DE102008001039A1

DE102008001039A1 - Getriebevorrichtung mit wenigstens einem über ein Hydrauliksystem hydraulisch betätigbaren formschlüssigen Schaltelement

Info

Publication number: DE102008001039A1
Application number: DE102008001039A
Authority: DE
Inventors: Thilo Schmidt; Christian Popp; Valentine Herbeth; Jörg ARNOLD; Klaus Steinhauser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2009-10-15
Also published as: US20090249777A1

Abstract

Es wird eine Getriebevorrichtung (10) mit wenigstens einem über ein Hydrauliksystem (11) hydraulisch betätigbaren formschlüssen Schaltelement (12) beschrieben, das im Bereich eines Kolbenraumes über eine Hydraulikfluid führende Zuleitung (20) mit hydraulischem Druck (p_12) beaufschlagbar und von einem geöffneten in einen geschlossenen Betriebszustand überführbar ist. Stromauf des formschlüssigen Schaltelementes (12) ist eine Rückschlagventileinrichtung (27) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit wenigstens einem über ein Hydrauliksystem hydraulisch betätigbaren formschlüssigen Schaltelement gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Üblicherweise sind aus der Praxis bekannte Getriebevorrichtungen bzw. Automatgetriebe mit nasslaufenden reibschlüssigen Schaltelementen, wie Lamellenkupplungen oder -bremsen, ausgeführt. Die Übertragungsfähigkeit solcher reibschlüssiger Schaltelemente wird beispielsweise über einen mit hydraulischem Druck beaufschlagbaren Betätigungskolben eingestellt, der in Abhängigkeit des jeweils anliegenden hydraulischen Druckes ein aus Innen- und Außenlamellen bestehendes Lamellenpaket eines Schaltelementes mit einer in Abhängigkeit des anliegenden Druckes stehenden Kraft verpresst. Das jeweils über ein Schaltelement führbare Drehmoment ist idealerweise proportional zu dem am Betätigungskolben anliegenden Betätigungsdruck, um ein kontinuierliches Zuschalten der Kupplung durchführen zu können.
Derartige Getriebevorrichtungen erlauben die Durchführung sogenannter zugkraftunterbrechungsfreier Lastschaltungen, wobei das über eine Getriebevorrichtung zu führende Drehmoment vor einer Lastschaltung von einem in den Kraftfluss der Getriebevorrichtung zugeschalteten und das Drehmoment übertragenden Schaltelement und nach der Lastschaltung über ein zunächst aus dem Kraftfluss abgeschaltetes Schaltelement und während der Lastschaltung zuzuschaltendes Schaltelement übertragen wird, wenn das lastführende Schaltelement während der Lastschaltung in gewünschtem Umfang abgeschaltet wird.
Der zur Betätigung eines reibschlüssigen Schaltelementes erforderliche Volumenstrom verhält sich dabei kontinuierlich zu dem im Hydrauliksystem vorliegenden hydraulischen Druck, wobei sich durch das Weg/Druckverhalten des Schaltelementes immer ein prognostizierbarer Druck/Volumenstrom aus dem versorgenden Hydrauliksystem ergibt. Aufgrund der Prognostizierbarkeit sind Druckspitzen im Hydrauliksystem mittels einer geeigneten Ansteuerung des Hydrauliksystems vermeidbar.
Automatisierte Schaltgetriebe und auch Doppelkupplungsgetriebe sind oftmals mit Schaltelementen bzw. Kupplungen ausgeführt, die nur während lastfreien Betriebszuständen oder nahe lastfreien Betriebszuständen einer Getriebevorrichtung zu- oder abschaltbar sind. Solche Schaltelemente sind beispielsweise formschlüssige Klauenkupplungen oder mit Synchronisiereinrichtungen ausgeführte Klauenverrastungselemente.
Bei hydraulisch betätigbaren formschlüssigen Schaltelementen erfolgt die Verschiebung eines hydraulischen Betätigungskolbens nachteilhafterweise mit stark unterschiedlichem Kraft-Weg-Verlauf. So wird zur Verschiebung des Betätigungskolbens nur eine geringe Kraft bzw. ein niedriger Betätigungsdruck benötigt, bis der Betätigungskolben auf ein Hindernis trifft und dessen Bewegung gestoppt wird. Ein derartiges Ereignis wird beispielsweise dadurch ausgelöst, wenn die während eines Schließvorganges miteinander formschlüssig in Eingriff zu bringenden Hälften eines formschlüssigen Schaltelementes sich in Anlage befinden ohne dabei formschlüssig miteinander zu verrasten. Während eines solchen Betriebszustandes eines formschlüssigen Schaltelementes ist über ein formschlüssiges Schaltelement im Wesentlichen kein Drehmoment übertragbar.
Da die Bewegung des Betätigungskolbens eines formschlüssigen Schaltelementes zum Zeitpunkt der Anlage schlagartig abgebremst wird, ist der dem Schaltelement aus der Druckversorgung eines Hydrauliksystems der Ge triebevorrichtung zur Betätigung des Schaltelementes zugeführte Hydraulikfluidvolumenstrom sprungförmig bzw. abrupt zu reduzieren, um ein plötzliches Ansteigen des Druckes im Hydrauliksystem zu vermeiden, wobei im Hydrauliksystem dennoch unerwünscht hohe Druckspitzen verursacht werden.
Dies resultiert aus der Tatsache, dass derartige Ereignisse während einer Betätigung eines formschlüssigen Schaltelementes von der Stellung der beiden Kupplungshälften eines formschlüssigen Schaltelementes zueinander abhängig sind, mit an sich bekannten und einem formschlüssigen Schaltelement zugeordneten Weg-Mess-Systemen nicht vorhersagbar und ein entsprechender Steuereingriff nicht rechtzeitig einleitbar ist.
Spuren die beiden formschlüssig miteinander in Eingriff zu bringenden Kupplungshälften eines formschlüssigen Schaltelementes nach einer sogenannten Synchronisationsphase ein, bewegt sich der weiterhin mit Betätigungsdruck beaufschlagte Betätigungskolben eines formschlüssigen Schaltelementes ab dem Einspurzeitpunkt des Schaltelementes schlagartig weiter. Aufgrund der plötzlichen Bewegung des Betätigungskolbens ist ein sprunghafter Anstieg des Hydraulikfluidvolumenstroms aus dem Hydrauliksystem in Richtung des Kolbenraumes des Schaltelementes erforderlich, um einen erheblichen Druckeinbruch im Hydrauliksystem zu vermeiden. Das Anheben des Hydraulikvolumenstromes ist jedoch nachteilhafterweise nur verzögert über eine entsprechende Betätigung verschiedener Ventileinrichtungen des Hydrauliksystems durchführbar.
Erreicht der Betätigungskolben des formschlüssigen Schaltelementes einen zu einem geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes äquivalenten Endanschlag, wird der Betätigungskolben wiederum schlagartig abgebremst. Dies führt wiederum im Bereich des Hydrauliksystems zu einem erneuten Anstieg des hydraulischen Drucks, der durch eine entsprechende Betätigung verschiedener Komponenten des hydraulischen Steuerungssystems auf das angeforderte Niveau zu reduzieren ist. Das Erreichen des Endanschlags des Betätigungskolbens verursacht im Druckverlauf des Betätigungsdruckes eines formschlüssigen Schaltelementes einen sogenannten Drucküberschwinger.
Darüber hinaus besteht bei einem Druckabfall in einem ein formschlüssiges Schaltelement mit Arbeitsdruck versorgenden Teil des Hydrauliksystems einer Getriebevorrichtung nachteilhafterweise die Möglichkeit, dass sich das formschlüssige Schaltelement in ungünstigen Betriebszuständen unerwünschterweise selbstständig öffnet und der Kraftfluss in der Getriebevorrichtung unterbrochen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebevorrichtung mit wenigstens einem über ein Hydrauliksystem hydraulisch betätigbaren formschlüssigen Schaltelement zur Verfügung zu stellen, mit welchem ein unerwünschtes Öffnen eines formschlüssigen Schaltelementes bei Druckabfällen im Hydrauliksystem auf einfache und kostengünstige Art und Weise vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung mit wenigstens einem über ein Hydrauliksystem hydraulisch betätigbaren formschlüssigen Schaltelement, das im Bereich eines Kolbenraumes über eine Hydraulikfluid führende Zuleitung mit hydraulischem Druck beaufschlagbar und von einem geöffneten in einen geschlossenen Betriebszustand überführbar ist, ist stromauf des formschlüssigen Schaltelementes eine Rückschlagventileinrichtung angeordnet.
Mittels der Rückschlagventileinrichtung wird bei einem betriebszustandabhängigen Druckabfall im Hydrauliksystem unterhalb des Betätigungsdruckes des formschlüssigen Schaltelementes ein unerwünschtes Öffnen eines formschlüssigen Schaltelementes durch ein vorzugsweise Zurückfahren eines Betätigungskolbens des Schaltelementes in seine Ausgangslage, in der das formschlüssige Schaltelement im Wesentlichen in einem geöffneten Betriebszustand vorliegt, auf einfache und kostengünstige Art und Weise vermieden, wobei über die Rückschlagventileinrichtung sichergestellt wird, dass der Kolbenraum des formschlüssigen Schaltelementes nicht in Richtung eines vorzugsweise Systemdruck führenden Bereiches des Hydrauliksystems entlüftet wird.
Damit bei einem Funktionsausfall der zur Einstellung des Betätigungsdruckes des formschlüssigen Schaltelementes vorgesehenen Ventileinrichtung ein sicheres Öffnen des formschlüssigen Schaltelementes gewährleistbar ist, ist es bei einer Ausführungsform der Getriebevorrichtung nach der Erfindung vorgesehen, dass die Rückschlagventileinrichtung zwischen wenigstens zwei Schaltstellungen umschaltbar ausgebildet ist, wobei die Rückschlagventileinrichtung in einer ersten Schaltstellung in Befüllrichtung des Kolbenraumes des formschlüssigen Schaltelementes durchströmbar ist und ein Rückfluss durch die Rückschlagventileinrichtung entgegen der Befülleinrichtung des Kolbenraumes des formschlüssigen Schaltelementes gesperrt ist, und wobei in der zweiten Schaltstellung der Rückschlagventileinrichtung Hydraulikfluid entgegen der Befüllrichtung des Kolbenraumes über die Rückschlagventileinrichtung führbar ist.
Alternativ hierzu ist die Rückschlagventileinrichtung mit einer Bypassdrossel ausgebildet, über die vom formschlüssigen Schaltelement entgegen der Sperrrichtung der Rückschlagventileinrichtung Hydraulikfluid an der Rückschlagventileinrichtung vorbei führbar ist, um ein sicheres Öffnen der Kupplung im Fehlerfall der Ventileinrichtung gewährleisten zu können.
Um den Betätigungsdruck des formschlüssigen Schaltelementes unabhängig von der Wirkungsweise der Rückschlagventileinrichtung einstellen zu können, ist bei einer Weiterbildung der Getriebevorrichtung nach der Erfindung zwischen der Rückschlagventileinrichtung und dem formschlüssigen Schaltelement eine zur Einstellung des Betätigungsdruckes des Schaltelementes vorgesehene Ventileinrichtung angeordnet.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ist eine erste Steuerzunge der Ventileinrichtung mit einer Systemdruck führenden Leitung und eine zweite Steuerzunge der Ventileinrichtung mit einem drucklosen Bereich des Hydrauliksystems verbunden, die in Abhängigkeit einer Stellung eines Ventilschiebers der Ventileinrichtung miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, um das formschlüssige Schaltelement bzw. dessen Kolbenraum betriebszustandsabhängig drucklos schalten zu können.
Die das formschlüssige Schaltelement mit der Ventileinrichtung verbindende und Hydraulikfluid führende Zuleitung des Schaltelementes ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung mit einer Dämpfungseinrichtung wirkverbunden, mittels der Druckschwankungen des in der Zuleitung vorliegenden hydraulischen Druckes zumindest teilweise ausgleichbar sind. Während der Betätigung eines formschlüssigen Schaltelementes aufgrund eines stark unterschiedlichen Kraft-Weg-Verlaufes auftretende Druckschwankungen werden im hydraulischen System im Bereich der Dämpfungseinrichtung gedämpft und Rückkopplungen massiver Druckspitzen in Richtung des das Schaltelement betätigenden Hydrauliksystems werden auf einfache und kostengünstige Art und Weise vermieden.
Um die Dämpfungseinrichtung in einer hydraulischen Steuerung des Hydrauliksystems positionieren zu können, ist zwischen der Dämpfungseinrichtung und der zur Einstellung des Betätigungsdruckes des formschlüssigen Schaltelementes vorgesehenen Ventileinrichtung eine Drosseleinrichtung angeordnet.
Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform der Getriebevorrichtung nach der Erfindung umfasst die Dämpfungseinrichtung eine Federeinrichtung, die im Bereich einer Wirkfläche eines Dämpfungselementes mit dem hydraulischen Druck der Zuleitung beaufschlagbar ist und deren Federkraft der an dem Dämpfungselement angreifenden Druckkraft des hydraulischen Druckes entgegenwirkt.
Die der hydraulischen Druckkraft entgegenwirkende Federkraft der Federeinrichtung der Dämpfungseinrichtung ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Getriebevorrichtung nach der Erfindung größer als eine maximale hydraulische Betätigungskraft eines Betätigungskolbens des Schaltelementes, womit während eines Schließvorganges eines formschlüssigen Schaltelementes eine Bewegung des Betätigungskolbens des Schaltelementes durch die Dämpfungseinrichtung nicht beeinflusst wird und sich die Dämpfungswirkung der Dämpfungseinrichtung erst bei einem unerwünschten Anstieg des Betätigungsdruckes des formschlüssigen Schaltelementes einstellt.
Zusätzlich oder alternativ hierzu ist die der hydraulischen Druckkraft entgegenwirkende Federkraft der Federeinrichtung der Dämpfungseinrichtung bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung kleiner als ein minimaler Systemdruck des Hydrauliksystems, womit die Funktionsweise der Dämpfungseinrichtung über den gesamten Betriebsbereich der Getriebevorrichtung zur Verfügung steht.
Eine besonders bauraumgünstige und einfach montierbare Ausführungsform der Getriebevorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung in das formschlüssige Schaltelement integriert ist.
Die Dämpfungseinrichtung umfasst bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Getriebevorrichtung nach der Erfindung eine einfach wirkende Kolben-Zylinder-Einheit, wobei das Dämpfungselement der Dämpfungseinrichtung als ein in einem Zylinder axial verschieblicher Kolben ausgeführt ist, der vorzugsweise koaxial zu dem Betätigungskolben des Schaltelementes angeordnet ist. Die als Kolben-Zylinder-Einheit ausgeführte Dämpfungseinrichtung stellt eine einfache und kostengünstig herstellbare Ausführungsform dar, die in beliebiger Art und Weise in die Getriebevorrichtung integrierbar ist.
Der Kolben der Dämpfungseinrichtung und der Betätigungskolben des Schaltelementes sind bei einer einen geringen Bauraumbedarf aufweisenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung als radial aneinander angrenzende Ringkolben ausgebildet.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Getriebevorrichtung nach der Erfindung ist dem Betätigungskolben des formschlüssigen Schaltelementes ein Weg-Mess-System zugeordnet, mittels welchem zumindest eine Endlage des Betätigungskolbens des Schaltelementes, in der das Schaltelement sich in geschlossenem Betriebszustand befindet, verifizierbar ist. Damit besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, den dem formschlüssigen Schaltelement bzw. dessen Kolbenraum zugeführten Hydraulikfluidvolumenstrom bereits kurz vor dem Erreichen der Endlage des Betätigungskolbens über ein Vorsteuerventil oder dergleichen kontinuierlich zu reduzieren, um Druckschwankungen im Hydrauliksystem zu vermeiden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei zu Gunsten der Übersichtlichkeit in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1 eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges, der mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ausgebildet ist;
2 einen Hydraulikschaltplan eines Teils eines Hydrauliksystems der Getriebevorrichtung gemäß 1, über welchen ein formschlüssiges Schaltelement betätigt wird;
3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung gemäß 1 in einer 2 entsprechenden Darstellung;
4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung in einer 2 entsprechenden Darstellung, bei der eine Dämpfungseinrichtung außerhalb einer hydraulischen Steuerung des Hydrauliksystems angeordnet ist;
5 ein viertes Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung in einer 2 entsprechenden Darstellung, wobei einer einen Betätigungsdruck für das formschlüssige Schaltelement einstellenden Ventileinrichtung ein elektrohydraulischer Aktor zugeordnet ist;
6 eine stark schematisierte Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform des formschlüssigen Schaltelementes der Getriebevorrichtung;
7 eine zweite Ausführungsform des formschlüssigen Schaltelementes der Getriebevorrichtung in einer 6 entsprechenden Darstellung;
8 mehrere Verläufe verschiedener Betriebszustandsparameter einer Getriebevorrichtung während eines Schließ- und eines sich daran anschließenden Öffnungsvorganges eines hydraulisch betätigbaren formschlüssigen Schaltelementes, wobei die Getriebevorrichtung ohne Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist; und
9 mehrere Verläufe verschiedener Betriebszustandsparameter der Getriebevorrichtung während eines Schließ- und eines sich daran anschließenden Öffnungsvorganges des hydraulisch betätigbaren formschlüssigen Schaltelementes, dem die Dämpfungseinrichtung zugeordnet ist.
1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges eines Fahrzeuges 1 mit einer ersten Fahrzeugachse 2 und einer zweiten Fahrzeugachse 3. Die erste Fahrzeugachse 2 ist eine Fahrzeugvorderachse und die zweite Fahrzeugachse 3 stellt die Fahrzeughinterachse des Fahrzeuges 1 dar, die jeweils mit Antriebsrädern 4, 5 bzw. Rädern 39, 40 ausgeführt sind. Die Antriebsräder 4, 5 sind über zwei Antriebswellen 6, 7 mit einer Differentialgetriebeeinheit 8 verbunden.
Mittels der Differentialgetriebeeinheit 8 wird ein von einem vorliegend als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebsaggregat 9, das auch ein Elektromotor oder ein Hybridantrieb sein kann, erzeugtes Antriebsmoment zu gleichen Teilen auf die beiden Antriebsräder 4 und 5 verteilt. Darüber hinaus ist zwischen dem Antriebsaggregat 9 und der Differentialgetriebeeinheit 8 eine Getriebevorrichtung 10 vorgesehen, die als automatisiertes Schaltgetriebe, als Doppelkupplungsgetriebe oder dergleichen ausgeführt sein kann und mittels welcher in an sich bekannter Art und Weise verschiedene Übersetzungsstufen darstellbar sind.
2 bis 5 zeigen jeweils ein Hydraulikschema eines Teils eines Hydrauliksystems 11 der Getriebevorrichtung 10, über den jeweils ein formschlüssiges Schaltelement 12 der Getriebevorrichtung 10 hydraulisch betätigbar ist. Die verschiedenen Ausführungsformen des Hydrauliksystems 11 der Getriebevorrichtung 10 unterscheiden sich jeweils lediglich in Teilbereichen, weshalb in der Beschreibung zu den Ausführungsbeispielen gemäß 3 bis 5 im Wesentlichen jeweils nur auf die Unterschiede zu dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 11 Bezug genommen wird.
Bei dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 11 liegt über eine erste hydraulische Leitung 13 ein im Hydrauliksystem 11 vorliegender Systemdruck p_sys an, der im Bereich eines nicht näher dargestellten Systemdruckventils eingestellt wird. Der Systemdruck p_sys wird sowohl in Richtung eines so genannten Reduzierventils 14 als auch in Richtung einer Ventileinrichtung 15 weitergeleitet. Im Bereich des Reduzierventils 14 wird der Systemdruck p_sys auf einen Reduzierdruck p_red eingestellt, der wiederum in Richtung eines elektrohydraulischen Aktors 16 weitergeleitet wird.
Im Bereich des elektrohydraulischen Aktors bzw. des elektrischen Steuerventils 16 wird in Abhängigkeit eines anliegenden Steuerstromes ein so genannter Vorsteuerdruck p_VS_15 der Ventileinrichtung 15 eingestellt und im Bereich einer Steuerfläche 17 eines Ventilschiebers 18 der Ventileinrichtung 15 angelegt, so dass am Ventilschieber 18 eine aus dem Vorsteuerdruck p_VS_15 resultierende und einer Federkraft einer ersten Federeinrichtung 19 entgegen gerichtete Druckkraft anliegt.
In Abhängigkeit des Vorsteuerdruckes p_VS_15 wird der an einer vierten Steuerzunge 15_4 der Ventileinrichtung 15 anliegende Systemdruck p_sys über eine dritte Steuerzunge 15_3 in entsprechend gewandelter Höhe in Rich tung des formschlüssigen Schaltelementes 12 bzw. in Richtung eines in 2 nicht näher dargestellten Kolbenraumes des Schaltelementes 12 weitergeleitet.
Zwischen der dritten Steuerzunge 15_3 der Ventileinrichtung 15 und dem formschlüssigen Schaltelement 12 zweigt von einer Zuleitung 20 des Schaltelementes 12 eine zweite hydraulische Leitung 21 ab, die die Zuleitung 20 bei den in 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen mit einer Dämpfungseinrichtung 22 verbindet. Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist ohne die Dämpfungseinrichtung ausgebildet, mittels der in der Zuleitung 20 Druckschwankungen zumindest teilweise ausgleichbar sind.
Zum Ausgleich der Druckschwankungen ist die Dämpfungseinrichtung 22 mit einer zweiten Federeinrichtung 23 ausgebildet, deren Federkraft vorliegend an einen in einem Zylinder 24 axial verschieblichen Kolben 25 einer einfach wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit der Dämpfungseinrichtung 22 anliegt, die der am Kolben 25 über die zweite hydraulische Leitung 21 angreifenden Druckkraft entgegenwirkt.
Bei dem in 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 11 ist die Ventileinrichtung 15 als direkt gesteuertes Betätigungsventil ausgebildet, bei welchem eine axiale Stellung des Ventilschiebers 18 über einen elektromagnetischen Aktor bzw. einen Proportionalmagneten 26 eingestellt wird.
Zusätzlich ist bei allen in 2 bis 5 gezeigten Ausführungsformen der Getriebevorrichtung 1 bzw. des Hydrauliksystems 11 stromauf der Ventileinrichtung 15 bzw. stromauf der vierten Steuerzunge 15_4 der Ventileinrichtung 15 eine Rückschlagventileinrichtung 27 mit einer Bypassdrossel 28 vorgesehen. Durch die Rückschlagventileinrichtung 27 wird eine Strömungsrichtung eines über die erste hydraulische Leitung 13 geführten Hydraulikfluidvolumenstromes in Richtung der Ventileinrichtung 15 und damit des formschlüssi gen Schaltelementes 12 freigegeben, während eine Rückströmung ausgehend von der vierten Steuerzunge 15_4 der Ventileinrichtung 15 über die Rückschlagventileinrichtung 27 gesperrt ist. Damit wird ein schlagartiger Druckabfall im Bereich des formschlüssigen Schaltelementes 12 bei Auftreten eines Druckeinbruches des Systemdrucks p_sys auf einfache und kostengünstige Art und Weise vermieden sowie ein unter Umständen daraus resultierendes ungewolltes Öffnen des formschlüssigen Schaltelementes 12 verhindert.
Über die Bypassdrossel 28 ist das Schaltelement 12 bei fehlerhafter Funktionsweise der Ventileinrichtung 15 drucklos schaltbar, womit bei einem Ausfall der Ventileinrichtung 15 ein sicheres Öffnen des Schaltelementes gewährleistet ist. Bei normaler Funktionsweise der Ventileinrichtung 15 ist die Zuleitung 20 über den Ventilschieber 18 mit einer zweiten Steuerzunge 15_2 verbindbar, die über eine dritte hydraulische Leitung 29 mit einem drucklosen Bereich 30 der Getriebevorrichtung 10 verbunden ist.
In der dritten hydraulischen Leitung 29 ist zwischen der zweiten Steuerzunge 15_2 der Ventileinrichtung 15 und dem drucklosen Bereich 30 bzw. einem Hydraulikfluidreservoir, das vorliegend der Ölsumpf der Getriebevorrichtung 10 ist, ein Rückschlagventil 31 vorgesehen. Mittels des Rückschlagventiles 31 wird ein vollständiges Entleeren des Hydrauliksystems 11 verhindert, da das weitere Rückschlagventil 31 erst ab einem Druckwert von vorzugsweise größer als 0,25 bar öffnet.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 11 der Getriebevorrichtung 10 ist das Hydrauliksystem 11 ohne die Rückschlagventileinrichtung 27 und ohne die Bypassdrossel 28 ausgebildet, so dass das Schaltelement 12 sowohl über die dritte hydraulische Leitung 19 als auch bei entsprechend niedrigem Systemdruck p_sys über die erste hydraulische Leitung 13 drucklos schaltbar ist.
Das in 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 11 ist mit einem als Magnetventil ausgebildeten elektrohydraulischen Aktor 16 ausgeführt, um den Vorsteuerdruck p_VS_15 der Ventileinrichtung 15 betriebszustandsabhängig einstellen zu können. Im Bereich des Magnetventils 16 wird der Reduzierdruck p_red in Abhängigkeit eines anliegenden Betätigungsstromes entsprechend gewandelt und anschließend in Richtung der Steuerfläche 17 der Ventileinrichtung 15 weitergeleitet.
Die Dämpfungseinrichtung 22 ist außerhalb einer hydraulischen Steuerung 32 des Hydrauliksystems 11 angeordnet, wobei zwischen der Ventileinrichtung 15 und der Dämpfungseinrichtung 22 eine Zuführdrossel 33A vorgesehen ist, durch welche der Kolben 25 der Dämpfungseinrichtung 22 von der das Schaltelement 12 ansteuernden Ventileinrichtung 15 getrennt ist.
Das in 5 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystemes 11 entspricht im Wesentlichen dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Dämpfungseinrichtung 22 im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel außerhalb der hydraulischen Steuerung 32 angeordnet ist.
In 6 und 7 sind zwei konstruktiv konkretisierte Ausführungsbeispiele des formschlüssigen Schaltelementes 12 jeweils in stark vereinfachten Einzellängsschnittansichten dargestellt, wobei die Dämpfungseinrichtung 22 bei beiden Ausführungsbeispielen jeweils bauraumgünstig in das Schaltelement 12 integriert ist.
Bei dem in 6 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Schaltelementes 12 der Getriebevorrichtung 10 sind ein Betätigungskolben 33 des Schaltelementes 12 und der Kolben 25 der Dämpfungseinrichtung 22 koaxial und in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet und begrenzen einen gemeinsamen Kolbenraum 34, der über die Zuleitung 20 mit dem im Bereich der Ventileinrichtung 15 eingestellten Betätigungsdruck p_12 beaufschlagt wird.
Der Betätigungskolben 33 ist mit einer in Öffnungsrichtung des Schaltelementes 12 wirkenden Federkraft einer dritten Federeinrichtung 35 beaufschlagt, die zum Schließen des formschlüssigen Schaltelementes 12 von im Kolbenraum 34 anliegenden Betätigungsdruck p_12 zu überwinden ist. Die zweite Federeinrichtung 23 der Dämpfungseinrichtung 22 ist in einem auf der dem Kolbenraum 34 abgewandten Seite des Kolbens 25 angeordneten Federraum 36 montiert. Der Federraum 36 ist mit einer Entlüftungsbohrung 36A ausgebildet, um im Federraum 36 einen die Funktionsweise der Dämpfungseinrichtung 22 beeinträchtigenden Druckaufbau durch Leckageströme ausgehend vom Kolbenraum 34 in Richtung des Federraumes 36 zu vermeiden.
Bei dem in 7 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des formschlüssigen Schaltelementes 12 sind der Kolben 25 der Dämpfungseinrichtung und der Betätigungskolben 33 des Schaltelementes 12 ebenfalls koaxial zueinander angeordnet und als radial aneinander angrenzende Ringkolben ausgebildet, wobei der Kolben 25 den Betätigungskolben 33 radial umgreift.
Bei beiden Ausführungsbeispielen des formschlüssigen Schaltelementes 12 gemäß 6 und gemäß 7 wird die druckabhängige Volumenstromanforderung bzw. Änderung der Anforderung aus dem über die erste hydraulische Leitung 13 verbundenen Teil des Hydrauliksystems 11 durch den Kolben 25 im Kolbenraum 34 des Schaltelementes 12 soweit gedämpft, dass über die erste hydraulische Leitung 13 ausgehend vom Kolbenraum 34 keine massiven Druckspitzen rückgekoppelt werden.
Der Betätigungskolben 33 des formschlüssigen Schaltelementes 12 ist als einfach wirkender Zylinderkolben ausgebildet, der durch die dritte Federeinrichtung 35 bzw. durch eine entsprechende Rückstellfeder in eine erste Endla ge, in der das formschlüssige Schaltelement 12 vollständig geöffnet ist, verbracht wird, wenn der Betätigungsdruck p_12 unter einen Schwellwert absinkt.
Ist das hydraulische System 11 mit einem Mindestdruck von 5 bar ausgelegt, wird der Betätigungsdruck der Rückstellfeder bzw. der dritten Federeinrichtung 35 des Schaltelementes 12 auf ca. 1 bis 2 bar eingestellt. Liegt eine entsprechende Anforderung für eine Zuschaltung bzw. für ein Schließen des formschlüssigen Schaltelementes 12 vor, wird der Betätigungsdruck p_12 im Bereich der Ventileinrichtung 15 auf einen Druckwert eingestellt, der weit über der Federkraft der dritten Federeinrichtung 35 liegt, womit zum Schließen des formschlüssigen Schaltelementes ein möglichst großer Volumenstrom in Richtung des Kolbenraumes 34 geführt wird.
Die vorteilhafte Wirkungsweise der Dämpfungseinrichtung 22 wird nachfolgend anhand eines Vergleich zwischen mehreren Verläufen verschiedener Betriebszustandsparameter der Getriebevorrichtung erläutert, die sich während eines Schließvorganges des formschlüssigen Schaltelementes 12 einstellen, wobei sich die in 8 gezeigten Verläufe während des Schließvorganges eines Schaltelementes einstellen, dem keine Dämpfungseinrichtung zugeordnet ist. Die in 9 dargestellten Verläufe stellen sich während eines Schließvorganges des Schaltelementes 12 ein, das mit der Dämpfungseinrichtung 22 in der vorbeschriebenen Art und Weise in Wirkverbindung steht.
In 8 und 9 ist jeweils neben dem Verlauf eines über eine elektrische Getriebesteuerung vorgegebenen und über die Ventileinrichtung 15 einzustellenden Soll-Betätigungsdruckes p_12_soll des formschlüssigen Schaltelementes ein sich während eines sich von einem Zeitpunkt T1 bis zu einem Zeitpunkt T7 erstreckenden Schließvorganges des formschlüssigen Schaltelementes und einer sich daran anschließenden und vom Zeitpunkt T9 bis zu einem Zeitpunkt T12 andauernden Öffnungsphase des Schaltelementes sich einstellender Verlauf eines Ist-Betätigungsdruckes p_12_ist des formschlüssigen Schaltelementes 12 gezeigt.
Zusätzlich ist jeweils ein Verlauf des im Hydrauliksystem 11 stromauf der Ventileinrichtung 15 vorliegenden Systemdrucks p_sys sowie ein Verlauf der Kolbenbewegung x_33 des Betätigungskolbens 33 dargestellt, wobei in 9 zudem auch ein Verlauf der Kolbenbewegung x_25 des Kolbens 25 der Dämpfungseinrichtung 22 graphisch wiedergegeben ist.
Zum Zeitpunkt T1, zu dem sich das formschlüssige Schaltelement 12 in vollständig geöffnetem Betriebszustand befindet, wird der Soll-Betätigungsdruck p_12_soll des formschlüssigen Schaltelementes 12 aufgrund einer vor dem Zeitpunkt T1 generierten Anforderung zum Schließen des formschlüssigen Schaltelementes 12 auf einen das Schaltelement 12 schließenden Druckwert angehoben.
Die Sollwertvorgabe bewirkt, dass der Ist-Betätigungsdruck p_12_ist des Schaltelementes 12 mit einer kurzen Verzögerung ebenfalls sprungförmig ansteigt und der Betätigungskolben 33 aus seiner ersten Endlage, zu der das Schaltelement 12 vollständig geöffnet ist, in Richtung seiner zweiten Endlage, zu der das Schaltelement 12 vollständig geschlossen ist, bewegt wird.
Während der Bewegungsphase des Betätigungskolbens 33 des formschlüssigen Schaltelementes 12 ausgehend von seiner ersten Endlage in Richtung seiner zweiten Endlage, in der ein erstes Zahnprofil 37 des Schaltelementes 12 formschlüssig mit einem zweiten Zahnprofil 38 in Eingriff ist und das formschlüssige Schaltelement 12 sich in seinem geschlossenem Betriebszustand befindet, stellt sich im Kolbenraum 34 des Schaltelementes 12 ein Druck ein, der weitestgehend einem der Federkraft der dritten Federeinrichtung 35 äquivalenten Druckwert entspricht.
Der Systemdruck p_sys sinkt zwischen einem Zeitpunkt T2, der zeitlich kurz auf den Zeitpunkt T1 folgt, und einem weiteren Zeitpunkt T3 aufgrund der Kolbenbewegung des Betätigungskolbens 33 des Schaltelementes 12 ab. Ab dem Zeitpunkt steigt der Systemdruck p_sys aufgrund einer entsprechenden Reaktion im Bereich des Systemdruckventils wieder an und wird dann wenigstens annährend konstant gehalten.
Zum Zeitpunkt T4, zu dem eine Bewegung des Betätigungskolbens 33 gesperrt ist, steigt sowohl der Ist-Betätigungsdruck p_12_ist im Kolbenraum 34 des Schaltelementes 12 als auch der Systemdruck p_sys an, wobei zusätzlich die kinetische Energie des zuvor in Richtung des formschlüssigen Schaltelementes 12 geführten Hydraulikfluidvolumenstroms in einen hydrodynamischen Druck umgewandelt wird und einen erheblichen Druckanstieg im Kolbenraum 34 und auch im Systemdruck führenden Bereich des Hydrauliksystems 11 bewirkt.
Die Bewegung des Betätigungskolbens 33 des formschlüssigen Schaltelementes 12 ist entweder bei Erreichen des zweiten Endanschlages zum Zeitpunkt T7 beendet oder wird bereits vorher zum Zeitpunkt T4 unterbrochen, zu dem eine so genannte Zahn-Zahn-Stellung vorliegt, bei der die beiden Zahnprofile 37 und 38 im Bereich von einander zugewandten Stirnseiten aneinander anliegen und nicht in gewünschtem Umfang vollständig in formschlüssigen Eingriff miteinander bringbar sind.
Die zum Zeitpunkt T4 durch den plötzlichen Stopp der Kolbenbewegung ausgelöste und in 8 dargestellte Druckspitze im Hydrauliksystem 11 wird durch den unabhängigen und einfach wirkenden Kolben 25, dem eine separate Rückstellfeder bzw. die zweite Federeinrichtung 23 zugeordnet ist, bzw. durch dessen Bewegung in der in 9 dargestellten Art und Weise derart gedämpft, dass stromauf der Ventileinrichtung 15 eine negative Rückwirkung auf das restliche hydraulische System der Getriebevorrichtung 10 vermieden wird. Die reduzierte Rückwirkung ist in 9 durch die im Vergleich zu dem Verlauf des Systemdruckes p_sys gemäß 8 verringerten Druckschwankungen des Systemdrucks p_sys zwischen den Zeitpunkten T4 und T6 graphisch wiedergegeben.
Die zweite Federeinrichtung 23 der Dämpfungseinrichtung 22 wird hierfür derart dimensioniert, dass der Kolben 25 ab einem Schwellwert des Betätigungsdruckes, der idealerweise unterhalb des minimalen Systemdrucks p_sys von vorzugsweise 5 bar und oberhalb des maximalen Betätigungsdruckes des Betätigungskolbens 32 liegt, in der in 9 gezeigten Art und Weise aus seiner ersten unbetätigten Endstellung in Richtung seiner zweiten Endstellung bewegt wird.
Diese Auslegung der zweiten Federeinrichtung 23 der Dämpfungseinrichtung 22 führt dazu, dass der Kolben 25 der Dämpfungseinrichtung 22 während der Bewegung des Betätigungskolbens 33 des formschlüssigen Schaltelementes 12 in einer ersten unbetätigten Endlage verbleibt, da der Ist-Betätigungsdruck p_12_ist im Kolbenraum 34 des Schaltelementes 12 während der Bewegung des Betätigungskolbens 33 einem zu der Federkraft der dritten Federeinrichtung 35 äquivalenten Druckwert entspricht, der kleiner ist als der Betätigungsdruck des Kolbens 25 bzw. der Dämpfungseinrichtung 22.
Sobald die Kolbenbewegung des Betätigungskolbens 33 gestoppt wird, steigt der Druck im Kolbenraum 34 auf das Druckniveau der dritten Federeinrichtung 23 der Dämpfungseinrichtung 22 an, womit dieser aus seiner ersten Endlage in Richtung einer zweiten Endlage, in der das Volumen des Hydrauliksystems 11 im Bereich stromab der Ventileinrichtung 15 vergrößert ist, verschoben wird. Ist die zweite Federeinrichtung 23 der Dämpfungseinrichtung 22 beispielsweise auf einen Betätigungsdruck von 4 bar ausgelegt, steigt der Druck im Kolbenraum 34 bzw. stromab der Ventileinrichtung 15 auf maximal 4 bar an, solange der Kolben 25 der Dämpfungseinrichtung 22 bewegt wird, wobei der in Richtung des formschlüssigen Schaltelementes 12 geführte Hydraulikfluidvolumenstrom zunächst weitestgehend konstant haltbar ist.
Zu einem Zeitpunkt T5, zu dem der Betätigungskolben 33 des mittlerweile eingespurten Schaltelementes 12 in Richtung seiner zweiten Endlage weiterbewegt wird, sinkt der Ist-Betätigungsdruck p_12_ist stromab der Ventileinrichtung 15 und im Kolbenraum 34 auf das Niveau der dritten Federeinrichtung 35 ab. Der Kolben 25 wird dabei nicht weiter in Richtung seiner zweiten Endlage verfahren.
Aufgrund des ab dem Zeitpunkt T5 geringeren Ist-Betätigungsdruckes p_12_ist stromab der Ventileinrichtung 15 bzw. im Bereich der Zuleitung 20 und des Kolbenraumes 34 wird der Kolben 25 von der zugeordneten Federeinrichtung 23 in Richtung seiner ersten Endlage zurück verschoben. Der stromauf der Ventileinrichtung 15 in Richtung des Schaltelementes 12 geführte Hydraulikfluidvolumenstrom ist während dieser Phase der Betätigung des Schaltelementes 12 aufgrund der zuvor aufgetretenen Druckspitze im Hydrauliksystem 11 durch entsprechende getriebesteuerungsseitige Vorgaben reduziert. Durch die Rückstellung des Kolbens 25 in Richtung seiner ersten Endlage wird ein Teil des zur Betätigung des Schaltelementes 12 erforderlichen Hydraulikfluidvolumens in das Hydrauliksystem 11 zurückgeführt, womit die Reduzierung des Hydraulikfluidvolumenstroms wenigstens teilweise kompensiert wird.
Zum Zeitpunkt T7 erreicht der Betätigungskolben 33 seinen zweiten Endanschlag, weshalb der Ist-Betätigungsdruck p_12_ist im Kolbenraum 34 wieder ansteigt. Dies führt wiederum bei einer Getriebevorrichtung, die ohne Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist, zwischen den Zeitpunkten T7 und T9 zu einem weiteren nicht unerheblichen Anstieg des Ist-Betätigungsdruckes p_12_ist und des Systemdruckes p_sys. Diese Druckspitzen werden durch die Dämpfungseinrichtung 22 bzw. durch eine zwischen den Zeitpunkten T7 und T8 erfolgende Betätigung des Kolbens 25 in Richtung seiner zweiten Endlage in dem in 9 dargestellten Umfang vermieden bzw. im Vergleich zu einer Getriebevorrichtung ohne Dämpfungseinrichtung erheblich reduziert.
Gleichzeitig wird der in Richtung des formschlüssigen Schaltelementes 12 geführte Hydraulikfluidvolumenstrom über das Vorsteuerventil bzw. den elektrohydraulischen Aktor 16 oder durch entsprechende Bestromung des elektromagnetischen Aktors 26 kontinuierlich zurückgefahren, um die Druckspitzen im Hydrauliksystem möglichst gering zu halten, wobei das Erreichen des zweiten Endanschlages bzw. der zweiten Endlage des Betätigungskolbens 33 über ein in der Zeichnung nicht näher dargestelltes und an sich bekanntes Weg-Mess-System verifiziert wird und die dafür erforderliche Ansteuerung der Ventileinrichtung 15 rechtzeitig umsetzbar ist.
In vollständig geschlossenem Betriebszustand des formschlüssigen Schaltelementes 12, d. h. in einem statischen Zustand zwischen den Zeitpunkte T8 und T9, wird der Vorsteuerdruck p_VS_15 bei den Ausführungsbeispielen des Hydrauliksystems 11 gemäß 2, 3 und 5 in der in 9 dargestellten Art und Weise auf ein Niveau eingestellt, zu dem der Betätigungskolben 33 des Schaltelementes 12 über den konstanten Ist-Betätigungsdruck p_12_ist in seiner zweiten Endlage verbleibt. Der Kolben 25 der Dämpfungseinrichtung 22 wird bis zum Zeitpunkt T13 in seine erste Endstellung bzw. seine Ausgangslage zurück verschoben.
Bei dem Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems 11 gemäß 3 wird der Betätigungsdruck p_12 in der Zuleitung 20 bzw. im Kolbenraum 34 durch entsprechende Bestromung des elektromagnetischen Aktors 26 der Ventileinrichtung 15 entsprechend eingestellt.
Ausgehend von dem letztbeschriebenen geschlossenen Betriebszustand des Schaltelementes 12, zu dem sich der Kolben 25 in seiner ersten Endlage befindet, ist ein möglichst schnelles Öffnen des formschlüssigen Schaltelemen tes 12 sichergestellt, da der Öffnungsvorgang des Schaltelementes 12 nicht durch eine Bewegung des Kolbens 25 in Richtung seiner ersten Endlage und ein damit einhergehendes Ausschieben von Hydraulikfluidvolumen in die Zuleitung 20 bzw. in den Kolbenraum 34 verzögert wird.
Zum Zeitpunkt T10, zu dem eine Anforderung zum Öffnen des Schaltelementes 12 vorliegt, wird der Soll-Betätigungsdruck p_12_soll des Schaltelementes 12 abgesenkt, der Betätigungskolben von der dritten Federeinrichtung 35 in seine erste Endlage verschoben und das Schaltelement 12 geöffnet, wobei der Ist-Betätigungsdruck p_12_ist während der Kolbenbewegung des Betätigungskolbens 33 dem Niveau der dritten Federeinrichtung 35 und bei vollständig geöffnetem Schaltelement 12 dem über das weitere Rückschlagventil 31 eingestellten Vorbefülldruck des Hydrauliksystems 11 entspricht.
Grundsätzlich wird die Betätigung des Betätigungskolbens 33 des formschlüssigen Schaltelementes 12 idealerweise auf ein Druckniveau ausgelegt, dass der Betätigungskolben 33 unterhalb des minimalen Druckwertes des Systemdrucks p_sys betätigt wird. Fällt der Druckwert des Systemdrucks p_sys im Hydrauliksystem 11 jedoch unterhalb des Betätigungsdruckes des Betätigungskolbens 33 des Schaltelementes 12 ab, besteht unerwünschterweise die Möglichkeit, dass der Betätigungskolben 33 von der dritten Federeinrichtung 35 in Richtung seiner ersten Endlage zurückbewegt wird und das formschlüssige Schaltelement sich ungewollt öffnet.
Durch die Rückschlagventileinrichtung 27 wird sichergestellt, dass der Betätigungskolben 33 bei ungewollten Druckeinbrüchen im Hydrauliksystem 11 nicht unerwünschterweise in seine Ausgangslage zurückfährt. Grundsätzlich wird die Ventileinrichtung 15 ohne die Rückschlagventileinrichtung 27 während ungünstiger Betriebszustände des Hydrauliksystem bei Druckeinbrüchen im Hydrauliksystem 11 durch den nicht konstant haltbaren Arbeitsdruck in einen Betriebszustand überführt, in der die Verbindung zwischen dem formschlüssi gen Schaltelement 12 und der Systemdruckversorgung bzw. der ersten hydraulischen Leitung 13 vollständig geöffnet wird. Durch die Anordnung der Rückschlagventileinrichtung 27 stromauf der vierten Steuerzunge 15_4 der Ventileinrichtung 15 ist sichergestellt, dass der Kolbenraum 34 des formschlüssigen Schaltelementes 12 nicht in Richtung des Systemdruck p_sys führenden Bereiches des Hydrauliksystems 11 entlüftet wird.
Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Rückschlagventileinrichtung 27 mit der Bypassdrossel 28 ausgeführt, über welche wiederum sichergestellt ist, dass das formschlüssige Schaltelement 12 trotz eines Ausfalls der Ventileinrichtung 15 sicher in einen geöffneten Betriebszustand überführbar ist. Bei vollständiger Funktionsweise der Ventileinrichtung 15 erfolgt das Öffnen des Schaltelementes 12 über die Verbindung des Arbeitsdruckes und des Tankanschlusses 15_2 der Ventileinrichtung 15.
Alternativ zu den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Dämpfungseinrichtung, die alle jeweils mit einem über eine Federeinrichtung angefederten Kolben ausgebildet sind, ist die Dämpfungseinrichtung in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch mit einer Membranfeder, einer Gasfeder oder auch mit einer Membran-Gasfeder-Kombination mit oder ohne zusätzlichem mechanischen Federelement, wie einer Schraubenfeder, einer Tellerfeder, einem Federelementpaket oder dergleichen, und/oder mit einem reversibel verformbaren elastischen Dämpfungselement ausführbar, mittels dem die Druckschwankungen in der Zuleitung des formschlüssigen Schaltelementes in der vorbeschriebenen Art und Weise während einer Betätigung des formschlüssigen Schaltelementes zumindest teilweise ausgleichbar sind.

1: Fahrzeug
2: erste Fahrzeugachse
3: zweite Fahrzeugachse
4, 5: Antriebsrad
6, 7: Antriebswelle
8: Differentialgetriebeeinheit
9: Antriebsaggregat
10: Getriebevorrichtung
11: Hydrauliksystem
12: Schaltelement
13: erste hydraulische Leitung
14: Reduzierventil
15: Ventileinrichtung
15_2 bis 15_4: Steuerzunge
16: elektrohydraulischer Aktor
17: Steuerfläche
18: Ventilschieber
19: erste Federeinrichtung
20: Zuleitung
21: zweite hydraulische Leitung
22: Dämpfungseinrichtung
23: Federeinrichtung
24: Zylinder
25: Kolben
26: elektromagnetischer Aktor
27: Rückschlagventileinrichtung
28: Bypassdrossel
29: dritte hydraulische Leitung
30: druckloser Bereich
31: weiteres Rückschlagventil
32: hydraulische Steuerung
33: Betätigungskolben
33A: Drosseleinrichtung, Zuführdrossel
34: Kolbenraum
35: dritte Federeinrichtung
36: Federraum
36A: Entlüftungsbohrung
37: erstes Zahnprofil
38: zweites Zahnprofil
39, 40: Rad
p_red: Reduzierdruck
p_sys: Systemdruck
p_VS_15: Vorsteuerdruck
p_12: Betätigungsdruck des Schaltelementes
t: Zeit
T0 bis T13: diskreter Zeitpunkt

Claims

Getriebevorrichtung (10) mit wenigstens einem über ein Hydrauliksystem (11) hydraulisch betätigbaren formschlüssigen Schaltelement (12), das im Bereich eines Kolbenraumes (34) über eine Hydraulikfluid führende Zuleitung (20) mit hydraulischem Druck (p_12) beaufschlagbar und von einem geöffneten in einen geschlossenen Betriebszustand überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf des formschlüssigen Schaltelementes (12) eine Rückschlagventileinrichtung (27) angeordnet ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventileinrichtung zwischen wenigstens zwei Schaltstellungen umschaltbar ausgebildet ist, wobei die Rückschlagventileinrichtung in seiner ersten Schaltstellung in Befüllrichtung eines Kolbensraumes des formschlüssigen Schaltelementes durchströmbar ist und ein Rückfluss durch die Rückschlagventileinrichtung entgegen der Befüllrichtung des Kolbenraumes des formschlüssigen Schaltelementes gesperrt ist, und wobei in der zweiten Schaltstellung der Rückschlagventileinrichtung Hydraulikfluid entgegen der Befüllrichtung des Kolbenraumes über die Rückschlagventileinrichtung führbar ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventileinrichtung (27) mit einer Bypassdrossel (28) ausgebildet ist, über die vom formschlüssigen Schaltelement (12) entgegen der Sperrrichtung der Rückschlagventileinrichtung (27) Hydraulikfluid an der Rückschlagventileinrichtung (27) vorbei führbar ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rückschlagventileinrichtung (27) und dem formschlüssigen Schaltelement (12) eine zur Einstellung des Betäti gungsdruckes (p_12) des Schaltelementes (12) vorgesehene Ventileinrichtung (15) angeordnet ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Steuerzunge (15_4) der Ventileinrichtung (15) mit einer Systemdruck (p_sys) führenden Leitung (13) und eine zweite Steuerzunge (15_3) der Ventileinrichtung (15) mit einem drucklosen Bereich (30) des Hydrauliksystems (11) verbunden ist, die in Abhängigkeit einer Stellung eines Ventilschiebers (18) der Ventileinrichtung (15) miteinander in Wirkverbindung bringbar sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die das formschlüssige Schaltelement (12) mit der Ventileinrichtung (15) verbindende und Hydraulikfluid führende Zuleitung (20) mit einer Dämpfungseinrichtung (22) wirkverbunden ist, mittels der Druckschwankungen des in der Zuleitung (20) vorliegenden hydraulischen Druckes (p_12) zumindest teilweise ausgleichbar sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dämpfungseinrichtung (22) und der zur Einstellung des Betätigungsdruckes (p_12) des Schaltelementes (12) vorgesehenen Ventileinrichtung (15) eine Drosseleinrichtung (33A) vorgesehen ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (22) eine Federeinrichtung (23) umfasst, die im Bereich einer Wirkfläche eines Dämpfungselementes (25) mit dem hydraulischen Druck (p_12) der Zuleitung (20) beaufschlagbar ist und deren Federkraft der an dem Dämpfungselement (25) angreifenden Druckkraft des hydraulischen Druckes (p_12) entgegenwirkt.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die der hydraulischen Druckkraft entgegenwirkende Federkraft der Federeinrichtung (23) der Dämpfungseinrichtung (22) größer ist als eine maximale hydraulische Betätigungskraft eines Betätigungskolbens (33) des formschlüssigen Schaltelementes (12).
Getriebevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die der hydraulischen Druckkraft entgegenwirkende Federkraft der Federeinrichtung (23) der Dämpfungseinrichtung (22) kleiner ist als ein minimaler Systemdruck (p_sys) des Hydrauliksystems (11).
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (22) in das formschlüssige Schaltelement (12) integriert ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (22) eine einfach wirkende Kolben-Zylinder-Einheit umfasst und das Dämpfungselement (25) als ein in einem Zylinder (24) axial verschieblicher Kolben ausgebildet ist, der vorzugsweise koaxial zu dem Betätigungskolben (33) des formschlüssigen Schaltelementes (12) angeordnet ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (25) der Dämpfungseinrichtung (22) und der Betätigungskolben (33) des formschlüssigen Schaltelementes (12) als radial aneinander angrenzende Ringkolben ausgebildet sind.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Betätigungskolben (33) des formschlüssigen Schaltelementes (12) ein Weg-Mess-System zugeordnet ist, mittels wel chem zumindest eine Endlage des Betätigungskolbens (33), in der das Schaltelement sich in geschlossenem Betriebszustand befindet, verifizierbar ist.