WO2020094832A1

WO2020094832A1 - Betriebsmittelkreislauf eines getriebes

Info

Publication number: WO2020094832A1
Application number: PCT/EP2019/080650
Authority: WO
Inventors: Alexander Paul
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2020-05-14
Also published as: CN112997027A; DE102018219151B4; DE102018219151A1; CN112997027B

Abstract

Es wird ein Betriebsmittelkreislauf (32) eines Getriebes (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem mehrflutigen Wärmetauscher (33) vorgeschlagen, wobei ein Bereich (35) des Wärmetauschers (33) zur Kühlung eines Betriebsmittels des Getriebes (1) und ein weiterer Bereich (34) des Wärmetauschers zur Kühlung eines Betriebsmittels eines hydrodynamischen Retarders (29) ausgebildet ist. Der Betriebsmittelkreislauf (32) weist zumindest einen Bypass (53) zur Umgehung des der Kühlung des Betriebsmit- tels des Getriebes (1) dienenden Bereichs (35) des Wärmetauschers (33) auf.

Description

Betriebsmittelkreislauf eines Getriebes

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Betriebsmittelkreislauf eines Getriebes ge- mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Getriebe umfassend den erfindungsgemäßen Betriebsmittelkreislauf.

In flüssigen Betriebsmitteln in Fahrzeugen werden beispielsweise durch eine Ener- gieumwandlung in Wärme entstandene Aufheizungen in einem Wärmetauscher an ein Kühlmittel abgegeben, damit die Einsatzfähigkeit des Betriebsmittels erhalten bleibt und das Betriebsmittel für weitere Energieaufnahmen verfügbar ist.

Betriebsmittel dieser Art können Schmiermittel in Motoren oder Getrieben sein, die durch die Bewegungen der vorhandenen Bauteile erwärmt werden, oder es kann auch ein Öl oder Wasser einer hydrodynamischen Bremseinrichtung betroffen sein, die die Bewegungsenergie des Fahrzeugs mit Hilfe einer Beschaufelung in Wärme überführt, die an das Betriebsmittel übertragen wird.

Wärmetauscher werden häufig in Platten- oder Schalenbauweise ausgeführt, wobei mehrere gleichartige Platten oder Schalen übereinander und aneinander befestigt werden, beispielsweise verlötetet werden, welche dann Passagen bilden, die jeweils Kühlmittel und zu kühlendes Betriebsmittel aneinander vorbeiführen.

Sind in einem Fahrzeug mehrere Betriebsmittel zu kühlen, so lassen sich hierzu mehrere Wärmetauscher vorsehen, von denen jeweils ein Wärmetauscher ein Be- triebsmittel durch ein Kühlmittel kühlt. Werden mehrere Wärmetauscher zur Kühlung von mehreren Betriebsmitteln benutzt, dann können diese entsprechend dem zu kühlenden Betriebsmittelkreislauf optimal angepasst werden und beispielsweise un- terschiedliche geometrische Abmessungen aufweisen. Jedoch ist die Nutzung von mehreren Wärmetauschern verhältnismäßig teuer und es wird ein entsprechend großer Ein- oder Anbauraum zur Anordnung der Wärmetauscher benötigt.

Es ist bereits bekannt, dass mehrere Betriebsmittel in einem Fahrzeug auch in einem gemeinsamen Wärmetauscher gekühlt werden können, wobei dieser Wärmetau- scher dann mehrere Bereiche aufweist, die jeweils mit einem Kühlmittel zur Wärme- abgabe in Kontakt treten können. Derartige Wärmetauscher werden auch als mehr- flutige Wärmetauscher bezeichnet. Beispielsweise ist es möglich, an einen 3-flutigen Wärmetauscher einen Kühlmittelkreislauf und zwei Betriebsmittelkreisläufe anzu- schließen. Die Betriebsmittelkreisläufe können beispielsweise als Betriebsmittelkreis- lauf eines Getriebes und als Betriebsmittelkreislauf eines Retarders ausgebildet sein.

Ein solcher mehrflutiger Wärmetauscher ist beispielsweise aus der

DE 197 12 599 A1 bekannt, bei dem mehrere Ölzuführungen vorgesehen sind, die jeweils fest zugehörigen Passagen zugeleitet werden, um dort mit einem ebenfalls dem Wärmetauscher zugeführten Kühlmittel zur Wärmeübertragung in Kontakt zu treten.

Derartige mehrflutige Wärmetauscher sind in ihrem Aufbau an geometrische Ab- messungen gebunden und können daher nur bedingt an die zu kühlenden Betriebs- mittelkreisläufe ausgelegt werden. Abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung ei- nes derartigen mehrflutigen Wärmetauschers können bei einer Durchströmung der Passagen des Wärmetauschers im Betriebsmittelkreislauf Druckverluste entstehen, welche zu einer negativen Beeinflussung des Betriebsmittelkreislaufs führen können.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesser- ten Betriebsmittelkreislauf eines Getriebes mit einem mehrflutigen Wärmetauscher zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Betriebsmittelkreislauf gemäß Anspruch 1 sowie ein Getriebe gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Betriebsmittelkreislauf eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs mit einem mehrflutigen Wärmetauscher vorgeschlagen. Der Wärmetauscher weist mehrere Bereiche zur Kühlung von Betriebsmitteln auf, wobei ein Bereich des Wärmetauschers zur Kühlung eines Betriebsmittels des Getriebes und ein weiterer Bereich des Wärmetauschers zur Kühlung eines Betriebsmittels ei- nes hydrodynamischen Retarders ausgebildet ist. Abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung des Wärmetauschers weist der Wärmetauscher in den Betriebsmittel führenden Bereichen einen entsprechenden Durchflusswiderstand auf. Der Durch- flusswiderstand des zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes dienenden Be- reichs des Wärmetauschers kann in bestimmten Betriebsbereichen zu einem Druck- anstieg im Betriebsmittelkreislauf des Getriebes führen, welcher sich negativ auf die Lebensdauer des Drehmomentwandlers und die Schaltqualität des Getriebes aus- wirken kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass in dem Betriebsmit- telkreislauf zumindest ein Bypass zur Umgehung des der Kühlung des Betriebsmit- tels des Getriebes dienenden Bereichs des Wärmetauschers vorgesehen ist.

Dadurch kann ein Druckanstieg im Betriebsmittelkreislauf, welcher sich negativ auf die Lebensdauer des Drehmomentwandlers und die Schaltqualität des Getriebes auswirken würde, vermieden werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Durchfluss des Bypas- ses Steuer- oder regelbar ist. Der Durchfluss des Bypasses kann zweckmäßiger- weise in Abhängigkeit eines in dem Betriebsmittelkreislauf vorherrschenden Drucks und/oder einer Temperatur des Betriebsmittels gesteuert oder geregelt werden. Zur Steuerung oder Regelung des Durchflusses durch den Bypass kann in dem Bypass ein Ventil angeordnet sein.

Das Ventil kann als Differenzdruckventil ausgebildet sein, welches in Abhängigkeit von einem vorherrschenden Druck vor und nach dem zur Kühlung des Betriebsmit- tels des Getriebes vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers betätigbar ist, wobei ein Durchfluss durch den Bypass freigegeben wird, wenn der Druck in der Zuleitung zu dem zur Kühlung des Betriebsmittels vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers einen vorbestimmten Druckwert erreicht oder überschreitet. Auch kann der Durch- fluss durch den Bypass durch ein in dem Bypass angeordnetes Druckbegrenzungs- ventil beeinflusst werden, welches öffnet, wenn in der Zuleitung zu dem zur Kühlung des Betriebsmittels vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers ein vorbestimmter Druckwert erreicht oder überschritten wird. Das Ventil kann alternativ als Proportio- nalmagnetventil ausgebildet sein, welches abhängig von einem durch eine Ventilspu- le fließenden Strom den Durchfluss durch den Bypass freigibt.

Der mehrflutige Wärmetauscher ist derart an den Betriebsmittelkreislauf des Getrie- bes angebunden, dass in einem Betriebszustand, in welchem der hydrodynamische Retarder nicht aktiviert ist, das Betriebsmittel des Getriebes auch durch den zur Küh- lung des Betriebsmittels des Retarders vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers geleitet und gekühlt wird. Dann sind der zur Kühlung des Betriebsmittels des Retar- ders vorgesehenen Bereich und der zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereich in Reihe geschaltet und das Betriebsmittel des Getriebes wird durch beide Bereiche des Wärmetauschers geleitet und gekühlt.

Sind die beiden Bereiche des Wärmetauschers in Reihe geschaltet, dann durch- strömt das Betriebsmittel des Getriebes zunächst den zur Kühlung des Betriebsmit- tels des Retarders vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers und daran anschlie- ßen den zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers zumindest teilweise. Bei einer teilweisen Durchströmung des zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereichs des Wärmetau- schers wird ein Teil des Betriebsmittels des Getriebes über den Bypass an dem zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereich des Wärmetau- schers vorbeigeführt, wodurch der Druck in der Zuleitung zu dem zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers reduziert wird.

Ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfassend einen mehrflutigen Wärmetauscher und den erfindungsgemäßen Betriebsmittelkreislauf ist Gegenstand des Anspruchs 10

Im Folgenden wird die Erfindung, welche mehrere Ausführungsformen zulässt, an Hand von Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen konventionellen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Auto- matgetriebe und einem hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer schemati- schen Darstellung,

Fig. 2 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Betriebsmittelkreislaufs,

Fig. 3 einen beispielhaften Druckverlauf während eines Betriebszustands des Kraft- fahrzeugs und

Fig. 4 eine Anordnung eines Ventils in einem Bypass des Betriebsmittelkreislaufs.

Ein konventioneller Antriebsstrang weist gemäß Fig. 1 ein als Automatgetriebe 1 ausgebildetes Getriebe mit einem Getriebegehäuse 19, einer Eingangswelle 17 und einer Ausgangswelle 18 auf. Das Automatgetriebe 1 weist drei miteinander gekop- pelte Planetenradsätze 2, 7, 12 auf, die jeweils aus einem Sonnenrad 3, 8, 13, ei- nem Planetenträger 4, 9, 14 und einem Hohlrad 6, 11 , 16 bestehen. Auf den Plane- tenträgern 4, 9, 14 sind jeweils mehrere umfangsseitig verteilt angeordnete Plane- tenräder 5, 10, 15 drehbar gelagert, die einerseits jeweils mit dem zugeordneten Sonnenrad 3, 8, 13 und andererseits jeweils mit dem zugeordneten Hohlrad 6, 11 ,

16 in Verzahnungseingriff sind.

Die Ausgangswelle 18 des Automatgetriebes 1 steht mit einem Abtrieb 31 in Trieb- verbindung. Beispielsweise kann die Ausgangswelle 18 des Automatgetriebes 1 über ein Achsgetriebe und zwei Antriebswellen mit Antriebsrädern der Antriebsachse in Triebverbindung stehen. Das Automatgetriebe 1 weist fünf reibschlüssig wirksame Schaltelemente auf, zwei Lamellenkupplungen C1 , C2 und drei Lamellenbrem- sen B1 , B2, B3, die zur Schaltung von sechs Vorwärtsgängen und eines Rückwärts- gangs dienen.

Eingangsseitig ist dem Automatgetriebe 1 ein mit einer Überbrückungskupplung 21 versehener hydrodynamischer Drehmomentwandler 20 vorgeschaltet. Der Drehmo- mentwandler 20 umfasst ein Pumpenrad 22, ein Leitrad 23 und ein Turbinenrad 24, die von einem nicht vollständig dargestellten Gehäuse umgeben sind. Das Pumpen- rad 22 ist starr mit einer Eingangswelle 25 verbunden, die mit der Triebwelle eines Antriebsaggregats 30 in Verbindung steht, und die bedarfsweise über die Überbrü- ckungskupplung 21 und einen Schwingungsdämpfer 26 mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 verbindbar ist. Das Antriebsaggregat 30 kann beispielweise als Verbrennungsmotor oder als elektrische Maschine ausgebildet sein. Das

Leitrad 23 steht über eine Freilaufkupplung 27 mit einem Gehäuseteil 28 in Verbin- dung, wodurch eine Drehung des Leitrades 23 entgegen der Drehrichtung des An- triebsmotors verhindert wird. Das Turbinenrad 24 ist mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 verbunden. Zur Entlastung der Radbremsen des betreffenden Kraftfahrzeugs ist zudem eine verschleißfreie Dauerbremse in Form eines an der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 angeordneten hydrodynamischen Retar- ders 29 vorgesehen.

Fig. 2 beschreibt einen Ausschnitt aus einem Betriebsmittelkreislauf 32 des Auto- matgetriebes 1. Zur Versorgung des Automatgetriebes 1 mit Drucköl ist eine vorteil- haft getriebeintern angeordnete Ölpumpe 42 vorgesehen, die mit der Eingangswel- le 17 des Automatgetriebes 1 gekoppelt und somit über das Antriebsaggregat 30 an- treibbar ist. Abhängig von der Drehzahl des Antriebsaggregats 30 wird folglich ein Ölvolumenstrom für den Betriebsmittelkreislauf 32 erzeugt. Die Ölpumpe 42 wird über eine Ansaugleitung aus einem Ölsumpf 43 gespeist, wobei zur Sicherstellung, dass keine Verunreinigungen in den Betriebsmittelkreislauf 32 gelangen können, der Ölpumpe 2 ein Saugsieb 44 vorgeschaltet und ein Ölfilter 45 nachgeschaltet sind. Aus der Ansaugleitung sind vor allem ein Primärdruckkreis 46 und ein Sekundär- druckkreis 47 des Betriebsmittelkreislaufs 32 mit Drucköl versorgbar.

In dem Betriebsmittelkreislauf 32 sind mehrere Ventile 38, 39, 40, 41 vorgesehen. Das Ventil 38 ist als Hauptdruckventil ausgebildet, welches über ein hier nicht darge- stelltes Druckregelventil ansteuerbar ist.

Ein Wandlersicherheitsventil 39 schützt den Drehmomentwandler 20 gegen einen unzulässig hohen Überdruck, indem es den Zulaufdruck pO vor dem Drehmoment- wandler 20 begrenzt. Über das Wandlersicherheitsventil 39 wird ein Zulaufdruck pO vor dem Drehmomentwandler 20 eingestellt, wobei sich das Wandlersicherheitsven- til 39 bei Erreichen oder Überschreiten eines Druckwertes öffnet, so dass Öl über ei- nen Rücklauf in Richtung Ansaugseite der Ölpumpe 42 bzw. in den Ölsumpf 43 ab- fließen kann, bis der gewünschte Zulaufdruck pO wieder erreicht ist.

Nach dem Drehmomentwandler 20 ist in einer Wandler-Austrittsleitung ein Wandler- gegendruckventil 40 angeordnet, über welches ein Druck p1 nach dem Drehmo- mentwandler 20 eingestellt wird. Überschreitet der Druck p1 nach dem Drehmo- mentwandler 20 einen vorbestimmten Druckwert, dann öffnet das Wandlergegen- druckventil 40, so dass Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 in Richtung Kühlkreis- lauf bzw. Schmierkreislauf abfließen kann, bis sich der Druck p1 nach dem Dreh- momentwandler 20 wieder einstellt.

In dem Betriebsmittelkreislauf 32 ist ein Wärmetauscher 33 angeordnet, der zwei Be- reiche 34, 35 zur Kühlung von Betriebsmittel umfasst. Ein erster Bereich 34 dient der Kühlung eines Öls als Betriebsmittel eines hydrodynamischen Retarders 29. Ein zweiter Bereich 35 dient der Kühlung eines Öls als Betriebsmittel des Automatgetrie- bes 1. Neben dem Retarderölkreislauf und dem Getriebeölkreislauf ist an den Wär- metauscher 33 ein Kühlmittelkreislauf 37 angeschlossen, beispielsweise ein Kühlmit- telkreislauf 37 des Kraftfahrzeugs, umfassend einen Fahrzeugwärmetauscher 36.

Der Wärmetauscher 33 ist hier somit als sogenannter 3-flutiger-Wärmetauscher ausgebildet.

Das Ventil 41 wird in Abhängigkeit eines Retarderbetriebs gesteuert. Wie in der Fig. 2 dargestellt ist der Retarder 29 in einem ersten Betriebszustand nicht aktiviert und das im Retarder 29 verbliebene restliche Betriebsmittel wird durch die Lei- tung 48 über das Ventil 41 in den Ölsumpf 43 abgeleitet. Eine Zuführung von Be- triebsmittel über eine Leitung 49 in den Retarder 29 wird durch das Ventil 41 unter- bunden. Der erste Betriebszustand ist beispielhaft ein Zugbetrieb des Kraftfahr- zeugs. Während des ersten Betriebszustands wird das zu kühlende Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 sowohl über den ersten Bereich 34 als auch über den zwei- ten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 geführt und folglich durch beide Berei- che 34, 35 des Wärmetauschers 33 gekühlt. In einem zweiten Betriebszustand, in welchem der Retarder 29 manuell oder durch eine Steuerung aktiviert wird, wird über eine Leitung 50 Betriebsmittel in den Arbeits- raum des Retarder 29 gefördert. Das Ventil 41 wird dann in seine zweite Position verstellt. Dadurch kann im Retarder 29 aufgeheiztes Betriebsmittel über die Lei- tung 48 in die Leitung 51 übergeben und über den ersten Bereich 34 des Wärmetau- schers 33 gekühlt werden. Das nunmehr gekühlte Betriebsmittel aus dem Bereich 34 des Wärmetauschers 33 wird dem Retarder 29 über das Ventil 41 und die Leitung 49 zur weiteren Verwendung zugeführt. Das während des Retarderbetriebs zu kühlende Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 wird über das Ventil 41 und eine Leitung 52 dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 zugeführt und über diesen gekühlt. In dem zweiten Betriebszustand werden das Betriebsmittel des Retarders 29 und das Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 folglich in zwei voneinander getrennten Kühlmittelkreisläufen gekühlt. Der zweite Betriebszustand ist beispielhaft ein Schub- betrieb des Kraftfahrzeugs.

Bei der Verwendung eines 3-flutigen Wärmetauschers 33, bei welchem der erste Be- reich 34 und der zweite Bereich 35 in einem Bauteil hergestellt werden, ist man bei der Konstruktion der beiden Bereiche 34, 35 an entsprechende Vorgaben gebunden. So kann der 3-flutige Wärmetauscher 33 beispielsweise in Plattenbauweise herge- stellt sein, wobei die Abmessungen und die Anzahl der verwendeten Platten für die beiden Bereiche 34, 35 nicht beliebig gewählt werden können. Abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung des Wärmetauschers 30 ergibt sich, dass der Wärme- tauscher 33 einen entsprechenden Durchflusswiderstand aufweist. Dieser Durch- flusswiderstand erzeugt einen entsprechenden Druckverlust am Wärmetauscher 33, welcher sich negativ auf den Betriebsmittelkreislauf 32 auswirken kann. So kann bei- spielsweise die Funktion des Wandlergegendruckventils 40 außer Kraft gesetzt wer- den, wodurch der Wandlerinnendruck und somit auch der Druck p1 nach dem

Drehmomentwandler 20 nicht mehr durch das Wandlergegendruckventil 40 sondern durch die Verluste des nachgeordneten Betriebsmittelkreislaufs bestimmt werden und folglich ansteigen. Der Druckanstieg wirkt sich negativ auf die Lebensdauer des Drehmomentwandlers 20 und die Schaltqualität des Automatgetriebes 1 aus und führt zudem zu einem früheren Umschalten des Wandlersicherheitsventils 39, wodurch die erforderliche Betriebsmittelmenge für den Drehmomentwandler 20 und die Kühlung bzw. Schmierung des Automatgetriebes 1 in den Ölsumpf 43 abgeführt wird und der Kühlung bzw. Schmierung des Automatgetriebes 1 sowie dem Dreh- momentwandler 20 nicht mehr zur Verfügung steht.

Daher ist in dem Betriebsmittelkreislauf 32 erfindungsgemäß zumindest ein Bypass 53 zur Umgehung des der Kühlung des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 die- nenden Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 vorgesehen, über welchen ein Teil des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetau- schers 33 vorbeigeleitet werden kann.

Da der zweite Bereich 35 des Wärmetauschers 33 sowohl in einem Zugbetrieb als auch in einem Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs von dem Betriebsmittel des Auto- matgetriebes 1 durchflossen wird, können der Wandlerinnendruck bzw. der Druck p1 nach dem Drehmomentwandler 20 in dem Betriebsmittelkreislauf 32 sowohl im Zug- als auch im Schubbetrieb begrenzt und die oben erwähnten Nachteile vermieden werden.

In dem Bypass 53 ist ein Ventil 54 angeordnet, welches hier als Differenzdruckventil ausgebildet ist. Ab einem vorbestimmten Druck p2 öffnet das Ventil 54 und leitet ei- nen Teil des Volumenstroms des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vorbei. Folglich wird der Druck p2 vor dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 reduziert, wodurch ein Anstieg des Wandlerinnendrucks und somit ein früheres Umschalten des Wandlersicherheitsven- tils 39 vermieden werden. Die Funktion des Wandlergegendruckventils 40 und des Wandlersicherheitsventils 39 werden somit nicht negativ beeinflusst.

Die Viskosität des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 ändert sich in Abhängig- keit der Temperatur des Betriebsmittels. Bei kaltem Automatgetriebe 1 , beispielswei- se bei einer Betriebsmitteltemperatur unterhalb von 50°C, ist ein Druckverlust im Be- triebsmittelkreislauf 32 des Automatgetriebes 1 aufgrund des höheren Strömungswi- derstands höher als bei größeren Betriebsmitteltemperaturen. Um einen temperatur- bedingten Anstieg des Drucks p1 in der Wandler-Austrittleitung bei kaltem Automat- getriebe 1 zu verhindern, kann ein weiterer hier nicht dargestellter Bypass zur Um- gehung des zweiten Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 vorgesehen sein, über den bei kaltem Automatgetriebe 1 ein Teil des Betriebsmittels des Automatgetrie- bes 1 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vorbeigeleitet wird. Hier- zu kann der durch den weiteren Bypass fließende Betriebsmittelvolumenstrom bei- spielsweise durch ein Bimetallventil oder ein Wachsmotor eingestellt werden. Durch die Umströmung des zur Kühlung des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 die- nenden Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 bei tiefen Temperaturen werden die Druckverluste über den Bereich 35 des Wärmetauschers 33 reduziert, so dass ein Ansteigen des Drucks p2 im Zulauf zu dem Bereich 35 des Wärmetauschers 33 und folglich auch ein Ansteigen des Drucks p1 in der Wandler-Austrittsleitung sowie ein Ansteigen des Wandlerinnendrucks vermieden werden kann. Bei Erreichen einer vorgebbaren Betriebsmitteltemperatur wird das Umströmen des zweiten Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 durch den zweiten Bypass durch das Bimetallventil bzw. den Wachsmotor verhindert.

Fig. 3 zeigt beispielhaft einen Druckverlauf während das Kraftfahrzeug in einem Zugbetrieb betrieben wird. Hierbei wird das zu kühlende Betriebsmittel des Automat- getriebes 1 sowohl über den ersten Bereich 34 als auch über den zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 geführt und folglich durch beide Bereiche 34, 35 des Wär- metauschers 33 gekühlt. Der nach dem Drehmomentwandler 20 vorherrschende Druck p1 ist in Abhängigkeit einer Drehzahl eines Antriebsaggregats 30 des Kraft- fahrzeugs dargestellt.

Während die gestrichelt dargestellte Kennlinie 55 den Verlauf des Drucks p1 in der Wandler-Austrittsleitung in einem Betriebsmittelkreislauf ohne den erfindungsgemä- ßen Bypass 53 darstellt, zeigt die Kennlinie 66 den Verlauf des Drucks p1 in der Wandler-Austrittsleitung in einem den erfindungsgemäßen Bypass 53 umfassenden Betriebsmittelkreislauf 32. Bei Betrachtung der dargestellten Kennlinie 55 wird er- sichtlich, dass der Druck p1 in der Wander-Austrittsleitung bei einer Drehzahl des Antriebsaggregats des Kraftfahrzeugs im Bereich von 1400 U/min ansteigt. Dies ist dadurch begründet, dass das Wandlergegendruckventil 40 zu diesem Zeitpunkt be- reits vollständig geöffnet ist und der Druck p2 vor dem zweiten Bereich 35 des Wär- metauschers 33 aufgrund dessen Strömungswiderstands weiter ansteigt. Der Druck p1 in der Wandler-Austrittsleitung und folglich auch der Wandlerinnendruck des Drehmomentwandlers 20 werden dann über den im Betriebsmittelkreislauf 32 vorherrschenden Druck p2 bestimmt und steigen ebenfalls an, was sich negativ auf die Lebensdauer des Drehmomentwandlers 20 und die Schaltqualität des Automat- getriebes 1 auswirkt.

Um diesen Druckanstieg zu vermeiden ist in dem erfindungsgemäßen Betriebsmit- telkreislauf 32 der Bypass 53 vorgesehen, über welchen ein Teil des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vorbei- geführt wird, wenn der Druck p2 in der Zuleitung 52 zu dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 einen vorbestimmten Druckwert erreicht oder überschreitet. Dadurch kann ein Ansteigen des Drucks p2 aufgrund des Strömungswiderstandes des zweiten Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 und folglich auch ein Ansteigen des Drucks p1 in der Wandler-Austrittsleitung und ein Ansteigen des Wandlerinnen- drucks vermieden werden. Dies wird durch die in Fig. 3 dargestellte Kennlinie 66 verdeutlicht.

Wird das Kraftfahrzeug in einem Schubbetrieb mit aktiviertem Retarder 29 betrieben, dann wird das zu kühlende Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 nur über den zwei- ten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 geführt, wodurch für Betriebsmittel des Au- tomatgetriebes 1 ein geringerer Strömungswiderstand in dem Betriebsmittelkreis- lauf 32 vorherrscht. Daraus ergibt sich, dass bei gleicher Drehzahl des Antriebsag- gregats 30 im Schubbetrieb ein geringerer Druck p2 vor dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 entsteht. Das Druckniveau ab welchem Betriebsmittel des Au- tomatgetriebes 1 über den Bypass 53 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetau- schers 33 vorbeigeführt wird, wird dementsprechend erst bei einer höheren Drehzahl erreicht, beispielsweise bei einer Drehzahl des Antriebsaggregats 30 von ca. 1800 U/min. Auch im Schubbetrieb kann ein Ansteigen des Drucks p2 aufgrund des Strö- mungswiderstandes des zweiten Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 und folglich auch ein Ansteigen des Drucks p1 in der Wandler-Austrittsleitung und ein Ansteigen des Wandlerinnendrucks zuverlässig vermieden werden. Fig. 4 zeigt eine Anordnung eines Ventils 54 in einem Bypass 53 des Betriebsmittel- kreislaufs 32. Das Ventil 54 ist hier in einem als Kanalplatte ausgebildeten Ölzuführ- flansch 57 angeordnet. Der Ölzuführflansch 57 weist entsprechende Kanäle auf und bildet zusammen mit einem Zwischenblech 60, welches mehrere Durchlässe auf- weist und zwischen dem Ölzuführflansch 57 und einem hier nicht dargestellten Ven- tilgehäuse des Betriebsmittelkreislaufs 32 angeordnet ist, entsprechende Ölkanä- le 61 des Betriebsmittelkreislaufs 32.

Eine Kolbenlauffläche 62 für einen Ventilkolben 58 des Ventils 54 ist direkt in dem Ölzuführflansch 57 ausgebildet. Der Ventilkolben 58 wird mittels einer Federkraft ei- ner in dem Ventilkolben 58 angeordneten Feder 59 sowie einer Kraft, welche auf- grund des auf eine Kolbenfläche des Ventilkolbens 58 wirkenden Drucks p3 auf den Ventilkolben 58 wirkt, gegen das Zwischenblech 60 gedrückt, wodurch der Ventilkol- ben 58 an dem Zwischenblech 60 zur Anlage kommt. Durch zumindest einen in dem Ventilkolben 58 vorgesehenen Durchlass 56, welcher beispielsweise mittels einer Bohrung realisierbar ist, wird Betriebsmittel in den Bereich des Ventilkolbens 56 ge- führt, in welchem die Feder 59 angeordnet ist. Dadurch wird die Kolbenfläche, auf die der Druck p3 wirken kann und folglich die durch den Druck p3 auf den Ventilkol- ben 58 wirkende Kraft entsprechend vergrößert. Über einen Durchlass 63 im Zwi- schenblech 60 wird der Ventilkolben 58 des Ventils 54 mit dem Druck p2 beauf- schlagt. Der Durchlass 63 in dem Zwischenblech 60 kann beispielsweise als Boh- rung ausgeführt oder durch Stanzen hergestellt werden.

Das Ventil 54 ist hier als Differenzdruckventil ausgebildet. Der Ventilkolben 58 des Ventils 54 wird in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen dem Druck p2 in der Zuleitung 52 zu dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 und dem Druck p3 nach dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 betätigt. Steigt der Druck p2 in der Zuleitung 52 auf ein vorbestimmtes Druckniveau an, dann wird der Ventilko- ben 58 in der Zeichenblattebene nach links bewegt und das Ventil 54 öffnet. Bei ge- öffnetem Ventil 54 wird ein Teil des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vorbei geleitet, wodurch ein Anstieg des Drucks p2 in der Zuleitung 52 zu dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vermieden wird. Durch die zuvor beschriebene Anordnung und Ausbildung des Ventils 54 kann die- ses besonders einfach, platzsparend und kostengünstig in den Ölzuführflansch 57 integriert werden, ohne dass zusätzliche Rohrleitungen oder dergleichen für die An- steuerung des Ventils 54 benötigt werden.

Bezuaszeichen Automatgetriebe

Erster Planetenradsatz

Sonnenrad

Planetenträger

Planetenrad

Hohlrad

Zweiter Planetenradsatz

Sonnenrad

Planetenträger

Planetenrad

Hohlrad

Dritter Planetenradsatz

Sonnenrad

Planetenträger

Planetenrad

Hohlrad

Eingangswelle

Ausgangswelle

Gehäuse

Drehmomentwandler

Überbrückungskupplung

Pumpenrad

Leitrad

Turbinenrad

Eingangswelle

Schwingungsdämpfer

Freilaufkupplung

Gehäuseteil

Primärretarder

Antriebsaggregat

Abtrieb Betriebsmittelkreislauf

Wärmetauscher

Bereich

Wärmetauscher

Kühlmittelkreislauf

Ventil

Ölpumpe

Ölsumpf

Saugsieb

Ölfilter

Primärdruckkreis

Sekundärdruckkreis

Leitung

Bypass

Ventil

Druckverlauf

Durchlass

Ölzuführflansch

Ventilkolben

Feder

Zwischenblech

Ölkanal

Kolbenlauffläche

Durchlass

Druckverlauf B1 Schaltelement, Lamellenbremse

B2 Schaltelement, Lamellenbremse

B3 Schaltelement, Lamellenbremse

C1 Schaltelement, Lamellenkupplung

C2 Schaltelement, Lamellenkupplung

Claims

Patentansprüche

1. Betriebsmittelkreislauf (32) eines Getriebes (1 ) eines Kraftfahrzeugs mit einem mehrflutigen Wärmetauscher (33), wobei ein Bereich (35) des Wärmetauschers (33) zur Kühlung eines Betriebsmittels des Getriebes (1 ) und ein weiterer Bereich (34) des Wärmetauschers (33) zur Kühlung eines Betriebsmittels eines hydrodynami- schen Retarders (29) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmit- telkreislauf (32) zumindest einen Bypass (53) zur Umgehung des der Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes (1 ) dienenden Bereichs (35) des Wärmetauschers (33) aufweist.

2. Betriebsmittelkreislauf (32) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchfluss des Bypasses (53) Steuer- oder regelbar ist.

3. Betriebsmittelkreislauf (32) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung oder Regelung des Durchflusses durch den Bypass (53) in dem Bypass (53) ein Ventil (54) angeordnet ist.

4. Betriebsmittelkreislauf (32) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (54) als Differenzdruckventil ausgebildet ist, welches in Abhängigkeit von ei- nem Druck (p2) vor und einem Druck (p3) nach dem zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes (1 ) vorgesehenen ersten Bereich (35) des Wärmetauschers (33) betä- tigbar ist.

5. Betriebsmittelkreislauf (32) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (54) in einem Ölzuführflansch (57) des Getriebes (1 ) angeordnet ist.

6. Betriebsmittelkreislauf (32) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzuführflansch (57) eine Kolbenlauffläche (62) für einen Ventilkolben (58) des Ven- tils (54) bildet.

7. Betriebsmittelkreislauf (32) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (54) als Druckbegrenzungsventil oder Proportionalmagnetventil ausgebildet ist.

8. Betriebsmittelkreislauf (32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht betätigtem Retarder (29) das Betriebsmittel des Ge- triebes (1 ) auch durch den zur Kühlung des Betriebsmittels des Retarders (29) vor- gesehenen Bereich (34) des Wärmetauschers (33) geleitet und gekühlt wird.

9. Betriebsmittelkreislauf (32) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsmittel des Getriebes (1 ) den zur Kühlung des Betriebsmittels des Retarders (29) vorgesehenen Bereich (34) des Wärmetauschers (33) vollständig und den zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes (1 ) vorgesehenen Bereich (35) des Wär- metauschers (33) zumindest teilweise durchströmt, wobei bei einer teilweisen Durch- strömung des zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes (1 ) vorgesehenen Be- reichs (35) des Wärmetauschers (33) Betriebsmittel des Getriebes (1 ) über den By- pass (53) an dem zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes (1 ) vorgesehenen Bereich (35) des Wärmetauschers (33) vorbeiströmt.

10. Getriebe (1 ) eines Kraftfahrzeugs umfassend einen mehrflutigen Wärmetauscher (33) und einen Betriebsmittelkreislauf (32) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9.