DE4342784C2 - Hydraulikkreis für Kraftfahrzeuge - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hydraulikkreis gemäß den
Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie einen
Hydraulikkreis gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von
Patentanspruch 8.
In den Fig. 5 und 6 sind Kreislaufdiagramme dargestellt,
die zwei Beispiele eines eine Ölpumpe enthaltenden Ab
schnitts eines Hydraulikkreises für ein Automatikgetriebe
zeigen. Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht, die
ein Beispiel eines solchen Automatikgetriebes zeigt.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten Hydraulikkreis wird Arbeitsöl
in einer Ölwanne 1 durch eine Ölpumpe 3 über einen in
einem Gehäuse 11 eines Automatikgetriebes 10 angeordneten
Ölfilter 2 angesaugt. Wenn das Arbeitsöl durch ein Regel
ventil 4 strömen kann, wird es in zwei Teile geteilt,
wobei einer als Leitungsdruck verwendet wird und der
andere zu einem Drehmomentwandler und einem Schmierkreis
über ein Drehmomentwandler-Druckregelventil 5 gefördert
wird, das nachstehend als "TC-Druckregelventil 5" be
zeichnet wird. Außerdem wird ein überschüssiger Teil des
dem Regelventil 4 zugeführten Arbeitsöls zu der Saugseite
der Ölpumpe 3 zurückgeführt.
Ein weiterer Teil des Arbeitsöls, der von der Förderseite
der Ölpumpe 3 abgetrennt wurde, wird verschiedenen Steu
erventilen des Automatikgetriebes über einen externen
Ölfilter 6 zugeführt, der an der Außenwand des Gehäuses
11 des Automatikgetriebes 10 angebracht ist (siehe Fig.
4).
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Hydraulikkreis wird das
Arbeitsöl in der Ölwanne 1 durch die Ölpumpe 3 über den
in dem Gehäuse 11 des Automatikgetriebes 10 angeordneten
Ölfilter 2 angesaugt. Nachdem das Arbeitsöl durch das
Regelventil 4 strömen kann, wird das Arbeitsöl in zwei
Teile geteilt, wobei einer als Leitungsdruck verwendet
wird und der andere dem Drehmomentwandler-Druckregelven
til 5 zugeführt wird. Das Arbeitsöl, das durch das Dreh
momentwandler-Druckregelventil 5 geströmt ist, wird über
eine Kühleinrichtung 7 zu dem externen Ölfilter 6 und
weiter zu einem Drehmomentwandler 8 gefördert.
Der in Fig. 6 gezeigte Hydraulikkreis ist außerdem so
ausgelegt, daß ein überschüssiger Teil des zu dem Regel
ventil 4 geförderten Arbeitsöls zu der Saugseite der
Ölpumpe 3 zurückgeführt wird.
Der Ölfilter 2, der an der Saugseite der Ölpumpe 3 an
geordnet ist und in dem Gehäuse 11 des Automatikgetriebes
10 aufgenommen ist, dient dazu, feste Partikel aus dem
Arbeitsöl in dem Hydraulikkreis zu entfernen. Bei dem
Ölfilter 2 wird ein Filtermedium mit relativ großen Poren
verwendet, da zu kleine Poren zu einem größeren Lei
stungsverlust der Ölpumpe 3 führen würde.
Wenn die Poren des Filtermediums des Ölfilters 2 zu groß
sind, enthält das von der Ölpumpe 3 geförderte Arbeitsöl
jedoch immer noch feste Partikel, die eine korrekte und
ruhige Betätigung jedes Ventils beeinträchtigen könnte.
Dies führt dazu, daß es nicht länger möglich ist, die
Zufuhr des Arbeitsöls in den benötigten Mengen sicherzu
stellen.
Um dieses potentielle Problem zu lösen, ist der externe
Ölfilter 6 zusätzlich zu dem innerhalb des Automatikge
triebes 10 angeordneten Ölfilters 2 angebracht, so daß
die Lebensdauer des Arbeitsöls des Automatikgetriebes 10
verlängert und die Wartung des Automatikgetriebes 10
vereinfacht werden kann.
Bei dem Hydraulikkreis nach Fig. 5 ist der externe Ölfil
ter 6, der innen mit einem Filtermedium versehen ist, das
kleinere Poren aufweist als das Filtermedium des Ölfil
ters 2, zusätzlich zu dem Filter 2 an der Förderseite der
Pumpe 3 angeordnet, weshalb das Arbeitsöl, aus dem zu
sätzlich feste Partikel ausgefiltert wurden, den einzel
nen Steuerventilen zugeführt wird.
Auf der anderen Seite kann bei dem Hydraulikkreis von
Fig. 6 das über das TC-Druckregelventil 5 zugeführte
Arbeitsöl durch den externen Ölfilter 6 strömen, der
innen mit einem Filtermedium versehen ist, das kleinere
Poren aufweist. Es werden daher weitere Festpartikel aus
dem Arbeitsöl herausgefiltert. Das Arbeitsöl wird dann
dem Drehmomentwandler 8 zugeführt.
Das von der Ölpumpe 3 dem Regelventil 4 zugeführte Ar
beitsöl wird zur Außenseite freigegeben, wenn die Menge
des Arbeitsöls größer wird als die, die für das Regelven
til 4 erforderlich ist. Das so freigegebene Arbeitsöl
wird sowohl bei dem Hydraulikkreis von Fig. 5 als auch
bei dem Hydraulikkreis von Fig. 6 der Saugseite der
Ölpumpe 3 zurückgeführt.
Der in den Fig. 5 und 6 gezeigte Hydraulikkreis muß
jedoch so ausgelegt sein, daß ein in Kombination mit dem
externen Ölfilter vorgesehenes Entlastungsventil betätigt
wird, wenn der externe Filter verstopft ist, um das
Arbeitsöl zur stromabwärtigen Seite zur führen. Außerdem
besteht bei dem Hydraulikkreis von Fig. 5 das Problem,
daß die Belastung der Ölpumpe durch den Strömungswider
stand des externen Ölfilters erhöht wird.
In der DE 41 14 713 A1 ist eine hydraulische Steuervor
richtung beschrieben, bei der eine Rückführleitung allein
dazu vorgesehen ist, Drucköl von einem Bereich zwischen
einem Rückschlagventil und einem Filter zwischen einem
ersten Filter und eine Pumpe zurückzuführen, wenn ein
vorgegebener maximaler Druck in der Druckmittelversor
gungsleitung überschritten wird. Das Problem der Reini
gung zurückgeführten Drucköls wird nicht angesprochen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv
einfachen Mitteln einen Hydraulikkreis zu schaffen, der
es gestattet, daß Arbeitsöl mit einem geringen Verschmut
zungsgrad verschiedenen Abschnitten zugeführt werden
kann, ohne daß die Belastung einer Ölpumpe erhöht wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der
Patentansprüche 1 und 8 in Verbindung mit ihren Oberbe
griffsmerkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den aufgeführten Unteransprü
chen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist deswegen ein
Hydraulikkreis vorgesehen, der für ein Automatikgetriebe
eines Fahrzeugs geeignet ist. Der Hydraulikkreis weist
eine Ölpumpe, einen ersten Ölfilter, der an der Saugseite
der Ölpumpe angeordnet ist, einen zweiten Ölfilter, der
mit einem Filtermedium versehen ist, das kleinere Poren
als der erste Ölfilter aufweist, ein Ölreservoir, in dem
Arbeitsöl gespeichert wird, eine an der Förderseite der
Ölpumpe angeordnete Regeleinrichtung zur Druckregelung
des Arbeitsöls, das durch die Ölpumpe aus dem Ölreservoir
über den ersten Ölfilter angesaugt wird, und eine Über
schußölleitung, die mit der Regeleinrichtung verbunden
ist, um überschüssiges Arbeitsöl aus der Regeleinrichtung
zu einer hydraulisch betätigten Einrichtung zu leiten.
Der Hydraulikkreis ist dadurch gekennzeichnet, daß er
eine Bypass-Ölleitung aufweist, die mit einem Zwischen
abschnitt der Überschußölleitung verbunden ist, um wenig
stens einen Teil des überschüssigen Öls an eine Stelle
zwischen der Ölpumpe und dem ersten Ölfilter zurückzufüh
ren, und daß der zweite Ölfilter an einem Zwischenab
schnitt der Bypass-Ölleitung angeordnet ist.
Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrau
likkreises ist der zweite Ölfilter in der Bypass-Leitung
der Ölpumpe angeordnet, durch die ein überschüssiger Teil
zur Saugseite der Ölpumpe zurückgeführt wird, dessen
Druck durch die Regeleinrichtung reguliert wurde. Es ist
deshalb möglich, trotz der Anordnung des zweiten Ölfil
ters Öl mit einem geringen Verschmutzungsgrad verschiede
nen Abschnitten zuzuführen, ohne die Ölpumpe extra zu
belasten.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist
ebenfalls ein Hydraulikkreis vorgesehen, der eine Ölpum
pe, einen ersten Ölfilter, der an der Saugseite der
Ölpumpe angeordnet ist, ein Ölreservoir, in dem Öl ge
speichert wird, ein an der Förderseite der Ölpumpe an
geordnetes Entlastungsventil zur Druckregelung des durch
die Ölpumpe aus dem Ölreservoir über den ersten Ölfilter
angesaugten Öls, und eine Ölrückführleitung aufweist, um
das von dem Entlastungsventil kommende Öl an einer Stelle
zwischen der Ölpumpe und dem ersten Ölfilter zurückzufüh
ren. Der Hydraulikkreis ist dadurch gekennzeichnet, daß
ein zweiter Ölfilter in der Ölrückführleitung angeordnet
ist.
Bei der zweiten Ausführungsform des Hydraulikkreises wird
das Öl mit fortlaufendem Betrieb immer sauberer, so daß
durch das Öl geschmierte Hochgeschwindigkeits-Gleitteile
vor Beschädigungen geschützt sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend
anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein vereinfachtes Kreislaufdiagramm eines Hydrau
likkreises, der für ein Automatikgetriebe verwen
det werden kann;
Fig. 2 den Aufbau des Hydraulikkreises von Fig. 1;
Fig. 3 ein vereinfachtes Kreislaufdiagramm eines Motor
schmierkreises;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht, die ein Beispiel
eines Automatikgetriebes mit einem zweiten Ölfil
ter zeigt;
Fig. 5 ein Kreislaufdiagramm eines bekannten Hydraulik
kreises, der für ein Automatikgetriebe geeignet
ist;
Fig. 6 ein Kreislaufdiagramm eines anderen Beispiels
eines bekannten Hydraulikkreises, der für ein
Automatikgetriebe geeignet ist.
Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungs
form des Hydraulikkreises wird Arbeitsöl in einer Ölwanne
1 durch eine von einem Abtrieb eines Motors 21 angetrie
bene Ölpumpe 3 über einen ersten Ölfilter 2 angesaugt,
der in einem Gehäuse 11 eines Automatikgetriebes 10
angeordnet ist (siehe Fig. 4). Sobald das Arbeitsöl durch
ein Regelventil 4 strömen kann, wird das Arbeitsöl in
zwei Teile aufgeteilt, wobei ein Teil als Leitungsdruck
durch eine Leitungsdruck-Förderleitung 22 einem Steuer
kreislauf zugeführt wird und der andere Teil einem Dreh
momentwandler und einem Schmierkreis über ein Drehmom
entwandler-Druckregelventil 5 zugeführt wird, das nach
stehend als "TC-Druckregelventil 5" bezeichnet wird. Der
Aufbau dieses Hydraulikkreises ist bis dahin der gleiche
wie der Aufbau des in Fig. 5 gezeigten Hydraulikkreises.
Zwischen dem Regelventil 4 und dem TC-Druckregelventil 5
ist eine Überschußölleitung 18 angeordnet. Ein Teil des
von dem Regelventil 4 kommenden überschüssigen Arbeitsöls
wird durch eine Bypass-Leitung 9 abgezweigt, die mit der
Überschußölleitung 18 verbunden ist. Falls nötig, wird
dieses Überschußöl in zwei Teile geteilt, wobei der eine
Teil dem Drehmomentwandler zugeführt wird und der andere
Teil einer saugseitigen Leitung der Ölpumpe 3 an einer
Stelle zugeleitet wird, die sich stromabwärts des ersten
Ölfilters 2 befindet. Zusätzlich zu dem innerhalb des
Automatikgetriebes 10 angeordneten ersten Ölfilter 2 ist
ein zweiter Ölfilter 6 in die Bypass-Leitung 9 einge
setzt, der innen mit einem Filtermedium versehen ist, das
kleinere Poren aufweist als das Filtermedium des ersten
Ölfilters 2. Der zweite Ölfilter 2 ist austauschbar an
einer geeigneten Stelle der Außenwand des Gehäuses 11
angebracht (siehe Fig. 4).
Bei der ersten Ausführungsform ist das Regelventil 4 so
ausgelegt, daß es einen nicht benötigten extra Teil des
Arbeitsöls als Überschußöl freigibt, wenn die Drehzahl
des Motors beispielsweise 1000 U/min. überschreitet.
Da das Überschußöl der Bypass-Leitung 9 zugeleitet und
zur Saugseite der Ölpumpe 3 über den zweiten Ölfilter 6
zurückgeführt wird, der mit dem die kleineren Poren
aufweisenden Filtermedium versehen ist, wird mehr Über
schußöl aus dem Regelventil 4 in die Hauptleitung zurück
geführt, wenn die Drehzahl des Motors ansteigt, während
feste Partikel zusätzlich aus ihm entfernt werden. Mit
fortlaufendem Betrieb wird den einzelnen Teilen Arbeitsöl
zugeführt, dessen Verschmutzungsgrad sich zunehmend
verringert.
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein Ölsieb 12 in der
Leitungsdruck-Förderleitung 22 auf der Leitungsdruck-
Förderseite des Regelventils 4 angeordnet.
Wenn eine Ölpumpe 3 zusammengebaut und in das Gehäuse 11
eingebaut wird, ist es unvermeidbar, daß Späne entstehen.
Wenn solche Späne an der Förderseite der Ölpumpe 3 ver
bleiben und der Motor gestartet wird, werden feste Parti
kel, die mit dem sich innerhalb der Ölwanne 1 befindli
chen Arbeitsöl vermischt sind, durch die Ölfilter 2, 6
entfernt, die beim Zusammenbau erzeugten Späne treten
jedoch in einen Ventilkörper 19 ein, in dem das Regelven
til 4 und die jeweiligen Leitungen aufgenommen oder
ausgebildet sind. Diese Späne können deshalb eine Fest
setzung des Ventils verursachen.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist das Ölsieb 12 an
der Leitungsdruck-Förderseite des Regelventils 4 angeord
net. Das Sieb 12 ist mit einem Filtermedium versehen, das
größere Poren aufweist als der erste Ölfilter 2. Daher
verstopft das Ölsieb 12 nicht, obwohl es die Späne ent
fernen kann, und deshalb kann der durch das Ölsieb 12
hindurchgehende Leitungsdruck ausreichend übertragen
werden.
Auf der Förderseite der Ölpumpe 3 ist ein Entlastungs
ventil 13 angeordnet. Außerdem sind Drosselventile 14 bis
17 vorgesehen. Die Drossel 14 ist an der stromaufwärtigen
Seite des zweiten Ölfilters 6 angeordnet, um sicherzu
stellen, daß das Arbeitsöl in ausreichenden Mengen dem
Drehmomentwandler und dem Schmiersystem zugeführt wird.
Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus ist es bei dem
erfindungsgemäßen Hydraulikkreis möglich, bei fortlaufen
dem Betrieb des Motors Arbeitsöl zurückzuführen und dem
zweiten Ölfilter 6 zuzuführen, das einen geringeren
Verschmutzungsgrad aufweist. Darüber hinaus ist der
zweite Ölfilter 6, der mit dem die kleineren Poren auf
weisenden Filtermedium versehen ist, in der Bypass-Lei
tung 9 angeordnet und filtert einen überschüssigen Teil
des Arbeitsöls nach seiner Druckregulierung durch das
Regelventil 4. Die Belastung der Ölpumpe 3 wird daher
nicht erhöht.
Bei dem zweiten Ölfilter 6 besteht das Problem, daß er
verstopfen könnte, was zu einer Erhöhung des Strömungs
widerstandes und daher zu einer Verringerung der Strö
mungsgeschwindigkeit führt. Es ist jedoch nicht notwen
dig, ein zusätzliches Entlastungsventil vorzusehen, da
der zweite Ölfilter 6 in der Bypass-Leitung 9 für Über
schußöl angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Hydraulikkreise
für Automatikgetriebe begrenzt. Die vorliegende Erfindung
kann ebenso, auf ähnliche Weise, wie es anhand der ersten
Ausführungsform beschrieben ist, für einen Motorschmier
kreislauf verwendet werden, der als zweite Ausführungs
form in Fig. 3 gezeigt ist, wobei die Elemente, die denen
der ersten Ausführungsform ähnlich sind, mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet sind.
Der in Fig. 3 gezeigte Motorschmierkreislauf weist ein
Entlastungsventil 20 auf. Wenn der Förderdruck der Ölpum
pe 3, d. h. der einem geschmierten Teil zugeführte Hydrau
likdruck, wenigstens auf einen vorherbestimmten Wert
erhöht wird, öffnet das Entlastungsventil 20. Das Entla
stungsventil 20 hat also eine druckregulierende Funktion,
um den aufzubringenden Hydraulikdruck konstant zu halten.
Der Förderdruck aus dem Entlastungsventil 20 wird durch
eine Ölrückführleitung an eine Stelle zwischen einem
ersten Ölfilter 2 und einer Ölpumpe 3 zurückgeführt. An
einem Zwischenabschnitt der Ölrückführleitung ist ein
zweiter Ölfilter 6 eingesetzt. Der zweite Ölfilter 6 ist
mit einem Filtermedium versehen, das kleinere Poren als
der erste Ölfilter 2 aufweist. Aufgrund dieses Aufbaus
wird das Öl immer dann weitergefiltert, wenn das Ent
lastungsventil 20 öffnet, so daß es bei fortdauerndem
Betrieb möglich ist, mit Ö1 zu schmieren, das reiner ist.
Folglich wird durch den Hydraulikkreis der zweiten Aus
führungsform ein wirksamerer Schutz von Hochgeschwindig
keits-Gleitteilen, wie z. B. einer Nockenwelle, Kolben und
Buchsen (nicht gezeigt), gegen Beschädigungen erreicht.
Claims (10)
1. Hydraulikkreis, der für ein Automatikgetriebe (10)
eines Kraftfahrzeugs geeignet ist, mit
- - einem Ölreservoir (1), in dem Arbeitsöl gespeichert wird,
- - einer Ölpumpe (3) und einer Ölansaugleitung (23),
- - einem ersten Ölfilter (2), der an der Saugseite der Ölpumpe (3) angeordnet ist,
- - einem zweiten Ölfilter (6), der mit einem Filterme dium versehen ist, das kleinere Poren aufweist als der erste Ölfilter (2),
- - einer an der Förderseite der Ölpumpe (3) angeord neten Regeleinrichtung (4) zur Druckregelung des durch die Ölpumpe (3) aus dem Ölreservoir (1) über den ersten Ölfilter (2) angesaugten Arbeitsöls, und
- - einer Überschußölleitung (18), die mit der Regel einrichtung (4) verbunden ist, um von der Regel einrichtung (4) kommendes überschüssiges Arbeitsöl einer hydraulisch betätigten Vorrichtung zuzuführen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Bypass-Leitung (9) zwischen der Überschuß
ölleitung (18) und der Ölansaugleitung (23) vor
gesehen ist, um einen Teil des überschüssigen Ar
beitsöls direkt der Saugöffnung der Ölpumpe (3)
zuzuführen, und daß der zweite Ölfilter (6) in der
Bypassleitung (9) angeordnet ist.
2. Hydraulikkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß eine Leitungsdruck-Förderleitung (22) mit der
Regeleinrichtung (4) verbunden ist, um einen durch die
Regeleinrichtung (4) geregelten Leitungsdruck einer
anderen hydraulisch betätigten Vorrichtung zuzuführen,
daß ein dritter Ölfilter (12) in der Leitungsdruck-
Förderleitung (22) angeordnet ist, und daß ein Ventil
körper (19) vorgesehen ist, in dem wenigstens die
Regeleinrichtung (4), die Überschußölleitung (18), die
Leitungsdruck-Förderleitung (22), der dritte Ölfilter
(12) und die Bypass-Leitung (9) aufgenommen ist.
3. Hydraulikkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Drossel (14) an der stromaufwärti
gen Seite des zweiten Ölfilters (6) angeordnet ist.
4. Hydraulikkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Drossel (14) in dem Ventilkörper (19)
angeordnet ist.
5. Hydraulikkreis nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Ölfilter (12)
mit einem Filtermedium versehen ist, das größere Poren
aufweist als der erste Ölfilter (2).
6. Hydraulikkreis nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulisch
betätigte Vorrichtung ein Drehmomentwandler ist, der
zwischen dem Automatikgetriebe (10) und einem Motor
(21) des Fahrzeugs angeordnet ist.
7. Hydraulikkreis nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ölfilter
(6) austauschbar an der Außenwand des Gehäuses (11)
des Automatikgetriebes (10) angeordnet ist.
8. Hydraulikkreis für Schmiermittel in einem Kraftfahr
zeug mit
- - einem Ölreservoir (1), in dem Öl gespeichert ist,
- - einer Ölpumpe (3),
- - einem ersten Ölfilter (2), der an der Saugseite der Ölpumpe (3) angeordnet ist,
- - ein an der Förderseite der Ölpumpe (3) angeordnetes Entlastungsventil (20) zur Regelung des Druckes des aus dem Ölreservoir (1) über einen ersten Ölfilter (2) durch die Ölpumpe (3) angesaugten Öls, und
- - einer Ölrückführleitung für eine Rückführung des vom Entlastungsventil (20) kommenden Öls zu einer Stelle zwischen der Ölpumpe (3) und dem ersten Ölfilter (2),
dadurch gekennzeichnet, daß
- - ein zweiter Ölfilter (6) in der Ölrückführleitung angeordnet ist.
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