WO2016177645A1

WO2016177645A1 - Fluid-fördersystem

Info

Publication number: WO2016177645A1
Application number: PCT/EP2016/059668
Authority: WO
Inventors: Markus Bichler; Wolfgang Schweiger; Herbert Steinwender
Original assignee: Magna powertrain gmbh & co kg
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2016-04-29
Publication date: 2016-11-10
Also published as: DE102015208354B3

Abstract

Fluid-Fördersystem (1) für einen Fluid-Kühlkreislauf und/oder Schmierfluidkreislauf eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Fluid-Reservoir (2), eine Pumpe (3) zum Fördern des Fluids mit einer Saugseite (4) und einer Druckseite (5), eine Antriebseinheit zum Betreiben der Pumpe (3) und ein zwischen der Saugseite (4) und der Druckseite (5) der Pumpe angeordnetes Regelventil (7), wobei das Regelventil (7) ein Gehäuse (15) mit zumindest einemmit der Druckseite (5) der Pumpe verbundenen Fluid-Zufluss und zumindest einem mit der Saugseite (4) der Pumpe verbundenen Fluid-Abfluss umfasst, wobei in dem Gehäuse ein Ventilkolben (16) und ein Betätigungselement (17) angeordnet sind, wobei über das Betätigungselement (17) der Ventilkolben (16) in eine Offenstellung und/oder Schließstellung bewegbar ist und das Betätigungselement (17) ein passives Element ist, so dass das Regelventil (7) nicht von einerdem Regelventil (7) zugeordneten Steuereinheit angesteuert werden muss, wobei am Ventilkolben (16) Feinsteuernuten ausgebildet sind.

Description

Fluid-Fördersvstem

Gebiet der Erfindung

Fluid-Fördersystem für einen Fluid-Kühlkreislauf und/oder Schmierfluidkreislauf für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs.

Stand der Technik

Kühl-, sowie Schmiermittelsystenne kommen in sämtlichen gängigen Kraftfahrzeugen in diversen Ausführungen zum Einsatz. Wie die Namen schon sagen dienen derartige Systeme der Kühlung und/oder Schmierung von beispielsweise Motor- und/oder Getriebekomponenten eines Kraftfahrzeugs.

Im Vordergrund steht dabei eine kontinuierliche, zuverlässige und bedarfsgerechte Versorgung mit Kühl- und/oder Schmiermittel sicherzustellen. Hierbei kommen unterschiedlichste Pumpenausführungen zum Einsatz.

Im Wesentlichen unterscheidet man dabei zwischen elektromotorisch betriebenen Pumpen und mechanisch betriebenen Pumpen.

Elektromotorisch betriebene Pumpen werden über einen elektrischen Motor ange- trieben, wobei dieser über ein Steuergerät bedarfsgerecht angesteuert wird. Diese Systeme bringen einige Nachteile, wie erhöhte Kosten, erhöhter Bauraumaufwand, etc. mit sich.

Mechanisch angetriebene Pumpen werden meist direkt oder über eine Übersetzungsstufe (Stirnradstufe, Riementrieb, Steuerkette, etc.) von einer Getriebewelle angetrieben. Pumpen dieser Art laufen, unabhängig vom gerade benötigten Kühlmittel- und/oder Schmiermittelstrom, proportional zu der Drehzahl der Getriebewelle. Das heißt, dass mit steigender Drehzahl der Getriebewelle der Kühlmittel- und/oder Schmiermittelstrom ansteigt. Der Bedarf an Kühlmittel und/oder

Schmiermittel muss jedoch schon bei niedrigsten Drehzahlen der Getriebewelle gewährleistet werden und ändert sich während des Betriebs der antreibenden mechanischen Einheit eines Kraftfahrzeugs kaum. Dies bedingt bei der Verwendung derartiger Pumpen hohe Schleppverluste. Um dem entgegenzuwirken bedienen sich mechanisch angetriebene Pumpen oftmals dem Prinzip der Saug- drosselung. Dabei werden die Querschnitte an der Saugseite der Pumpe derart gestaltet, dass es bei hohen Antriebsdrehzahlen zu einer nur mehr unvollständigen Befüllung der Pumpenräume kommt. Durch diese Maßnahme kann der Fördervolumenstrom ab einer bestimmten Antriebsdrehzahl nahezu konstant gehalten werden. Als nachteilig erweisen sich jedoch die damit verbundenen Förderstrom- und Druckpulsationen mit einhergehender Geräuschentwicklung. Zudem lassen sich dadurch Schleppmomente nur teilweise reduzieren.

Eine Möglichkeit hohen Schleppverlusten entgegenzuwirken ergibt sich zudem aus dem Einsatz von Verstellpumpen (hydraulisch verstellbare, druck- oder för- derstromgeregelte Pumpen), die so betrieben werden können, dass sie, innerhalb gegebener Grenzen, bei jeder Drehzahl eine gewünschte Ölmenge fördern. Meist handelt es sich dabei um einhübige Flügelzellen- oder Radialkolbenpumpen. Verstellpumpen bringen jedoch Nachteile, wie erhöhte Kosten, erhöhter Bauraumaufwand, höhere Empfindlichkeit gegenüber Verschmutzung etc. mit sich.

Die DE 10 201 1 083 278 A1 beschreibt beispielsweise ein Schmiermittelsystem mit einer Pumpe zum Fördern eines Schmiermittelstroms und einen Verbrennungsmotor oder ein Getriebe mit einem derartigen Schmiermittelsystem. Hierbei soll der Volumenstrom des Schmiermittels auf konstruktiv einfache und kosten- günstige Weise geregelt werden. Dazu ist in dem Schmiermittelsystem mit zumin- dest einem schmierenden Bauteil eine Blende vorgesehen, die lediglich ein begrenztes Volumen an Schmiermittel durchlässt und bei ansteigendem, von der Pumpe geförderten Volumenstrom, ein Regelventil in Abhängigkeit des stromauf der Blende herrschenden Schmiermitteldrucks betätigt wird, so dass dadurch der vor der Blende herrschende Schmiermitteldruck selbsttätig reguliert wird.

Das nachveröffentlichte Dokument DE 10 2014 014 508 B3 beschreibt ein Pumpenaggregat zur Druck- und Schmiermittelversorgung von Getrieben, Motoren oder Stellsystemen. Das Pumpenaggregat weist einen verstellbaren hydraulischen Widerstand auf. Dieser hydraulische Widerstand verursacht einen Volumenstrom von dem Auslass der Pumpe zu dem Einlass der Pumpe, wenn üblicherweise der Druck am Auslass höher ist als der Druck am Einlass. Der hydraulische Widerstand wird durch einen Aktor verstellt, der in Abhängigkeit von seiner Temperatur eine Länge oder Form verändert und deshalb als temperaturfühlender Aktor bezeichnet wird. Die Längen- oder Formänderung des Aktors wird in bekannter Weise zu einer Änderung des hydraulischen Widerstands genutzt, indem der wirksame Strömungsquerschnitt des Widerstands verändert wird. Die Druckschrift DE 60 2005 005 890 T2 beschreibt die Regelung der Fördermenge eines flüssigen oder viskosen Fluids in Bezug auf eine Vorrichtung zum Umwälzen dieses Fluids wie etwa einer Pumpe oder Ähnlichem. Die regelbare Förderpumpeneinrichtung umfasst ein Gehäuse und ein bewegliches Bauteil, das fähig ist, ein flüssiges Fluid zu verdrängen, wobei das bewegliche Bauteil durch einen Motor, eine gleichartige Aktuatoreinrichtung oder eine Einrichtung zum

Übertragen der Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Das beweglich Bauteil ist in eine Kammer des Gehäuses eingebaut ist, die einen Versorgungskanal oder eine Versorgungsöffnung und einen Auslasskanal umfasst, wobei die Fördermenge der Pumpenvorrichtung in Abhängigkeit von der Tempera- tur des flüssigen Fluids, das von der Vorrichtung angesaugt und abgegeben wird, mindestens innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs geregelt werden kann. Die Pumpenvorrichtung umfasst ebenso ein wärmeempfindliches Bauteil, das in den Versorgungskanal oder die Versorgungsöffnung und in den Auslasskanal eingebaut ist.

Das Dokument DE 197 09 484 A1 beschreibt eine Kühlwasserpumpe mit einem Bypass, der Druckseite der Kühlwasserpumpe mit dem Einlauf der Kühlwasserpumpe verbindet und über ein Ventil bedarfsgerecht verschlossen werden kann, das Ventil ist dabei als Ventilkörper ausgebildet, der über einen Aktuator, nämlich einen zur Betätigung des Aktuators gesteuerten Elektromotor oder einen Elektromagneten, betätigt wird.

Weiterhin sind als relevanter Stand der Technik die Druckschriften DE 10 2012 207 387 A1 , DE 102005 060 253 A1 sowie DE 1 1 1 1 023 A zu erwähnen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein alternatives Fluid-Fördersystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben, das eine bedarfsgerechte Versorgung eines Kühlkreislaufs und/oder Schmierkreislaufs mit Fluid sicherstellt und zudem zuverlässig und kostengünstig, ohne aufwendige elektronische Steuerung, arbeitet.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Fluid-Fördersystem für einen Fluid- Kühlkreislauf und/oder Schmierfluidkreislauf eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Fluid-Reservoir, eine Pumpe zum Fördern des Fluids mit einer Saugseite und einer Druckseite, eine Antriebseinheit zum Betreiben der Pumpe und ein zwischen der Saugseite und der Druckseite der Pumpe angeordnetes Regelventil, wobei das Regelventil ein Gehäuse mit zumindest einem mit der Druckseite verbundenen Fluid-Zufluss und zumindest einem mit der Saugseite verbundenen Fluid- Abfluss umfasst, wobei in dem Gehäuse ein Ventilkolben und ein Betätigungsele- ment angeordnet sind, wobei über das Betätigungselement der Ventilkolben in eine Offenstellung und/oder Schließstellung bewegbar ist und das Betätigungselement ein passives Element ist, so dass das Regelventil nicht von einer dem Regelventil zugeordneten Steuereinheit angesteuert werden muss, wobei am Ventilkolben Feinsteuernuten ausgebildet sind.

Das erfindungsgemäße Fluid-Fördersystem dient der bedarfsgerechten Versorgung eines Fluid-Kühlkreislaufs und/oder eines Schmierfluidkreislaufs eines Kraftfahrzeugs mit dem jeweiligen Fluid.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Fluid-Fördersystem ein Fluid- Reservoir, eine Pumpe, eine Antriebseinheit und ein Regelventil auf.

Das Fluid-Reservoir dient als Fluid-Speicher.

Die Pumpe wird über eine mechanische Antriebseinheit, genauer gesagt vermittels einer Ausgangswelle einer mechanischen Antriebseinheit, die die Antriebswelle der Pumpe darstellt, angetrieben. Die Pumpe des Fluid-Fördersystems weist erfindungsgemäß eine Saugseite und eine Druckseite auf. Zwischen der Saugseite und der Druckseite der Pumpe ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Regelventil angeordnet.

Das Regelventil weist erfindungsgemäß ein Gehäuse mit zumindest einem mit der Druckseite der Pumpe verbundenen (druckseitigen) Fluid-Zufluss und zumindest einem mit der Saugseite der Pumpe verbundenen (saugseitigen) Fluid-Abfluss auf.

Gemäß des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems sind in dem Gehäuse des Regelventils ein Ventilkolben und ein Betätigungselement angeordnet. Der Ventil- kolben ist dabei über das Betätigungselement in eine Offenstellung und/oder Schließstellung und/oder eine Stellung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung bewegbar. Unter einer„Offenstellung" ist eine Stellung des Regelventils zu verstehen, bei der eine möglichst widerstandsarme Fluid-Verbindung zwischen der Druckseite der Pumpe und der Saugseite der Pumpe über das Regelventil hergestellt wird - Fluid wird von der Druckseite der Pumpe (druckseitig) über das Regelventil hindurch an der Saugseite der Pumpe (saugseitig) wieder zugeführt.

Unter einer„Schließstellung" ist eine Stellung des Regelventils zu verstehen, bei der keine Fluid-Verbindung zwischen der Druckseite der Pumpe und der Saugseite der Pumpe über das Regelventil hergestellt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Betätigungselement des Regelventils als passives Element ausgeführt, so dass das Regelventil nicht von einer dem Regelventil zugeordneten externen Steuereinheit angesteuert werden muss.

Das Regelventil stellt somit ein sogenanntes Bypass-Ventil dar. Die Pumpe des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems wird über die Antriebswelle angetrieben und je nach Schaltstellung des zwischen der Saugseite der Pumpe und der Druckseite der Pumpe angeordneten Regelventils wird ein effektiver Fördervolumenstrom an der Druckseite abgeführt. Die dabei erforderliche Pumpen-Antriebsleistung ist im Wesentlichen proportional zu dem Produkt aus nutzbarem Fördervolumenstrom und dem zwischen der Saugseite der Pumpe und der Druckseite der Pumpe anliegenden Differenzdruck.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Regelventils als passives Element ergibt sich ein zuverlässiges, vollständig selbstregelndes System, das sich auf einfache Art und Weise in einen Kühl- und/oder Schmierkreislauf implementieren lässt. Durch den Entfall der Steuereinheit wird zudem ein bauraumoptimiertes und kostenoptimiertes Fluid-Fördersystem ohne externe Schnittstellen gestaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluid-

Fördersystems ist das Betätigungselement des Regelventils in Abhängigkeit von einer Fluid-Temperatur passiv steuerbar. Derart wird dem Ventilkolben eine temperaturabhängige Steuerbewegung aufgeprägt. Das Betätigungselement des Regelventils ist bevorzugt als ein nach außen hin geschlossener, mit einem Fluid befüllter Metallbalgspeicher, als Gasdruckkolben oder als Thermobimetall ausgeführt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungs- element des Regelventils in Abhängigkeit von einem Drehwinkel eines Aktuator- rings einer Kugelrampe einer Aktuatoreinheit passiv steuerbar, wobei dem Ventilkolben derart eine drehwinkelabhängige Steuerbewegung aufprägt wird.

Die Aktuatoreinheit ist hier beispielsweise einer Reibungskupplung zugeordnet und dient der aktiven, gezielten Betätigung der Reibungskupplung.

Eine derartige Reibungskupplung kann beispielsweise Bestandteil eines Verteilergetriebes zur wahlweisen Verteilung von Antriebsdrehmoment auf die Vorder- und/oder Hinterachse eines Kraftfahrzeugs sein.

Hierbei ist ebenso eine Betätigung des Betätigungselements des Regelventils des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems in Abhängigkeit von der Position eines Kupplungsbetätigungskolbens, der ebenso der aktiven Betätigung der Kupplung dient, denkbar. Derart wird dem Betätigungselement eine drehmomentabhängige Steuerbewegung aufgeprägt. Das passive Regelventil des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems kann, je nach konstruktiver Ausführung, somit auf eine absolute Fluid-Temperatur, eine Temperaturdifferenz, auf ein übertragbares Drehmoment und/oder auf einen Drehwinkel reagieren, wobei dem Regelventil bei sämtlichen angeführten Betätigungsmöglichkeiten keine Steuereinheit zugeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Fluid-Fördersystem ist demnach als temperatursensieren- des, drehmomentgesteuertes und/oder positionsgesteuertes System ausgeführt, bei dem auf sämtliche externe Schnittstellen für eine aktive Ansteuerung verzichtet werden kann.

Erfindungsgemäß sind am Ventilkolben Feinsteuernuten ausgebildet. Über die konstruktive Gestaltung der am Ventilkolben angebrachten Feinsteuernuten kann die Öffnungscharakteristik des Ventilkolbens relativ zur Steuerbewegung des Steuerkolbens zusätzlich angepasst werden (linear, progressiv, degressiv).

Vermittels der Feinsteuernuten kann eine gewünschte Hub- Durchflusscharakteristik erzielt werden.

Es ist von Vorteil, wenn die Pumpe saugseitig Fluid aus dem Fluid-Reservoir ansaugt und druckseitig durch einen Wärmetauscher fördert. Der Wärmetauscher ist dabei bevorzugt als Fluid-Kühler ausgeführt.

Besonders bevorzugt ist das Regelventil als Schieberventil ausgeführt. Eine Ausführung als Sitzventil oder als einfaches Klappenventil ist jedoch ebenso denkbar. ln der Schließstellung muss keine absolute Dichtheit des Regelventils gewährle tet werden, was dazu führt, dass eine kostengünstige Regelventil-Ausführung eingesetzt werden kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Fluid-Fördersystem gemäß der vorliegenden Erfindung in der Anwendung in einem Kühl-/Schmiermittelkreis mit externem Wärmetauscher.

Fig. 2 zeigt ein Fluid-Fördersystem gemäß der vorliegenden Erfindung in der Anwendung als„on-demand" Zusatz Kühl- /Schmiersystem.

Fig. 3 zeigt eine beispielhafte Ausführung eines Regelventils des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems in einer Schließstellung.

Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Ausführung eines Regelventils des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems in einer Offenstellung.

Fig. 5 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Fluid- Fördersystems in einem Verteilergetriebe mit einem als Thermoelement ausgeführten Betätigungselement. Fig. 6 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Fluid-

Fördersystems in einem Verteilergethebe mit einem in Abhängigkeit von einem gestellten Kupplungsmoment betätigten Regelventil.

Fig. 7 Fluid-Fördervolumenstromkennlinie und Pumpenantriebsleis- tung mit und ohne Regelventil.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein beispielhaftes Fluid-Fördersystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Fluid-Fördersystem 1 dient der Versorgung eines Fluid-Kühl-/Schmierkreislaufs eines Kraftfahrzeugs mit Fluid.

Das Fluid-Fördersystem 1 weist ein Fluid-Reservoir 2, eine Pumpe 3, eine An- triebseinheit (nicht dargestellt) und ein Regelventil 7 auf.

Die Pumpe 3 des Fluid-Fördersystems 1 weist eine Saugseite 4 und eine Druckseite 5 auf. Zwischen der Saugseite 4 und der Druckseite 5 der Pumpe 3 ist das Regelventil 7 angeordnet.

Das Fluid-Reservoir 2 dient als Fluid-Speicher aus dem die Pumpe 3 saugseitig 4 Fluid ansaugt. An der Saugseite 4 der Pumpe 3 ist zwischen Fluid-Reservoir 2 und der Pumpe 3 ein Filterelement 9 angeordnet, das Verunreinigungen innerhalb des Fluids herausfiltert. Die Pumpe 3 wird über eine Antriebseinheit, genauer gesagt vermittels einer Ausgangswelle einer Antriebseinheit, die die Antriebswelle 10 der Pumpe 3 darstellt, angetrieben. Auf der Druckseite 5 der Pumpe 3 ist ein Wärmetauscher 8 angeordnet. Der Wärmetauscher 8 ist hier als Fluid-Kühler ausgeführt.

Die Pumpe 3 saugt saugseitig 4 Fluid aus dem Fluid-Reservoir 2 an und fördert das Fluid durch den Wärmetauscher 8, wobei die Förderung je nach Stellung des parallel zur Pumpe 3 angeordneten Regelventils 7 (Offenstellung oder Schließstellung oder beliebige Stellung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung) über das Regelventil 7 erfolgt, oder nicht. Die Stellung des Regelventils wird durch eine Steuergröße 12, wie beispielsweise die Fluid-Temperatur, beeinflusst. Fig. 2 zeigt ein Fluid-Fördersystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in der Anwendung als aktives„on-demand" Zusatzschmiersystem zur bedarfsgerechten Versorgung von Kühl- und/oder Schmierstellen 1 1 mit einem Kühl- und/oder Sch m ierm ittelstrom . Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes, als Schieberventil ausgeführtes, Regelventil 7 des in Fig.1 dargestellten Fluid-Fördersystems 1 in einer Schließstellung.

Das Regelventil 7 weist ein Gehäuse 15 mit zumindest einem mit der Druckseite 5 der Pumpe 3 verbundenen (druckseitigen) Fluid-Zufluss und zumindest einem mit der Saugseite 4 der Pumpe 3 verbundenen (saugseitigen) Fluid-Abfluss auf.

Alternativ kann das Gehäuse 15 direkt im Pumpengehäuse (nicht dargestellt) der Pumpe 3 integriert sein. ln dem Gehäuse 15 des Regelventils 7 sind in einer zentralen Gehäusebohrung 20 ein Ventilkolben 16 und ein Betätigungselement 17, das kolbenartig ausgeführt ist, angeordnet. Der Ventilkolben 16 ist dabei über das Betätigungselement 17 in eine Offenstellung und/oder Schließstellung und/oder eine Stellung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung bewegbar.

Das Betätigungselement 17 des Regelventils 7 ist als passives Element ausgeführt, so dass das Regelventil 7 nicht von einer externen Steuereinheit angesteuert werden muss, sondern als vollständig selbstregelndes Regelventil 7 agiert.

Das Betätigungselement 17 des in Fig. 3 dargestellten Regelventils 7 ist dabei in Abhängigkeit von einer Fluid-Temperatur passiv steuerbar. Derart wird dem Ventilkolben 16 eine temperaturabhängige Steuerbewegung aufgeprägt. In Fig. 3 ist das Regelventil 7 als Schieberventil dargestellt, wobei das Betätigungselement 17 und der Ventilkolben 16 koaxial in der Gehäusebohrung 20 des Gehäuses 15 des Regelventils 7 angeordnet sind. Das Betätigungselement 17 ist hier als Metallbalgspeicher ausgeführt, der mit einem temperatursensierenden Fluid gefüllt ist.

Des Weiteren wäre in diesem Zusammenhang eine Ausführung des Betätigungselements 17 als Gasdruckkolben oder Thermobimetall denkbar.

Hierbei wird die temperaturabhängige Volumenänderung des in dem Metall- balgspeichers befindlichen temperatursensierenden Fluids, oder die Verformung eines Thermobimetalls oder die Längenänderung eines Werkstoffs mit im Verhältnis zu Aluminium großen Längenausdehnungskoeffizienten genutzt.

Derart wird je nach Fluid-Temperatur die Verbindung zwischen der Druckseite 5 und der Saugseite 4 der Pumpe 3 mehr oder weniger freigegeben, oder auch gänzlich geschlossen. In der dargestellten Schließstellung erfolgt die Abdichtung zwischen Druckseite 5 und Saugseite 4 über die sich durch die Überdeckung von Ventilkolben 16 und Gehäusebohrung 20 bildende Spaltdichtung 18.

Der Ventil kolben 16 des Regelventils 7 weist Feinsteuernuten 19 auf.

Fig. 4 zeigt das eben im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebene Regelventil 7 in einer Offenstellung. In der hierbei dargestellten Offenstellung erfolgt keine Abdich- tung zwischen Druckseite 5 und Saugseite 4 - das Regelventil 7 befindet sich in einer gänzlichen Offenstellung oder einer beliebigen Stellung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung

Fig. 5 zeigt ein Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeuges mit über eine elektrome- chanisch aktuierbare nasslaufende Reibungskupplung 22 aktiv regelbarer Drehmomentverteilung zwischen Vorderachse 32 und Hinterachse 31 und dem erfindungsgemäßem Fluid-Fördersystem 1 .

Die Reibungskupplung 22 ist als Lamellenkupplung ausgeführt.

Der Aktuierung der Reibungskupplung 22 dient eine Aktuatoreinheit. Die Aktua- toreinheit umfasst einen Aktuatormotor 26, hier ein Elektromotor, mit einem Untersetzungsgetriebe, das als Schneckentrieb 25 ausgebildet ist und eine Kugelrampe 24, die einen axial bewegbaren Aktuatorring 23 aufweist.

Vermittels der Kugelrampe 24 wird eine rotatorische Bewegung, die von dem Aktuatormotor 26 generiert wird, in eine translatorische Bewegung zur Betätigung der Reibungskupplung 22 umgewandelt. Das dargestellte Getriebesteuergerät 27 dient der aktiven Steuerung des Getriebes, insbesondere der Aktuatoreinheit der Reibungskupplung 22, jedoch nicht der Steuerung des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems 1 . Das Regelventil 7 des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems 1 wird hierbei in Abhängigkeit von der Temperatur des Fluids im Fluid-Reservoir 2 betätigt.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines Verteilergetriebes eines Kraftfahrzeuges mit über eine elektromechanisch aktuierbare nasslaufende Reibungs- kupplung 22 aktiv regelbarer Drehmomentverteilung zwischen Vorderachse 32 und Hinterachse 31 und dem erfindungsgemäßem Fluid-Fördersystem 1 .

Die Ausgestaltung des in Fig. 6 dargestellten Verteilergetriebes entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 5 dargestellten und bereits zuvor beschriebenen Verteiler- getriebe.

Jedoch wird das Regelventil 7 des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems 1 hierbei in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel eines Aktuatorringes 23 einer Kugelrampe 24 aktuiert.

Der Verdrehwinkel des Aktuatorringes 23 wird dabei über ein Getriebesteuergerät 27 vom Aktuatormotor 26 gesteuert.

Im Detail erfolgt die Aktuierung des Regelventils 7 über ein in ein Zahnsegment des Aktuatorringes 23 eingreifendes Ritzel 28, das in weiterer Folge eine Schalt- welle 29 mit einer Schaltnocke 30 betätigt.

Derart erfolgt die Betätigung des Regelventils 7 des erfindungsgemäßen Fluid- Fördersystems 1 über die Position des Aktuatorringes 23, wobei bei gelüfteter (geöffneter) Reibungskupplung 22 dem Lamellenpaket der Reibungskupplung 22 kein Kühl- und/oder Schmiermittelvolumenstrom zugeführt wird. Bei hohen zu übertragenden Drehmomenten steht jedoch der maximale Pumpenvolumenstrom als nutzbarer Kühl- und/oder Schmiermittel ström an den Kühl- und/oder Schmierstellen 1 1 zur Verfügung. Derart werden bei gelüfteter Kupplung bzw. bei kleinen übertragenen Drehmomenten unnötige Schleppverluste vermieden und bei maxi- malen Momenten-Anforderungen der benötigte Kühl- und/oder Schmiermittelvolumenstrom bereitgestellt.

Dem Regelventil 7 des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems 1 ist auch in dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel kein Steuergerät zugeordnet. Das Getriebesteuergerät 27 dient der aktiven Steuerung des Getriebes, insbesondere der Aktuatoreinheit der Reibungskupplung 22, jedoch nicht der Steuerung des erfindungsgemäßen Fluid-Fördersystems 1 .

Das in Fig. 7a dargestellte Diagramm zeigt den qualitativen Verlauf des effektiven durch einen Wärmetauscher 8 strömenden und/oder an den jeweiligen Kühl- /Schmierstellen 1 1 zugeführten Fluid-Fördervolumenstromes Q mit und ohne erfindungsgemäßem Regelventil 7 in Abhängigkeit von der Fluid-Temperatur bei konstanter Drehzahl an der Pumpenantriebswelle 10. Liegt die aktuelle Fluid-Temperatur T unter einer ersten Grenztemperatur T1 , so befindet sich das Regelventil 7 in einer Offenstellung und, abgesehen von einem geringen Leckvolumenstrom (zweite Grenzkurve II) zufolge eines sich einstellenden Staudrucks, strömt der gesamte von der Pumpe 3 an der Druckseite 5 verdrängte Fluid-Fördervolumenstrom Q durch das geöffnete Regelventil 7 und wird an der Saugseite 4 der Pumpe 3 wieder zugeführt. Die Pumpe 3 fördert somit im Kurzschluss. Liegt die aktuelle Fluid-Temperatur über der ersten Grenztemperatur T1 und unter einer zweiten Grenztemperatur T2, so befindet sich das Regelventil 7, abhängig von der aktuellen Fluid-Temperatur T und von der konstruktiven Gestaltung der Feinsteuernuten 19, in einer Stellung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung des Regelventils 7. Der Übergangsbereich III zwischen einer ersten Grenzkurve I und einer zweiten Grenzkurve II kann durch entsprechende Gestaltung der Feinsteuernuten 19 ausgelegt werden (linear, progressiv, degressiv).

Liegt die aktuelle Fluid-Temperatur T über der zweiten Grenztemperatur T2, so ist das Regelventil 7 geschlossen und, abgesehen von einem geringen Leckvolumenstrom zufolge funktional bedingter Ringspalte, steht der gesamte von der Pumpe 3 an der Druckseite 5 verdrängte Fluid-Fördervolumenstrom Q als effektiver Kühl-und/oder Schmiermittelvolumenstrom (erste Grenzkurve I) zur Verfügung. Fig. 7b zeigt den entsprechenden qualitativen Verlauf der an der Pumpenantriebswelle 10) aufzubringenden Pumpenantriebsleistung P in Abhängigkeit von der Fluid-Temperatur T bei konstanter Antriebsdrehzahl. Der von einer ersten Grenzkurve I (Regelventil in einer Offenstellung), einer zweiten Grenzkurve II (Regelventil in einer Schließstellung) und einem Übergangsbereich III (Regelventil in einer Zwischenstellung) eingeschlossene, schraffiert dargestellte Bereich kennzeichnet die durch Einsatz des Regelventils 7 des erfindungsgemäßen Fluid- Fördersystems 1 eingesparte Energie an der Pumpenantriebswelle 10.

Bezuqszeichenliste

1 Fluid-Fördersystem

2 Fluid-Reservoir

3 Pumpe

4 Saugseite (saugseitig)

5 Druckseite (druckseitig)

7 Regelventil

8 Wärmetauscher

9 Filterelement

10 (Pumpen-)Antriebswelle

1 1 Kühl- und/oder Schmierstellen

12 Steuergröße

15 Gehäuse

16 Ventilkolben

17 Steuerkolben

18 Spaltdichtung

19 Feinsteuernut

20 Gehäusebohrung

22 Reibungskupplung

23 Aktuatorring

24 Kugelrampe

25 Schneckentrieb

26 Aktuatormotor

27 Getriebesteuergerät

28 Ritzel

29 Schaltwelle

30 Schaltnocke

31 Hinterachse

32 Vorderachse T Fluid-Temperatur

T1 Erste Grenztemperatur

T2 Zweite Grenztemperatur

Q Fluid-Fördervolumenstrom I Erste Grenzkurve

II Zweite Grenzkurve

III Übergangsbereich

P Pumpenantriebsleistung

Claims

Patentansprüche

1 . Fluid-Fördersystem (1 ) für einen Fluid-Kühlkreislauf und/oder Schmierfluid- kreislauf eines Kraftfahrzeugs, umfassend

- ein Fluid-Reservoir (2);

- eine Pumpe (3) zum Fördern des Fluids mit einer Saugseite (4) und einer Druckseite (5);

- eine Antriebseinheit zum Betreiben der Pumpe (3); und

- ein zwischen der Saugseite (4) und der Druckseite (5) der Pumpe angeordnetes Regelventil (7), wobei das Regelventil (7) ein Gehäuse (15) mit zumindest einem mit der Druckseite (5) verbundenen Fluid-Zufluss und zumindest einem mit der Saugseite (4) verbundenen Fluid-Abfluss umfasst, wobei in dem Gehäuse (15) ein Ventilkolben (16) und ein Betätigungselement (17) angeordnet sind, wobei über das Betätigungselement (17) der Ventilkolben (16) in eine Offenstellung und/oder Schließstellung bewegbar ist und das Betätigungselement (17) ein passives Element ist, so dass das Regelventil (7) nicht von einer dem Regelventil (7) zugeordneten Steuereinheit angesteuert werden muss, wobei am Ventilkolben (16) Feinsteuernuten ausgebildet sind.

2. Fluid-Fördersystem (1 ) nach Anspruch 1 ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Betätigungselement (17) des Regelventils (7) in Abhängigkeit von der Temperatur des Fluids passiv steuerbar ist und so dem Ventilkolben (16) eine temperaturabhängige Steuerbewegung aufprägt.

3. Fluid-Fördersystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Betätigungselement (17) des Regelventils (7) als Metallbalgspeicher, Gasdruckkolben oder Thermobimetall ausgeführt ist.

4. Fluid-Fördersystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Betätigungselement (17) des Regelventils (7) in Abhängigkeit von einem Drehwinkel eines Aktuatorrings (23) einer Kugelrampe (24) einer Aktuatoreinheit passiv steuerbar ist und so dem Ventilkolben (16) eine Steuerbewegung in Abhängigkeit vom gestellten Drehmoment aufprägt.

5. Fluid-Fördersystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Pumpe (3) saugseitig (4) Fluid aus dem Fluid-Reservoir (2) ansaugt und durch einen Wärmetauscher (8) fördert.

6. Fluid-Fördersystem (1 ) nach Anspruch 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Wärmetauscher (8) als Fluid-Kühler ausgeführt ist.

7. Fluid-Fördersystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Regelventil (7) als Schieberventil ausgeführt ist.