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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung einer Mehrfachkupplung, insbesondere Doppelkupplung, mit einer ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung zur Betätigung einer ersten Kupplungseinheit der Mehrfachkupplung und einer zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung zur Betätigung einer zweiten Kupplungseinheit der Mehrfachkupplung, wobei jede der beiden hydrostatischen Betätigungseinrichtungen einen Geberzylinder, einen Nehmerzylinder und eine hydrostatische Strecke zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Mehrfachkupplung.
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Eine entsprechende Betätigungsvorrichtung zur Betätigung von Kupplungseinheiten einer Doppelkupplung ist beispielsweise aus der
DE 10 2011 085 127 A1 bekannt. Die Betätigungsvorrichtung weist eine erste hydrostatische Betätigungseinrichtung zur Betätigung einer ersten Kupplungseinheit der Doppelkupplung und eine zweite hydrostatische Betätigungseinrichtung zur Betätigung einer zweiten Kupplungseinheit der Doppelkupplung auf, wobei jede dieser beiden hydrostatischen Betätigungseinrichtungen einen Geberzylinder, einen Nehmerzylinder und eine zwischen den Geberzylinder und den Nehmerzylinder zwischengeschaltete hydrostatische Strecke aufweist. Die Kolben der beiden Geberzylinder werden von entsprechenden Aktoren angetrieben. Jeder der Aktoren wirkt über die ihm nachgeschaltete Betätigungseinrichtung auf genau eine der Kupplungseinheiten.
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Eine gattungsbildende Betätigungsvorrichtung ist in der
DE 10 2013 211 226 A1 beschrieben. Hier kann ein Geberzylinder eines Aktors wahlweise mit dem Nehmerzylinder seines Betätigungssystems oder eines zweiten Betätigungssystem hydraulisch verbunden werden. Auf jeden Fall ist immer ein Nehmerzylinder mit einem Geberzylinder hydraulisch verbunden, was im Falle einer Fehlfunktion insbesondere eines Geberzylinders zu Problemen führen kann.
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Obwohl eine solche Betätigungsvorrichtung grundsätzlich sehr robust und unempfänglich für Störungen ist, kann es trotzdem vereinzelt zu Störungen in einer der Betätigungseinrichtungen der Vorrichtung kommen, die die Funktionsfähigkeit der Mehrfachkupplung einschränken können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung von Kupplungseinheiten einer Mehrfachkupplung und eine entsprechende Mehrfachkupplung anzugeben, bei denen eine Störung in einer der Betätigungseinrichtungen zumindest temporär ausgeglichen werden kann.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung weist dazu mindestens eine die beiden hydrostatischen Strecken verschaltende Mehrwegeventileinrichtung auf. Diese Mehrwegeventileinrichtung (i) verbindet in einer ersten Schaltstellung den Geberzylinder jeder der beiden hydrostatischen Betätigungseinrichtungen fluidtechnisch mit dem Nehmerzylinder der entsprechenden Betätigungseinrichtung und (ii) verbindet in einer zweiten Schaltstellung den Geberzylinder zumindest einer der beiden hydrostatischen Betätigungseinrichtungen fluidtechnisch mit dem Nehmerzylinder der entsprechend anderen Betätigungseinrichtung dieser beiden Betätigungseinrichtungen. Die erste Schaltstellung erlaubt einen Betrieb, wie er bereits bekannt ist. Kommt es bei dem Geberzylinder der anderen Betätigungseinrichtung, dem diesen Geberzylinder betätigenden Aktor beziehungsweise der Steuerung dieses Aktors oder der hydrostatischen Strecke dieser anderen Betätigungseinrichtung zu einer Störung, so kann die von dieser anderen Betätigungseinrichtung betätigten Kupplungseinheit durch umschalten des Mehrwegeventils in die zweite Schaltstellung auch über den Geberzylinder der einen Betätigungseinrichtung betätigt werden.
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Sowohl die erste hydrostatische Betätigungseinrichtung als auch die zweite hydrostatische Betätigungseinrichtung kann dabei die eine Betätigungseinrichtung sein. Ist die erste Betätigungseinrichtung die eine Betätigungseinrichtung, so ist die zweite Betätigungseinrichtung die andere Betätigungseinrichtung und ist die zweite Betätigungseinrichtung die eine Betätigungseinrichtung, so ist die erste Betätigungseinrichtung die andere Betätigungseinrichtung.
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Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung hat folgende Vorteile: Erhöhung der Verfügbarkeit der hydraulisch betätigten Mehrfachkupplung im Falle eines Defekts eines einzelnen hydraulischen Aktors. Es ergibt sich eine Steigerung der Notlauffähigkeit des Systems durch die Nutzung der Redundanz bei den Komponenten der Betätigungseinrichtungen.
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Erfindungsgemäß verbindet die Mehrwegeventileinrichtung in der zweiten Schaltstellung jeden der Geberzylinder der beiden hydrostatischen Betätigungseinrichtungen fluidtechnisch mit dem jeweiligen Nehmerzylinder der jeweils anderen Betätigungseinrichtung dieser beiden Betätigungseinrichtungen. In der ersten Schaltstellung verbindet die Mehrwegeventileinrichtung den Geberzylinder der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung mit dem Nehmerzylinder der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung und den Geberzylinder der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung mit dem Nehmerzylinder der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung und in der zweiten Schaltstellung verbindet die Mehrwegeventileinrichtung den Geberzylinder der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung mit dem Nehmerzylinder der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung und den Geberzylinder der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung mit dem Nehmerzylinder der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung.
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Weiter separiert die Mehrwegeventileinrichtung erfindungsgemäß in einer dritten Schaltstellung den Geberzylinder der einen Betätigungseinrichtung und/oder den Nehmerzylinder der anderen Betätigungseinrichtung fluidtechnisch vom jeweiligen Rest der Betätigungsvorrichtung und verbindet den Geberzylinder der anderen hydrostatischen Betätigungseinrichtungen fluidtechnisch mit dem Nehmerzylinder der einen Betätigungseinrichtung dieser beiden Betätigungseinrichtungen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung separiert die Mehrwegeventileinrichtung in der zweiten Schaltstellung den Geberzylinder der anderen Betätigungseinrichtung und/oder den Nehmerzylinder der einen Betätigungseinrichtung fluidtechnisch vom jeweiligen Rest der Betätigungsvorrichtung.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mehrwegeventileinrichtung in der zweiten Schaltstellung den Nehmerzylinder der einen Betätigungseinrichtung fluidtechnisch mit einem Druckausgleichsbehälter verbindet und/oder in der dritten Schaltstellung den Nehmerzylinder der anderen Betätigungseinrichtung fluidtechnisch mit einem Druckausgleichsbehälter verbindet.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Mehrwegeventileinrichtung als 4/2-Mehrwegeventileinrichtung ausgebildet. Eine 4/2-Mehrwegeventileinrichtung weist vier Anschlüsse und zwei Schaltstellungen auf. Diese 4/2-Mehrwegeventileinrichtung ist bevorzugt so ausgebildet, dass sie
- – in der ersten Schaltstellung den Geberzylinder jeder der beiden hydrostatischen Betätigungseinrichtungen fluidtechnisch mit dem Nehmerzylinder der entsprechenden Betätigungseinrichtung verbindet und
- – in der zweiten Schaltstellung die Geberzylinder der beiden hydrostatischen Betätigungseinrichtungen fluidtechnisch mit dem Nehmerzylinder der jeweils anderen Betätigungseinrichtung dieser beiden Betätigungseinrichtungen verbindet.
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Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Mehrwegeventileinrichtung als 4/3-Mehrwegeventileinrichtung ausgebildet. Eine 4/3-Mehrwegeventileinrichtung weist vier Anschlüsse und drei Schaltstellungen auf.
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Gemäß noch einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Mehrwegeventileinrichtung als 6/3-Mehrwegeventileinrichtung ausgebildet. Eine 6/3-Mehrwegeventileinrichtung weist sechs Anschlüsse und drei Schaltstellungen auf.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Mehrfachkupplung, insbesondere Doppelkupplung, für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit mehreren Kupplungseinheiten und einer Betätigungsvorrichtung zur Betätigung der einzelnen Kupplungseinheiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung als vorstehend genannte Betätigungsvorrichtung ausgebildet ist. Die Mehrfachkupplung kann dabei als Nasskupplung oder als Trockenkupplung ausgebildet sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung einer Doppelkupplung gemäß einer ersten Ausführungsform mit Teilaspekten der Erfindung in einer schematischen Darstellung,
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2: eine Betätigungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Teilaspekten der Erfindung in einer schematischen Darstellung und
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3: eine Betätigungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform mit Teilaspekten der Erfindung in einer schematischen Darstellung.
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Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Betätigungsvorrichtung 10 zur Betätigung einer (nicht gezeigten) Doppelkupplung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Die Doppelkupplung ist eine Reibungskupplung mit einer ersten Kupplungseinheit und einer zweiten Kupplungseinheit. Die Betätigungsvorrichtung 10 weist eine erste hydrostatische Betätigungseinrichtung 12 zur Betätigung der ersten Kupplungseinheit eine zweite hydrostatische Betätigungseinrichtung 14 zur Betätigung der zweiten Kupplungseinheit auf. Die erste hydrostatische Betätigungseinrichtungen 12 weist ihrerseits einen Geberzylinder 16, einen Nehmerzylinder 18 und eine zwischen diese beiden Zylinder 16, 18 zwischengeschaltete hydrostatische Strecke 20 auf und die zweite hydrostatische Betätigungseinrichtungen 14 weist ihrerseits ebenfalls einen Geberzylinder 22, einen Nehmerzylinder 24 und eine zwischen diese beiden Zylinder 22, 24 zwischengeschaltete hydrostatische Strecke 26 auf. Weiterhin weist die Betätigungsvorrichtung 10 eine in den beiden hydrostatischen Strecken 20, 26 verschaltete Mehrwegeventileinrichtung 28 auf, die im Ausführungsbeispiel der 1 als eine 4/2-Mehrwegventileinrichtung 30 ausgebildet ist. Eine 4/2-Mehrwegeventileinrichtung 30 weist vier Anschlüsse und zwei Schaltstellungen auf.
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In der Darstellung der 1 nimmt die Mehrwegventileinrichtung 28 eine erste Schaltstellung ein (im Schaltsymbol der Mehrwegventileinrichtung 28 links angedeutet). In dieser ersten Schaltstellung verbindet die Mehrwegeventileinrichtung 28 den Geberzylinder 16 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 mit dem Nehmerzylinder 18 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 und den Geberzylinder 22 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 mit dem Nehmerzylinder 24 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14. In einer zweiten Schaltstellung (im Schaltsymbol der Mehrwegventileinrichtung 28 rechts angedeutet) verbindet die Mehrwegeventileinrichtung 28 den Geberzylinder 16 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 mit dem Nehmerzylinder 24 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 und den Geberzylinder 22 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 mit dem Nehmerzylinder 18 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12.
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Jeder der Geberzylinder 16, 22 weist einen von einem Aktor verlagerbaren Geber-Kolben auf. Zu diesem Zweck ist jedem der Geberzylinder 16, 22 genau ein Aktor zugeordnet, der beispielsweise über ein jeweiliges Steuergerät angesteuert wird. Die Bewegung der Geberkolben wird über die Betätigungsvorrichtung 10 – je nach Schaltstellung der Mehrwegeventileinrichtung 28 unterschiedlich – auf Kolben der Nehmerzylinder übertragen, die auf die Kupplungseinheiten der Doppelkupplung wirken. Alternativ kann aber auch ein gemeinsames Steuergerät für beide Aktoren vorgesehen sein.
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Bei einem gemeinsamen Steuergerät hilft das zusätzliche Ventil bei Fehlern ab den Endstufen zu dem Aktormotor und bis einschließlich der jeweiligen hydraulischen Strecke (20 bzw. 26) bis zur Ventileinrichtung 28. Bei getrennten aktorspezifischen Steuergeräten hilft die Ventileinrichtung 28 bei sämtlichen Steuergerätefehlern eines Aktors sowie in dem oben beschriebenen Pfad.
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Im Normalfall werden die Kupplungseinheiten der Doppelkupplung von den Aktoren über die Betätigungsvorrichtung betrieben, wobei die Mehrwegeventileinrichtung 28 ihre erste Schaltstellung aufweist.
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Es ergeben sich folgende Vorteile:
Das zwischen Aktoren und Kupplungseinheiten geschaltete Betätigungsvorrichtung 10 mit der Mehrwegeventileinrichtung 28 ermöglicht im Normalbetrieb eine 1:1 Betätigung der Kupplungseinheiten durch die jeweils zugeordneten Aktoren. Im Fehlerfall eines Aktors kann die Ventileinrichtung 28 so geschaltet werden, dass die Zuordnung der Aktoren zu den Kupplungseinheiten (einseitig) getauscht werden kann. Hierdurch ist (ohne weitere Fehler im, Hydraulik- bzw. Kupplungssystem) eine sequentielle Betätigung beider Kupplungseinheiten möglich. Notläufe mit ASG-Schaltungen und der Verfügbarkeit aller Gänge, insbesondere auch ,R' sind darstellbar.
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Die 2 zeigt eine Betätigungsvorrichtung 10 mit einer 4/3-Mehrwegeventileinrichtung 32, bei der eine dritte Schaltstellung vorgesehen ist. In der ersten Schaltstellung (im Schaltsymbol der Mehrwegventileinrichtung 28 mittig gezeigt) verbindet die Mehrwegeventileinrichtung 28 den Geberzylinder 16 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 mit dem Nehmerzylinder 18 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 und den Geberzylinder 22 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 mit dem Nehmerzylinder 24 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12. In der (nicht anliegenden) zweiten Schaltstellung (im Schaltsymbol der Mehrwegventileinrichtung 28 links angedeutet) verbindet die Mehrwegeventileinrichtung 28 den Geberzylinder 16 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 mit dem Nehmerzylinder 24 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 und der Geberzylinder 22 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 sowie der Nehmerzylinder 18 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 werden fluidtechnisch vom jeweiligen Rest der Betätigungsvorrichtung 10 separiert, also blindgeschaltet. In der (ebenfalls nicht anliegenden) dritten Schaltstellung (im Schaltsymbol der Mehrwegventileinrichtung 28 rechts angedeutet) verbindet die Mehrwegeventileinrichtung 28 den Geberzylinder 22 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 mit dem Nehmerzylinder 18 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 und der Geberzylinder 16 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 sowie der Nehmerzylinder 24 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 werden fluidtechnisch vom jeweiligen Rest der Betätigungsvorrichtung 10 separiert, also blindgeschaltet.
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Die 3 zeigt eine Betätigungsvorrichtung 10 mit einer 6/3-Mehrwegeventileinrichtung 34, bei der ebenfalls eine dritte Schaltstellung und zwei zusätzliche Anschlüsse vorgesehen sind. Jeder der zwei zusätzlichen Anschlüsse der Mehrwegeventileinrichtung 28 ist fluidtechnisch mit einem Druckausgleichsbehälter 36, 38 verbunden.
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In der ersten Schaltstellung (im Schaltsymbol der Mehrwegventileinrichtung 28 mittig gezeigt) verbindet die Mehrwegeventileinrichtung 28 den Geberzylinder 16 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 mit dem Nehmerzylinder 18 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 und den Geberzylinder 22 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 mit dem Nehmerzylinder 24 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14. Jeder der mit einem Druckausgleichsbehälter 36, 38 verbundenen beiden zusätzlichen Anschlüsse der Mehrwegeventileinrichtung 28 ist in der ersten Schaltstellung Ventileinrichtungsintern blindgeschaltet.
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In der (nicht anliegenden) zweiten Schaltstellung (im Schaltsymbol der Mehrwegventileinrichtung 28 rechts angedeutet) verbindet die Mehrwegeventileinrichtung 28 den Geberzylinder 16 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 mit dem Nehmerzylinder 24 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 und der Geberzylinder 22 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 wird fluidtechnisch vom jeweiligen Rest der Betätigungsvorrichtung 10 separiert, also blindgeschaltet. Der Nehmerzylinder 18 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 wird fluidtechnisch mit dem Druckausgleichsbehälter 36 verbunden.
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In der (ebenfalls nicht anliegenden) dritten Schaltstellung (im Schaltsymbol der Mehrwegventileinrichtung 28 links angedeutet) verbindet die Mehrwegeventileinrichtung 28 den Geberzylinder 22 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 mit dem Nehmerzylinder 18 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 und der Geberzylinder 16 der ersten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 12 wird fluidtechnisch vom jeweiligen Rest der Betätigungsvorrichtung 10 separiert, also blindgeschaltet. Der Nehmerzylinder 24 der zweiten hydrostatischen Betätigungseinrichtung 14 wird fluidtechnisch mit dem Druckausgleichsbehälter 38 verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Betätigungsvorrichtung
- 12
- Betätigungseinrichtung, erste
- 14
- Betätigungseinrichtung, zweite
- 16
- Geberzylinder
- 18
- Nehmerzylinder
- 20
- hydrostatische Strecke
- 22
- Geberzylinder
- 24
- Nehmerzylinder
- 26
- hydrostatische Strecke
- 28
- Mehrwegeventileinrichtung
- 30
- 4/2-Mehrwegeventileinrichtung
- 32
- 4/3-Mehrwegeventileinrichtung
- 34
- 6/3-Mehrwegeventileinrichtung
- 36
- Druckausgleichsbehälter
- 38
- Druckausgleichsbehälter
