DE1028884B - Einrichtung zur Erzeugung eines drehzahlabhaengigen Fluessigkeitsdruckes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung eines drehzahlabhängigen Flüssigkeitsdruckes mit einer Pumpe, die Druckflüssigkeit in eine Druckkammer fördert, um in dieser einen der Drehzahl der Pumpe proportionalen Druck zu erzeugen.

Zwischen der Pumpe und der Druckkammer ist eine gedrosselte Auslaßöffnung vorgesehen, durch die öl abströmen kann. Der Druck in der Kammer wächst dann proportional mit der Drehzahl der Pumpe. Ändert sich jedoch die Viskosität der Flüssigkeit, z. B. öl, so ändert sich die Durchströmmenge durch die Auslaßöffnung, so daß in der Druckkammer eine Druckänderung eintritt, ohne daß hierzu eine Drehzahländerung erforderlich ist. Bei einer bestimmten Drehzahl ist der Abstrom bei kaltem Öl klein, und es ergibt sich ein entsprechend hoher Druck, während bei heißem öl der Abstrom des Öls groß und der Druckentsprechend klein wird.

Durch die in den Ansprüchen gekennzeichnete Erfindung wird in einem großen Drehzahlbereich eine im wesentlichen gleichmäßige Änderung des Druckes ermöglicht, die unabhängig von der Viskosität der Flüssigkeit ist.

Erfindungsgemäß sind eine Öffnung in der Nähe des Pumpenaustritts, eine verhältnismäßig enge Leitung bestimmter Länge und eine Öffnung in der Nähe des Druckkammereinlasses vorgesehen.

Die beiden Öffnungen sind so in bezug zur Weite der zwischen ihnen liegenden Leitung bemessen, daß in der Druckkammer bei verschiedener Viskosität der Flüssigkeit bei gleicher Pumpendrehzahl ein im wesentlichen gleicher Druck entsteht.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. In der Zeichnung

Fig. 1 ein Schema einer Kraftübertragungseinrichtung, bei der die Erfindung angewandt werden kann,

Fig. 2 ein Schema der Einrichtung nach der Erfindung und

Fig. 3 eine Darstellung des Druckverlaufs über der Drehzahl bei einer Einrichtung gemäß der Erfindung.

Eine Maschine 10 ist über eine Welle 12 mit einer Übertragungseinrichtung 14 verbunden, die eine Abtriebswelle 16 hat. Die Übertragungseinrichtung ist ein Gangschaltgetriebe mit Gangschaltung durch servobetätigte Kupplungen und Bremsen, wobei die Druckmittelzufuhr zu den Servos mindestens durch ein Umschaltventil gesteuert wird, das einem der Drehzahl der Abtriebswelle 16 proportionalen Druck ausgesetzt ist sowie der Gegenwirkung eines der Drosselstellung der Maschine proportionalen Druckes unterliegt.

Der der Drehzahl der Abtriebswelle 16 proportio-Einrichtung zur Erzeugung eines drehzahlabhängigen Flüssigkeitsdruckes

Anmelder:

General Motors Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Vorwerk und Dipl.-Ing. K. Walther, Patentanwälte, Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 29. Juni 1955

Oliver Kenneth Kelley,

Bloomfield Hills, Mich. (V. St. A.),

ist als Erfinder genannt worden

nale Druck wird durch eine von dieser angetriebene Zahnradpumpe 20 erzeugt, die bei jeder Umdrehung eine bestimmte ölmenge fördert. Die Pumpe 20 saugt das öl aus einem nicht dargestellten Sumpf über eine Saugleitung 22 an und drückt es in eine Förderleitung 24. In der Nähe des Pumpenaustritts hat die Förderleitung 24 eine Zweigleitung 26 mit einer gedrosselten Öffnung 28, die zu einer Auslaßöffnung 30 führt. Eine hinter der Zweigleitung 26 beginnende Leitung 32 hat einen bestimmten Durchmesser und eine bestimmte Länge und erstreckt sich bis zu einer Öffnung einer Kammer 34 für einen Ventilkörper 36, in dem gleitend ein mit dem Umschaltventil verbundenes Ventilglied 38 sitzt. In der Nähe der Kammer 34 ist eine weitere Zweigleitung 40 mit einer gedrosselten Öffnung 42 angeordnet, die zu einer Auslaßöffnung 44 führt. Ein Sicherheitsventil 46 ist durch eine Leitung 48 an die Förderleitung 24 angeschlossen.

Es hat eine Überströmleitung 50. die zu einer Auslaßöffnung 52 führt.

Im Betrieb wird die Pumpe 20 von der Abtriebswelle 16 angetrieben und fördert eine sekundliche Fördermenge in Abhängigkeit der Drehzahl. In der Förderleitung 24 wird ein Druck aufgebaut, und ein Teil des Öls geht durch die Öffnung 28 zur Auslaßöffnung 30. Die restliche Fördermenge strömt durch die Leitung 32, in der wegen des engen Querschnitts ein Druckabfall eintritt. Sie gelangt zur Kammer 34,

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und ein Teil wird durch die Öffnung 42 zur Auslaßöffnung 44 abgeleitet.

Damit das Umschaltventil, das die Gangschaltung des Getriebes steuert, zur richtigen Zeit anspricht, muß der Druck in der Kammer 34 bei einer bestimmten Drehzahl der Abtriebswelle 16 stets gleich hoch sein, gleichgültig, welche Viskosität das Öl hat. Eine Änderung der Viskosität des Öls bei gleichem Druck in der Kammer 34 ergibt eine Änderung der durch die öffnung 42 abströmenden Ölmenge. Es muß daher zusätzlich eine Änderung der durch die Öffnung 28 abströmenden Ölmenge erfolgen, so daß die gesamte Fördermenge der Pumpe entlastet wird. Dies erfordert eine Änderung des Druckes in der Leitung 26 und damit auch des Druckabfalls in der Leitung 32.

Bei einem bestimmten Druck in der Kammer 34 und einer bestimmten Drehzahl der Abtriebswelle 16. also einer bestimmten Fördermenge der Pumpe 20, ist die öffnung 42 so gewählt, daß durch sie etwa die halbe Fördermenge abströmt, wenn die Viskosität des Öls den Kleinstwert hat. Die Weite der Leitung 32 ist so gewählt, daß bei dieser Viskosität ein kleiner Druckabfall und kleine Strömungsmenge eintritt. Die öffnung 28 ist so gewählt, daß sie das Öl bei einem Druck gleich dem Druck in der Kammer 34, erhöht durch die Druckdifferenz in der Leitung 32, in solcher Menge ableitet, daß diese zusammen mit der Abströmmenge der öffnung 42 der Fördermenge der Pumpe gleichkommt.

Hat das Öl seine größte Viskosität, so erfolgt der Abstrom durch die Öffnung 42 in geringerer Menge, so daß ein größerer Abstrom durch die öffnung 28 erforderlich ist. obwohl die Viskosität des Öls größer ist. Der Druck in der Leitung 26 ist dann wesentlich höher als der Druck in der Kammer 34, und der Differenzdruck wird durch die Leitung 32 entstehen. Das Sicherheitsventil 46 ist auf einen öffnungsdruck eingestellt, der höher als der in der Leitung 26 erforderliche Druck ist.

Sind die gewünschten Drücke in der Kammer 34 bei verschiedenen Abtriebswellendrehzahlen bekannt, so können die Abmessungen der Öffnungen 28 und 42 sowie die Weite und Länge der Leitung 32 errechnet werden. Wird z. B. bei einer Abtrieb'swellendrehzalil von 1400 U/min ein Druck von 2,8 kg/cm² in der Kammer gewünscht, so müssen bei einer Fördermenge der Pumpe von 6,5 cm³ je Umdrehung die Öffnungen etwa 153 cm³/sec öl durchtreten lassen. Hat das Öl einen Kleinstwert der Viskosität entsprechend Getriebeöl von 121° C, so ergibt sich für die Öffnung 42 ein Kreisdurchmesser von 3,175 mm, wobei etwa 77 cm³/sec durchströmen. Die restlichen 76 cm³/sec müssen durch die öffnung 28 abströmen. Hat diese öffnung einen Kreisdurchmesser von 3,048 mm, so muß in der Leitung 26 ein Druck von 3,52 kg/cm² herrschen. Die Leitung 32 hat eine Weite von 7,93 mm und eine Länge von 610 mm, um einen Druckabfall von 0,7 kg/cm² zu ergeben und den Druckunterschied an den beiden öffnungen auszugleichen.

Hat das öl die Viskosität entsprechend Getriebeöl bei — 12° C, so veranlaßt ein Druck von 2,82 kg/cm² in der Kammer 34 eine Strömungsmenge von cm³/sec durch die öffnung 42. Die restliche Ölmenge von 104 cm³/sec muß durch die Öffnung 28 abströmen, wozu ein Druck von etwa 5,49 kg/cm² erforderlich ist. Das Sicherheitsventil 46 ist auf einen höheren Druck als 5,49 kg/cm² eingestellt. Der Druck in der Kammer 34 wird durch den Druckabfall von 2,67 kg/cm² in der Leitung 32 zwischen den Öffnungen 28 und 42 erhalten.

Druckmessungen in der Leitung 24 und in der Kammer 34 bei verschiedenen Drehzahlen und verschiedener Viskosität des Öls sind in dem Kurvenblatt der Fig. 3 eingetragen. Der Druck in der Leitung 24 wächst von Null bis 7.03 kg/cm² gemäß der Kurve Pl an, wenn das Öl eine Viskosität entsprechend einem Getriebeöl von — 17,8° C hat. Der Druck in der Kammer 34 wächst hierbei von Null auf etwa 2,82 kg/cm² bei etwa 1350 U/min der Pumpe, wie dies die Kurve Gl ausweist.

Hat das Öl eine Viskosität entsprechend einem Getriebeöl von 26,7° C, so verläuft der Druck in der Leitung 24 entsprechend der Kurve P 2, der Druck in der Kammer 34 entsprechend der Kurve G 2. Bei etwa 1400 U/min wird der Druck in der Kammer etwa 2,82 kg/cm² erreichen.

Hat das Öl eine Viskosität entsprechend einem Getriebeöl von 121° C, so gibt die Kurve P3 den Druckanstieg in der Leitung 24, die Kurve G3 den in der Kammer 34 wieder. Hier wird der Druck von 2,82 kg/cm² in der Kammer 34 ebenfalls etwa bei 1400 U/min der Pumpe erreicht.

Durch entsprechende Kalibrierung der öffnungen 28 und 42 und der Leitung 32 zwischen den Öffnungen kann in der Kammer 34 ein Druck erreicht werden, der im wesentlichen unbeeinflußt von der Viskosität des Öls anwächst.

Eine besondere Auslaßöffnung mit Drosselung in der Nähe des Pumpenauslasses ist nur dann erforderlich, wenn die Pumpe so dicht ist, daß sie keine inneren Leckverluste hat. Hat die Pumpe weite Passung, so daß sie lecken kann, so enthält sie einen inneren Auslaß mit Drosselwirkung, der den Auslaß 30 und die Öffnung 28 ersetzen kann.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung eines drehzahlabhängigen Flüssigkeitsdruckes mit einer Pumpe, die über eine Leitung Druckflüssigkeit einer Druckkammer zufördert, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung in der Nähe des Druckkammereinlasses eine gedrosselte Austrittsöffnung vorgesehen ist und daß die Leitung eine solche Länge hat und die Abströmmenge der Auslaßöffnung so gewählt ist, daß der Druck in der Druckkammer im wesentlichen unbeeinflußt von der Viskosität der Flüssigkeit ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung in der Nähe des Pumpenauslasses am einen Ende der Leitung eine weitere gedrosselte Auslaßöffnung vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe so ausgebildet ist, daß sie eine bestimmte Fördermenge je Umdrehung fördert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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