DE102022105647A1 - Hydraulikaggregat und Baugruppe - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Hydraulikaggregat (12) angegeben, mit einer Reversierpumpe (18), die zwei Pumpenanschlüsse (20, 22) hat, die abhängig von der Drehrichtung als Saug- und als Druckanschluss wirken. Das Hydraulikaggregat (12) hat mindestens einen Saugeingang (26) zum Ansaugen von Hydraulikflüssigkeit, wobei ausgehend von dem Saugeingang (26) ein Saugleitungsabschnitt (30, 32) zu jedem der Pumpenanschlüsse (20, 22) verläuft und in jedem der Saugleitungsabschnitte (30, 32) ein in Richtung des Saugeingangs (26) sperrendes Rückschlagventil (38, 40) angeordnet ist. Ausgehend von einem ersten Pumpenanschluss (40) verläuft eine erste Druckleitung (34) zu einem Schmiermittelanschluss (14) des Hydraulikaggregats (12), wobei in der ersten Druckleitung (34) ein in Richtung zum Pumpenanschluss sperrendes Rückschlagventil (42) angeordnet ist. Ausgehend von einem zweiten Pumpenanschluss (22) führt eine zweite Druckleitung (36) zu einem Aktoranschluss (16) des Hydraulikaggregats (12), wobei die zweite Druckleitung (36) frei von Ventilen ist. Des Weiteren wird eine Baugruppe (10) mit einem Hydraulikaggregat (12) angegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat, insbesondere zur hydraulischen Kupplungsbetätigung und Getriebeschmierung oder Getriebekühlung für ein Kraftfahrzeug, sowie eine Baugruppe mit einem Hydraulikaggregat.
  • Einige Kraftfahrzeuggetriebe benötigen sowohl eine Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung als auch ein aktives Schmier- und/oder Kühlungssystem für das Getriebe.
  • Es ist bekannt, ein einziges Hydraulikaggregat sowohl für die Getriebeschmierung als auch zur hydraulischen Kupplungsbetätigung einzusetzen. In einem ersten Betriebszustand fördert das Hydraulikaggregat Schmieröl zu dem Getriebe, und in einem zweiten Betriebszustand fördert das Hydraulikaggregat das als Hydraulikflüssigkeit dienende Schmieröl zur Kupplungsbetätigung zu einem hydraulischen Aktuator. Statt einer Kupplung kann der hydraulische Aktor auch einen Getriebesteller betätigen oder jedes andere Bauteil, das mit einem Hydraulikdruck betätigt wird.
  • Ein Beispiel eines solchen Hydraulikaggregates findet sich in der DE 10 2018 007 459 A1 .
  • Derartige Hydraulikaggregate sind fluidtechnisch aufwendig in ihrem Aufbau. Zudem ist eine Reaktionszeit beim Rückstellen des hydraulischen Aktors bei den bekannten Hydraulikaggregaten aufgrund der Trägheit der Hydraulikflüssigkeit relativ lang.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Hydraulikaggregat zum Betätigen eines hydraulischen Aktors und zur Getriebeschmierung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das eine möglichst kurze Reaktionszeit beim Rückstellen des Aktors ermöglicht und gleichzeitig einen einfachen Aufbau hat.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Hydraulikaggregat mit einer Reversierpumpe, die zwei Pumpenanschlüsse hat, die abhängig von der Drehrichtung als Saug- und als Druckanschluss wirken. Das Hydraulikaggregat hat mindestens einen Saugeingang zum Ansaugen von Hydraulikflüssigkeit, wobei ausgehend von dem Saugeingang ein Saugleitungsabschnitt zu jedem der Pumpenanschlüsse verläuft und in jedem der Saugleitungsabschnitte ein in Richtung des Saugeingangs sperrendes Rückschlagventil angeordnet ist. Ausgehend von einem ersten Pumpenanschluss verläuft eine erste Druckleitung zu einem Schmiermittelanschluss des Hydraulikaggregats, wobei in der ersten Druckleitung ein in Richtung zum Pumpenanschluss sperrendes Rückschlagventil angeordnet ist. Ausgehend von einem zweiten Pumpenanschluss führt eine zweite Druckleitung zu einem Aktoranschluss des Hydraulikaggregats, wobei die zweite Druckleitung frei von Ventilen ist.
  • Indem die zweite Druckleitung frei von Ventilen ist, ist der Aufbau des Hydraulikaggregats besonders einfach und kostengünstig.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass in einem Betriebszustand des Hydraulikaggregats, in dem der zweite Pumpenanschluss der Reversierpumpe als Sauganschluss dient, ein Unterdruck am Aktoranschluss erzeugt wird. Dadurch ist eine Reaktionszeit eines angeschlossenen Aktors verbessert. Insbesondere wird ein durch die Trägheit der Hydraulikflüssigkeit bedingter Widerstand reduziert. Des Weiteren sorgt der Unterdruck dafür, dass Luft in der Leitung über die Reversierpumpe entweichen kann und realisiert somit gleichzeitig eine Entlüftung der Druckleitung.
  • Die Reversierpumpe ist beispielsweise eine Drehschieberpumpe oder eine Zahnradpumpe. Solche Pumpen sind einfach aufgebaut und können in beide Förderrichtungen gleichermaßen effizient arbeiten.
  • Die Reversierpumpe weist beispielsweise einen Elektromotor auf. Dies hat den Vorteil, dass durch einfache Drehzahlsteuerung des Elektromotors die für die jeweilige Aufgabe der Getriebeschmierung oder Kupplungsbetätigung erforderliche Fördermenge an Hydraulikflüssigkeit eingestellt werden kann.
  • Die Aufgabe wird des Weiteren erfindungsgemäß gelöst durch eine Baugruppe mit einem erfindungsgemäßen Hydraulikaggregat und einem Kupplungsaktor, der an den Aktoranschluss des Hydraulikaggregats angeschlossen ist. In einer derartigen Baugruppe kann das Hydraulikaggregat sowohl zur Getriebeschmierung als auch zur Kupplungsbetätigung verwendet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Kupplungsaktor ein einseitig wirkender Hydraulikkolben, der entgegen einer Rückstellfeder arbeitet. Die Rückstellfeder trägt zusätzlich zu einem am Aktoranschluss erzeugten Unterdruck dazu bei, dass sich der Kupplungsaktor nach einer Betätigung schnell zurückstellt und eine angeschlossene Kupplung folglich schnell öffnet.
  • Vorzugsweise ist ein Arretierbolzen vorgesehen, der mit dem Hydraulikkolben zusammenwirkt. Der Arretierbolzen dient dazu, den Kupplungsaktor in einer Betätigungsstellung oder in einer Öffnungsstellung zu arretieren. Dadurch kann der Kupplungsaktor auch dann in einer Betätigungsstellung gehalten werden, wenn der zweite Pumpenanschluss als Sauganschluss dient und ein Unterdruck am Aktoranschluss herrscht. Gleichermaßen lässt sich der Kupplungsaktor zuverlässig in einer Öffnungsstellung halten.
  • Dem Arretierbolzen kann eine Magnetspule zugeordnet sein. Durch die Magnetspule ist ein Betätigungsmechanismus des Arretierbolzens auf einfache Weise realisiert. Insbesondere ist eine elektronische Ansteuerung des Arretierbolzens möglich.
  • Die Baugruppe umfasst beispielsweise eine durch den Kupplungsaktor betätigbare Klauenkupplung. Eine Klauenkupplung hat eine einfache Bauform und ist besonders robust. Es sind jedoch auch andere Arten von Kupplungen möglich.
  • In der Druckleitung, die zu dem Schmiermittelanschluss verläuft, ist vorzugsweise ein Ölkühler angeordnet. Dadurch wird die Kühlwirkung des Hydrauliköls verbessert.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist ein Bypass zum Ölkühler vorhanden, wobei im Bypass ein in Richtung zum Pumpenanschluss sperrendes Rückschlagventil angeordnet ist. Durch den zusätzlichen Bypass kann ein im Ölkühler wirkender Druck begrenzt sein, da bei ausreichend hohem Druck das Rückschlagventil im Bypass öffnet und Hydrauliköl zusätzlich über den Bypass zum Schmiermittelanschluss gelangt.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
    • - 1 schematisch eine erfindungsgemäße Baugruppe mit einem erfindungsgemäßen Hydraulikaggregat,
    • - 2 die Baugruppe aus 1, wobei das Hydraulikaggregat in einem ersten Betriebszustand ist,
    • - 3 die Baugruppe aus 1, wobei das Hydraulikaggregat in einem zweiten Betriebszustand ist.
  • 1 zeigt eine Baugruppe 10 für ein Kraftfahrzeug, mit einem Hydraulikaggregat 12, das zur hydraulischen Kupplungsbetätigung und Getriebeschmierung dient.
  • Zu diesem Zweck lässt sich das Hydraulikaggregat 12 in einem ersten Betriebszustand zur Kupplungsbetätigung und in einem zweiten Betriebszustand zur Getriebeschmierung betreiben, wie nachfolgend noch erläutert wird.
  • Insbesondere kann mittels des Hydraulikaggregats 12 Hydraulikflüssigkeit zu einem Schmiermittelanschluss 14 oder zu einem Aktoranschluss 16 gefördert werden.
  • Das Hydraulikaggregat 12 hat eine Reversierpumpe 18 mit zwei Pumpenanschlüssen 20, 22. Die Pumpenanschlüsse 20, 22 können abhängig von der Drehrichtung der Reversierpumpe 18 als Saug- und als Druckanschluss wirken.
  • Der Reversierpumpe 18 ist ein Elektromotor 24 zugeordnet, der sie in beiden Betriebsrichtungen antreiben kann.
  • Beispielsweise ist die Reversierpumpe 18 eine Drehschieberpumpe oder eine Zahnradpumpe.
  • Das Hydraulikaggregat 12 hat einen Saugeingang 26 zum Ansaugen von Hydraulikflüssigkeit.
  • Am Saugeingang 26 ist ein Filter 27 vorgesehen.
  • Im Ausführungsbeispiel ist ein Vorratsbehälter 28 vorgesehen, der Hydraulikflüssigkeit enthält, wobei der Saugeingang 26 im Vorratsbehälter 28 angeordnet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass Hydraulikflüssigkeit direkt aus einem Getriebe angesaugt wird.
  • Ausgehend von dem Saugeingang 26 verläuft jeweils ein Saugleitungsabschnitt 30, 32 zu jedem der Pumpenanschlüsse 20, 22.
  • Ausgehend von einem ersten Pumpenanschluss 20 verläuft eine erste Druckleitung 34 zum Schmiermittelanschluss 14 des Hydraulikaggregats 12.
  • Ausgehend von einem zweiten Pumpenanschluss 22 führt eine zweite Druckleitung 36 zum Aktoranschluss 16 des Hydraulikaggregats 12.
  • In jedem der Saugleitungsabschnitte 30, 32 ist ein in Richtung des Saugeingangs 26 sperrendes Rückschlagventil 38, 40 angeordnet.
  • Ein weiteres Rückschlagventil 42 ist in der vom ersten Pumpenanschluss 20 zum Schmiermittelanschluss 14 verlaufenden Druckleitung 34 angeordnet, welches in Richtung zum Pumpenanschluss 20 sperrt.
  • Die vom zweiten Pumpenanschluss 22 zum Aktoranschluss 16 führende Druckleitung 36 ist hingegen frei von Ventilen.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist an den Aktoranschluss 16 ein Kupplungsaktor 44 angeschlossen.
  • Der Kupplungsaktor 44 ist ein einseitig wirkender Hydraulikkolben 46, der entgegen einer Rückstellfeder 47 arbeitet.
  • Der Hydraulikkolben 46 ist in einem Gehäuse 49 linear geführt.
  • Mittels des Kupplungsaktors 44 lässt sich eine Kupplung 48 der Baugruppe 10 betätigen, die im Ausführungsbeispiel eine Klauenkupplung ist. Zu diesem Zweck ist der Hydraulikkolben 46 mit einer Kupplungsmuffe 50 der Kupplung 48 wirkverbunden.
  • Der Hydraulikkolben 46 ist mittels eines Arretierbolzens 52 arretierbar, der mit dem Hydraulikkolben 46 zusammenwirkt.
  • Zum Zweck der Arretierung greift der Arretierbolzen 52 in radiale Kerben 54, 56 des Hydraulikkolbens 46 ein.
  • Die Kerben 54, 56 sind derart angeordnet, dass der Hydraulikkolben 46 bei Eingriff des Arretierbolzens 52 in die erste Kerbe 54 in einer Betätigungsstellung gehalten ist, in der die Kupplung 48 geschlossen ist und der Hydraulikkolben 46 bei Eingriff des Arretierbolzens 52 in die zweite Kerbe 56 in einer Öffnungsstellung gehalten ist, in der die Kupplung 48 geöffnet ist.
  • Dem Arretierbolzen 52 ist eine Magnetspule 58 zugeordnet. Bei Bestromung der Magnetspule 58 kann der Arretierbolzen 52 angehoben werden, um den Hydraulikkolben 46 freizugeben.
  • Um bei der Getriebeschmierung gleichzeitig eine besonders effiziente Kühlung zu bewirken, ist in der Druckleitung 34, die zu dem Schmiermittelanschluss 14 verläuft, ein Ölkühler 62 angeordnet.
  • Zudem ist ein Bypass 64 zum Ölkühler 62 vorhanden, wobei im Bypass 64 ein in Richtung zum Pumpenanschluss 20 sperrendes Rückschlagventil 66 angeordnet ist.
  • Der Bypass 64 ermöglicht es, einen größeren Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit zum Schmiermittelanschluss 14 zu fördern, als es über den Ölkühler 62 möglich wäre.
  • Das Rückschlagventil 66 verhindert dabei, dass Hydraulikflüssigkeit vom Auslass des Ölkühlers 62 zum Pumpenanschluss 20 zurückläuft.
  • 2 veranschaulicht die Baugruppe 10, wobei das Hydraulikaggregat 12 in einem ersten Betriebszustand zur Kupplungsbetätigung betrieben wird.
  • Eine Drehrichtung der Reversierpumpe 18 ist durch einen Pfeil 60 veranschaulich.
  • Der erste Pumpenanschluss 20 wirkt in diesem Fall als Sauganschluss und der zweite Pumpenanschluss 22 wirkt als Druckanschluss.
  • Die fluidfördernden Leitungen sind in 2 zur Veranschaulichung verstärkt dargestellt.
  • Die Reversierpumpe 18 saugt über den ersten Saugleitungsabschnitt 30 Hydraulikflüssigkeit an und fördert diese zum Aktoranschluss 16, sodass ein Fluiddruck am Aktoranschluss 16 steigt.
  • Das in Richtung des Saugeingangs 26 sperrende Rückschlagventil 40 im zweiten Saugleitungsabschnitt 32 verhindert, dass Hydraulikflüssigkeit direkt in den Vorratsbehälter 28 zurückgefördert wird.
  • Sobald der Arretierbolzen 52 den Hydraulikkolben 46 freigibt, bewegt sich der Hydraulikkolben, der in 2 in seiner Öffnungsstellung dargestellt ist, in die Betätigungsstellung (siehe 3) und schließt die Kupplung 48.
  • 3 veranschaulicht die Baugruppe 10, wobei das Hydraulikaggregat 12 in einem zweiten Betriebszustand zur Getriebeschmierung und/oder Getriebekühlung betrieben wird.
  • Der zweite Pumpenanschluss 22 wirkt in diesem Fall als Sauganschluss und der erste Pumpenanschluss 20 wirkt als Druckanschluss.
  • Auch in 3 sind die fluidfördernden Leitungen zur Veranschaulichung verstärkt dargestellt.
  • Die Reversierpumpe 18 saugt über den zweiten Saugleitungsabschnitt 32 Hydraulikflüssigkeit an und fördert diese zum Schmiermittelanschluss 14, von wo aus die Hydraulikflüssigkeit zu einem zu schmierenden Getriebe gelangt.
  • Hierbei verhindert das in Richtung des Saugeingangs 26 sperrende Rückschlagventil 38 im ersten Saugleitungsabschnitt 30, dass Hydraulikflüssigkeit direkt in den Vorratsbehälter 28 zurückgefördert wird.
  • Gleichzeitig wird aufgrund dessen, dass in der zweiten Druckleitung 36 keine Ventile vorhanden sind, Hydraulikflüssigkeit aus der Druckleitung 36 angesaugt, sodass am Aktoranschluss 16 ein Unterdruck entsteht. Dadurch ist ein Widerstand beim Zurückstellen des Hydraulikkolbens 46 reduziert, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit steigt und die Druckleitung 36 sowie der Hydraulikkolben 46 über die Reversierpumpe 60 entlüftet werden.
  • Das heißt, sobald der Arretierbolzen 52 die in der Betätigungsstellung gehaltenen Hydraulikkolben 46 freigibt, kann dieser durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 47 besonders schnell in seine Öffnungsstellung bewegt werden. Auf diese Weise ist ein Öffnungsverhalten der Kupplung 48 verbessert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102018007459 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Hydraulikaggregat (12) mit einer Reversierpumpe (18), die zwei Pumpenanschlüsse (20, 22) hat, die abhängig von der Drehrichtung als Saug- und als Druckanschluss wirken, mit mindestens einem Saugeingang (26) zum Ansaugen von Hydraulikflüssigkeit, wobei ausgehend von dem Saugeingang (26) ein Saugleitungsabschnitt (30, 32) zu jedem der Pumpenanschlüsse (20, 22) verläuft und in jedem der Saugleitungsabschnitte (30, 32) ein in Richtung des Saugeingangs (26) sperrendes Rückschlagventil (38, 40) angeordnet ist, wobei ausgehend von einem ersten Pumpenanschluss (20) eine erste Druckleitung (34) zu einem Schmiermittelanschluss (14) des Hydraulikaggregats (12) verläuft, wobei in der ersten Druckleitung (34) ein in Richtung zum Pumpenanschluss sperrendes Rückschlagventil (42) angeordnet ist, und wobei ausgehend von einem zweiten Pumpenanschluss (22) eine zweite Druckleitung (36) zu einem Aktoranschluss (16) des Hydraulikaggregats (12) führt, wobei die zweite Druckleitung (36) frei von Ventilen ist.
  2. Hydraulikaggregat (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Reversierpumpe (18) eine Drehschieberpumpe oder eine Zahnradpumpe ist.
  3. Hydraulikaggregat (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reversierpumpe (18) einen Elektromotor (24) aufweist.
  4. Baugruppe (10) mit einem Hydraulikaggregat (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen und einem Kupplungsaktor (44), der an den Aktoranschluss (16) des Hydraulikaggregats (12) angeschlossen ist.
  5. Baugruppe (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaktor (44) ein einseitig wirkender Hydraulikkolben (46) ist, der entgegen einer Rückstellfeder (47) arbeitet.
  6. Baugruppe (10) nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arretierbolzen (52) vorgesehen, der mit Hydraulikkolben (46) zusammenwirkt.
  7. Baugruppe (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Arretierbolzen (52) eine Magnetspule (58) zugeordnet ist.
  8. Baugruppe (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (10) eine durch den Kupplungsaktor (44) betätigbare Klauenkupplung umfasst.
  9. Baugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (34), die zu dem Schmiermittelanschluss (14) verläuft, ein Ölkühler (62) angeordnet ist.
  10. Baugruppe (10) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass (64) zum Ölkühler (62) vorhanden ist, wobei im Bypass (64) ein in Richtung zum Pumpenanschluss (20) sperrendes Rückschlagventil (66) angeordnet ist.
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