DE102019003415A1 - Hydraulic arrangement for a vehicle transmission - Google Patents
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Abstract
Hydraulische Anordnung für ein Fahrzeuggetriebe,- mit mindestens einer hydraulischen Pumpe zur Bereitstellung eines Arbeitsdruckes (p_a) innerhalb eines Hydraulikkreislaufes, und- mit einem einen Federdruck aufweisenden Druckakkumulator zur zeitweiligen Druckversorgung des Hydraulikkreislaufes, wobei- der Druckakkumulator eine Arbeitskennlinie (AK1) aufweist als ein Verhältnis zwischen seinem gespeicherten Hydraulikvolumen (V_s) und einem Druck (p_a) an seinem Hydraulikanschluss,- die Arbeitskennlinie (AK1) einen Arbeitsbereich (15) aufweist mit einem kleineren gespeicherten Hydraulikvolumen (V_s1) als einem ersten Arbeitspunkt (AP1) und einem größeren gespeicherten Hydraulikvolumen (V_s2) als einem zweiten Arbeitspunkt (AP2), und- innerhalb des Arbeitsbereiches (15) vom ersten Arbeitspunkt (AP1) in Richtung des zweiten Arbeitspunktes (AP2) die Steigung der Arbeitskennlinie (AK1) zumindest abschnittsweise im Wesentlichen gleich Null ist.Hydraulic arrangement for a vehicle transmission, - with at least one hydraulic pump for providing a working pressure (p_a) within a hydraulic circuit, and - with a pressure accumulator having a spring pressure for temporarily supplying pressure to the hydraulic circuit, whereby - the pressure accumulator has a working characteristic (AK1) as a ratio between its stored hydraulic volume (V_s) and a pressure (p_a) at its hydraulic connection, - the working characteristic (AK1) has a working area (15) with a smaller stored hydraulic volume (V_s1) than a first working point (AP1) and a larger stored hydraulic volume ( V_s2) as a second working point (AP2), and within the working area (15) from the first working point (AP1) in the direction of the second working point (AP2) the slope of the working characteristic (AK1) is at least partially essentially zero.
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anordnung für ein Fahrzeuggetriebe.The invention relates to a hydraulic arrangement for a vehicle transmission.
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionalität einer hydraulischen Steuerung für ein Fahrzeuggetriebe auf technisch einfache Weise zu verbessern.The present invention is based on the object of improving the functionality of a hydraulic control for a vehicle transmission in a technically simple manner.
Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a hydraulic arrangement with the features of claim 1.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further advantageous configurations of the arrangement according to the invention emerge from the subclaims.
Gemäß Patentanspruch 1 weist die hydraulische Anordnung für ein Fahrzeuggetriebe mindestens eine hydraulische Pumpe, insbesondere eine Getriebeöl-Pumpe, zur Bereitstellung eines hydraulischen Arbeitsdruckes innerhalb eines Hydraulikkreislaufes auf, z.B. um eine oder mehrere Kupplungen innerhalb des Fahrzeuggetriebes zu betätigen. Hierbei fördert die hydraulische Pumpe ein Hydraulikmittel (z.B. Öl) innerhalb des Hydraulikkreislaufes. Außerdem weist die hydraulische Anordnung einen hydraulischen Druckakkumulator mit einem Federdruck zur zeitweiligen Druckversorgung des Hydraulikkreislaufes auf. Der Druckakkumulator ermöglicht eine zeitweilige bzw. temporäre Druckversorgung und Unterstützung des Hydraulikkreislaufes auch bei spezifischen Druckerfordernissen, wie etwa einer Kupplungsbetätigung oder einem Absinken des Arbeitsdruckes im Hydraulikkreislauf aufgrund eines Motorstillstandes. Dabei kann der Druckakkumulator gewissermaßen als Puffer temporär den notwendigen Druck für den Hydraulikkreislauf bereitstellen, wenn die Pumpe keinen ausreichenden Arbeitsdruck liefern kann, z.B. während einer Kupplungsbetätigung. Die quantitative und/oder qualitative Funktionalität des Druckakkumulators ergibt sich durch einen definierten Arbeitsbereich innerhalb einer Arbeitskennlinie, welche ein Verhältnis zwischen einem im Druckakkumulator gespeicherten Hydraulikvolumen und einem Druck an seinem Hydraulikanschluss repräsentiert. Dieser Druck ist von dem Federdruck des Druckakkumulators abhängig und entspricht insbesondere dem im Druckakkumulator gespeicherten Federdruck. Dabei weist der Arbeitsbereich einen ersten Arbeitspunkt mit einem kleineren gespeicherten Hydraulikvolumen und einen zweiten Arbeitspunkt mit einem größeren gespeicherten Hydraulikvolumen auf. Innerhalb des Arbeitsbereiches vom ersten Arbeitspunkt in Richtung des zweiten Arbeitspunktes ist die mathematische Steigung der Arbeitskennlinie zumindest abschnittsweise betragsmäßig im Wesentlichen oder gleich Null. Insbesondere ist die Steigung in jedem definierbaren Abschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitspunkt betragsmäßig im Wesentlichen gleich Null.According to patent claim 1, the hydraulic arrangement for a vehicle transmission has at least one hydraulic pump, in particular a transmission oil pump, for providing a hydraulic working pressure within a hydraulic circuit, e.g. to operate one or more clutches within the vehicle transmission. The hydraulic pump conveys a hydraulic medium (e.g. oil) within the hydraulic circuit. In addition, the hydraulic arrangement has a hydraulic pressure accumulator with spring pressure for temporarily supplying pressure to the hydraulic circuit. The pressure accumulator enables a temporary or temporary pressure supply and support of the hydraulic circuit even with specific pressure requirements, such as a clutch actuation or a drop in the working pressure in the hydraulic circuit due to an engine standstill. The pressure accumulator can, as it were, temporarily provide the necessary pressure for the hydraulic circuit as a buffer if the pump cannot deliver sufficient working pressure, e.g. during a clutch actuation. The quantitative and / or qualitative functionality of the pressure accumulator results from a defined working range within a characteristic working curve which represents a ratio between a hydraulic volume stored in the pressure accumulator and a pressure at its hydraulic connection. This pressure is dependent on the spring pressure of the pressure accumulator and corresponds in particular to the spring pressure stored in the pressure accumulator. The working area has a first working point with a smaller stored hydraulic volume and a second working point with a larger stored hydraulic volume. Within the working range from the first working point in the direction of the second working point, the mathematical gradient of the working characteristic curve is at least in sections essentially or equal to zero. In particular, the slope in each definable section between the first and the second working point is essentially zero in terms of amount.
Diese Arbeitskennlinie ermöglicht es, dass der Druckakkumulator während seiner Entladung zeitlich betrachtet zumindest abschnittsweise einen nahezu konstant hohen Druck für den Hydraulikkreislauf bereitstellen kann. Der vom Druckakkumulator zur Verfügung gestellte Druck kann aufgrund der Arbeitskennlinie auch bei bereits teilweise abgebautem, ursprünglich gespeichertem Hydraulikvolumen verhältnismäßig stabil aufrechterhalten werden. Etwaige herkömmlich auftretende Druckabfälle können selbst bei relativ großen erforderlichen Hydraulikvolumina vermieden werden. Hierdurch kann für den Hydraulikkreislauf und das Getriebe auch bei einer Kupplungsbetätigung und einem Gangwechsel auf technisch einfache Weise ein verhältnismäßig konstanter Arbeitsdruck bereitgestellt und aufrechterhalten werden. Dies unterstützt einen möglichst konstanten Arbeits- bzw. Systemdruck innerhalb des Hydraulikkreislaufes auch bei unterschiedlichen Betriebszuständen. Ebenso können etwaige Ungenauigkeiten oder Fehler bei der Steuerung des Getriebes technisch einfach vermieden werden. Gleichzeitig unterstützt die hydraulische Anordnung eine gleichbleibend stabile Funktionalität des Getriebes während dessen gesamter Lebensdauer.This operating characteristic enables the pressure accumulator to provide an almost constant high pressure for the hydraulic circuit, at least in sections, during its discharge. The pressure made available by the pressure accumulator can be maintained in a relatively stable manner due to the operating characteristic even if the hydraulic volume has already been partially reduced and originally stored. Any conventionally occurring pressure drops can be avoided even with relatively large hydraulic volumes required. As a result, a relatively constant working pressure can be provided and maintained in a technically simple manner for the hydraulic circuit and the transmission even when the clutch is actuated and a gear change. This supports a working or system pressure within the hydraulic circuit that is as constant as possible, even in different operating states. Any inaccuracies or errors in the control of the transmission can also be avoided in a technically simple manner. At the same time, the hydraulic arrangement supports a consistently stable functionality of the transmission during its entire service life.
Wie bereits erwähnt, wird die hydraulische Anordnung bei einem Fahrzeuggetriebe eingesetzt. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Nutzfahrzeug wie etwa ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug, z.B. einen Schlepper bzw. Traktor.As already mentioned, the hydraulic arrangement is used in a vehicle transmission. The vehicle is in particular a utility vehicle such as an agricultural utility vehicle, e.g. a tractor or tractor.
Der Druckakkumulator lässt sich technisch einfach und kostengünstig herstellen, indem der Federdruck und die gewünschte Arbeitskennlinie vorzugsweise mittels eines als Tellerfeder ausgebildeten Federelements erzeugt ist. Hierbei ist im Druckakkumulator mindestens ein Federelement bzw. mindestens eine Tellerfeder angeordnet.The pressure accumulator can be produced in a technically simple and cost-effective manner in that the spring pressure and the desired operating characteristic are preferably generated by means of a spring element designed as a plate spring. Here, at least one spring element or at least one plate spring is arranged in the pressure accumulator.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind in dem Druckakkumulator mindestens zwei Tellerfedern angeordnet. Diese sind entlang ihrer Mittellängsachse aneinander geschichtet. Je nach Schichtungsart (wechselsinnig oder gleichsinnig) können zwei unmittelbar aneinander geschichtete Tellerfedern in Reihenschaltung (wechselsinnig) oder in Parallelschaltung (gleichsinnig) angeordnet sein. Bei mehr als zwei Tellerfedern lassen sich auch Reihenschaltung(en) und Parallelschaltung(en) kombiniert realisieren. Auf diese Weise kann die Verwendung mehrerer standardisierter, sehr raumsparender Tellerfedern dazu beitragen, den Druckakkumulator technisch einfach und kostengünstig an die jeweils gewünschten Merkmale (z.B. Federeigenschaften, Federdruck, zur Verfügung stehender Einbauraum, zu speicherndes Hydraulikvolumen) für jeden spezifischen Hydraulikkreislauf anzupassen.In a preferred embodiment, at least two disc springs are arranged in the pressure accumulator. These are layered together along their central longitudinal axis. Depending on the type of layering (alternating or in the same direction), two disc springs layered directly next to one another can be arranged in series (alternating) or in parallel (in the same direction). If there are more than two disc springs, you can also Implement series connection (s) and parallel connection (s) combined. In this way, the use of several standardized, very space-saving disc springs can help to adapt the pressure accumulator to the desired features (e.g. spring properties, spring pressure, available installation space, hydraulic volume to be stored) for each specific hydraulic circuit in a technically simple and cost-effective manner.
Vorzugsweise weist der Druckakkumulator bzw. dessen Gehäuse entlang einer Umfangsrichtung einen ringförmigen Aufnahmeraum für die mindestens eine Tellerfeder auf. Hierdurch besteht die Möglichkeit, dass der Druckakkumulator einen definierten geometrischen Freiraum, insbesondere hohlzylindrischen Freiraum, bereitstellt. Dieser Freiraum wird insbesondere durch entsprechende Außenwände des vorgenannten Aufnahmeraumes begrenzt. Der Freiraum kann vorteilhaft andere Bauteile aufnehmen. Diese Bauteile können z.B. Bestandteile des Hydraulikkreislaufes oder stehende bzw. rotierende Getriebeteile des Fahrzeuggetriebes sein. Hierdurch kann die hydraulische Anordnung im Bereich des Fahrzeuggetriebes noch raumsparender angeordnet werden.The pressure accumulator or its housing preferably has an annular receiving space for the at least one disc spring along a circumferential direction. This makes it possible for the pressure accumulator to provide a defined geometric free space, in particular a hollow cylindrical free space. This free space is limited in particular by appropriate outer walls of the aforementioned receiving space. The free space can advantageously accommodate other components. These components can e.g. Be part of the hydraulic circuit or stationary or rotating parts of the vehicle transmission. As a result, the hydraulic arrangement in the area of the vehicle transmission can be arranged in an even more space-saving manner.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Druckakkumulator als ein Kolbenspeicher ausgebildet. Dabei treibt die mindestens eine Tellerfeder einen Kolben an, welcher insbesondere abhängig von dem Federdruck und/oder dem Arbeitsdruck des Hydraulikkreislaufes unterschiedliche Arbeitspositionen zur Realisierung unterschiedlich großer gespeicherter Hydraulikvolumina einnimmt.In a preferred embodiment, the pressure accumulator is designed as a piston accumulator. The at least one plate spring drives a piston which, in particular, depending on the spring pressure and / or the working pressure of the hydraulic circuit, assumes different working positions to realize stored hydraulic volumes of different sizes.
Die erfindungsgemäße Steueranordnung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei sind hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmende bzw. vergleichbare Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
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1 eine schematische, blockschaltbildartige Darstellung von Bestandteilen eines Fahrzeugs mit einer hydraulischen Anordnung, -
2 ein Diagramm mit Arbeitskennlinien von Druckakkumulatoren, -
3 ein Diagramm mit Kennlinien zur Charakterisierung von Kupplungsbetätigungen, -
4 eine schematische Seitenansicht eines Druckakkumulators, und -
5 eine schematische Seitenansicht eines Druckakkumulators in einer weiteren Ausführungsform.
-
1 a schematic, block diagram-like representation of components of a vehicle with a hydraulic arrangement, -
2 a diagram with operating characteristics of pressure accumulators, -
3 a diagram with characteristics to characterize clutch actuation, -
4th a schematic side view of a pressure accumulator, and -
5 a schematic side view of a pressure accumulator in a further embodiment.
Die hydraulische Anordnung
Ein weiterer Bestandteil der hydraulischen Anordnung ist ein hydraulischer Druckakkumulator
In
Dies wirkt sich stabilisierend auf die Getriebeeinheit
In
Die Tellerfedern sind für einen Betrieb über ihre Null- bzw. Planlage hinaus mit zusätzlichen Lagerelementen derart ausgestattet, dass ein Überdrücken ermöglicht wird. In diesem Fall wird der Arbeitsbereich, in dem die Kennlinke
In
Der Freiraum
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2019/0031195 A1 [0002]US 2019/0031195 A1 [0002]
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2019
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EP4095392A1 (en) | 2021-05-25 | 2022-11-30 | Deere & Company | Hydraulic assembly for a vehicle transmission |
DE102021113466A1 (en) | 2021-05-25 | 2022-12-01 | Deere & Company | Hydraulic arrangement for a vehicle transmission |
US11713806B2 (en) | 2021-05-25 | 2023-08-01 | Deere & Company | Hydraulic assembly for a vehicle transmission |
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