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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers und ein Fahrzeuggetriebe mit einem solchen Wandler und einer solchen Vorrichtung.
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Aus der
DE 10 2016 202 092 A1 ist eine Hydraulik-Steuereinheit für einen Drehmomentwandler eines Fahrzeugs bekannt. Diese Steuereinheit verfügt über einen Sekundär-Zuführpfad, über den zusätzlich zu einem Primär-Zuführpfad durch eine Pumpe weiteres Hydraulikfluid dem Drehmomentwandler zuführbar ist. In dem Sekundär-Zuführpfad ist ein Zuführventil angeordnet mittels dem der zusätzliche Sekundär-Zulaufvolumenstrom steuerbar ist. Mit dem Sekundär-Zuführpfad und dem Zuführventil kann der Kühlölvolumenstrom des Wandlers im Vergleich zu einem Wandler, der lediglich einen Primär-Zuführpfad aufweist, erhöht werden.
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Aus der
DE 10 2005 042 685 A1 ist ein Getriebe für Fahrzeuge bekannt, wobei in dem Getriebe eine Saugstrahlpumpe angeordnet ist, die Getriebeöl aus einem Bodenbereich des Getriebes ansaugt. Die Saugstrahlpumpe fördert das Getriebeöl zu mindestens einer Getriebekomponente, die dadurch gekühlt wird.
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Aus der
DE 11 2009 004 497 T5 ist eine Schmiervorrichtung zum Zuführen von Öl zu einem Schmierabschnitt einer Reibkupplung bekannt. Diese Schmiervorrichtung weist eine Strahlpumpe, eine Hydraulikdrucksteuerschaltung, ein Ölreservoir und ein Fließrateneinstellventil auf, das zwischen einem Ansaugabschnitt der Strahlpumpe und dem Ölreservoir angeordnet ist. Der Öffnungsgrad des Ventils wird hierbei als Antwort auf eine Erhöhung des Kupplungseingriffsdrucks mechanisch erhöht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Hauptansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen hiervon sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zum Befüllen eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit Arbeitsfluid. Die Vorrichtung verfügt über eine erste Pumpe zur Förderung des Arbeitsfluids zum Drehmomentwandlers. Außerdem ist eine als Strahlpumpe ausgeführte zweite Pumpe vorgesehen, über die das Arbeitsfluid dem Drehmomentwandler zuführbar ist. Diese zweite Pumpe ist von der ersten Pumpe betreibbar. Somit liefert die erste Pumpe den zum Betreiben der zweiten Pumpe erforderlichen Druck. Die erste und zweite Pumpe sind also in Reihe hintereinander geschaltet.
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Auf diese Weise kann schnell ein hoher Volumenstrom an Arbeitsfluid erreicht werden, mit dem der Drehmomentwandler befüllt wird. Der Drehmomentwandler ist dadurch schneller einsetzbar.
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Ein hydrodynamischer Drehmomentwandler ist eine an sich bekannte und nach dem Föttinger-Prinzip arbeitende Kupplung. Die Antriebsseite und die Abtriebsseite des Drehmomentwandlers sind hierbei durch das Arbeitsfluid miteinander koppelbar. Hierzu muss der Drehmomentwandler mit einer ausreichenden Menge an Arbeitsfluid befüllt sein. Diese Befüllung erfolgt vorliegend durch die vorgeschlagene Vorrichtung.
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Das Funktionsprinzip einer Strahlpumpe ist ebenfalls bereits an sich bekannt. Die Saugwirkung wird hier durch gezielte Zuführung von Arbeitsfluid in eine Mischkammer der Strahlpumpe und den dabei erzielten Bernoulli-Effekt erzeugt. Die Strahlpumpe verfügt über eine Saugseite (also einen Sauganschluss oder Primäreinlass) über die dasjenige Fluid der Pumpe zuführbar ist, das von ihr gefördert werden soll. Sie verfügt zudem über eine Treibseite (also einen Sekundäreinlass), über die das zur Erzeugung der Förderwirkung verwendete Fluid der Strahlpumpe zuführbar ist. Das über die Treibseite zugeführte Fluid wird in die Mischkammer eingebracht und vermischt sich dort mit dem über die Saugseite eingebrachten Fluid, wobei die Saugwirkung erzielt wird. Und die Strahlpumpe verfügt über einen Auslass, über die das über die Treibseite und die Saugseite zugeführte Fluid von der Pumpe abgeführt wird.
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Die erste Pumpe kann beliebig ausgebildet sein. In der Praxis hat sich der Einsatz einer Zahnradpumpe als erste Pumpe besonders bewährt. Vorzugsweise ist die erste Pumpe mechanisch angetrieben.
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Die primäre Förderung von Arbeitsfluid zum Drehmomentwandler erfolgt insbesondere durch die erste Pumpe. Vorzugsweise dient die Förderwirkung der zweiten Pumpe zur Erhöhung der Dynamik der Füllvorrichtung. Insbesondere wird durch die zweite Pumpe ein Druck in einer Zuleitung zur Saugseite der zweiten Pumpe abgesenkt, sodass darüber eine erhöhte Menge an Arbeitsfluid zur zweiten Pumpe und damit zum Drehmomentwandler führbar ist.
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Die zweite Pumpe kann in ein bestehendes System zum Befüllen des Drehmomentwandlers integriert werden. Hierzu kann die zweite Pumpe in die zum Drehmomentwandler führende Einlassleitung eingesetzt werden. Auf diese Weise kann auf vorhandenen Konstruktionen aufgebaut werden und beispielsweise einfach ein größerer Drehmomentwandler eingesetzt werden. Durch die vorgeschlagene Vorrichtung kann erzielt werden, dass dieser größere Drehmomentwandler in der identischen Zeit befüllbar ist, wie ein kleinerer Drehmomentwandler, der ohne die Vorrichtung befüllt wird.
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Vorzugsweise dient die Vorrichtung zum Befüllen eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers eines Fahrzeuggetriebes. Vorgeschlagen wird daher auch ein Fahrzeuggetriebe, das einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und die vorgeschlagene Vorrichtung zum Befüllen des hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit Arbeitsfluid aufweist. Bei dem Fahrzeuggetriebe handelt es sich insbesondere um ein Schaltgetriebe, also ein Getriebe mit mehreren wahlweise einlegbaren Übersetzungen (Gängen) zwischen dem mechanischen Eingang und Ausgang des Getriebes. Insbesondere sind die Übersetzungen automatisch einlegbar. Die Schaltelemente des Getriebes zum Einstellen der Übersetzungen sind hierbei insbesondere ebenfalls mit dem Arbeitsfluid betreibbar. Der hierzu notwendige Betätigungsdruck wird insbesondere auch von der ersten Pumpe bereitgestellt.
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Vorzugsweise verfügt die vorgeschlagene Vorrichtung über zumindest ein einstellbares (erstes) Ventil, über das Arbeitsfluid zur Befüllung des Drehmomentwandlers geführt wird. Dieses Ventil ist mit dessen Einlassseite an den Auslass der ersten Pumpe angeschlossen. Und mit dessen Auslassseite ist dieses Ventil an die Saugseite der zweiten Pumpe angeschlossen. Durch Einstellen der Ventilöffnungsweite dieses Ventils kann somit die zum Drehmomentwandler geführte Fluidmenge grundlegend eingestellt werden. Vorzugsweise ist dieses Ventil selbstbetätigend. Es stellt die Ventilöffnungsweite also automatisch ein, ohne dass eine externe Steuerung oder Regelung nötig ist. Eine Zuführung von externer Betätigungsenergie, wie beispielsweise elektrischer Strom, ist dadurch nicht erforderlich.
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Vorzugsweise ist dieses an die Saugseite der zweiten Pumpe angeschlossene (erste) Ventil eingerichtet, um dessen Ventilöffnungsweite in Abhängigkeit des auslassseitig an diesem Ventil anliegenden Drucks des Arbeitsfluids einzustellen. Die Regelgröße dieses Ventils ist also der auslassseitig daran anliegende Fluiddruck. Dadurch ist eine besonders einfache selbständige Einstellung der zum Drehmomentwandler geführten Fluidmenge möglich.
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Die Ventilöffnungsweite eines Ventils bestimmt die mögliche Durchflussmenge durch das jeweilige Ventil. Eine große Öffnungsweite ermöglich also den Durchfluss einer größeren Fluidmenge als eine kleine Öffnungsweite. Die Begriffe „gering“ und „klein“ sind in diesem Zusammenhang in Relation zu den konträren Begriffen „hoch“ und „groß“ zu verstehen.
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Besonders bevorzugt ist dieses (erste) Ventil so ausgebildet, dass ein geringer auslassseitiger Druck eine große Ventilöffnungsweite dieses Ventils bewirkt und dass ein hoher auslassseitiger Druck eine kleine Ventilöffnungsweite bewirkt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass dieses Ventil ab einer vorbestimmten Druckschwelle öffnet. Liegt der auslassseitige Druck dann unter dieser Druckschwelle öffnet das Ventil selbständig, um den Drehmomentwandler zu befüllen. Und liegt der auslassseitige Druck dann darüber, schließt das Ventil selbständig, um die Befüllung zu beenden. Somit ist die Befüllung automatisch und mit besonders wenig Aufwand durch dieses Ventil einstellbar.
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Insbesondere ist dieses (erste) Ventil als Proportionalventil ausgebildet, sodass es eine Vielzahl einstellbarer Positionen zwischen dessen voll geöffneter Ventilstellung und dessen voll geschlossener Ventilstellung aufweist. Der auslassseitig anliegende Druck bewirkt dadurch eine Druck-proportionale Ventilöffnungsweite.
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Vorzugsweise ist das an die Saugseite der zweiten Pumpe angeschlossene (erste) Ventil ein Bestandteil eines hydraulischen Steuergeräts. Das Steuergerät verfügt hierbei über weitere einstellbare Ventile, um damit Schaltelemente eines oder des über den Drehmomentwandler betreibbaren Schaltgetriebes zu betätigen. Somit ist das Ventil einfach in das hydraulische Steuergerät integriert. Somit ist das Ventil innerhalb des Steuergeräts angeordnet. Bei dem Schaltgetriebe handelt es sich insbesondere um das besagte, vorgeschlagene Fahrzeuggetriebe.
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Vorzugsweise verfügt die Vorrichtung über ein einstellbares (zweites) Ventil, über das Arbeitsfluid zur Treibseite der zweiten Pumpe geführt wird. Dieses Ventil ist mit dessen Einlassseite an den Auslass der zweiten Pumpe angeschlossen. Und mit dessen Auslassseite ist es an die Treibseite der zweiten Pumpe angeschlossen. Auf diese Weise ist mit diesem Ventil einfach die zur Treibseite der zweiten Pumpe geführte Fluidmenge und damit deren Förderwirkung einstellbar. Dieses (zweite) Ventil bestimmt dadurch den an der Saugseite bewirkten Saugeffekt der zweiten Pumpe. Dieses (zweite) Ventil ist insbesondere als 3/2-Wegeventil ausgebildet.
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Vorzugsweise ist das an die Treibseite der zweiten Pumpe angeschlossene (zweite) Ventil eingerichtet, um dessen Ventilöffnungsweite in Abhängigkeit des am Auslass der zweiten Pumpe anliegenden Drucks des Arbeitsfluids einzustellen. Die Regelgröße dieses Ventils ist also der am Auslass der zweiten Pumpe anliegende Fluiddruck. Dadurch ist eine besonders einfache selbständige Einstellung der Förderwirkung der zweiten Pumpe möglich.
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Besonders bevorzugt ist dieses (zweite) Ventil so ausgebildet, dass ein geringer auslassseitiger Druck eine kleine Ventilöffnungsweite dieses Ventils bewirkt und dass ein hoher auslassseitiger Druck eine große Ventilöffnungsweite bewirkt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass dieses Ventil ab einer vorbestimmten Druckschwelle öffnet. Liegt der Druck am Pumpenauslass der zweiten Pumpe dann unter dieser Druckschwelle schließt dieses Ventil selbständig, um die Förderwirkung der zweiten Pumpe zu reduzieren oder zu beenden. Und liegt der Druck am Pumpenauslass dann über dieser Druckschwelle, öffnet das Ventil selbständig, um die Förderwirkung zu erhöhen oder zu beginnen. Somit ist die Befüllung des Drehmomentwandlers automatisch und mit wenig Aufwand von diesem Ventil beeinflussbar.
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Insbesondere ist dieses (zweite) Ventil als Schaltventil ausgebildet, sodass es nur zwei stabile Zustände aufweist, nämlich voll geöffnet oder voll geschlossen. Der Druck am Pumpenauslass sorgt dadurch je nach Druckhöhe, dass dieses Ventil entweder voll geöffnet ist oder voll geschlossen ist.
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Vorzugsweise ist dieses an die Treibseite der zweiten Pumpe angeschlossene (zweite) Ventil außerhalb eines oder des besagten hydraulischen Steuergeräts angeordnet. Beispielsweise kann dieses Ventil dann in einer Leitung außerhalb des Steuergeräts angeordnet sein. Beispielsweise kann dieses Ventil an oder in einer Wandung des Getriebegehäuses des besagten, vorgeschlagenen Getriebes angeordnet sein. Hierzu kann eine entsprechend große Öffnung im Inneren dieser Wandung vorgesehen sein, beispielsweise eine Bohrung.
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Die vorgeschlagene Vorrichtung mit dem an die Saugseite der zweiten Pumpe angeschlossenen Ventil („erstes Ventil“) und mit dem an die Treibseite der zweiten Pumpe angeschlossenen Ventil („zweites Ventil“) kann folgende Wirkungsweisen und entsprechende Vorteile erzielen:
- - Bei einem zu gering befüllten oder leeren Wandler ist der Druck an der Auslassseite des ersten Ventils gering. Dementsprechend öffnet das erste Ventil, wodurch der auslassseitige Druck am ersten Ventil steigt. Der Druck wird von der ersten Pumpe geliefert, an deren Auslass das erste Ventil mit dessen Einlassseite angeschlossen ist.
- - Das erste Ventil ist auslassseitig an die Saugseite der zweiten Pumpe angeschlossen. Beim Öffnen des ersten Ventils wird also auch der dort anliegende Fluiddruck erhöht. Von der Saugseite der zweiten Pumpe gelangt das Fluid zu ihrem Auslass und befüllt den Wandler, denn die Saugseite der zweiten Pumpe ist aufgrund der Pumpenbauart (Strahlpumpe) direkt mit ihrem Auslass gekoppelt. Das Befüllen des Wandlers erhöht entsprechend den Fluiddruck am Auslass der zweiten Pumpe.
- - Der durch die fortschreitende Befüllung steigende Fluiddruck am Auslass der zweiten Pumpe wirkt auf das zweite Ventil. Es öffnet ab einem bestimmten Druckniveau zusätzlich zum ersten Ventil. Dieses Drucknivau zum Öffnen des zweiten Ventils ist so gewählt, dass ein schnelles und vollständiges Füllen des Wandlers gewährleistet ist.
- - Das zweite Ventil ist mit dessen Einlassseite ebenfalls mit dem Auslass der ersten Pumpe gekoppelt (also stromauf des ersten Ventils), und mit dessen Auslassseite ist es mit der Treibseite der zweiten Pumpe gekoppelt. Durch das Öffnen des zweiten Ventils treibt die erste Pumpe somit die zweite Pumpe an.
- - An der Saugseite der zweiten Pumpe wird bei ihrem Betrieb (Fluidzufuhr zur Treibseite über das zweite Ventil) eine Saugwirkung hervorgerufen. Diese reduziert aktiv den Fluiddruck an der Saugseite der zweiten Pumpe und daher auch an der damit gekoppelten Auslassseite des ersten Ventils.
- - Der auf diese Weise künstlich verringerte Fluiddruck an der Auslassseite des ersten Ventils wirkt sich dahingehend aus, dass das erste Ventil eine größere Ventilöffnungsweite freigibt und/oder über einen längeren Zeitraum geöffnet bleibt. Das erste Ventil durchströmt also mehr und/oder über längere Zeit Fluid zum Befüllen des Wandlers. Damit kann der Wandler schnell und vollständig befüllt werden.
- - Sobald der Wandler ausreichend befüllt ist, steigt der Druck darin stark an. Dieser Druckanstieg pflanzt sich über die zweite Pumpe zum ersten Ventil fort. Dieses schließt daraufhin und verhindert eine weitere, übermäßige Befüllung des Wandlers. Über das weiterhin geöffnete zweite Ventil kann eine gewisse Fluidmenge zum Wandler gelangen. Diese ist ausreichend, um das Füllniveau im Wandler halten.
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Durch diese fluidtechnische Anordnung der zweiten Pumpe zwischen dem Drehmomentwandler und erstem Ventil wird für das erste Ventil unter manchen Betriebsbedingungen ein verringerter Druck im Drehmomentwandler suggeriert und dadurch das Ansprechverhalten des ersten Ventils positiv verändert. Es öffnet und schließt schneller. In der Praxis wurde mit der vorgeschlagenen Vorrichtung ein besseres Ansprechverhalten des ersten Ventils und eine daraus resultierende schnellere Befüllung des Drehmomentwandlers beobachtet. Die als Strahlpumpe ausgeführte zweite Pumpe weist keine beweglichen Teile auf und ist daher wartungsfrei, kostengünstig und unempfindlich gegenüber Verschmutzungen des Arbeitsfluids. Die zweite Pumpe und das zweite Ventil können einfach in bestehende Systeme mit hydrodynamischen Drehmomentwandlern eingefügt werden, beispielsweise in Fahrzeuggetrieben.
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Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung entnehmbar sind. Hierbei zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
- 1, einen Fahrzeugantriebsstrang mit einem Fahrzeuggetriebe,
- 2, eine Vorrichtung zum Befüllen eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers.
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In den Figuren sind gleiche oder zumindest funktionsgleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Fahrzeugantriebsstrang in einer Draufsicht, beispielsweise eines Lastkraftwagens. Zum Vorantreiben des Fahrzeugs ist ein Antriebsmotor 10 vorgesehen, der zum Antrieb einer Eingangswelle 21 eines Fahrzeuggetriebe 2 dient. Das Getriebe 2 verfügt über mehrere wahlweise einlegbare Übersetzungsstufen. Das Getriebe 2 verfügt abtriebsseitig über eine Ausgangswelle 22, die mit Antriebsrädern 30 des Fahrzeugs drehgekoppelt sind. Das Getriebe 20 verfügt eingangsseitig über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 23.
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Der Wandler 23 bewirkt eine bedarfsweise hydrodynamische Koppelung des Antriebsmotors 10 mit der Eingangswelle 21. Hierzu muss der Wandler 23 mit Arbeitsfluid befüllt werden. Hierzu beschickt ein hydraulisches Steuergerät 24 des Getriebes 2 den Wandler mit Arbeitsfluid des Getriebes 20, insbesondere mit Getriebeöl. Die Befüllung erfolgt insbesondere über Leitungen im Inneren der Eingangswelle 21.
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2 zeigt eine bevorzugte Vorrichtung zum Befüllen eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 23 mit Arbeitsfluid. Diese Vorrichtung wird bevorzugt bei dem Getriebe 20 aus 1 eingesetzt. Die Vorrichtung wird daher beispielhaft unter Bezugnahme auf dieses Getriebe 20 beschrieben. Sie kann auch bei einer Vielzahl anderer Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 23 verwendet wird und dieser vorab befüllt werden muss.
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Die Vorrichtung aus 2 weist eine vorzugsweise mechanisch angetriebene erste Pumpe 25, beispielsweise eine Zahnradpumpe, und eine als Strahlpumpe ausgeführte zweite Pumpe 26 auf. Die erste Pumpe 25 dient zur grundlegenden Förderung des Arbeitsfluids im Getriebe 20 und damit auch zum Wandler 23. Hierzu fördert die Pumpe einen Großteil des Arbeitsfluids durch das Steuergerät 24.
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Die Strahlpumpe 26 ist fluidtechnisch zwischen der ersten Pumpe 25 und dem Wandler 23 angeordnet. Somit strömt bei der Befüllung des Wandlers 23 das gesamte dorthin geförderte Arbeitsfluid zunächst durch die erste Pumpe 25, dann durch die Strahlpumpe 26 und dann erst in den Wandler 23. Die Strahlpumpe 26 ist hierzu so an die Pumpe 25 angeschlossen, dass sie von der Pumpe 25 antreibbar ist.
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Die Strahlpumpe 26 verfügt über eine Saugseite A, eine Treibseite B und einen Auslass C. In an sich bekannter Weise wird an der Saugseite A dadurch eine Sogwirkung erzeugt, dass Arbeitsfluid über die Treibseite B unter Druck in die Strahlpumpe 26 eingebracht wird. Dieses Arbeitsfluid gelangt über eine im Inneren der Strahlpumpe 26 angeordnete Düse in eine Mischkammer der Strahlpumpe 26, wo aufgrund des dort auftretenden Bernoulli-Effektes eine Sogwirkung in der Mischkammer und der daran angeschlossenen Saugseite B eintritt. Das über die Saugseite A und die Treibseite B in die Strahlpumpe 26 eingebrachte Arbeitsfluid verlässt die Strahlpumpe 26 über den Auslass C. Der Auslass C ist an den Einlass des Wandlers 23 angeschlossen. Ein Auslass des Wandlers 23 ist an einen ein Reservoir 28 für das Arbeitsfluid angeschlossen, aus dem wiederum die erste Pumpe 25 gespeist wird. Das Reservoir 28 ist insbesondere die Ölwanne des Getriebes 2.
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Das hydraulische Steuergerät 24 weist ein einstellbares Ventil 241 auf, über das zumindest ein Teil des Arbeitsfluids zur Befüllung des Wandlers 23 geführt wird, insbesondere ein Großteil. Das Ventil 241 ist mit dessen Einlass an den Auslass der ersten Pumpe 25 angeschlossen und mit dessen Auslass an die Saugseite der Strahlpumpe 26. Das Ventil 241 ist hier als Druckbegrenzungsventil ausgebildet. Somit stellt es automatisch dessen Ventilöffnungsweite in Abhängigkeit des auslassseitig am Ventil 241 anliegenden Fluiddrucks ein. Dieser Druck entspricht dem an der Saugseite A der Pumpe 26 anliegenden Druckes. Wenn ein bestimmtes Druckniveau erreicht ist, schließt das Ventil 241, sodass dieses Druckniveau nicht überstiegen wird. Bei einem geringeren Druck öffnet es, sodass der auslassseitige Druck auf das bestimmte Druckniveau möglichst wieder ansteigt.
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Das Steuergerät 24 weist zusätzlich zum Ventil 241 über ein oder mehrere weitere einstellbare Ventile 242, 243 auf. Diese dienen zur Ansteuerung und Betätigung von Schaltelementen des Getriebes 20 und/oder anderer Getriebekomponenten. Mit diesen Schaltelementen sind insbesondere die Gänge des Getriebes 20 wahlweise einlegbar.
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An die Treibseite B der Strahlpumpe 26 ist ein zweites Ventil 27 angeschlossen. Dieses Ventil 27 stellt die zur Treibseite B der Pumpe 26 geführt Fluidmenge in Abhängigkeit des am Auslass C der Pumpe 26 anliegenden Fluiddrucks ein. Dieser Druck entspricht auch dem im Wandler 23 anliegenden Druck. Das Ventil 27 öffnet bei einem relativ hohen Druckniveau am Auslass C (entspricht einem teilweise befüllten Wandler 23) und schließt bei einem relativ geringen Druckniveau am Auslass C (entspricht einem leeren Wandler 23). Dementsprechend wird bei einem relativ geringen Druck am Auslass C eine geringe Fluidmenge über die Treibseite B in die Pumpe 26 geführt und dadurch die Saugwirkung an der Saugseite A entsprechend reduziert. Bei einem relativ hohen Druck am Auslass C wird hingegen eine hohe Fluidmenge über die Treibseite B in die Pumpe 26 geführt und dadurch die Saugwirkung an der Saugseite A erhöht. Diese Erhöhung der Saugwirkung verringert aktiv den Druck an der Auslassseite des Ventils 241. Das Ventil 241 reagiert entsprechend auf den Druck an dessen Auslassseite und öffnet oder schließt entsprechend.
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Die Rückleitung vom Auslass C der Pumpe 26 zum Ventil 27, über den die Ventilöffnungsweite des Ventils 27 eingestellt wird, umfasst insbesondere die in 2 sichtbare Fluiddrossel 29. Diese Drossel 29 ist bevorzugt einstellbar ausgebildet. Durch diese Drossel 29 kann der Druck eingestellt werden, ab dem das Ventil 27 öffnet und schließt.
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Wie in 2 gezeigt ist, befindet sich das Ventil 27 bevorzugt außerhalb des hydraulischen Steuergeräts 24. Zweckmäßigerweise ist das Ventil 27 in der Nähe des Wandlers 23 im Getriebe 20 anzuordnen. Eine geeignete Einbauposition für das Ventil 27 ist an oder in einer Wandung der Kupplungsglocke des G2, innerhalb deren der Wandler 23 angeordnet ist.
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Die in 2 gezeigte Vorrichtung funktioniert wie folgt:
- Zunächst ist der Wandler 23 weitestgehend leer. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das Fahrzeug eine ausreichende Zeit abgestellt ist und das Arbeitsfluid in dieser Zeit in das Reservoir 28 zurückgeflossen ist.
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Zum Befüllen des Wandlers 23 wird die erste Pumpe 25 mechanisch angetrieben. Hierzu wird insbesondere der Antriebsmotor 10 verwendet. Die Pumpe 25 ist dann vorzugsweise mit der Motorausgangswelle drehfest gekoppelt. Da am Ausgang des Ventils 241 wegen des leeren Wandlers 23 zunächst noch ein relativ geringer Fluiddruck anliegt, ist das Ventil 241 relativ weit geöffnet. Auch am Auslass C der Pumpe 26 liegt aus diesem Grund noch ein relativ geringer Fluiddruck an. Das Ventil 27 ist daher zunächst geschlossen. Somit pumpt die Pumpe 25 zunächst das Arbeitsfluid nur über das Ventil 241 zur Saugseite A der Strahlpumpe 26 und von dort weiter zum Wandler 23. Hierbei durchströmt das Fluid die Strahlpumpe 26. Der Fluidpfad von der Pumpe 25 zur Treibseite B der Pumpe 26 ist durch das Ventil 27 zunächst noch versperrt. Die Strahlpumpe 26 ist daher noch nicht in Betrieb. Die Strömungsverluste innerhalb der Strahlpumpe 26 sind allerdings vernachlässigbar. Auf diese Weise wird der Wandler 23 zunehmend befüllt.
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Sobald der Druck am Auslass C der Pumpe 26 durch diesen Befüllvorgang des Wandlers 23 ausreichend angestiegen ist, öffnet zusätzlich zum ersten Ventil 241 auch das zweite Ventil 27. Auf diese Weise wird der Fluidpfad von der Pumpe 25 zur Treibseite B zumindest teilweise frei. In Abhängigkeit der Ventilöffnungsweite des Ventils 27 zweigt sich die Fluidströmung somit stromab der Pumpe 25 in die zwei Teilströmungen S1, S2 auf.
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Die erste Teilströmung S1 durchströmt weiterhin das Ventil 241 im Steuergerät 24 und gelangt darüber zur Saugseite A der Pumpe 26 und von dort über die Strahlpumpe 26 in den Wandler 23. Durch die erste Teilströmung S1 werden zudem die anderen Ventile 242, 243 des Steuergeräts 24 mit Fluiddruck versorgt.
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Die zweite Teilströmung S2 durchströmt nun das Ventil 27 und gelangt darüber zur Treibseite B der Pumpe 26. Diese Teilströmung S2 erzeugt in der Strahlpumpe 26 eine Saugwirkung an der Saugseite der Pumpe 26. Diese Saugwirkung reduziert den Druck an der Auslassseite des Ventils 241. Dem Ventil 241 wird auf diese Weise ein geringer Fluiddruck im Wandler 23 suggeriert, was einem ungenügend befüllten Wandler entspricht. Das Ventil 241 öffnet sich dadurch weiter und/oder bleibt länger geöffnet. Dies bewirkt in diesem Schaltzustand ein schnelleres oder vollständiges Befüllen des Wandlers 23. Dies tritt gerade dann vorteilhaft in Erscheinung, wenn der Füllzustand des Wandler 23 fortgeschritten ist, jedoch noch nicht ausreichend voll ist, oder wenn der Wandler 23 bereits in Betrieb genommen wurde bevor er vollständig befüllt war.
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In der Pumpe 26 vereinen sich bei offenen Ventilen 241, 27 die beiden Teilströmungen S1, S2. Am Auslass der Pumpe strömt somit die gemeinsame Fluidmenge aus S1 und S2 zum Wandler 23 und befüllt diesen.
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Sobald der Wandler 23 ausreichend befüllt ist, erhöht sich der Druck im Wandler 23 stark. Diese starke Druckerhöhung setzt sich über den Auslass C und die Saugseite A der Pumpe 26 bis hin zum Ventil 241 fort. Das Ventil 241 schließt daher und die zugehörige Fluidströmung S1 reduziert sich entsprechend. Die Ventilöffnungsweite des Ventils 241 wird soweit reduziert, dass der Druck am Ventilausgang nicht über das für das Ventil 241 vorbestimmte Druckniveau ansteigt. Das Ventil 27 bleibt hingegen offen. Die daher weiterhin bestehende Fluidströmung S2 durch das Ventil 27 versorgt den Wandler 23 in seinem Betrieb mit einer ausreichenden Menge frischen Arbeitsfluids, sodass der Wandler 23 befüllt bleibt und durch einen Fluidaustausch ausreichend gekühlt wird. Sinkt der Druck im Wandler 23 später gegebenenfalls ausreichend weit ab, öffnet das Ventil 241 wieder und sorgt auf die beschriebene Weise für eine schnelle Wiederbefüllung des Wandlers 23.
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Durch die zusätzliche Strahlpumpen 26 und das zusätzliche Ventil 27 hat sich ein schnelleres Füllen und Ansprechverhalten des Wandlers 23 im Vergleich zu einer konventionellen Konstruktion gezeigt, die den Wandler 23 nur über erste Pumpe 25 und das Ventil 241 befüllt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebsmotor
- 20
- Getriebe
- 21
- Eingangswelle
- 22
- Ausgangswelle
- 23
- hydrodynamischer Drehmomentwandler
- 24
- hydraulisches Steuergerät
- 241
- Ventil
- 242
- Ventil
- 243
- Ventil
- 25
- Pumpe
- 26
- Strahlpumpe
- 27
- Ventil
- 28
- Reservoir
- 29
- Fluiddrossel
- 30
- Antriebsrad
- A
- Saugseite
- B
- Treibseite
- C
- Auslass
- S1, S2
- Teilströmungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016202092 A1 [0002]
- DE 102005042685 A1 [0003]
- DE 112009004497 T5 [0004]
