DE3900062A1 - Device for supplying a load with hydraulic fluid under pressure - Google Patents

Abstract

A description is given of a device for supplying at least one load with hydraulic fluid under pressure, particularly for motor vehicles. In this arrangement, the fluid can be fed to the load by at least one pump driven by a drive unit, the capacity of the pump can be varied in a manner directly proportional to the rotational speed of the drive unit, and a gear unit with an adjustable transmission ratio is arranged between the drive unit and the output upon which it acts. The pump drive is designed as a variable-ratio drive such that, when the output speed increases relative to the input speed, there is a directly proportional reduction in the rotational speed of the pump drive.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Versor­ gung mindestens eines Verbrauchers mit hydraulischem Druck­ mittel, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, wobei das Druckmittel durch wenigstens eine durch ein leistungs­ und drehzahlveränderbares Antriebsaggregat getriebene Pumpe dem Verbraucher zuführbar ist, die Förder­ leistung der Pumpe mit der Drehzahl des Antriebsagg­ regates direkt proportional veränderbar ist und zwi­ schen Antriebsaggregat und dem von diesem beaufschlag­ ten Abtrieb ein übersetzungseinstellbares Getriebe an­ geordnet ist.The invention relates to a device for supply supply of at least one consumer with hydraulic pressure medium, especially in motor vehicles, the Pressure medium through at least one through an output and variable-speed drive unit driven Pump can be fed to the consumer, the conveyor performance of the pump at the speed of the drive assembly regates is directly proportional changeable and between the drive unit and the application of this a gearbox with adjustable transmission is ordered.

Insbesondere bei Antrieben, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, auf die jedoch die Erfindung nicht beschränkt ist, müssen in der Anfahr- und Especially for drives used in motor vehicles are used, however, the invention is not limited, in the starting and  

Beschleunigungsphase für die Verbraucher aus­ reichende Druckmittelmengen zur Verfügung stehen, das ist also für das Füllen von hydrodynamischen Kupplungen oder Wandlern, für das Betätigen von Schaltkupplungen oder auch für das Verstellen der Kegelscheiben von Kegelscheibengetrieben mit hydraulischer Einstellung und Aufrechterhaltung der Übersetzungsstellung. Mit zunehmender Abtriebs­ drehzahl, in diesem Falle also zunehmender Fahr­ geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges verringert sich jedoch der Bedarf an Druckmittel, da die Füllvor­ gänge weitgehend abgeschlossen sind und Schalt- und Verstellvorgänge infolge des nachlassenden Beschleu­ nigungsvermögens mit größerem zeitlichen Abstand bzw. langsamer erfolgen. Dies bedingt, daß die an sich mit steigender Antriebsdrehzahl ebenfalls stei­ gende Menge des von der Pumpe geförderten Druck­ mittels im Endbereich in der Regel weit oberhalb der benötigten Menge liegt. Daraus ergibt sich häu­ fig eine Beeinträchtigung der Hydraulikfunktionen, auf jeden Fall aber ein nutzloser Energieaufwand.Acceleration phase for consumers sufficient quantities of pressure medium are available, so that's for filling hydrodynamic Couplings or converters, for the actuation of Clutches or for adjusting the Tapered disks of conical disk drives with hydraulic adjustment and maintenance the translation position. With increasing downforce speed, in this case increasing driving speed of the motor vehicle decreases however, the need for pressure medium, because the filler gears are largely completed and switching and Adjustment processes due to the declining acceleration ability to work with a larger time interval or take place more slowly. This means that the also increase with increasing drive speed amount of pressure delivered by the pump usually far above in the end area the required amount. This often results fig an impairment of the hydraulic functions, definitely a useless expenditure of energy.

Um dem zu begegnen, ist es bereits vorgeschlagen, ausgehend von zwei getrennten Pumpen ebenso zwei getrennte Förderströme vorzusehen, um auf dieser Grundlage mit Hilfe eines Strömungsschalters bei steigender Antriebsdrehzahl und damit steigender Fördermenge der Pumpen einen der Förderströme weg­ zuschalten oder aber bei in ihrer Kapazität unter­ schiedlich ausgelegten Pumpen nach dem gemeinsamen Einsatz beider Pumpen zunächst die mit der geringeren Kapazität wegzuschalten, um dann bei weitersteigen­ der Antriebsdrehzahl eine Vertauschung der beiden Pumpen vorzunehmen.To counter this, it is already suggested starting from two separate pumps, also two separate flow rates to provide on this Basis with the help of a flow switch increasing drive speed and thus increasing Flow rate of the pumps away one of the flow rates switch on or under in their capacity  differently designed pumps after the common First use both pumps with the lower one Disconnect capacity, then continue climbing the drive speed an exchange of the two Pumps.

In allen genannten Fällen ist es nachteilig, daß die geförderte Druckmittelmenge unabhängig von der Abtriebsdrehzahl bzw. der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges ist, so daß insbesondere im Dauer­ betriebsbereich, der in der Regel der höheren Fahr­ geschwindigkeit entspricht, unnötig viel Pumpener­ gie aufgewendet wird.In all the cases mentioned, it is disadvantageous that the amount of pressure medium delivered regardless of the Output speed or the driving speed of a Motor vehicle is, so that in particular in the long run operating range, which is usually the higher driving speed corresponds, unnecessarily many pumps gie is spent.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art gegebenenfalls auch als Er­ gänzung zu den vorbeschriebenen Lösungswegen an­ zugeben, die trotz aller Abhängigkeit von den an­ triebsseitigen Drehzahlverhältnissen doch auch eine Berücksichtigung der abtriebsseitigen Drehzahlver­ hältnisse im Sinne einer Energieeinsparung bei hö­ heren Abtriebsdrehzahlen und den damit in der Regel verbundenen Dauerbetriebsverhältnissen erlaubt.The object of the invention is to provide a device type mentioned at the beginning, possibly also as Er supplement to the previously described solutions admit that despite all dependence on the drive-side speed ratios also a Consideration of the speed side on the output side Ratios in the sense of energy savings at Hö higher output speeds and therefore usually connected continuous operating conditions allowed.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Pumpenantrieb als Überlagerungsantrieb aus­ gebildet ist mit Zusammenführung der Drehzahl des Antriebsaggregates einerseits und einer der Ausgangs­ drehzahl des Getriebes direkt proportionalen Dreh­ zahl andererseits derart, daß bei relativ zur An­ triebsdrehzahl zunehmender Abtriebsdrehzahl eine dazu direkt proportionale Herabsetzung der Dreh­ zahl des Pumpenantriebes eintritt.According to the invention, this object is achieved by that the pump drive as a superposition drive is formed by merging the speed of the Drive unit on the one hand and one of the output speed of the gearbox directly proportional rotation number on the other hand such that at relative to the An  drive speed increasing output speed one directly proportional reduction in rotation number of pump drives occurs.

Diese erfindungsgemäßen Maßnahmen bewirken also, daß - bezogen auf einen Kraftfahrzeugantrieb - in der Anfahrphase, bei der die Abtriebsdrehzahl noch relativ gering ist, die Antriebsdrehzahl dominierend die Pumpenleistung bestimmt, während dann mit relativ zur Antriebsdrehzahl zunehmender Abtriebsdrehzahl eine zunehmende Herabsetzung der Pumpenleistung stattfindet entsprechend dem prak­ tischen Bedarf dahingehend, daß mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit Stellvorgänge und ein damit verbundener Druckmittelbedarf abnehmen.So these measures according to the invention cause - in relation to a motor vehicle drive - in the starting phase, in which the output rotational speed is relatively low, the drive speed dominant determines the pump performance, whereas with increasing relative to the input speed, output speed occurs an increasing reduction of the pump power corresponding to the practical table need to the effect that with increasing driving speed adjusting operations and a related pressure medium requirement decrease.

Als zweckmäßige Lösung zur Verwirklichung dieses Er­ findungsgedankens hat sich erwiesen, daß der Überla­ gerungsantrieb als Planetengetriebe ausgebildet ist, daß dessen Planetenträger mit dem Antriebsaggregat gekoppelt ist und daß dessen Sonnenrad mit der Pumpe oder dem Abtrieb drehverbunden ist, während entspre­ chend dessen Hohlrad mit dem Abtrieb oder der Pumpe drehverbunden ist. As a convenient solution to achieve this Er thought has proven that the overlaid is designed as a planetary gear, that its planet carrier with the drive unit is coupled and that its sun gear with the pump or the output is rotatably connected while corresponding chend its ring gear with the output or the pump is rotationally connected.  

Hiermit ist auf einfache Weise durch Anwendung eines üblichen und damit keine besonderen Pro­ bleme aufwerfenden Planetengetriebes die er­ findungsgemäße Lösung zu verwirklichen, wobei über die Gestaltung des Planetengetriebes der Pumpenantrieb ohne Schwierigkeiten in weiten Grenzen ausgelegt werden kann.This is easy through application a usual and therefore not a special pro bleme posing planetary gear which he to implement inventive solution, wherein about the design of the planetary gear Pump drive without difficulty in wide Limits can be interpreted.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschrei­ bung einer Ausführungsform, die auf der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:Further features and details of the invention result from the following description Exercise of an embodiment based on the drawing is shown. The drawing shows:

Fig. 1 die vereinfachte, schnitt­ weise Seitendarstellung der Antriebs­ einheit eines Kraftfahrzeuges, Fig. 1 shows the simplified sectional side view of the drive unit of a motor vehicle,

Fig. 2 eine auszugsweise Axialan­ sicht des Planetengetriebes gemäß Fig. 1. Fig. 2 a partial Axialan view of the planetary gear of FIG. 1.

Fig. 1 zeigt ein leistungs- und drehzahlveränder­ bares Antriebsaggregat 1, beispielsweise den Motor eines Kraftfahrzeuges, das abtriebsseitig mit dem Primärteil 2 eines hydromechanischen Wandlers ver­ bunden ist, dessen Sekundärteil 3 über Zahnräder 4, 5 mit dem Antriebsscheibensatz 6 eines Kegelschei­ benumschlingungsgetriebes in Verbindung steht. Von diesem Antriebsscheibensatz 6 erfolgt die Leistungs­ übertragung mittels eines Zugmittels 7 auf einen Ab­ triebsscheibensatz 8, von dem aus über eine Welle 23 und Zahnräder 9 und 10 der Abtrieb 11, beispielsweise in Richtung auf die Antriebsräder eines Kraftfahrzeu­ ges bedient wird. Fig. 1 shows a power and speed changeable drive unit 1 , for example the engine of a motor vehicle, which is connected on the output side to the primary part 2 of a hydromechanical converter, the secondary part 3 via gearwheels 4 , 5 of which is connected to the drive pulley set 6 of a conical pulley benumschlingungsgetriebes . From this drive pulley set 6 , the power transmission takes place by means of a traction means 7 to a drive pulley set 8 , from which the output 11 is operated via a shaft 23 and gear wheels 9 and 10 , for example in the direction of the drive wheels of a motor vehicle.

Wie in Fig. 1 vereinfacht angedeutet, sind diagonal einander gegenüberliegende Kegelscheiben 12, 13 des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes zusammen mit wellenfesten Kolben 14, 15 in an sich bekannter Weise als Zylinderkolbenaggregate ausgebildet, mit Hilfe derer die hydraulische Erzeugung der Anpreßkraft zwischen an- und abtriebsseitigen Kegelscheiben gegen­ über dem Zugmittel 7 sowie gleichzeitig die stufen­ lose Einstellung und Aufrechterhaltung der Getriebe­ übersetzung erfolgt. Diese Dinge sind im einzelnen bekannt und vielfach beschrieben, weshalb hier dar­ auf nicht weiter eingegangen wird.As indicated in Fig. 1 in a simplified manner, diagonally opposite conical pulleys 12 , 13 of the conical pulley belt transmission, together with shaft-fixed pistons 14 , 15, are designed in a manner known per se as cylinder piston assemblies, with the aid of which the hydraulic generation of the contact pressure between the input and output-side conical discs against one another the traction means 7 and at the same time the stepless adjustment and maintenance of the gear ratio takes place. These things are known in detail and have been described many times, which is why they will not be discussed further here.

Neben der Verbindung mit dem Primärteil 2 geht das Antriebsaggregat 1 über die Welle 16 auf den Plane­ tenträger 17 eines insgesamt mit der Ziffer 18 ver­ sehenen Planetengetriebes, mit dessen Sonnenrad 19 eine ortsfeste Pumpe 20 in Antriebsverbindung steht.In addition to the connection to the primary part 2 , the drive unit 1 goes via the shaft 16 to the tarpaulin carrier 17 of a planet gear provided with the number 18 ver, with the sun gear 19 of which a stationary pump 20 is in drive connection.

Das Hohlrad 21 des Planetengetriebes steht über ein Zahnrad 22 in Antriebsverbindung mit der Abtriebs­ welle 23 des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes. The ring gear 21 of the planetary gear is connected via a gear 22 in drive connection with the output shaft 23 of the conical pulley belt.

Wie bereits ausgeführt, dient die Pumpe 20 der Förderung eines hydraulischen Druckmittels ins­ besondere zur Druckmittelversorgung der an- und abtriebsseitigen Zylinderkolbenaggregate des Ke­ gelscheibenumschlingungsgetriebes, andererseits aber auch der Versorgung weiterer Druckmittelver­ braucher, beispielsweise in Form des hydraulischen Wandlers 2, 3, in Form nicht dargestellter, hydrau­ lisch betätigter Schaltkupplungen etc.As already stated, the pump 20 is used to deliver a hydraulic pressure medium, in particular for supplying pressure medium to the cylinder piston units on the drive and output side of the cone-type belt transmission, but on the other hand also supplying further pressure medium consumers, for example in the form of the hydraulic converter 2 , 3 , in the form not shown , hydraulically actuated clutches etc.

Der dargestellte und beschriebene Antrieb der Pumpe 20 über das Planetengetriebe 18 bewirkt, daß re­ lativ zur Drehzahl der Welle 16 des Antriebsaggre­ gates 1 die Antriebsdrehzahl für die Pumpe 20 mit durch die Übersetzungstellung des Kegelscheiben­ getriebes bedingter zunehmender Drehzahl der Ab­ triebswelle 11 zurückbleibt. Demzufolge steht, beispielsweise bezogen auf den Kraftfahrzeugbe­ trieb, beim Anfahrvorgang bzw. bei niedriger Fahr­ geschwindigkeit eine hohe Leistung der Pumpe 20 zur Verfügung, während die Pumpenleistung bei zu­ nehmender Fahrgeschwindigkeit bzw. höherer Dreh­ zahl der Abtriebswelle 11 entsprechend dem dann auch herabgesetzten Druckflüssigkeitsbedarf zu­ rückgeht.The illustrated and described drive of the pump 20 via the planetary gear 18 causes re relative to the speed of the shaft 16 of the Antriebsaggre gates 1, the drive speed for the pump 20 with the increasing speed of the drive shaft 11 from the gear position of the conical pulley. Accordingly, there is, for example based on the motor vehicle operation, a high output of the pump 20 when starting or at low driving speed, while the pump output decreases with increasing vehicle speed or higher speed of the output shaft 11 in accordance with the then also reduced hydraulic fluid requirement .

Zur deutlicheren Erläuterung dieser Beeinflussung durch das Planetengetriebe wird auf Fig. 2 ver­ wiesen, die in vereinfachter Darstellung das Son­ nenrad 19, mit dem die Pumpe 20 verbunden ist, den Planetenträger 17 und das Hohlrad 21 veranschau­ licht.For a clearer explanation of this influence by the planetary gear is shown in Fig. 2 ver, the Son nenrad 19 in a simplified representation, with which the pump 20 is connected, the planet carrier 17 and the ring gear 21 is illustrated.

Stellt man sich im Gedankenmodell das mit der Ab­ triebsseite des Kegelscheibengetriebes verbundene Hohlrad 21 zu Betriebsbeginn stillstehend und den mit dem Antriebsaggregat 1 über die Welle 16 ver­ bundenen Planetenträger 17 im Uhrzeigersinn umlau­ fend vor, so ergibt sich daraus direkt proportional die maximale Umlaufgeschwindigkeit des die Pumpe 20 antreibenden Sonnenrades 19 ebenfalls im Uhrzeiger­ sinne.If you imagine in the thought model the ring gear 21 connected to the drive side of the bevel disk gearbox at the start of operation and the planet carrier 17 connected to the drive unit 1 via the shaft 16 in a clockwise direction, the result is directly proportional to the maximum rotational speed of the pump 20 driving sun 19 also clockwise.

Läßt man nun die Drehzahl der durch das Antriebs­ aggregat 1 getriebenen Welle 16 konstant und die Drehzahl des Hohlrades 21 mit der des Abtriebs des Ke­ gelscheibenumschlingungsgetriebes ansteigen, wo­ bei sich bezogen auf Fig. 2 das Hohlrad 21 eben­ falls im Uhrzeigersinne bewegt, so ist leicht er­ sichtlich, daß sich für den Antrieb des Sonnenrades 19 mit zunehmender Drehzahl des Hohlrades 21 eine Herabsetzung der Antriebsdrehzahl ergibt.If you now leave the speed of the drive unit 1 driven shaft 16 constant and the speed of the ring gear 21 with that of the output of the Ke gelplattenumschlingungsgetriebes rise, where with regard to Fig. 2, the ring gear 21 just moves clockwise, so it is easy he clearly that there is a reduction in the drive speed for the drive of the sun gear 19 with increasing speed of the ring gear 21 .

Eine nicht dargestellte Variation der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Anordnung ist da­ durch denkbar, daß die Pumpe 20 mit dem Hohlrad 21 verbunden wird, während das Sonnenrad 19 mit der Welle des Abtriebsscheibensatzes 8 verbunden ist. Hier ergeben sich ebenfalls die beschriebenen Wir­ kungen. A variation, not shown, of the arrangement described with reference to FIGS. 1 and 2 is conceivable that the pump 20 is connected to the ring gear 21 , while the sun gear 19 is connected to the shaft of the driven pulley set 8 . Here we also see the effects described.

Der Umfang, in dem sich eine relative Reduzierung der Pumpenantriebsdrehzahl gegenüber der durch das Antriebs­ aggregat 1 gelieferten Ausgangsdrehzahl bei zunehmen­ der Drehzahl der Abtriebswelle 11 ergibt, läßt sich in bekannter Weise einfach durch entsprechende Wahl der effektiven Laufradien von Sonnenrad, Hohlrad und Pla­ netenträger bestimmen.The extent to which there is a relative reduction in the pump drive speed compared to the output speed supplied by the drive unit 1 with increasing the speed of the output shaft 11 can be determined in a known manner simply by appropriate choice of the effective running radii of the sun gear, ring gear and planet carrier.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Versorgung mindestens eines Verbrau­ chers mit hydraulischem Druckmittel, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, wobei das Druckmittel durch wenigstens eine durch ein leistungs- und drehzahl­ veränderbares Antriebsaggregat betriebene Pumpe dem Verbraucher zuführbar ist, die Förderlei­ stung der Pumpe mit der Drehzahl des Antriebsagg­ regates direkt proportional veränderbar ist und zwischen Antriebsaggregat und dem von diesem be­ aufschlagten Abtrieb ein übersetzungseinstellbares Getriebe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenantrieb als Überlagerungsantrieb (18) ausgebildet ist mit Zusammenführung der Drehzahl des Antriebsaggregates (1) einerseits und einer der Ausgangsdrehzahl des Getriebes direkt pro­ portionalen Drehzahl andererseits derart, daß bei relativ zur Antriebsdrehzahl zunehmender Abtriebs­ drehzahl eine dazu direkt proportionale Herabset­ zung der Drehzahl des Pumpenantriebes eintritt.1. Device for supplying at least one consumer with hydraulic pressure medium, in particular in motor vehicles, the pressure medium being able to be supplied to the consumer by at least one pump operated by a power and speed variable drive unit, the pumping performance of the pump at the speed of the drive unit directly is proportionally changeable and between the drive unit and the output which is loaded by this be a gear adjustable transmission is arranged, characterized in that the pump drive is designed as a superposition drive ( 18 ) with merging the speed of the drive unit ( 1 ) on the one hand and one of the output speed of the transmission directly pro proportional speed, on the other hand, such that when the output speed increases relative to the drive speed, a directly proportional reduction in the speed of the pump drive occurs. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlagerungsantrieb als Planetengetriebe (18) ausgebildet ist, daß dessen Planetenträger (17) mit dem Antriebsaggregat (1) gekoppelt ist und daß dessen Sonnenrad (19) mit der Pumpe (20) oder dem Abtrieb (11, 23) drehverbunden ist, während ent­ sprechend dessen Hohlrad (21) mit dem Abtrieb (11, 23) oder der Pumpe (20) drehverbunden ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the superimposition drive is designed as a planetary gear ( 18 ), that its planet carrier ( 17 ) is coupled to the drive unit ( 1 ) and that its sun gear ( 19 ) with the pump ( 20 ) or Output ( 11 , 23 ) is rotatably connected, while accordingly the ring gear ( 21 ) is rotatably connected to the output ( 11 , 23 ) or the pump ( 20 ).