DE19846815A1 - Ventilanordnung und Pumpe für ein Getriebe - Google Patents
Ventilanordnung und Pumpe für ein GetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Pumpe für
ein Getriebe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 23.
Ventilanordnungen der hier angesprochenen Art sind
bekannt. Sie weisen ein mit einem gegen eine Feder
kraft verlagerbaren Ventilkörper ausgestattetes als
Pilotventilstufe wirkendes Druckbegrenzungsventil
sowie ein einen gegen eine Federkraft verschiebbar
in einer Bohrung geführten Steuerkolben umfassendes
Stromregelventil auf, das als Hauptstufe wirkt. Sie
dienen dazu, einen beispielsweise von einer Pumpe
bereitgestellten Fluidvolumenstrom sowie dessen
Druck zu beeinflussen.
Die Pumpe versorgt beispielsweise ein Kraftfahr
zeug-Getriebe, insbesondere einen Drehzahl/Drehmo
ment-Wandler, ein Automatik- oder CVT-Getriebe,
und/oder ein Lenkhilfsystem. Der dem Verbraucher
zugeführte Fluidstrom muß auf ein gewünschtes Maß
eingestellt werden. Dazu wird die Hauptstufe, näm
lich das Stromregelventil verwendet. Das auch als
Druckpilot bezeichnete Druckbegrenzungsventil wird
eingesetzt, um den Maximaldruck des von der Pumpe
geförderten Mediums einzustellen. Es hat sich ge
zeigt, daß der Aufbau der Ventilanordnung in vielen
Fällen sehr aufwendig und raumintensiv ist. Häufig
werden verschiedene Anforderungen an die räumliche
Anordnung der Druck- und Sauganschlüsse einer Pumpe
gestellt, die eine Ventilanordnung der hier ange
sprochenen Art umfaßt. Es herrschen beispielsweise
im Automatikgetriebe enge Raumverhältnisse und/oder
es liegen schwer zugängliche Montagepositionen vor.
Außerdem sind die Anschlüsse und die Hauptölstrom
richtung in vielen Fällen vorgegeben. Überdies sind
in Automatikgetrieben die Ventile von der Pumpe
weit entfernt, so daß die Pumpe eine schlechte Auf
ladung hat, wobei der Luftanteil im Öl auch groß
ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Ventilan
ordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die
diese Nachteile nicht aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Ventilanordnung
vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genannten
Merkmale zeigt. Die Ventilanordnung zeichnet sich
dadurch aus, daß das Stromregelventil einen Strom
regelkolben mit einem ersten hydraulischen Wider
stand aufweist, der mit einer geteilten Druckrück
führungsfläche versehen ist. Eine erste Teilfläche
der Druckrückführungsfläche wird mit einem Druck p1
beaufschlagt, eine zweite Teilfläche mit einem
Druck p2. Die geteilte Druckrückführungsfläche er
möglicht es, das Stromregelventil mit dem Hauptöl
strom zu durchströmen und zusätzlich mit einer
Druckbegrenzungsfunktion zu versehen, der vorzugs
weise der Druck p2 zugrunde liegt. Dadurch kann die
Führung des Mediumstroms vereinfacht und die Bau
größe des Druckbegrenzungsventils reduziert werden.
Daher kann die Ventilanordnung zusammen mit einer
Pumpe in einem gemeinsamen Gehäuse auf engstem Raum
angeordnet werden.
Bevorzugt wird eine Ausführungsform der Ventilan
ordnung, die sich dadurch auszeichnet, daß die
Teilflächen der Druckrückführungsfläche durch einen
zweiten hydraulischen Widerstand voneinander ge
trennt sind, der dem ersten hydraulischen Wider
stand - in Strömungsrichtung gesehen - nachgeordnet
und in den Stromregelkolben integriert sein kann.
Alternativ kann der zweite hydraulische Widerstand
auch im Gehäuse realisiert sein. Es ergeben sich
dadurch eine sehr kompakte Bauform und eine verein
fachte Medienführung innerhalb der Pumpe. In bevor
zugter Ausführungsform sind die hydraulischen Wi
derstände als Blenden ausgeführt.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Ventilanordnung zeichnet sich durch eine am Druck
anschluß vorgesehene Kopplungseinrichtung auf, mit
der die Ventilanordnung beziehungsweise die Pumpe
an ein Getriebe ankoppelbar ist. Die Kopplungsein
richtung ist außerdem so ausgebildet, daß ein am
Druckanschluß unter Druck stehendes Arbeitsmedium
für das Getriebe durch die Kopplungseinrichtung
hindurch geleitet werden kann. Mit anderen Worten:
Die Kopplungseinrichtung dient einerseits für die
Positionierung der Ventilanordnung beziehungsweise
der Pumpe an einem Getriebe; andererseits wird eine
Fluidverbindung der Ventilanordnung beziehungsweise
der Pumpe und dem Getriebe bereitgestellt.
In besonders bevorzugter Ausführungsform ist die
Kopplungseinrichtung als Stecker ausgebildet, der
in eine am Getriebe vorgesehene Steckeraufnahme
eingreift. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die
Kopplungseinrichtung, also der Stecker, und die
Steckeraufnahme kreiszylindrisch realisiert sind.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, daß der Außen
durchmesser des Steckers so gewählt ist, daß er nur
geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der
Steckeraufnahme ist, wodurch die Positionierung der
Ventilanordnung beziehungsweise der Pumpe gegenüber
dem Getriebe besonders einfach und genau bereitge
stellt werden kann.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet
sich dadurch aus, daß die Mantelfläche des kreiszy
lindrischen Steckers und/oder die Innenwandung der
Steckeraufnahme eine umlaufende Dichtung auf
weist/aufweisen. Es kann also eine Dichtung reali
siert werden, die unabhängig ist von der äußeren
Gehäusebeschaffenheit der Ventilanordnung bezie
hungsweise der Pumpe und dem Gehäuse beziehungs
weise Flansch des Getriebes. Somit ist die Dichtig
keit des Anschlusses zwischen Ventilanordnung und
Getriebe unabhängig von der Größe des Spaltes zwi
schen dem Flansch des Getriebes und dem Gehäuse der
Ventilanordnung.
Die Erfindung betrifft auch eine Pumpe für ein Ge
triebe, insbesondere Automatik-Getriebe, wobei die
Pumpe, eine Getriebesteuerung, eine Dreh
zahl/Drehmoment-Wandlereinheit und ein Ventil zur
Volumenstrombegrenzung und/oder Druckbegrenzung
und/oder Druckmodulation des Systemdruckes des Ar
beitsmediums des Getriebes in einem gemeinsamen Ge
triebegehäuse angeordnet sind. Gemäß Kennzeichen
des Anspruchs 24 ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß das Ventil der Pumpe zugeordnet, insbesondere
in das Gehäuse der Pumpe integriert ist. Dies ist
insofern vorteilhaft, als daß die besonders nahe
Anordnung zwischen Pumpe und Ventil kurze Leitungen
zwischen diesen beiden Bauteilen ermöglicht, so daß
hohe Volumenströme in der Pumpe mit geringen
Verlusten bereitgestellt werden können. Von der
Ventileinrichtung abfließendes Öl kann außerdem
besser zur Aufladung der Pumpe eingesetzt werden,
da das Öl direkt über kurze Wege zurückgeführt
wird.
Als Ventil, welches der Pumpe zugeordnet ist, kann
beispielsweise ein Stromregelventil zur Volumen
strombegrenzung und/oder zur Druckbegrenzung ein
Druckbegrenzungs- beziehungsweise Sicherheitsventil
und/oder zur Druckmodulation ein sogenannter Haupt
druckschieber eingesetzt werden. Dieses Ventil be
ziehungsweise diese Ventile können außerdem von
außen durch eine Wirkkomponente beeinflußt werden.
Insbesondere ist hier ein sogenanntes Proportional
ventil zu nennen, welches einen modulierten Vor
steuerdruck für das Ventil bereitstellen kann, so
daß ein sogenannter Vorsteuerkreislauf gebildet
ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß das
Ventil über einen Magneten, durch eine Feder oder
beliebige, im Hydrauliksystem vorhandene Drücke be
einflußbar ist. Somit kann eine Anpassung bezie
hungsweise Beeinflussung der Kennlinie des Volumen
stromverlaufs je nach Betriebszustand des Getriebes
eingestellt werden.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel
der Getriebepumpe, bei der als Ventil die Ventilan
ordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 22 vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich
kann ein sogenannter Hauptdruckschieber verwendet
werden.
In besonders bevorzugter Ausführungsform ist die
Getriebepumpe als Flügelzellen- oder Rollenzellen
pumpe realisiert, die zumindest einhubig ausgebil
det ist, also jeweils einen Saug- und Druckbereich
aufweist. Derartige Flügelzellen- beziehungsweise
Rollenzellenpumpen weisen einen Hubring auf, der
die Aus- und Einfahrbewegung der Flügel beziehungs
weise Rollen beeinflußt. Zumindest einem Saugkanal
der Pumpe ist benachbart eine im Hubring ausgebil
dete Ausnehmung zugeordnet, so daß der Querschnitt
des Saugkanals erweitert ist. Damit kann auf einfa
che Art und Weise ein geringer Ansaugwiderstand für
das Arbeitsmedium realisiert werden, so daß geringe
Ansaugunterdrücke im Pumpenbereich gegeben sind.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Ausnehmung randoffen realisiert ist und
mit ihrer offenen Seite einer Saugtasche, die bei
spielsweise in einer sogenannten Druckplatte ausge
bildet sein kann, gegenüberliegend angeordnet ist.
Die Ausnehmung mündet also auf einer Seitenfläche
des Hubrings, so daß dadurch der Querschnitt des
Ansaugkanals im Bereich der Saugtasche und der Aus
nehmung vergrößert ist.
In besonders bevorzugter Ausführungsform weist die
randoffene Ausnehmung zumindest an einem Übergang
zwischen ihrem Grund und ihren seitlichen Begren
zungswänden eine Abrundung auf. Bevorzugt wird der
Übergangsbereich zwischen Grund und einer seitli
chen Begrenzungswand gewählt, der im sogenannten
Großkreis des Hubrings liegt. Es ist insbesondere
vorteilhaft, wenn - ausgehend vom Grund in Richtung
zur seitlichen Begrenzungswand - zwei Abschnitte
vorgesehen sind, wobei der Grund in einem ersten
Abschnitt über einen Bereich kontinuierlich an
steigt, um dann in eine engere Rundung überzugehen,
die dann in die seitliche Begrenzungswand übergeht.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Über
gangsbereichs wird also der Hubring in seiner
Festigkeit im wesentlichen nicht beeinflußt, da
hier die Kerbwirkung gering ist.
Weitere Ausgestaltungsformen ergeben sich aus den
übrigen Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich
nung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine teilweise
geschnittene, in eine Pumpe integrierte
Ventilanordnung;
Fig. 2a die in Fig. 1 dargestellte Pumpe im
Längsschnitt,
Fig. 2b ausschnittsweise eine gegenüber Fig. 1
abgewandelte Pumpe, und
Fig. 3a ein Prinzipschaltbild der in den Fig.
1 und 2a dargestellten Pumpe
Fig. 3b ein Blockschaltbild eines Getriebes,
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Pumpe, der die Ventileinrichtung der Fig.
1 zugeordnet ist,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Hubrings einer
Flügelzellen- oder Rollenzellenpumpe,
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie
VI-VI in Fig. 5, und
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie
VII-VII in Fig. 5.
Für die nachfolgende Beschreibung wird rein bei
spielhaft davon ausgegangen, daß die Ventilanord
nung in Verbindung mit einer Pumpe arbeitet. Allge
mein kann die Ventilanordnung auch für hydraulische
Steuerungen, insbesondere eines Getriebes, verwen
det werden.
Die Draufsicht gemäß Fig. 1 zeigt eine Pumpe 1 im
Teilschnitt. Die Darstellung läßt erkennen, daß in
ein Gehäuse 3 der Pumpe 1 eine Ventilanordnung 2
integriert ist, die ein Stromregelventil 5 und ein
Druckbegrenzungsventil 7 umfaßt. Das Stromregelven
til 5 ist in einer das Gehäuse 3 durchdringenden
Bohrung 9 eingesetzt, die auf einer Seite durch
einen Stopfen 11 abgeschlossen ist und angrenzend
an diesen Stopfen 11 einen ersten Druckraum 13 bil
det. In der Bohrung 9, die als Stufenbohrung ausge
bildet ist, ist ein Stromregelkolben 15 gegen die
Kraft eines als Schraubenfeder 17 ausgebildeten
elastischen Elements verschieblich gelagert. Der
Stromregelkolben 15 wird von einer vorzugsweise zum
Außendurchmesser des Stromregelkolbens 15 konzen
trisch verlaufenden Bohrung durchdrungen, die einen
Durchlaß 19 bildet. Dieser ist mit einer ersten
Blende, nämlich mit einer Meßblende 21 versehen,
deren Strömungsdurchmesser kleiner ist als der des
Durchlasses 19. Diese als erster hydraulischer Wi
derstand 21' wirkende Blende bestimmt den Verbrau
cherölstrom und ist in bevorzugter Ausführungsform
im Stromregelkolben 15 integriert.
An dem dem Stopfen 11 gegenüberliegenden Ende der
Bohrung 9 ist ein Druckanschluß 23 vorgesehen, der
zu einem hier nicht dargestellten Verbraucher
führt.
Auf der dem Druckanschluß 23 gegenüberliegenden
Seite des Gehäuses 3 ist ein Sauganschluß 25 vorge
sehen.
Die Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt noch einen Wel
lenstummel 27, über den ein Antriebsmoment auf eine
im Gehäuse 3 angeordnete Pumpeneinheit übertragen
werden kann. Der Wellenstummel 27 ist hier auf der
Seite des Druckanschlusses 23 vorgesehen, um einen
besonders kompakten Aufbau der Pumpe bei sicherer
Druckdichtigkeit nach außen zu gewährleisten. Der
Stromregelkolben 15 trennt den ersten Druckraum 13
von einem zweiten Druckraum 29, der in einem Ab
schnitt der Bohrung 9 liegt, dessen Durchmesser
hier nur beispielhaft kleiner ist als im Bereich
des ersten Druckraums 13. Der zweite Druckraum 29
wird einerseits von einer dem ersten Druckraum 13
abgewandten Kreisringfläche 31 des Stromregelkol
bens 15 und andererseits von einer Schulter 33 be
grenzt, die durch eine Stufe in der Bohrung 9 ge
bildet wird und einen Übergang zu einem dritten
Druckraum 35 bildet, der von einer Verlängerung 37
des Stromregelkolbens 15 gegenüber dem zweiten
Druckraum 29 abgeschlossen ist und über den Durch
laß 19 mit dem ersten Druckraum 13 in Fluidverbin
dung steht.
Der zwischen dem Stopfen 11 und dem Stromregelkol
ben 15 liegende erste Druckraum 13 ist in der in
Fig. 1 wiedergegebenen Funktionsstellung des
Stromregelkolbens 15 gegenüber dem Durchlaß 19 ver
schlossen. Der Stopfen 11 weist nämlich einen vor
zugsweise konzentrisch zur Mittelachse 39 der Boh
rung 9 verlaufenden Vorsprung 41 auf, der die Mün
dung des Durchlasses 19 beziehungsweise dessen
Meßblende 21 verschließt, wenn der Stromregelkolben 15
durch die Kraft der Schraubenfeder 17 nach
rechts gedrängt wird und an dem Vorsprung 41 an
schlägt. Es wäre auch möglich einen anderen An
schlag ohne Verschlußfunktion vorzusehen.
Ein im ersten Druckraum 13 gegebener Druck p0 wirkt
auf die rechte Stirnfläche 43 des Stromregelkolbens
15. Die hydraulisch wirksame Fläche der Stirnfläche
43 ergibt sich im wesentlichen aus der Quer
schnittsfläche des Stromregelkolbens 15 abzüglich
des Strömungsquerschnitts der Meßblende 21. Der im
dritten Druckraum 35 herrschende Druck p1 wirkt auf
eine abgestufte, gedachte Ringfläche 45 des Strom
regelkolbens 15, die senkrecht zur Mittelachse 39
des Stromregelkolbens 15 verläuft und die begrenzt
wird vom Außendurchmesser des Druckraums 35 und dem
äußeren Rand beziehungsweise Außendurchmesser der
Meßblende 21. Teilflächen der Ringfläche 45 werden
durch Ringflächen 45', 45'' und 45''' gebildet. Der
im zweiten Druckraum 29 herrschende Druck p2 wirkt
von links auf die Kreisringfläche 31, deren in ra
dialer Richtung zur Mittelachse 39 gemessene Breite
der in radialer Richtung gemessenen Breite der
Schulter 33 entspricht und bestimmt wird durch den
Unterschied des Radius' der Bohrung 9 im Bereich
des zweiten Druckraums 29 und im Bereich des drit
ten Druckraums 35. Die Kreisringfläche 31 ist vor
zugsweise ungefähr gleich groß wie die gedachte ab
gestufte Ringfläche 45. Es ist jedoch auch möglich
das Verhältnis der beiden Flächen (Kreisringfläche
31 und Ringfläche 45) zu variieren. Dadurch wird es
möglich, beispielsweise die Schwingungsdämpfung des
Stromregelventils 5 zu beeinflussen. Ferner kann
dadurch auch das Verhalten der Druckbegrenzung va
riiert werden. Die Kreisringfläche 31 und die Ring
fläche 45 bilden eine resultierende Fläche, die
vorzugsweise genauso groß wie die Stirnfläche 43
ist. Es ist jedoch auch möglich, die resultierende
Fläche und die Stirnfläche 43 unterschiedlich groß
auszuführen. Dadurch läßt sich die vom Systemdruck
abhängige Abregelmenge verändern.
Fig. 1 zeigt, daß der zweite Druckraum 29 als kon
zentrisch zum Durchlaß 19 angeordneter Ringraum
ausgebildet ist und daß die Verlängerung 37 des
Stromregelkolbens 15 den zweiten Druckraum 29 in
allen Funktionsstellungen des Stromregelkolbens 15
von dem Durchlaß 19 hydraulisch trennt. In die Wan
dung der Verlängerung 37 ist mindestens eine vor
zugsweise radial zur Mittelachse 39 verlaufende
Bohrung vorgesehen, die als Blende 47, also als
zweiter hydraulischer Widerstand 47' wirkt. Diese
ist also in den Stromregelkolben 15 integriert, so
daß sich ein sehr kompakter Aufbau des Stromregel
ventils 5 realisieren läßt. Alternativ kann vorge
sehen sein, daß die zweite Blende 47 im Gehäuse 3
angeordnet beziehungsweise eingebracht ist.
Der zweite Druckraum 29 ist also mit dem Durchlaß
19 über die zweite Blende 47 hydraulisch verbunden,
deren Durchmesser wesentlich kleiner ist als der
der Meßblende 21. Die zweite Blende 47 ist - vom er
sten Druckraum 13 aus gesehen - der Meßblende 21
nachgeordnet.
Der erste Druckraum 13 wird mit dem von der Pumpen
einheit geförderten Medium beaufschlagt. Dieses ge
langt über die Meßblende 21 und den Durchlaß 19 zum
dritten Druckraum 35 und zum Druckanschluß 23.
Von dem zweiten Druckraum 29 führt eine Fluidver
bindung 49 zu einer Druckkammer 51 des Druckbegren
zungsventils 7, die von einem mit der Kraft einer
Schraubenfeder 53 beaufschlagten Ventilkörper 55
verschlossen wird. Wird der Ventilkörper 55 aus
seiner in Fig. 1 dargestellten geschlossen Posi
tion nach links verlagert, so wird eine Fluidver
bindung von der Druckkammer 51 zu einem niedrigeren
Druckniveau, beispielsweise zu einem Tank, freige
geben.
Die grundsätzliche Funktionsweise eines Stromregel
ventils und eines Druckbegrenzungsventils sind be
kannt, so daß hier nicht näher darauf eingegangen
wird. Es sei nur festgestellt, daß das Stromregel
ventil 5 dazu dient, den von der Pumpeneinheit be
reitgestellten, über den Druckanschluß 23 an einen
Verbraucher gelieferten Volumenstrom möglichst auf
einen vorgegebenen Wert abzuregeln. Das Druckbe
grenzungsventil 7 dient dazu, den maximalen Druck
innerhalb der Pumpe zu begrenzen. Es spricht bei
spielsweise bei einem Maximaldruck an, wenn die
Fluidverbindung zum Verbraucher unterbrochen wird.
Fig. 2a zeigt die in Fig. 1 wiedergegebene Pumpe
1 im Längsschnitt. Gleiche Teile sind mit gleichen
Bezugsziffern versehen, so daß insofern auf deren
Beschreibung verzichtet und auf die Erläuterung zur
Fig. 1 verwiesen wird.
Aus Fig. 2a ist die obenerwähnte Pumpeneinheit 57
ersichtlich. Deren Aufbau ist für die Ausgestaltung
und Anordnung der Stromregelventils 5 und des
Druckbegrenzungsventils 7 belanglos. Es ist hier
beispielhaft eine Flügelzellenpumpe dargestellt,
die über eine Welle 59 antreibbar ist, an deren
Wellenstummel 27 eine Riemenscheibe 61 oder der
gleichen angebracht werden kann, um ein Antriebsmo
ment in die Pumpe 1 einzuleiten. Die Welle wird
durch ein geeignetes Lager 63 im Gehäuse 3 der
Pumpe 1 gelagert. Das freie Wellenende steht mit
einem Rotor 65 in Eingriff, der in radialer Rich
tung zu einer Drehachse 67 der Welle 59 verlaufende
Schlitze aufweist, in die radial verschiebliche
Flügel 69 eingesetzt sind. Der Rotor 65 dreht sich
innerhalb eines Hubrings 71, der eine angenähert
elliptische Innenfläche aufweist, an der die Außen
kanten der Flügel 69 bei einer Drehung des Rotors
65 entlanggleiten, so daß Teilräume verschiedener
Volumina und damit Saug- und Druckbereiche gebildet
werden.
Rechts und links von dem Rotor 65 sind Druckplatten
73 und 75 vorgesehen, die die Saug- und Druckberei
che abdichten und durch eine Feder 77 zusammenge
preßt werden. Diese ruht auf einer auf der dem Ro
tor abgewandten Oberfläche der Druckplatte 75 auf
liegenden Kaltstartplatte 79 und drängt diese gegen
die Druckplatte 75.
Die Funktion einer Flügelzellenpumpe ist grundsätz
lich bekannt, so daß hier nicht weiter darauf ein
gegangen wird.
Die Pumpeneinheit 57 saugt das zu fördernde Medium,
also beispielsweise Hydrauliköl, über einen Tankan
schluß 80 - der mit dem Sauganschluß 25 in Fluidver
bindung steht und sich nahe der Mittelachse des
Druckbegrenzungsventils 7 (Fig. 1) befindet - und
über einen Saugraum 81 in die Saugbereiche ein und
fördert das Medium in einen vierten Druckraum 83,
das über eine geeignete Fluidverbindung in den er
sten Druckraum 13 gelangt. Die Fluidverbindung ist
hier - aus Fertigungsgründen - durch im wesentlichen
parallel zueinander verlaufende, einander schnei
dende Bohrungen 85 und 87 gebildet. Alternativ kön
nen die Bohrungen 85 und 87 auch in einem stumpfen
Winkel zueinander verlaufen. Wichtig ist hierbei,
daß sich die beiden Bohrungen 85 und 87 so schnei
den, daß eine Mediumverbindung realisiert ist, die
ein nahezu ungehindertes Fließen des von der Pumpe
1 geförderten Hydrauliköls in den Druckraum 13 er
möglicht. Es ist also eine Mediumverbindung bereit
gestellt, die im wesentlichen den gleichen Strö
mungsquerschnitt aufweist, wie die Bohrungen 85 und
87.
Das Gehäuse 3 besteht hier aus zwei Teilen, nämlich
aus einem Grundkörper 3' und einem das Lager 63
aufnehmenden Deckel 3''. In den Grundkörper 3' ist
eine Ausnehmung 89 eingebracht, die die Pumpenein
heit 57 aufnimmt. Die erste Bohrung 85 kann über
die Ausnehmung 89 in den Grundkörper 3' eingebracht
werden, die zweite Bohrung 87 über die Bohrung 9,
wenn der Stopfen 11 noch nicht eingesetzt ist. Das
heißt, die beiden Bohrungen 85 und 87 können so in
das Gehäuse 3 der Pumpe 1 eingebracht werden, daß
es der Verwendung separater Abschlußstopfen nicht
bedarf. Es kann also auf einfache Weise eine klein
bauende Fluidverbindung zwischen dem vierten Druck
raum 83 und dem ersten Druckraum 13 hergestellt
werden.
Aus Fig. 2a ist ersichtlich, daß das Stromregel
ventil 5 in einem Fluidpfad angeordnet ist, auf
dessen einen Seite der Zufluß des von der Pumpe 1
geförderten Mediums liegt und auf dessen anderer
Seite der Druckanschluß 23 für den Verbraucher. Da
zwischen ist der Abfluß vorgesehen, über den das
Medium bei Ansprechen des Stromregelventils 5 ab
strömen kann.
In Fig. 2a ist beispielhaft ein Fortsatz 91 einge
zeichnet, der von dem Vorsprung 41 des Stopfens 11
entspringt, die Meßblende 21 durchdringt und einen
variablen Außendurchmesser aufweist. Bei einer Ver
lagerung des Stromregelkolbens 15 wird die
Meßblende 21 durch den Fortsatz 91 in Abhängigkeit
von dessen Außendurchmesser mehr oder weniger ver
engt, so daß auch variable Kennlinien des geförder
ten Volumenstroms über der Drehzahl n der Pumpe 57
realisierbar sind. Fortsätze der hier angespro
chenen Art sind bekannt, so daß hier nicht weiter
darauf eingegangen wird.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 2a ist der Stromre
gelkolben 15 aus seiner in Fig. 1 wiedergegebenen
ersten Position gegen die Kraft der Schraubenfeder
17 nach links in eine zweite Funktionsstellung ver
lagert, so daß dessen Stirnfläche 43 in einem Ab
stand zu dem Vorsprung 41 angeordnet ist. In der in
Fig. 2a wiedergegebenen Funktionsstellung des
Stromregelkolbens 15 des Stromregelventils 5 be
steht also eine Fluidverbindung vom vierten Druck
raum 83 über die Bohrungen 85 und 87, den ersten
Druckraum 13, die Meßblende 21 und den Durchlaß 19
zum dritten Druckraum 35 und damit zum Druckan
schluß 23. Von dem Durchlaß 19 besteht außerdem
eine Fluidverbindung über die zweite Blende 47 zum
zweiten Druckraum 29.
In Fig. 2b ist eine gegenüber dem Ausführungsbei
spiel gemäß Fig. 1 abgewandelte Pumpe 1 aus
schnittsweise im Bereich des Stromregelventils 5
wiedergegeben. Gleiche Teile - soweit dargestellt - wie
in Fig. 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen, insofern wird auf deren Beschreibung ver
wiesen. Es ist ersichtlich, daß eine als Stufenboh
rung ausgebildete Bohrung 9 eine Schulter 33a auf
weist, die durch eine weitere Stufe in der Bohrung
9 gebildet wird. An einem Stromregelkolben 15 ist
eine Ringstufe 15a vorgesehen, so daß ein Bereich
mit größerem Durchmesser des Stromregelkolbens 15
im Durchmesser größeren Bereich der Bohrung 9 und
ein Bereich mit kleinerem Durchmesser des Stromre
gelkolbens im Durchmesser kleineren Bereich der
Bohrung 9 geführt ist. Durch eine derartige Abstu
fung ist eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel ge
mäß Fig. 1 verkleinerte Kreisringfläche 31 reali
siert. Daraus ergibt sich auch eine kleinere resul
tierende Fläche der Ringfläche 45 (Fig. 1) und der
Kreisringfläche 31 gemäß Fig. 2b. Diese resultie
rende Fläche ist somit kleiner als die Stirnfläche
43. Auf die Differenzfläche der beiden Flächen (re
sultierende Fläche und Stirnfläche 43) wirkt der
Systemdruck p0. Je nach Größe der Differenzfläche
kann - wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 be
schrieben - die Abregelmenge in Abhängigkeit vom Sy
stemdruck verändert werden. Das heißt, daß der Ab
regelbeginn mit Hilfe der Größe der Differenzfläche
variiert werden kann.
Auf eine Fläche 15b der Ringstufe 15a wirkt ein im
Saugraum 81 und in einer Abströmbohrung 97 herr
schender Druck, der gegenüber dem Systemdruck p0
jedoch gering ist. Dieser Druck erzeugt eine in Fig.
2b nach rechts wirkende Kraft, die der vom Sy
stemdruck p0 erzeugten Kraft entgegenwirkt und eine
Störgröße darstellt, die jedoch die Abregelfunktion
des Stromregelkolbens 15 im wesentlichen nicht be
einflußt.
Aus dem in Fig. 3a wiedergegebenen Prinzipschalt
bild ist die Funktionsweise der Pumpe 1 beziehungs
weise des Stromregelventils 5 und des Druckbegren
zungsventils 7 ersichtlich. Teile, die anhand der
Fig. 1 und 2 erläutert wurden, sind hier mit
gleichen Bezugsziffern versehen. Es wird insoweit
auf die Beschreibung zu den Fig. 1 und 2 verwie
sen.
Die Pumpeneinheit 57 der Pumpe 1, die durch ein
strichpunktiertes Rechteck gekennzeichnet ist, wird
über die Welle 59 angetrieben. Die Ventileinheit 2
ist gestrichelt umrahmt. Ein Medium, beispielsweise
Hydrauliköl, wird von einem Tank 93 über eine Lei
tung L1 der Pumpeneinheit 57 zugeführt und von die
ser über eine Leitung L2 an den Druckanschluß 23
geliefert. Der Volumenstrom wird mit Q, der bereit
gestellte Druck mit p bezeichnet.
In der Leitung L2 befindet sich die Meßblende 21.
Vor der Meßblende zweigt eine Leitung L3 von der
Leitung L2 ab. Sie führt den in der Leitung L2 vor
der Meßblende 21 gegebenen Druck auf die rechte
Stirnfläche 43 des Stromregelkolbens 15. In der in
Fig. 3a wiedergegebenen Stellung, die der in Fig.
1 gezeigten Position entspricht, ist eine von der
Leitung L3 abzweigende Verbindungsleitung L4, die
über das Stromregelventil 5 zur Leitung L1 führt,
unterbrochen. Von der Leitung L2 zweigt nach der
Meßblende 21 eine Leitung L5 ab, die auf die linke
Seite des Stromregelkolbens 15 des Stromregelven
tils 5 führt und mit dem Druck p1 beaufschlagt ist,
der im dritten Druckraum 35 herrscht und auf die
linke Ringfläche 45 des Stromregelkolbens 15 wirkt.
Von der Leitung L2 zweigt noch eine Leitung L6 ab,
die über die zweite Blende 47 zur linken Seite des
Stromregelkolbens 15 führt. In dem nach der Blende
47 liegenden Leitungsabschnitt L6' herrscht der
Druck p2, der auf die Kreisringfläche 31 wirkt. In
Fig. 3a ist noch die Schraubenfeder 17 darge
stellt, die ebenfalls von links auf den Stromregel
kolben 15 des Stromregelventils 5 wirkt.
Von dem Leitungsabschnitt L6' zweigt nach der Blen
de 47 eine Leitung L7 ab, die über das Druckbegren
zungsventil 7 zum Tank 93 führt. Das Prinzipschalt
bild gemäß Fig. 3a zeigt den Ventilkörper 55 des
Druckbegrenzungsventils 7, der in der in Fig. 3
wiedergegebenen Stellung die Leitung L7 verschließt
und einerseits mit der Kraft einer Schraubenfeder
53 und andererseits über eine Steuer- beziehungs
weise Rückführungsleitung L8 mit dem in der Leitung
L7 gegebenen Druck beaufschlagt wird.
Zunächst wird auf die Stromregelfunktion des Strom
regelventils 5 näher eingegangen:
Der von der Pumpeneinheit 57 über die Leitung L2 an den Druckanschluß 23 geförderte Volumenstrom Q fließt durch die Meßblende 21. Es tritt dort ein Druckabfall auf. Der Druck p0 vor der Meßblende 21 herrscht auch im ersten Druckraum 13. Er wirkt über die Leitung L3 auf die volle rechte Stirnfläche 43 des Stromregelkolbens 15 des Stromregelventils 5. Er bewirkt eine in den Fig. 1 bis 3a nach links wirkende Kraft. Der nach der Meßblende 21 in der Leitung L2 gegebene Druck entspricht dem im Durch laß 19 und im dritten Druckraum 35 beziehungsweise am Druckanschluß 23 gegebenen Druck p1. Dieser Druck p1 wirkt auf die linke Ringfläche 45 des Stromregelkolbens 15 des Stromregelventils 5, deren gesamte Fläche kleiner ist als die der Stirnfläche 43.
Der von der Pumpeneinheit 57 über die Leitung L2 an den Druckanschluß 23 geförderte Volumenstrom Q fließt durch die Meßblende 21. Es tritt dort ein Druckabfall auf. Der Druck p0 vor der Meßblende 21 herrscht auch im ersten Druckraum 13. Er wirkt über die Leitung L3 auf die volle rechte Stirnfläche 43 des Stromregelkolbens 15 des Stromregelventils 5. Er bewirkt eine in den Fig. 1 bis 3a nach links wirkende Kraft. Der nach der Meßblende 21 in der Leitung L2 gegebene Druck entspricht dem im Durch laß 19 und im dritten Druckraum 35 beziehungsweise am Druckanschluß 23 gegebenen Druck p1. Dieser Druck p1 wirkt auf die linke Ringfläche 45 des Stromregelkolbens 15 des Stromregelventils 5, deren gesamte Fläche kleiner ist als die der Stirnfläche 43.
Der nach der Meßblende 21 in der Leitung L2 gege
bene Druck wirkt über die Leitung L6 und den Lei
tungsabschnitt L6' über die zweite Blende 47 auch
auf die linke Kreisringfläche 31. Dieser Druck p1
bewirkt also eine nach rechts wirkende Kraft auf
den Stromregelkolben 15 des Stromregelventils 5.
Die Ringfläche 45 und die Kreisringfläche 31 sind
vorzugsweise zusammen genau so groß wie die Stirn
fläche 43 des Stromregelkolbens 15. Es besteht also
ein Kräftegleichgewicht zwischen der Druckkraft auf
der rechten Seite des Stromregelkolbens und der
Summe aus den beiden Druckkräften, die auf die
linke Kolbenseite, nämlich auf die Kreisringfläche
31 und auf die Ringfläche 45 wirken, sowie aus der
Kraft der Schraubenfeder 17.
Die Kraftdifferenz, die durch eine Differenz der
rechts und links auf den Kolben wirkenden Druck
werte verursacht wird, ist abhängig von dem von der
Pumpeneinheit 57 geförderten Volumenstrom Q. Steigt
der Volumenstrom Q und damit die Druckdifferenz
(p0-p1) an der Meßblende 21, so bewegt sich der
Stromregelkolben 15 gegen die Kraft der Schrauben
feder 17 nach links. Aus Fig. 2a ist erkennbar,
daß bei einer derartigen Bewegung die rechte Stirn
fläche 43 schließlich die Mündung der Abströmboh
rung 97 freigibt, die quasi einen Kurzschluß zwi
schen dem ersten Druckraum 13, dem Saugraum 81 und
dem Tankanschluß 80 herstellt. Die den Kurzschluß
herstellende Verbindung, die im übrigen die Funk
tion zur Aufladung der Pumpe auf der Saugseite hat,
ist in Fig. 3a durch die Leitung L4 gekennzeich
net. Aus dieser Darstellung ist ebenfalls ersicht
lich, daß bei einer Verlagerung des Stromregelkol
bens 15 nach links schließlich die Unterbrechung in
der Leitung L4 freigegeben und damit eine Hydrau
likverbindung zwischen dem Druck- und dem Saugbe
reich der Pumpeneinheit 57 freigegeben wird.
Wenn der Stromregelkolben 15 Hydrauliköl in den
Saugraum 81 abströmen läßt, steigt die Ölmenge, die
durch die Meßblende 21 fließt nicht weiter an. Da
durch steigt auch der Druckabfall an der Meßblende
21 nicht weiter an, das heißt, die Druckdifferenz
zwischen dem im ersten Druckraum 13 gegebenen Druck
p0 und dem links von der Meßblende 21 gegebenen
Druck p1 im Durchlaß 19 erreicht einen nahezu kon
stanten Wert.
Auf diese Weise entsteht eine Druckwaage, die im
Zusammenwirken mit der Schraubenfeder 17 den maxi
malen Volumenstrom der Pumpe 1 begrenzt.
Durch die Ausgestaltung des Fortsatzes 91 des Vor
sprungs 41, der in die Meßblende 21 hineinragt,
läßt sich die Fläche der resultierenden Meßblende
21 in Abhängigkeit des Öffnungshubes des Stromre
gelkolbens 15 und damit die Abregelmenge variieren.
Es können somit ansteigende und abfallende Volumen
stromkennlinien mit unterschiedlichem Verlauf er
zeugt werden.
Für die reine Stromregelfunktion des Stromregelven
tils 5 ist wesentlich, daß das Druckbegrenzungsven
til 7 geschlossen ist. Es fließt also in diesem
Funktionsbereich kein Öl über die Fluidverbindung
49 über das Druckbegrenzungsventil 7 ab. Der Druck
p2 im zweiten Druckraum 29 entspricht im statio
nären Zustand dem Druck p1 im dritten Druckraum 35.
Die zweite Blende 47 erzeugt dann keine Druckdiffe
renz zwischen dem zweiten Druckraum 29 und dem
dritten Druckraum 35. Im dynamischen Fall, wenn
also der Steuerkolben Regelbewegungen durchführt,
wirkt die zweite Blende 47 als Dämpfungselement und
beeinflußt so das Schwingungsverhalten des Stromre
gelkolbens 15.
Im folgenden wird auf die Druckbegrenzungsfunktion
des Stromregelventils 5 näher eingegangen:
Steigt der Betriebsdruck über den von dem Druckbe grenzungsventil 7 festgelegten Wert, beispielsweise bei einem Blockieren der zum Verbraucher führenden Leitung, öffnet das Druckbegrenzungsventil 7. Das heißt, der Ventilkörper 55 wird gegen die Kraft der Schraubenfeder 53 nach links (siehe Fig. 1) bezie hungsweise bei der Darstellung nach Fig. 3a nach unten verlagert. Dadurch wird eine Verbindung zum Tank 93 freigegeben, es kann also Hydrauliköl von dem zweiten Druckraum 29 über die Fluidverbindung 49 (siehe Fig. 1) zum Tank abströmen. Bei der Dar stellung gemäß Fig. 3a kann von der Pumpeneinheit 57 gefördertes Hydrauliköl über die Meßblende 21, die Leitung L2, die Leitung L6, die zweite Blende 47 und die Leitung L7 (die der Fluidverbindung 49 entspricht) über das geöffnete Druckbegrenzungs ventil 7 zum Tank 93 abströmen. Die zweite Blende 47 weist einen sehr viel kleineren Durchlaßquer schnitt als die Meßblende 21 auf. Es entsteht hier also eine größere Druckdifferenz (p1-p2). Aufgrund der Wirkung der Blenden stellt sich an der linken Kreisringfläche 31 ein geringerer Druck ein als an der linken Ringfläche 45 und als an der rechten Stirnfläche 43. Der von der Pumpeneinheit 57 be reitgestellte Druck p0, der sogenannte Systemdruck, steigt solange an, bis aufgrund des durch das Druckbegrenzungsventil 7 abfließenden Volumenstroms der Druckabfall an der Blende 47 so groß ist, daß die Druckwaage, also das Kräfteverhältnis der auf die linke und rechte Seite des Stromregelkolbens 15 wirkenden Kräfte, den Stromregelkolben 15 nach links verschiebt und der Volumenstrom vom ersten Druckraum 13 unmittelbar über die Abströmbohrung 97 zum Saugbereich 81 der Pumpeneinheit 57 geführt wird.
Steigt der Betriebsdruck über den von dem Druckbe grenzungsventil 7 festgelegten Wert, beispielsweise bei einem Blockieren der zum Verbraucher führenden Leitung, öffnet das Druckbegrenzungsventil 7. Das heißt, der Ventilkörper 55 wird gegen die Kraft der Schraubenfeder 53 nach links (siehe Fig. 1) bezie hungsweise bei der Darstellung nach Fig. 3a nach unten verlagert. Dadurch wird eine Verbindung zum Tank 93 freigegeben, es kann also Hydrauliköl von dem zweiten Druckraum 29 über die Fluidverbindung 49 (siehe Fig. 1) zum Tank abströmen. Bei der Dar stellung gemäß Fig. 3a kann von der Pumpeneinheit 57 gefördertes Hydrauliköl über die Meßblende 21, die Leitung L2, die Leitung L6, die zweite Blende 47 und die Leitung L7 (die der Fluidverbindung 49 entspricht) über das geöffnete Druckbegrenzungs ventil 7 zum Tank 93 abströmen. Die zweite Blende 47 weist einen sehr viel kleineren Durchlaßquer schnitt als die Meßblende 21 auf. Es entsteht hier also eine größere Druckdifferenz (p1-p2). Aufgrund der Wirkung der Blenden stellt sich an der linken Kreisringfläche 31 ein geringerer Druck ein als an der linken Ringfläche 45 und als an der rechten Stirnfläche 43. Der von der Pumpeneinheit 57 be reitgestellte Druck p0, der sogenannte Systemdruck, steigt solange an, bis aufgrund des durch das Druckbegrenzungsventil 7 abfließenden Volumenstroms der Druckabfall an der Blende 47 so groß ist, daß die Druckwaage, also das Kräfteverhältnis der auf die linke und rechte Seite des Stromregelkolbens 15 wirkenden Kräfte, den Stromregelkolben 15 nach links verschiebt und der Volumenstrom vom ersten Druckraum 13 unmittelbar über die Abströmbohrung 97 zum Saugbereich 81 der Pumpeneinheit 57 geführt wird.
Es zeigt sich also, daß aufgrund der geteilten
Druckrückführungsfläche des Stromregelkolbens 15,
die sich aus der Kreisringfläche 31 und der Ring
fläche 45 zusammensetzt, das vom geregelten Ölstrom
durch den Kolben 15 durchströmte Stromregelventil 5
auch eine Druckbegrenzungsfunktion innehat. Durch
das Druckbegrenzungsventil 7 muß nur eine ver
gleichsweise geringe Ölmenge über die zweite Blende
47 abfließen. Die dadurch erzielte Druckdifferenz
verschiebt den Stromregelkolben 15 beziehungsweise
öffnet eine Verbindung zwischen dem ersten Druck
raum 13 und der Abströmbohrung 97; diese Kurz
schlußverbindung ist in Fig. 3a mit der Leitung L4
angedeutet. Über den Stromregelkolben 15 kann in
dieser Funktionsstellung eine große Abregelmenge
abfließen, so daß der Systemdruck p0 nicht weiter
ansteigen kann.
Nach allem wird deutlich, daß die Pumpe 1 relativ
einfach und kompakt aufgebaut ist. Es ist möglich,
den Stromregelkolben 15 parallel zur Welle 59 anzu
ordnen und den Druckauslaß 23 auf der Seite des
Wellenstummels 27 vorzusehen. Das Stromregelventil
5 wird geradlinig durch den von der Pumpe 1 bereit
gestellten Volumenstrom durchströmt, so daß sich
kurze Strömungswege einstellen. Dies wird dadurch
möglich, daß die Meßblende 21 in den Steuerkolben
15 integriert ist, so daß der Hauptvolumenstrom Q
durch den Stromregelkolben 15 geführt werden kann.
Darüber hinaus läßt sich mit dem Stromregelventil 5
mit Hilfe der Kreisringfläche 31 ein als Pilotven
tilstufe wirkendes Druckbegrenzungsventil realisie
ren. Dabei ist es möglich, die Fluidverbindung zwi
schen dem Druckauslaß der Pumpeneinheit 57, nämlich
dem vierten Druckraum 83 und dem ersten Druckraum
13 über Bohrungen 85 und 87 zu führen, die voll
ständig im Inneren des Gehäuses 3 liegen. Auch dies
führt zu einem sehr einfachen und kompakten Aufbau
der Pumpe 1.
Fig. 3b zeigt ein Blockschaltbild eines Getriebes
100, das vorzugsweise als Automatik-Getriebe ausge
bildet ist. Gestrichelt dargestellt ist ein Gehäuse
101 des Getriebes 100, wobei das Gehäuse 101 die
Pumpe 1 und die Ventilanordnung 2 aufnimmt. Weiter
hin ist im Gehäuse 101 eine Steuerung 102 angeord
net, die zur Steuerung eines Verbrauchers V, insbe
sondere eines Drehzahl/Drehmoment-Wandlers 103
dient. Die Steuerung 102 ist am Druckanschluß 23
der Ventilanordnung 2 über eine Leitung L ange
schlossen, so daß der Hauptvolumenstrom Q über die
Steuerung 102 zum Wandler 103 entsprechend dem Be
triebszustand der Steuerung 102 weitergeleitet wer
den kann. Insbesondere ist vorgesehen, daß die
Pumpe 1 und die Ventilanordnung 2 an einem Flansch
104 befestigt sind, der ein Gehäuseteil für die
Steuerung 102 bilden kann, wie dies in Fig. 4 dar
gestellt ist. Es ist jedoch auch möglich, daß die
Pumpe 1 beziehungsweise die Ventilanordnung 2 über
Leitungen im Getriebegehäuse 101 beziehungsweise
über Rohrleitungen mit der Steuerung 102 verbunden
ist. Gleiche Teile wie in den Fig. 1 bis 3b sind
in Fig. 4 mit denselben Bezugszeichen gekennzeich
net, insofern wird im folgenden lediglich auf Un
terschiede eingegangen.
Am Druckanschluß 23 ist eine Kopplungseinrichtung
105 vorgesehen, die als kreiszylindrischer Stecker
106 ausgebildet sein kann. Der Stecker 106 greift
in eine Steckeraufnahme 107 ein, die im Flansch 104
vorgesehen ist. Die Steckeraufnahme 107 ist eben
falls kreiszylindrisch ausgebildet und weist einen
Innendurchmesser auf, der etwas größer als der
Außendurchmesser des Steckers 106 ist. In die Man
telfläche des Steckers 106 ist eine umlaufende Nut
eingebracht, in der eine Dichtung 108 liegt, so daß
ein aus dem Druckanschluß 23 ausströmendes Ar
beitsmedium nicht über die Steckeraufnahme 107 ab
fließen kann. Selbstverständlich kann eine Dichtung
auch an der Innenwandung der Steckeraufnahme 107
vorgesehen sein. Die Kopplungseinrichtung 105 be
ziehungsweise der Stecker 106 sind hohl ausgebil
det, so daß ein Versorgungskanal 109 realisiert
ist, der in einem Kanal 110 mündet, der zur Steue
rung 102 des Getriebes 100 führt.
Das Gehäuse 3 der Pumpe 1 weist außerdem einen
Fortsatz 111 mit einem Paßsitz 111' auf, der von
der Welle 59 für die Pumpeneinheit 57 durchgriffen
wird. Der Fortsatz 111 und der Paßsitz 111' sind
vorzugsweise kreiszylindrisch realisiert und durch
greifen einen entsprechend im Querschnitt ausgebil
deten Durchbruch 112 im Flansch 104. Mit dem Fort
satz 111 und der Kopplungseinrichtung 105 ist eine
genaue Positionierung der Pumpe 1 beziehungsweise
der Ventilanordnung 2 bezüglich des Flansches 104
realisiert. Es ist außerdem eine Verdrehsicherung
gebildet.
Dadurch, daß die Ventileinrichtung 2 der Pumpe un
mittelbar benachbart zugeordnet ist, ergeben sich
kurze Leitungsabschnitte zwischen dem Druckbereich
83 (Fig. 2a) und dem ersten Druckraum 13 der Ven
tilanordnung 2. Außerdem ist auch die Abströmboh
rung 97 relativ kurz realisiert, so daß in die Ab
strömbohrung 97 einschießendes Hydrauliköl zur Auf
ladung der Pumpe 1 besser eingesetzt werden kann.
Außerdem ergeben sich durch die kurzen Leitungen
zwischen Pumpe 1 und Ventilanordnung 2 geringe
hydraulische Widerstände, so daß hohe Volumenströme
verlustarm zum Aufladen der Pumpe 1 herangezogen
werden können.
Anstelle der Ventilanordnung 2 kann beispielsweise
der Pumpe 1 ein separates Stromregelventil zur Vo
lumenstrombegrenzung zugeordnet sein. Zusätzlich
oder alternativ kann außerdem ein Druckbegrenzungs
beziehungsweise Sicherheitsventil und/oder zur
Druckmodulation des Hauptvolumenstromes Q ein soge
nannter Hauptdruckschieber eingesetzt sein. Ent
scheidend ist, daß - unabhängig von den verwendeten
Ventilarten - kurze Leitungswege zwischen Pumpe und
Ventil beziehungsweise Ventilanordnung bereitge
stellt werden, so daß hohe Volumenströme verlustarm
bereitgestellt und abfließendes Öl in der Abström
bohrung 97 besser zur Aufladung der Pumpe 1 einge
setzt werden können.
Die Pumpe 1 ist insbesondere für Anwendungen in ei
nem Getriebe als Flügelzellen- oder Rollenzellen
pumpe ausgebildet. Derartige Pumpen sind allgemein
bekannt, so daß auf bekannte Teile hier nicht näher
eingegangen werden soll.
Die Pumpe 1 weist einen Hubring 71 auf, in dessen
Inneren ein Rotor 65 (Fig. 2a) eingesetzt ist. Der
Rotor nimmt die Flügel bei Flügelzellenpumpen und
die Rollen bei Rollenzellenpumpen auf, die an der
Innenseite 113 des Hubrings 71 entlanggleiten. Den
Seitenflächen des Hubrings 71 können sogenannte
Druckplatten zugeordnet sein, so daß eine Pumpen
kammer 114 gebildet ist. In den Druckplatten können
an sich bekannte Saugtaschen eingebracht sein,
durch die bei drehendem Rotor aus einem Tank über
einen Saugkanal das Arbeitsmedium angesaugt werden
kann.
Im Hubring 71 sind zwei sich gegenüberliegende
Ausnehmungen 115 ausgebildet, die einer Saugtasche
und damit dem Saugbereich der Pumpe zugeordnet
sind. Durch die Ausnehmungen 115 wird der jeweilige
Saugkanal im Querschnitt vergrößert, so daß die an
sich bekannte Injektorwirkung der Pumpe verbessert
wird. Überdies wird mit den Ausnehmungen 115 der
Ansaugwiderstand der Pumpe verringert. Außerdem ist
bei Getriebepumpen relativ viel Luft im Arbeitsme
dium, wobei durch den erweiterten Querschnitt der
Ansaugkanäle dennoch genügend Öl beziehungsweise
die notwendige Menge an Arbeitsmedium gefördert
werden kann.
Vorzugsweise weist jede Seitenfläche 116 bezie
hungsweise 117 des Hubrings 71 (Fig. 6) bei dop
pelhubigen Pumpen jeweils zwei Ausnehmungen 115
auf, wobei in Fig. 6 durch die Lage der Schnittli
nie lediglich die unteren Ausnehmungen 115 darge
stellt sind. Jede Ausnehmung 115 ist bezüglich ih
rer zugeordneten Seitenfläche 116 beziehungsweise
117 randoffen ausgebildet und weist einen Grund 118
sowie seitliche Begrenzungswände 119 auf.
Gemäß Fig. 7 weisen die Ausnehmungen 115 einen
Übergang 120 und 121 zwischen dem Grund 118 und den
seitlichen Begrenzungswänden 119 auf. Es hat sich
als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der
Übergang 120 im sogenannten Großkreisbereich 122
des Hubrings 71 eine Abrundung 123 aufweist, deren
Radius R1 im Bereich zwischen 0,6 mm und 0,8 mm
liegt. Als besonders vorteilhaft hat sich herausge
stellt, wenn der Radius 0,7 mm beträgt, bei dem die
Kerbwirkung im Übergang 120 gering ist. Ausgehend
von der Begrenzungswand 119 schließt sich die Ab
rundung 123 an, an die sich ein Bereich B an
schließt, der zum Grund 118 hin abfällt. Insbeson
dere ist vorgesehen, daß im Bereich B ebenfalls
eine Abrundung vorgesehen ist, deren Radius R2 etwa
17 mm betragen kann. An den Bereich B schließt sich
der Grund 118 der Ausnehmung 115 an. Es kann also
vorgesehen sein, daß - ausgehend vom Grund 118 in
Richtung einer Begrenzungswand 119 - zwei Abschnitte
vorliegen, wobei der erste Abschnitt A kontinuier
lich über einen Bereich B leicht ansteigt, um dann
in einem zweiten Abschnitt in die Abrundung 123 mit
dem Radius R1 überzugehen, die dann in die Begren
zungswand 119 im Übergang 120 übergeht. Es kann
vorgesehen sein, daß der Abschnitt A im Bereich B
einen Radius R2 aufweist oder gerade ansteigt.
Der andere Übergang 121 zwischen Begrenzungswand
119 und Grund 118 weist in bevorzugter Ausführungs
form einen Radius R3 auf, der vorzugsweise 1 mm be
trägt. Dieser Übergang 121 liegt im sogenannten
Kleinkreisbereich 124 des Hubringes 71.
Claims (34)
1. Ventilanordnung (2) mit einem Druckbegrenzungs
ventil (7) und mit einem Stromregelventil (5), das
einen mindestens einen ersten hydraulischen Wider
stand (21') aufweisenden Stromregelkolben (15) um
faßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregel
kolben (15) des Stromregelventils (5) eine geteilte
Druckrückführungsfläche aufweist und daß eine erste
Teilfläche (Ringfläche (45)) der Druckrückführungs
fläche mit einem Druck p1 und eine zweite Teilflä
che (Kreisringfläche (31)) der Druckrückführungs
fläche mit einem Druck p2 beaufschlagbar ist.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Teilflächen (Kreisringfläche
(31), Ringfläche (45)) durch einen zweiten hydrau
lischen Widerstand (47') voneinander getrennt sind.
3. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
hydraulische Widerstand (21') durch eine Meßblende
(21) und der zweite hydraulische Widerstand (47')
durch eine Blende (47) gebildet werden.
4. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
hydraulische Widerstand (47') dem ersten hydrauli
schen Widerstand (21') nachgeordnet ist und daß die
hydraulischen Widerstände (21',47') in den Stromre
gelkolben (15) integriert sind.
5. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
hydraulische Widerstand (21') und/oder der zweite
hydraulische Widerstand (47') in einem Gehäuse (3)
ausgebildet sind.
6. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strö
mungsquerschnitt des zweiten hydraulischen Wider
stands (47') kleiner, vorzugsweise wesentlich klei
ner ist als der Strömungsquerschnitt des ersten
hydraulischen Widerstands (21').
7. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einem Druck
begrenzungsventil (7) die hydraulischen Widerstände
(21', 47') vorgeordnet sind, und daß eine zum Druck
begrenzungsventil (7) führende Fluidverbindung (49)
vorzugsweise nach dem zweiten hydraulischen Wider
stand (47') angeordnet ist, so daß das Druck
begrenzungsventil (7) und die Kreisringfläche (31)
mit demselben oder nahezu demselben Druck beauf
schlagt werden.
8. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventila
nordnung (2) einer eine Pumpeneinheit (57) aufwei
sende Pumpe (1) nachgeschaltet ist, so daß an den
Druckanschluß (23) der Ventilanordnung (2) ein Ver
braucher anschließbar ist, der mit dem Druck p1 be
aufschlagbar ist.
9. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil
anordnung (2) und die Pumpe (1) in einem gemeinsa
men Gehäuse (3) untergebracht sind.
10. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromre
gelventil (5) im wesentlichen parallel zu einer die
Pumpeneinheit (57) antreibenden Welle (59) angeord
net ist.
11. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckan
schluß (23) auf der Seite des Gehäuses (3) angeord
net ist, an der die Welle (59) mit einem Antriebs
moment beaufschlagbar ist.
12. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrau
lische Verbindung zwischen der Pumpeneinheit (57)
und dem Stromregelkolben (15) durch mindestens eine
Bohrung (85, 87) erfolgt, die vollständig im Inne
ren der Pumpe (1) verläuft.
13. Ventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bohrung (85) vom vierten
Druckraum (83) aus in das Gehäuse (3) eingebracht
ist, und daß die Bohrung (87) vom ersten Druckraum
(13) aus in das Gehäuse (3) eingebracht ist.
14. Ventilanordnung nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bohrungen (85, 87) im wesent
lichen parallel zueinander verlaufen.
15. Ventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bohrungen (85, 87) in einem
stumpfen Winkel zueinander verlaufen.
16. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen
variablen Außendurchmesser aufweisender Fortsatz
vorgesehen ist, der die Meßblende (21) durchdringt.
17. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe
der Teilflächen (Kreisfläche (31), Ringfläche (45))
gleich groß ist wie eine am Stromregelkolben (15)
ausgebildete Stirnfläche (43).
18. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilflächen
(Kreisfläche (31), Ringfläche (45)) zusammen klei
ner oder größer sind als die am Stromregelkolben
(15) ausgebildete Stirnfläche (43).
19. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckanschluß
(23) eine Kopplungseinrichtung (105) zugeordnet
ist, mit der die Ventilanordnung (2) beziehungs
weise die Pumpe (1) in einem Getriebe (100) an eine
Steuerung (102) des Getriebes (100) ankoppelbar
ist, und daß die Steuerung (102) über den Druck
anschluß (23) mit einem Arbeitsmedium beaufschlag
bar ist.
20. Ventilanordnung nach Anspruch 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung (105)
als Stecker (106) ausgebildet ist, der in eine am
Getriebe (100) vorgesehene Steckeraufnahme (107)
eingreift.
21. Ventilanordnung nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß der die Kopplungseinrichtung
(105) bildende Stecker (106) und die Steckerauf
nahme (107) kreiszylindrisch realisiert sind.
22. Ventilanordnung nach Anspruch 21, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Mantelfläche des kreiszylin
drischen Steckers (106) und/oder die Innenwandung
der Steckeraufnahme (107) eine umlaufende Dichtung
(108) aufweist/aufweisen.
23. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 19 bis
22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsein
richtung (105) als Verdrehsicherung dient.
24. Pumpe für ein Getriebe in einem Kraftfahrzeug,
insbesondere Automatik-Getriebe, wobei die Pumpe,
eine Getriebesteuerung, ein Verbraucher und ein
Ventil zur Volumenstrombegrenzung und/oder Druckbe
grenzung und/oder Druckmodulation des Systemdrucks
des Arbeitsmediums des Getriebes in einem Getriebe
gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil der Pumpe (1) zugeordnet, insbeson
dere in das Gehäuse (3) der Pumpe (1) integriert
ist.
25. Pumpe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil eine Ventilanordnung (2) nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22 ist.
26. Pumpe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil ein Hauptdruckschieber ist.
27. Pumpe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (1) eine Flügelzellen- oder Rollen
zellenpumpe ist, die zumindest einhubig ausgebildet
ist und die einen Hubring (71) aufweist, der die
Aus- und Einfahrbewegung der Flügel beziehungsweise
Rollen beeinflußt, wobei der Hubring (71) zumindest
eine einem Saugkanal der Pumpe (1) benachbart zuge
ordnete Ausnehmung (115) aufweist, die den Quer
schnitt des Ansaugkanals erweitert.
28. Pumpe nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (115) randoffen realisiert ist
und in einer Seitenfläche (116, 117) des Hubrings
(71) mündet, und mit ihrer offenen Seite einer
Saugtasche benachbart gegenüberliegt.
29. Pumpe nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ausnehmung (115) zumindest an ei
nem Übergang (120, 121) zwischen ihrem Grund (118)
und ihren seitlichen Begrenzungswänden (119) eine
Abrundung (123) aufweist.
30. Pumpe nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß der zumindest eine Übergang (120) im Großkreis
(122) des Hubrings (71) liegt.
31. Pumpe nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß - ausgehend vom Grund (118) in Rich
tung zur seitlichen Begrenzungswand (119) - ein er
ster Abschnitt (A) der Ausnehmung (115) kontinuier
lich über einen Bereich (B) leicht ansteigt, um
dann in eine Abrundung (123) mit einem Radius (R1)
in die Begrenzungswand (119) überzugehen.
32. Pumpe nach Anspruch 29, 30 oder 31, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abrundung (123) einen Radius
(R1) aufweist, der zwischen 0,6 mm und 0,8 mm
liegt.
33. Pumpe nach Anspruch 29, 30 oder 31, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abrundung (123) einen Radius
(R1) aufweist, der 0,7 mm beträgt.
34. Verwendung einer Ventilanordnung nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23 bei einer
Pumpe, insbesondere nach einem der Ansprüche 24 bis
33.
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