DE10320776B4 - Vorrichtung zur Kompensation von viskosen Eigenschaften eines hydraulischen Mediums in einer hydraulischen Druckleitung - Google Patents

Vorrichtung zur Kompensation von viskosen Eigenschaften eines hydraulischen Mediums in einer hydraulischen Druckleitung Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Kompensation der viskosen Eigenschaften eines hydraulischen Mediums in einer Druckleitung (10), bei der in dieser Druckleitung (10) eine Druckblende (12) mit konstanter Geometrie sowie konstantem Durchströmquerschnitt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (10) stromauf oder stromab der Druckblende (12) wenigstens ein kanalartig geformter Bereich (11, 28) ausgebildet oder angeordnet ist, der im Vergleich zur Druckblende (12) einen geringeren Durchströmquerschnitt und eine größere axiale Erstreckung aufweist, und dass der zwischen dem kanalartig geformten Bereich (11, 28) und der Druckblende (12) anliegende Steuerdruck (P_SekV) über eine Steuerdruckleitung (13) einem Schaltventil (14) zuführbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompensation von viskosen Eigenschaften eines hydraulischen Mediums in einer hydraulischen Druckleitung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Es ist allgemein bekannt, dass hydraulische Medien wie beispielsweise Hydrauliköle ihre Viskosität in Abhängigkeit von deren Temperatur ändern. Dies führt in einem hydraulischen Steuergerät insbesondere dann zu einem unerwünschten Steuerungs- und Regelungsverhalten, wenn die Betriebstemperatur dieses Steuergeräts und damit eben auch des Steuerdruckmediums in einem vergleichsweise großen Temperaturbereich variiert. Ein solches Betriebsverhalten ist beispielsweise bei einem hydraulischen Getriebesteuergerät in einem Kraftfahrzeug festzustellen, das in der Regel dicht am Getriebegehäuse sowie nahe an der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Es ist daher nicht verwunderlich, dass das Steuerungsfluid in einer solchen Vorrichtung Temperaturen im Bereich von –40°C bis 180°C annehmen kann.
  • Zur Kompensation des beschriebenen temperaturabhängig viskosen Verhaltens des Steuerdruckmediums können beispielsweise in den hydraulischen Steuerungseinrichtungen von Automatgetrieben auf dort angeordnete Ventilschieber wirkende Federn aus einer metallischen Legierung mit sogenanntem Gedächtniseffekt eingesetzt werden, die in Abhängigkeit von der Federtemperatur bestimmte Geometrien einnehmen und so durch unterschiedlich hohe Federkräfte die beschriebenen temperaturspezifischen Eigenschaften des Steuerdruckmediums kompensieren. Darüber hinaus können auch Federn mit veränderlicher Federvorspannung eingesetzt werden, die als sogenannte Wachsdehnstoffelemente bekannt geworden sind. Schließlich bietet es sich auch an, in den Druckleitungen einer solchen hydraulischen Steuerungsvorrichtung an geeigneten Stellen Druckblenden mit temperaturabhängig sich ändernden Öffnungsquerschnitt (sogenannte Thermoblenden) einzusetzen.
  • Nachteilig an diesen bekannten Kompensationsmitteln ist deren hinsichtlich der Lebensdauer eines Kraftfahrzeuges durchweg nicht ausreichende Funktionssicherheit. Zudem weisen Federn mit Gedächtniseffekt Unvorteilhafterweise nur einen definierten Schaltpunkt mit deutlich ausgeprägter Hysterese auf.
  • Dass das beschriebene technische Problem insbesondere bei hydraulischen Steuergeräten bisher noch nicht zufriedenstellend gelöst ist, kann nachfolgend anhand eines konkreten Beispiels geschildert werden, zu dessen Erläuterung der Beschreibung die 1 beigefügt ist.
  • Beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einem automatischen Stufenwechselgetriebe, einer elektronischen Steuerungs- und Regeleinrichtung sowie einem von dieser Einrichtung gesteuerten hydraulischen Steuergerät kann die Betriebssituation eintreten, dass die elektrische Anlage des Kraftfahrzeuges ausgefallen ist. In einem solchen Fall muss es dem hydraulischen Steuergerät dieses Automatgetriebes unabhängig von elektrischen Ansteuersignalen etwa zur Vorbereitung und Durchführung eines Abschleppvorgangs des Fahrzeuges möglich sein, das Getriebe hinsichtlich des Drehmomenttransfers zu öffnen und demnach in einen Leerlaufzustand zu bringen.
  • Dazu bietet sich eine unabhängig von solchen elektrischen Signalen wirkende hydraulische Getriebesteuerung an, die motordrehzahlabhängige Größen nutzt. Die im hydraulischen Steuergerät anzutreffenden drehzahlabhängigen Größen, wie der primäre oder sekundäre hydraulische Systemdruck sowie der Schmierdruck des Hydraulikmediums, sind jedoch mit der temperaturabhängigen Durchflussmenge des Hydraulikmediums durch das Steuerungsgerät gekoppelt. Ein das Getriebe beim Ausfall elektrischer Steuersignale in den Leerlaufzustand schaltendes Schaltventil mit festem Schaltpunkt weist daher bei Nutzung solcher Drücke als Steuerdruck leider einen temperaturabhängigen Schaltpunkt auf, der für einen sinnvollen Steuerungsbetrieb nicht akzeptierbar ist.
  • 1 veranschaulicht, dass ein solches unkompensiertes Schaltventil bei jeweils konstanter Temperatur des Steuerdruckmediums einen motordrehzahlabhängigen Steuerdruckverlauf aufweist. So ist das Steuerventil gemäß der Kurve a bei einer Druckmitteltemperatur von 0°C bei einer Drehzahl von etwa 500 U/min mit einem Steuerdruck von P_Sek = 16 bar bereits vollständig geöffnet, während die Kurven b, c, d, e, f für die Druckmitteltemperaturen 20°C, 40°C, 60°C und 100°C verdeutlichen, dass dieser Zustand bei steigender Temperatur bei immer höheren Drehzahlen N_mot eintritt. Wie ein Vergleich der beiden Kurven a und f zeigt, liegen zwischen dem Erreichen des maximalen Steuerdrucks P_Sek ca. 800 U/min, was insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen ein unerwünscht großer Unterschied ist.
  • Vor diesem Hintergrund ist daher es die Aufgabe an die Erfindung, eine Vorrichtung vorzustellen, mit deren Hilfe das Schaltverhalten eines Schaltventils nicht oder zumindest weniger als bisher üblich temperaturabhängig ist, so dass beispielsweise in der geschilderten Notbetriebssituation das Automatgetriebe im Nahbereich einer zuvor festgelegten Motordrehzahl in den Leerlauf schaltbar ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein hydraulisches Medium in einer vergleichsweise langen und dünnen Flüssigkeitsleitung ein sehr viskoses Verhalten aufweist, während eine axial kurze Druckblende oder Drossel zunächst nur in Abhängigkeit von der Dichte des hydraulischen Mediums den Durchfluss variiert und somit einen vergleichsweise scharfen Druckabfall erzeugt. Daher ist es der Grundgedanke der Erfindung, das viskose Verhalten eines hydraulischen Mediums durch eine Reihenschaltung von Druckblenden mit unterschiedlichem Temperaturverhalten zu kompensieren.
  • Durch eine sinnvolle Kombination eines vergleichsweise langen und dünnen Leitungsabschnitts stromauf vor einer konventionellen Druckblende kann stromab zwischen dem genannten langen und dünnen Leitungsabschnitt und der stromabwärtigen Druckblende ein Steuerdruck abgegriffen werden, der durch diese Anordnung hinsichtlich der eingangs geschilderten temperaturabhängigen Viskosität des Steuerdruckmediums derartig kompensiert ist, dass ein mit diesem Steu erdruck angesteuertes Schaltventil unabhängig von der Temperatur dieses Steuerdruckmediums einen Schaltpunkt im Nahbereich einer vorgegebenen Motordrehzahl aufweist.
  • Demnach ist die Vorrichtung zur Kompensation viskoser Eigenschaften eines hydraulischen Mediums in einer Druckleitung derart aufgebaut, dass in dieser Druckleitung eine Druckblende mit konstanter Geometrie sowie konstantem Durchströmquerschnitt angeordnet ist und dass stromauf oder stromab dieser Druckblende wenigstens ein kanalartig geformter Bereich ausgebildet ist, der im Vergleich zur Druckblende einen geringeren Durchströmquerschnitt und eine größere axiale Erstreckung aufweist. Der viskositätskompensierte Steuerdruck für ein nachgeordnetes Schaltventil wird bei dieser Vorrichtung zwischen dem kanalartig geformten Bereich und der Druckblende abgegriffen.
  • Vorzugsweise ist der kanalartig geformte Bereich zwischen zwei konventionell ausgebildeten Druckblenden angeordnet, wobei durch eine dementsprechende Auslegung der stromaufwärts vor dem kanalartig geformten Bereich befindlichen Druckblende der an diesem kanalartigen Bereich wirksam werdende Hydraulikdruck vorsteuerbar ist.
  • In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der kanalartig geformte Bereich als Druckleitungsstück ausgebildet, welches durch eine Durchmesserreduzierung der davor und/oder der dahinter liegenden Druckleitung über eine vorbestimmte Strecke realisiert ist.
  • Eine andere Weiterbildung der Erfindung geht davon aus, dass der kanalartig geformte Bereich als wenigstens ein wendelförmiger Kanal am Außenumfang einer langgestreck ten, vorzugsweise zylindrischen Druckblende ausgebildet ist.
  • Dieser kanalartig geformte Bereich kann aber auch als wenigstens ein langgestreckter Kanal am Außenumfang einer langgestreckten, vorzugsweise zylindrischen Druckblende und/oder als wenigstens eine langgestreckte Bohrung in dieser Druckblende ausgebildet sein.
  • Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung ist, dass die vorzugsweise zylindrische Druckblende mit dem kanalartig geformten Bereich in einem Gehäuse angeordnet ist, welches eine stromaufwärtige Einströmöffnung und eine stromabwärtige Ausströmöffnung für das Steuerdruckmedium aufweist. Dabei wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Durchströmquerschnitt der beiden Öffnungen kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuseinnenraumes ist. Ein solches Gehäuse mit integrierter zylindrischer Druckblende mit dem kanalartig geformten Bereich lässt sich auch in vorhandene hydraulische Strecken beispielsweise von Großanlagen einfach einbauen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der vorzugsweise zylindrischen Druckblende mit dem kanalartig geformten Bereich ist vorgesehen, dass das Druckblendengehäuse einen hohlzylindrischen Abschnitt und einen diesen Abschnitt verschließenden Deckel aufweist, so dass in ein solches Gehäuse je nach Anwendungsfall unterschiedlich geformte zylindrische Druckblenden mit einem mehr oder weniger langen und/oder dünnen kanalartig geformten Bereich eingefügt werden können.
  • Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass in dem Druckblendengehäuse eine zylindrische Druckblende eingesetzt ist, an deren stirnseitigen Enden jeweils ein Zapfen ausgebildet ist, deren stirnseitigen Flächen an der Innenseite des Gehäusedeckels und des Gehäusebodens aufliegen.
  • Sofern die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise in einer hydraulischen Getriebesteuerungsvorrichtung eingesetzt werden soll, so ist der kanalartig geformte Bereich zur Erzielung guter Ergebnisse vorzugsweise so auszubilden, dass dieser eine Länge von 50 mm bis 120 mm, vorzugsweise von 60 mm bis 100 mm und äußerst vorzugsweise von 80 mm bis 90 mm aufweist, während die Druckblende(n) eine axiale Länge von 0,4 bis 1,6 mm, vorzugsweise von 0,6 bis 1,4 mm und äußerst vorzugsweise von 0,8 mm bis 1,2 mm aufweisen.
  • Der Durchtrittsdurchmesser des kanalartig geformten Bereichs sollte bei Nutzung in einer hydraulischen Getriebesteuerungsvorrichtung zur Erzielung guter Ergebnisse 0,5 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise von 0,6 mm bis 1,2 mm und äußerst vorzugsweise von 0,7 mm bis 0,9 mm betragen, während die Druckblende(n) einen Durchtrittsdurchmesser von 0,4 bis 1,6 mm, vorzugsweise von 0,7 bis 1,4 mm und äußerst vorzugsweise von 1,1 mm bis 1,3 mm aufweisen sollte.
  • Durch eine sinnvolle Kombination dieser Abmessungen lassen sich unterschiedliche Kompensationswirkungen sowie Motordrehzahlabhängigkeiten des auf das Schaltventil wirkenden Steuerdrucks erzielen.
  • Der zwischen dem kanalartig geformten Bereich und der konventionellen Druckblende anliegende viskositätskompensierte Steuerdruck kann wie bereits angemerkt dazu genutzt werden, um ein Schaltventil zu beaufschlagen. Dazu ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem hydraulischen Schieberkasten eines Automatgetriebes vorzugsweise zwischen einem Hauptdruckventil und diesem Schaltventil angeordnet.
  • Durch diese Anordnung ist es möglich, den zwischen dem kanalartig geformten Bereich und der nächsten vorzugsweise stromwabwärts angeordneten Druckblende anliegenden Steuerdruck über eine gesonderte Steuerdruckleitung dem genannten Schaltventil zuzuführen.
  • Vorzugsweise wird mit diesem Schaltventil dann dasjenige oder diejenigen Schaltglieder (Kupplungen und/oder Bremsen) des Automatgetriebes mit einem Steuerdruck beaufschlagt, mit denen ein vorbestimmtes Getriebeübersetzungsverhältnis aktivierbar oder deaktivierbar ist. Dabei wird bei einem Abfall des in der gesonderten Druckleitung anliegenden viskositätskompensierten Steuerdrucks unter einen vorbestimmten motordrehzahlabhängigen Mindestwert durch eine Betätigung des Schaltventils das Automatgetriebe in einen Leerlaufschaltzustand geschaltet.
  • Außerdem kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der kanalartig geformte Bereich sowie eine konventionell ausgebildete Druckblende als ein integriertes und in die Steuerdruckleitung beziehungsweise einen Getriebeschieberkasten einsetzbares Bauteil ausgebildet ist, wobei dieses Bauteil zwischen dem kanalartig geformten Bereich und dem Bereich der konventionellen Druckblende eine Öffnung zur Abzweigung des dort anliegenden Steuerdrucks in die zum Schaltventil führende Druckleitung aufweist oder dem genannten Ort eine solche Abzweigung zugeordnet ist.
  • Schließlich ist es Bestandteil der Erfindung, dass der kanalartig geformte Bereich stromauf oder stromab der konventionell ausgebildeten Druckblende sowie stromauf oder stromab der Abzweigung für die zum Schaltventil führenden Druckleitung angeordnet oder ausgebildet ist. So lässt sich bei Realisierung der ersten Variante bei ansteigender Temperatur T_ÖL des Steuerdruckmediums ein ansteigender Druck P_SekV und bei Realisierung der zweiten Variante ein abfallender Druck P_SekV in der zu dem Schaltventil führenden Druckleitung feststellen. Somit ergeben sich beispielsweise auch Anwendungsgebiete für die erfindungsgemäße Vorrichtung im Bereich der Durchflusssteuerung für einen Kühler sowie zur Schmiermittelvolumensteuerung.
  • Zur Verdeutlichung der physikalisch-technischen Zusammenhänge sowie einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigen:
  • 1 ein Schaltdruck-Motordrehzahl-Diagramm mit Schaltdruckkurven eines Schaltventils bei unterschiedlichen Druckmediumtemperaturen,
  • 2 ein Diagramm, in dem die Temperaturabhängigkeit des Schaltdrucks am Schaltventil von einem unkompensierten sekundären Steuerdruck dargestellt ist,
  • 3 eine Vorrichtung zur Kompensation der temperaturabhängig viskosen Eigenschaften des hydraulischen Steuerdruckmediums in einem hydraulischen Getriebesteuergerät,
  • 4 ein Diagramm, in dem die Motordrehzahl angegeben ist, bei der ein Automatgetriebe in Abhängigkeit von der Temperatur des Steuerdruckmediums für das Schaltventil in den Leerlauf geschaltet wird, und
  • 5 eine schematische Darstellung der Ausbildung einer Druckblende mit Wendelnut in einer Steuerdruckleitung.
  • 3 zeigt in einem konkreten Ausführungsbeispiel, wie sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kompensation der viskosen Eigenschaften eines hydraulischen Mediums in einer Druckleitung in eine hydraulische Getriebesteuerungsvorrichtung einfügen lässt. In dem dort dargestellten Ausschnitt der Getriebesteuerungsvorrichtung 1 ist eine Pumpe 2 abgebildet, die von dem Fahrzeugmotor mechanisch angetrieben wird und ein Hauptdruckventil 4 über eine Druckleitung 3 mit einem unter einem Hauptdruck stehenden Hydrauliköl versorgt.
  • Während in einer Primärdruckleitung der für die weiteren Betrachtungen weniger relevante und von dem Hauptdruckventil 4 weitergeleitete Hydraulikhauptdruck P_Primär ansteht, herrscht in einer zu einem Regelventil 8 führenden Leitung 9 ein davon abweichender Hydraulikdruck.
  • Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist die Druckleitung 10, in der ebenso wie in der Druckleitung 6 ein von dem Hauptdruckventil 4 erzeugter Sekundärsteuerdruck P_Sek herrscht. Unmittelbar hinter dem Hauptdruckventil 4 ist eine erste Druckblende 7 in die Druckleitung 10 eingebunden, auf deren Bedeutung später eingegangen wird.
  • Stromab der Druckblende 7 ist in der Steuerdruckleitung 10 ein kanalartig geformter Bereich 11 ausgebildet, in dem der Durchströmquerschnitt der Leitung 10 deutlich geringer ist als in dem davor und dem dahinter befindlichen Bereich. Stromab hinter diesem kanalartig geformten Bereich 11 ist eine zweite Druckblende 12 angeordnet, deren Leckage ebenso wie die Leckage der ersten Druckblende 7 beispielsweise zur Getriebeschmierung, Getriebekühlung und/oder zur Vorbefüllung von Getriebeschaltgliedern genutzt werden kann. Die Leckage der ersten Drossel 7 kann aber auch an die Saugseite der Pumpe 2 zurückgeführt werden, um beispielsweise Saugverluste durch einen hier nicht dargestellten Ölfilter zu kompensieren.
  • Zwischen dem kanalartig geformten Bereich 11 und der zweiten Druckblende 12 zweigt von der Druckleitung 10 eine zu einem Schaltventil 14 führende Druckleitung 13 ab, in der der Steuerdruck P_SekV herrscht. Sofern dieser Steuerdruck P_SekV einen vorbestimmten Druckwert unterschreitet, schaltete das Schaltventil 14 durch und unterbricht die Druckversorgung beispielsweise einer Getriebekupplung, so dass das Getriebe in eine Leerlaufschaltstellung gebracht wird.
  • Da der von der Pumpe 2 erzeugte Hauptdruck P_Primär motordrehzahlabhängig ist, kann durch entsprechende Dimensionierung der bereits erwähnten zusätzlichen Druckblende 7 vor dem kanalartig geformten Bereich 11 der Schaltpunkt des Schaltventils 14 zu einer höheren oder niedrigeren Motordrehzahl verschoben werden.
  • Durch eine noch zu beschreibende geschickte Dimensionierung der Länge sowie des Durchmessers des kanalartig geformten Bereichs 11 sowie der axialen Länge und des Durchtrittsquerschnitts der zweiten Druckblende 12 lässt sich eine Kompensation der temperaturabhängigen Viskositätsänderung des Steuerdruckmediums erreichen. Dadurch ist das Schaltventil 14 in der Lage, unabhängig von der Temperatur des Steuerdruckmediums und nur abhängig von der Drehzahl des Fahrzeugmotors einen Schaltvorgang durchzuführen. Ein solcher Schaltvorgang kann beispielsweise die Betätigung eines Getriebeschaltgliedes (Kupplung oder Bremse) des Automatgetriebes sein, mit dem etwa in einer Notbetriebssituation ohne Vorliegen eines elektrischen Schaltbefehls das Automatgetriebe in den Leerlauf geschaltete wird.
  • Wie bereits erwähnt, kann der kanalartig geformte Bereich 11 einfach dadurch erzeugt werden, dass die Druckleitung 10 über eine vorbestimmte Länge auf einen vorbestimmten Durchströmquerschnitt eingeengt wird. Eine davon abweichende Variante ist in 5 dargestellt. Diese Bauform besteht zunächst aus einem Gehäuse 20, welches ein hohlzylindrisches Gehäuseteil 23 und einen dieses Gehäuseteil 23 verschließenden Deckel 24 umfasst. In dem Deckel 24 ist eine Einströmöffnung 21 für einen Volumenstrom Q_Z und in dem hohlzylindrischen Gehäuseteil 23 eine Ausströmöffnung 22 für den Volumenstrom Q_Ab1 ausgebildet, durch die das Steuerdruckmedium in den Gehäuseinnenraum 29 eindringen sowie aus diesem abströmen kann.
  • In dem Gehäuse 20 ist ferner eine Druckblende 27 angeordnet, die weitgehend zylindrisch ausgebildet ist und an ihrem Außenumfang eine wendelförmige Nut 28 aufweist, die die Funktion des kanalartig geformten Bereichs 11 gemäß 3 ausübt. Darüber hinaus sind an den beiden Stirnseiten der Druckblende 28 Zapfen 25, 26 angeordnet, deren Stirnflächen 30, 31 sich an der Innenseite des Deckels 24 und des Bodens des zylindrischen Gehäuseteils 23 abstützen.
  • Durch den geschilderten Aufbau kann der erfindungsgemäß ausgebildete kanalartig geformte Bereich 20, 27, 28 in ein bereits vorhandenes Steuerdruckleitungssystem leicht und ohne große konstruktive Änderungen eingefügt werden. Die Länge der viskositätskompensativ wirksamen Nut 28 kann dabei an die gewünschten Steuerungs- und Betriebsrandbedingungen angepasst werden. So kann in das Gehäuse 20 beispielsweise eine anders geformte Druckblende, beispielsweise mit achsparallelen Umfangsnuten oder eine solche mit einer oder mehreren Bohrungen eingefügt werden.
  • Der kanalartig geformte Bereich 11 sowie 20, 27, 28 kann als Spritzgussteil oder auch als Drehteil kostengünstig hergestellt werden.
  • Die Temperatur- bzw. Viskositätskompensation des Steuerdruckmediums wird dabei wie folgt erreicht:
    Wie bereits eingangs erläutert wurde, zeigen die Kurven in 1, bei welchen Motordrehzahlen N_mot ein unkompensiertes hydraulisches Schaltventil 14 in abhängig von der Temperatur des Steuerdruckmediums in einen gewünschten Schaltzustand gebracht wird, der hier als derjenige Sättigungsdruck (P_Sek = 16 bar) des Schaltventils 14 definiert ist, bei dem dieses vollständig geöffnet ist.
  • Darüber hinaus ist 2 entnehmbar, dass der von dem Schaltventil 14 schaltbare Schaltdruck P_Schalt von der Höhe des unkompensierten Steuerdrucks P_Sek und von der Temperatur T_ÖL des Steuerdruckmediums abhängig ist.
  • Wird nun erfindungsgemäß über die bereits erwähnte Kombination von Leitungslänge, Leitungsdurchmesser und Druckblendendurchmesser der Steuerdruck zwischen einem kanalartig geformten Bereich 11 in der Steuerdruckleitung 10 und der Druckblende 12 über eine Druckleitung 13 abgegriffen, so ergibt sich für das mit dieser Druckleitung 13 verbundene Schaltventil 14 ein Schaltdruck P_SekV, der abhängig von dem stromauf des kanalartig geformten Bereichs 11 anliegenden sekundären Steuerdruck sowie von der Temperatur des Steuerdruckmediums ist.
  • Durch das Zusammenwirken des in 1 und 2 dargestellten temperatur- und drehzahlabhängigen Verhaltens des sekundären Steuerdrucks P_Sek stellt sich eine Kompensation der sich temperaturabhängig ändernden Viskosität des Steuerdruckmediums ein.
  • 4 zeigt anhand von einigen Graphen A bis D das Durchschaltverhalten des Schaltventils 14. Der Graph E gibt dabei einen von einem Computerprogramm vorausberechneten Verlauf derjenigen Motordrehzahl N_Mot an, bei der das Schaltventil 14 in Abhängigkeit von der Temperatur T_ÖL des Steuerdruckmediums schaltet, wobei der kanalartig ausgebildete Bereich eine Länge von 88 mm und einen Durchtrittsquerschnitt von 1,1 mm aufweist, während die dem kanalartig ausgebildeten Bereich 11 stromab nachgeordneten Druckblende 12 einen Durchtrittsquerschnitt von 0,7 mm hat.
  • Dieser vorausberechnete Kurvenverlauf E zeigt recht deutlich, dass das Schaltventil 14 in einem Temperaturbereich von 20°C bis 100°C bei Motordrehzahlen von 700 U/min bis 850 U/min schaltet, was eine deutliche Verbesserung gegenüber dem unkompensierten Schaltverhalten bedeutet, welches durch den Kurvenverlauf D dargestellt ist.
  • In Ergänzung dazu zeigen die in den Kurven A bis C dargestellten Messergebnisse von konkret durchgeführten Versuchen unter den o. g. Randbedingungen (kanalartig ausgebildeten Bereich mit einer Länge = 88 mm; Durchtrittsquerschnitt dieses Bereiches = 1,1 mm; Durchtrittsquerschnitt der dem kanalartig ausgebildeten Bereich nachgeordneten Druckblende 12 entspricht 0,7 mm), dass bei einem Schaltdruck P_Schalt von 0,8 bar am Schaltventil die besten Ergebnisse zu verzeichnen waren.
  • Wie hierzu der Graph B zeigt, konnte unter diesen Randbedingungen eine vergleichsweise gute Unabhängigkeit des Schaltpunktes des Schaltventils 14 (ausgedrückt durch die Motordrehzahl N_mot) gegenüber der Temperatur T_ÖL des Steuerdruckmediums erreicht werden. Diese Messpunkte des Graphen B zeigen auch, dass das Schaltventil 14 dann schaltet, wenn die Motordrehzahl N_Mot 600 U/min bis 880 U/min beträgt und die Temperatur T_ÖL zwischen 10°C und 100°C liegt.
  • Aber auch die die Graphen B und C bildenden Messpunkte, die bei Schaltdrücken P_Schalt von 1,0 bar beziehungsweise P_Schalt von 1,2 bar gemessen wurden, zeigen noch eine vergleichsweise gute Unabhängigkeit derjenigen Motordrehzahl N_Mot, bei der das Schaltventil 14 durchschaltet.
  • 1
    hydraulische Steuerungsvorrichtung
    2
    Pumpe
    3
    Druckleitung
    4
    Hauptdruckventil
    5
    Primärdruckleitung
    6
    Sekundärdruckleitung
    7
    Erste Druckblende
    8
    Regelventil
    9
    Druckleitung zum Regelventil 8
    10
    Druckleitung zwischen den Druckblenden 7, 12
    11
    kanalartig geformter Bereich
    12
    zweite Druckblende
    13
    Druckleitung zum Schaltventil 14
    14
    Schaltventil
    20
    Gehäuse
    21
    Einströmöffnung
    22
    Ausströmöffnung
    23
    zylindrisches Gehäuseteil
    24
    Deckel
    25
    Zapfen
    26
    Zapfen
    27
    zylindrische Druckblende
    28
    Wendelnut
    29
    Innenraum der Druckblende
    30
    stirnseitige Fläche
    31
    stirnseitige Fläche

Claims (18)

  1. Vorrichtung zur Kompensation der viskosen Eigenschaften eines hydraulischen Mediums in einer Druckleitung (10), bei der in dieser Druckleitung (10) eine Druckblende (12) mit konstanter Geometrie sowie konstantem Durchströmquerschnitt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (10) stromauf oder stromab der Druckblende (12) wenigstens ein kanalartig geformter Bereich (11, 28) ausgebildet oder angeordnet ist, der im Vergleich zur Druckblende (12) einen geringeren Durchströmquerschnitt und eine größere axiale Erstreckung aufweist, und dass der zwischen dem kanalartig geformten Bereich (11, 28) und der Druckblende (12) anliegende Steuerdruck (P_SekV) über eine Steuerdruckleitung (13) einem Schaltventil (14) zuführbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kanalartig geformte Bereich (11, 28) zwischen zwei Druckblenden (7; 12) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kanalartig geformte Bereich (11) als Druckleitungsstück ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kanalartig geformte Bereich (11) als wenigstens ein wendelförmiger Kanal (28) am Außenumfang einer Druckblende (27) ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass der kanalartig geformte Bereich (11) als wenigstens ein langgestreckter Kanal (28) am Außenumfang einer Druckblende (27) ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kanalartig geformte Bereich (11) als wenigstens eine langgestreckte Bohrung in einer Druckblende (27) ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckblende (27) zylindrisch ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Druckblende (27) in einem Gehäuse (20) mit einer stromaufwärtigen Einströmöffnung (21) und einer stromabwärtigen Ausströmöffnung (22) angeordnet ist, wobei der Durchströmquerschnitt der beiden Öffnungen (21; 22) kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuseinnenraumes (29) ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckblendengehäuse (20) einen hohlzylindrischen Abschnitt (23) und einen diesen Abschnitt (23) verschließenden Deckel (24) aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Druckblendengehäuse (20) eine zylindrische Druckblende (27) eingesetzt ist, an deren stirnseitigen Enden jeweils ein Zap fen (25; 26) ausgebildet ist, deren stirnseitigen Flächen (30; 31) an der Innenseite des Deckels (24) und des Gehäusebodens aufliegen.
  11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer hydraulischen Getriebesteuerungsvorrichtung der kanalartig geformte Bereich (11, 28) eine Länge von 50 mm bis 120 mm, vorzugsweise von 60 mm bis 100 mm und äußerst vorzugsweise von 80 mm bis 90 mm aufweist, während die Druckblenden (7; 12) eine axiale Länge von 0,4 bis 1,6 mm, vorzugsweise von 0,6 bis 1,4 mm und äußerst vorzugsweise von 0,8 mm bis 1,2 mm aufweisen.
  12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer hydraulischen Getriebesteuerungsvorrichtung der kanalartig geformte Bereich (11, 28) einen Durchtrittsdurchmesser von 0,5 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise von 0,6 mm bis 1,2 mm und äußerst vorzugsweise von 0,7 mm bis 0,9 mm aufweist, während die Druckblenden (7; 12) einen Durchtrittsdurchmesser von 0,4 bis 1,6 mm, vorzugsweise von 0,7 bis 1,4 mm und äußerst vorzugsweise von 1,1 mm bis 1,3 mm aufweisen.
  13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zwischen einem Hauptdruckventil (4) und dem Schaltventil (14) angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese in einem hydraulischen Schieberkasten eines Automatgetriebes ausgebildet ist.
  15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über das Schaltventil (14) dasjenige oder diejenigen Schaltglieder (Kupplungen und/oder Bremsen) des Automatgetriebes mit einem Steuerdruck versorgbar sind, mit denen ein vorbestimmtes Getriebeübersetzungsverhältnis aktivierbar oder deaktivierbar ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,, dass bei einem Abfall des in der Druckleitung (13) anliegenden viskositätskompensierten Steuerdrucks (P_SekV) unter einen motordrehzahlabhängigen Mindestwert mittels des Schaltventils (14) das Automatgetriebe in einen Leerlaufschaltzustand schaltbar ist.
  17. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kanalartig geformte Bereich (11, 28) und eine Druckblende (12) als ein integriertes Bauteil ausgebildet sind, dass dieses Bauteil zwischen dem kanalartig geformten Bereich und dem Bereich der Druckblende (12) eine Öffnung zur Abzweigung eines des dort anliegenden Steuerdrucks (P_SekV) in die zum Schaltventil (14) führende Druckleitung (13) aufweist oder diesem Ort eine solche Öffnung zugeordnet ist, und dass dieses Bauteil in eine Steuerdruckleitung (10) einsetzbar ist.
  18. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kanalartig geformte Bereich (11, 28) stromauf oder stromab der Druckblende (12) sowie stromauf oder stromab der Abzweigung für die zum Schaltventil (14) führenden Druckleitung (13) angeordnet oder ausgebildet ist.
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