DE10001916A1

DE10001916A1 - Hydraulikkreislauf in einem stufenlos verstellbaren Getriebe

Info

Publication number: DE10001916A1
Application number: DE2000101916
Authority: DE
Inventors: Markus Hobe; Michael Walser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2001-07-26

Abstract

Ein Leistungsverzweigungsgetriebe, bestehend aus einem hydraulischen Leistungszweig (2) und einem mechanischen Leistungszweig (3), beinhaltet eine Speisepumpe (6), welche den hydraulischen Leistungszweig (2), die Betätigungseinrichtungen des mechanischen Leistungszweigs (3) und zur Schmierung das Getriebe mit Druckmittel versorgt. Um das Druckmittel ausreichend zu filtern, werden mindestens zwei Filterelemente (10, 20) nachgeschaltet angeordnet, wobei das zweite Filterelement (20) direkt mit einem Kühler (21) in Verbindung steht. Das zweite Filterelement (20) und der Kühler (21) werden vor unzulässig hohen Druckspitzen über ein Ventil (23) geschützt, indem das Ventil (23) den Einlaß des zweiten Filterelements (20) mit dem Auslaß des Kühlers (21) immer dann verbindet, wenn ein zuvor definiertes Druckniveau vor dem zweiten Filterelement (20) überschritten wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikkreislauf in einem stufenlos verstellbaren Getriebe nach der im Oberbe griff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Bei stufenlos verstellbaren Getrieben, welche aus ei nem hydraulischen Leistungszweig und einem mechanischen Leistungszweig bestehen, wird häufig nur eine Speisepumpe zum Ausgleich der Leckagen im hydraulischen Leistungszweig und zur Druckmittelversorgung der Betätigungseinrichtungen des mechanischen Leistungszweigs und zur Schmierung und Kühlung der Bauteile im Getriebe verwendet. Das Getriebege häuse dient hierbei häufig als Druckmittelreservoir.

Die DE 196 41 723 A1 offenbart insbesondere in Fig. 8 ein stufenlos verstellbares Getriebe, bei welchem eine Speisepumpe Druckmittel aus einem Ölreservoir durch ein Filterelement fördert und anschließend einen hydraulischen Leistungszweig und einen mechanischen Leistungszweig mit Druckmittel versorgt. Da der Bauraum für das Getriebe sehr begrenzt ist und beim Betrieb des Getriebes eine Überhit zung des Getriebes vermieden werden muß, ist es notwendig, das Druckmittel zu kühlen und ausreichend zu filtern. Dient das Getriebegehäuse als Ölreservoir, so kann sich das Druckmittel zusätzlich mit dem im Getriebegehäuse befindli chen Abrieb vermengen und muß gefiltert werden. Da der Bau raum für einen Filter begrenzt ist, kann die Filterfläche nicht ausreichend groß ausgeführt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikkreislauf in einem stufenlos verstellbaren Getriebe zu schaffen, bei welchem das Druckmittel, welches von einer Speisepumpe zu einem hydraulischen und einem me chanischen Leistungszeig gefördert wird, ausreichend ge kühlt und gefiltert ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch einen, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Hydraulikkreislauf in einem stufenlos verstellbaren Getriebe gelöst.

Erfindungsgemäß saugt eine Speisepumpe, vorzugsweise aus einem Getriebegehäuse, Druckmittel an und fördert die ses Druckmittel durch eine erste Filtereinheit, welche der Speisepumpe nachgeschaltet angeordnet ist. Nach Passieren der ersten Filtereinheit wird das Druckmittel einerseits zum hydraulischen Leistungszweig zum Ausgleich der Leckagen und andererseits zu den Betätigungseinrichtungen des mecha nischen Leistungszweigs und einer zweiter Filtereinheit, welche mit einem Kühler in Verbindung steht, gefördert. Nachdem das Druckmittel den Kühler durchströmt hat, wird das Druckmittel Zuführungen zur Schmierung des Getriebes zugeführt, um die Bauteile des Getriebes zu kühlen und zu schmieren. Um die Speisepumpe vor Verunreinigungen des Druckmittels zu schützen, kann ein Filterelement zwischen dem Druckmittelreservoir und der Speisepumpe angeordnet sein. Da das erste Filterelement und das zweite Filterele ment der Speisepumpe nachgeschaltet angeordnet sind, be steht die Möglichkeit, bei Verschmutzung des Druckmittels oder bei erhöhter Viskosität des Druckmmittels infolge tie fer Temperaturen, daß ein zulässiger Druck im Filterelement überschritten wird. Um das erste Filterelement bei tiefen Temperaturen und somit hoher Viskosität des Druckmittels vor unzulässig hohen Drücken zu schützen, ist ein Ventil angeordnet, welches unterhalb eines bestimmten Temperatur niveaus die Zuführung zum ersten Filterelement mit dem Ab fluß des ersten Filterelements verbindet. Bei Erreichen einer definierten Temperatur wird diese Verbindung wieder unterbrochen. Somit ist gewährleistet, daß unterhalb einer bestimmten Temperatur bei noch nicht unzulässig hoch ver schmutztem Filterelement der hydraulische Leistungszweig ausreichend mit Druckmittel versorgt ist. Bei zu stark ver schmutztem Filterelement und oberhalb einer definierten Temperatur ist zwischen dem ersten Filterelement und den Zuführungen zur Schmierung des Getriebes ein Ventil ange ordnet, welches oberhalb eines definierten Druckniveaus die Druckmittelzuführung zum ersten Filterelement direkt mit den Zuführungen zur Schmierung des Getriebes verbindet, um das erste Filterelement vor unzulässig hohen Drücken zu schützen. Vor dem zweiten Filterelement ist ein Ventil an geordnet, welches gewährleistet, daß der hydraulische Lei stungszweig und die Betätigungseinrichtungen des mechani schen Leistungszweigs mit ausreichend Druck des Druckmit tels versorgt werden und schließt somit die Zuführung zum zweiten Filterelement immer dann, wenn ein zuvor definier tes Druckniveau unterschritten wird. Da das zweite Filter element dem Kühler vorgeschaltet angeordnet und der Kühler ebenfalls vor unzulässig hohen Drücken zu schützen ist, ist vor dem zweiten Filterelement ein Ventil angeordnet, wel ches die Zuführung zum zweiten Filterelement immer dann mit dem Abfluß des Kühlers verbindet, wenn ein zuvor definier tes Druckniveau überschritten wird. Somit wird mit einem Ventil das zweite Filterelement und der Kühler vor unzuläs sig hohen Drücken geschützt. Indem das zweite Filterelement dem ersten Filterelement nachgeschaltet angeordnet ist, wird durch Vergrößerung der Filterfläche ein verbesserter Reinheitsgrad des Druckmittels erreicht, ohne daß der Bau raum des ersten Filterelements überschritten wird, da das zweite Filterelement an einer Stelle im oder außerhalb des Getriebes angeordnet werden kann, an welcher ausreichend Bauraum vorhanden ist. Um die Filterelememte und den Kühler auch bei verschmutzten Zuführungen zur Schmierung des Ge triebes ausreichend zu schützen, ist ein Ventil zwischen den Zuführungen zur Schmierung des Getriebes und der Saug seite der Speisepumpe angeordnet, welches oberhalb eines definierten Druckniveaus bei der Zuführung zur Schmierung des Getriebes dieses mit der Saugseite der Speisepumpe ver bindet. Der Kühler und der Filter können somit durch ein Ventil geschützt werden.

Somit ist gewährleistet, daß das Druckmittel ausrei chend gefiltert und gekühlt ist, und die Filterelemente und der Kühler auch bei niedrigen Temperaturen oder bei unzu lässig hohem Verschmutzungsgrad vor zu hohen Drücken ge schützt sind. Um ausreichend Schmiermittel dem Getriebe zuführen zu können, wird das Druckmittel, welches zum hy draulischen Leistungszweig zugeführt wird und nicht die Leckage im hydraulischen Leistungszweig ausgleicht, nach Verlassen des hydraulischen Leistungszweigs wieder vor dem zweiten Filterelement zugeführt, wodurch es nach Durchströ men des zweiten Filterelements und des Kühlers zu den Zu führungen zur Schmierung des Getriebes gelangt und somit die Bauteile des Getriebes zusätzlich kühlt und schmiert.

Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu ent nehmen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydraulischen Leistungszweig und einem me chanischen Leistungszweig, vorzugsweise zum Antrieb eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs und

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Hydraulikkreislaufs für das in Fig. 2 dargestellte Getriebe.

Fig. 1

Ein Leistungsverzweigungsgetriebe 1 besteht aus einem hydraulischen Leistungszweig 2 und einem mechanischen Lei stungszweig 3, welche von einer Antriebswelle 4 angetrieben und deren Leistungen aufsummiert werden und diese aufsum mierte Leistung einer Abtriebswelle 5 zugeführt wird.

Fig. 2

Eine Speisepumpe 6 saugt über ein Filterelement 7 Druckmittel aus einem Druckmittelreservoir 8. Die Speise pumpe 6 saugt dieses Druckmittel über eine Leitung 9 an und fördert es zu einem ersten Filterelement 10, zu einem Ven til 11 und zu einem Ventil 12. Unterhalb eines bestimmten Druckniveaus ist das Ventil 12 und oberhalb eines bestimm ten Temperaturniveaus ist das Ventil 11 geschlossen, so daß das Druckmittel durch das erste Filterelement 10 strömt. Nach Verlassen des ersten Filterelements 10 wird das Druck mittel über die Leitung 13 zum hydraulischen Leistungszweig 2 gefördert, um die Leckagen auszugleichen und den hydrau lischen Leistungszweig 2 zu verstellen. Um den geschlosse nen Kreislauf 14 vor Überhitzung zu schützen, wird ein Teil des Druckmittels aus der Niederdruckseite über die Leitung 15 ausgespeist und der Leitung 16 zugeführt. Zwischen der Leitung 16 und der Leitung 17 ist ein Ventil 18 ange ordnet, welches gewährleistet, daß der hydraulische Lei stungszweig 2 und die Betätigungseinrichtungen des mechani schen Leistungszweigs, welche von der Leitung 19 mit Druck mittel versorgt werden, ausreichend hohen Druck des Druck mittels erhalten. In der Leitung 16 wird somit Druckmittel, welches das Ventil 18 durchströmt, und Druckmittel aus der Leitung 15 aufsummiert und einem zweiten Filterelement 20 zugeführt. Das zweite Filterelement 20 steht mit einem Küh ler 21 in Verbindung, welcher das Druckmittel kühlt. Nach Verlassen des Kühlers 21 wird das Druckmittel direkt Zufüh rungen zur Schmierung des Getriebes 22 zugeführt. Somit wird das Getriebe durch einen ausreichend großen Druckmit telstrom geschmiert und gekühlt, da das Druckmittel aus dem hydraulischen Leistungszweig 2 auch den Zuführungen zur Schmierung des Getriebes 22 zugeführt wird. Der Kühler 21 und das zweite Filterelement 20 sind über ein gemeinsames Ventil 23 vor unzulässig hohen Drücken geschützt. Das Ven til 23 verbindet die Leitung 16 mit den Zuführungen zur Schmierung des Getriebes 22 immer dann, wenn vor dem zwei ten Filterelement 20 ein zuvor definiertes Druckniveau überschritten wird. Somit wird, um den Kühler 21 und das zweite Filterelement 20 vor unzulässig hohen Drücken zu schützen, nur ein einziges Ventil 23 benötigt. Bei hoher Viskosität oder verunreinigten Zuführungen zur Schmierung des Getriebes 22 erhöht sich der Druck vor den Zuführungen zur Schmierung des Getriebes 22. Überschreitet dieser Druck ein zuvor definiertes Druckniveau, öffnet das Ventil 24 und verbindet die Zuführungen zur Schmierung des Getriebes 22 direkt mit der Saugseite der Speisepumpe 6, so daß der Küh ler 21 das zweite Filterelement 20 und das erste Filterele ment 10 vor unzulässig hohen Druckspitzen geschützt sind.

Bei verschmutztem ersten Filterelement 10 verbindet ein Ventil 12 oberhalb eines zuvor definierten Druckniveaus die Zuführungen zur Schmierung des Getriebes 22 direkt mit der Förderseite der Speisepumpe 9. Unterhalb eines zuvor defi nierten Temperaturniveaus, um das erste Filterelement 10 zu schützen, verbindet ein Ventil 11 die Förderseite der Spei sepumpe 9 mit der Leitung 13.

Indem das zweite Filterelement 20 dem ersten Filter element 10 nachgeschaltet angeordnet ist, wird das Druck mittel ausreichend gereinigt und der Bauraum des ersten Filterelements nicht unzulässig überschritten. Indem das zweite Filterelement 20 dem Kühler 21 vorgeschaltet ange ordnet ist, ist es möglich, mit einem Ventil 23 den Kühler und das zweite Filterelement 20 vor unzulässig hohen Drüc ken zu schützen. Indem über die Leitung 15 Druckmittel aus dem hydraulischen Leistungszweig 2 wieder der Leitung 16 zugeführt wird, wird das Getriebe über die Zuführungen zur Schmierung des Getriebes 22 ausreichend mit Schmier- und Kühlmittel versorgt.

Bezugszeichen

1

Leistungsverzweigungsgetriebe

2

hydraulischer Leistungszweig

3

mechanischer Leistungszweig

4

Antriebswelle

5

Abtriebswelle

6

Speisepumpe

7

Filterelement

8

Druckmittelreservoir

9

Leitung

10

erstes Filterelement

11

Ventil

12

Ventil

13

Leitung

14

geschlossener Kreislauf

15

Leitung

16

Leitung

17

Leitung

18

Ventil

19

Leitung

20

zweites Filterelement

21

Kühler

22

Zuführungen

23

Ventil

24

Ventil

Claims

1. Hydraulikkreislauf mit einem stufenlos verstellba ren Getriebe, mit einem hydraulischen Leistungszweig (2) und einem mechanischen Leistungszweig (3), bei welchem eine Speisepumpe (6) Druckmittel fördert, um Leckagen des hy draulischen Leistungszweigs (2) auszugleichen und Betäti gungseinrichtungen des mechanischen Leistungszweigs (3) mit Druckmittel zu versorgen und Bauteile des Getriebes zu schmieren und zu kühlen, wobei der Speisepumpe (6) ein Fil terelement (10, 20) nachgeschaltet angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Speisepumpe nachgeschaltetes erstes Filterelement (10) unterhalb eines definierten Druckniveaus durchströmt wird und oberhalb ei nes bestimmten Druckniveaus das geförderte Druckmittel di rekt Zuführungen zur Schmierung des Getriebes (22) zuge führt wird, wobei bei Durchströmung des ersten Filterele ments (10) ein zweites Filterelement (20), welches dem er sten Filterelement (10) nachgeschaltet angeordnet ist, und ein Kühler (21), welcher dem zweiten Filterelement (20) nachgeschaltet angeordnet ist, unterhalb eines definierten Druckniveaus durchströmt werden, und oberhalb eines defi nierten Druckniveaus das geförderte Druckmittel nach Durch strömung des ersten Filterelements (10) direkt Zuführungen zur Schmierung des Getriebes (22) zugeführt wird.

2. Hydraulikkreislauf in einem stufenlos verstellbaren Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß ein Filterelement (7) der Speisepumpe vorge schaltet angeordnet ist.

3. Hydraulikkreislauf in einem stufenlos verstellbaren Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß Druckmittel nach Durchströmen des ersten Fil terelements (10) dem hydraulischen Leistungszweig (2) und dem zweiten Filterelement (20) zugeführt wird, wobei eine Zuführung des ersten Filterelements (10) unterhalb einer definierten Temperatur mit einem Abfluß (13) des ersten Filterelements verbunden wird.

4. Hydraulikkreislauf in einem stufenlos verstellbaren Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß vor dem zweiten Filterelement (20) ein Ven til (18) angeordnet ist, welches bei einem definierten Druckniveau den Zufluß (16) zum zweiten Filterelement (20) so weit drosselt, daß dieses definierte Druckniveau nicht unterschritten wird.

5. Hydraulikkreislauf in einem stufenlos verstellbaren Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Zuführung zur Schmierung des Getrie bes (22) oberhalb eines definierten Druckniveaus mit einem Zufluß zur Speisepumpe verbunden wird.

6. Hydraulikkreislauf in einem stufenlos verstellbaren Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß dem hydraulischen Leistungszweig (2) zuge führtes Druckmittel nach Verlassen des hydraulischen Lei stungszweigs (2) dem zweiten Filterelement (20) zugeführt wird.