DE3906477A1 - Gesteuerter pumpenkreislauf fuer automatikgetriebe mit mehreren durckaufbauenden pumpen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Herstel­ lung mehrerer geregelter Kreislaufdruckniveaus in einem Steuersystem.

Konventionelle automatische Getriebe für Automobile ver­ wenden normalerweise eine einzige Druckquelle in Form einer motorgetriebenen Pumpe. Die Pumpe entwickelt einen Kreislaufdruck, der durch das Steuerventilsystem des Auto­ matikgetriebes zur Aufrechterhaltung des Steuerventil­ kreislaufdruckes eingesetzt wird. Ein typisches derartiges Automatik-Steuerventilsystem mit einer motorangetriebenen Pumpe ist aus den US-Patentschriften 33 09 939 und 34 46 098, die dem Anmelder dieser Erfindung übertragen wurden, bekanntgeworden.

Teile des Steuerventilsystems konventioneller Automatikge­ triebe erfordern hohen Druck und andere Teile niedrigere Drücke. Bspw. muß der Kreislaufdruck für die Energiever­ sorgung der Kupplungs-und Bremshilfseinrichtungen in einem Automatik-Getriebe hoch sein, insbesondere wenn das durch das Getriebe übertragene Drehmoment hoch ist. Andererseits benötigen die Schmierstellen im Getriebe und der hydroki­ netische Drehmomentwandler niedrigeren Druck. Bei Einsatz einer einzigen Pumpe muß diese mit höchstem Druck für die Aufrechterhaltung des notwendigen Druckniveaus für Kupp­ lung und Bremsen arbeiten. Also arbeitet die Pumpe mit maximaler Druckdifferenz bei allen Motordrehzahlen. Das heißt, daß ihr Druckunterschied ausreichend hoch für die Erfordernisse des Kreislaufteils mit den höchsten Drucker­ fordernissen sein muß. Dadurch wird die Übertragungseffi­ zienz verringert, weil der maximale Druck auch dann auf­ rechterhalten werden muß, wenn der benötigte Fluß bei einem Einzeldruck nur ein kleiner Teil des Gesamtflusses sein müßte.

Bei einem stufenlos variablen Getriebe, das einstellbare Scheiben und Antriebsketten oder -Riemen verwendet, wird hoher Druck benötigt, um eine ausreichende Anpreßkraft auf die Scheiben aufrechtzuerhalten, während die anderen Kompo­ nenten des Kreislaufs niedrigere Drücke erfordern. Die in einem derartigen stufenlos variablen Getriebe benötigte Pumpenleistung ist, wie bei allen Getrieben, gleich Druck mal Volumendurchflußrate. Also muß eine einzige fest ein­ gestellte Verdrängerpumpe mehr Leistung vom Motor aufneh­ men, als anderweitig nötig wäre. Das gleiche gilt für eine variable Verdrängerpumpe in dieser Umgebung, weil der gesamte Fluß von der Pumpe unter Maximaldruck steht.

Ein Beispiel eines stufenlos variablen Getriebes mit einer Pumpe, die den Druck an die Kupplungsverstärker, an den Verhältnissteuerungsverstärker an verschiedene Elemente des Steuerventilsystems abgibt, ist aus der US-Patent­ schrift 31 15 049 zu sehen. Das Patent wurde auch auf den Anmelder dieser Erfindung übetragen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des vorstehend beschriebenen Standes der Technik zu vermeiden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ventilanord­ nung gelöst, die:
mehrere Verdrängerpumpen, wobei eine erste Pumpe dazu eingerichtet ist, mit einem Steuersystemteil hohen Druck­ niveaus verbunden zu werden;
eine erste Ventilsteuereinrichtung zwischen einem Steuer­ systemteil, das eine zweite und eine dritte Pumpe enthält und einen Steuersystemteil mit niedrigem Druckniveau;
ein erstes Rückschlagventil zwischen der zweiten Pumpe und dem Hochdruckteil und ein zweites Rückschlagventil zwischen der dritten Pumpe und dem Hochdruckteil;
wobei die erste Ventilsteuereinrichtung dazu ausgelegt ist, selektiv die Verbindung zwischen der zweiten und dritten Pumpe und den Niederdruckteilen dann herzustellen, wenn sich das Druckerfordernis des Hochdruckteils verrin­ gert; und die zweite Ventilsteuereinrichtung zwischen der Hoch- und Niederdruckseite der Pumpen entsprechend dem Druck in dem Niederdruckteil selektiv die zweite und drit­ te Pumpe mit ihren Ansaugseiten verbindet, wenn die Fluß­ erfordernisse der Hoch- und Niederdruckteile absinken, aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das heißt, die zum Antrieb der Pumpe notwendige Energie wird minimiert, indem das Steuersystem in einige unabhän­ gig betreibbare Pumpen aufgeteilt wird. Jede Pumpe kann daher einen Druckunterschied entwickeln, der sich von dem der Begleitpumpe benötigten Druckunterschied unterschei­ det. Die Pumpen können getrennte Pumpen mit fester oder variabler Verdrängung sein und im Verbund oder voneinander unabhängig betrieben werden. Einige externe Zahnradpumpen können um ein handelsübliches gemeinsames Antriebszahnrad, das vom Motor angetrieben wird, gruppiert sein. Alternativ dazu kann eine einzelne Pumpe, wie eine Flügel- (Gerotor-) oder Kolbenpumpe (slipper pump), mit mehreren Einlaß- und mehreren Auslaßöffnungen eingesetzt werden, wobei die Auslaßöffnungen gleichzeitig unter verschiedene Drücke gesetzt werden.

Die Erfindung umfaßt mehrere Pumpen (bspw. drei unabhängig voneinander betreibbare Pumpen), die vom Fahrzeugmotor betrieben werden. Wenn drei Pumpen eingesetzt werden, werden zwei getrennt voneinander betreibbare Regulierven­ tile entsprechend einem Drehmomentsignal in Kombination mit einem Steuerventil, das für Arbeiten bei konstantem geregelten Druck oder bei einem drehmomentabhängigen Druck ausgelegt ist, eingesetzt. Drei Druckleitungen mit jeweils einem unabhängigen Höchstdruck werden durch die Ventilan­ ordnung versorgt. Dann, wenn zusätzlicher Druck benötigt wird, trägt jede Pumpe zum Druckaufbau bei, der vom Hoch­ druckkreislauf verlangt wird. Wenn der Druck für den Kreislauf abfällt, wird der zusätzliche Druck dem Mittel­ druckkreislauf verfügbar gemacht. Wenn der Druck unter den vom Hochdruckkreislauf und dem Zwischendruckkreislauf benötigten Wert absinkt, verteilen die Ventile entspre­ chend Druck auf den Kreislaufteil mit dem niedrigsten Druck. Wenn der für den Kreislauf erforderliche Druck auf unter den Wert, der vom Hochdruck- und vom Mitteldruck­ kreislauf benötigt wird, fällt, verteilen die Ventile ensprechend Druck an den Niederdruckkreislaufteil. Falls der im Kreislauf benötigte Druck unter die Höchstkapazität der drei Pumpen fällt, wird eine Pumpe entweder ganz oder teilweise entlastet. Sie kann entweder bei niedrigerem Druck oder ohne Druck betrieben werden. Dieser niedrigere Druck mit der Pumpendurchflußrate multipliziert ist ein Maß für die niedriger eingestellten Leistungsansprüche an die Pumpen. Wenn auch die zweite Pumpe mehr Durchfluß liefert, als für den Kreislauf mit dem höchsten Druck erforderlich, nivellieren die Ventile den Druckunterschied der zweiten Pumpe und veranlassen sie entweder bei niedrigem Druck oder drucklos zu laufen. Daher ist die Motorleistung, gemessen durch Fördervolumen der zweiten Pumpe wird mal Druck geringer als dann, wenn die zweite Pumpe ohne Be­ rücksichtigung der Flußerfordernisse einen hohen Druck aufrechterhalten müßte.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen der Er­ findung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ventilkreislaufs für ein automatisches Getriebe mit drei voneinander unabhängigen Pumpen (statt einer einzigen Pumpe wie in den oben beschriebenen Patenten ′939 und ′098)

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die mit zwei Druckniveaus statt dreien arbeitet, wobei die verschiedenen Pumpen und das vom Drehmoment abhängige Regelventil gegenüber dem federbelasteten Regelven­ til verlegt sind.

Fig. 2A bis 2L schematisch die verschiedenen Betriebsbedin­ gungen für die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform. Dabei nimmt jedes Ventil in den Figuren die einem einzelnen Betriebszustand des Getriebes entspricht.

In der nachfolgenden Beschreibung wird bezug auf die US- Patente 33 09 939 und 34 46 098, wie oben angegeben, ge­ nommen, die ein typisches automatisches Steuerventilsy­ stem mit einer einzigen motorgetriebenen Pumpe zur Versor­ gung eines automatischen Steuerventilkreislaufs beinhal­ ten. Es kann auch auf das US-Patent 33 15 049 für eine ein stufenlos variables Getriebe mit einer Übersetzungssteuer­ scheibe und einer Riemenantriebsscheibe, die jeweils durch eine Druckhilfseinrichtung betrieben werden, und dessen Umgebung bezug genommen werden. In jedem dieser Patente nach dem Stand der Technik wird ein Teil des Steu­ ersystems benötigt, um hohen Druck aufrechtzuerhalten und andere Teile, bspw. der Schmiermittelkreislauf und der Drehmomentwandler benötigen niedrigere Drücke.

Im Gegensatz zu den Ausführungsformen nach dem Stand der Technik enthält unsere Ausführungsformen drei einzelne Pumpen, statt einer einzelnen Pumpe. Diese Pumpen sind schematisch in Fig. 1 bei 10, 12 und 14 dargestellt. Eine Hochdruckleitung 16 wird mit den Hochdruckteilen des Steu­ ersystems, eine Mitteldruckleitung 18 wird mit Teilen des Steuersystems mit niedrigerem Druck und eine Niederdruck­ leitung mit Teilen des Steuersystems mit dem niedrigsten Druck verbunden. Die Leitung 20 ist bspw. mit dem Schmierkreislauf eines Getriebes der in den Patent ′939 und ′098 dargestellten Art verbunden und die Hochdrucklei­ tung 16 ist mit einer Bremshilfseinrichtung für geringe Geschwindigkeitsunterschiede verbunden, die einen ver­ hältnismäßig hohen Kreislaufdruck während der Bremsung bei niedrigem Geschwindigkeitsunterschied erfordert. Der Ven­ tilkreislauf aus Fig. 1 schließt drei Ventilspindeln ein, die mit den Bezugszeichen 22, 24 und 26 bezeichnet sind. Die Ventilspindel 22 ist gleitend in der Ventilbuchse 28 angebracht. Sie ist mit den Erhebungen 30, 32, 34, 36 und 38 hergestellt. Diese Erhebungen passen auf innere Erhe­ bungen, die in der Ventilbuchse 28 gebildet sind.

Das obere Ende der Spindel 22 begrenzt mit der Ventilbuch­ se einen Druckhohlraum 40, der mit einer Drosselventil­ druckleitung 42 verbunden ist. Die Leitung ist mit einem Drosselventil der in den Patenten ′939 und ′098 beschrie­ benen Art verbunden, das ein Maß für das Motordrehmoment ist.

Ähnlich arbeitet die Ventilspindel 24 mit ihrer Ventil­ buchse 44 zusammen, um eine Drosselventildruckkammer 46, die den gleichen Drosselventildruck durch die Leitung 48 erhält, zu definieren. Die Ventilspindel 24 besitzt Ven­ tilerhebungen 50, 52, 54, 56 und 58. Diese Erhebungen passen auf innere Erhebungen, die in der Ventilbuchse 44 gebildet sind.

Die Ventilspindel 26 ist verschiebbar in der Ventilbuchse 60 angebracht. Sie ist mit mit Abstand voneinander ange­ ordneten Erhebungen 62, 64, 66 und 68 hergestellt. Diese Erhebungen passen auf innere Erhebungen, die in der Ven­ tilbuchse 60 gebildet sind. Die Ventilspindel 26 wird durch eine Feder 70 nachgedrückt, um einen niedrigen, festgelegten Druck zu liefern, wie er für den Fluß des Schmiermittels benötigt wird.

Die Pumpe 10 ist ständig mit dem Hochdruckkreislauf 16 verbunden. Die Auslaßleitung der Pumpe 10 ist bei 72 ge­ zeigt. Die Auslaßleitung für die Pumpe 12, gezeigt bei 74, ist mit der Hochdruckleitung 16 über ein Rückschlag­ ventil 76 verbunden. Die dritte Pumpe, die bei 14 gezeigt wird, ist über die Auslaßleitung 78 und das Rückschlagven­ til 80 mit der Hochdruckleitung 16 verbunden.

Die Auslaßseite der Ventilspindel 22 ist mit der Mittel­ druckleitung 18 über das Rückschlagventil 82 verbunden. Die Druckseite der Pumpe 12 ist mit der Mitteldruckleitung 18 durch das Ventil 82 verbunden, wenn die Flußerforder­ nisse des mit der Leitung 16 verbundenen Kreislaufs nicht den gesamten Ausstoß der Pumpen 12 oder 14 verlangen. Unter diesen Umständen bewegt sich die Ventilspindel 22 nach oben, bis die Erhebung 34 die innere Erhebung frei­ gibt, die mit der Leitung 84 verbunden ist. In ähnlicher Weise, wenn die Flußerfordernisse des mit der Hochdruck­ leitung 16 verbundenen Kreislaufs für irgendeinen vorge­ gebenen Drosselventildruck nicht den vollen Ausstoß der Pumpe 14 erfordern, bewegt sich die Erhebung 36 nach oben und gibt dabei die Leitung 86 frei. Diese Leitung ist mit der Mitteldruckleitung 18 durch ein Rückschlagventil 88 verbunden. Bei ständig sinkendem Förderleistungsbedarf wird die Pumpe 14 erst entlastet, wenn die Ventilspindel 22 sich nach oben bewegt. Bei weiterem Abfall der Flußer­ fordernisse ergeben eine Entlastung der Pumpe 12, wenn die Ventilspindel 22 sich weiter nach oben bewegt.

In ähnlicher Weise ist die Auslaßseite der Ventilspindel 24 mit der Niederdruckleitung 20 durch ein Rückschlagventil 90 verbunden, wodurch die Leitung 84 mit der Leitung 91 verbunden ist, wenn die Flußerfordernisse der Leitungen 16, 18, und 20 die volle Förderleistung der beiden Pumpen 10 und 12 erfordern. Die Ausstoßseite der Ventilspindel 24 ist auch mit der Niederdruckleitung 20 über ein Rück­ schlagventil 92 verbunden, wodurch die Leitung 94 mit der Leitung 86 verbunden ist, wenn die volle Förderleistung der Pumpe 14 zusammen mit den Pumpen 10 und 12 benötigt wird, um die Flußerfordernisse der Leitungen 16, 18 und 20 aufrechtzuerhalten.

Die Ventilspindel 26 ist ein Regelventil, das eingesetzt wird, die Pumpen 10, 12 und 14 zu entlasten. Sie steuert den Fluß von der Ausstoßseite der Pumpe zu den Eingangs­ seiten. In der gezeigten Ausführungsform hält die Ventil­ spindel 26 ein konstantes Druckniveau wegen der Anwesen­ heit der Feder 70 aufrecht. Die Ventilspindel 26 leitet nicht, wie die Ventilspindeln 20 und 24, den Pumpenfluß von einem regulierten Druckkreislaufniveau zu einem ande­ ren. Stattdessen leitet sie den Fluß von einer Seite der Pumpe zur anderen. Sie wird durch den auf den Flächenun­ terschied der Erhebungen 62 und 64 wirkenden Druck ge­ steuert. Dieser Flächenunterschied entspricht dem Flächen­ unterschied der Erhebungen 52 und 54 der Ventilspindel 24 und dem Flächenunterschied der Erhebungen 32 und 34 der Ventilspindel 22.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sperrt, wenn die Ventile so ange­ ordnet sind wie gezeigt, die Ventilspindel 22 den Fluß von jeder der Pumpen und der Gesamtfluß der Pumpen 10, 12 und 14 wird auf den Hochdruckkreislauf 16 geleitet. Wenn der durch die Leitung 60 versorgte Hochdruckkreislauf nicht den gesamten Fluß aller drei Pumpen erfordert, veranlaßt der überschüssige Durchfluß ein Anheben der Ventilspindel 22, wodurch der Fluß von der Pumpe 14 zur Leitung 86 ge­ leitet wird, die durch das Rückschlagventil 88 mit der Mitteldruckleitung 18 verbunden ist. Daher muß 14 nicht mit Höchstdruck arbeiten. Wenn nur ein Teil des Ausstoßes von 14 vom Hochdruckkreislauf benötigt wird, nimmt die Ventilspindel 22 eine Steuerposition ein, die nur einem Teil des Ausstoßes erlaubt, von der Pumpe 14 zur Leitung 86 zu gelangen. Wenn von dem Fluß der Pumpe 14 nichts vom Hochdruckkreislauf, der mit der Leitung 16 verbunden ist, benötigt wird, steigt die Ventilspindel 22 hoch genug, um dem gesamten Ausstoß der Pumpe 14 zu erlauben, zur Leitung 86 zu gelangen. Das Rückschlagventil 80 schließt sich, weil die Pumpe 3 gegen einen geringeren Druckunterschied wirkt. Dann wird weniger Leistung benötigt, um sie anzu­ treiben.

Wenn die Fördermenge der Pumpe 12 auch über vom mit der Leitung 16 verbundenen Hochdruckkreislauf geförderten liegt, steigt die Ventilspindel 22 weiter, wobei sie die Pumpe in der gleichen Art entlastet. In diesem Fall wird die Leitung 74 mit der Leitung 84 verbunden und die Pumpe 12 ist mit dem mittleren Kreislauf in Verbindung, die durch das Rückschlagventil 82 mit der Mitteldruckleitung 18 verbunden ist.

Das Ventil 24 arbeitet in ähnlicher Weise wie das Ventil 22. Es entlastet die Pumpe 14 genauso wie die Pumpe 12 von der Belastung, gegen den Druck in der Mitteldruckleitung 18 zu pumpen, wenn der Fluß in dem mit der Mitteldrucklei­ tung 18 verbundene Kreislauf nicht den gesamten Ausstoß der Pumpe 12 benötigt. Wenn die Ventile 22 und 24 gegen den selben TV-Druck wirken, kann das Ventil 24 mit einem größeren Flächenunterschied zwischen den Erhebungen 52 und 54 als dem Flächenunterschied zwischen den Erhebungen 32 und 34, ausgerüstet werden.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 braucht der Hochdruck­ kreislauf einen Druck von 13,7g bis 27,58 bar. Der Mit­ teldruckkreislauf hat einen Druck von 6,895 bis 13,79 bar und der Niederdruckkreislauf einen Druck von 3,4475 bar.

In Fig. 2 wurde eine kostengünstigere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Sie ist in der Lage, zwei Druckniveaus in getrennten Teilen eines Steuerkreislaufs aufrechtzuer­ halten. In dieser Ausführungsform ist eine federbelastete Ventilspindel 100, die der Ventilspindel 26 der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform entspricht, zwischen der Verdränger-Pumpe und der entsprechenden Ventilspindel 102 angeordnet.

In der Ausführungsform nach Fig. 2 werden zwei Druckni­ veaus eingestellt, wie für die beiden Druckleitungen 104 und 106 angegeben. Die Leitung 104, die Hochdruckleitung, ist mit den Hochdruckkreislaufteilen verbunden, die einen Druck von ungefähr 10,3425 bis 20,685 bar haben. Die Lei­ tung 106, die Niederdruckleitung, die mit Bereichen nied­ rigeren Drucks verbunden ist, kann einen Druck von unge­ fähr 3,4475 bar ertragen.

In der Auführungsform der Fig. 2 sind mehrere Pumpen mit einem gemeinsamen Antriebszahnrad in einem gemeinsamen Pumpengehäuse 108 angeordnet. Das gemeinsame Antriebszahn­ rad 110 kommt mit der Kurbelwelle des Motors in Eingriff oder wird durch eine Riemenscheibe in üblicher Weise ange­ trieben. Das Zahnrad 110 steht mit dem Außenzahnrad 112 einer ersten Pumpe in Eingriff. Es arbeitet mit dem Zahn­ rad 110 zusammen, um eine Verdrängerpumpenanordnung zu liefern, bei der die Zahnräder 110 und 112 in Richtung der Richtungspfeile, wie in Fig. 2 gezeigt, angetrieben sind. Eine Hochdruckpumpenkammer 136 wird mit unter Druck stehender Flüssigkeit durch die sich drehenden Zahnräder beliefert, und Flüssigkeitseinlaßkammern 116 und 128 sind mit der entgegengesetzten Seite der Kraftstoffpumpe 110/118 verbunden. Das Zahnrad 110 steht auch mit dem äußeren Zahnrad 118 einer zweiten Verdrängerpumpe in Ein­ griff. Eine Hochdruckkammer 120 ist an der Hochdruckseite der Pumpe, die durch die Zahnräder 110 und 118 definiert ist, gebildet und Niederdruckeinlaßkammern 122 und 116 befinden sich an der entgegengesetzten Seite der zweiten Pumpe 110/118.

Das Zahnrad 110 steht auch mit dem äußeren Zahnrad 124 in Eingriff, um eine Hochdruckkammer 126 abzugrenzen, die an einer Seite der dritten Pumpe gebildet ist und Nieder­ druckkammern 128 und 122 werden auf der entgegengesetzten Seite gebildet. Die Kammern 128 und 122 sind mit einem Ölsumpf und einem Ölfilter durch die Einlaßleitung 130 verbunden. Eine entsprechende Einlaßleitung 132 beliefert die Niederdruckkammer 116 der ersten Pumpe 110/112. In ähnlicher Weise beliefert die Niederdruckleitung 134 die Niederdruckkammer 122 der zweiten Pumpe 110/118.

Die erste Pumpe 110/112 schließt eine Hochdruckkammer 136 ein, die mit der Hochdruckleitung 138 verbunden ist. Die entsprechenden Hochdruckleitungen für die Kammern 120 und 126 sind bei 140 und 142 gezeigt.

Die Ventilspindel 100 schließt die mit Abstand angeord­ neten Ventilerhebungen 144, 146, 148 und 150 ein. Die Erhe­ bungen 148 und 150 bestimmen einen Flächenunterschied, der dem Druck in der Leitung 152 unterworfen ist und bis zur Ventilkammer 154 für die Ventilspindel 102 reicht.

Die Ventilspindel 100 ist verschiebbar in der Ventilbuchse 156 angeordnet, die mit inneren Ventilerhebungen gebildet ist, die auf die Erhebungen 144 und 146, und entsprechend auf die Erhebungen 148 und 150 passen. Die Erhebung 148 steuert die Verbindung zwischen der Hochdruckleitung 140 der zweiten Pumpe und der Rückflußleitung 160. In ähnli­ cher Weise steuert die Erhebung 146 die Verbindung zwi­ schen der Hochdruckleitung 142 und der Rückflußleitung 160.

Die Ausstoßleitung 138 der ersten Pumpe 110/112 steht direkt mit der Hochdruckleitung 104 in Verbindung. Die Hochdruckleitung 140 für die zweite Pumpe 110/118 ist mit der Hochdruckleitung 104 durch die Ventilkammer 156 und ein Rückschlagventil 162 verbunden. Der Hochdruckflüssig­ keitsausstoß der zweiten Pumpe ergänzt also die Flüssig­ keitslieferung der ersten Pumpe, wenn die Flußerfordernis­ se des Hochdruckteils des Kreislaufs die Pumpkapazität der ersten Pumpe übersteigen. Ähnlich ist die Hochdruckleitung 142 für die dritte Pumpe 110/124 mit der Hochdruckleitung 104 durch die Ventilkammer 156 und über ein zweites Rück­ schlagventil 164 verbunden, wenn die Flußerfordernisse des Hochdruckteils des Kreislaufs die Pumpkapazitäten der ersten Pumpe 110/112 und der zweiten Pumpe übersteigen.

Die Ventilspindel 102 hat mehrere Erhebungen 166, 168, 170, 172 und 174. Die Erhebungen 170 und 172 grenzen einen Flächenunterschied ein, der dem Druck in der Leitung 104 ausgesetzt ist.

Die Ventilspindel 102 ist verschiebbar in der Ventilkammer 176 angeordnet, die innere Erhebungen hat, die auf die äuße­ ren Erhebungen der Ventilspindel 102 passen. Das obere Ende der Ventilkammer 176 schließt eine Drosselventildruckkam­ mer 178 ein. Ein Drehmomentsignal in der Form des Drossel­ ventildrucks erzeugt eine Kraft, die der Kraft des Druckes am Flächenunterschied Erhebungen 170 und 172 entgegen­ wirkt.

Die Leitung 180 verbindet die Ventilkammer 176 mit der Ventilkammer 156, neben der Erhebung 168 und die Leitung 182 verbindet die Ventilkammer 156 mit der Ventilkammer 176 neben der Erhebung 170. Die Erhebung 168 steuert die Verbindung zwischen der Leitung 180 und der Leitung 184, während die Erhebung 170 die Verbindung zwischen der Lei­ tung 182 und der Leitung 186 steuert. Rückschlagventile 188 und 190 bauen die Verbindung zwischen der Leitung 184 und entsprechend der Leitung 186 und der Leitung 106 auf.

Wenn die Flußerfordernisse des Hochdruckkreislaufs gerin­ ger als die Kapazität der drei Pumpen sind, wird die Ventilspindel 102 nach oben verschoben, wodurch die dritte Pumpe 110/124 durch die Leitungen 180 und 184 und das Rückschlagventil 188 mit dem Niederdruckkreislauf verbun­ den wird. Wenn die Flußerfordernisse des Niederdruckkreis­ laufs und des Hochdruckkreislaufs so sind, daß sie nur von der ersten und der zweiten Pumpe befriedigt werden können, wird die Ventilspindel 100 nach oben verschoben, wodurch sie die Leitung 160 zur Leitung 142 öffnet. Also wirkt die dritte Pumpe 110/124 gegen einen Nulldruckkopf. Die Ven­ tilspindel 102 bewegt sich nach oben, um die Verbindung zwischen der zweiten Pumpe und der Niederdruckkreislauf durch die Leitung 182, 186 und das Rückschlagventil 190 herzustellen.

Die beiden Druckniveausysteme der Fig. 2 können an ein stufenlos variables Getriebe mit einstellbaren Scheiben und einem Antriebsriemen angepaßt werden. Die Erfordernisse des Systems und die Kapazität der Pumpen können an die Erfordernisse angepaßt werden, indem die Verdrängung der Pumpen eingestellt wird. Das kann durch entsprechende Veränderung der Außendurchmesser der Antriebszahnräder der ersten und zweiten Pumpe und proportionale Verkleinerung oder Vergrößerung der Innendurchmesser der Pumpenkammern, wie es im Einzelfall nötig ist, erzielt werden. Die Pum­ penzahnräder können auch radial gegeneinander versetzt sein, um eine Betriebsbedingung ohne Eingriff zur Verfü­ gung zu stellen, wodurch eine kleinere Verdrängung pro Um­ drehung für jede Pumpe, wie es sachdienlich ist, geschaf­ fen wird.

Um die Betriebsweise der Ausführungsform aus Fig. 2 zu verdeutlichen, wird auf die schematischen Diagramme der Fig. 2A bis 2L bezug genommen. Wie in Fig. 2A gezeigt, treibt der Motor jede der drei Pumpen an, und jede der drei Pumpen ist dem maximalen Leitungsdruck unterworfen, wenn der gesamte Ausstoß der drei Pumpen dem Hochdruck­ kreislauf zugeführt wird. In diesem Moment ist die Ventil­ spindel 102 in einer unteren Position. Beide Rückschlag­ ventile 162 und 164 sind offen. Die Ventilspindel 102 unterbricht die Verbindung zwischen den Pumpen und dem Niederdruckkreislauf. Also hat der Hochdruckkreislauf Vorrang.

In Fig. 2A bis 2L werden gemeinsame Bezugszeichen benutzt. Jeder unter Druck stehende Kreislaufteil wird in passender gesonderter Punktierung dargestellt, während die ausge­ pumpten Kreislaufteile ohne Punktierung dargestellt sind. Die Punktierung für niedrigen Druck ist heller als die Punktierung für hohen Druck.

In der Ausführungsform von Fig. 2B erfordert der Hoch­ druckkreislauf nicht den gesamten Ausstoß der drei Pumpen. In diesem Moment wird die Ventilspindel 102 nach oben bewegt und beginnt mit der Steuerung. Das Rückschlagventil 188 in Fig. 2B ist offen, wodurch ein Teil der Flüs­ sigkeit, die von den drei Pumpen gepumpt wird, in den Niederdruckteil des Steuersystems läuft. Das rechte Ventil reguliert, wodurch es ermöglicht, einen Druck, der größer als Null ist aber kleiner als das größtmögliche Druckni­ veau für diesen Bereich, in dem Niederdruckteil des Steuer­ systems aufrechtzuerhalten. Der Ausgleich des Flusses der dritten Pumpe sowie der gesamte Fluß der ersten und zwei­ ten Pumpe wird durch die Rückschlagventile 162 und 164 auf die Hochdruckleitung 104 verteilt.

Wie in Fig. 2C zu sehen, werden die Flußerfordernisse des Hochdruckteils des Steuersystems weiter verringert, wo­ durch der Gesamtfluß der dritten Pumpe, durch das rechte Regulationsventil zum Niederdruckteil des Steuersystems fließen kann. Wieder ist das Rückschlagventil 188 unter diesen Bedingungen offen. Wie bei Fig. 2B, erlaubt das Steuerventilsystem unter den in Fig. 2C gezeigten Bedin­ gungen, größtmöglichen Kreislaufdruck auf den Hochdruck­ teil des Steuersystems durch die Rückschlagventile 162 und 164 zu verteilen.

In Fig. 2D sind die Ventile in der Position, die einer weiteren Reduktion der Flußerfordernisse des Hochdruck­ steuersystemteils entspricht. Das rechte Regulationsventil bewegt sich aufwärts, wodurch es eine vollständige Verbin­ dung zwischen der dritten Pumpe und dem Niederdruckteil des Steuersystems durch das Rückschlagventil 188 erlaubt. Das Rückschlagventil 164 wird geschlossen, wodurch es den Niederdruckkreislauf vom Hochdruckkreislauf trennt. Die dritte Pumpe, da sie gegen einen niedrigeren Druckkopf arbeitet, erfordert weniger Energie als bei den Bedingun­ gen, die in Fig. 2A, Fig. 2B oder Fig. 2C dargestellt sind.

Unter der in Fig. 2E gezeigten Bedingung werden die Fluß­ erfordernisse des Niederdruckteils der Anlage teilweise von der zweiten Pumpe erfüllt, wenn das rechte Regulator­ ventil wieder eine regulierende Position einnimmt. Das erfordert, daß beide Rückschlagventile 190 und 188 geöff­ net sein müssen. Der Fluß der dritten Pumpe wird nicht benötigt, die Erfordernisse des Niederdruckteils des Steu­ ersystems zu befriedigen und wird über die Erhebung 146 des linken Regulatorventils zur Saugseite der Pumpen um­ gangen.

In der Ausführungsform von Fig. 2F sind die Flußerforder­ nisse des Niederdruckteils des Kreislaufs so, daß der gesam­ te Fluß der dritten Pumpe umgeleitet wird, weil die Kapa­ zität der ersten und zweiten Pumpe ausreichend sind, den Flußerfordernissen sowohl des Hochdruckkreislaufs, als auch des Niederdruckkreislaufs des Steuersystems zu genü­ gen. Also ist der Druckabfall der dritten Pumpe Null, wodurch die Leistung, die zum Betreiben der Pumpen benö­ tigt wird, weiter verringert wird. Das Rückschlagventil 188 ist geschlossen, während das Rückschlagventil 190 offen bleibt.

In Fig. 2G werden die Flußerfordernisse noch weiter ver­ ringert, bis zu einem Punkt, an dem das linke Regulator­ ventil mit der Regulation beginnt, also einen Teil-Rück­ fluß zur Ansaugseite der Pumpen entlang der Erhebung 148 bewirkt. In Fig. 2H sind die Ventile in der Position, die einer Bedingung entspricht, in der nur ein Teil des Aus­ stoßes der zweiten Pumpe benötigt wird, um den höchstmög­ lichen Kreislaufdruck im Steuersystem und den oberen Grenzdruck des Niederdruckteils des Steuersystems auf­ rechtzuerhalten. In diesem Augenblick sind beide Rück­ schlagventile 162 und 164 geschlossen. Ein Teil des Aus­ stoßes der zweiten Pumpe wird zum Niederdruckteil des Steuersystems durch das Rückschlagventil 190 geleitet. Der Druckabfall der zweiten Pumpe ist jetzt niedrig, wodurch die Leistung der Pumpe weiter reduziert wird.

In Fig. 2J sind die beiden Kreislaufdruckniveaus wie im Fall der Fig. 2H, wodurch ein Teil des Flusses zum Nieder­ druckteil des Steuersystems von der Leitung 152 über die Erhebung 172 geliefert wird.

In Fig. 2K sind die Ventile so angeordnet, daß das linke Steuerventil den Fluß über die zweite Pumpe und genauso über die dritte Pumpe kurzschließt, wodurch ein Null- Druckabfall entlang dieser zwei Pumpen gebildet wird, während der gesamte Kreislaufdruck für beide Niveaus des Steuersystems von der ersten Pumpe aufrechterhalten wird. Alle Rückschlagventile sind geschlossen, wenn eine direkte Verbindung zwischen der Druckseite der ersten Pumpe und der Hochdruckleitung 104 aufgebaut ist. Das rechte Ventil regelt den Druck, der ihm durch die Leitung 152 geliefert wird, um den verringerten Druck in der Leitung 106 auf­ rechtzuerhalten.

Wenn die Flußerfordernisse des Steuersystems noch weiter verringert werden, wird das linke Regelventil in seine oberste Position bewegt, wodurch überschüssige Flüssigkeit durch die Ablaßöffnung in der Federkammer für das linke Regelventil abgelassen wird. Diese Bedingung wird in Fig. 22 dargestellt.

Claims (4)

1. Ventilanordnung zur Herstellung mehrerer geregelter Kreislaufdruckniveaus in einem Steuersystem, gekennzeich­ net durch
mehrere Verdrängerpumpen, wobei eine erste (10, 110) Pumpe dazu eingerichtet ist, mit einem Steuersystemteil hohen Druckniveaus verbunden zu werden;
eine erste Ventilsteuereinrichtung zwischen einem Steuer­ systemteil, das eine zweite (12, 112) und eine dritte (14, 124) Pumpe enthält und einen Steuersystemteil mit nied­ rigem Druckniveau;
ein erstes Rückschlagventil (76) zwischen der zweiten Pumpe (12, 118) und dem Hochdruckteil und ein zweites Rück­ schlagventil (88) zwischen der dritten Pumpe (14, 124) und dem Hochdruckteil;
wobei die erste Ventilsteuereinrichtung dazu ausgelegt ist, selektiv die Verbindung zwischen der zweiten und dritten Pumpe und den Niederdruckteilen dann herzustellen, wenn sich das Druckerfordernis des Hochdruckteils verrin­ gert; und die zweite Ventilsteuereinrichtung zwischen der Hoch- und Niederdruckseite der Pumpen entsprechend dem Druck in dem Niederdruckteil selektiv die zweite (12, 118) und dritte Pumpe (14, 124) mit ihren Ansaugseiten verbin­ det, wenn die Flußerfordernisse der Hoch- und Niederdruck­ teile absinken.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem dritte und vierte Rückschlagventile zwischen der ersten Ventilsteuereinrichtung und dem Nie­ derdruckteil aufweist, um selektiv den Druck von der zwei­ ten und dritten Pumpe auf den Niederdruckteil zu verteilen und um die zweite (12, 118) und dritte Pumpe (14, 124) vom Niederdruckteil zu trennen, wenn die Kapazität der ersten Pumpe (10, 112) ausreicht, um die Druckanforderungen des Steuersystems zu erfüllen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste, zweite und dritte Pumpe Zahnradpumpen mit einem gemeisamen Antriebszahnrad sind, wobei jede Pumpe ein angetriebenes Zahnrad hat, das mit dem gemeinsa­ men Zahnrad in Eingriff steht, wobei die Zahnräder der Pumpen einen kompakten Pumpenaufbau definieren.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Ventilsteuereinrichtung zwischen den Pumpen und dem ersten Steuerventil angeordnet ist, wodurch eine kompakte Pumpen- und Ventilanordnung erreicht ist.