des Hydraulikkreislaufs ab.
  • Nachteilig ist, dass beim Motorstillstand der Öldruck im Motorkreislauf absinkt, sodass die schaltbaren Motorenelemente nicht mehr ansteuerbar sind. Ferner weist das System eine hohe Sensitivität hinsichtlich Öldruckschwankungen auf.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hydraulische Schaltanordnung der zuvor genannten Art weiterzuentwickeln, und insbesondere die zuvor genannten Nachteile zu vermeiden.
  • Erfindungsgemäß sind ein Druckakkumulator und ein erstes Rückschlagventil in einer Zuführleitung stromaufwärts des Schaltventils angeordnet, um eine zuverlässige temporäre Öldruckversorgung des Schaltelements zu realisieren. Mit anderen Worten wird der Druckakkumulator während einer geschlossenen Schaltstellung des Schaltventils mit dem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt. Ein Öffnen des Schaltventils bewirkt aufgrund des Rückschlagventils eine Beaufschlagung des Schaltelements mit hydraulischem Druckmittel aus dem Druckakkumulator. Mithin kann das Schaltelement unabhängig vom Betrieb der hydraulischen Pumpe, insbesondere bei einem Stillstand des Motors des Kraftfahrzeugs, betätigt werden. Ferner haben Druckschwankungen in den hydraulischen Leitungen keinen Einfluss auf die Betätigung des Schaltelements. Den höchsten Wirkungsgrad erzielt der Druckakkumulator bei Anordnung in unmittelbarer Nähe zum Schaltventil. Ferner kann das Schaltventil sowohl durch den Hydraulikdruck als auch mittels Feder rückgestellt werden.
  • Erfindungsgemäß ist des Weiteren stromaufwärts des ersten Rückschlagventils eine Drossel in einer Bypassleitung angeordnet, um ein Spülen der hydraulischen Leitungen über eine zum Sumpf führende Absteuerleitung des Schaltventils zu realisieren. Insbesondere wird über die Drossel die Schaltgallerie rückwärts gespült.
  • Vorzugsweise sind der Druckakkumulator und das erste Rückschlagventil in der Magnetventilbaugruppe integriert. Somit ist die Magnetventilbaugruppe insbesondere zum Nachrüsten an einer Schaltanordnung vorgesehen.
  • Gemäß einem jeweiligen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Druckakkumulator als Membranspeicher, Blasenspeicher oder Kolbenspeicher ausgebildet. Vorzugsweise weist der Druckakkumulator entweder eine pneumatische oder eine mechanische Feder auf.
  • Vorzugsweise ist stromabwärts der Drossel ein zweites Rückschlagventil angeordnet. Das Rückschlagventil verhindert einen Durchfluss von hydraulischen Mittel beim Öffnen des Schaltventils.
  • Bevorzugt ist die Bypassleitung in der Magnetventilbaugruppe integriert. Insbesondere stellt die Bypassleitung entweder eine unmittelbare fluidische Verbindung zur Absteuerleitung oder eine mittelbare fluidische Verbindung über das Schaltventil her.
  • Des Weiteren bevorzugt ist ein erstes Druckbegrenzungsventil in der Absteuerleitung des Schaltventils angeordnet, um einen Druck beim Spülen der hydraulischen Leitungen einzustellen. Ferner bevorzugt ist stromabwärts der hydraulischen Pumpe ein zweites Druckbegrenzungsventil in einer zum Sumpf führenden Entlastungsleitung angeordnet. Ein Druckanstieg über ein vorbestimmtes Druckniveau öffnet somit das jeweilige Druckbegrenzungsventil und ermöglicht ein Rückströmen des hydraulischen Mittels zurück in den Sumpf.
  • Insbesondere ist stromabwärts der hydraulischen Pumpe eine Filtervorrichtung zur. Reinigung des Öls vorgesehen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist stromabwärts der hydraulischen Pumpe eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Öls vorgesehen.
  • Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung drei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
  • 1 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen hydraulische Schaltanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen hydraulische Schaltanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
  • 3 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen hydraulische Schaltanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Gemäß den 1, 2 und 3 weist eine erfindungsgemäße hydraulische Schaltanordnung für ein – hier nicht dargestelltes – Kraftfahrzeug eine hydraulische Pumpe 1 auf, die ein hydraulisches Mittel aus einem Sumpf 2 über hydraulische Leitungen 3 fördert. Insbesondere ist das hydraulische Mittel Motoröl des Kraftfahrzeugs. Das Motoröl wird über die hydraulische Pumpe 1 durch eine Filtervorrichtung 11 zur Reinigung des Motoröls und eine Kühlvorrichtung 12 zur Kühlung des Motoröls zu einer Magnetventilbaugruppe 4 gefördert. Stromabwärts der hydraulischen Pumpe 1 und stromaufwärts der Filtervorrichtung 11 ist ein Druckbegrenzungsventil 10b in einer zum Sumpf 2 führenden Entlastungsleitung 3d angeordnet. Bei Überschreitung eines voreingestellten Öldrucks im Leitungsbereich zwischen der Pumpe 1 und der Filtervorrichtung 11 öffnet das Druckbegrenzungsventil 10b und ermöglicht über die Entlastungsleitung 3d die Rückführung des Motoröls in den Sumpf 2.
  • Die Magnetventilbaugruppe 4 weist ein magnetisch betätigbares Schaltventil 5 auf, das als 3/2-Wege Schaltventil ausgebildet ist. In einer Zuführleitung 3a des Schaltventils 5 ist ein erstes Rückschlagventil 8a angeordnet. Zwischen dem ersten Rückschlagventil 8a und dem Schaltventil 5 ist ein Druckakkumulator 7 angeordnet. Der Druckakkumulator 7 ist über die Zuführleitung 3a des Schaltventils 5 fluidtechnisch mit dem Schaltventil 5 verbunden. Ferner sind der Druckakkumulator 7 und das erste Rückschlagventil 8a in der Magnetventilbaugruppe 4 integriert. Über eine Arbeitsleitung 3e ist das Schaltventil 5 mit einem Schaltelement 6 verbunden, um das Schaltelement 6 zwischen zwei Schaltstellungen hydraulisch zu betätigen.
  • Das Schaltventil 5 weist eine erste und zweite Schaltstellung 13a, 13b auf, wobei in der ersten Schaltstellung 13a des Schaltventils 5 ein Durchfluss des Motoröls zum Schaltelement 6 gesperrt ist, und somit das Schaltelement 6 nicht hydraulisch betätigt ist. Bei einer magnetischen Betätigung des Schaltventils 5 wird über das Schaltventil 5 eine fluidtechnische Verbindung zwischen dem Druckakkumulator 7 und dem Schaltelement 6 hergestellt, um eine zuverlässige temporäre Öldruckversorgung des Schaltelements 6 zu realisieren und das Schaltelement 6 hydraulisch zu betätigen.
  • Gemäß 1 ist der Druckakkumulator 7 als Membranspeicher 7a ausgebildet. Stromaufwärts des ersten Rückschlagventils 8a ist eine Drossel 9 in einer Bypassleitung 3b angeordnet, um ein Spülen der hydraulischen Leitungen 3 über eine zum Sumpf 2 führende Absteuerleitung 3c des Schaltventils 5 zu realisieren. Ein Druckbegrenzungsventil 10a ist in der Absteuerleitung 3c des Schaltventils 5 angeordnet, um einen Druck beim Spülen der hydraulischen Leitungen 3 einzustellen. Das Spülen der hydraulischen Leitungen 3 und insbesondere auch das Spülen der Schaltgallerie erfolgt in der dargestellten ersten Schaltstellung 13a des Schaltventils 5. Ferner ist stromabwärts der Drossel 9 ein zweites Rückschlagventil 8b in der Bypassleitung 3b angeordnet. Das zweite Rückschlagventil 8b ist dazu vorgesehen, eine Leckage über die Drossel 9 während der Betätigung des Schaltelements 6 durch das in der zweiten Schaltstellung 13b befindliche Schaltventil 5 zu vermeiden.
  • Nach 2 ist der Druckakkumulator 7 als Blasenspeicher 7b ausgebildet. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel aus 1 ist die Bypassleitung 3b im Ausführungsbeispiel gemäß 2 in der Magnetventilbaugruppe 4 integriert. Somit befinden sich die Drossel 9 und das zweite Rückschlagventil 8b ebenfalls in der Magnetventilbaugruppe 4. Das in der Absteuerleitung 3c angeordnete Druckbegrenzungsventil 10a stellt den hydraulischen Druck beim Spülen der hydraulischen Leitungen 3 ein.
  • Gemäß 3 ist der Druckakkumulator 7 als Kolbenspeicher 7c ausgebildet. Die Bypassleitung 3c ist im Gegensatz zu der jeweiligen Bypassleitung 3b gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel unmittelbar an die zum Sumpf 2 führende Absteuerleitung 3c angeschlossen. In der Bypassleitung 3b ist eine Drossel 9 zum Spülen der hydraulischen Leitungen 3 angeordnet. Der Druck beim Spülen der hydraulischen Leitungen 3 wird über das erste Druckbegrenzungsventil 10a in der Absteuerleitung 3c eingestellt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Pumpe
    2
    Sumpf
    3
    Leitungen
    3a
    Zuführleitung
    3b
    Bypassleitung
    3c
    Absteuerleitung
    3d
    Entlastungsleitung
    3e
    Arbeitsleitung
    4
    Magnetventilbaugruppe
    5
    Schaltventil
    6
    Schaltelement
    7
    Druckakkumulator
    7a
    Membranspeicher
    7b
    Blasenspeicher
    7c
    Kolbenspeicher
    8a, 8b
    Rückschlagventil
    9
    Drossel
    10a, 10b
    Druckbegrenzungsventil
    11
    Filtervorrichtung
    12
    Kühlvorrichtung
    13a, 13b
    Schaltstellung

Claims (9)

  1. Hydraulische Schaltanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine hydraulische Pumpe (1), die ein hydraulisches Mittel aus einem Sumpf (2) über hydraulische Leitungen (3) und zumindest über eine Magnetventilbaugruppe (4) mit einem magnetisch betätigbaren Schaltventil (5) zu einem Schaltelement (6) fördert, um das Schaltelement (6) zwischen zwei Schaltstellungen hydraulisch zu betätigen, wobei ein Druckakkumulator (7) und ein erstes Rückschlagventil (8a) in einer Zuführleitung (3a) stromaufwärts des Schaltventils (5) angeordnet sind, um eine zuverlässige temporäre Öldruckversorgung des Schaltelements (6) zu realisieren, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des ersten Rückschlagventils (8a) eine Drossel (9) in einer Bypassleitung (3b) angeordnet ist, um ein Spülen der hydraulischen Leitungen (3) über eine zum Sumpf (2) führenden Absteuerleitung (3c) des Schaltventils (5) zu realisieren.
  2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckakkumulator (7) und das erste Rückschlagventil (8a) in der Magnetventilbaugruppe (4) integriert sind.
  3. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckakkumulator (7) als Membranspeicher (7a), Blasenspeicher (7b) oder Kolbenspeicher (7c) ausgebildet ist.
  4. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Drossel (9) ein zweites Rückschlagventil (8b) in der Bypassleitung (3b) angeordnet ist.
  5. Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (3b) in der Magnetventilbaugruppe (4) integriert ist.
  6. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Druckbegrenzungsventil (10a) in der Absteuerleitung (3c) des Schaltventils (5) angeordnet ist, um einen Druck beim Spülen der hydraulischen Leitungen (3) einzustellen.
  7. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der hydraulischen Pumpe (1) ein zweites Druckbegrenzungsventil (10b) in einer zum Sumpf (2) führenden Entlastungsleitung (3d) angeordnet ist.
  8. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der hydraulischen Pumpe (1) eine Filtervorrichtung (11) zur Reinigung des Öls vorgesehen ist.
  9. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der hydraulischen Pumpe (1) eine Kühlvorrichtung (12) zur Kühlung des Öls vorgesehen ist.
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