WO2015010700A1 - Fluidsystem - Google Patents

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WO2015010700A1
WO2015010700A1 PCT/DE2014/200347 DE2014200347W WO2015010700A1 WO 2015010700 A1 WO2015010700 A1 WO 2015010700A1 DE 2014200347 W DE2014200347 W DE 2014200347W WO 2015010700 A1 WO2015010700 A1 WO 2015010700A1
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fluid system
control
lifting plate
pressure chamber
unit
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PCT/DE2014/200347
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English (en)
French (fr)
Inventor
André PALMEN
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
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    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
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    • F04C14/265—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels being obtained by displacing a lateral sealing face
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D31/06—Fluid couplings or clutches with pumping sets of the volumetric type, i.e. in the case of liquid passing a predetermined volume per revolution using pumps of types differing from those before-mentioned
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D31/00—Fluid couplings or clutches with pumping sets of the volumetric type, i.e. in the case of liquid passing a predetermined volume per revolution
    • F16D31/08—Control of slip
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    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/20—Fluid liquid, i.e. incompressible
    • F04C2210/206—Oil

Definitions

  • the invention relates to a fluid system with a fluidic displacement unit, which constitutes in a drive train between a drive unit and an output a switchable torque transmission element with an internal control for a working pressure.
  • a generic fluid system is known from the German patent application DE 10 2012 219 361 A1. From the German patent application DE 10 201 1 013 477 A1 a hydraulic system with a hydraulic pump for hydraulic supply of a transmission is known. The hydraulic pump is located in the torque flow of a drive train of a motor vehicle.
  • the object of the invention is to improve the controllability and / or controllability in a fluid system according to the preamble of claim 1.
  • a fluidic displacement unit which constitutes in a drive train between a drive unit and an output a switchable torque transmission element with an internal control for a working pressure
  • the fluidic displacement unit comprises a Um Kunststoffraum, which is separated from a control pressure chamber , From the Um Kunststoffraum fluid can be removed in the form of a volume flow.
  • a short circuit between displacer spaces of the displacer unit can be avoided.
  • Such a short circuit could lead to malfunctions in the fluid systems described in German Offenlegungsschrift DE 10 2012 219 361 A1.
  • the reversing pressure chamber according to the invention prevents a short circuit and makes it possible to remove a working volumetric flow without undesired malfunctions occurring.
  • a preferred embodiment of the fluid system is characterized in that the Um Kunststoffmaschinetechnikraum is separated by a fluidic resistance of the control pressure chamber.
  • the inventive separation of the reversal of the pressure control, the controllability of the fluid system according to the invention is significantly improved.
  • a further preferred embodiment of the fluid system is characterized in that the Um Kunststoffraum is separated by a lifting plate of the control pressure chamber.
  • the lifting plate is an additional component, however, this supposed disadvantage is deliberately accepted in order to realize a simple way a separation between the Um Kunststoffmaschineraum and the control pressure chamber.
  • a further preferred embodiment of the fluid system is characterized in that the lifting plate contains at least one or the fluidic resistance by which the Um Kunststoffraum is separated from the control pressure chamber.
  • the fluidic resistance can be represented, for example, by at least one fluid communication channel with a diaphragm function.
  • the lift plate is movable in an axial direction relative to a control plate which is fixed in the axial direction.
  • the control plate is axially fixed in the displacer unit according to the invention. As a result, movement of the control plate is deliberately prevented.
  • the control plate is used only for reversing and separating the displacement chambers of the displacer unit from the Um Kunststoffraum.
  • a further preferred embodiment of the fluid system is characterized in that the lifting plate is biased by a spring means in the axial direction against the control plate. This ensures in a simple manner that the lifting plate occupies a defined initial position during operation of the displacer unit.
  • a further preferred embodiment of the fluid system is characterized in that the lifting plate has at least one closing body, which closes a connection in the control plate to a low-pressure region in a closed position.
  • control plate between a rotary assembly of the displacer unit and the lifting plate is arranged.
  • the rotary assembly includes, for example, a rotor rotatably disposed within a lift contour with displacers such as vanes.
  • the pressure in the control pressure space is also referred to as control pressure.
  • Control pressure is an adjustable fluid pressure. About the controllable fluid pressure can be controlled with the displacer torque transmissible. The interaction between the lifting plate and the control plate allows in a simple way an internal leakage current, which serves to represent a slip between a drive and an output.
  • An outflowing volume flow is preferably proportional to a differential speed between the drive unit and the transmission. Due to the outflowing volume flow can be displayed in a simple manner, a torque-proportional pressure.
  • the outflowing volume flow can advantageously be used for cooling and / or at least one other consumer supplied.
  • the outflowing volume flow can be advantageously used for cooling the displacer unit itself.
  • a further preferred embodiment of the fluid system is characterized in that the output comprises a transmission which is designed as an automated transmission and / or dual-clutch transmission.
  • the displacer unit and the transmission are duplicated.
  • the transmission is preferably designed as a continuously variable conical-pulley transmission.
  • a further preferred embodiment of the fluid system is characterized in that the displacer unit as a vane machine or vane pump or as a gear machine or gear pump, in particular réelle leopardrad- pump, external gear pump or gerotor pump is executed.
  • the vane machine or vane pump advantageously comprises a rotor, which is connected directly or with the interposition of a drive shaft, drivingly connected to the drive unit.
  • the vane cell machine or vane pump preferably comprises a housing which is non-rotatably connected to an input shaft of the transmission.
  • the invention also relates to a method of operating a fluid system as described above.
  • the invention also relates to a fluidic displacement unit for a previously described fluid system. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:
  • FIG. 1 shows a simplified representation of a drive train of a motor vehicle with a fluid system according to the invention, which comprises a displacer unit and
  • Figure 2 shows an embodiment of a displacer unit according to the invention as a vane machine in longitudinal section.
  • the drive unit 4 is, for example, an internal combustion engine, which is drivingly connected to a drive axle 6 of the motor vehicle via a transmission 5.
  • the drive axle 6 includes, for example, a differential gear, via which a drive torque is transmitted to two driven wheels 8, 9.
  • a fluid system 10 with a fluidic displacement unit 14 is drivingly connected between the drive unit 4 and the transmission 5.
  • the fluidic displacement unit 14 conveys fluid from a tank 15 via a fluid inlet 16 to a fluid outlet 18.
  • the fluid is preferably a hydraulic medium, such as hydraulic oil. Therefore, the fluid system 10 may also be referred to as a hydraulic system.
  • the drive connection between the drive unit 5 and the displacer unit 14 can be done for example via a shaft.
  • the output connection between the displacer unit 14 and the transmission 5 can take place, for example, via a housing of the displacer unit 14.
  • an internal leakage is indicated, which represents an internal control for an inflowing or outflowing volume flow of the hydraulic displacer unit 14.
  • an open coupling between the drive unit 4 and the transmission 5 are shown. If the leakage 24 is minimized, then the clutch is closed.
  • An arrow 25 indicates that the volumetric flow taken in from the tank 15 with the aid of the displacer unit 14 can be supplied, at least partially, to a consumer.
  • a further arrow 26 indicates that the volume flow at the fluid outlet 18 can be used completely or partially as a cooling oil flow.
  • a control valve is indicated, via which the provided at the fluid outlet 18 volume flow between the load 25 and the cooling oil flow 26 can be divided.
  • FIG. 2 shows a displacer unit 40 in longitudinal section.
  • arrows 21 and 22 it is indicated that the displacer unit 40, as well as the displacer unit 14 in Figure 1, in the drive train of a motor vehicle between a drive unit, such as an internal combustion engine, and an output, such as a transmission, in particular a conical-pulley, switched or can be arranged.
  • the displacer unit 40 is designed as a vane cell machine or vane pump with a housing 44.
  • the housing 44 comprises five housing bodies 45, 46, 47, 48, 49 fixedly connected to one another.
  • a rotary assembly 50 is arranged in the housing 45.
  • the rotary assembly 50 includes a rotor 54 having radially extending slots in which vanes are disposed.
  • the rotor 54 with the wings is rotatably arranged in a known manner within a cam ring 55.
  • the structure and function of the rotary assembly 50 is known per se and described for example in German Patent DE 195 31 701 C1.
  • the rotor 54 of the rotary assembly 50 is driven via a drive element 58, for example a drive shaft, by the drive unit, in particular the internal combustion engine, as indicated by the arrow 21.
  • the rotary assembly 50 is disposed between two control plates 61, 62.
  • the cam ring 55 is, as indicated by the arrow 22, rotatably connected to a transmission input shaft of a transmission.
  • control plate 61 is equipped as in the known displacement unit with Um Kunststoffquer4.000en.
  • the right in Figure 2 arranged control plate 62nd in contrast to the known displacer unit, creates a separation between the rotary assembly 50 and a reversing pressure chamber 65.
  • the reversing pressure chamber 65 in turn is separated from a control pressure chamber 66 by a lifting plate 68.
  • the control pressure chamber 66 communicates with the Um Kunststoffraum 65 via at least one fluidic resistor 69, in particular a hydraulic resistance 69.
  • the hydraulic resistance 69 is designed, for example, as a diaphragm and indicated in FIG. 2 only by two dashed lines which extend in the axial direction through the lifting plate 68.
  • the lifting plate 68 is biased by a spring device 70 in the axial direction against the control plate 62.
  • Closing bodies 71 are attached to the lifting plate, two of which are visible in the section shown in FIG.
  • the closing body 71 serve to represent a kind of seat valve, which is realized by the lifting plate 68.
  • Low-pressure connection 72 which connects the Um Kunststoffmaschinemaschine 65 with a low pressure region of the displacer unit 40.
  • the low pressure connection 72 includes low pressure communication channels, two of which are visible in FIG.
  • the two visible in Figure 2 low pressure communication channels are closed by the two visible in Figure 2 closing body 71.
  • the closing bodies 71 release a connection between the reversing pressure chamber 65 and the low-pressure region of the displacer unit 40.
  • the closing bodies 71 are designed, for example, as sealing pins which are screwed or pressed into the lifting plate 68.
  • the control plate 62 is fixed in the axial direction with the aid of a fixing element 74.
  • Axial means in the direction or parallel to the axis of rotation of the drive element 58.
  • Analog means radially transversely to the axis of rotation of the drive element 58th
  • the Um Strukturdruckraum 65 is connected via a high-pressure connection 67 with a high-pressure region of the displacer unit 40 in connection.
  • the high-pressure connection 67 comprises high-pressure connection channels, two of which are visible in the section shown in FIG.
  • the low-pressure connection 72 and the high-pressure connection 67 serve to display the reversing function of the control plate 62.
  • the fixing element 74 can be fixed by means of an adjusting element 75 in different axial positions.
  • the adjustment element 75 is preferably part of a test arrangement for testing the displacement unit 40 according to the invention. When used in a drive train of a motor vehicle, the use of the adjustment element 75 and the use of the housing body 47 to 49 is not absolutely necessary or may even be a hindrance.
  • the control pressure chamber 66 can be acted upon via a control pressure port 77 with a control pressure.
  • the Um Kunststoffraum 65 is arranged in the axial direction between the control plate 62 and the lifting plate 68. Radially outside the Um Kunststoffraum 65 is limited by a wall portion 78 of the housing body 46. Via a corresponding connection, for example in the form of at least one connecting channel, fluid conveyed by the displacer unit 40, in particular hydraulic medium, can be removed via the wall region 78 in a simple manner and fed to a consumer, such as a cooler.
  • the volume flow take-off of the displacer unit 40 can take place particularly advantageously without directly influencing the control pressure in the control pressure chamber 66.
  • the local or spatial separation of the removal point of the control pressure chamber 66 is advantageously achieved by the arrangement and design of the lifting plate 68 and has been positively influenced in the present invention carried out investigations on the controllability of a fluid system with the displacer unit 40 according to the invention.
  • fluid in particular hydraulic medium, such as hydraulic oil
  • fluid is displaced through the control plate 62 into the Um Kunststoffraum 65 by the interaction between the rotor 54 and the cam ring 55. From there, it can be returned to the low-pressure area with low loss via the seat-valve-adjustable resistor with the closing bodies 71.
  • the adjustment of the resistance takes place via the axial movement Supply of the lifting plate 68 with the closing bodies 71st
  • the attached to the lifting plate 68 closing body 71 together with the control plate 62 is a kind of seat valve.
  • the pressure in the flow direction upstream of the lifting plate 68 that is to say in the reversing pressure chamber 65, is higher and displaces the lifting plate 68 in the opening direction, ie to the right in FIG.
  • the displacer unit 40 according to the invention can basically be used where a coupling is required, which acts to damp vibration, is wear-resistant, sensitively adjustable via a hydraulic resistance, due to the integrable cooling function operated for a long time in the slip and / or by a diverted flow rate a pump can save.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fluidsystem mit einer fluidischen Verdrängereinheit, die in einem Antriebsstrang zwischen einem Antriebsaggregat und einem Abtrieb ein schaltbares Drehmomentübertragungselement mit einer internen Steuerung für einen Arbeitsdruck darstellt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die fluidische Verdrängereinheit einen Umsteuerdruckraum umfasst, der von einem Steuerdruckraum getrennt ist.

Description

Fluidsystem
Die Erfindung betrifft ein Fluidsystem mit einer fluidischen Verdrängereinheit, die in einem Antriebsstrang zwischen einem Antriebsaggregat und einem Abtrieb ein schaltbares Drehmomentübertragungselement mit einer internen Steuerung für einen Arbeitsdruck darstellt.
Ein gattungsgemäßes Fluidsystem ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 219 361 A1 bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 201 1 013 477 A1 ist ein Hydrauliksystem mit einer Hydraulikpumpe zur Hydraulikversorgung eines Getriebes bekannt. Die Hydraulikpumpe befindet sich im Momentenfluss eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Steuerbarkeit und/oder Regelbarkeit in einem Fluidsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Fluidsystem mit einer fluidischen Verdrängereinheit, die in einem Antriebsstrang zwischen einem Antriebsaggregat und einem Abtrieb ein schaltbares Drehmomentübertragungselement mit einer internen Steuerung für einen Arbeitsdruck darstellt, dadurch gelöst, dass die fluidische Verdrängereinheit einen Umsteuerdruckraum umfasst, der von einem Steuerdruckraum getrennt ist. Aus dem Umsteuerdruckraum kann Fluid in Form eines Volumenstroms entnommen werden. Durch den erfindungsgemäßen Umsteuerdruckraum kann ein Kurzschluss zwischen Verdrängerräumen der Verdrängereinheit vermieden werden. Ein derartiger Kurzschluss könnte bei den in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 219 361 A1 beschriebenen Fluidsystemen zu Funktionsstörungen führen. Durch den erfindungsgemäßen Umsteuerdruckraum wird ein Kurzschluss verhindert sowie die Entnahme eines Arbeitsvolumenstroms ermöglicht, ohne dass unerwünschte Funktionsstörungen auftreten.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Umsteuerdruckraum durch einen fluidischen Widerstand von dem Steuerdruckraum getrennt ist. Durch die erfindungsgemäße Trennung der Umsteuerung von der Druckregelung wird die Regelbarkeit des erfindungsgemäßen Fluidsystems erheblich verbessert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Umsteuerdruckraum durch eine Hubplatte von dem Steuerdruckraum getrennt ist. Die Hubplatte stellt zwar ein zusätzliches Bauteil dar, allerdings wird dieser vermeintliche Nachteil bewusst in Kauf genommen, um auf einfache Art und Weise eine Trennung zwischen dem Umsteuerdruckraum und dem Steuerdruckraum zu realisieren.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hubplatte mindestens einen beziehungsweise den fluidischen Widerstand enthält, durch den der Umsteuerdruckraum von dem Steuerdruckraum getrennt ist. Der fluidische Widerstand kann zum Beispiel durch mindestens einen Fluidverbindungskanal mit einer Blendenfunktion dargestellt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hubplatte in einer axialen Richtung relativ zu einer Steuerplatte bewegbar ist, die in der axialen Richtung fest ist. Im Unterschied zu der eingangs beschriebenen Verdrängereinheit, die eine bewegbare Steuerplatte umfasst, ist die Steuerplatte bei der erfindungsgemäßen Verdrängereinheit axial festgelegt. Dadurch wird eine Bewegung der Steuerplatte bewusst verhindert. Gemäß einem Aspekt der Erfindung dient die Steuerplatte nur zum Umsteuern und zum Trennen der Verdrängerräume der Verdrängereinheit von dem Umsteuerdruckraum.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hubplatte durch eine Federeinrichtung in der axialen Richtung gegen die Steuerplatte vorgespannt ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass die Hubplatte im Betrieb der Verdrängereinheit eine definierte Ausgangsstellung einnimmt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hubplatte mindestens einen Schließkörper aufweist, der in einer Schließstellung eine Verbindung in der Steuerplatte zu einem Niederdruckbereich verschließt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise die Darstellung eines sitzventilartigen einstellbaren Widerstands zwischen dem Umsteuerdruckraum und einem Niederdruckraum der Verdrängereinheit ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerplatte zwischen einer Rotationsbaugruppe der Verdrängereinheit und der Hubplatte angeordnet ist. Die Rotationsbaugruppe umfasst zum Beispiel einen Rotor, der mit Verdrängerkörpern, wie Flügeln, innerhalb einer Hubkontur drehbar angeordnet ist. Der Druck in dem Steuerdruckraum wird auch als Steuerdruck bezeichnet. Bei dem
Steuerdruck handelt es sich um einen regelbaren Fluiddruck. Über den regelbaren Fluiddruck kann ein mit der Verdrängereinheit übertragbares Drehmoment gesteuert werden. Durch das Zusammenwirken zwischen der Hubplatte und der Steuerplatte wird auf einfache Art und Weise ein interner Leckagestrom ermöglicht, der dazu dient, einen Schlupf zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb darzustellen. Ein nach außen abfließender Volumenstrom ist vorzugsweise proportional zu einer Differenzdrehzahl zwischen dem Antriebsaggregat und dem Getriebe. Durch den nach außen abfließenden Volumenstrom kann auf einfache Art und Weise ein momentenproportionaler Druck dargestellt werden. Der nach außen abfließende Volumenstrom kann vorteilhaft zur Kühlung verwendet und/oder mindestens einem weiteren Verbraucher zugeführt werden. Der abfließende Volumenstrom kann vorteilhaft zur Kühlung der Verdrängereinheit selbst verwendet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb ein Getriebe umfasst, das als automatisiertes Getriebe und/oder Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt ist. Bei der Ausführung als Doppelkupplungsgetriebe sind die Verdrängereinheit und das Getriebe doppelt vorhanden. Das Getriebe ist vorzugsweise als stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgeführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fluidsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängereinheit als Flügelzellenmaschine beziehungsweise Flügelzellenpumpe oder als Zahnradmaschine beziehungsweise Zahnradpumpe, insbesondere Innenzahnrad- pumpe, Außenzahnradpumpe oder Gerotorpumpe, ausgeführt ist. Die Flügelzellenmaschine beziehungsweise Flügelzellenpumpe umfasst vorteilhaft einen Rotor, der direkt, oder unter Zwischenschaltung einer Antriebswelle, antriebsmäßig mit dem Antriebsaggregat verbunden ist. Darüber hinaus umfasst die Flügelzellenmaschine beziehungsweise Flügelzellenpumpe vorzugsweise ein Gehäuse, das drehfest mit einer Eingangswelle des Getriebes verbunden ist.
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Fluidsystems.
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch eine fluidische Verdrängereinheit für ein vorab beschriebenes Fluidsystem. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 eine vereinfachte Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Fluidsystem, das eine Verdrängereinheit umfasst und
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verdrängereinheit als Flügelzellenmaschine im Längsschnitt.
In Figur 1 ist ein Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsaggregat 4 vereinfacht dargestellt. Bei dem Antriebsaggregat 4 handelt es sich zum Beispiel um eine Brennkraftmaschine, die über ein Getriebe 5 antriebsmäßig mit einer Antriebsachse 6 des Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Die Antriebsachse 6 umfasst zum Beispiel ein Ausgleichsgetriebe, über welches ein Antriebsdrehmoment auf zwei angetriebene Räder 8, 9 übertragen wird.
Ein Fluidsystem 10 mit einer fluidischen Verdrängereinheit 14 ist antriebsmäßig zwischen das Antriebsaggregat 4 und das Getriebe 5 geschaltet. Die fluidische Verdrängereinheit 14 fördert aus einem Tank 15 über einen Fluideingang 16 Fluid zu einem Fluidausgang 18. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um ein Hydraulikmedium, wie Hydraulikol. Daher kann das Fluidsystem 10 auch als Hydrauliksystem bezeichnet werden.
Durch einen Pfeil 21 mit zwei Spitzen ist angedeutet, dass das Antriebsaggregat 4
antriebsmäßig mit der hydraulischen Verdrängereinheit 14 verbunden ist. Durch einen weiteren Pfeil 22 mit zwei Spitzen ist angedeutet, dass die hydraulische Verdrängereinheit 14 abtriebsmäßig mit dem Getriebe 5 verbunden ist.
Die antriebsmäßige Verbindung zwischen dem Antriebsaggregat 5 und der Verdrängereinheit 14 kann zum Beispiel über eine Welle erfolgen. Die abtriebsmäßige Verbindung zwischen der Verdrängereinheit 14 und dem Getriebe 5 kann zum Beispiel über ein Gehäuse der Verdrängereinheit 14 erfolgen.
Durch einen Pfeil 24 ist eine interne Leckage angedeutet, die eine interne Regelung für einen zu- oder abfließenden Volumenstrom der hydraulischen Verdrängereinheit 14 darstellt. Durch die interne Leckage 24 kann eine offene Kupplung zwischen dem Antriebsaggregat 4 und dem Getriebe 5 dargestellt werden. Wenn die Leckage 24 minimiert wird, dann ist die Kupplung geschlossen.
Durch einen Pfeil 25 ist angedeutet, dass der mit Hilfe der Verdrängereinheit 14 aus dem Tank 15 angesaugte Volumenstrom, zumindest teilweise, einem Verbraucher zugeführt werden kann. Durch einen weiteren Pfeil 26 ist angedeutet, dass der Volumenstrom am Fluidaus- gang 18, ganz oder teilweise, als Kühlölstrom verwendet werden kann. Durch ein Rechteck 30 ist ein Steuerventil angedeutet, über das der am Fluidausgang 18 bereitgestellte Volumenstrom zwischen dem Verbraucher 25 und dem Kühlölstrom 26 aufgeteilt werden kann.
In Figur 2 ist eine Verdrängereinheit 40 im Längsschnitt dargestellt. Durch Pfeile 21 und 22 ist angedeutet, dass die Verdrängereinheit 40, ebenso wie die Verdrängereinheit 14 in Figur 1 , im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs antriebsmäßig zwischen ein Antriebsaggregat, wie eine Brennkraftmaschine, und einen Abtrieb, wie zum Beispiel ein Getriebe, insbesondere ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, geschaltet oder angeordnet werden kann.
Die Verdrängereinheit 40 ist als Flügelzellenmaschine beziehungsweise Flügelzellenpumpe mit einem Gehäuse 44 ausgeführt. Das Gehäuse 44 umfasst fünf fest miteinander verbundene Gehäusekörper 45, 46, 47, 48, 49.
In dem Gehäuse 45 ist eine Rotationsbaugruppe 50 angeordnet. Die Rotationsbaugruppe 50 umfasst einen Rotor 54 mit radial verlaufenden Schlitzen, in denen Flügel angeordnet sind. Der Rotor 54 mit den Flügeln ist in bekannter Art und Weise innerhalb eines Hubrings 55 drehbar angeordnet. Der Aufbau und die Funktion der Rotationsbaugruppe 50 ist an sich bekannt und zum Beispiel in der deutschen Patentschrift DE 195 31 701 C1 beschrieben.
Der Rotor 54 der Rotationsbaugruppe 50 wird über ein Antriebselement 58, zum Beispiel eine Antriebswelle, durch das Antriebsaggregat, insbesondere die Brennkraftmaschine, angetrieben, wie durch den Pfeil 21 angedeutet ist. In axialer Richtung ist die Rotationsbaugruppe 50 zwischen zwei Steuerplatten 61 , 62 angeordnet. Der Hubring 55 ist, wie durch den Pfeil 22 angedeutet ist, drehfest mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbunden.
Die in Figur 2 links angeordnete Steuerplatte 61 ist wie bei der bekannten Verdrängereinheit mit Umsteuerquerschnitten ausgestattet. Die in Figur 2 rechts angeordnete Steuerplatte 62 schafft im Unterschied zu der bekannten Verdrängereinheit eine Trennung zwischen der Rotationsbaugruppe 50 und einem Umsteuerdruckraum 65. Der Umsteuerdruckraum 65 wiederum ist durch eine Hubplatte 68 von einem Steuerdruckraum 66 getrennt.
Der Steuerdruckraum 66 steht über mindestens einen fluidischen Widerstand 69, insbesondere einen hydraulischen Widerstand 69, mit dem Umsteuerdruckraum 65 in Verbindung. Der hydraulische Widerstand 69 ist zum Beispiel als Blende ausgeführt und in Figur 2 nur durch zwei gestrichelte Linien angedeutet, die sich in axialer Richtung durch die Hubplatte 68 erstrecken.
Die Hubplatte 68 ist durch eine Federeinrichtung 70 in axialer Richtung gegen die Steuerplatte 62 vorgespannt. An der Hubplatte sind Schließkörper 71 angebracht, von denen in dem in Figur 2 dargestellten Schnitt zwei sichtbar sind. Die Schließkörper 71 dienen zur Darstellung einer Art Sitzventil, das durch die Hubplatte 68 realisiert ist.
In der dargestellten Stellung der Hubplatte 68 verschließen die Schließkörper 71 eine
Niederdruckverbindung 72, die den Umsteuerdruckraum 65 mit einem Niederdruckbereich der Verdrängereinheit 40 verbindet. Die Niederdruckverbindung 72 umfasst Niederdruckverbindungskanäle, von denen in Figur 2 zwei sichtbar sind.
Die beiden in Figur 2 sichtbaren Niederdruckverbindungskanäle sind durch die beiden in Figur 2 sichtbaren Schließkörper 71 verschlossen. Wenn sich die Hubplatte 68 in Figur 2 nach rechts, das heißt von der Steuerplatte 62 weg, bewegt, dann geben die Schließkörper 71 eine Verbindung zwischen dem Umsteuerdruckraum 65 in den Niederdruckbereich der Verdrängereinheit 40 frei. Dabei sind die Schließkörper 71 zum Beispiel als Dichtstifte ausgeführt, die in die Hubplatte 68 eingeschraubt oder eingepresst sind.
Die Steuerplatte 62 ist, im Unterschied zu der in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 219 361 A1 beschriebenen Verdrängereinheit, mit Hilfe eines Fixierelements 74 in axialer Richtung festgelegt. Der Begriff axial bezieht sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf eine Drehachse des Antriebselements 58. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zu der Drehachse des Antriebselements 58. Analog bedeutet radial quer zur Drehachse des Antriebselements 58. Der Umsteuerdruckraum 65 steht über eine Hochdruckverbindung 67 mit einem Hochdruckbereich der Verdrängereinheit 40 in Verbindung. Die Hochdruckverbindung 67 umfasst Hochdruckverbindungskanäle, von denen im in Figur 2 dargestellten Schnitt zwei sichtbar sind. Die Niederdruckverbindung 72 und die Hochdruckverbindung 67 dienen zur Darstellung der Umsteuerfunktion der Steuerplatte 62.
Das Fixierelement 74 ist durch ein Verstellelement 75 in verschiedenen axialen Positionen fixierbar. Das Verstellelement 75 ist vorzugsweise Teil einer Versuchsanordnung zur Erprobung der erfindungsgemäßen Verdrängereinheit 40. Bei einer Anwendung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist die Verwendung des Verstellelements 75 sowie die Verwendung der Gehäusekörper 47 bis 49 nicht zwingend erforderlich oder kann sogar hinderlich sein.
Der Steuerdruckraum 66 ist über einen Steuerdruckanschluss 77 mit einem Steuerdruck beaufschlagbar. Der Umsteuerdruckraum 65 ist in axialer Richtung zwischen der Steuerplatte 62 und der Hubplatte 68 angeordnet. Radial außen wird der Umsteuerdruckraum 65 von einem Wandbereich 78 des Gehäusekörpers 46 begrenzt. Über eine entsprechende Verbindung, zum Beispiel in Form von mindestens einem Verbindungskanal, kann über den Wandbereich 78 auf einfache Art und Weise von der Verdrängereinheit 40 gefördertes Fluid, insbesondere Hydraulikmedium, entnommen und einem Verbraucher, wie einer Kühlung, zugeführt werden.
Über den Wandbereich 78 kann die Volumenstromentnahme der Verdrängereinheit 40 besonders vorteilhaft ohne direkte Beeinflussung des Steuerdrucks im Steuerdruckraum 66 erfolgen. Die örtliche beziehungsweise räumliche Trennung der Entnahmestelle von dem Steuerdruckraum 66 wird vorteilhaft durch die Anordnung und Gestaltung der Hubplatte 68 erreicht und hat sich bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen positiv auf die Regelbarkeit eines Fluidsystems mit der erfindungsgemäßen Verdrängereinheit 40 ausgewirkt.
Im Betrieb der Verdrängereinheit 40 wird durch das Zusammenwirken zwischen Rotor 54 und Hubring 55 Fluid, insbesondere Hydraulikmedium, wie Hydrauliköl, durch die Steuerplatte 62 hindurch in den Umsteuerdruckraum 65 verdrängt. Von dort aus kann es über den sitzventilar- tigen einstellbaren Widerstand mit den Schließkörpern 71 verlustarm zum Niederdruckbereich zurückgeleitet werden. Die Verstellung des Widerstand erfolgt dabei über die axiale Bewe- gung der Hubplatte 68 mit den Schließkörpern 71 . Die an der Hubplatte 68 befestigten Schließkörper 71 stellen zusammen mit der Steuerplatte 62 eine Art Sitzventil dar.
Zur Ansteuerung der Hubplatte 68 wird der umgesteuerte pulsationsarme Hochdruck verwendet. Der Hochdruck gelangt durch die blendenartigen Widerstände 69 in der Hubplatte 68 aus dem Umsteuerdruckraum 65 in den Steuerdruckraum 66. Wird dem Steuerdruckraum 66 über den Steuerdruckanschluss 77 Volumen entnommen, so kann durch den fluidischen, insbesondere hydraulischen Widerstand 69 Volumen nachströmen.
Aufgrund des Druckabfalls an den vorzugsweise als Blenden ausgeführten fluidischen Widerständen 69 ist der Druck in Strömungsrichtung vor der Hubplatte 68, das heißt in dem Umsteuerdruckraum 65, höher und verschiebt die Hubplatte 68 in öffnende Richtung, das heißt in Figur 2 nach rechts.
Wird dem Steuerdruckraum 66 kein Volumen entnommen, so stellt sich vor und hinter, das heißt in Figur 2 links und rechts, der Hubplatte 68 der gleiche Druck ein. Da die wirksame Fläche der Hubplatte 68 auf der dem Rotor 54 zugewandten Seite um die Fläche der Schließkörper beziehungsweise Dichtungsstifte kleiner ist, entsteht dann eine Kraft in schließender Richtung, also in Figur 2 nach links.
Die erfindungsgemäße Verdrängereinheit 40 kann grundsätzlich dort eingesetzt werden, wo eine Kupplung erforderlich ist, die schwingungsdämpfend wirkt, verschleißarm ist, über einen hydraulischen Widerstand feinfühlig einstellbar ist, aufgrund der integrierbaren Kühlfunktion längere Zeit im Schlupf betrieben werden und/oder durch einen abgezweigten Volumenstrom eine Pumpe einsparen kann.
Bezugszeichenliste
Antriebsstrang
Antriebsaggregat
Getriebe
Antriebsachse
angetriebenes Rad
angetriebenes Rad
Fluidsystem
fluidische Verdrängereinheit
Tank
Fluideingang
Fluidausgang
Pfeil
Pfeil
Pfeil
Pfeil
Pfeil
Rechteck
Verdrängereinheit
Gehäuse
Gehäusekörper
Gehäusekörper
Gehäusekörper
Gehäusekörper
Gehäusekörper
Rotationsbaugruppe
Rotor
Hubring
Antriebselement
Steuerplatte
Steuerplatte
Umsteuerdruckraum
Steuerdruckraum
Hochdruckverbindung
Hubplatte fluidischer Widerstand Federeinrichtung Schließkörper
Niederdruckverbindung Fixierelement
Verstellelement Steuerdruckanschluss Wandbereich

Claims

Patentansprüche
1 . Fluidsystem mit einer fluidischen Verdrängereinheit (40), die in einem Antriebsstrang (1 ) zwischen einem Antriebsaggregat (4) und einem Abtrieb (5) ein schaltbares Drehmomentübertragungselement mit einer internen Steuerung für einen Arbeitsdruck darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidische Verdrängereinheit (40) einen Umsteuerdruckraum (65) umfasst, der von einem Steuerdruckraum (66) getrennt ist.
2. Fluidsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Umsteuerdruckraum (65) durch einen fluidischen Widerstand (69) von dem Steuerdruckraum (66) getrennt ist.
3. Fluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umsteuerdruckraum (65) durch eine Hubplatte (68) von dem Steuerdruckraum (66) getrennt ist.
4. Fluidsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubplatte (68) mindestens einen beziehungsweise den fluidischen Widerstand (69) enthält, durch den der Umsteuerdruckraum (65) von dem Steuerdruckraum (66) getrennt ist.
5. Fluidsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubplatte (68) in einer axialen Richtung relativ zu einer Steuerplatte (62) bewegbar ist, die in der axialen Richtung fest ist.
6. Fluidsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubplatte (68) durch eine Federeinrichtung (70) in der axialen Richtung gegen die Steuerplatte (62) vorgespannt ist.
7. Fluidsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubplatte (68) mindestens einen Schließkörper (71 ) aufweist, der in einer Schließstellung eine Verbindung (72) in der Steuerplatte (62) zu einem Niederdruckbereich verschließt.
8. Fluidsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerplatte (62) zwischen einer Rotationsbaugruppe (50) der Verdrängereinheit (40) und der Hubplatte (68) angeordnet ist.
9. Fluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb ein Getriebe (5) umfasst, das als automatisiertes Getriebe und/oder Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt ist.
10. Fluidsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängereinheit (40) als Flügelzellenmaschine beziehungsweise Flügelzellenpumpe oder als Zahnradmaschine beziehungsweise Zahnradpumpe, insbesondere Innenzahnradpumpe, Außenzahnradpumpe oder Gerotorpumpe, ausgeführt ist.
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