DE102009051473B4

DE102009051473B4 - Hydrauliksystem für ein Getriebe mit Pumpeneinlassdiffusor

Info

Publication number: DE102009051473B4
Application number: DE102009051473.2A
Authority: DE
Inventors: John C. Schultz
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2023-03-23
Anticipated expiration: 2029-10-31
Also published as: DE102009051473A1; US8105049B2; CN101737363B; CN101737363A; US20100111718A1

Abstract

Hydrauliksystem für ein Getriebe, das umfasst:
ein Diffusorgehäuse (40) mit einem Fluideinlassdurchgang (48), der wenigstens eine Pumpeneinlassöffnung (58) versorgt, und einem Fluidrückführdurchgang (66), der mit dem Fluideinlassdurchgang (48) in Fluidkommunikation steht; und
ein Filtergehäuse (24) mit einem Filterauslassabschnitt (28), der stromaufwärts von der wenigstens einen Pumpeneinlassöffnung (58) mit dem Fluideinlassdurchgang (48) in Fluidkommunikation steht;
wobei sich der Fluidrückführdurchgang (66) stromabwärts vom Filterauslassabschnitt (28) befindet;
wobei der Fluideinlassdurchgang (48) stromabwärts vom Filterauslassabschnitt (28) und vom Fluidrückführdurchgang (66) einen konvergierenden Abschnitt (49) besitzt und stromabwärts vom konvergierenden Abschnitt (49) einen divergierenden Abschnitt (56) besitzt, der in die wenigstens eine Pumpeneinlassöffnung (58) einspeist; und
wobei der divergierende Abschnitt (59) durch eine kontinuierliche, allmähliche Zunahme der Durchflussfläche gekennzeichnet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe-Hydrauliksystem mit einem Diffusor für einen Pumpeneinlass einer Getriebepumpe.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Pumpe mit fester Verdrängung besitzt unter der Annahme, dass die Pumpenkammern vollständig gefüllt sind, eine theoretische, feste Ölförder- bzw. Ölabgabemenge pro Umdrehung der Pumpe. Die Pumpe besitzt somit eine zur Drehzahl der Pumpe proportionale Abgabemenge. Eine maschinenbetriebene Pumpe für ein Getriebe besitzt somit einen von der Maschinendrehzahl abhängigen weiten Abgabemengenbereich. Die Pumpe muss für die anspruchvollste Anwendung, nämlich eine niedertourige Garagenschaltung, wo bei niedriger Drehzahl ein hohes Fördervolumen gefordert wird, ausgelegt sein. Die Pumpe muss bei einer solchen niedrigen Drehzahl angemessen befüllt sein, um zum Ausführen des Schaltens das Getriebe ausreichend mit Druck zu beaufschlagen. Jedoch erzeugt das Auslegen der Pumpe derart, dass die Niedrigdrehzahlbedingung erfüllt wird, bei hohen Drehzahlen ein sehr großes potentielles Durchflussvolumen. Das Hydrauliksystem, das die Pumpe speist, kann eine Schnelllauf-Füllgrenze erreichen, d. h., dass eine maximale Fluidaufnahme in die Pumpe erreicht wird, die unzureichend ist, um bei hohen Drehzahlen die Pumpenkammern gefüllt zu halten. Dies verursacht eine unvollständige Befüllung der Kammern und führt zu einer Luft-Öl-Kombination in den Kammern, die möglicherweise eine Kavitation verursacht. Die Kavitation kann eine Druckinstabilität hervorrufen, die störend auf die Getriebesteuerventile einwirkt, möglicherweise ein unerwünschtes Geräusch entstehen lässt und eine mechanische Beschädigung an der Pumpe herbeiführen kann.
Es ist bekannt, dass das Einleiten von Pumpen-Nebenstromöl in der Nähe eines in die Pumpe einspeisenden Filterauslasses eine Druckdifferenz zwischen der Nebenstromöleinspeisung in die Pumpe und dem Filterauslass erzeugt, womit zusätzliches Öl aus einer Wanne durch den Filterauslass angesaugt wird, was die Kavitation verringert. Nebenstromöl ist überschüssiges mit Druck beaufschlagtes Öl von der Pumpe, das zum Filterauslass zurückgeführt wird, ohne an das Getriebe abgegeben zu werden. Der Nebenstromöldurchfluss wird durch ein Regelventil gesteuert, das Nebenstromöl vom Getriebe wegleitet, wenn am Pumpenauslass ein zu hoher Fluiddruck erfasst wird. Das Steigern der Kraftstoffeinsparung eines Fahrzeugs kann teilweise dadurch erreicht werden, dass die Getriebepumpengröße reduziert wird. Eine kleinere Pumpe ergibt eine entsprechende Minderung des Nebenstromöldurchflusses. Das Erhöhen des Einlassflusses bei hohen Drehzahlen ist mit einer kleineren Pumpe schwieriger.
Ein Mechanismus zum Erhöhen des Volumens an gepumptem Fluid ist ein Siphon, der für die Trockenlegung überfluteter Keller verwendet wird. Ein solcher Siphon kann am Ausflussende einen Diffusor verwenden. Druckfluid strömt durch einen Einlass, entweder eine Ringdüse oder eine Standarddüse, was eine Druckdifferenz erzeugt, die Fluid durch eine benachbarte Saugöffnung absaugt.
Der DE 100 20 187 A1 ist ein Hydrauliksystem für ein Getriebe zu entnehmen, bei dem eine Pumpe über einen Filter Hydraulikfluid aus einem Ölsumpf ansaugt und ins Hydrauliksystem einspeist, wobei eine Fluidrückführung vorgesehen ist, die Fluid von der Druckseite der Pumpe abzweigt und zwischen Filterauslassöffnung und Pumpeneinlassöffnung wieder in die Pumpenansaugleitung rückführt.
Ferner ist der DE 34 47 484 A1 eine Hydraulikeinrichtung für beliebige Hydraulikpumpen zu entnehmen, bei der die Einmündung des Rückführkanals in die Pumpenansaugleitung als Injektordüse mit anschließendem Diffusor ausgebildet ist, wobei die Düse einen konvergierenden Abschnitt besitzt und der stromabwärts gelegene Diffusor einen divergierenden Abschnitt besitzt, welcher durch eine kontinuierliche, allmähliche Zunahme der Durchflussfläche gekennzeichnet ist, um eine Druckdifferenz zu erzeugen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein verbessertes Hydrauliksystem geschaffen, das besonders nützlich ist, um selbst in relativ kleinen Pumpen mit fester Verdrängung bei hohen Pumpendrehzahlen die Kavitation zu verringern. Insbesondere wird ein Hydrauliksystem für ein Getriebe geschaffen, das ein Gehäuse besitzt, das hier als Diffusorgehäuse bezeichnet wird, mit einem Fluideinlassdurchgang, der eine oder mehrere Pumpeneinlassöffnungen versorgt, und einem Fluidrückführdurchgang, um so Fluid von einem Druckregelventil, das mit dem Fluideinlassdurchgang in Fluidkommunikation steht, zurückzuführen. Das Hydrauliksystem besitzt außerdem ein Filtergehäuse mit einem Filterauslassabschnitt, der stromaufwärts von der (den) Pumpeneinlassöffnung(en) mit dem Fluideinlassdurchgang in Fluidkommunikation steht. Der Fluidrückführdurchgang befindet sich stromabwärts vom Filterauslassabschnitt. Folglich kann ein Fluss durch den Fluidrückführdurchgang einen Sog erzeugen, der einen erhöhten Fluss durch den Filterauslassabschnitt wie beispielsweise aus einer Fluidwanne bewirkt.
Der Fluideinlassdurchgang ist so entworfen, dass er die Effizienz des Flusses durch den Filterauslassabschnitt steigert. Insbesondere ist das Diffusorgehäuse so gestaltet, dass der Fluideinlassdurchgang stromabwärts vom Filterauslassabschnitt einen konvergierenden Abschnitt und stromabwärts vom konvergierenden Abschnitt einen divergierenden Abschnitt mit allmählich zunehmender Durchflussfläche besitzt. Der divergierende Abschnitt kann eine Kegelstumpfform oder eine ähnliche Form besitzen, bei der jeder rechtwinklig zu einer Mittelachse durch den divergierenden Abschnitt genommene Querschnitt eine Durchflussfläche hat, die gleich einem entsprechenden Querschnitt des divergierenden Abschnitts mit Kegelstumpfform ist.
Vorzugsweise verjüngt sich der konvergierende Abschnitt des Diffusorgehäuses mit einem 10-Grad-Kegelwinkel nach innen, während sich der divergierende Abschnitt mit einem 5-Grad-Öffnungswinkel nach außen weitet. Jedoch können, auf Packungsüberlegungen basierend, der konvergierende und der divergierende Abschnitt andere Kegel- bzw. Öffnungswinkel besitzen. Der divergierende Abschnitt kann eine höchst vorteilhafte Auswirkung auf den Fluidfluss und die Verringerung der Kavitation besitzen, wenn ein Längen-Breiten-Verhältnis des divergierenden Abschnitts zwischen etwa 6 und 8 beträgt; jedoch sind Längen-Breiten-Verhältnisse von 2 oder darüber annehmbar.
Bei einer Ausführungsform ist der Filterauslassabschnitt koaxial zum konvergierenden Abschnitt und bildet an einer Endstelle eine Düse. Um die Düse ist zwischen der Düse und dem konvergierenden Abschnitt ein ringförmiger Einlass gebildet, wobei Fluid vom Fluidrückführdurchgang durch den ringförmigen Einlass wieder in den Fluideinlassdurchgang eintritt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Fluidrückführdurchgang koaxial zum konvergierenden Abschnitt. Fluid vom Filterauslassabschnitt tritt unter einem Winkel zum konvergierenden Abschnitt, beispielsweise im Allgemeinen rechtwinklig zum konvergierenden Abschnitt, in den Fluideinlassdurchgang ein. Am Diffusorgehäuse kann koaxial zum Fluidrückführdurchgang ein Düseneinsatz angebracht sein. Somit strömt Fluid vom Umgehungsdurchgang durch den Düseneinsatz, was eine Druckdifferenz erzeugt, um mehr Fluid aus der Wanne anzusaugen. Der Düseneinsatz kann einen konvergierenden Abschnitt besitzen, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, oder einen konvergierenden Abschnitt und einen divergierenden Abschnitt besitzen.
Bei jeder der Ausführungsformen erhöht der divergierende Abschnitt des Fluideinlassdurchgangs den Fluiddruck an den Pumpeneinlässen, womit selbst bei relativ kleinen Pumpengrößen, die einen geringen Umgehungsstrom bzw. Nebenstrom haben, die Kavitation verringert und die Effizienz der Strömung durch den Fluidrückführdurchgang maximiert wird.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der Erfindung sogleich deutlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines Hydrauliksystems und eines Getriebes;
2 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts des Hydrauliksystems von 1, das ein Diffusorgehäuse und ein Filtergehäuse umfasst;
3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer alternativen Form eines Diffusorgehäuses und eines Filtergehäuses für das Hydrauliksystem von 1, die einen Düseneinsatz umfasst; und
4 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines alternativen Düseneinsatzes zur Verwendung mit dem Diffusorgehäuse und dem Filtergehäuse von 3.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um auf die Zeichnungen Bezug zu nehmen, worin gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten hinweisen, ist in 1 eine schematische Darstellung eines Hydrauliksystems 10 gezeigt, das eine Wanne oder einen Vorratsbehälter 11 umfasst, der Hydraulikfluid enthält. Eine Getriebesteuerungspumpe 12 saugt durch eine Filteranordnung 14 Fluid aus dem Vorratsbehälter 11 an. Die Pumpe 12 liefert mit Druck beaufschlagtes Hydraulikfluid an ein Getriebe 16. Der maximale Druck am Pumpenauslass 17 wird durch ein Druckregelventil 18 bestimmt, das überschüssigen Pumpenfluss zum Auslass der Filteranordnung 14 zurück liefert. Das gepumpte Fluid erfüllt zuerst die Getriebeölanforderungen einschließlich irgendwelcher Kupplungsdruckanforderungen, erfüllt dann Drehmomentwandlerdruckanforderungen, falls im Getriebe 16 ein Drehmomentwandler vorhanden ist, und versorgt dann die Schmierung und die Kühlung, wobei zuletzt das überschüssige Fluid durch Durchgänge wie etwa 20 zur Filteranordnung 14 zurückgeführt wird.
Der überschüssige Fluss vom Druckregelventil 18 wird durch einen Umgehungsdurchgang 22 zum Auslass der Filteranordnung 14 geliefert. Das überschüssige Fluid verlässt das Druckregelventil 18 mit erhöhter Geschwindigkeit und bei angehobenem Druck, der von der Pumpe empfangen wird und der höher als der Druck am Vorratsbehälter 11 ist.
In 2 umfasst die Filteranordnung 14 ein Filtergehäuse 24, das ein daran befestigtes Filterelement besitzt. Ein Filtereinlass 27 erstreckt sich in die Wanne 11 von 1. Ein Filterauslassabschnitt 28 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht vom Filtergehäuse 24 und mündet an einem entgegengesetzten Ende in eine Filterdüse 30. Das gesamte Hydraulikfluid, das aus dem Vorratsbehälter 11 (von 1) eintritt, passiert das Filterelement 26. Der Filterauslassabschnitt 28 besitzt eine im Wesentlichen ringförmige Aussparung 32, die um eine äußere Wand 33 eines Filterauslassdurchgangs 34 ausgebildet ist. Der Filterauslassdurchgang 34 ist im Inneren des Filterauslassabschnitts 28 ausgebildet. Das gesamte Fluid, das das Filterelement 26 passiert, passiert auch den Durchgang 34. Der Filterauslassabschnitt 28 weist ferner eine Dichtungsrille 36 auf, die in der Nähe der ringförmigen Aussparung 32 ausgebildet ist. Die Dichtungsrille 36 ist so beschaffen, dass sie eine Dichtung 37 aufnimmt.
Das Filtergehäuse 24 ist in einem Diffusorgehäuse 40 angebracht. Die Dichtung 37 ist so beschaffen, dass sie die Grenzfläche zwischen dem Filtergehäuse 24 und dem Diffusorgehäuse 40 abdichtet. Der Filterauslassabschnitt 28 ist in einem durch das Diffusorgehäuse 40 gebildeten Fluideinlassdurchgang 48 angeordnet, so dass das Hydraulikfluid, das aus dem Filterauslassdurchgang 34 austritt, in den Fluideinlassdurchgang 48 eintritt. Das den Fluideinlassdurchgang 48 bildende Diffusorgehäuse 40 verkleinert sich im Durchmesser, um mit einer Innenfläche 52 des Diffusorgehäuses 40 einen konvergierenden Abschnitt 49 zu bilden, der sich unter einem Winkel α, der vorzugsweise ein 10-Grad-Winkel bezüglich einer Mittellinie C des Fluideinlassdurchgangs 48 ist, jedoch aus Packungsgründen andere Werte, etwa als 30-Grad-Kegelwinkel, besitzen kann, nach innen verjüngt. Der Filterauslassabschnitt 28 ist koaxial zum konvergierenden Abschnitt 49. Der Fluideinlassdurchgang 48 besitzt außerdem einen Halsabschnitt 54 mit einem konstanten Querschnitt (d. h., dass er weder konvergiert noch divergiert) bezüglich der Mittellinie C.
Stromabwärts sowohl vom konvergierenden Abschnitt 49 als auch vom Halsabschnitt 54 befindet sich ein divergierender Abschnitt 56, der auch als Diffusor bezeichnet wird. Ein Diffusor ist ein Strömungsdurchgang, der ausgestaltet ist, um einen Flüssigkeitsstrom von einer hohen Geschwindigkeit auf eine langsamere Geschwindigkeit zu verzögern und dadurch den Druck zu erhöhen. Der divergierende Abschnitt 56 weitet sich unter einem Winkel β, der vorzugsweise 5 Grad bezüglich der Mittellinie C beträgt, nach außen. Der divergierende Abschnitt besitzt an einer weitesten Endstelle 53 eine Länge L und eine Breite W. Ein Verhältnis der Länge L zur Breite W beträgt zugunsten einer optimalen Effizienz des Flusses durch den Fluideinlassdurchgang 48 vorzugsweise zwischen etwa 6 und 8. Jedoch kann ein Länge-Breite-Verhältnis, das irgendwo zwischen etwa 2 und 8 liegt und von Packungs- und anderen Entwurfsüberlegungen abhängig ist, vorteilhaft sein.
Der Fluideinlassdurchgang 48 kann an jedem rechtwinklig zur Mittellinie C genommenen Querschnitt einen kreisförmigen Querschnitt besitzen; wobei der Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts vom Ort des Schnitts abhängt (d. h., dass er über den sich verjüngenden konvergierenden Abschnitt 49 und den sich weitenden divergierenden Abschnitt 56 verschiedene Durchmesser besitzen kann). Alternativ kann der Querschnitt eine andere Form mit derselben Fläche besitzen, solange bei ähnlichen Durchflussflächen zu durch einen Kreiskegel geschnittenen Ausschnitten ein sanfter allmählicher Übergang beibehalten wird. Somit besitzt der divergierende Abschnitt 56 von einem Ende 51 am Halsabschnitt 54 zur Endstelle 53 am weitesten Abschnitt eine im Allgemeinen kegelstumpfartige Form oder eine ähnliche alternative Form wie etwa ein Oval. Das Gehäuse 40 kann aus Packungsgründen so gestaltet sein, dass die Mittellinie C eine allmähliche Biegung besitzt, wobei der konvergierende Abschnitt 49, der Halsabschnitt 54 und der divergierende Abschnitt 56 um die Mittellinie C symmetrisch bleiben und die oben besprochenen Durchflussflächen beibehalten werden.
Der Fluideinlassdurchgang 48 steht mit einer stromabwärtigen Pumpeneinlassöffnung 58, die auch als Pumpeneinlassvolumen bezeichnet wird und durch das Pumpengehäuse 59 gebildet ist, in Fluidkommunikation. Obwohl das Pumpengehäuse 59 als eine vom Diffusorgehäuse 40 getrennte Komponente mit einer Dichtung dazwischen, wie es im Fall von Aluminiumgehäusen notwendig sein kann, gezeigt ist, könnten wohlgemerkt die Gehäuse 40, 59 beispielsweise durch Anwendung von Sandkernguss (sand coring), vor allem im Fall von Gussgehäusen, als eine einzige Komponente zusammengefasst sein. Ferner könnte, obwohl die Pumpeneinlassöffnung 58 so gezeigt ist, dass sie auf die Mittellinie C des Fluideinlassdurchgangs 48 ausgerichtet ist, der Einlass 58 bezüglich des Fluideinlassdurchgangs 48 abgewinkelt sein, sofern es aus Packungsüberlegungen notwendig ist. Die Form der Pumpeneinlassöffnung 58 kann von Packungsüberlegungen hinsichtlich des spezifischen Typs der verwendeten Pumpendrehgruppe abhängen. Die Pumpeneinlassöffnung 58 kann gegebenenfalls eine Biegung aufweisen. Obwohl bei dieser Ausführungsform eine Pumpeneinlassöffnung 58 gezeigt ist, kann die Pumpe 12 wohlgemerkt weitere Einlassöffnungen besitzen, die sich je nach Pumpentyp in der geometrischen Auslegung bezüglich des Fluideinlassdurchgangs 48 variieren können. Wie an sich bekannt ist, ist die Pumpe 12 eine Verdrängungsvorrichtung, die Fluid durch die Einlassöffnung 58 einsaugt und Druckfluid durch eine Auslassöffnung oder Auslassöffnungen, nicht gezeigt, abgibt.
Die Endstelle der Düse 30 ist so gestaltet, dass sie zwischen einer Außenfläche 65 der Düse 30 und der Innenfläche 52 des Diffusorgehäuses 40 einen Düsendurchgang 64 bildet. Der Düsendurchgang 64 überträgt Hydraulikfluid von der ringförmigen Aussparung 32 zum Fluideinlassdurchgang 48. Fluid tritt durch einen Fluidrückführdurchgang 66 im Diffusorgehäuse 40, der mit dem Umgehungsdurchgang 22 von 1 in Fluidkommunikation steht, in die ringförmige Aussparung 32 ein. Das Druckregelventil 18 (von 1) kann im Diffusorgehäuse 40 oder nahe bei diesem untergebracht sein. Der Durchgang 66 ist mit dem Umgehungsdurchgang 22 (von 1) direkt verbunden. Das Hydraulikfluid, das am Druckregelventil 18 vorbeigeleitet wird, tritt in die ringförmige Aussparung 32 ein und wird durch den Düsendurchgang 64 auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt. Dieses Fluid verlässt den Düsendurchgang 64 und tritt an der Verbindungsstelle zwischen dem Filterauslassdurchgang 34 und dem Fluideinlassdurchgang 48 in den Fluidstrom im Fluideinlassdurchgang 48 ein.
Aufgrund der hohen Geschwindigkeit des aus dem Düsendurchgang 64 austretenden Fluids nimmt die Geschwindigkeit des Fluids im Filterauslassdurchgang 34 zu. Wie an sich bekannt ist, nimmt dann, wenn die Geschwindigkeit eines Fluids zunimmt, der Druck ab. Folglich nimmt die Druckdifferenz am Filterelement 26 zu, so dass veranlasst wird, dass mehr Fluid aus dem Vorratsbehälter 11 das Filterelement 26 passiert, als es ohne die durch den Fluss durch die Düsendurchgang 64 verursachte Druckänderung eintreten würde. Die Fluidgeschwindigkeit wird auch durch den Einlassdurchgang 48 erhöht, was den Einlassfluss zur Pumpe 12 weiter verstärkt. Der Diffusorabschnitt 56 ermöglicht durch eine allmähliche Verzögerung des Fluids die Rückgewinnung von Druck. Dies ist bei kleineren Verdrängerpumpen, die einen geringeren Nebenstrom bewirken, besonders vorteilhaft. Wenn das Hydraulikfluid in die Pumpeneinlassöffnung 58 eintritt, trägt dieser höhere Druck dazu bei, eine Kavitation in der Pumpe 12 zu unterdrücken. Der höhere Druck am Pumpeneinlass 58 erhöht die Kavitationsgeschwindigkeit der Pumpe, wodurch der Betriebsgeräuschpegel bei hohen Pumpendrehzahlen abnimmt, und verringert die Möglichkeit einer Beschädigung der Pumpe 12. Wenn die Kavitation ausgesetzt ist, erzeugt die Pumpe 12 einen größeren Nebenstrom, was wiederum die Düse 30 beim Erzeugen eines Netto-Überdrucks an der Pumpeneinlassöffnung 58 wirksamer macht. Dieser Kreislauf setzt sich fort, so dass bei allen normalen Maschinenbetriebsdrehzahlen die Pumpenkavitation ausgeschlossen werden kann.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Filteranordnung 14A und eines Diffusorgehäuses 40A zur Verwendung mit der Pumpe 12, dem Getriebe 16, dem Druckregelventil 18 und der Wanne 11 von 1 anstelle der Filteranordnung 14 und des Diffusorgehäuses 40 von 2 gezeigt. Komponenten, die zu jenen aus den 1 und 2 gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen markiert. In dieser Ausführungsform definiert das Diffusorgehäuse 40A einen Fluideinlassdurchgang 48A, der im Wesentlichen rechtwinklig zum Filterauslassabschnitt 28A der Filteranordnung 14A ist. Diese Anordnung ist besonders sinnvoll bei Packungskonfigurationen, bei denen über der Filteranordnung 14A weniger Raum verfügbar sein kann.
Der Filterauslassabschnitt 28A sitzt ohne eine Düse oder einen Düsendurchgang direkt am Diffusorgehäuse 40A. Stattdessen ist ein Düseneinsatz 70 in das Gehäuse 40A geschraubt oder anderweitig eingebaut, um einen Düsendurchgang 72 zu definieren. Der Düsendurchgang 72 ist auf einen Fluidrückführdurchgang 66A, der mit dem Umgehungsdurchgang 22 von 1 in Fluidkommunikation steht, koaxial direkt ausgerichtet. Somit dient eine Mittellinie CC des Fluideinlassdurchgangs 48A auch als Mittellinie des Fluidrückführdurchgangs 66A und des Düseneinsatzes 70.
Das Gehäuse 40A ist so gestaltet, dass der Fluideinlassdurchgang 48A einen konvergierenden Abschnitt 49A, einen Halsabschnitt 54A und einen divergierenden Abschnitt 56A besitzt. Der konvergierende Abschnitt 49A und der divergierende Abschnitt 56A besitzen vorzugsweise dieselbe Geometrie wie die entsprechenden Abschnitte des Fluideinlassdurchgangs 48 von 2. Das heißt, dass sich der konvergierende Abschnitt 49A vorzugsweise unter einem 10-Grad-Winkel α bezüglich der Mittellinie CC nach innen verjüngt und sich der divergierende Abschnitt 56A vorzugsweise unter einem 5-Grad-Winkel β bezüglich der Mittellinie CC nach au-ßen weitet. Ferner liegt das Länge-LL-Weite-WW-Verhältnis des divergierenden Abschnitts 56A vorzugsweise zwischen 6 und 8, jedoch kann es zwischen 2 und 8 liegen. Der konvergierende Abschnitt 49A ist im Wesentlichen rechtwinklig zum Filterauslassabschnitt 28A und allgemein längs der Mittellinie CC auf den Fluidrückführdurchgang 66A ausgerichtet und zu diesem koaxial. Bei anderen Ausführungsformen kann der Fluideinlassdurchgang mit dem Filterauslassabschnitt 28A andere Winkel zwischen einer rechtwinkligen und einer koaxialen Anordnung bilden.
Bei der Ausführungsform von 3 erzeugt der Hochgeschwindigkeitsfluss von Rückführfluid durch den Düsendurchgang 72 vom Fluidrückführdurchgang 66A eine Ansaugung von Fluid im Vorratsbehälter 11 von
1 durch den Filtereinlass 27 und den Filterauslassabschnitt 28A, womit der Fluidfluss zu den Pumpeneinlassöffnungen (in 3 nicht gezeigt, jedoch stromaufwärtig vom divergierenden Abschnitt 56A) verstärkt und somit die Kavitation verringert wird. Der Düseneinsatz 70 besitzt einen konvergierenden Abschnitt 71, der sich zu einem Düsenauslass 73 hin verjüngt und somit die Strömungsgeschwindigkeit durch den Düseneinsatz 70 erhöht. Auch der divergierende Abschnitt 56A verringert die Geschwindigkeit und erhöht den Druck, womit die Kavitation weiter verringert und die Schnelllauf-Füllgrenze der Pumpe 12 von 1 angehoben wird.
4 zeigt die Filteranordnung 14A und das Diffusorgehäuse 40A von 3 mit einem alternativen Düseneinsatz 70A, der anstelle des Düseneinsatzes 70 verwendet wird. Andere Komponenten sind zu jenen von 3 gleich und entsprechend nummeriert. Der Düseneinsatz 70A ist am Fluidrückführdurchgang 66A mit dem Diffusorgehäuse 40A verschraubt oder anderweitig zusammengefügt und besitzt einen konvergierenden Abschnitt 71A, einen Halsabschnitt 74A und einen divergierenden Abschnitt 76A. Wie der Düseneinsatz 70 erhöht der Düseneinsatz 70A die Fluidgeschwindigkeit von vom Fluidrückführdurchgang 66A strömendem Fluid, was eine Ansaugung von Fluid aus der Wanne 11 von 1 durch den Filterauslassabschnitt 28 erzeugt. Wiederum ist der Fluideinlassdurchgang 48A im Allgemeinen rechtwinklig zum Filterauslassabschnitt 28 und allgemein längs der Mittellinie CC auf den Fluidrückführdurchgang 66A ausgerichtet. Diese Anordnung ist für Packungskonfigurationen, bei denen über der Filteranordnung 14A weniger Raum verfügbar sein kann, besonders sinnvoll.

Claims

Hydrauliksystem für ein Getriebe, das umfasst: ein Diffusorgehäuse (40) mit einem Fluideinlassdurchgang (48), der wenigstens eine Pumpeneinlassöffnung (58) versorgt, und einem Fluidrückführdurchgang (66), der mit dem Fluideinlassdurchgang (48) in Fluidkommunikation steht; und ein Filtergehäuse (24) mit einem Filterauslassabschnitt (28), der stromaufwärts von der wenigstens einen Pumpeneinlassöffnung (58) mit dem Fluideinlassdurchgang (48) in Fluidkommunikation steht; wobei sich der Fluidrückführdurchgang (66) stromabwärts vom Filterauslassabschnitt (28) befindet; wobei der Fluideinlassdurchgang (48) stromabwärts vom Filterauslassabschnitt (28) und vom Fluidrückführdurchgang (66) einen konvergierenden Abschnitt (49) besitzt und stromabwärts vom konvergierenden Abschnitt (49) einen divergierenden Abschnitt (56) besitzt, der in die wenigstens eine Pumpeneinlassöffnung (58) einspeist; und wobei der divergierende Abschnitt (59) durch eine kontinuierliche, allmähliche Zunahme der Durchflussfläche gekennzeichnet ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei der divergierende Abschnitt (56) durch eine Kegelstumpfform oder eine ähnliche Form, bei der jeder Querschnitt rechtwinklig zu einer Mittelachse (C) durch den divergierenden Abschnitt (56) eine Durchflussfläche besitzt, die gleich einem entsprechenden Querschnitt des divergierenden Abschnitts (56) mit Kegelstumpfform ist, gekennzeichnet ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei sich der divergierende Abschnitt (56) des Diffusorgehäuses (40) mit einem Öffnungswinkel von etwa 5 Grad nach außen weitet; und/oder wobei sich der konvergierende Abschnitt (49) des Diffusorgehäuses (40) mit einem Kegelwinkel von etwa 10 Grad nach innen verjüngt oder mit einem Kegelwinkel von etwa 30 Grad nach innen verjüngt.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei der divergierende Abschnitt (56) durch eine Länge und eine Breite an einem breitesten Ende gekennzeichnet ist; und wobei das Verhältnis der Länge zur Breite am breitesten Ende nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8 ist; und/oder wobei der Filterauslassabschnitt (28) koaxial zum konvergierenden Abschnitt (49) ist und an einer Endstelle eine Düse (30) bildet; wobei um die Düse (30) zwischen der Düse (30) und dem konvergierenden Abschnitt (49) ein ringförmiger Einlass (32) ausgebildet ist; und wobei Fluid vom Fluidrückführdurchgang (66) durch den ringförmigen Einlass (32) wieder in den Fluideinlassdurchgang (48) eintritt.
Hydrauliksystem für ein Getriebe, umfassend: ein Diffusorgehäuse (40) mit einem Fluideinlassdurchgang (48), der wenigstens eine Pumpeneinlassöffnung (58) versorgt, und einem Fluidrückführdurchgang (66), der mit dem Fluideinlassdurchgang (48) in Fluidkommunikation steht; und ein Filtergehäuse (24) mit einem Filterauslassabschnitt (28), der stromaufwärts von der wenigstens einen Pumpeneinlassöffnung (58) mit dem Fluideinlassdurchgang (48) in Fluidkommunikation steht; wobei sich der Fluidrückführdurchgang (66) stromabwärts vom Filterauslassabschnitt (28) befindet; und wobei der Fluideinlassdurchgang (48) einen Diffusorabschnitt (56) besitzt, der sich unter einem geeigneten Winkel, der auf Packungszwängen basiert, nach außen weitet.
Hydrauliksystem nach Anspruch 5, wobei sich der Diffusorabschnitt (56) unter einem Öffnungswinkel von etwa 5 Grad nach außen weitet; und wobei der Fluideinlassabschnitt (48) stromaufwärts vom Diffusorabschnitt (56) einen konvergierenden Abschnitt (49) besitzt, der sich unter einem Kegelwinkel von etwa 10 Grad nach innen verjüngt.
Hydrauliksystem nach Anspruch 5, wobei der Diffusorabschnitt (56) durch eine Länge und eine Breite an einem breitesten Ende gekennzeichnet ist; und wobei das Verhältnis der Länge zur Breite am breitesten Ende nicht kleiner als 2 und nicht größer als 8, vorzugsweise nicht kleiner als 6 und nicht größer als 8 ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 5, wobei der Fluidrückführdurchgang (66) koaxial zum konvergierenden Abschnitt (49) ist; und wobei Fluid vom Filterauslassabschnitt (28) unter einem Winkel zum konvergierenden Abschnitt (49) in den Fluideinlassdurchgang (48) eintritt.
Hydrauliksystem nach Anspruch 5, das ferner umfasst: einen Düseneinsatz (70), der zum Fluidrückführabschnitt (66A) koaxial ist, wobei vorzugsweise der Düseneinsatz (70) einen weiteren konvergierenden Abschnitt (71) besitzt, wobei vorzugsweise der Düseneinsatz (70) stromabwärts vom weiteren konvergierenden Abschnitt (71) einen weiteren divergierenden Abschnitt (76A) besitzt.