DE102017115070A1

DE102017115070A1 - Hydrauliksystem für Mehrfachkupplungen und Gangaktoren

Info

Publication number: DE102017115070A1
Application number: DE102017115070.6A
Authority: DE
Inventors: André Palmen; Roshan Willeke
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2019-01-10
Anticipated expiration: 2037-07-07
Also published as: DE102017115070B4; CN109210180B; CN109210180A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem (1) für ein Getriebe (5), zumindest aufweisend eine erste Pumpe (2) und eine zweite Pumpe (3), ein Reservoir (4), ein Getriebe (5) mit einem Getriebesumpf (6) sowie eine Vorrichtung (7) zur Verteilung eines Hydraulikfluids (8); wobei mit der ersten Pumpe (2) das Hydraulikfluid (8) aus dem Getriebesumpf (6) in das Reservoir (4) förderbar ist, wobei mit der zweiten Pumpe (3) das Hydraulikfluid (8) aus dem Reservoir (4) zur Ansteuerung von zumindest einer Kupplung und zumindest einem Gangaktor förderbar ist; wobei das Hydraulikfluid (8) aus dem Reservoir (4) zusätzlich in die Vorrichtung (7) zur Verteilung überführbar ist, über die zumindest eine Kühlleitung (9) oder eine Schmierölleitung (10) des Getriebes (5) mit dem Hydraulikfluid (8) befüllbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein Getriebe, insbesondere ein Mehrfachkupplungsgetriebe, bevorzugt für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges. Das Getriebe kann mehrere Gänge umfassen, die mit Hilfe von zumindest einem Gangaktor gewählt und geschaltet werden können. Der zumindest eine Gangaktor wird über das Hydrauliksystem betätigt. Weiter kann das Getriebe mindestens eine Kupplung oder zwei Teilkupplungen umfassen, z. B. einer Doppelkupplung, die über das Hydrauliksystem betätigt werden können. Das Hydrauliksystem kann weiterhin eine Kühlung des Getriebes und eine Schmierung der Komponenten des Getriebes sicherstellen. Aus DE 10 2013 008 741 B3 ist eine Hydraulikschaltung mit einem Hydraulikspeicher beschrieben, bei dem eine Hochdruckpumpe den Speicher zur Bedienung der Hochdruckverbraucher lädt und bei dem eine Niederdruckpumpe das Öl zur Kühlung fördert. Die Pumpen saugen das Öl aus dem Gehäusesumpf der Getriebesteuerung an. Die Schmierung des Getriebes erfolgt in einem getrennten Ölkreislauf mit einem anderen Öl und einer weiteren Niederdruckpumpe.
Üblicherweise werden bei Hydrauliksystemen für (Mehrfachkupplungs-)Getriebe die zur Kupplungs- und Gangbetätigung vorgesehenen Kreisläufe hydraulisch geschlossen und die zur Schmierung und/oder Kühlung vorgesehenen Kreisläufe hydraulisch offen ausgeführt.
Bei offenen Kreisläufen ist die für diesen Kreislauf vorgesehene Pumpe regelmäßig im Getriebesumpf angeordnet. Dabei ist aber die Flexibilität zur Anordnung der Pumpe reduziert. Weiter ist gerade bei Motor-Pumpenkombinationen die lokal montierte Elektronik erhöhten Temperaturen ausgesetzt.
Bei offenen Kreisläufen mit Pumpen bzw. Pumpen-Motorkombinationen im oberen Getriebegehäusebereich ergibt sich eine für das Saugverhalten ungünstig große Saughöhe aus dem Getriebesumpf.
Bei geschlossenen Kreisläufen mit einer im oberen Getriebegehäusebereich angeordneten Pumpe bzw. Motor-Pumpenkombination und einem dort angeordneten Reservoir stellt die Leckage z. B. der über den Kreislauf angesteuerten CSC (concentric slave cylinder; Kupplungsbetätigung) oder anderer Hydraulikkomponenten in den Getriebesumpf eine Schwierigkeit dar, wenn diese Leckage nicht wieder zurückgefördert wird, weil sie bei der Füllung des Reservoirs berücksichtigt werden muss und daher nur sehr klein sein darf.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die in dem Stand der Technik entdeckten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere ein Hydrauliksystem bereitzustellen, bei dem nur ein Hydraulikfluid zur Betätigung von Gangaktoren und Kupplungen sowie zur Schmierung und Kühlung des Getriebes verwendet wird. Weiterhin soll eine Kühlung der Pumpen bzw. Motor-Pumpenkombinationen sichergestellt sein. Zudem soll die Saughöhe der Pumpen reduziert werden.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem für ein (Mehrfachkupplungs-)Getriebe, insbesondere für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges. Das Hydrauliksystem umfasst zumindest eine erste Pumpe und eine zweite Pumpe, ein Reservoir, ein Getriebe mit einem Getriebesumpf sowie eine Vorrichtung zur Verteilung eines Hydraulikfluids. Mit der ersten Pumpe ist das Hydraulikfluid aus dem Getriebesumpf in das Reservoir förderbar, wobei mit der zweiten Pumpe das Hydraulikfluid aus dem Reservoir zur Ansteuerung von zumindest einer Kupplungen und zumindest einem Gangaktor förderbar ist. Das Hydraulikfluid ist aus dem Reservoir zusätzlich in die Vorrichtung zur Verteilung überführbar, über die zumindest eine Kühlleitung oder eine Schmierölleitung des Getriebes mit dem Hydraulikfluid befüllbar ist.
Das Getriebe kann mehrere Gänge umfassen, die mit Hilfe von zumindest einem Gangaktor gewählt und geschaltet werden können. Der zumindest eine Gangaktor wird über das Hydrauliksystem betätigt. Weiter kann das Getriebe mindestens eine Kupplung oder mindestens zwei Teilkupplungen umfassen, z. B. einer Doppelkupplung, die über das Hydrauliksystem betätigt werden können. Das Hydrauliksystem kann weiterhin eine Kühlung des Getriebes und eine Schmierung der Komponenten des Getriebes sicherstellen. Ein weiterer Hydraulikfluidkreislauf in dem Getriebe ist damit nicht erforderlich.
Insbesondere ist die erste Pumpe eine Niederdruckpumpe und die mindestens eine zweite Pumpe eine Hochdruckpumpe. Insbesondere ist ein Nenndruck der zweiten Pumpe um einen Faktor von mindestens zwei größer als ein Nenndruck der ersten Pumpe.
Insbesondere ist die erste Pumpe und/oder die zweite Pumpe eine Motor-Pumpenkombination, d. h. (ausschließlich) die jeweilige Pumpe wird von einem (eigenen) Motor angetrieben.
Vorliegend wird vorgeschlagen, eine erste Pumpe im Bodenbereich des Getriebegehäuses anzuordnen, die das Hydraulikfluid für die Schmierung des Getriebes und die Kühlung der Kupplungen fördert. Zusätzlich fördert die erste Pumpe das von der zweiten Pumpe benötigte Hydraulikfluid in ein höher angeordnetes Reservoir, das sich in unmittelbarer Nähe der zweiten Pumpen befindet. Dies bietet den Vorteil, dass sich in der (Saug-)Leitung zwischen der zweiten Pumpe und dem Getriebesumpf bzw. dem Reservoir keine oder eine sehr geringe oder sogar eine positive Druckdifferenz aufgrund eines Höhenunterschiedes ausbildet und damit das Saugverhalten der zweiten Pumpe insbesondere bei niedrigen Temperaturen begünstigt.
Mit der zweiten Pumpe kann das Hydraulikfluid aus einem Nebenreservoir des Reservoirs gefördert werden, wobei das Nebenreservoir unterhalb des Reservoirs angeordnet und über zumindest eine Leitung mit diesem verbunden ist. Damit kann das Hydraulikfluid durch die Schwerkraft aus dem Reservoir in das Nebenreservoir gefördert werden. Innerhalb des Nebenreservoirs kann somit ein erhöhter Druck des Hydraulikfluids bereitgestellt werden, so dass sich in der (Saug-)Leitung zwischen der zweiten Pumpe und dem Getriebesumpf bzw. dem Nebenreservoir eine positive Druckdifferenz aufgrund eines Höhenunterschiedes ausbildet und damit das Saugverhalten der zweiten Pumpe insbesondere bei niedrigen Temperaturen begünstigt ist.
Insbesondere weist das in dem Getriebesumpf vorliegende Hydraulikfluid einen höchsten ersten Druck und das im Nebenreservoir vorliegende Hydraulikfluid einen höchsten zweiten Druck auf, wobei der zweite Druck größer als der erste Druck ist.
Insbesondere ist der zweite Druck um mindestens 1 %, bevorzugt mindestens 5 % größer als der erste Druck.
Der höhere zweite Druck wird durch das Nebenreservoir bereitgestellt, das mit dem Reservoir verbunden ist und unterhalb davon angeordnet ist.
Eine Entlüftungseinrichtung des Hydrauliksystems ist in dem Reservoir angeordnet. Über die Entlüftungseinrichtung kann in dem Hydraulikfluid vorliegendes Gas bzw. Luft aus dem Kreislauf entweichen.
Zwischen dem Getriebesumpf und der ersten Pumpe kann ein Saugfilter angeordnet sein. Der Saugfilter schützt die erste Pumpe vor Verunreinigungen aus dem Getriebesumpf.
Weiter kann zwischen der ersten Pumpe und dem Reservoir ein Druckfilter angeordnet sein. Der Druckfilter verhindert, dass Verunreinigungen aus dem Getriebesumpf in das Reservoir gefördert werden.
Weiter kann zwischen der ersten Pumpe und dem Reservoir ein Kühler für das Hydraulikfluid angeordnet ist.
Bevorzugt ist zumindest die zweite Pumpe zumindest teilweise außerhalb eines Gehäuses des Getriebes angeordnet. Damit kann eine bessere Kühlung zumindest der zweiten Pumpe sichergestellt werden.
Zumindest die erste Pumpe kann eine nach einem hydrodynamischen Förderprinzip (z. B. eine Kreiselpumpe) oder einem Verdrängerprinzip (z. B. Zahnradpumpe) arbeitende Pumpe sein.
Weiter wird eine Verwendung des vorstehend beschriebenen Hydrauliksystems in einem Kraftfahrzeug zur Betätigung, Kühlung und Schmierung eines Getriebes des Kraftfahrzeuges vorgeschlagen.
Die Ausführungen zu dem Hydrauliksystem gelten gleichermaßen für die vorgeschlagene Verwendung und umgekehrt.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:

1: ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Ausführungsvariante eines Hydrauliksystems; und
2: eine zweite Ausführungsvariante eines Hydrauliksystems.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 21 mit einer ersten Ausführungsvariante eines Hydrauliksystems 1. Das Hydrauliksystem 1 umfasst eine erste Pumpe 2 und zwei zweite Pumpen 3 bzw. zwei Motor-Pumpenkombinationen, ein Reservoir 4, ein Getriebe 5 mit einem Getriebesumpf 6 sowie eine Vorrichtung 7 zur Verteilung eines Hydraulikfluids 8. Mit der ersten Pumpe 2 ist das Hydraulikfluid 8 aus dem Getriebesumpf 6 in das Reservoir 4 förderbar, wobei mit den zweiten Pumpen 3 das Hydraulikfluid 8 aus dem Reservoir 4 zur Ansteuerung von Kupplungen und Gangaktoren förderbar ist. Das Hydraulikfluid 8 ist aus dem Reservoir 4 zusätzlich in die Vorrichtung 7 zur Verteilung überführbar, über die zumindest eine Kühlleitung 9 und eine Schmierölleitung 10 des Getriebes 5 mit dem Hydraulikfluid 8 befüllbar ist.
Die erste Pumpe 2 ist im Bodenbereich des Getriebegehäuses 6 angeordnet. Die erste Pumpe 2 fördert das Hydraulikfluid 8 für die Schmierung des Getriebes 5 und die Kühlung der Kupplungen. Zusätzlich fördert die erste Pumpe 2 das von den zweiten Pumpen 3 benötigte Hydraulikfluid 8 in ein höher angeordnetes Reservoir 4, das sich in unmittelbarer Nähe der zweiten Pumpen 3 befindet. Dies bietet den Vorteil, dass sich in der (Saug-)Leitung 12 zwischen den zweiten Pumpen 3 und dem Getriebesumpf 6 bzw. dem Reservoir 4 keine oder eine sehr geringe oder sogar eine positive Druckdifferenz aufgrund eines Höhenunterschiedes ausbildet und damit das Saugverhalten der zweiten Pumpen 3 gerade bei niedrigen Temperaturen begünstigt.
Eine Entlüftungseinrichtung 16 des Hydrauliksystems 1 ist in dem Reservoir 4 angeordnet. Über die Entlüftungseinrichtung 16 kann in dem Hydraulikfluid 8 vorliegendes Gas bzw. Luft aus dem Kreislauf entweichen.
Zwischen der ersten Pumpe 2 und dem Reservoir 4 ist ein Druckfilter 18 angeordnet. Der Druckfilter 18 verhindert, dass Verunreinigungen aus dem Getriebesumpf 6 in das Reservoir 4 gefördert werden.
Zwischen der ersten Pumpe 2 und dem Reservoir 4 ist ein Kühler 19 für das Hydraulikfluid 8 angeordnet.
Die zweiten Pumpen 3 sind außerhalb eines Gehäuses 20 des Getriebes 5 angeordnet, hier an einem Getriebedeckel 23. Damit kann eine bessere Kühlung zumindest der zweiten Pumpen 3 sichergestellt werden. Das Reservoir 4 ist zwischen einer Ventilplatte 22 und den zweiten Pumpen 3 angeordnet.
2 zeigt eine zweite Ausführungsvariante eines Hydrauliksystems 1. Auf die Ausführungen zu 1 wird verwiesen. Die erste Pumpe 2 ist im Bodenbereich des Getriebegehäuses 6 angeordnet. Die erste Pumpe 2 fördert das Hydraulikfluid 8 für die Schmierung des Getriebes 5 und die Kühlung der Kupplungen. Zusätzlich fördert die erste Pumpe 2 das von den zweiten Pumpen 3 benötigte Hydraulikfluid 8 in ein höher angeordnetes Reservoir 4. Das Hydraulikfluid 8 ist aus dem Reservoir 4 zusätzlich in die Vorrichtung 7 zur Verteilung überführbar, über die zumindest eine Kühlleitung 9 und eine Schmierölleitung 10 des Getriebes 5 mit dem Hydraulikfluid 8 befüllbar ist.
Mit den zweiten Pumpen 3 wird das Hydraulikfluid 8 aus einem Nebenreservoir 11 des Reservoirs 4 gefördert, wobei das Nebenreservoir 11 unterhalb des Reservoirs 4 angeordnet und über eine Leitung 12 mit diesem verbunden ist. Damit kann das Hydraulikfluid 8 durch die Schwerkraft 13 aus dem Reservoir 4 in das Nebenreservoir 11 gefördert werden. Das in dem Getriebesumpf 6 vorliegende Hydraulikfluid 8 weist dann einen höchsten ersten Druck 14 und das im Nebenreservoir 11 vorliegende Hydraulikfluid 8 einen höchsten zweiten Druck 15 auf, wobei der zweite Druck 15 größer als der erste Druck 14 ist. Innerhalb des Nebenreservoirs 11 kann somit ein erhöhter zweiter Druck 15 des Hydraulikfluids 8 bereitgestellt werden, so dass sich in der (Saug-)Leitung 12 zwischen den zweiten Pumpen 3 und dem Getriebesumpf 6 bzw. dem Nebenreservoir 11 eine positive Druckdifferenz aufgrund eines Höhenunterschiedes ausbildet und damit das Saugverhalten der zweiten Pumpen 3 insbesondere bei niedrigen Temperaturen begünstigt ist.
Der höhere zweite Druck 15 wird durch das Nebenreservoir 11 bereitgestellt, das mit dem Reservoir 4 verbunden ist und unterhalb davon angeordnet ist.
Zwischen dem Getriebesumpf 6 und der ersten Pumpe 2 ist hier noch ein Saugfilter 17 angeordnet. Der Saugfilter 17 schützt die erste Pumpe 2 vor Verunreinigungen aus dem Getriebesumpf 6.
Bezugszeichenliste

1: Hydrauliksystem
2: erste Pumpe
3: zweite Pumpe
4: Reservoir
5: Getriebe
6: Getriebesumpf
7: Vorrichtung
8: Hydraulikfluid
9: Kühlleitung
10: Schmierölleitung
11: Nebenreservoir
12: Leitung
13: Schwerkraft
14: erster Druck
15: zweiter Druck
16: Entlüftungseinrichtung
17: Saugfilter
18: Druckfilter
19: Kühler
20: Gehäuse
21: Kraftfahrzeug
22: Ventilplatte
23: Getriebedeckel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013008741 B3 [0001]

Claims

Hydrauliksystem (1) für ein Getriebe (5), zumindest aufweisend eine erste Pumpe (2) und eine zweite Pumpe (3), ein Reservoir (4), ein Getriebe (5) mit einem Getriebesumpf (6) sowie eine Vorrichtung (7) zur Verteilung eines Hydraulikfluids (8); wobei mit der ersten Pumpe (2) das Hydraulikfluid (8) aus dem Getriebesumpf (6) in das Reservoir (4) förderbar ist, wobei mit der zweiten Pumpe (3) das Hydraulikfluid (8) aus dem Reservoir (4) zur Ansteuerung von zumindest einer Kupplung und zumindest einem Gangaktor förderbar ist; wobei das Hydraulikfluid (8) aus dem Reservoir (4) zusätzlich in die Vorrichtung (7) zur Verteilung überführbar ist, über die zumindest eine Kühlleitung (9) oder eine Schmierölleitung (10) des Getriebes (5) mit dem Hydraulikfluid (8) befüllbar ist.
Hydrauliksystem (1) nach Anspruch 1, wobei mit der zweiten Pumpe (3) das Hydraulikfluid (8) aus einem Nebenreservoir (11) des Reservoirs (4) förderbar ist, wobei das Nebenreservoir (11) unterhalb des Reservoirs (4) angeordnet und über zumindest eine Leitung (12) mit diesem verbunden ist; so dass das Hydraulikfluid (8) durch die Schwerkraft (13) aus dem Reservoir (4) in das Nebenreservoir (11) förderbar ist.
Hydrauliksystem (1) nach Anspruch 2, wobei das in dem Getriebesumpf (6) vorliegende Hydraulikfluid (8) einen höchsten ersten Druck (14) und das im Nebenreservoir (11) vorliegende Hydraulikfluid (8) einen höchsten zweiten Druck (15) aufweist, wobei der zweite Druck (15) größer als der erste Druck (14) ist.
Hydrauliksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Entlüftungseinrichtung (16) des Hydrauliksystems (1) an dem Reservoir (4) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Getriebesumpf (6) und der ersten Pumpe (2) ein Saugfilter (17) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der ersten Pumpe (2) und dem Reservoir (4) ein Druckfilter (18) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der ersten Pumpe (2) und dem Reservoir (4) ein Kühler (19) für das Hydraulikfluid (8) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest die zweite Pumpe (3) zumindest teilweise außerhalb eines Gehäuses (20) des Getriebes (5) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest die erste Pumpe (2) eine nach einem hydrodynamischen Förderprinzip oder einem Verdrängerprinzip arbeitende Pumpe ist.
Verwendung des Hydrauliksystems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug (21) zur Betätigung, Kühlung und Schmierung eines Getriebes (5) des Kraftfahrzeuges (21).