DE102013102415A1

DE102013102415A1 - Kupplungsvorrichtung mit Hydrauliksystem und Verfahren zum Betrieb der Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102013102415A1
Application number: DE102013102415.7A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Moehlmann
Original assignee: Getrag Ford Transmissions GmbH
Current assignee: Getrag Ford Transmissions GmbH
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2033-03-12
Also published as: DE102013102415B4; CN104047971B; CN104047971A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe, mit wenigstens einer Kupplung (2, 3) und mit einem Hydrauliksystem (1), das die Kupplung (2, 3) mit einem Kühlstrom (4) versorgt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Hydrauliksystem (1) einen ersten Kühlstrompfad (6) mit einer temperaturabhängigen Blende (8) aufweist, wobei die Blende als Hohlkörper mit einem mittleren Durchmesser und mit einer Länge in Strömungsrichtung ausgebildet ist, wobei ein Verhältnis der Länge des Hohlkörpers und des mittleren Durchmessers größer als 3 ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb der Kupplungsvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Kupplung und mit einem Hydrauliksystem, das die Kupplung mit einem Kühlstrom versorgt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der Kupplungsvorrichtung.
Aus der EP 1 637 756 B1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, das ein Hydrauliksystem, eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung umfasst. Das Hydrauliksystem stellt dabei einen Kühlstrom und einen Schmierstrom bereit, die die beiden als nasse Reibkupplungen ausgebildeten Kupplungen kühlen bzw. schmieren. Das Hydrauliksystem weist ein Steuerventil auf, durch das der Kühlstrom geregelt werden kann. Diesem Steuerventil ist ein Umschaltventil nachgeschaltet, das in einer ersten Stellung den Kühlstrom auf die erste Kupplung und in einer zweiten Stellung auf die zweite Kupplung leitet. Zudem versorgt das Umschaltventil in der ersten Stellung die zweite Kupplung mit dem Schmierstrom, während es in der zweiten Stellung die erste Kupplung damit versorgt. Da das Umschaltventil mehrmals pro Sekunde zwischen erster Stellung und zweiter Stellung umgeschaltet werden kann, lassen sich für die erste Kupplung und für die zweite Kupplung getrennt zwei unterschiedlich große, zeitlich im Wesentlichen konstante Volumenströme einstellen, die für die Kühlung und die Schmierung der einzelnen Kupplungen sorgen.
Das Steuerventil, das den Kühlstrom regelt, sollte verschiedene Betriebszustände möglichst gut abdecken können. Üblicherweise wird zur Schmierung und Kühlung der Kupplungen Öl eingesetzt, das bei Minus-Temperaturen hochviskos ist. Soll beispielsweise in einem Teilgetriebe des Doppelkupplungsgetriebes ein Gang geschaltet werden, so ist die diesem Teilgetriebe zugeordnete Kupplung geöffnet. Wird jedoch diese geöffnete Kupplung mit Öl bei Minus-Temperaturen versorgt, kann das Öl zu Schleppmomenten führen, die ein Schalten erschweren oder gar unmöglich machen. So sollte bei Schaltvorgängen, wenn das Öl noch sehr kalt ist, möglichst kein Kühlstrom bzw. Schmierstrom zur betreffenden Kupplung gelangen, um das Schleppmoment dieser Kupplung möglichst gering zu halten.
Bei geringen Energieeinträgen in die Kupplungen reicht ein moderater Kühl- bzw. Schmierstrom aus, der in erster Linie dazu dient, die Kupplungen zu schmieren. Bei hohen Energieeinträgen hingegen beispielsweise wenn eine der Kupplungen oder beide Kupplungen im Schlupf betrieben werden, muss viel Wärme abgeführt werden, was durch einen möglichst großen Kühlstrom erfordert. Diese oben skizzierten unterschiedlichen Betriebszustände muss die Regelung des Kühlstroms sicher abdecken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung mit Kupplung und Hydrauliksystem, das die Kupplung mit Kühlstrom versorgt, bereit zu stellen, das auf unterschiedliche Betriebszustände gut reagieren kann und möglichst einfach aufgebaut ist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Betrieb der Kupplungsvorrichtung vorzustellen, das besagte Betriebszustände gut abdeckt.
Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Ausführungsbeispiele der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Hydrauliksystem einen ersten Kühlstrompfad mit einer temperaturabhängigen Blende aufweist, wobei die Blende als Hohlkörper mit einem mittleren Durchmesser und mit einer Länge in Strömungsrichtung ausgebildet ist, wobei ein Verhältnis der Länge des Hohlkörpers und des mittleren Durchmessers größer als 3 ist. Dieses Verhältnis kann auch größer als 4 oder 6 sein. Beispielsweise kann das Verhältnis größer als 5 und kleiner als 10 sein.
Der Hohlkörper kann als ein Rohr mit konstantem Durchmesser ausgebildet sein. Der mittlere Durchmesser entspricht dabei dem konstanten Durchmesser, der sich über die Länge des Rohrs nicht ändert. Beträgt beispielsweise der konstante Durchmesser und damit im Fall eines Rohrs der mittlere Durchmesser 1,2 mm, so ergibt sich bei einer Länge des Rohrs von 6 mm ein Verhältnis von 5.
Bei einer klassischen Blende in Form einer Bohrung, bei der das Verhältnis Länge der Bohrung zu Durchmesser der Bohrung wesentlich kleiner ist (beispielsweise < 1,5), wird der Durchflusswiderstand durch die dynamische Viskosität des durch die Blende strömenden Mediums kaum beeinflusst. Wird Öl als Strömungsmedium verwendet, dessen dynamische Viskosität stark von der Temperatur abhängt, ergeben sich bei der klassischen Blonde trotz unterschiedlich großer dynamischer Viskositäten bei unterschiedlichen Temperaturen nahezu gleiche Durchflusswiderstände, die bei gegebenen Druckverhältnissen zu nahezu von der Temperatur unabhängigen Volumenströmen führt. Bei der Blonde gemäß Erfindung wird der Durchflusswiderstand stark von der Temperatur des Öls beeinflusst, so dass bei Temperaturen kleiner –20° und Verwendung üblicher Hydrauliköle praktisch kein Volumenstrom durch die Blende gegeben ist. Im Folgenden wird der Begriff „Öl” synonym für „Strömungsmedium” verwendet, dessen dynamische Viskosität temperaturabhängig ist. und entsprechend zusammengesetzte Begriffe wie „Öltemperatur”
Durch die temperaturabhängige Blonde oder speziell durch die rohrförmige Blende, die im Folgenden verkürzt Rohrblende genannt wird und sich dadurch auszeichnet, dass sie keine beweglichen Teile aufweist damit besonders einfach ausgebaut ist, lassen sich somit allein durch die inhärente Temperaturabhängigkeit des Durchflusswiderstands zwei Betriebszustände bei der Kühlung/Schmierung der Kupplung erfassen: Bei sehr niedrigen Öltemperaturen, bei denen hohe Schleppmomente in der Kupplung zu befürchten sind, die ein Schalten des Doppelkupplungsgetriebes erschweren, lässt der erste Kühlstrompfad mit der Rohrblende kein Volumenstrom zu. Liegt die Öltemperatur jedoch auf einem deutlich höheren Niveau, beispielsweise größer 60°C, so wird der Durchflusswiderstand in erster Linie nur durch den Strömungsquerschnitt der Blende und weniger durch deren Länge beeinflusst, so dass dann ein gewisser Kühlstrom durch die Blende gegeben ist. Die Auslegung der Blende kann dabei so erfolgen, dass sich dann ein Volumenstrom ergibt, der für eine Schmierung und für eine Kühlung bei niedrigen Energieeinträgen in der Kupplung ausreichend ist. Ein niedriger Energieeintrag ist beispielsweise dann gegeben, wenn an der Kupplung nur ein kleines zu übertragendes Drehmoment anliegt und/oder die Kupplung mit sehr kleinem Schlupf arbeitet.
Der Hohlkörper muss nicht zwangläufig ein Rohr mit konstantem Durchmesser sein. Beispielsweise könnte der Hohlkörper einen Strömungsquerschnitt aufweisen, der zum einen nicht kreisrund und zum anderen über die Länge des Hohlkörpers in gewissen Grenzen (beispielsweise weniger als ± 20%) variiert. in diesem Fall würde zunächst eine mittlere Querschnittsfläche berechnet werden, die dem Mittelwert der verschieden großen Querschnittsflächen entspricht. Aus dieser mittleren Querschnittsfläche ist dann ein mittlerer Durchmesser ableitbar, wobei bei der Berechnung des mittleren Durchmessers unterstellt wird, dass die mittlere Querschnittsfläche ein Kreis ist. Beträgt beispielsweise die mittlere Querschnittsfläche 3 mm², folgt daraus ein mittlerer Durchmesser von knapp 2 mm.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein zweiter Kühlstrompfad vorgesehen, der parallel zum ersten Kühlstrompfad geschaltet ist. Dieser zweite Kühlstrompfad lässt sich durch ein erstes Kühlstromventil öffnen und schließen. So kann das erste Kühlstromventil eine erste Stellung aufweisen, bei der der zweite Kühlstrompfad keinen Volumenstrom führt. in einer zweiten Stellung des ersten Kühlstromventils kann der zweite Kühlstrompfad vollständig geöffnet sein, so dass sich dann ein maximaler Volumenstrom ergibt. Durch die Parallelschaltung von erstem Kühlstrompfad und zweitem Kühlstrompfad addieren sich die Volumenströme in den einzelnen Pfaden zu einem Gesamtvolumenstrom, der die Kupplung erreicht. Das erste Kühlstromventil kann als On/Off-Ventil ausgebildet sein, das lediglich nur die zwei besagten Stellungen einnehmen kann. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass das erste Kühlstromventil eine dritte Stellung einnehmen kann, in der durch den zweiten Kühlstrompfad ein mittlerer Volumenstrom fließt. Weiter kann auch vorgesehen sein, dass das erste Kühlstromventil in der zweiten Schaltstellung den ersten Kühlstrompfad sperrt.
Der zweite Kühlstrompfad kann so ausgefegt sein, dass der Volumenstrom bei vollständig geöffnetem Kühlstromventil im gesamten Betriebsbereich der Kühlöltemperaturen (beispielsweise bei einem Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug nicht größer als 120°C) größer ist als der Volumenstrom durch die temperaturabhängige Blende. Auch kann der mittlere Volumenstrom, der sich bei entsprechender Ausführung in dem zweiten Kühlstrompfad bei teilweise geöffnetem Kühlstromventil einstellt, ebenfalls im gesamten Betriebsbereich der Kühlöltemperaturen größer sein als der Volumenstrom durch den ersten Kühlölpfad. Bei Betriebstemperaturen größer 60°C kann der Volumenstrom durch die temperaturabhängige Blende mehr als die Hälfte des maximalen Volumenstroms durch den zweiten Kühlstrompfad betragen.
Des Weiteren kann ein dritter Kühlstrompfad vorgesehen sein, der parallel zum ersten Kühlstrompfad geführt ist und der sich durch ein zweites Kühlstromventil öffnen und schließen lässt. Das zweite Kühlstromventil lässt sich dabei mindestens in eine erste Stellung und in eine zweite Stellung schalten. In diesen Stellungen ist das zweite Kühlstromventil entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen. Darüber hinaus kann das zweite Kühlstromventil eine weitere oder dritte Stellung einnehmen, durch die sich ein mittlerer Volumenstrom durch den dritten Kühlstrompfad ergibt. Der mittlere Volumenstrom durch den dritten Kühlstrompfad kann dabei größer sein als der Volumenstrom im vollständig geöffneten zweiten Kühlstrompfad.
Die Kupplungsvorrichtung kann ein Schaltsystem mit Aktuatoren zum Schalten von Gängen aufweisen, wobei das erste Kühlstromventil und/oder das zweite Kühlstromventil über eine Signalleitung mit einem Schaltventil verbunden ist, das einen Öldruck auf die Aktuatoren des Schaltsystems legt. Somit kann das erste Kühlstromventil mit einem Signal beaufschlagt werden, das dem Signal für das Schaltventil entspricht, durch den Gänge ein- bzw. ausgelegt werden können. Durch diese Signalleitung lässt sich somit über das erste Kühlstromventil einstellen, dass der zweite Kühlstrompfad immer geschlossen ist, wenn das Schaltsystem einen Gang schaltet. in diesem Fall würde nur ein Volumenstrom durch den ersten Kühlstrompfad gelangen, wobei bei niedrigen Temperaturen bedingt durch die Rohrblende dieser gleich Null bzw. sehr klein ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Kupplungsvorrichtung, insbesondere zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes, sieht vor, dass der zweite Kühlstrompfad bei geringen Energieeinträgen in die Kupplung geschlossen und bei hohen Energieerträgen geöffnet wird und wobei bei Kühlöltemperaturen kleiner –30°C durch die Blende kein oder nur ein sehr kleiner Volumenstrom (≤ 0,3 Liter pro Minute) fließt, und bei Kühlöltemperaturen größer 80°C durch die Blende ein Volumenstrom von über 1 Liter pro Minute (vorzugsweise 1,3 bis 1,8 l/min) fließt. Das Verfahren sieht vorzugsweise vor, dass der zweite Kühlstrompfad geschlossen wird, wenn im Doppelkupplungsgetriebe ein Gang geschaltet wird.
Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
1 Teile eines Hydrauliksystems einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung;
2 Teile eines Hydrauliksystems eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
3 ein weiteres Kühlstromventil; und
4 schematisch weitere Teile des Hydrauliksystems.
1 zeigt Teile eines Hydrauliksystems 1 einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform. Des Weiteren zeigt 1 schematisch eine erste Kupplung 2 und eine zweite Kupplung 3. Bei den Kupplungen 2, 3 handelt es sich um nasse Reibkupplungen, die mit einem Kühlstrom 4 versorgt werden. Das Kühlmedium ist üblicherweise Öl, kann aber grundsätzlich auch andere Fluide umfassen.
Der Kühlstrom 4 wird durch eine Leitung 5 geführt, die sich in einen ersten Kühlstrompfad 6 und in einen zweiten Kühlstrompfad 7 aufteilt. Der erste Kühlstrompfad 6 weist eine temperaturabhängige Blende auf und führt zu einem 3/2-Wege-Ventil, das hier als erstes Kühlstromventil 9 bezeichnet wird. in einer ersten Stellung des ersten Kühlstromventils 9 ist der erste Kühlstrompfad geöffnet und der zweite Kühlstrompfad 7 geschlossen. Bei dieser ersten Stellung des ersten Kühlstromventils 9 gelangt daher der Kühlstrom 4 nur durch die Rohrblende 8 zur Leitung 10, die das erste Kühlstromventil 9 mit einem Umschaltventil 11 verbindet. Das Umschaltventil 11 ist als 4/2-Wege-Ventil ausgebildet und weist zwei Eingänge 12, 13 und zwei Ausgänge 14, 15 auf. Durch eine in den Eingang 13 mündende Leitung 16 soll ein Schmierstrom fließen, der bei einer ersten Stellung des Umschaltventils 11 (wie dargestellt) der ersten Kupplung 2 zugeführt wird. Zur zweiten Kupplung 3 wird dann der Kühlstrom 4 geführt. Der in der Leitung 10 herrschende Druck soll nicht höher sein als 1 bar (Überdruck).
Dem ersten Kühlstromventil 9 ist ein Signalelement 17 vorgeschaltet, das über eine Signalleitung 18 mit dem Kühlstromventil 9 verbunden ist. Die Signalleitung 18 dient zur Übertragung eines Signals, durch das sich das erste Kühlstromventil 9 schalten lässt. In der in 1 dargestellten Stellung erzeugt das Signalelement 17 kein Signal bzw. Druck. Befindet sich hingegen das Signalelement 17 in der anderen, nicht dargestellten Stellung, so liegt ein Signal bzw. ein Druck über die Signalleitung 18 an dem ersten Kühlstromventil 9 an. Dieser Druck drückt das erste Kühlstromventil 9 gegen die Kraft einer Feder 19 in die zweite Stellung, in der der erste Kühlstrompfad 6 geschlossen und der zweite Kühlstrompfad 7 geöffnet wird.
Bei niedrigen Kühlöltemperaturen gestattet die Rohrblende 8 keinen oder im Wesentlichen keinen Volumenstrom durch den ersten Kühlstrompfad 6. Somit würde bei niedrigen Kühlöltemperaturen und bei der in 1 dargestellten Stellung des ersten Kühlstromventils kein Kühlstrom zu der zweiten Kupplung 3 gelangen. Somit würde die zweite Kupplung zumindest temporär weder geschmiert noch gekühlt, was jedoch zu geringen Schleppmomenten in der zweiten Kupplung 3 führen würde. Bei größeren Kühlöltemperaturen hingegen lässt die Rohrblende einen Volumenstrom zu, so dass unabhängig von der Schaltstellung des ersten Kühlstromventils 9 ein Kühlstrom zur zweiten Kupplung 3 gelangen würde. Das erste Kühlstromventil 9 bzw. das Signalelement 17 sind als einfache On/Off-Ventile ausgebildet, die sich vergleichsweise kostengünstig herstellen lassen.
Durch das Umschaltventil 11 lässt sich der Kühlstrom 4 auf die erste Kupplung 2 schalten, wobei gleichzeitig der durch die Leitung 16 geführte Schmierstrom der zweiten Kupplung 3 zugeführt wird. Da sich das Umschaltventil 11 mehrmals in der Sekunde schalten lässt, können für die Kupplungen 2, 3 individuelle Volumenströme eingestellt werden, die sich dann anteilig aus dem Kühlstrom 4 und dem Schmierstrom durch die Leitung 16 zusammensetzen. Befindet sich beispielsweise das Umschaltventil 11 für zwei Zeiteinheiten in der in 1 dargestellten ersten Schaltstellung und Zeiteinheit in der anderen, zweiten Schaltstellung, so würde sich für die zweite Kupplung 3 ein Volumenstrom ergeben, der sich aus zwei Teilen Kühlstrom 4 und einem Teil Schmierstrom zusammensetzt. Bezüglich weiterer Aspekte und Einzelheiten zu dem Umschaltventil 11 sei auf die EP 1 637 756 B1 verwiesen.
2 zeigt Teile einer weiteren Ausführung der Erfindung. Bauteile und Merkmale, die zu Bauteilen/Merkmalen der 1 ähnlich oder identisch sind werden dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dies gilt sinngemäß auch für alle weiteren Figuren.
Das Hydrauliksystem 1 der 2 weist des Weiteren ein zweites Kühlstromventil 20 auf, das als 2/3-Wege-Ventil ausgebildet ist. Dem zweiten Kühlstromventil 20 ist ein Signalelement 21 vorgeschaltet, das über eine Signalleitung 22 mit dem zweiten Kühlstromventil verbunden Ist. Durch das Signalelement 21 lassen sich drei verschiedene Stellungen beim zweiten Kühlstromventil 20 einstellen: In einer ersten Schaltstellung (wie dargestellt) lässt das zweite Kühlstromventil einen maximalen Volumenstrom zu. In einer zweiten Schaltstellung soll das zweite Kühlstromventil einen begrenzten Fluss zulassen, wobei dann ein mit 23 bezeichneter Ventilkörper in der Darstellung der 2 vollständig nach links verschoben wäre. In einer dritten Stellung, die auch als mittlere Stellung bezeichnet werden könnte, trennt hingegen das zweite Kühlstromventil eine eingangsseitige Leitung 24 vollständig von einer ausgangsseitigen Leitung 25.
Die Leitungen 24, 25 sind Teil eines dritten Kühlstrompfads 26, durch den Kühlstrom 4 zu den Kupplungen 2, 3 gelangen kann. Im Gegensatz zu 1 sind die Kupplungen 2, 3 hier in einem gemeinsamen Block dargestellt. Diese Darstellung ist dem Umstand geschuldet, dass es sich bei der Ausführung gemäß 2 um ein Doppelkupplungsgetriebe mit in radialer Richtung gesehen geschachtelt angeordneten Kupplungen 2, 3 handeln soll, die über einen gemeinsamen Kühlstrom gekühlt bzw. geschmiert werden. Dem Ausführungsbeispiel der 1 hingegen liegt ein Doppelkupplungsgetriebe zugrunde, bei dem die Kupplungen 2, 3 jeweils separat geschmiert bzw. gekühlt werden. Dies ist vorzugsweise dann der Fall, wenn die Kupplungen 2, 3 in axialer Richtung gesehen nebeneinander angeordnet sind. Es ist auch denkbar, dass eine separate Schmierung/Kühlung bei radial verschachtelten Kupplungen vorgesehen ist.
Der Kühlstrom bzw. das Kühlöl 4, das über eine nur schematisch dargestellte Kühlung 27 gekühlt werden kann, kann auch über anderem Weg zu den Kupplungen 2, 3 gelangen. Parallel zum zweiten Kühlstromventil 20 ist eine Leitung 28 vorgesehen, die Kühlöl zu der Rohrblende 8 über den ersten Kühlstrompfad 6 und zum ersten Kühlstromventil 9 durch den zweiten Kühlstrompfad 7 leitet. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist das erste Kühlstromventil 9 als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet, wobei hier das erste Kühlstromventil 9 lediglich dazu ausgelegt ist, den zweiten Kühlstrompfad 7 zu öffnen oder zu schließen.
Der erste Kühlstrompfad 6 ist, abgesehen von der Rohrblende 8, immer geöffnet und somit unabhängig vom ersten Kühlstromventil 9' (im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 1, in dem das erste Kühlstromventil 9' den ersten Kühlstrompfad 6 verschließen kann).
Des Weiteren zeigt 2 auch kein gesondertes Vorschaltventil oder Signalelement für das erste Kühlstromventil 9'. Dargestellt sind lediglich zwei Signalleitungen 29, 30, durch die sich ein Signal bzw. ein Druck auf das erste Kühlstromventil 9 schalten lassen. Auf diese Signale bzw. auf die Signalleitungen 29, 30 wird später näher eingegangen.
Verschließen das erste Kühlstromventil 9 und das zweite Kühlstromventil 20 die Kühlstrompfade 7, 26, so kann nur noch Kühlöl durch die Rohrblende zu den Kupplungen 2, 3 gelangen. Bedingt durch die Rohrblende 8 führt dies bei niedrigen Kühlöltemperaturen zu sehr geringen oder keinen Volumenströmen zu den Kupplungen 2, 3. Dieser durch den ersten Kühlstrompfad gelangende Volumenstrom soll dann in einer Ausführung gleich 0 bzw. kleiner 0,3 Liter pro Minute sein. Beträgt hingegen die Kühlöltemperatur mehr als 60°C (beispielsweise 80°C), so soll der Volumenstrom durch die Rohrblende 8 1,0 bis 1,5 Liter pro Minute betragen. Befindet sich hingegen das erste Kühlstromventil 9' in der in 2 dargestellten Schaltstellung, soll durch den zweiten Kühlstrompfad 7 ein Volumenstrom von 2,5 Liter pro Minute fließen. Wird dann noch zusätzlich das zweite Kühlstromventil 20 geöffnet, so sollen in einem Ausführungsbeispiel durch den dritten Kühlstrompfad 26 mehr als 15 Liter pro Minute beispielsweise 20 l/min, zweites Kühlstromventil befindet sich in seiner ersten Schaltstellung) oder 5 bis 7 Liter pro Minute (beispielsweise 6 l/min; zweites Kühlstromventil 20 befindet sich in seiner zweiten Schaltstellung) gelangen. Somit lassen sich durch die in 2 dargestellten Kühlstromventile 9, 20 in Abhängigkeit der Temperatur mehrere unterschiedlich große Volumenströme zu den Kupplungen 2, 3 einstellen.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Kühlstromventil, insbesondere für das zweite Kühlstromventil 20 der 2. Das Kühlstromventil der 3 wird mit 31 bezeichnet und ist als 4/3-Wege-Ventil ausgebildet. Wie auch beim zweiten Kühlstromventil 20 trennt das Kühlstromventil 31 in einer mittleren Schaltstellung die Leitungen 24, 25 vollständig, so dass der dritte Kühlstrompfad 26 geschlossen wäre. Dem Kühlstromventil 31 ist eine Blende 32 nachgeschaltet, die bei dem zweiten Kühlstromventil 20 der 2 im Ventil integriert ist.
4 zeigt weitere Teile des Hydrauliksystems 1. Der Teil des Hydrauliksystems 1, der in 2 dargestellt ist, wird in 4 zu einem Block zusammengefasst und mit 33 bezeichnet.
Gemäß 4 umfasst das Hydrauliksystem 1 auch ein nur schematisch dargestelltes Schaltsystem 34, durch das sich über Aktuatoren Gänge des Doppelkupplungsgetriebes ein- und auslegen lassen. Des Weiteren umfasst das Hydrauliksystem 1 einen ersten Druckregler 35 und einen zweiten Druckregler 36, an denen über eine Leitung 37 ein Betriebsdruck anliegt. In der dem ersten Druckregler 35 nachgeschalteten Leitung 38 liegt ein geregelter Druck vor, der zu einem ersten Umschaltventil 40 geführt wird. Durch dieses Umschaltventil 40 lässt sich der in der Leitung 38 anliegende geregelte Druck des ersten Druckreglers 35 entweder auf die erste Kupplung 2 oder auf einen Umschalter 41 legen, von dem aus der geregelte Druck dann zum Schaltsystem 34 gelangt. Wird der geregelte Druck auf das Schaltsystem 34 gelegt, stellt das Umschaltventil die erste Kupplung 2 drucklos, so dass sie sich öffnet.
Analog zum ersten Druckregler 35 erzeugt der zweite Druckregler 36 einen geregelten Druck, der über eine nachgeschaltete Leitung 39 zu einem zweiten Umschaltventil 42 geführt wird. Des zweite Umschaltventil 42 leitet den geregelten Druck des zweiten Druckreglers 36 entweder zur zweiten Kupplung 3 oder zum Umschalter 41. In Abhängigkeit der eingangsseitig anliegenden Drücken stellt der Umschalter 41 entweder eine Verbindung zwischen dem Umschaltventil 40 und dem Schaltsystem 34 oder eine Verbindung zwischen dem Umschaltventil 42 und dem Schaltsystem 34 her. Der Umschalter 41 leitet dabei immer den eingangsseitig höheren Druck an das Schaltsystem 34 weiter.
Dem ersten Umschaltventil 40 ist ein Signalelement 43 vorgeschaltet, das ein (Steuer-)Signal bzw. ein Druck zum Schalten des ersten Umschaltventils 40 erzeugt. Liegt ein derartiges Steuersignal bzw. Steuerdruck an dem ersten Umschaltventil an, so schaltet das Ventil den geregelten Druck in der Leitung 38 auf den Umschalter 41 und somit auf das Schaltsystem 34. Der erste Druckregler lässt sich somit zum Ein- oder Auslegen von Gängen verwenden. Liegt das Steuersignal an dem ersten Umschaltventil 40 an, so liegt es gleichzeitig aufgrund der vorgesehenen Signalleitung 30 auch an dem ersten Kühlstromventil 9 an, so dass der zweite Kühlölpfad 7 (siehe 2) geschlossen ist. In diesem Fall, wenn gleichzeitig auch das zweite Kühlstromventil 20 geschlossen ist, kann nur noch über den ersten Kühlstrompfad 6 durch die Rohrblende 8 Kühlöl zu den Kupplungen 2, 3 gelangen. Bei niedrigen Temperaturen des Kühlöls gelangt durch die Rohrblende jedoch kein Volumenstrom zu den Kupplungen 2, 3, so dass dann über das Schaltsystem 34 ein Gang auch bei sehr niedrigen Temperaturen ohne Überwindung großer Schleppmomente in den Kupplungen 2, 3 eingelegt bzw. ausgelegt werden kann.
Auch das zweite Umschaltventil 42 weist ein Signalelement 44 auf. Erzeugt das Signalelement 44 ein Signal bzw. ein Steuersignal oder Steuerdruck für das zweite Umschaltventil 42, so wird der durch den zweiten Druckregler 36 erzeugte Druck nicht mehr auf die zweite Kupplung geschaltet, sondern über den Umschalter 41 auf das Schaltsystem 34. Auch hier ist durch die Signalleitung 29 sichergestellt, dass das Signal des Signalelements 44 zum ersten Kühlstromventil 9' geleitet wird und dieses dann in die Stellung drückt, in der der zweite Kühlstrompfad 7 geschlossen wird.
Die Verwendung der ohnehin vorliegenden Steuersignale der Signalelemente 43, 44 beim Schalten des Doppelkupplungsgetriebes für das erste Kühlstromventil 9' vereinfacht das Hydrauliksystem 1. Alternativ zu den Steuersignalen der Signalelemente 43, 44 können auch andere Signale beispielsweise aus dem Schaltsystem 34 verwendet werden, die ohnehin durch das Hydrauliksystem erzeugt werden, wenn ein Gang im Doppelkupplungsgetriebe ein- oder ausgelegt werden muss.
Bezugszeichenliste

1: Hydrauliksystem
2: erste Kupplung
3: zweite Kupplung
4: Kühlstrom
5: Leitung
6: erster Kühlstrompfad
7: zweiter Kühlstrompfad
8: Rohrblende
9: erstes Kühlstromventil (9, 9')
10: Leitung
11: Umschaltventil
12: Eingang
13: Eingang
14: Ausgang
15: Ausgang
16: Leitung
17: Signalelement
18: Signalleitung
19: Feder
20: zweites Kühlstromventil
21: Signalelement
22: Signalleitung
23: Ventilkörper
24: Leitung
25: Leitung
26: dritter Kühlstrompfad
27: Kühlung
28: Leitung
29: Signalleitung
30: Signalleitung
31: zweites Kühlstromventil
32: Blende
33: Block
34: Schaltsystem
35: erster Druckregler
36: zweiter Druckregler
37: Leitung
38: Leitung
39: Leitung
40: erstes Umschaltventil
41: Umschalter
42: zweites Umschaltventil
43: Signalelement
44: Signalelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1637756 B1 [0002, 0027]

Claims

Kupplungsvorrichtung, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe, mit wenigstens einer Kupplung (2, 3) und mit einem Hydrauliksystem (1), das die Kupplung (2, 3) mit einem Kühlstrom (4) versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem (1) einen ersten Kühlstrompfad (6) mit einer temperaturabhängigen Blende (8) aufweist, wobei die Blende als Hohlkörper mit einem mittleren Durchmesser und mit einer Länge in Strömungsrichtung ausgebildet ist, wobei ein Verhältnis der Länge des Hohlkörpers und des mittleren Durchmessers größer als 3 ist.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis größer als 5 und kleiner als 10 ist.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein Rohr mit konstantem Durchmesser ist.
Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein parallel zum ersten Kühlstrompfad (6) geführter zweiter Kühlstrompfad (7) vorgesehen ist, der sich durch ein erstes Kühlstromventil (9; 9') öffnen und schließen lässt.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlstromspfad (7) einen Volumenstrom zulässt, der im gesamten Betriebsbereich der Kühlstromtemperaturen größer ist als der Volumenstrom durch die temperaturabhängige Blende (8).
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betriebstemperaturen größer 60° Grad der Volumenstrom durch die temperaturabhängige Blende (8) weniger als drei Viertel des Volumenstroms durch den zweiten Kühlstrompfad (7) beträgt.
Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Kühlstrompfad (26) vorgesehen ist, der parallel zum ersten Kühlstrompfad (6) geführt ist und der sich durch ein zweites Kühlstromventil (20) öffnen und schließen lässt.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweit Kühlstromventil (20) eine Stellung einnehmen kann, bei der sich ein mittlerer Volumenstrom durch den dritten Kühlstrompfad (26) einstellt.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Volumenstrom größer ist als der Volumenstrom im geöffneten zweiten Kühlstrompfad (7).
Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung ein Schaltsystem (34) mit Aktuatoren zum Schalten von Gängen aufweist, wobei das erste Kühlstromventil (9; 9') über eine Signalleitung (29, 30) mit einem Schaltventil (40, 42) verbunden ist, das einen Betätigungsdruck auf die Aktuatoren des Schaltsystems (34) legt.
Verfahren zum Betrieb einer Kupplungsvorrichtung, insbesondere zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebe, wobei die Kupplungsvorrichtung wenigstens eine Kupplung (2, 3) und ein Hydrauliksystem (1) umfasst, das die Kupplung (2, 3) mit Kühlstrom (4) versorgt sowie einen ersten Kühlstrompfad (6) mit einer temperaturabhängigen Blende (8) und einen zweiten, zum ersten Kühlstrompfad (6) parallel vorgesehenen zweiten Kühlstrompfad (7) aufweist, wobei der zweite Kühlstrompfad (7) bei geringen Energieeinträgen in die Kupplung (2, 3) geschlossen und bei hohen Energieerträgen geöffnet wird und wobei bei Kühlstromtemperaturen kleiner –30° Grad Celsius durch die Blende kein oder nur ein Volumenstrom kleiner als 0,3 l/mim fließt, die Blende (8) bei einer Kühlstromtemperatur größer als 60° Grad Celsius einen Volumenstrom über 1,0 l/min zulässt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlstrompfad (7) geschlossen wird, wenn im Doppelkupplungsgetriebe ein Gang geschaltet wird.