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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Hydraulikanordnung zur Ansteuerung
einer Mehrzahl von Kupplungen einer regelbaren Drehmomentverteilervorrichtung
- – mit einem Hochdruck-Teilkreis mit
Druckspeicher zur Betätigung der Kupplungen durch Schaltung
von den einzelnen Kupplungen zugeordneten, schaltbaren Ventilen
und
- – mit einem zu einem Ölsumpf hin offenen Niederdruck-Teilkreis
zur Ölkühlung der Kupplungen, wobei der Niederdruck-Teilkreis
ein schaltbares Ventil aufweist, mit dem ein Ölfluss zu
den Kupplungen je nach Ventilstellung gestattet oder unterbunden
werden kann.
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Stand der Technik
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Aus
der
DE 10 2006
008 236 A1 ist eine Getriebeeinrichtung für Kraftfahrzeuge
zur aktiven Momentenverteilung bekannt. Das in der genannten Druckschrift
offenbarte Differenzial ist als Achsdifferenzial ausgebildet. Es
weist zwei separat ansteuerbare Kupplungen auf, deren Betätigung
eine Momentenverschiebung zu dem der jeweiligen Kupplung zugeordneten
Rad der Achse verursacht.
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Zur
Betätigung und Kühlung der Kupplungen dient eine
in der genannten Druckschrift nicht offenbarte Hydraulikanordnung
der in 5 dargestellten Art. Die Anordnung dient der Ansteuerung
und Kühlung zweier Lamellenkupplungen 10 und 20.
Die Kupplungen 10, 20 weisen jeweils ein Reiblamellenpaket 11, 21 sowie
einen Druckzylinder 12, 22 auf. Die Druckzylinder 12, 22 sind
in den Hochdruckkreis 100 integriert. Zuflussseitig ist
jeder Druckzylinder 12, 22 mit einem als 3/2-Wege-Proportionalventil 110, 120 ausgebildeten
Schaltventil verbunden. Man beachte, dass im Rahmen der vorliegenden
Patentanmeldung der Begriff des Schaltventils weit zu verstehen
ist und sowohl stufenweise als auch stufenlos verstellbare, insbesondere
steuerbare oder regelbare Ventile umfasst. Analoges gilt für
den Begriff des Schaltens, der hier insbesondere auch ein Regeln oder
Steuern umfasst. Im dargestellten Zustand der Ventile 110, 120 sind
die Druckzylinder 12, 22 entlastet und mit dem Ölsumpf 30 verbunden.
In ihrer durchgeschalteten Stellung verbinden die Ventile 110, 120 die
Druckkolben 12, 22 mit einer externen Druckerzeugungseinheit 40,
umfassend eine von einem Elektromotor 41 angetriebene Zahnradpumpe 42,
die Öl über einen Ölfilter 43 in
den von einem Rückschlagventil 101 abgeschlossenen
Hochdruck-Teilkreis 100 pumpt. Hinter dem Rückschlagventil 101 ist
ein Druckspeicher 102 angeordnet, der in der dargestellten
Stellung der Ventile 110, 120 von der Pumpe 42 aufgeladen
wird, wobei ein Druckbegrenzungsventil 146 den Aufbau eines
zu großen Überdrucks verhindert. Der Druckspeicher 102 erlaubt
eine sehr schnelle Ansteuerung der Kupplungen 10, 20 unabhängig
vom Betriebszustand der Pumpe 42. Aus Sicherheitsgründen
sind die Druckzylinder 12, 22 mit einem als 3/2-Wegeventil
ausgebildeten Sicherheitsventil 130 gekoppelt. Dieses Sicherheitsventil 130 ist
im stromlosen Zustand in der dargestellten Stellung, so dass die
Druckzylinder 12, 22 im stromlosen Zustand stets
entlastet sind. Um beide Kupplungen 10, 20 unabhängig
voneinander ansteuern zu können, ist der Hochdruck-Teilkreis 100 in
zwei separate Unter-Teilkreise unterteilt, die eingangsseitig durch
die Schaltventile 110, 120 und ausgangsseitig
durch die Rückschlagventile 111, 121 entkoppelt
sind.
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Weiter
umfasst die bekannte Anordnung einen Niederdruck-Teilkreis 200,
der der Kühlung der Lamellenpakete 11, 21 dient.
Der Niederdruck-Teilkreis 200 wird von einer Zahnradpumpe 44 angetrieben
und ist in Pumprichtung gegen den Ölsumpf 30 offen.
Die Pumpe 44 pumpt Öl aus dem Ölsumpf 30 über
einen Kühler 45 zu einem schaltbaren Ventil 210,
welches als 3/2-Wege-Proportionalventil ausgebildet ist. Mit diesem
Ventil lässt sich die Kühlung der Lamellen 11, 21 bedarfsgemäß schalten.
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Weitere
in der 5 dargestellte Elemente, wie Druck- oder Temperatursensoren
sind für den Fachmann leicht erkennbar und sollen nicht
weiter diskutiert werden.
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Nachteilig
bei der bekannten Anordnung ist der geringe Grad an Systemintegration,
was zu hohen Kosten und vergleichsweise hohem Bauraumbedarf führt.
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Aus
der
EP 1 527 938 A2 ist
eine Vorrichtung bekannt, die den Teilkreis zur Kühlung
der Lamellen und den Teilkreis zur Ansteuerung der Druckzylinder teilweise
koppelt. Insbesondere ist beiden Teilkreisen in einem gemeinsamen
Zulauf eine gemeinsame Pumpe zugeordnet. Die Trennung der Kreise
erfolgt separat für jede Kupplung mittels je eines Schaltventils,
welches den gemeinsamen Zulauf alternativ entweder mit dem Druckzylinder
oder der Lamellenkühlung verbindet. Nachteilig bei dieser
Vorrichtung ist, dass eine gleichzeitige Betätigung und
Kühlung einer Kupplung ausgeschlossen ist. Weiter nachteilig
ist, dass die Kühlung überflüssiger Weise
mit unter Hochdruck stehendem Öl erfolgt. Diesen unnötigen Druck
aufzubauen verschwendet Pumpenenergie. Zudem wird durch den Druckabbau
durch Kühlung die Reaktionszeit verlängert, mit
der der zugeordnete Druckzylinder druckbeaufschlagt werden kann.
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Aufgabenstellung
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Integrationsgrad
der gattungsgemäßen Anordnung zu erhöhen,
ohne an Funktionalität einzubüßen.
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Darlegung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von
Anspruch 1 dadurch gelöst, dass beiden Teilkreisen in einem
gemeinsamen Zufluss eine gemeinsame Druckpumpe vorgeschaltet ist
und der gemeinsame Zufluss hinter einem Abzweig zum Niederdruck-Teilkreis über
ein entgegen der Pumprichtung sperrendes Rückschlagventil
mit dem Hochdruck-Teilkreis verbunden ist.
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Grundidee
der Erfindung ist es, wie aus der
EP 1 527 938 A2 grundsätzlich bekannt,
beide Teilkreise über einen gemeinsamen Zufluss zu versorgen,
im Gegensatz zu der dortigen Lösung jedoch die Trennung
zwischen Hochdruck- und Niederdruck-Teilkreis aufrecht zu erhalten.
Dies wird erreicht, indem der Niederdruck-Teilkreis vor dem den Hochdruck-Teilkreis
abschließenden Rückschlagventil abgezweigt wird.
Durch diese Trennung kann die gemeinsame Pumpe, sobald der Hochdruck-Teilkreis
und der mit diesem verbundene Druckspeicher aufgeladen sind, zum
Antrieb des Kühlkreislaufs genutzt werden. Dabei kann die
Pumpe für niedrige Drücke und hohen Durchfluss
optimiert betrieben werden. Eine Druckbeaufschlagung der Druckzylinder
kann unabhängig und insbesondere zeitgleich mit der Kühlung
erfolgen, wobei die Druckspeisung aus dem Druckspeicher erfolgt.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Günstigerweise
ist vorgesehen, dass der Hochdruck-Teilkreis eine der Anzahl der
Kupplungen entsprechende Mehrzahl von Unter-Teilkreisen aufweist,
die über jeweils ein entgegen der Pumprichtung sperrendes
Rückschlagventil mit einem gemeinsamen Ablauf verbunden
sind, wobei der gemeinsame Ablauf über ein schaltbares
Sicherheitsventil mit dem Ölsumpf verbunden ist. Dieses
Merkmal ist von der gattungsbildenden Anordnung her bereits bekannt.
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Diese
bevorzugte Ausführungsform ist Grundlage einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung, die der weiteren Systemintegration
dient. Diese Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass das schaltbare
Ventil des Niederdruck-Teilkreises und das Sicherheitsventil des Hochdruck-Teilkreises als
ein gemeinsames Kombinationsventil mit zwei schaltbaren Ventilkanälen
ausgebildet ist, wobei ein Ventilkanal als Sicherheitsablaufkanal
des Hochdruckkreises und der andere Ventilkanal als Schaltkanal
des Niederdruckkreises wirkt. Auf diese Weise kann ein Ventil eingespart
werden. Das resultierende Kombinationsventil ist nur wenig komplexer
als die ursprünglich verwendeten Ventile und benötigt
deutlich weniger Bauraum als die beiden Einzelventile, die es ersetzt.
Insbesondere kann es als 4/3-Wegeventil ausgebildet sein. Um die
gewünschten Sicherheitsanforderungen zu erfüllen,
ist der Sicherheitsablaufkanal bevorzugt als stromlos-offener Ventilkanal ausgebildet.
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Bevorzugt
weisen die Unter-Teilkreise des Hochdruck-Teilkreises einen gemeinsamen
Zulauf auf, der dem Rückschlagventil, welches den Hochdruck-Teilkreis
von dem Niederdruck-Teilkreis trennt, nachgeschaltet ist. Der Zulauf
ist mit den zueinander parallel geschalteten Ventilen, die jeweils
den Kupplungen zugeordnet sind, verbunden. Günstigerweise ist
der Druckspeicher mit diesem gemeinsamen Zulauf verbunden. Auf diese
Weise kann die Ansteuerung aller Druckzylinder aus einem gemeinsamen Druckspeicher
gespeist werden.
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Weiter
ist bevorzugt vorgesehen, dass der gemeinsame Zulauf der Unter-Teilkreise über
ein federvorgespanntes Druckbegrenzungsventil mit dem Ölsumpf
verbunden ist. Ein solches Druckbegrenzungsventil dient der Sicherheit
und verhindert einen zu großen Überdruck im Hochdruck-Teilkreis.
Wird eine solche Sicherung im gemeinsamen Zulauf der Unter-Teilkreise
angeordnet, kann auf eine individuelle Absicherung jedes einzelnen
Unter-Teilkreises verzichtet werden.
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Als
Pumpe hat sich eine von einem Elektromotor angetriebene Zahnradpumpe
bewährt. Es ist jedoch auch möglich, als Zahnradpumpe
eine momentenübertragende Zahnrad-Getriebestufe mit dem Fachmann
geläufiger Modifikation durch Sichel und Seitenbleche zu
verwenden. Grundsätzlich ist auch jede andere Art von Pumpe
geeignet.
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Weiter
ist bevorzugt vorgesehen, dass mindestes zwei der Unter-Teilkreise
des Hochdruck-Teilkreises durch ein Verknüpfungsventil
und ein Überdruckventil mit dem Ölsumpf verbunden
sind. Eine solche Ventilkombination ermöglicht es, die
Betätigungsdrücke der einzelnen Kupplungen zu überwachen
und auf einen Maximaldruck zu begrenzen.
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Bevorzugter
weise werden mindestes zwei Einzeldrücke der Unter-Teilkreise
durch das Verknüpfungsventil additiv verknüpft.
Diese Ventillogik eines „Und” Ventils hat den
Vorteil, dass nicht nur der maximale Druck der einzelnen Kupplung überwacht wird,
sondern dass es durch die Verknüpfung möglich ist,
auch den Maximaldruck der beiden Kupplungen im Betätigungszustand
gemeinsam zu überwachen. Dadurch wird kreisende Leistung
innerhalb des Getriebes ab einer bestimmten Höhe vermieden
und somit eine Getriebeschutzfunktion gegen Bauteilüberlastung
realisiert.
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Um
den Anforderungen hinsichtlich des benötigten Bauraumes
und der Reduzierung von Kosten Rechnung zu tragen, wird das Überdruckventil
in das Verknüpfungsventil integriert. So entsteht eine funktionale
Einheit, die den beschriebenen Anforderungen Rechnung trägt
indem doppelte Bauteile vermieden und so Kosten und Bauraum eingespart
werden.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform eines Verknüpfungsventils
ist derart gestaltet, dass es einen Stufenkolben aufweist, der mit
entsprechenden Steuerkanten versehen ist. Ein solches Ventil bietet
die Möglichkeit, den Druck des Hydraulikmediums direkt durch
die Bewegung des Steuerkolbens abzuleiten, da die Steuerkanten entsprechende
Bohrungen im Ventil freigeben sobald ein dem Druck proportionaler Weg
des Steuerkolbens zurückgelegt ist. Der Vorteil dieser
Ventilbauart liegt in der geringen Anzahl von beweglichen Bauteilen,
was zur Kostenreduzierung beiträgt.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform eines Verknüpfungsventils
ist ein Kugelsitzventil. Dabei wirkt ein Betätigungskolben
mit einer, durch eine Spiralfeder gegen einen Kugelsitz gedrückten
Kugel zusammen. Bei dieser Ausführung besteht die Möglichkeit
den Steuerdruck räumlich vom Arbeitsdruck der Kupplungen
zu trennen. Dies kann für den Fall vorteilhaft sein, das
bei der die Einbindung des Verknüpfungsventil bauraumtechnische
Besonderheiten zu berücksichtigen sind, die eine derartige
Anbindung sinnvoll erscheinen lassen. Ein Kugelsitzventil verfügt über
mehr Bauteile als ein Ventil der vorstehend beschriebenen Art, hat
aber den Vorteil, dass der Kolben weniger anfällig gegen
Bauteiltoleranzen ist, da der Kolben nicht gleichzeitig Steuerorgan
bezüglich des Durchflusses ist.
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Welche
Ausführungsform des Ventils für den jeweiligen
Anwendungszweck sinnvoll ist, sei dem Wissen des Fachmannes bei
der Auswahl überlassen, da verschiedenste Randparameter
hier Einfluss haben.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden,
speziellen Beschreibung sowie den Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigen
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1:
eine erfindungsgemäße Hydraulikanordnung;
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2:
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Hydraulikanordnung
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3:
Hydraulikventil
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4:
Hydraulikventil
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5:
eine Hydraulikanordnung gemäß dem Stand der Technik
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Hydraulikanordnung. Die in 1 verwendeten
Bezugzeichen entsprechen für gleiche bzw. analoge Elemente
den in 5, die weiter oben beschrieben wurde, verwendeten
Bezugszeichen. Zur Erläuterung wird auf die Beschreibung von 5 verwiesen.
Nachfolgend sollen im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen
der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß 1 und
der bekannten Anordnung gemäß 5 diskutiert
werden.
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Die
Anordnung von 1 unterscheidet sich in drei
wichtigen Punkten von derjenigen der 5. Zum einen
wurde die Druckerzeugungseinheit für den Hochdruck-Teilkreis 100 in
den Gesamtaufbau des Getriebes integriert. Zum Zweiten wurden die
unabhängigen Pumpen 42 und 44 für
die unterschiedlichen Teilkreise 100 und 200 in
einer gemeinsamen, beiden Kreisen vorgeschalteten Pumpe 142 kombiniert.
Zum dritten wurden das Sicherheitsventil 130 des Hochdruck-Teilkreises
und das Schaltventil 210 des Niederdruck-Teilkreises 200 zu
dem schaltbaren Kombinationsventil 130' kombiniert. Diese
Maßnahmen erhöhen den Grad der Systemintegration
der Anordnung gemäß der 1 wesentlich
gegenüber der Anordnung gemäß 5.
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Die
genannten Maßnahmen wurden folgendermaßen umgesetzt.
Die Teilkreise 100 und 200 bleiben funktional
nach wie vor getrennt. Sie weisen lediglich einen gemeinsamen Punkt
unmittelbar hinter der gemeinsamen Zahnradpumpe 142 auf.
In diesem Bereich befindet sich ein gemeinsamer Zufluss der Teilkreise 100, 200.
Dem Abzweig des Niederdruck-Teilkreises 200 nachgeschaltet
ist ein entgegen der Pumprichtung sperrendes Rückschlagventil 101.
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Dieses
Ventil stellt sicher, dass in beiden Teilkreisen unterschiedliche
Druckniveaus gehalten werden können.
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Ein
weiterer Berührungspunkt der beiden Teilkreise 100, 200 im
neuen Kombinationsventil 130' ist nur scheinbarer Natur.
Tatsächlich weist das Kombinationsventil 130' zwei
funktional separate Ventilkanäle auf, so dass eine im Wesentlichen
unabhängige Schaltung der beiden Teilkreise 100, 200 möglich
ist, ohne dass eine funktionale Verbindung der Teilkreise 100, 200 dadurch
erzeugt würde.
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Der
Betrieb der Anordnung gemäß 1, der
von einer zentralen Steuereinheit 300 gesteuert wird, kann
folgendermaßen beschrieben werden. In der gezeigten Stellung
der Ventile 110, 120 und 130' ist der
Zufluss zum Niederdruck-Teilkreise 200 durch das Ventil 130' gesperrt,
so dass die von dem Elektromotor 141 angetriebene Zahnradpumpe 142 Öl aus
dem Ölsumpf 30 über den Ölfilter 143 und
das Rückschlagventil 101 in den Hochdruck-Teilkreis
fördert. Da die Ventile 110, 120 in der
gezeigten Stellung sperren, wird der Druckspeicher 102 aufgeladen.
Der Aufbau eines zu hohen Überdrucks wird durch das Druckbegrenzungsventil 146,
das als federvorgespanntes Rückschlagventil ausgebildet
ist, zuverlässig verhindert. Die Druckkolben 12, 22 sind
in der gezeigten Stellung über die Ventile 110, 120 mit
dem Ölsumpf 30 verbunden und somit entlastet.
Eine Ölkühlung der Lamallenpakete 11, 21 über
den Niederdruck-Teilkreis 200 erfolgt in der gezeigten
Stellung nicht. Eine Betätigung der Kupplungen 10, 20 durch Druckbeaufschlagung
der Druckzylinder 12, 22 ist in der gezeigten
Stellung ebenfalls nicht möglich, da bei Durchschaltung
eines oder beider Ventile 110, 120 der Druck über
die Rückschlagventile 111 bzw. 121 und
das durchgeschaltete Sicherheitsventil 130' in den Ölsumpf 30 abgeleitet
würde.
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Eine
Betätigung der Kupplungen 10, 20 ist nur
in der mittleren und rechten Stellung des Kombinationsventils 130' möglich.
Insbesondere erlaubt die mittlere Stellung eine Betätigung
der Kupplungen 10, 20 ohne Kühlung der
Lamellenpakete 11, 21. Wird in dieser mittleren
Stellung des Kombinationsventils 130' beispielsweise das
erste Schaltventil 110, welches der ersten Kupplung 10 zugeordnet
ist, geschaltet, kann von dem Druckspeicher 102 und/oder
der Zahnradpumpe 142 gelieferter Druck dem Druckzylinder 12 der
Kupplung 10 zugeführt werden. In diesem Zustand
ist das Rückschlagventil 111 offen; das Rückschlagventil 121 sperrt
jedoch und trennt so die beiden Unter-Teilkreise des Hochdruck-Teilkreises 100.
Die Verhältnisse bei Betätigung des zweiten Schaltventils 120,
welches der zweiten Kupplung 20 zugeordnet ist, sind analog.
Da das Kombinationsventil 130' in seiner mittleren Stellung
auch den zweiten, dem Niederdruck-Teilkreis 200 zugeordneten Ventilkanal
sperrt, erfolgt in dieser Stellung keine Kühlung der Lamellenpakte 11, 21.
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Dies
ist lediglich in der rechten Stellung des Kombinationsventils 130' möglich.
Bezüglich der Verhältnisse bei Betätigung
eines der Schaltventile 110, 120 des Hochdruck-Teilkreises 100 kann
dabei auf das zuvor gesagte verwiesen werden. Im Unterschied dazu
ist jedoch der Niederdruck-Ventilkanal des Kombinationsventils 130' in
dieser Stellung geöffnet. Damit kann die Zahnradpumpe 142 Öl
aus dem Ölsumpf 30 unmittelbar in den durch das
Rückschlagventil 101 von dem Hochdruck-Teilkreis 100 getrennten
Niederdruck-Teilkreis 200 einspeisen und zu den Lamellenpaketen 11, 21 leiten.
Diese werden mit gefördertem Öl durchströmt,
welches anschließend drucklos dem Ölsumpf 30 zugeführt
wird.
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Die
Förderung des Kühlöls erfolgt in diesem Zustand
unmittelbar über die Zahnradpumpe 142. Diese ist
aufgrund des von dem Druckspeicher 102 aufrechterhaltenen
Hochdrucks im Hochdruck-Teilkreis 100 durch das Rückschlagventil 101 vollständig von
diesem entkoppelt. Dies bedeutet, dass die Zahnradpumpe in diesem
Zustand in einem Betriebspunkt arbeiten kann, der auf die druckarme
Förderung großer Flüssigkeitsvolumina,
d. h. insbesondere mit hohen Drehzahlen, betrieben werden kann.
Während dieser Zeit erforderliche Betätigungen
der Kupplungen 10, 20 können reaktionsschnell,
d. h. mit sehr kurzen Schaltzeiten, aus dem Druckspeicher gespeist
werden. Erst wenn der im Druckspeicher 102 gespeicherte
Druck unter ein vorbestimmtes Niveau sinkt, muss die Kühlung
durch Schaltung des Kombinationsventils 130' unterbrochen
und der Druckspeicher in der oben geschilderten Weise erneut aufgeladen
werden.
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Wie
erwähnt erfolgt die Steuerung der Anordnung über
die zentrale Steuereinheit 300, die Zustandsparameter des
Systems von geeignet angeordnete Drucksensoren (in 1 angedeutet)
sowie Temperatursensoren (in 1 nicht
gezeigt), z. B. über ein Datenleitungs- oder -bussystem
geliefert bekommt.
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Eine
weiter vorteilhafte Ausführungsform zeigt 2.
Hier ist in Erweiterung der in 1 beschriebenen
Hydraulikanordnung im Hochdruck-Teilkreis 100 eine Verbindung
der beiden Zuleitungen zu den Druckzylindern 12, 22 der
beiden Kupplungen 10, 20 geschaffen worden. Die
beiden Leitungen werden zu einem Verknüpfungsventil 140 geführt.
Dieses Verknüpfungsventil 140 ist als sogenanntes „Und” Ventil
ausgelegt. Das bedeutet, die Teildrücke der beiden Zuleitungen
werden funktional addiert. In Funktionseinheit mit diesem Verknüpfungsventil 140 wird
ein Überdruckventil 131 eingesetzt, das bei einem
voreingestellten Druckwert eine Verbindung der Kupplungsdruckleitungen
zum Ölsumpf 30 öffnet. Diese Ausführungsform
ermöglichet eine Maximaldrucküberwachung in den
Zuleitungen zu den beiden Druckzylindern 12, 22.
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Die
additive Funktionsweise des Verknüpfungsventils 140 und
des Überdruckventils 131 ermöglichen
die Drucküberwachung in der Art, dass sowohl das Übersteigen
eines vorgegebenen Maximaldruckes in einer Zuleitung, als auch das Übersteigen des
Maximaldruckes als Summe der beiden Teildrücke zu einem Öffnen
des Überdruckventils 131 und damit zu einem Druckabbau
in den Ölsumpf 30 führt.
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Diese
intelligente Form der Maximaldrucküberwachung ermöglicht
es, die Drücke in den in Betrieb befindlichen Kupplungen 10, 20 zu
begrenzen um hier erhöhte kreisende Leistungen im Getriebe
zu verhindern und somit die mechanische Belastung der einzelnen
Getriebekomponenten zu reduzieren.
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Durch
die steuerungstechnische Flexibilität, die diese Hydraulikanordnung
bietet, ist es weiterhin möglich, die Kupplungen 10, 20,
zur Verringerung auftretender Schleppverluste, mit einem großen
Luftspiel auszustatten und trotzdem ein zügiges Ansprechverhalten
der Kupplungen 10, 20 zu gewährleisten.
Dazu werden die Kupplungen 10, 20 vor eine bevorstehenden
Betätigung, die durch hier nicht näher beschriebene
Sensoren im Fahrzeug veranlasst wird, bis kurz von den Punkt der
ersten Drehmomentübertragung, genannt „Kisspoint” angesteuert.
Dies kann gegebenenfalls mit Maximaldruck erfolgen wodurch sich
die Reaktionszeit des Gesamtsystems deutlich reduziert, da die Kupplungen
mit maximalem Volumenstrom befüllt werden können
ohne das Risiko von Druckspitzen in Kauf nehmen zu müssen.
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Die 3 und 4 zeigen
Ausführungsbeispiele, wie das Verknüpfungsventil 140 als
Baueinheit mit dem Überdruckventil 131 gestaltet
werden kann.
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Die 3 zeigt
ein solches Ventil in der Ausführung als Kolbenventil 60 mit
einem Stufenkolben 61. Dieser Stufenkolben 61 ist
in einem Ventilgehäuse 62 beweglich gelagert und
wird auf einer Seite über eine Spiralfeder 63 mit
einer Kraft beaufschlagt. Zur Führung der Spiralfeder 63 ist
der Stufenkolben 61 mit einem zylindrischen Ansatz 64 versehen,
der die Spiralfeder 63 führt und ein Kippen innerhalb
des Gehäuses 62 verhindert. Das Gehäuse 62 ist
mit mehreren Bohrungen 65, 66, 67 68 versehen.
Dabei dient die Bohrung 65 zum Anschluss des Teils des Hochdruck-Teilkreises 100 der
zur Kupplung 10 führt. Der Teil des Hockdruckteilkreises 100 der
die Kupplung 20 mit Hydraulikmedium versorgt, wird an der Bohrung 67 angeschlossen. Über
die Bohrungen 66, 68 erfolgt im Betätigungsfall
des Ventils die Ableitung des Hydraulikmediums aus den entsprechenden
Teilkreisen in den Ölsumpf 30.
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Um
die gewünschte Funktion darstellen zu können ist
der Stufenkolben 61 mit einer ersten Kolbenfläche 69 und
einer ersten Steuerkante 71 sowie einer zweiten Kolbenfläche 70 und einer
zweiten Steuerkante 72 versehen. Werden eine oder beide Kolbenflächen 69 und/oder 70 mit
Hydraulikmedium beaufschlagt, wird der Stufenkolben 61 gegen
die Kraft der Spiralfeder 63 verschoben. Ist ein entsprechender
Verschiebeweg des Stufenkolbens 61 erreicht, so werden
von den Steuerkanten 71 und 72 die entsprechenden
Bohrungen 66 und 68 geöffnet und das
Druckmedium kann in den Ölsumpf 30 abfließen.
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4 zeigt
eine weitere denkbare Ausführungsform eines Verknüpfungsventils 140.
In dieser Ausgestaltung ist das Ventil als Kugelsitzventil 80 ausgeführt.
Dieses Ventil weist eine Kugel 81 auf, die von einer Spiralfeder 63 gegen
einen Ventilsitz 82 gedrückt wird. Dieser Federkraft
entgegen gerichtet wirkt ein Kolben 83 der mit einer ersten
Kolbenfläche 84 und einer zweiten Kolbenfläche 85 versehen
ist. Der Kolben 83, die Kugel 81 und die Spiralfeder 63 sind
analog zu 3 ebenfalls in einem Ventilgehäuse 92 gelagert.
Auch das Ventilgehäuse 92 ist mit mehreren Bohrungen 86, 87, 88, 89, 90, 91 versehen.
Dabei bilden die Bohrungen 86, 88 die Anschlüsse
der Zuleitungen der Kupplungen 10, 20. Die Bohrungen 87, 89 dienen
lediglich zur Entlastung der Kolbenräume. Beide Zuleitungen
der Kupplungen 10, 20 sind weiterhin mit der Bohrung 90 verbunden. Über
diese Bohrung 90 ist der zu überwachende Systemdruck
des Hochdruck-Teilkreises mit dem Kugelsitzventil 80 verbunden.
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Die
Funktionsweise des Kugelsitzventils 80 ist anlog der des
Kolbenventils 60. Durch die Beaufschlagung der Kolbenflächen 84 und 85 mit
Hydraulikdruck wird der Kolben 83 verschoben. Dieser drückt
gegen die Kugel 81 und hebt diese gegen die Kraft der Spiralfeder 63 von
ihrem Kugelsitz 82 ab, so dass der Systemdruck aus Anschlussbohrung 90 zwischen
Kugel 81 und Kugelsitz 82 entweichen kann und über
die Bohrung 91 in den Ölsumpf 30 abgeführt
wird.
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Natürlich
stellt die in der speziellen Beschreibung diskutierte und in den 1 und 2 gezeigten
Anordnung nur zwei vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen
Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten
anhand gegeben. Insbesondere kann die Anzahl der Kupplungen an die
Erfordernisse des Einzelfalls angepasst werden. Auch die spezielle
Ausgestaltung der Ventile, hier als 3/2-Wegeventile für
die Schaltventile 110, 120 und als 4/3-Wegeventil
für das Kombinationsventil 130' sind günstig
jedoch nicht zwingend für die Erfindung und können
vom Fachmann in Ansehung des Einzelfalls entsprechend modifiziert
werden. Schließlich ist auch die spezielle Ausgestaltung
der Pumpe 142 in das Belieben des Fachmanns gestellt, obgleich
eine elektromotorbetriebene Zahnradpumpe besonders vorteilhaft ist.
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- 10
- Kupplung
- 11
- Lamellenpaket
von 10
- 12
- Druckzylinder
von 10
- 20
- Kupplung
- 21
- Lamellenpaket
von 20
- 22
- Druckzylinder
von 20
- 30
- Ölsumpf
- 40
- externe
Druckerzeugungseinheit
- 41
- Elektromotor
- 42
- Pumpe
- 43
- Ölfilter
- 44
- Pumpe
- 45
- Ölkühler
- 60
- Kolbenventil
- 61
- Stufenkolben
- 62
- Ventilgehäuse
- 63
- Spiralfeder
- 64
- Ansatz
- 65
- Bohrung
- 66
- Bohrung
- 67
- Bohrung
- 68
- Bohrung
- 69
- erste
Kolbenfläche
- 70
- zweite
Kolbenfläche
- 71
- erste
Steuerkante
- 72
- zweite
Steuerkante
- 80
- Kugelsitzventil
- 81
- Kugel
- 82
- Ventilsitz
- 83
- Kolben
- 84
- erste
Kolbenfläche
- 85
- zweite
Kolbenfläche
- 86
- Bohrung
- 87
- Bohrung
- 88
- Bohrung
- 89
- Bohrung
- 90
- Bohrung
- 91
- Bohrung
- 92
- Ventilgehäuse
- 100
- Hochdruck-Teilkreis
- 101
- Eingangs-Rückschlagventil
- 102
- Druckspeicher
- 110
- erstes
Schaltventil von 100
- 111
- erstes
Rückschlagventil
- 120
- zweites
Schaltventil von 100
- 121
- zweites
Rückschlagventil
- 130
- Sicherheitsventil
- 130'
- Kombinationsventil
- 131
- Überdruckventil
- 140
- Verknüpfungsventil
- 141
- Elektromotor
- 142
- Zahnradpumpe
- 143
- Ölfilter
- 146
- Druckentlastungsventil
- 200
- Niederdruck-Teilkreis
- 210
- Schaltventil
von 200
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006008236
A1 [0002]
- - EP 1527938 A2 [0007, 0010]