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Dokumentenidentifikation DE102005012256A1 28.09.2006
Titel Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes eines Kraftfahrzeugs
Anmelder ZF Friedrichshafen AG, 88046 Friedrichshafen, DE
Erfinder Fritzer, Anton, Dr., 88677 Markdorf, DE;
Pfleger, Tobias, 88045 Friedrichshafen, DE
DE-Anmeldedatum 17.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005012256
Offenlegungstag 28.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.09.2006
IPC-Hauptklasse F16H 63/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Es wird eine Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs (S) eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei der zum Einstellen des Scheibendrucks (p_s1) der Primärscheibe (S1) ein Primärventil (PRIV) und des Scheibendrucks (p_s2) der Sekundärscheibe (S2) ein Sekundärventil (SEKV) vorgesehen ist, die jeweils von einem Druckregler (EDS_S1), EDS_S2) gesteuert werden, umfassend ein zwischen dem Primärventil (PRIV) und dem Sekundärventil (SEKV) angeordnetes Druckauswahlventil (DAV), dessen Stellung bestimmt, ob das Primär- oder das Sekundärventil (PRIV, SEKV) den von der Ölpumpe (P) des Hydrauliksystems zu fördernden Hauptdruck einstellt, bei der die Ölversorgung des Sekundärkreislaufs (S) über das Druckauswahlventil (DAV) erfolgt.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein stufenloses Umschlingungsgetriebe besteht üblicherweise u.a. aus einer Anfahreinheit, vorzugsweise einem Wandler, einer Vorwärts/Rückwärtsfahreinheit bzw. einem Wendesatz, einer Zwischenwelle, einem Differential, aus hydraulischen und elektronischen Steuereinrichtungen sowie aus einem Variator.

Der Variator umfasst bei derartigen Getrieben nach dem Stand der Technik eine Primärseite, die mit der Antriebswelle verbunden ist, und eine Sekundärseite, welche jeweils paarweise angeordnete Kegelscheiben umfassen. Eine der Kegelscheiben ist in axialer Richtung feststehend angeordnet, wobei die andere axial verschiebbar angeordnet ist. Die axial verschiebbare Scheibe der Primärseite wird üblicherweise Primärscheibe und diejenige der Sekundärseite Sekundärscheibe genannt. Des weiteren ist ein Variator mit einem momentenübertragenden Umschlingungselement versehen, das zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren umläuft. Als Umschlingungselement wird üblicherweise ein Schubgliederband, eine Zugkette oder ein Riemen verwendet. Die aktuelle Übersetzung des Getriebes wird durch den Laufradius des Umschlingungselementes definiert, der wiederum eine Funktion der axialen Position der Kegelscheiben der Primär- bzw. Sekundärseite zueinander ist.

Nach dem Stand der Technik wird die axiale Position der Kegelscheiben der Primär- bzw. Sekundärseite zueinander hydraulisch eingestellt. Hierbei wird ein Hydraulikdruck auf die beweglichen Kegelscheiben, d.h. auf die Primär- und Sekundärscheine aufgebracht, derart, dass der axiale Abstand der Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaares zueinander als Funktion des Druckes einstellbar ist.

Aus der DE 101 46 962 A1 der Anmelderin ist ein Hydrauliksystem eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes bekannt, bei dem ein Druckauswahlventil zwischen den den jeweiligen Scheibensätzen der Primär bzw. Sekundärseite zugeordneten Ventileinrichtungen (Primär- bzw. Sekundärventil) angeordnet ist. Hierbei wird durch die Stellung des Druckauswahlventils bestimmt, ob das Primär- oder das Sekundärventil den von der Ölpumpe des Hydrauliksystems zu fördernden Hauptdruck einstellt. Des weiteren ist vorgesehen, dass der Sekundärkreislauf des Getriebes, umfassend eine Kühlung, eine Schmierung und weitere Verbraucher an das Sekundärventil angeschlossen ist, wobei die Ölversorgung des Sekundärkreislaufs mit überschüssigem Ölvolumen am Sekundärventil erfolgt, das in den Sekundärkreislauf abgelassen wird.

Die beschriebene Versorgung des Sekundärkreislaufs über das Sekundärventil verursacht Strömungskräfte, deren Größe vom Druckgefälle am Sekundärventil und von der Ölmenge abhängt. Dies kann wiederum bei einigen Getriebekonstruktionen in nachteiliger Weise das Übersetzungsverhältnis des Variators negativ beeinflussen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welche die erwähnten Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll eine ausreichende Versorgung des Sekundärkreislaufes gewährleistet werden, ohne das Übersetzungsverhältnis des Variators negativ zu beeinflussen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird eine Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, die zum Einstellen des Scheibendrucks der Primärscheibe ein Primärventil und der Sekundärscheibe ein Sekundärventil enthält, umfassend ein zwischen dem Primärventil und dem Sekundärventil angeordnetes Druckauswahlventil, dessen Stellung bestimmt, ob das Primär- oder das Sekundärventil den von der Ölpumpe des Hydrauliksystems zu fördernden Hauptdruck einstellt, bei der die Ölversorgung des Sekundärkreislaufs über das Druckauswahlventil erfolgt.

Bei der erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung ist zum Einstellen der Scheibendrücke der Primärscheibe ein Primärventil und der Sekundärscheibe ein Sekundärventil vorgesehen, die jeweils von einem Druckregler gesteuert werden. Des weiteren wird der Versorgungsdruck der Druckregler durch ein Druckreduzierventil vom Druck, der in der Leitung in Strömungsrichtung nach der Pumpe und vor dem Druckreduzierventil, dem Primärventil, dem Sekundärventil und dem Druckauswahlventil bzw. Hauptdruckventil anliegt, reduziert. Ferner wird der Hauptdruck vom Druckauswahlventil so eingestellt, dass er um einen Offset höher ist, als der einzustellende Scheibendruck, wobei das Druckauswahlventil entweder von den Steuerdrücken der Druckregler oder über die Scheibendrücke der Primär- und Sekundärscheibe steuerbar ist.

Hierbei entsteht für den Fall, dass das Druckauswahlventil von den Steuerdrücken der Druckregler gesteuert wird, der Vorteil, dass auf den Verschlussstopfen der Ventilbohrung des Druckauswahlventils geringere Kräfte wirken. Andererseits resultiert die Verwendung der Scheibendrücke als Steuerdrücke in dem Vorteil, dass eine Stufe in der Ventilbohrung entfallen kann. In vorteilhafter Weise entfällt die Notwendigkeit eines separaten Druckreglers für das Hauptdruckventil.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Darstellung der Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes zeigt, beispielhaft näher erläutert.

Gemäß 1 umfasst die Hydraulikanordnung ein Primärventil PRIV zum Einstellen des Scheibendrucks ps1 der Primärscheibe S1 und ein Sekundärventil SEKV zum Einstellen des Scheibendrucks ps2 der Sekundärscheibe S2, wobei dem Primärventil PRIV ein Druckregler EDS_S1 und dem Sekundärventil SEKV ein Druckregler EDS_S2 zugeordnet ist, wobei der Versorgungsdruck der Druckregler EDS_S1 und EDS_S2 ein vom von der Pumpe P gelieferten Druck durch ein Druckreduzierventil DRV reduzierter Druck ist.

Bei der gezeigten Ausführungsvariante wird das Druckauswahlventil DAV von den Steuerdrücken pEDS_S1 und pEDS_S2 der Druckregler EDS_S1 und EDS_S2 gesteuert und stellt einen Hauptdruck pHD ein, der um einen Offset höher ist, als der einzustellende Scheibendruck. Gemäß der Erfindung erfolgt die Versorgung des Sekundärkreislaufs S durch das Druckauswahlventil DAV, ohne dabei das Übersetzungsverhältnis des Variators negativ zu beeinflussen.

Das in der Figur dargestellte in Schieberbauweise als 2-Wege-Ventil ausgeführte Druckauswahlventil DAV besteht aus einem langen Ventilkolben K1 und einem kurzen Ventilkolben K2. Die Steuerleitungen sind derart angeschlossen, dass für den Fall, dass der Druck der Primärscheibe bzw. der Steuerdruck p_EDS_S1 bestimmend ist, d.h., wenn p_EDS_S1 größer als p_EDS_S1 ist, der kurze Ventilkolben K2 gegen den Verschlussstopfen gedrückt wird. Die Ventilkennlinie wird durch folgende Gleichung gegeben:

wobei
  • – A1, A2 die entsprechenden Flächen,
  • – Fc1 die Kraft der Feder,
  • – C1 p_strömung der Strömungsdruck und
  • – p_HD der Hauptdruck
ist.

Für den Fall, dass der Druck der Sekundärscheibe (p_s2) bzw. der Steuerdruck p_EDS_S2 bestimmend ist, wird der kurze Ventilkolben K2 gegen den langen Ventilkolben K1 gedrückt, so dass beide Kolben als Einheit arbeiten. Die Ventilkennlinie lautet:

wobei
  • – A1, A2, A3 die entsprechenden Flächen,
  • – Fc1 die Kraft der Feder C1,
  • – Fc2 die Kraft der Feder C2,
  • – p_strömung der Strömungsdruck und
  • – p_HD der Hauptdruck
ist. In der Figur sind mit d1, d2 und d3 die Ventilbohrungen bezeichnet.

Im Rahmen vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung kann der kurze Ventilkolben durch ein Kugelwechselventil oder eine Wippe ersetzt werden.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Federn des Druckauswahlventils DAV innenliegend angeordnet, um die Baulänge des Ventils gering zu halten. Gemäß der Erfindung kann in Abhängigkeit von der Auslegungsrechnung eine Feder, beispielsweise die Feder C1 entfallen.

Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der einzelnen Bauteile der Hydraulikanordnung an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion der Hydraulikanordnung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in der Figur oder in der Beschreibung dargestellt sind.

PRIVPrimärventil SEKVSekundärventil S1Primärscheibe S2Sekundärscheibe ps1Druck der Primärscheibe ps2Druck der Sekundärscheibe p_EDS_S1Steuerdruck der Primärscheibe p_EDS_S2Steuerdruck der Sekundärscheibe EDS_S1Druckregler der Primärscheibe EDS_S2Druckregler der Sekundärscheibe DRVDruckreduzierventil PPumpe PHDHauptdruck DAVDruckauswahlventil K1Ventilkolben K2Ventilkolben SSekundärkreislauf

Anspruch[de]
  1. Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes eines Kraftfahrzeugs, bei der zum Einstellen der Scheibendrücke der Primärscheibe ein Primärventil und der Sekundärscheibe ein Sekundärventil vorgesehen ist, die jeweils von einem Druckregler gesteuert werden, umfassend ein zwischen dem Primärventil und dem Sekundärventil angeordnetes Druckauswahlventil, dessen Stellung bestimmt, ob das Primär- oder das Sekundärventil den von der Ölpumpe des Hydrauliksystems zu fördernden Hauptdruck einstellt, dadurch gekennzeichnet , dass die Ölversorgung des Sekundärkreislaufs (S) über das Druckauswahlventil (DAV) erfolgt.
  2. Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptdruck (p_HD) vom Druckauswahlventil (DAV) so eingestellt wird, dass er um einen Offset höher ist, als der einzustellende Scheibendruck (ps_1, p_s2), wobei das Druckauswahlventil (DAV) entweder von den Steuerdrücken (pEDS_S1, pEDS_S2) der Druckregler (EDS_S1, EDS_S2) oder über die Scheibendrücke (ps_1, p_s2) der Primär- und Sekundärscheibe (S1, S2) steuerbar ist.
  3. Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckauswahlventil (DAV) als 2-Wege-Ventil in Schieberbauweise ausgeführt ist, wobei es einen langen Ventilkolben (K1) und einem kurzen Ventilkolben (K2) umfasst, und wobei die Steuerleitungen derart angeschlossen sind, dass für den Fall, dass der Druck der Primärscheibe (p_s1) bzw. der Steuerdruck (p_EDS_S1) bestimmend ist, der kurze Ventilkolben (K2) gegen den Verschlussstopfen des Druckauswahlventils (DAV) gedrückt wird und für den Fall, dass der Druck der Sekundärscheibe (p_s2) bzw. der Steuerdruck (p-EDS_S2) bestimmend ist, der kurze Ventilkolben (K2) gegen den langen Ventilkolben (K1) gedrückt wird, so dass beide Kolben (K1, K2) als Einheit arbeiten.
  4. Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kurze Ventilkolben (K2) durch ein Kugelwechselventil oder eine Wippe ersetzt wird.
  5. Hydraulikanordnung zur Versorgung des Sekundärkreislaufs eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn des Druckauswahlventils (DAV) innenliegend angeordnet sind.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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