DE102021107996A1

DE102021107996A1 - Versorgungseinrichtung für eine Vorrichtung, Vorrichtung sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021107996A1
Application number: DE102021107996.9A
Authority: DE
Inventors: Nikola Brk; Richard Baeumler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-10-06
Also published as: US12180982B2; US20240117823A1; WO2022207211A1; CN116829854A; JP2024513336A; KR20230130112A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Versorgungseinrichtung (1) für eine Vorrichtung, mit einem von einem Fluid durchströmbaren, ersten Strömungspfad (6), mit einem in dem ersten Strömungspfad (6) angeordneten, ersten Verbraucher (3), welcher über den ersten Strömungspfad (6) mit dem Fluid versorgbar ist, mit einer in dem ersten Strömungspfad (6) angeordneten Pumpe (7), mittels welcher das Fluid aus einem Reservoir (2) durch den ersten Strömungspfad (6) hindurchförderbar ist, mit einer in dem ersten Strömungspfad (6) stromauf des ersten Verbrauchers (3) und stromab der Pumpe (7) angeordneten Drossel (9), mit einem von dem Fluid durchströmbaren, zweiten Strömungspfad (11), welcher an einer in dem ersten Strömungspfad (6) stromauf der Drossel (9) und stromab der Pumpe (7) angeordneten, ersten Verbindungsstelle (V1) fluidisch mit dem ersten Strömungspfad (6) verbunden ist, und mit einem in dem zweiten Strömungspfad (11) angeordneten, zweiten Verbraucher (4), welcher über den zweiten Strömungspfad (11) mit dem Fluid versorgbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Versorgungseinrichtung für eine Vorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer solchen Versorgungseinrichtung. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Vorrichtung.
Der DE 10 2008 007 054 A1 ist eine Hydraulikanordnung zur Steuerung eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit einem variabel einstellbaren Übersetzungsverhältnis eines Kraftfahrzeugs als bekannt zu entnehmen. Außerdem offenbart die DE 1 921 166 B1 ein Ventil mit Selbsthaltung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Versorgungseinrichtung für eine Vorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, eine Vorrichtung mit wenigstens einer solchen Versorgungseinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Vorrichtung zu schaffen, sodass wenigstens zwei Verbraucher besonders vorteilhaft mit einem Fluid versorgt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Versorgungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Versorgungseinrichtung für eine Vorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung ist nicht auf Kraftfahrzeuge beschränkt, wird jedoch im Folgenden insbesondere anhand eines Kraftfahrzeugs erläutert. Somit ist es beispielsweise vorgesehen, dass das beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Vorrichtung und somit die Versorgungseinrichtung aufweist. Die Vorrichtung kann ein Antriebsstrang oder eine Komponente eines Antriebsstrangs sein. Beispielsweise ist die Vorrichtung ein Antriebsmotor, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine, oder die Vorrichtung ist ein Getriebe, welches beispielsweise wenigstens zwei schaltbare und somit einlegbare und auslegbare Gangstufen aufweist, welche sich hinsichtlich ihrer Übersetzungen voneinander unterscheiden können.
Die Versorgungseinrichtung weist einen von einem von einem Fluid durchströmbaren, ersten Strömungspfad, auf. Das Fluid kann Bestandteil der Versorgungseinrichtung sein. Vorzugsweise ist das Fluid eine Flüssigkeit. Das Fluid kann beispielsweise ein Kraftstoff, insbesondere ein flüssiger Kraftstoff sein. Ferner kann das Fluid ein Schmiermittel wie beispielsweise ein Öl sein. Der erste Strömungspfad ist beispielsweise durch ein von dem Fluid durchströmbares, erstes Leitungselement gebildet, welches beispielsweise ein erster Festkörper sein kann. Die Versorgungseinrichtung weist wenigstens einem in dem ersten Strömungspfad angeordneten, ersten Verbraucher auf, welcher über den ersten Strömungspfad mit dem den ersten Strömungspfad durchströmenden Fluid versorgbar ist. Somit kann beispielsweise der erste Verbraucher mittels des den ersten Strömungspfad durchströmenden Fluids betrieben werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der erste Verbraucher mittels des den ersten Strömungspfad durchströmenden Fluids geschmiert und/oder gekühlt werden kann. Der erste Verbraucher wird auch als erstes Maschinenelement bezeichnet oder ist ein erstes Maschinenelement.
Die Versorgungseinrichtung weist eine in dem ersten Strömungspfad angeordneten Pumpe auf, mittels welcher das Fluid aus einem Reservoir wie beispielsweise einem Tank oder einem Sumpf durch den ersten Strömungspfad hindurchgefördert werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei der Pumpe um eine elektrisch betreibbare beziehungsweise elektrisch antreibbare Pumpe. Somit ist beispielsweise ein Elektromotor vorgesehen, mittels welchem die Pumpe antriebbar ist beziehungsweise die Pumpe angetrieben wird. Durch Antreiben der Pumpe wird mittels der Pumpe das Fluid gefördert und dabei insbesondere durch den ersten Strömungspfad hindurchgefördert. Die Versorgungseinrichtung weist außerdem eine Drossel auf, welche auch als erste Drossel bezeichnet wird. Die erste Drossel ist in dem ersten Strömungspfad stromauf des ersten Verbrauchers und stromab der Pumpe angeordneten. Die Drossel weist einen von dem Fluid durchströmbaren Strömungsquerschnitt auf, welcher auch als erster Strömungsquerschnitt bezeichnet wird. Vorzugsweise ist der erste Strömungsquerschnitt fix beziehungsweise starr, das heißt unveränderlich. Es ist jedoch denkbar, dass die erste Drossel eine einstellbare Drossel ist, deren erster Strömungsquerschnitt variierbar, das heißt einstellbar ist.
Die Versorgungseinrichtung umfasst ferner einen von dem Fluid durchströmbaren, zweiten Strömungspfad, welcher an einer ersten Verbindungsstelle fluidisch mit dem ersten Strömungspfad verbunden ist, mithin an der ersten Verbindungsstelle von dem ersten Strömungspfad abzweigt. Die erste Verbindungsstelle ist in dem ersten Strömungspfad beziehungsweise bezogen auf den ersten Strömungspfad stromauf der ersten Drossel und stromab der Pumpe angeordnet, sodass beispielsweise an der ersten Verbindungsstelle zumindest ein Teil des den ersten Strömungspfad durchströmenden Fluids aus dem ersten Strömungspfad abzweigbar und in den zweiten Strömungspfad einleitbar ist, sodass beispielsweise dann das in dem zweiten Strömungspfad eingeleitete Fluid den zweiten Strömungspfad durchströmen kann. Beispielsweise ist der zweite Strömungspfad durch ein von dem Fluid durchströmbares, zweites Leitungselement gebildet, welches vorzugsweise ein zweiter Festkörper ist.
Die Versorgungseinrichtung weist außerdem wenigstens einem in dem zweiten Strömungspfad angeordneten, zweiten Verbraucher auf, welcher über den zweiten Strömungspfad mit dem den zweiten Strömungspfad durchströmenden Fluid versorgbar ist. Somit kann beispielsweise der zweite Verbraucher mittels des den zweiten Strömungspfad durchströmenden Fluids betrieben oder betätigt werden, und/oder der zweite Verbraucher kann mittels des den zweiten Strömungspfad durchströmenden Fluids geschmiert und/oder gekühlt werden. Der zweite Verbraucher wird auch als zweites Maschinenelement bezeichnet oder ist ein zweites Maschinenelement. Beispielsweise kann eines der Maschinenelemente beziehungsweise einer der Verbraucher eine Kupplung des zuvor genannten Getriebes oder ein Schaltelement oder wenigstens ein Zahnrad oder eine Zahnradpaarung oder ein wenigstens zwei Zahnräder umfassender Radsatz oder aber eine elektrische Maschine sein, mittels welcher beispielsweise das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Das Schaltelement ist beispielsweise zwischen wenigstens einem Koppelzustand und wenigstens einem Entkoppelzustand umschaltbar, insbesondere bewegbar. In dem Koppelzustand sind beispielsweise mittels des Schaltelements zwei Bauelemente drehmomentübertragend miteinander gekoppelt, insbesondere drehfest miteinander verbunden. In dem Entkoppelzustand sind beispielsweise die Bauelemente voneinander entkoppelt, sodass keine Drehmomente zwischen Bauelementen übertragen werden können. Insbesondere sind die Bauelemente in dem Entkoppelzustand relativ zueinander drehbar, sodass beispielsweise in dem Entkoppelzustand das Schaltelement eine Relativdrehung zwischen den Bauelementen zulässt.
Die Versorgungseinrichtung umfasst des Weiteren ein in dem zweiten Strömungspfad stromab der ersten Verbindungsstelle und stromauf des zweiten Verbrauchers angeordnetes Ventilelement, welches aus als erstes Ventilelement bezeichnet wird. Das Ventilelement ist zwischen einer Schließstellung, welche auch als erste Schließstellung bezeichnet wird, und einer Offenstellung, welche auch als erste Offenstellung bezeichnet wird, bewegbar, insbesondere translatorisch bewegbar. In der ersten Schließstellung ist durch das erste Ventilelement der zweite Strömungspfad fluidisch versperrt, sodass kein Fluid durch den zweiten Strömungspfad hindurchströmen kann. In der ersten Offenstellung jedoch gibt das erste Ventilelement den zweiten Strömungspfad frei, sodass in der ersten Offenstellung das Fluid durch den zweiten Strömungspfad hindurchströmen kann. insbesondere kann in der ersten Offenstellung die Pumpe das Fluid durch den zweiten Strömungspfad hindurchfördern und somit über den zweiten Strömungspfad zu dem zweiten Verbraucher hin fördern. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass sowohl in der ersten Offenstellung als auch in der ersten Schließstellung der erste Strömungspfad freigegeben, mithin von dem Fluid durchströmbar ist, sodass vorzugsweise sowohl in der ersten Schließstellung als auch in der ersten Offenstellung die Pumpe das Fluid durch den ersten Strömungspfad hindurchfördern kann, und sodass sowohl in der Schließstellung als auch in der Offenstellung der erste Verbraucher mit dem ersten Strömungspfad mit dem Fluid versorgbar ist.
Des Weiteren umfasst die Versorgungseinrichtung eine Steuerleitung, welche an einer zweiten Verbindungsstelle fluidisch mit dem ersten Strömungspfad verbunden ist. Die zweite Verbindungsstelle ist in dem ersten Strömungspfad stromauf der ersten Drossel und stromab der ersten Verbindungsstelle angeordnet, sodass über die Steuerleitung das Ventilelement mit dem Fluid aus dem ersten Strömungspfad insbesondere dann, wenn mittels der Pumpe das Fluid aus dem Reservoir durch den ersten Strömungspfad hindurch gefördert wird, weist das Fluid an der zweiten Verbindungsstelle einen auch als ersten Druck bezeichneten Druck auf. Da die Steuerleitung an der zweiten Verbindungsstelle fluidisch mit dem ersten Strömungspfad verbunden ist, kann in der Steuerleitung das Fluid aufgenommen sein, welches den ersten Druck aufweist. Somit ist über die Steuerleitung das Ventilelement mit dem den ersten Druck aufweisenden Fluid, das heißt mit dem ersten Druck beaufschlagbar, wodurch das Ventilelement (erstes Ventilelement) aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar ist. In der ersten Offenstellung des ersten Ventilelements ist mittels der Pumpe das Fluid aus dem Reservoir gleichzeitig durch den ersten Strömungspfad und durch den zweiten Strömungspfad hindurchförderbar, sodass gleichzeitig die Verbraucher über die Strömungspfade mittels der Pumpe mit dem Fluid versorgbar sind, wenn sich das erste Ventilelement in der ersten Offenstellung befindet.
Die erfindungsgemäße Versorgungseinrichtung ermöglicht eine besonders einfache und bedarfsgerechte Versorgung der Verbraucher mit dem Fluid, ohne dass hierzu eine übermäßig große Anzahl an kosten-, gewichts- und bauraumintensiven Bauteilen wie beispielsweise Ventilen erforderlich ist. Insbesondere ermöglicht es die Versorgungseinrichtung, wahlweise bezogen auf die Verbraucher ausschließlich den ersten Verbraucher oder beide Verbraucher gleichzeitig mit dem Fluid zu versorgen, insbesondere auf folgende Weise: In einem ersten Betriebszustand der Pumpe wird mittels der Pumpe beispielsweise ein erster Volumenstrom des Fluids durch den ersten Strömungspfad hindurchgefördert, sodass das Fluid mit dem ersten Volumenstrom durch den ersten Strömungspfad hindurchströmt. Damit die Pumpe das Fluid mit dem ersten Volumenstrom fördert, wird beispielsweise die insbesondere als elektrisch betreibbare Pumpe ausgebildete Pumpe mit einem ersten elektrischen Strom versorgt und somit mittels des ersten elektrischen Stroms betrieben. Der erste Volumenstrom ist größer als 0, jedoch beispielsweise so gering, dass der erste Volumenstrom beziehungsweise der aus dem ersten Verbindungsstelle resultierende und an der zweiten Verbindungsstelle herrschende Druck des Fluids nicht ausreicht, um das erste Ventilelement aus der Schließstellung in die Offenstellung zu bewegen, sodass sich in dem erste Betriebszustand das Ventilelement, insbesondere selbsttätig, in der ersten Schließstellung befindet. Beispielsweise ist dem ersten Ventilelement ein insbesondere mechanisches Federelement zugeordnet, welches durch Bewegen des ersten Ventilelements aus der ersten Schließstellung in die erste Offenstellung zu spannen ist beziehungsweise gespannt wird und dadurch eine Federkraft bereitstellt, welche zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf das erste Ventilelement wirkt, sodass das erste Ventilelement mittels der Federkraft aus der ersten Offenstellung in die erste Schließstellung bewegbar ist. Beispielsweise stellt das Federelement die Federkraft oder eine weitere Federkraft auch in der ersten Schließstellung bereit, wodurch das erste Ventilelement in der ersten Schließstellung gehalten wird. Der erste Volumenstrom beziehungsweise der daraus resultierende erste Druck reicht dabei nicht aus, um das erste Ventilelement entgegen der von dem Federelement bereitgestellten Federkraft aus der ersten Schließstellung in die erste Offenstellung zu bewegen.
Durch Erhöhung des Volumenstroms des Fluids steigen ein an der ersten Drossel herrschender Druck des Fluids und somit der an der zweiten Verbindungsstelle herrschende erste Druck des Fluids, wobei beispielsweise der an der zweiten Verbindungsstelle herrschende erste Druck des Fluids zumindest im Wesentlichen dem an der ersten Drossel herrschenden Druck des Fluids entspricht. Somit ist es beispielsweise möglich, dass die Pumpe in einem zweiten Betriebszustand betrieben wird. In dem zweiten Betriebszustand der Pumpe wird mittels der Pumpe ein insbesondere gegenüber dem ersten Volumenstrom größerer, zweiter Volumenstrom des Fluids gefördert. Aus dem zweiten Volumenstrom resultiert ein gegenüber dem ersten Druck größerer, zweiter Druck des Fluids an der zweiten Verbindungsstelle, sodass dann das erste Ventilelement über die Steuerleitung mit dem den zweiten Druck aufweisenden Fluid beziehungsweise mit dem zweiten Druck beaufschlagt wird. Der zweite Volumenstrom und der daraus resultierende, zweite Druck sind nun vorzugsweise so groß, dass das Ventilelement insbesondere entgegen der von dem Federelement bereitgestellten Federkraft aus der ersten Schließstellung in die erste Offenstellung bewegt wird, sodass das erste Ventilelement den zweiten Strömungspfad freigibt. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass sich das Ventilelement in dem zweiten Betriebszustand in der ersten Offenstellung befindet, sodass in dem zweiten Betriebszustand mittels der Pumpe das Fluid gleichzeitig durch den ersten Strömungspfad und gleichzeitig durch den zweiten Strömungspfad hindurchgefördert wird. Somit werden in dem zweiten Betriebszustand beide Verbraucher gleichzeitig mit dem Fluid versorgt. Demgegenüber ist es in dem ersten Betriebszustand vorgesehen, dass mittels der Pumpe bezogen auf die Strömungspfade das Fluid ausschließlich durch den ersten Strömungspfad hindurchgefördert wird, sodass in dem ersten Betriebszustand bezogen auf die Verbraucher ausschließlich der erste Verbraucher mit dem Fluid versorgt wird. Der zweite Betriebszustand beziehungsweise der zweite Volumenstrom kann beispielsweise dadurch bewirkt oder realisiert werden, dass die Pumpe mit einem gegenüber dem ersten elektrischen Strom größeren, zweiten elektrischen Strom versorgt wird und somit mittels des zweiten elektrischen Stroms betrieben wird. Um beispielsweise wieder bezogen auf die Verbraucher ausschließlich den ersten Verbraucher mit dem Fluid zu versorgen, wird der Volumenstrom reduziert. Mit anderen Worten wird beispielsweise von dem zweiten Betriebszustand zu dem ersten Betriebszustand gewechselt beziehungsweise umgeschaltet. Es kann somit bedarfsgerecht und auf einfache Weise zwischen den Betriebszuständen gewechselt beziehungsweise umgeschaltet werden, sodass die Verbraucher bedarfsgerecht mit dem Fluid versorgt werden können. Insbesondere ist erkennbar, dass der zweite Verbraucher bedarfsgerecht zugeschaltet und abgeschaltet werden kann. Hierunter ist insbesondere Folgendes zu verstehen: in dem ersten Betriebszustand unterbleibt ein Versorgen des zweiten Verbrauchers mit dem Fluid, sodass in dem ersten Betriebszustand der zweite Verbraucher abgeschaltet ist. Durch Einstellen beziehungsweise Bewirken des zweiten Betriebszustands, das heißt durch Umschalten von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wird der zweite Verbraucher zugeschaltet, sodass in dem zweiten Betriebszustand sowohl der erste Verbraucher als auch der zweite Verbraucher mit dem Fluid versorgt werden. Die erfindungsgemäße Versorgungseinrichtung ermöglicht somit eine einfache und effiziente Verteilung des Fluids, insbesondere in einer hydraulischen Schaltung. Dabei können die Verbraucher bedarfsgerecht mit dem Fluid versorgt werden, ohne dass hierzu eine aktive Aktuierung beziehungsweise Betätigung von Bauteilen wie beispielsweise Ventilen erforderlich ist. Das erste Ventilelement kann beispielsweise einzig und allein durch Einstellen beziehungsweise Variieren des mittels der Pumpe geförderten Volumenstroms des Fluids geöffnet und geschlossen werden. Mit anderen Worten kann eine Bewegung des ersten Ventilelements zwischen der ersten Offenstellung und der ersten Schließstellung durch Variieren des Volumenstroms des Fluids bewirkt werden, ohne das erste Ventilelement aktiv beziehungsweise elektrisch ansteuern zu müssen. Wie zuvor beschrieben kann mittels der Pumpe der Volumenstrom des Fluids derart eingestellt beziehungsweise variiert werden, dass beispielsweise ein elektrischer Strom, mit welchem die Pumpe versorgt wird, um die Pumpe mittels des elektrischen Stroms zu betreiben, variiert wird. Insgesamt ist erkennbar, dass die Versorgungseinrichtung eine situative und somit bedarfsgerechte Versorgung des zweiten Verbrauchers mit dem Fluid ermöglicht. Mit anderen Worten ist eine bedarfsgerechte Zufuhr des Fluids zu dem zweiten Verbraucher möglich, sodass sich die Erfindung insbesondere besonders vorteilhaft für ein Getriebe beziehungsweise Getriebekomponenten, Kühlkreisläufe et cetera eignet.
Um den zweiten Verbraucher auf besonders einfache Weise und besonders bedarfsgerecht mit dem Fluid versorgen zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass in dem zweiten Strömungspfad stromauf des zweiten Verbrauchers und stromab des ersten Ventilelements eine zweite Drossel angeordnet ist. Die zweite Drossel weist einen von dem Fluid durchströmbaren, zweiten Strömungsquerschnitt auf. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der zweite Strömungsquerschnitt fix beziehungsweise starr, das heißt nicht einstellbar ist. Grundsätzlich wäre es jedoch denkbar, dass der zweite Strömungsquerschnitt, insbesondere elektrisch, einstellbar ist. Alternativ oder zusätzlich wäre es denkbar, dass der erste Strömungsquerschnitt und die erste Drossel, beispielsweise elektrisch, einstellbar sind. Vorzugsweise sind jedoch beide Drosseln als fixe, das heißt nicht einstellbare Drosseln ausgebildet, wodurch die Verbraucher auf besonders kosten-, bauraum- und gewichtsgünstige Weise mit dem Fluid versorgt werden können.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich durch einen von dem Fluid durchströmbaren, dritten Strömungspfad aus. Der dritte Strömungspfad ist beispielsweise durch ein drittes Leitungselement gebildet, welches vorzugsweise ein dritter Festkörper ist. Der dritte Strömungspfad ist an einer dritten Verbindungsstelle fluidisch mit dem ersten Strömungspfad und/oder fluidisch mit dem zweiten Strömungspfad verbunden. Der dritte Strömungspfad ist an einer vierten Verbindungsstelle fluidisch mit dem zweiten Strömungspfad verbunden. Die dritte Verbindungsstelle ist in dem ersten Strömungspfad beziehungsweise bezogen auf den ersten Strömungspfad stromab der Pumpe und beispielsweise stromauf der ersten Verbindungsstelle angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist die dritte Verbindungsstelle in dem zweiten Strömungspfad beziehungsweise bezogen auf den zweiten Strömungspfad stromauf des Ventilelements und vorzugsweise stromab der Pumpe angeordnet. Die vierte Verbindungsstelle ist in dem zweiten Strömungspfad beziehungsweise bezogen auf den zweiten Strömungspfad stromab des ersten Ventilelements und stromauf des zweiten Verbrauchers angeordnet. Der dritte Strömungspfad ermöglicht eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Versorgung insbesondere des zweiten Verbrauchers mit dem Fluid.
Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders bedarfsgerechten Versorgung des zweiten Verbrauchers mit dem Fluid als vorteilhaft gezeigt, wenn die vierte Verbindungsstelle in dem zweiten Strömungspfad beziehungsweise bezogen auf den zweiten Strömungspfad stromauf der zweiten Drossel angeordnet ist.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in dem dritten Strömungspfad stromab der dritten Verbindungsstelle und stromauf der vierten Verbindungsstelle ein zweites Ventilelement angeordnet, welches zwischen einer zweiten Schließstellung und einer zweiten Offenstellung, insbesondere translatorisch, bewegbar ist. In der zweiten Schließstellung ist durch das zweite Ventilelement der dritte Strömungspfad fluidisch versperrt, sodass kein Fluid durch den dritten Strömungspfad hindurchströmen kann. In der zweiten Offenstellung jedoch gibt das zweite Ventilelement den dritten Strömungspfad frei, sodass das Fluid durch den dritten Strömungspfad hindurchströmen kann. Insbesondere kann mittels der Pumpe in der zweiten Offenstellung das Fluid aus dem Reservoir durch den dritten Strömungspfad hindurchgefördert werden. Der dritte Strömungspfad und das darin angeordnete, zweite Ventilelement ermöglicht eine besonders bedarfsgerechte Zuschaltung und Abschaltung des zweiten Verbrauchers, ohne dass hierzu aktiv anzusteuernde Elemente erforderlich sind. Dadurch können die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht der Versorgungseinrichtung besonders gering gehalten werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Versorgungseinrichtung eine Rückführleitung aufweist. Über die Rückführleitung ist das zweite Ventilelement mit dem Fluid aus dem zweiten Strömungspfad von einer in dem zweiten Strömungspad stromab des ersten Ventilelements und stromauf des zweiten Verbrauchers, insbesondere stromauf der zweiten Drossel, angeordneten Rückführstelle beaufschlagbar und dadurch aus der zweiten Schließstellung in die zweite Offenstellung bewegbar.
Das erste Ventilelement weist beispielsweise einen ersten Öffnungsdruck auf, ab welcher das erste Ventil öffnet, mithin aus der erste Schließstellung in die erste Offenstellung bewegt wird. Ist somit der an der zweiten Verbindungsstelle herrschende Druck des Fluids größer oder gleich dem ersten Öffnungsdruck, so wird das sich zunächst in der ersten Schließstellung befindende, erste Ventilelement aus der ersten Schließstellung in die erste Offenstellung bewegt. Ist der an der zweiten Verbindungsstelle herrschende Druck des Fluids geringer als der erste Öffnungsdruck, so verbleibt das erste Ventilelement in der ersten Schließstellung. Das zweite Ventilelement weist beispielsweise einen zweiten Öffnungsdruck auf, ab welcher das zweite Ventilelement öffnet, mithin aus der zweiten Schließstellung in die zweite Offenstellung bewegt wird. Ist beispielsweise ein an der Rückführstelle herrschender Druck des Fluids größer oder gleich dem zweiten Öffnungsdruck, so wird das sich zunächst in der zweiten Schließstellung befindende, zweite Ventilelement mithin aus der zweiten Schließstellung in die zweite Offenstellung bewegt. Ist jedoch beispielsweise der an der Rückführstelle herrschende Druck des Fluids geringer als der zweite Öffnungsdruck, so verbleibt das zweite Ventilelement in der zweiten Schließstellung. Der an der Rückführstelle herrschende Druck des Fluids hängt beispielsweise von dem mittels der Pumpe bewirkten Volumenstrom des den zweiten Strömungspfad durchströmenden beziehungsweise an der Rückführstelle strömenden Fluids ab.
Beispielsweise ist dem zweiten Ventilelement ein zweites, insbesondere mechanisches, Federelement zugeordnet, welches durch Bewegen des zweiten Ventilelements aus der zweiten Schließstellung in die zweite Offenstellung zu spannen ist beziehungsweise gespannt wird und dadurch eine zweite Federkraft bereitstellt, die zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf das zweite Ventilelement wirkt. Somit ist beispielsweise das zweite Ventilelement mittels der zweiten Federkraft aus der zweiten Offenstellung in die zweite Schließstellung bewegbar und insbesondere in der zweiten Schließstellung zu halten. Ist der an der Rückführstelle herrschende Druck des Fluids größer oder gleich dem Öffnungsdruck, so ist eine aus dem an der Rückführstelle herrschenden Druck des Fluids resultierende und auf das Ventilelement wirkende, zweite Öffnungskraft größer als die zweite Federkraft, sodass dann das zweite Ventilelement aus der zweiten Schließstellung in die zweite Offenstellung bewegt wird.
Über die Rückführleitung ist das zweiten Ventilelement mit zumindest einem Teil des Fluids aus dem dritten Strömungspfad beaufschlagbar und dadurch in der zweiten Offenstellung zu halten, wodurch eine Selbsthaltung des zweiten Ventilelements realisierbar oder realisiert ist. Beispielsweise ist die Rückführleitung an der Rückführstelle fluidisch mit dem dritten Strömungspfad und mit dem zweiten Strömungspfad verbunden, sodass beispielsweise dann, wenn sich das zweite Ventilelement noch in der zweiten Schließstellung befindet, das zweite Ventilelement über die Rückführleitung mit dem Fluid aus dem zweiten Strömungspfad von der Rückführstelle beaufschlagbar und dadurch aus der zweiten Schließstellung in die zweite Offenstellung bewegbar ist. Während sich das zweite Ventilelement in der zweiten Offenstellung befindet, kann das zweite Ventilelement mit zumindest einem Teil des Fluids aus dem dritten Strömungspfad beaufschlagt und dadurch in der zweiten Offenstellung gehalten werden. Mit anderen Worten ermöglicht die Rückführleitung eine Rückführung zumindest eines Teils des Fluids aus dem dritten Strömungspfad zu dem zweiten Ventilelement, wodurch das zweite Ventilelement per Selbsthaltung in der zweiten Offenstellung gehalten wird beziehungsweise gehalten werden kann. Durch diese Selbsthaltung des zweite Ventilelements kann vermieden werden, dass beispielsweise dann, wenn es zu Schwankungen oder Schwingungen des ersten Ventilelements und daraus resultierend beispielsweise dazu kommt, dass das erste Ventilelement zumindest vorrübergehend seine erste Schließstellung erreicht, das zweite Ventilelement unerwünschter Weise mittels der zweiten Federkraft aus der zweiten Offenstellung in die zweite Schließstellung bewegt wird und ein Versorgen des zweiten Verbrauchers mit dem Fluid unterbrochen wird. Durch die Rückführung beziehungsweise durch die Selbsthaltung kann das zweite Ventilelement auch bei solchen Schwingungen beziehungsweise Schwankungen des ersten Ventilelements in der zweiten Offenstellung gehalten werden, sodass auch dann, wenn es durch die Schwingungen beziehungsweise Schwankungen des ersten Ventilelements dazu kommt, dass das erste Ventilelement zumindest vorübergehend in seine erste Schließstellung bewegt wird, der zweite Ventilelement dann über den dritten Strömungspfad und somit über das zweite, geöffnete Ventilelement weiterhin mit dem Fluid versorgt wird, welches mittels der Pumpe gefördert wird. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte und sichere Versorgung des zweiten Verbrauchers mit dem Fluid auf besonders einfache Weise gewährleistet werden.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Rückführleitung an der vierten Verbindungsstelle fluidisch mit dem zweiten Strömungspfad und fluidisch mit dem dritten Strömungspfad verbunden ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die zuvor genannte Rückführstelle die vierte Verbindungsstelle ist. Dadurch können die Rückführung und die Selbsthaltung auf besonders einfache Weise realisiert werden, sodass eine bedarfsgerechte und sichere Versorgung des zweiten Verbrauchers mit dem Fluid gewährleistet werden kann. Die vierte Verbindungsstelle kann somit mit der Rückführstelle zusammenfallen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist wenigstens eine Versorgungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Vorrichtung ein Getriebe oder eine elektrische Maschine ist. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Vorrichtung Bauelemente oder Stellen des Getriebes sind, oder die Vorrichtung sind Bauelemente oder Stellen der elektrischen Maschine, sodass eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Versorgung mit dem Fluid gewährleistet werden kann.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches eine Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der zugehörigen Zeichnung.
Dabei zeigt die einzige 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Versorgungseinrichtung für eine Vorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Versorgungseinrichtung 1 für eine Vorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass die Vorrichtung in ihrem vollständig hergestellten Zustand die Versorgungseinrichtung 1 aufweist. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Vorrichtung und somit die Versorgungseinrichtung 1 aufweist. Die Vorrichtung kann beispielsweise ein Getriebe oder eine elektrische Maschine eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs sein. Das Kraftfahrzeug ist dabei mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar. Alternativ oder zusätzlich kann das Kraftfahrzeug über das Getriebe antreibbar sein. Vorzugsweise ist der Antriebsstrang ein elektrischer Antriebsstrang, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Der Antriebsstrang kann das Getriebe und/oder die elektrische Maschine umfassen. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist, und ganz vorzugsweise mehrere 100 Volt beträgt. Dadurch können besonders große elektrische Leistungen zu, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden.
Die Versorgungseinrichtung 1 weist ein Reservoir 2 auf, in welchem ein Fluid aufnehmbar oder aufgenommen ist. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit. Das Fluid kann ein Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, sein. Ferner kann das Fluid ein Schmiermittel, insbesondere ein Öl, sein, mittels welchem beispielsweise zumindest jeweilige Teilbereiche der Versorgungseinrichtung 1 und somit der Vorrichtung geschmiert und/oder gekühlt werden können. Die Versorgungseinrichtung 1 umfasst einen ersten Verbraucher 3 und einen zweiten Verbraucher 4. Die Verbraucher 3 und 4 sind auch Bestandteile der Vorrichtung, sodass die Verbraucher 3 und 4 beispielsweise die zuvor genannten Teilbereiche der Vorrichtung sein können. Zumindest einer der Verbraucher 3 und 4 kann eine mit dem Fluid versorgbare Schmierstelle sein, an welcher die Vorrichtung mittels des Fluids zu schmieren und/oder zu kühlen ist. Zumindest einer der Verbraucher 3 und 4 kann eine Schaltelement oder eine Kupplung sein, das beziehungsweise die mittels des Fluids betätigt werden kann.
Die Versorgungseinrichtung 1 weist einen von dem Fluid durchströmbaren und in 1 durch gestrichelte Pfeile 5 veranschaulichten, ersten Strömungspfad 6 auf, in welchem der ersten Verbraucher 3 angeordnet ist. Dadurch ist der erste Verbraucher 3 über den ersten Strömungspfad 6 mit dem Fluid versorgbar. Die Versorgungseinrichtung 1 umfasst außerdem eine Pumpe 7, welche in dem ersten Strömungspfad 6 angeordnet ist. mittels der Pumpe 7 kann das Fluid aus dem Reservoir 2 gefördert und dabei durch den ersten Strömungspfad 6 (gestrichelte Pfeile 5) hindurchgefördert werden. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Pumpe 7 eine elektrisch betreibbare Pumpe. Dies bedeutet, dass die Pumpe 7 einen Elektromotor und ein Förderelement aufweist, welches, wie in 1 durch einen Doppelpfeil 8 veranschaulicht ist, mittels des Elektromotors antreibbar und dadurch insbesondere relativ zu einem Pumpengehäuse der Pumpe 7 bewegbar, insbesondere drehbar, ist. Durch Antreiben des Förderelements wird mittels des Förderelements und somit mittels der Pumpe 7 das Fluid aus dem Reservoir 2 gefördert und dabei insbesondere durch den ersten Strömungspfad 6 hindurchgefördert. Um das Förderelement mittels des Elektromotors anzutreiben, wird der Elektromotor mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Pumpe 7 mit dem elektrischen Strom versorgt wird. Die Pumpe 7 kann das Fluid mit einem jeweiligen Volumenstrom fördern. Durch Variieren des elektrischen Stroms, mittels welchem der Elektromotor beziehungsweise die Pumpe 7 betrieben wird, kann der Volumenstrom variiert werden, mit welchem die Pumpe 7 das Fluid fördert. Es ist erkennbar, dass die Pumpe 7 in dem ersten Strömungspfad 6 angeordnet ist.
Die Versorgungseinrichtung 1 umfasst außerdem eine erste Drossel 9, die in dem ersten Strömungspfad 6 stromauf des Verbrauchers 3 und stromab der Pumpe 7 angeordnet ist, die stromab des Verbrauchers 3 angeordnet ist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, können die Verbraucher 3 und 4 mittels der Pumpe 7 mit dem Fluid aus dem Reservoir 2 versorgt werden. Nachdem die Verbraucher 3 und 4 mit dem Fluid aus dem Reservoir 2 versorgt wurden, kann das Fluid von den Verbrauchern 3 und 4 zurück in ein weiteres Reservoir oder aber in das Reservoir 2 strömen, sodass ein von dem Fluid durchströmbarer Kreislauf geschlossen ist.
Die Versorgungseinrichtung 1 umfasst außerdem einen in 1 durch durchgezogene Pfeile 10 veranschaulichten, zweiten Strömungspfad 11, welcher von dem Fluid durchströmbar ist. Der zweite Strömungspfad 11 ist an einer ersten Verbindungsstelle V1 fluidisch mit dem ersten Strömungspfad 6 verbunden. Die Verbindungsstelle V1 ist dabei in dem ersten Strömungspfad 6, das heißt bezogen auf den Strömungspfad 6 beziehungsweise bezogen auf das den Strömungspfad 6 durchströmende Fluid stromab der Pumpe 7 und stromauf der Drossel 9 angeordnet. Somit kann an der Verbindungsstelle V1 zumindest ein Teil des den ersten Strömungspfads 6 durchströmenden Fluids aus dem ersten Strömungspfad 6 abgezweigt und in den zweiten Strömungspfad 11 eingeleitet werden, woraufhin beispielsweise das Fluid den zweiten Strömungspfad 11 durchströmen kann. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt zweigt der Strömungspfad 11 an der Verbindungsstelle V1 von dem Strömungspfad 6 ab. Somit ist beispielsweise der Strömungspfad 11 strömungstechnisch parallel zu einem Teil des Strömungspfads 6 geschaltet, dessen Teil sich beispielsweise von der Verbindungsstelle V1 zu dem Verbraucher 3 erstreckt. Aus 1 ist erkennbar, dass der zweite Verbraucher 4, welcher Bestandteil der Versorgungseinrichtung 1 und dabei auch der Vorrichtung ist, in dem zweiten Strömungspfad 11 angeordnet, sodass der zweite Verbraucher 4 über den zweiten Strömungspfad 11 mit dem den zweiten Strömungspfad 11 durchströmenden Fluid versorgbar ist.
Die Versorgungseinrichtung 1 umfasst des Weiteren ein erstes Ventilelement 12, welches in dem zweiten Strömungspfad 11 stromab der ersten Verbindungsstelle V1 und stromauf des zweiten Verbrauchers 4 angeordnet ist. Das Ventilelement 12 ist zwischen einer in 1 gezeigten, ersten Schließstellung und einer ersten Offenstellung bewegbar. In der ersten Schließstellung ist durch das Ventilelement 12 der Strömungspfad 11 fluidisch versperrt. In der ersten Offenstellung jedoch gibt das Ventilelement 12 den Strömungspfad 11 frei. Die Versorgungseinrichtung 1 umfasst außerdem eine Steuerleitung 13, die an einer zweiten Verbindungsstelle V2 fluidisch mit dem ersten Strömungspfad 6 verbunden ist. Die zweite Verbindungsstelle V2 ist in dem Strömungspfad 6, das heißt bezogen auf den Strömungspfad 6 beziehungsweise bezogen auf das den Strömungspfad 6 durchströmende Fluid stromauf der Drossel 9 und stromab der Verbindungsstelle V1 angeordnet. Über die Steuerleitung 13 ist das erst Ventilelement 12 mit dem Fluid aus dem ersten Strömungspfad 6 beaufschlagbar und dadurch aus der ersten Schließstellung in die erste Offenstellung bewegbar, in welcher mittels der Pumpe 7 das Fluid aus dem Reservoir 2 gleichzeitig durch den ersten Strömungspfad 6 und durch den zweiten Strömungspfad 11 hindurchförderbar ist. Aus 1 ist erkennbar, dass dem Ventilelement 12 ein erstes, insbesondere mechanisches, Federelement 14 zugeordnet ist. Wird das Ventilelement 12 aus der ersten Schließstellung in die erste Offenstellung bewegt, so wird das Federelement 14 gespannt, wodurch das Federelement 14 eine erste Federkraft bereitstellt. Die erste Federkraft wirkt in der ersten Offenstellung zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf das erste Ventilelement 12, sodass das erste Ventilelement 12 mittels der ersten Federkraft aus der ersten Offenstellung in die erste Schließstellung bewegbar ist. Vorzugsweise stellt das Federelement 14 seine erste Federkraft auch in der ersten Schließstellung bereit, sodass das Ventilelement 12 mittels der ersten Federkraft auch in der ersten Schließstellung gehalten wird. In Abhängigkeit von dem Volumenstrom, mit welchem das Fluid mittels der Pumpe 7 durch den ersten Strömungspfad 6 hindurchgefördert wird, weist das Fluid an der Verbindungsstelle V2 einen auch als ersten Druck bezeichneten Druck auf, welcher somit durch Variieren des Volumenstroms des den Strömungspfad 6 durchströmenden Fluids variierbar ist beziehungsweise variiert wird. Über die Steuerleitung 13 kann das Ventilelement 12 mit dem den ersten Druck aufweisenden Fluid, das heißt mit dem ersten Druck beaufschlagt werden. Das erste Ventilelement 12 weist dabei einen ersten Öffnungsdruck auf, ab welchem das Ventilelement 12 geöffnet, das heißt aus der ersten Schließstellung in die erste Offenstellung bewegt wird. Ist somit der erste Druck des Fluids größer oder gleich dem ersten Öffnungsdruck, so wird das sich zunächst in der ersten Schließstellung befindende Ventilelement 12 aus der ersten Schließstellung in die erste Offenstellung bewegt. Ist der erste Druck geringer als der erste Öffnungsdruck, so verbleibt das Ventilelement 12 in der ersten Schließstellung.
Die Versorgungseinrichtung 1 umfasst außerdem eine zweite Drossel 15, die in dem Strömungspfad 11 stromauf des Verbrauchers 4 und stromab des Ventilelements 12 angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Drosseln 9 und 15 nicht einstellbare, das heißt starre Drosseln, deren jeweilige, von dem Fluid durchströmbare Strömungsquerschnitte starr, das heißt nicht einstellbar sind. Es wäre jedoch denkbar, dass die Drossel 9 und/oder die Drossel 15 eine einstellbare Drossel ist beziehungsweise sind, deren von dem Fluid durchströmbarer Strömungsquerschnitt einstellbar, das heißt insbesondere elektrisch variierbar ist beziehungsweise sind.
Die Versorgungseinrichtung 1 weist ferner einen von dem Fluid durchströmbaren und in 1 durch punktierte Pfeile 16 veranschaulichten, dritten Strömungspfad 17 auf. Der dritte Strömungspfad 17 ist an einer dritten Verbindungsstelle V3 fluidisch mit dem ersten Strömungspfad 6 verbunden. Außerdem ist der Strömungspfad 17 an einer vierten Verbindungsstelle V4 fluidisch mit dem zweiten Strömungspfad 11 verbunden. Die dritte Verbindungsstelle V3 ist in dem Strömungspfad 6 stromab der Pumpe 7 und dabei vorzugsweise stromauf der Verbindungsstelle V1 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindungsstelle V3 in dem zweiten Strömungspfad 11 und dabei stromauf des Ventilelements 12 und vorzugsweise stromab der Pumpe 7 angeordnet sein. Die vierte Verbindungsstelle V4 ist in den zweiten Strömungspfad 11, das heißt bezogen auf den zweiten Strömungspfad 11 beziehungsweise bezogen auf das den zweiten Strömungspfad 11 durchströmende Fluid stromab des Ventilelements 12 und stromauf des Verbrauchers 4, insbesondere stromauf der Drossel 15, angeordnet. Somit kann beispielsweise an der Verbindungsstelle V3 zumindest ein Teil des den Strömungspfads 6 durchströmenden Fluids aus dem Strömungspfad 6 abgezweigt und in den Strömungspfad 17 eingeleitet werden und daraufhin insbesondere den Strömungspfad 17 durchströmen. An der Verbindungsstelle V4 kann beispielsweise das den Strömungspfad 17 durchströmende Fluid aus dem Strömungspfad 17 ausströmen und in den Strömungspfad 11 einströmen und in der Folge einen zweiten Teil des Strömungspfads 11 durchströmen, dessen zweiter Teil sich beispielsweise von der Verbindungsstelle V4 bis zu dem Verbraucher 4 erstreckt. Somit kann das den Strömungspfad 17 durchströmende Fluid beispielsweise von der Verbindungsstelle V4 über den zweiten Teil des Strömungspfads 11 zu dem Verbraucher 4 strömen.
In dem dritten Strömungspfad 17 ist stromab der dritten Verbindungsstelle V3 und stromauf der vierten Verbindungsstelle V4 ein zweites Ventilelement 18 angeordnet, welches zwischen einer in 1 gezeigten, zweiten Schließstellung und einer zweiten Offenstellung bewegbar ist. In der zweiten Schließstellung ist durch das Ventilelement 18 der dritte Strömungspfad 17 fluidisch versperrt. In der zweiten Offenstellung jedoch gibt das Ventilelement 18 den dritten Strömungspfad 17 frei.
Aus dem an der Verbindungsstelle V2 herrschenden ersten Druck des Fluids resultiert eine erste Öffnungskraft, die auf das Ventilelement 12 wirkt und insbesondere der ersten Federkraft entgegengesetzt ist. Ist der an der Verbindungsstelle V2 herrschende, erste Druck des Fluids größer oder gleich dem ersten Öffnungsdruck, so ist die erste Öffnungskraft größer als die erste Federkraft, sodass dann sich das zunächst in der ersten Schließstellung befindende Ventilelement 12 entgegen der ersten Federkraft geöffnet, mithin aus der ersten Schließstellung in die erste Offenstellung bewegt wird. Ist der ersten Druck geringer als der erste Öffnungsdruck beziehungsweise sinkt der erste Druck unter den ersten Öffnungsdruck, so ist die erste Öffnungskraft geringer als die erste Federkraft beziehungsweise die erste Öffnungskraft sinkt unter die erste Federkraft, sodass dann sich das zunächst in der ersten Offenstellung befindende Ventilelement 12 mittels der ersten Federkraft in die erste Schließstellung bewegt wird. Entsprechendes gilt für das Ventilelement 18.
Dem Ventilelement 18 ist ein, insbesondere mechanisches, zweites Federelement 19 zugeordnet. Durch Bewegen des Ventilelements 18 aus der zweiten Schließstellung in die zweite Offenstellung wird das zweite Federelement 19 gespannt, wodurch das Federelement 19 eine zweite Federkraft bereitstellt. Vorzugsweise stellt das Federelement 19 auch in der zweiten Schließstellung die zweite Federkraft bereit, sodass mittels der zweiten Federkraft das zweite Ventilelement 18 in der zweite Schließstellung zu halten ist beziehungsweise gehalten Wird. Mittels der zweiten Federkraft kann das zweite Ventilelement 18 aus der zweiten Offenstellung in die zweite Schließstellung bewegt werden. Dabei weist das zweite Ventilelement 18 einen zweiten Öffnungsdruck auf, ab welchem das zweite Ventilelement 18 insbesondere entgegen der zweiten Federkraft geöffnet, mithin aus der zweiten Schließstellung in die zweite Offenstellung bewegt wird. Dies wird im Folgenden noch näher erläutert. In der zweiten Offenstellung kann mittels der Pumpe 7 das Fluid aus dem Reservoir 2 durch den dritten Strömungspfad 17 hindurchgefördert werden. Befinden sich beispielsweise beide Ventilelemente 12 und 18 in den Offenstellungen, so wird mittels der Pumpe 7 beispielsweise gleichzeitig das Fluid durch den ersten Strömungspfad 6, durch den zweiten Strömungspfad 11 und durch den dritten Strömungspfad 17 hindurchgefördert, sodass der Verbraucher 3 über den Strömungspfad 6 mit dem Fluid versorgt wird, und sodass der Verbraucher 4 über die Strömungspfade 11 und 17 mit dem Fluid versorgt wird. Dabei ist beispielsweise der Strömungspfad 17 strömungstechnisch parallel zu einem dritten Teil des Strömungspfads 11 geschaltet, dessen dritter Teil sich von der Verbindungsstelle V1 bis zu der Verbindungsstelle V4 erstreckt.
Die Versorgungseinrichtung 1 weist dabei eine Rückführleitung 20 auf, welche an der Verbindungsstelle V4 fluidisch mit dem Strömungspfad 11 und fluidisch mit dem Strömungspfad 17 verbunden ist. Die Verbindungsstelle V4 ist somit eine Rückführstelle, an welcher die Rückführleitung 20 fluidisch mit den Strömungspfaden 11 und 17 verbunden ist. An der Verbindungsstelle V4 weist das Fluid beispielsweise einen zweiten Druck auf, insbesondere dann, wenn das Ventilelement 12 geöffnet ist, während das Ventilelement 18 geschlossen ist. Ferner ist es denkbar, dass das Fluid an der Verbindungsstelle V4 einen oder den zweiten Druck aufweist, wenn die Ventilelemente 12 und 18 gleichzeitig geöffnet sind. Über die Rückführleitung 20 ist das Ventilelement 18 insbesondere dann, wenn es zunächst geschlossen ist, das heißt wenn es sich zunächst in der zweiten Schließstellung befindet, mit dem Fluid aus dem zweiten Strömungspfad 11 von der Rückführstelle (V4) beaufschlagbar, sodass über die Rückführleitung 20 das Ventilelement 18 mit dem den zweiten Druck aufweisenden Fluid, das heißt mit dem zweiten Druck beaufschlagbar ist. Der zweite Druck kann beispielsweise von dem mittels der Pumpe 7 bewirkten Volumenstrom des an der Rückführstelle (Verbindungsstelle V4) strömenden und dabei beispielsweise den Strömungspfad 11 und/oder den Strömungspfad 17 durchströmenden Fluids ab.
Das zweite Ventilelement 18 weist einen zweiten Öffnungsdruck auf, ab welchem das zweite Ventilelement 18 aus der zweiten Schließstellung in die zweite Offenstellung bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird. Ist der zweite Druck geringer als der zweite Öffnungsdruck, sodass beispielsweise eine aus dem zweiten Druck resultierende und zumindest mittelbar, insbesondere direkt auf das Ventilelement wirkende und beispielsweise der zweiten Federkraft entgegengesetzte, zweite Öffnungskraft geringer als die zweite Federkraft ist, so ist und verbleibt das Ventilelement 18 geschlossen, mithin in seiner zweiten Schließstellung. Mit anderen Worten, ist der Volumenstrom des Fluids an der Rückführstelle (Verbindungsstelle V4) so gering, dass der an der Rückführstelle herrschende Druck, der zweite Druck des Fluids geringer als der zweite Öffnungsdruck ist, so verbleibt das Ventilelement 18 in seiner zweiten Schließstellung. Ist der zweite Druck des Fluids jedoch größer oder gleich dem zweiten Öffnungsdruck, sodass die aus dem zweiten Druck resultierende, zweite Öffnungskraft größer als die zweite Federkraft ist, so wird das sich zunächst in der zweiten Schließstellung befindende Ventilelement 18 geöffnet, mithin aus der zweiten Schließstellung in die erste Offenstellung bewegt. In der Folge gibt das Ventilelement 18 den Strömungspfad 17 frei, sodass das Fluid den Strömungspfad 17 durchströmen kann. Insbesondere dann, wenn sich das Ventilelement 18 in der zweiten Offenstellung befindet, kann das zweite Ventilelement 18 über die Rückführleitung 20 mit zumindest einem Teil des Fluids aus dem dritten Strömungspfad 17 beaufschlagt und dadurch in der zweiten Offenstellung gehalten werden. Somit ist über die Rückführleitung 20 eine Rückführung des Fluids aus dem Strömungspfad 17 zu dem Ventilelement 18 und somit eine Selbsthaltung des Ventilelements 18 realisierbar oder realisiert. Dies ist insbesondere aus folgenden Gründen vorteilhaft:
Zunächst befinden sich beispielsweise die Ventilelemente 12 und 18 in ihren Offenstellungen, sodass beide Verbraucher 3 und 4 gleichzeitig mit dem Fluid versorgt werden. Kommt es dann beispielsweise zu solchen, beispielsweise aus Druckschwankungen in dem Strömungspfad 6 resultierenden Schwankungen oder Schwingungen des Ventilelements 12, dass das zunächst geöffnete, mithin sich zunächst in der ersten Offenstellung befindende Ventilelement 12 insbesondere mittels der ersten Federkraft zumindest vorübergehend und/oder mehrmals aufeinander folgend geschlossen, mithin in die erste Schließstellung bewegt wird, so kann eine daraus resultierende, unerwünschte Bewegung des sich zunächst in der zweiten Offenstellung befindenden Ventilelements 18 in die zweite Schließstellung durch die Selbsthaltung vermieden werden. Kommt beispielsweise das Ventilelement 12 in Folge seiner Schwingungen in die erste Schließstellung, sodass dann der Verbraucher 4 nicht mehr über das Ventilelement 12 mit dem Fluid versorgt werden kann, so wird das Ventilelement 18 über die Rückführleitung 20 weiter mit Fluid aus dem Strömungspfad 17 beaufschlagt und somit weiterhin in der zweiten Offenstellung gehalten, sodass der Verbraucher 4 dann, wenn sich das Ventilelement 12 zumindest kurzfristig in der ersten Schließstellung befindet, weiterhin über das Ventilelement 18 und den dritten Strömungspfad 17 mit dem Fluid versorgt werden kann. Dadurch kann eine bedarfsgerechte und sichere Versorgung des Verbrauchers 4 mit dem Fluid gewährleistet werden.
Im Folgenden wird ein möglicher Betrieb der Versorgungseinrichtung 1 erläutert: die beispielsweise elektrische Pumpe 7 fördert über die erste Drossel 9 das Fluid aus dem Reservoir 2 zu dem Verbraucher 3. Steigen ein Druck des Fluids an der Drossel 9 und somit der erste Druck des Fluids an der Verbindungsstelle V2 an, beispielsweise dadurch, dass der elektrische Strom, mittels welchem die Pumpe 7 betrieben wird, und somit der durch die Pumpe 7 bewirkte Volumenstrom des Fluids erhöht werden, wird das zunächst geschlossene Ventilelement 12 aktiviert, das heißt geöffnet. In der Folge kann das Fluid durch den Strömungspfad 11 und somit zu der zweiten Drossel 15 strömen, und das Fluid strömt entsprechend einer durch die Drosseln 9 und 15 bewirkten, hydraulischen Aufteilung zu dem Verbraucher 4 und gleichzeitig zu der Verbraucher 3. Ein Druck des Fluids an oder vor der Drossel 15 in dem Strömungspfad 11 wird dabei stromab der Verbindungsstelle V4 aktiviert beziehungsweise aktiviert das Ventilelement 18. Mit anderen Worten steigen ein an der zweiten Drossel 15 herrschender Druck und somit der zweite Druck des Fluids derart an, dass der zweite Druck größer oder gleich dem zweiten Öffnungsdruck ist, so wird das zunächst geschlossene Ventilelement 18 geöffnet. Das Ventilelement 18 bleibt bei aktivem Volumenfluss und dabei entstehendem Druck an oder vor der zweiten Drossel 15, insbesondere stromab der Verbindungsstelle V4 mittels der zuvor beschriebenen Selbsthaltung und somit in Folge der durch die Rückführleitung 20 bewirkten, hydraulischen Rückführung offen. Wird beispielsweise der elektrische Strom, mittels welchem die Pumpe 7 betrieben wird, reduziert, sodass der mittels der Pumpe 7 bewirkte Volumenstrom des Fluids reduziert wird, so sinken der Druck an beziehungsweise vor der Drossel 9 und somit der erste Druck, insbesondere derart, dass das erste Ventilelement 12 schließt, mithin mittels der ersten Federkraft geschlossen wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der mit der Pumpe 7 bewirkte Volumenstrom des Fluids so stark sinkt, dass der erste Druck so stark sinkt, dass er geringer als der erste Öffnungsdruck ist.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der erste Öffnungsdruck größer als der zweite Öffnungsdruck ist. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der zweite Öffnungsdruck so gewählt ist, dass ein Gegendruck bei kleinen und mittleren Volumenströmen mittels der zweiten Drossel 15 erzeugt werden kann. Dadurch ist ein effizienter Betrieb der Pumpe 7 möglich. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der zweite Öffnungsdruck so gewählt ist, dass der zweite Öffnungsdruck bei kleinen und mittleren, mittels der Pumpe 7 bewirkbaren Volumenströmen des Fluids mittels der zweiten Drossel 15 erzeugt beziehungsweise bewirkt werden kann.
Vorzugsweise weist die jeweilige Drossel 9 beziehungsweise 15 einen jeweiligen Gegendruck auf. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Drossel 9 einen ersten Gegendruck und die Drossel 15 einen zweiten Gegendruck aufweist. Der jeweilige Gegendruck steht dabei beispielsweise dem den jeweiligen Strömungspfad 6 beziehungsweise 11 durchströmenden Fluid entgegen. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, das der zweite Gegendruck der zweiten Drossel 15 geringer als der ersten GD der ersten Drossel 9 ist, insbesondere bei gleichem beziehungsweise identischem Volumenstrom des Fluids durch die jeweilige Drossel 15 beziehungsweise 9. Dies ist insbesondere dadurch realisierbar, dass der von dem Fluid durchströmbare, zweite Strömungsquerschnitt der Drossel 15 größer als der von dem Fluid durchströmbare, erste Strömungsquerschnitt der Drossel 9 ist. insbesondere ist unter dem jeweiligen, von dem Fluid durchströmbaren Strömungsquerschnitt der Drossel 9 beziehungsweise 15 der kleinste, beziehungsweise geringste, von dem Fluid durchströmbare Strömungsquerschnitt der jeweiligen Drossel 9 beziehungsweise 15 zu verstehen.
Durch konstruktive Auslegung des zweiten Öffnungsdrucks kann der minimal notwendige Volumenstrom des Fluids an der Pumpe 7 definiert werden, ab wann das zweite Ventilelement 18 wieder schließt. Mit anderen Worten kann durch konstruktive Auslegung des zweiten Öffnungsdrucks des zweiten Ventilelements 18 der minimal notwendige, mittels der Pumpe 7 zu bewirkende beziehungsweise einzustellende und auch als Schließvolumenstrom bezeichnete Volumenstrom des Fluids definiert werden, wobei das Ventilelement 18 ab dem Schließvolumenstrom schließt. Um beispielsweise das zunächst geöffnete, zweite Ventilelement 18 zu schließen, wird die Pumpe 7 beispielsweise derart betrieben, insbesondere geregelt, dass der Volumenstrom des Fluids zumindest kurzzeitig kleiner oder gleich dem Schließvolumenstrom ist. Mit anderen Worten wird beispielsweise die Pumpe 7 derart betrieben, insbesondere derart geregelt, dass der Druck zumindest kurzzeitig geringer als der zweite Öffnungsdruck ist, um dadurch zu bewirken, dass das zunächst geöffnete Ventilelement 18 mittels der zweiten Federkraft geschlossen wird. Vorzugsweise ist die Pumpe 7 so ausgelegt, dass sie einen Volumenstrom erzeugen kann, dass bei geöffnetem Ventilelement 12 in Zusammenspiel mit den jeweiligen, auch als Drosselquerschnitten bezeichneten Strömungsquerschnitten der Drosseln 9 und 15 das zunächst geschlossene, zweite Ventilelement 18 geöffnet wird. Insgesamt ist es somit möglich, den Verbraucher 4 bedarfsgerecht zuschalten und abschalten zu können, sodass beispielsweise in einem ersten Betriebszustand der Pumpe 7 oder durch einen ersten Betriebszustand der Pumpe 7 bezogen auf die Verbraucher 3 und 4 ausschließlich der Verbraucher 3 mit dem Fluid mittels der Pumpe 7 versorgt wird, da in dem ersten Betriebszustand das Ventilelement 12 und vorzugsweise auch das Ventilelement 18 insbesondere gleichzeitig geschlossen sind. In einem zweiten Betriebszustand der Pumpe 7 oder durch einen zweiten Betriebszustand der Pumpe 7 werden beide Verbraucher 3 und 4 gleichzeitig mittels der Pumpe 7 mit dem Fluid versorgt, da beispielsweise in dem zweiten Betriebszustand die Ventilelemente 12 und 18 gleichzeitig geöffnet sind. Es ist erkennbar, dass zwischen den Offenstellungen und den Schließstellungen der Ventilelemente 12 und 18 und somit zwischen den Betriebszuständen einfach durch Variieren des Volumenstroms des Fluids gewechselt beziehungsweise umgeschaltet werden kann, ohne die Ventilelemente 12 und 18 aktiv beziehungsweise elektrisch anzusteuern. Wie zuvor beschrieben kann der Verbindungsstelle des Fluids mittels der Pumpe 7 und insbesondere dadurch variiert werden, dass der elektrische Strom, mittels welchem die Pumpe 7 betrieben wird, variiert wird. Selbstverständlich wäre es denkbar, dass die Pumpe 7 mechanisch betreibbar ist, sodass beispielsweise das Federelement mechanisch antreibbar ist. Allgemein ausgedrückt kann mittels der Pumpe 7 der Volumenstrom des Fluids insbesondere dadurch variiert werden, dass eine Geschwindigkeit, mit welcher das Federelement bewegt wir, und/oder eine Drehzahl, mit welcher das Federelement gedreht wird, variiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Versorgungseinrichtung
2: Reservoir
3: erster Verbraucher
4: zweiter Verbraucher
5: Pfeil
6: erster Strömungspfad
7: Pumpe
8: Pfeil
9: erste Drossel
10: Pfeil
11: zweiter Strömungspfad
12: erstes Ventilelement
13: Steuerleitung
14: erstes Federelement
15: zweite Drossel
16: Pfeil
17: dritter Strömungspfad
18: zweites Ventilelement
19: zweites Federelement
20: Rückführleitung
V1: erste Verbindungsstelle
V2: zweite Verbindungsstelle
V3: dritte Verbindungsstelle
V4: vierte Verbindungsstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008007054 A1 [0002]
DE 1921166 B1 [0002]

Claims

Versorgungseinrichtung (1) für eine Vorrichtung, mit: - einem von einem Fluid durchströmbaren, ersten Strömungspfad (6), - wenigstens einem in dem ersten Strömungspfad (6) angeordneten, ersten Verbraucher (3), welcher über den ersten Strömungspfad (6) mit dem den ersten Strömungspfad (6) durchströmenden Fluid versorgbar ist, - einer in dem ersten Strömungspfad (6) angeordneten Pumpe (7), mittels welcher das Fluid aus einem Reservoir (2) durch den ersten Strömungspfad (6) hindurchförderbar ist, - einer in dem ersten Strömungspfad (6) stromauf des ersten Verbrauchers (3) und stromab der Pumpe (7) angeordneten Drossel (9), - einem von dem Fluid durchströmbaren, zweiten Strömungspfad (11), welcher an einer in dem ersten Strömungspfad (6) stromauf der Drossel (9) und stromab der Pumpe (7) angeordneten, ersten Verbindungsstelle (V1) fluidisch mit dem ersten Strömungspfad (6) verbunden ist, - wenigstens einem in dem zweiten Strömungspfad (11) angeordneten, zweiten Verbraucher (4), welcher über den zweiten Strömungspfad (11) mit dem den zweiten Strömungspfad (11) durchströmenden Fluid versorgbar ist, - einem in dem zweiten Strömungspfad (11) stromab der ersten Verbindungsstelle (V1) und stromauf des zweiten Verbrauchers (4) angeordneten Ventilelement (12), welches zwischen einer den zweiten Strömungspfad (11) versperrenden Schließstellung und einer den zweiten Strömungspfad (11) freigebenden Offenstellung bewegbar ist, und - einer an einer in dem ersten Strömungspfad (6) stromauf der Drossel (9) und stromab der ersten Verbindungsstelle (V1) angeordneten, zweiten Verbindungsstelle (V2) fluidisch mit dem ersten Strömungspfad (6) verbundenen Steuerleitung (13), über welche das Ventilelement (12) mit dem Fluid aus dem ersten Strömungspfad (6) beaufschlagbar und dadurch aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar ist, in welcher mittels der Pumpe (7) das Fluid aus dem Reservoir (2) gleichzeitig durch den ersten Strömungspfad (6) und durch den zweiten Strömungspfad (11) hindurchförderbar ist.
Versorgungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Strömungspfad (11) stromauf des zweiten Verbrauchers (4) und stromab des Ventilelements (12) eine zweite Drossel (15) angeordnet ist.
Versorgungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen von dem Fluid durchströmbaren, dritten Strömungspfad (17), welcher an einer in dem ersten Strömungspfad stromab der Pumpe (7) und/oder in dem zweiten Strömungspfad (11) stromauf des Ventilelements (12) angeordneten, dritten Verbindungsstelle (V3) fluidisch mit dem ersten Strömungspfad (6) und/oder dem zweiten Strömungspfad (11) und an einer in dem zweiten Strömungspfad (11) stromab des Ventilelements (12) und stromauf des zweiten Verbrauchers (4) angeordneten, vierten Verbindungsstelle (V4) fluidisch mit dem zweiten Strömungspfad (11) verbunden ist.
Versorgungseinrichtung (1) nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Verbindungsstelle (V4) in dem zweiten Strömungspfad (11) stromauf der zweiten Drossel (15) angeordnet ist.
Versorgungseinrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dritten Strömungspfad (17) stromab der dritten Verbindungsstelle (V3) und stromauf der vierten Verbindungsstelle (V4) ein zweites Ventilelement (18) angeordnet ist, welches zwischen einer den dritten Strömungspfad (17) versperrenden, zweiten Schließstellung und einer den dritten Strömungspfad (17) freigebenden, zweiten Offenstellung bewegbar ist, in welcher mittels der Pumpe (7) das Fluid aus dem Reservoir (2) durch den dritten Strömungspfad (17) hindurchförderbar ist.
Versorgungseinrichtung (1) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Rückführleitung (20) über welche das zweite Ventilelement (18): - mit dem Fluid aus dem zweiten Strömungspfad (11) von einer in dem zweiten Strömungspad (11) stromab des ersten Ventilelements (12) und stromauf des zweiten Verbrauchers (4) angeordneten Rückführstelle (V4) beaufschlagbar und dadurch aus der zweiten Schließstellung in die zweite Offenstellung bewegbar ist, und - mit zumindest einem Teil des Fluids aus dem dritten Strömungspfad (17) beaufschlagbar und dadurch in der zweiten Offenstellung zu halten ist.
Versorgungseinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung (20) an der vierten Verbindungsstelle (V4) als die Rückführstelle fluidisch mit dem zweiten Strömungspfad (11) und fluidisch mit dem dritten Strömungspfad (17) verbunden ist.
Vorrichtung, mit wenigstens einer Versorgungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Getriebe oder eine elektrische Maschine ist.
Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9.