DE102016223741A1 - Fluidanordnung - Google Patents

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Manuel Weiler
André Palmen
Holger Müller
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fluidanordnung (10) zum fluidischen Betätigen einer ersten (1) und einer zweiten (2) Teilkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes (20), das ein erstes Teilgetriebe (21) und ein zweites Teilgetriebe (22) umfasst.Um das fluidische Betätigen der ersten und der zweiten Teilkupplung zu vereinfachen, sind die Teilkupplungen (1,2) und die Teilgetriebe (21,22) kreuzweise mit zwei fluidischen Pumpenaktoren (11,12) fluidisch verschaltet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Fluidanordnung und ein Verfahren zum fluidischen Betätigen einer ersten und einer zweiten Teilkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes, das ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe umfasst.
  • Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2015/149778 A1 ist eine Getriebesteuerung zum fluidischen Betätigen eines Getriebes bekannt, das mehrere Gänge umfasst, die mit Hilfe einer Getriebeaktoreinrichtung gewählt und geschaltet werden können, und zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen einer Doppelkupplung, wobei die Getriebesteuerung zwei Reversierpumpenaktoren umfasst, denen jeweils eine der Teilkupplungen zugeordnet ist und die jeweils zwei Anschlüsse aufweisen, an die ein fluidisches UND-Ventil angeschlossen ist, das als dritten Anschluss einen Tankanschluss aufweist, wobei die Getriebeaktoreinrichtung über ein fluidisches ODER-Ventil an die zwei Reversierpumpenaktoren angeschlossen ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, das fluidische Betätigen einer ersten und einer zweiten Teilkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes, das ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe umfasst, zu vereinfachen.
  • Die Aufgabe ist bei einer Fluidanordnung zum fluidischen Betätigen einer ersten und einer zweiten Teilkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes, das ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe umfasst durch eine kreuzweise fluidische Verschaltung der Teilkupplungen und der Teilgetriebe mit zwei fluidischen Pumpenaktoren gelöst. Durch die kreuzweise fluidische Verschaltung wird auf einfache Art und Weise eine kostengünstige fluidische, insbesondere hydraulische, Aktorik für die Teilkupplungen und das Doppelkupplungsgetriebe bereitgestellt. Die Fluidanordnung ermöglicht einen reduzierten Energiebedarf und weniger Bauteile als herkömmliche Fluidanordnungen, was zu einer Kostenoptimierung führt.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die fluidischen Pumpenaktoren als Fluidpumpen mit einer Förderrichtung ausgeführt sind. Im Unterschied zu der eingangs gewürdigten Getriebesteuerung brauchen die Fluidpumpen nicht als Reversierpumpen ausgeführt zu sein. Dadurch können die Kosten zur Herstellung der Fluidanordnung weiter reduziert werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilkupplung eine erste fluidische Kupplungsbetätigungseinrichtung umfasst, die fluidisch mit einem ersten fluidischen Pumpenaktor und mit mindestens zwei fluidischen Getriebebetätigungseinrichtungen des zweiten Teilgetriebes verschaltet ist, wobei die zweite Teilkupplung eine zweite fluidische Kupplungsbetätigungseinrichtung umfasst, die fluidisch mit einem zweiten fluidischen Pumpenaktor und mit mindestens zwei fluidischen Getriebebetätigungseinrichtungen des ersten Teilgetriebes verschaltet ist. Diese Art der kreuzweisen Verschaltung ermöglicht mit einem sehr geringen Aufwand einen komfortablen Betrieb der beiden Teilkupplungen und des Doppelkupplungsgetriebes.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Sperrventil zwischen den fluidischen Kupplungsbetätigungseinrichtungen und den fluidisch damit verschalteten fluidischen Pumpenaktoren angeordnet ist. Mit den Sperrventilen kann auf einfache Art und Weise ein unerwünschter Druckabfall während eines Schaltvorgangs verhindert werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt ist. Das Sperrventil ist vorzugsweise in seine Öffnungsstellung vorgespannt und kann elektromagnetisch betätigt werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die fluidischen Getriebebetätigungseinrichtungen über jeweils ein Druckregelventil angesteuert werden. Bei den fluidischen Getriebebetätigungseinrichtungen handelt es sich vorzugsweise um Gangsteller. Die Gangsteller können als doppelt wirkende Fluidzylinder ausgeführt sein. Über die Druckregelventile können die Gangsteller schnell und sehr genau angesteuert werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil als Proportionalventil in 4/3-Wegeventilbauweise mit einer mittleren Schließstellung ausgeführt ist. In der mittleren Schließstellung sind die Gangsteller vorteilhaft fluidisch entkoppelt.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum fluidischen Betätigen einer ersten und einer zweiten Teilkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes, das ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe umfasst, mit einer vorab beschriebenen Fluidanordnung.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass an der geschlossenen ersten/zweiten Teilkupplung eine Überanpressung angelegt wird, um die geschlossene erste/zweite Teilkupplung bei einem Schaltvorgang im zweiten/ersten Teilgetriebe als fluidischen Druckspeicher zu nutzen. Dabei muss der erste/zweite fluidische Pumpenaktor kontinuierlich nachregeln, um die Überanpressung aufrechtzuerhalten. Durch die Überanpressung kann auf einfache Art und Weise ein höherer Druck für eine stabile Ansteuerung der Gangsteller bereitgestellt werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Zeit der Überanpressung an der geschlossenen ersten /zweiten Teilkupplung in dem zweiten/ersten Teilgetriebe ein gewünschter Gang synchronisiert und eingelegt wird. Nach dem Einlegen des gewünschten Gangs wird die Überanpressung wieder deaktiviert und mit einer Sollanpressung gefahren. Die Überanpressung der jeweiligen Teilkupplung verhindert während des Schaltvorgangs ein zu starkes Einbrechen des Drucks und ein dadurch resultierender Schlupf der Kupplung.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Sperrventil, ein Druckregelventil, eine Getriebebetätigungseinrichtung, eine Kupplungsbetätigungseinrichtung und/oder einen Pumpenaktor für eine vorab beschriebene Fluidanordnung. Die genannten Teile sind separat handelbar.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
    • 1 eine Fluidanordnung zum fluidischen Betätigen einer ersten und einer zweiten Teilkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes, das ein erstes Teilgetriebe und ein zweites Teilgetriebe umfasst, wobei die Teilkupplungen und die Teilgetriebe mit zwei fluidischen Pumpenaktoren kreuzweise verschaltet sind; und
    • 2 eine ähnliche Fluidanordnung wie in 1, wobei jeweils ein Sperrventil zwischen den Teilkupplungen und den fluidisch damit verschalteten fluidischen Pumpenaktoren angeordnet ist.
  • In den 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele einer Fluidanordnung 10; 40 in Form von Fluidschaltplänen dargestellt. Die Fluidanordnung 10; 40 dient zum fluidischen Betätigen einer ersten Teilkupplung 1 und einer zweiten Teilkupplung 2 eines Doppelkupplungsgetriebes 20, das ein erstes Teilgetriebe 21 und ein zweites Teilgetriebe 22 umfasst.
  • Die Fluidanordnung 10 umfasst ein Fluidreservoir 5, in welchem ein Fluid, insbesondere ein Hydraulikmedium, angeordnet ist. Bei der Verwendung eines Hydraulikmediums wird die Fluidanordnung auch als Hydraulikanordnung 10; 40 bezeichnet.
  • Als Fluiddruckquellen umfasst die Fluidanordnung 10; 40 einen ersten fluidischen Pumpenaktor 11 und einen zweiten fluidischen Pumpenaktor 12. Die fluidischen Pumpenaktoren 11, 12 umfassen jeweils eine Fluidpumpe 17, 18, die durch einen symbolisch angedeuteten Elektromotor 13, 14 in nur einer Drehrichtung antreibbar ist, die durch einen Pfeil 15, 16 angedeutet ist.
  • Eingänge der Fluidpumpen 17, 18 sind über Fluidleitungen 25, 26 mit dem Fluidreservoir 5 verbunden. Ein Ausgang der Fluidpumpe 17 ist über eine Fluidleitung 27 fluidisch mit zwei fluidischen Getriebebetätigungseinrichtungen 33, 34 des zweiten Teilgetriebes 22 verbunden. Ein Ausgang der Fluidpumpe 18 ist über eine Fluidleitung 28 fluidisch mit zwei fluidischen Getriebebetätigungseinrichtungen 31, 32 des ersten Teilgetriebes 21 verbunden.
  • In der Fluidleitung 27 ist ein Drucksensor 29 angeordnet. In der Fluidleitung 28 ist ein Drucksensor 30 angeordnet. Mit den Drucksensoren 29, 30 wird im Betrieb der Fluidanordnung 10; 40 ein aktueller Fluiddruck am Ausgang der jeweiligen Fluidpumpe 17, 18 erfasst.
  • Die fluidischen Getriebebetätigungseinrichtungen 31 bis 34 sind als Gangsteller in Form von doppelt wirkenden Fluidzylindern ausgeführt. Jeder der Getriebebetätigungseinrichtungen 31 bis 34 ist ein Druckregelventil 35 bis 38 vorgeschaltet. Die Druckregelventile 35 bis 38 sind als Proportionalventile in 4/3-Wegeventilbauweise ausgeführt.
  • Durch Großbuchstaben P, T und A, B sind die vier Anschlüsse der Proportionalventile bezeichnet. Der Großbuchstabe P steht für einen Druckanschluss. Der Großbuchstabe T steht für einen Tankanschluss. Die Großbuchstaben A und B stehen für Arbeitsanschlüsse, an welche die Gangsteller 31 bis 34 angeschlossen sind.
  • Durch symbolisch angedeutete Federn sind die Druckregelventile 35 bis 38 in ihre jeweils in 1 und 2 dargestellte Mittelstellung vorgespannt. Für eine Druckregelung sind die Druckregelventile 35 bis 38 steuerungsmäßig (nicht dargestellt) mit den Drucksensoren 29, 30 verbunden.
  • Im Betrieb der Fluidanordnung 10 bedient der erste fluidische Pumpenaktor 11 die erste Teilkupplung 1 und das zweite Teilgetriebe 22. Der zweite fluidische Pumpenaktor 12 bedient die zweite Teilkupplung 2 und das erste Teilgetriebe 21. Die zwei Gangsteller 31, 32; 33, 34 und die Teilgetriebe 21, 22 werden von jeweils einem der Druckventile 35 bis 38 angesteuert.
  • Bei geschlossener erster Teilkupplung 1 wird während der Zeit zum Einlegen eines Gangs, im zweiten Teilgetriebe 22, eine Überanpressung angelegt. In dieser Zeit wird der entsprechende Gang im zweiten Teilgetriebe 22 synchronisiert und eingelegt. Dabei muss der erste fluidische Pumpenaktor 11 den Druck kontinuierlich nachregeln. Dabei wird die erste Teilkupplung 1 beim Schaltvorgang als kleiner Druckspeicher genutzt.
  • Nach dem Einlegen des Gangs wird die Überanpressung wieder deaktiviert und mit einer Sollanpressung gefahren. Die Überanpressung der ersten Teilkupplung 1 verhindert während des Schaltvorgangs im zweiten Teilgetriebe 22 ein zu starkes Einbrechen des Drucks und einen daraus resultierenden Schlupf an der ersten Teilkupplung 1.
  • Die in 2 dargestellte Fluidanordnung 40 ähnelt sehr stark der in 1 dargestellten Fluidanordnung 10. Daher werden zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der 1 verwiesen. Im Folgenden wird hauptsächlich auf die Unterschiede zwischen den beiden Fluidanordnungen 10 und 40 eingegangen.
  • In 2 ist ein erstes Sperrventil 41 zwischen die erste Teilkupplung 1 und die Fluidleitung 27 geschaltet, die von dem ersten fluidischen Pumpenaktor 17 ausgeht. Ein zweites Sperrventil 42 ist zwischen die zweite Teilkupplung 2 und die Fluidleitung 28 geschaltet, die von einem Ausgang des zweiten fluidischen Pumpenaktors 18 ausgeht.
  • Die beiden Sperrventile 41, 42 sind als 2/2-Wegeventile mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt. Durch symbolisch angedeutete Federn ist angedeutet, dass die Sperrventile 41, 42 in ihre in 2 dargestellte Öffnungsstellung vorgespannt sind.
  • Durch elektromagnetische Betätigung der Sperrventile 41, 42 können die fluidischen Kupplungsbetätigungseinrichtungen 3, 4 der Teilkupplungen 1, 2 fluidisch abgesperrt werden. Die Sperrventile 41, 42 dienen vorteilhaft dazu, während eines Schaltvorgangs einen unerwünschten Druckabfall in dem jeweiligen Kupplungspfad zu verhindern.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    erste Teilkupplung
    2
    zweite Teilkupplung
    3
    fluidische Kupplungsbetätigungseinrichtung
    4
    fluidische Kupplungsbetätigungseinrichtung
    5
    Fluidreservoir
    10
    Fluidanordnung
    11
    erster fluidischer Pumpenaktor
    12
    zweiter fluidischer Pumpenaktor
    13
    Elektromotor
    14
    Elektromotor
    15
    Pfeil
    16
    Pfeil
    17
    Fluidpumpe
    18
    Fluidpumpe
    20
    Doppelkupplungsgetriebe
    21
    erstes Teilgetriebe
    22
    zweites Teilgetriebe
    25
    Fluidleitung
    26
    Fluidleitung
    27
    Fluidleitung
    28
    Fluidleitung
    29
    Drucksensor
    30
    Drucksensor
    31
    fluidische Getriebebetätigungseinrichtung
    32
    fluidische Getriebebetätigungseinrichtung
    33
    fluidische Getriebebetätigungseinrichtung
    34
    fluidische Getriebebetätigungseinrichtung
    35
    Druckregelventil
    36
    Druckregelventil
    37
    Druckregelventil
    38
    Druckregelventil
    40
    Fluidanordnung
    41
    Sperrventil
    42
    Sperrventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2015/149778 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Fluidanordnung (10;40) zum fluidischen Betätigen einer ersten (1) und einer zweiten (2) Teilkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes (20), das ein erstes Teilgetriebe (21) und ein zweites Teilgetriebe (22) umfasst, gekennzeichnet durch eine kreuzweise fluidische Verschaltung der Teilkupplungen (1,2) und der Teilgetriebe (21,22) mit zwei fluidischen Pumpenaktoren (11,12).
  2. Fluidanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidischen Pumpenaktoren (11,12) als Fluidpumpen (17,18) mit einer Förderrichtung ausgeführt sind.
  3. Fluidanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilkupplung (1) eine erste fluidische Kupplungsbetätigungseinrichtung (3) umfasst, die fluidisch mit einem ersten fluidischen Pumpenaktor (11) und mit mindestens zwei fluidischen Getriebebetätigungseinrichtungen (33,34) des zweiten Teilgetriebes (22) verschaltet ist, wobei die zweite Teilkupplung (2) eine zweite fluidische Kupplungsbetätigungseinrichtung (4) umfasst, die fluidisch mit einem zweiten fluidischen Pumpenaktor (12) und mit mindestens zwei fluidischen Getriebebetätigungseinrichtungen (31,32) des ersten Teilgetriebes (21) verschaltet ist.
  4. Fluidanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Sperrventil (41,42) zwischen den fluidischen Kupplungsbetätigungseinrichtungen (3,4) und den fluidisch damit verschalteten fluidischen Pumpenaktoren (11,12) angeordnet ist.
  5. Fluidanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (41,42) als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt ist.
  6. Fluidanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidischen Getriebebetätigungseinrichtungen (33,34) über jeweils ein Druckregelventil (35-38) angesteuert werden.
  7. Fluidanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil (35-38) als Proportionalventil in 4/3-Wegeventilbauweise mit einer mittleren Schließstellung ausgeführt ist.
  8. Verfahren zum fluidischen Betätigen einer ersten (1) und einer zweiten (2) Teilkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes (20), das ein erstes Teilgetriebe (21) und ein zweites Teilgetriebe (22) umfasst, mit einer Fluidanordnung (10;40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der geschlossenen ersten/zweiten Teilkupplung (11,12) eine Überanpressung angelegt wird, um die geschlossene erste/zweite Teilkupplung (1,2) bei einem Schaltvorgang im zweiten/ersten Teilgetriebe (22,21) als fluidischen Druckspeicher zu nutzen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zeit der Überanpressung an der geschlossenen ersten/zweiten Teilkupplung (1,2) in dem zweiten/ersten Teilgetriebe (22,21) ein gewünschter Gang synchronisiert und eingelegt wird.
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