DE19933470A1

DE19933470A1 - Vorrichtung zur Verbesserung der Befüllung und der Regelbarkeit von rotierenden Druckräumen

Info

Publication number: DE19933470A1
Application number: DE19933470A
Authority: DE
Inventors: Anton Locher
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-01-18

Abstract

Die Vorrichtung zur Verbesserung der Befüllung und der Regelbarkeit von rotierenden Druckräumen mit einem Druckmedium, insbesondere von rotierenden Bauteilen in Automatgetrieben von Kraftfahrzeugen mit Hydrauliköl, besteht darin, daß der Druckraum mit einem Luftabscheidekanal versehen ist, dessen Einlaßöffnung am Innendurchmesser des rotierenden Druckraumes oder am Innendurchmesser des rotierenden Teils der Zuführung angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Befüllung und der Regelbarkeit von rotierenden Druckräumen mit einem Druckmedium, insbesondere von rotierenden Bauteilen in Automatgetrieben von Kraft fahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE-A 38 30 829 der Anmelderin ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ent lüften von hydraulisch betätigbaren Bremsen, insbesondere für Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen, bekannt. Diese Anmeldung geht davon aus, daß Kupplungsräume und Zuführka näle hydraulisch schaltbarer Bremsen in nicht geschaltetem Zustand wenigstens teilweise leerlaufen. Bei einem Schalt vorgang werden die Zuführkanäle und Kupplungsräume der Bremsen schlagartig mit Öl befüllt, wobei die im Kupplungs raum befindliche Luft komprimiert wird. Die dadurch ent standenen Lufteinschlüsse werden mit ansteigendem Druck während des Schaltvorganges durch ein spezielles Entlüf tungsventil abgebaut.

Die Lufteinschlüsse in den Kupplungsräumen und in ih ren Zuführkanälen weisen prinzipiell den Nachteil auf, daß Streuungen im Druckaufbau verursacht werden, welche zu ei nem nicht einwandfreien Schaltvorgang der Kupplung bzw. der Bremse führen. Insbesondere bei Kupplungen bzw. Bremsen, deren Druck in geschaltetem Zustand geregelt wird, kann die Regelbarkeit durch die Lufteinschlüsse aufgrund der hohen Kompressibilität der Luft stark beeinträchtigt werden.

Die Veränderungen der Druckverläufe, welche den Schaltkomfort beeinträchtigen, entstehen durch Überlagerun gen der Dämpfungseigenschaften von Volumendämpfer und Kom pressibilität von Lufteinschlüssen. Bei einer Rotation der Kupplung nimmt die Öl-Luft-Emulsion, die durch im zugeführ ten Drucköl enthaltene kleine Luftbläschen entsteht, bei Einströmen in den Kupplungsraum die Rotationsbewegung auf. Die in der rotierenden Emulsion enthaltene Luft zentrifu giert teilweise oder vollständig aus und sammelt sich am Innendurchmesser des Kupplungsraumes.

Es hat sich nun herausgestellt, daß nicht nur bei hy draulisch betätigbaren Kupplungen, sondern ganz allgemein bei nicht entlüfteten rotierenden Druckräumen, z. B. neben den bekannten Kupplungen auch Kegelscheiben-Variatoren für stufenlose Automatgetriebe, oder hydrodynamische Drehmo mentwandler, die im Zusammenhang mit Automatgetrieben für Kraftfahrzeugen Verwendung finden, die mit dem Druckmedium beaufschlagt sind, welches zeitweilig oder ständig Luftan teile enthält, Emulsionen bzw. Dispersionen gebildet wer den, so daß sich am Innendurchmesser des Druckraumes über der Betriebszeit Lufteinschlüsse ausbilden. Die rotierenden Druckräume wirken dabei als Zentrifugalseparatoren, die diese Medien, d. h. Drucköl und Luft, entmischen, so daß der Luftanteil von außen nach innen zunimmt. Für ein Öl- Luft-Gemisch bedeutet dies beispielsweise, daß sich die Luftanteile im rotierenden Druckraum in Richtung des Innen durchmessers bewegen und dort ansammeln.

Ist der Druck im Druckraum geregelt, so wirkt die Kom pressibilität der sich vergrößernden Lufteinschlüsse als zunehmende Störgröße, die die Regelbarkeit erschwert und die letzlich durch die Regelung nicht mehr beherrschbar ist, so daß sogar Schäden an den betroffenen Bauteilen ver ursacht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Funk tionsbeeinträchtigungen und Schäden an rotierenden Druck räumen durch die Ansammlung von Luftanteilen im rotierenden Druckraum zu vermeiden.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß wird also die lang andauernde Bildung an Lufteinschlüssen vollständig dadurch vermieden, daß die rotierenden Druckräume am Innendurchmesser des rotierenden Druckraumes oder am Innendurchmesser des rotierenden Teiles der Zuführung ständig oder zeitweise gespült werden. Durch den Spülvorgang wird die Öl-Luft-Dispersion, die einen ho hen Luftanteil enthält, gezielt aus dem Druckraum abge führt. Die Spülung bzw. Luftabscheidung kann dabei kontinu ierlich, beispielsweise mittels Blenden, Nuten, Bohrungen etc., oder gesteuert, beispielsweise mittels eines ansteu erbaren elektromagnetischen Ventils, eines drehzahlgesteu erten Ventils oder eines druckgesteuerten Ventils, durchge führt werden.

Für eine kontinuierliche Luftabscheidung des rotieren den Druckraumes am Innendurchmesser kann der Luftabscheide kanal einen vorgegebenen Durchmesser über seine gesamte Länge aufweisen und dadurch eine definierte Drosselwirkung erzielen; der gleiche Effekt wird erreicht, wenn in den Luftabscheidekanal eine Blende mit einer definierten Blen denöffnung eingesetzt ist, wobei diese Blende dann als Drosseleinrichtung wirkt. Auf diese Weise wird eine Luft abscheidung des rotierenden Druckraumes ohne nennenswerte Ölleckage und ohne zu großen Druckabfall ermöglicht, die Funktionalität der Getriebebaugruppen mit rotierenden Druckräumen also nicht beeinträchtigt.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird also insbe sondere die Regelbarkeit von rotierenden Druckräumen, bei spielsweise Kegelscheiben-Variatoren von CVT-Getrieben oder hydrodynamische Drehmomentwandler, wie sie in Automatge trieben von Kraftfahrzeugen Verwendung finden, erheblich verbessert, da die mit dem Drucköl in die rotierenden Druckräume eingebrachten Luftbläschen, die im Drucköl emul giert sind und die durch die Rotation des Druckraumes aus zentrifugieren und aufgrund des Dichteunterschiedes zu dem Drucköl am inneren Durchmesser des rotierenden Druckraums allmählich zu größeren Luftblasen agglomerieren, über den Luftabscheidekanal abgeführt werden, der, je nach Bedarf, eine kontinuierliche oder eine gesteuerte Luftabscheidung ermöglicht. Das erfindungsgemäße Verfahren verbessert selbstverständlich auch die Ansteuerbarkeit eines rotieren den Druckraumes, der im funktionsmäßig abgeschalteten Zu stand mit Öl vorbefüllt wird, da der Druckraum dann im vor befüllten Zustand ständig gespült wird.

Eine Einlaßöffnung dieses Luftabscheidekanals ist da bei am Innendurchmesser des rotierenden Druckraumes ange ordnet oder am Innendurchmesser des rotierenden Teils der Zuführung während seine Auslaßöffnung in einem Entlüftungs raum mündet.

Claims

1. Vorrichtung zur Verbesserung der Befüllung von ro tierenden Druckräumen mit einem Druckmedium, insbesondere von rotierenden Bauteilen in Automatgetrieben von Kraft fahrzeugen, wie Kupplungen, Variatoren und hydrodynamischen Wandlern, mit Hydrauliköl, wobei die rotierenden Druckräume mit einer Zufuhrleitung für das Druckmedium versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der rotieren de Druckraum mit einem Luftabscheidekanal versehen ist, dessen Einlaßöffnung am Innendurchmesser des rotierenden Druckraumes oder am Innendurchmesser des rotierenden Teils der Zuführung angeordnet ist und dessen Auslaßöffnung in einem Entlüftungsraum mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Luftabscheidekanal zur Erzielung einer kontinuierlichen Luftabscheidung einen vor gegebenen Durchmesser über seine gesamte Länge aufweist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Luftabscheideka nal eine Blende eingesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß in den Luftabscheidekanal zur Erzielung einer gesteuerten Luftabscheidung ein Ventil eingesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ventil steuerbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ventil drehzahlsteuer bar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ventil drucksteuerbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ventil temperatursteu erbar ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil elektromagnetisch steuerbar ist.