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Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang,
umfassend eine Antriebseinheit, ein Getriebe und ein Kupplungssystem
mit einer zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe angeordneten
Kupplungseinrichtung zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit
und dem Getriebe, wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine
unter Vermittlung von Druckmedium betätigbare, für einen Betrieb unter Einwirkung
eines Betriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung aufweist, wobei
auf Grundlage einer Pumpenanordnung i) das Druckmedium für die Betätigung der Kupplunganordnung
bereitstellbar ist und ii) der Kupplungseinrichtung für den Betrieb
unter Einwirkung des Betriebsmediums Betriebsmedium zuführbar ist.
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Derartige Antriebsstränge, Kupplungseinrichtungen
und Pumpenanordnungen sind beispielsweise aus der
DE 100 56 954 A1 und
DE 101 02 874 A1 bekannt.
Der Inhalt dieser deutschen Offenlegungsschriften wird durch Bezugnahme
vollständig in
die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung übernommen.
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Betreffend das angesprochene Kupplungssystem
wird insbesondere an ein Nasslauf-Doppelkupplungssystem mit zwei
nasslaufenden Lamellen-Kupplungsanordnungen
gedacht, die unter Vermittlung von in die Kupplungseinrichtung integrierten Nehmerzylindern
auf hydraulischem Wege betätigbar
sind. Bei der Kupplungseinrichtung kann es sich beispielsweise um
eine Kupplungseinrichtung gemäß einer
Konstruktion der Anmelderin handeln, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 100 04 179 A1 beschrieben
ist, deren Offenbarung ebenfalls durch Bezugnahme in die Offenbarung
der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.
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Ein derartiges Nasslauf-Doppelkupplungssystem
benötigt
zur Betätigung
der Lamellen-Kupplungsanordnungen einen kleinen Volumenstrom an Druckmedium
bei hohem Druck und zur Kühlung
der Reibbeläge
bzw. Lamellen einen vergleichsweise großen Volumenstrom an Betriebsmedium
(Kühlmedium)
bei vergleichsweise geringem Druck. Gegenüber herkömmlichen Lösungen mit einer von der Antriebseinheit
mechanisch angetriebenen Pumpe, die stets (mangels Steuerbarkeit
bzw. Regelbarkeit unabhängig
von der Drehzahl der Antriebseinheit) einen der momentanen Drehzahl
der Antriebseinheit entsprechenden Volumenstrom bzw. Abgabedruck bereitstellt,
hat die Anmelderin bisher in diesem Zusammenhang aus energetischen
Gründen
vorrangig den Ansatz favorisiert, für jeden Volumenstrom eine eigene
abgestimmte Pumpenanordnung (Pumpe) zu verwenden (vgl. die genannten
deutschen Offenlegungsschriften
DE 100 56 954 A1 und
DE 101 02 874 A1 ). In diesem
Zusammenahng wurde unter anderem an elektromotorisch angetriebene
Pumpen gedacht. Es hat sich nun aber gezeigt, dass bei besonders
leistungs- bzw. drehmomentstarken Antriebseinheiten (Motoren) der
Kühlölbedarf
der Kupplungseinrichtung unter Umständen so groß sein kann, dass der Einsatz
eines Elektromotors zum Antreiben einer elektromotorischen Pumpe
zum Kühlen
der Kupplungseinrichtung bzw. deren wenigstens einen Kupplungsanordnung
aufgrund zu großen,
durch die erforderliche Pumpenleistung bedingten Bauraumbedarfs nachteilig
ist und unter Umständen
nicht mehr praktikabel bzw. tragbar ist. Ferner hat sich gezeigt,
dass bei den bisherigen Lösungen
zur Erreichung eines möglichst
guten Wirkungsgrads durchaus noch einiger Entwicklungsaufwand mit
entsprechenden Kosten nötig
ist und auch durchaus beachtliche Fertigungskosten zu tragen sind.
Auch werden bei einer optimalen Lösung auf Grundlage der bisherigen
Ansätze
vergleichsweise viele Bauteile benötigt, z. B. Hydrospeicher.
Eine Rückkehr
zu der herkömmlichen Lösung mit
einer einfachen, durch die Antriebseinheit permanent angetriebenen
Pumpe ohne Steuerbarkeit/Regelbarkeit des abgegebenen Drucks bzw.
des abgegebenen Volumenstroms kommt aus verschiedenen Gründen aber
nicht in Betracht. So führt
ein nicht bedarfsangepasster, zu großer Kühlölvolumenstrom zu ungewünschten
Schleppmomenten in einer nasslaufenden Lamellen-Kupplungsanordnung. Ferner ist die Gefahr
von zu hohen Drücken
zu gegenwärtigen,
die zu Beschädigungen
führen
können. Ferner
spielt der Wirkungsgrad bzw. der Energieverbrauch eine nicht unwichtige
Rolle. Es wurde nun aber erkannt, dass man auch im Falle einer durch
die Antriebseinheit permanent angetriebene bzw. antreibbaren Pumpe
mittels einer zugeordneten Steuer/Regel-Ventilanordnung eine Steuerbarkeit
bzw. Regelbarkeit des wirksamen Abgabedrucks oder/und des wirksamen
Abgabe-Volumenstroms der Pumpe erreichen kann, ohne dass hierzu
ein übermäßiger mechanischer
und ansteuerungsmäßiger Aufwand erforderlich
ist.
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Vor diesem Hintergrund schlägt die Erfindung
einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
vor, umfassend eine Antriebseinheit, ein Getriebe und ein Kupplungssystem
mit einer zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe angeordneten
Kupplungseinrichtung zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit
und dem Getriebe, wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine
unter Vermittlung von Druckmedium betätigbare, für einen Betrieb unter Einwirkung
eines Betriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung aufweist, wobei
auf Grundlage einer Pumpenanordnung i) das Druckmedium für die Betätigung der
Kupplunganordnung bereitstellbar ist und ii) der Kupplungseinrichtung
für den
Betrieb unter Einwirkung des Betriebsmediums Betriebsmedium zuführbar ist,
wobei die Pumpenanordnung wenigstens eine durch die Antriebseinheit
antreibbare Pumpe umfasst, deren Eingangsseite und Ausgangsseite über eine Steuer/Regel-Ventilanordnung
verbindbar ist, um durch Rückführung von
Medium von der Ausgangsseite zur Eingangsseite das Medium auf der Ausgangsseite
oder an einer ausgangsseitigen Abgabestelle auf einem Soll-Druck bereitzustellen oder/und
durch Rückführung von
Medium von der Ausgangsseite zur Eingangsseite einen Soll-Volumenstrom
an Medium an der Ausgangsseite oder der ausgangsseitigen Abgabestelle
bereitzustellen.
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Die Anpassung des Mediumdrucks bzw.
Medium-Volumenstroms an den momentanen Bedarf erfolgt erfindungsgemäß durch
Rückführung von
Medium von der Ausgangsseite zur Eingangsseite der Pumpe. Es braucht
damit keine Pumpe eingesetzt werden, die selbst steuerbar ist, und
man kann auch darauf verzichten, elektromotorische Pumpen einzusetzen.
Es ergeben sich gegenüber
bisherigen Ansätzen
große
Kostenvorteile. Insgesamt kann beispielsweise eine vergleichsweise
einfache und preiswerte Hydraulikversorgung bzw. Kühlölversorgung für etwa eine
nasslaufende Lamellen-Kupplung, ggf. Lamellen-Doppelkupplung, bzw.
eine hydraulisch betätigbare
Kupplung sowie ggf. für
ein Getriebe (etwa Automatgetriebe oder automatisiertes Getriebe)
bereitgestellt werden. Betreffend die letztgenannte Einsatzmöglichkeit
ist darauf hinzuweisen, dass bei Automatgetrieben in der Regel herkömmlich eine
dem Automatgetriebe zugeordnete eigene Pumpe verwendet wird, wobei
die benötigten
Druckniveaus durch verschiedene Druckminderventile bereitgestellt
werden.
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Wenn hier von einer Rückführung von
Medium von der Eingangsseite zur Ausgangsseite der Pumpe die Rede
ist, so schließt
dies auch die Möglichkeit
ein, dass das Medium in ein Mediumreservoir, beispielsweise in eine Ölwanne,
zurückgeführt wird, aus
der die Pumpe, ggf. über
einen Saugfilter, das Medium ansaugt. Demgegenüber ist es aber bevorzugt,
dass – insbesondere
im Falle der Verwendung eines Saugfilters – das Medium unmittelbar zum
Ansauganschluss der Pumpe zurückgeführt wird,
so dass – wenn
vorgesehen – das
rückgeführte Medium den
Saugfilter nicht noch einmal passieren muss und insoweit ein besserer
energetischer Wirkungsgrad erreicht werden kann.
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Allgemeiner wird auch bereitgestellt
ein Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, umfassend eine Antriebseinheit,
ein Getriebe und ein Kupplungssystem mit einer zwischen der Antriebseinheit
und dem Getriebe angeordneten Kupplungseinrichtung zur Momentenübertragung
zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe, wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens
eine unter Vermittlung von Druckmedium betätigbare, für einen Betrieb unter Einwirkung
eines Betriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung aufweist, wobei
auf Grundlage einer Pumpenanordnung i) das Druckmedium für die Betätigung der Kupplunganordnung
bereitstellbar ist oder/und ii) der Kupplungseinrichtung für den Betrieb
unter Einwirkung des Betriebsmediums Betriebsmedium zuführbar ist,
oder/und iii) Druckmedium für
die Betätigung des
Getriebes bereitstellbar ist. Es wird vor allem daran gedacht, dass
die Pumpenanordnung wenigstens eine vorzugsweise durch die Antriebseinheit
antreibbare Pumpe umfasst. Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch
aus, dass dass eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite der Pumpenanordnung
bzw. der Pumpe über
eine Steuer/Regel-Ventilanordnung verbindbar ist, um durch Rückführung von
Medium von der Ausgangsseite zur Eingangsseite das Medium auf der
Ausgangsseite oder an einer ausgangsseitigen Abgabestelle auf einem Soll-Druck bereitzustellen
oder/und durch Rückführung von
Medium von der Ausgangsseite zur Eingangsseite einen Soll-Volumenstrom
an Medium an der Ausgangsseite oder der ausgangsseitigen Abgabestelle
bereitzustellen.
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Es wird vor allem daran gedacht,
dass die Pumpenanordnung umfasst: wenigstens eine durch die Antriebseinheit
antreibbare Druckmediumpumpe, deren Eingangsseite und Ausgangsseite über eine zugeordnete
Steuer/Regel-Ventilanordnung verbindbar ist, um durch Rückführung von
Druckmedium von der Ausgangsseite zur Eingangsseite das Druckmedium auf
der Ausgangsseite oder an einer ausgangsseitigen Abgabestelle auf
einem Soll-Druck bereitzustellen.
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Ferner wird daran gedacht, dass alternativ oder – vorzugsweise – zusätzlich zur
durch die Antriebseinheit antreibbaren Druckmediumpumpe die Pumpenanordnung
umfasst: wenigstens eine durch die Antriebseinheit antreibbare Betriebsmediumpumpe,
deren Eingangsseite und Ausgangsseite über eine zugeordnete Steuer/Regel-Ventilanordnung
verbindbar ist, um durch Rückführung von
Betriebsmedium von der Ausgangsseite zur Eingangsseite einen Soll-Volumenstrom
an Betriebsmedium an der Ausgangsseite oder einer ausgangsseitigen
Abgabestelle bereitzustellen.
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit des Antriebsstrangs
zeichnet sich dadurch aus, dass die Pumpenanordnung umfasst: eine
durch die Antriebseinheit antreibbare Pumpe, deren Eingangsseite
und Ausgangsseite über
eine zugeordnete Steuer/Regel-Ventilanordnung verbindbar ist, um
durch Rückführung von
Medium von der Ausgangsseite zur Eingangsseite einen Soll-Volumenstrom
an Medium an der Ausgangsseite oder einer ausgangsseitigen Abgabestelle
oder/und das Druckmedium auf der Ausgangsseite oder an der ausgangsseitigen
Abgabestelle auf einem Soll-Druck
bereitzustellen, wobei die Pumpe sowohl als Druckmediumpumpe zur
Bereitstellung des Mediums als Druckmedium für die Betätigung der Kupplungsanordnung
als auch als Betriebsmediumpumpe zur Bereitstellung des Mediums als
Betriebsmedium für
die Zufuhr zur Kupplungseinrichtung dient.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die
einen ausgangsseitigen Mediumdruck an einem Steuereingang empfangende
Steuer/Regel-Ventilanordnung als Druckbegrenzungsventil betreibbar
ist.
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Es wurde schon indirekt auf die Möglichkeit Bezug
genommen, dass auch das Getriebe des Antriebsstrangs vermittels
der Pumpenanordnung mit im Betrieb benötigten Medium, insbesondere
Druckmedium, versorgt wird. Bei dem Getriebe kann es sich um ein
Automatgetriebe oder um ein automatisiertes Getriebe, im Falle einer
Doppel-Kupplungseinrichtung speziell um ein Doppelkupplungsgetriebe,
handeln. Es wird in diesem Zusammenhang speziell daran gedacht,
dass das Getriebe mittels einer zugeordneten Aktuatorik unter Vermittlung
von Druckmedium betätigbar
ist und dass auf Grundlage der Pumpenanordnung das Druckmedium für die Betätigung des
Getriebes bereitstellbar ist.
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Es wird beispielsweise daran gedacht,
dass dass das Getriebe vermittels der Aktuatorik auf Grundlage von
durch die Pumpe bereitgestelltem Druckmedium betätigbar ist.
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Eine Möglichkeit in diesem Zusammenhang ist
ferner, dass das Getriebe vermittels der Aktuatorik auf Grundlage
von durch die Druckmediumpumpe bereitgestelltem Druckmedium betätigbar ist.
Alternativ hierzu kann man vorsehen, dass das Getriebe vermittels
der Aktuatorik auf Grundlage von durch die Betriebsmediumpumpe bereitgestelltem
Betriebsmedium, dass als Druckmedium für die Getriebebetätigung dient,
betätigbar
ist.
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Weiterbildend wird vorgeschlagen,
dass die Druckmediumpumpe dafür
ausgelegt ist, einen momentanen Haltedruck zum Halten eine Os momentanen
Betätigungszustands
der Kupplungsanordnung bereitzustellen, erforderlichenfalls unter
Ausgleich etwaiger Druckmediumverluste durch Nachförderung von
Druckmedium, und dass die Kupplungsanordnung auf Grundlage von durch
die Betriebsmediumpumpe bereitgestelltem Betriebsmedium, das als Druckmedium
für die
Kupplungsbetätigung
und ggf. für
die Getriebebetätigung
dient, von einem unbetätigten
in einen betätigten
Zustand überführbar ist.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass eine
der Betriebsmediumpumpe oder Pumpe ausgangsseitig nachgeschalteter
Aufstaustufe zur Bereitstellung des Betriebsmediums bzw. Druckmediums
auf einem für die
Getriebebetätigung
bzw. Kupplungsbetätigung hinreichendem
Druckniveau vorgesehen ist. Die Aufstaustufe kann wenigstens ein
verstellbares Ventil oder/und wenigstens eine Drossel umfassen.
Es wird insbesondere daran gedacht, dass die Aufstaustufe ein Schaltventil
umfasst, das in einer ersten Stellung eine Verbindung zwischen der
Betriebsmediumpumpe und der Kupplungseinrichtung freigibt und in
einer zweiten Stellung die Verbindung zwischen der Betriebsmediumpumpe
und der Kupplungseinrichtung unterbricht oder drosselt.
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Zur Aufstaustufe bzw. Schaltventil
kann ein Druckbegrenzungsventil parallel geschaltet sein. Die Aufstaustufe
bzw. das Schaltventil kann der Steuer/Regel-Ventilanordnung nachgeschaltet
sein, oder zumindest einem Ventil der Steuer/Regel-Ventilanordnung.
Eine andere Möglichkeit
ist, dass die Aufstaustufe bzw. das Schaltventil der Steuer/Regel-Ventilanordnung
vorgeschaltet ist, oder zumindest einem Ventil der Steuer/Regel-Ventilanordnung.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform zeichnet sich dadurch
aus, dass wenigstens ein Ventil der Steuer/Regel-Ventilanordnung
wahlweise als Steuer/Regel-Ventil oder als Aufstaustufe betreibbar
ist.
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Man kann vorteilhaft vorsehen, dass
wenigstens ein elektrisch ansteuerbares Steuer/Regel-Ventil zur
Erzeugung eines Steuer/Regel-Drucks in wenigstens zwei vorgegebenen
oder vorgebbaren Druckniveaubereichen oder auf wenigstens zwei vorgegebenen
oder vorgebbaren Druckniveaus vorgesehen ist, und dass das Schaltventil
und wenigstens ein Ventil der Steuer/Regel-Ventilanordnung als auf Grundlage
des daran anliegenden Steuer/Regeldrucks ansteuerbare Ventile ausgeführt sind.
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Weiterbildend wird vorgeschlagen,
dass das Ventil der Steuer/Regel-Ventilanordnung
auf Grundlage eines ersten, vorzugsweise niedrigeren Druckniveaubereichs
bzw. Druckniveaus und das Schaltventil auf Grundlage eines zweiten,
vorzugsweise höheren
Druckniveaubereichs bzw. Druckniveaus ansteuerbar oder betätigbar ist.
Das Ventil der Steuer/Regel-Ventilanordnung
kann auf Grundlage eines dritten, vorzugsweise noch höheren Niveaubereichs bzw.
Druckniveaus ansteuerbar oder betätigbar sein.
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Betreffend eine oben schon angesprochene Ausführungsvariante
wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein elektrisch ansteuerbares
Steuer/Regel-Ventil
zur Erzeugung eines Steuer/Regel-Drucks in wenigstens zwei vorgegebenen
oder vorgebbaren Druckniveaubereichen oder auf wenigstens zwei vorgegebenen
oder vorgebbaren Druckniveaus vorgesehen ist, und dass das wahlweise
als Steuer/Regel-Ventil oder als Aufstaustufe betreibbare Ventil
als auf Grundlage des daran anliegenden Steuer/Regeldrucks ansteuerbares
Ventil ausgeführt
ist. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn das wahlweise als
Steuer/Regel-Ventil
oder Aufstaustufe betreibbare Ventil auf Grundlage eines ersten,
vorzugsweise niedrigeren Druckniveaubereichs bzw. Druckniveaus als
Steuer/Regel-Ventil arbeitet und auf Grundlage eines zweiten, vorzugsweise
höheren Druckniveaubereichs
bzw. Druckniveaus als Aufstaustufe arbeitet.
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Betreffend die Aufstaustufe wird
allgemein vorgeschlagen, dass die Aufstaustufe auf Grundlage eines
anliegenden Steuer/Regel-Drucks oder/und auf elektrischem Wege aktivierbar
und deaktivierbar ist.
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Die Druckmediumpumpe und die Betriebsmediumpumpe
können
eine gemeinsame Antriebswelle aufweisen, die mit der Antriebseinheit
zum Drehantrieb gekoppelt oder koppelbar ist. Durch die gemeinsame
Antriebswelle ergeben sich nicht unbeachtliche Kostenvorteile (Bauteileersparnis),
und es resultiert ein vergleichsweise geringer Bauraumbedarf. In
diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, dass die Pumpenanordnung
eine als Einheit handhabbare Pumpeneinheit aufweist, die die Druckmediumpumpe
und die Betriebsmediumpumpe enthält.
Neben vergleichsweise geringen Herstellungskosten resultieren ferner
auch vergleichsweise geringe Montagekosten bei Montage der Pumpeneinheit am
bzw. im Antriebsstrang. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang,
wenn die Druckmediumpumpe und die Betriebsmediumpumpe ein gemeinsames
Pumpengehäuse
aufweisen.
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Wenigstens ein Ventil der der Druckmediumpumpe
zugeordneten Steuer/Regel-Ventilanordnung oder/und wenigstens ein
Ventil der Betriebsmediumpumpe zugeordneten Steuer/Regel-Ventilanordung kann
vorteilhaft Bestandteil der Pumpeneinheit sein. Ferner kann – wenn vorgesehen – die Aufstaustufe, oder
wenigstens ein Ventil oder wenigstens eine Drossel der Aufstaustufe,
Bestandteil der Pumpeneinheit sein.
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Die Steuer/Regel-Ventilanordnung
bzw. die der der Druckmediumpumpe zugeordnete Steuer/Regel-Ventilanordnung
oder/und die der Betriebsmediumpumpe zugeordneten Steuer/Regel-Ventilanordnung,
kann wenigstens ein elektrisch oder – vorzugsweise – auf Grundlage
eines daran anliegenden Steuer/Regeldrucks ansteuerbares Steuer/Regel-Ventil
umfassen. Es wird in diesem Zusammenhang nach einem Ansatz vorgeschlagen,
dass ein ausgangsseitiger Mediumdruck, insbesondere der Druckmediumdruck
bzw. Betriebsmediumdruck auf der Ausgangsseite oder an der Abgabestelle
der Druckmediumpumpe bzw. Betriebsmediumpumpe, an dem bzw. an einem
Steuer/Regel-Ventil als Steuer/Regeldruck angelegt oder anlegbar
ist, um den Volumenstrom oder/und Druck des Mediums, insbesondere
Druckmediums bzw. Betriebsmediums, zu steuern oder zu regeln. Ferner
wird in diesem Zusammenhang nach einem anderen Ansatz vorgeschlagen,
dass aus einem ausgangsseitigen Mediumdruck, insbesondere aus dem
Druckmediumdruck auf der Ausgangsseite oder an der Abgabestelle
der Druckmediumpumpe, mittels wenigstens eines weiteren, elektrisch
ansteuerbaren Steuer/Regel-Ventils der Steuer/Regeldruck erzeugbar
ist, der an dem bzw. an einem Steuer/Regel- Ventil angelegt oder anlegbar ist, um
den Volumenstrom oder/und Druck des Mediums, insbesondere den Volumenstrom
des Betriebsmediums bzw. den Druck des Druckmediums, zu steuern
oder zu regeln.
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In der Regel wird es sinnvoll sein,
eine Druckbegrenzungsfunktion vorzusehen. Nach einem Ansatz wird
hierzu vorgeschlagen, dass ein ausgangsseitiger Mediumdruck, insbesondere
der Druckmediumdruck bzw. Betriebsmediumdruck auf der Ausgangsseite
oder an der Abgabestelle der Druckmediumpumpe bzw. Betriebsmediumpumpe, an
dem bzw. an einem Steuer/Regel-Ventil als Steuer/Regeldruck angelegt
oder anlegbar ist, um die Druckbegrenzungsfunktion durch bedarfsweises Öffnen der
Verbindung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite vorzusehen.
Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass der ausgangsseitige Mediumdruck über ein
Rückschlagventil
oder/und ein Druckbegrenzungsventil am Steuer/Regel-Ventil anlegbar ist.
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Nach einem anderen Ansatz wird vorgeschlagen,
dass wenigstens ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist, über das
bedarfsweise eine Rückführverbindung
zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite freigebbar ist, um die
Druckbegrenzungsfunktion vorzusehen.
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Es kann vorteilhaft wenigstens ein
ausgangsseitig der Pumpenanordnung angeordneter Drucksensor vorgesehen
sein, der vorteilhaft in die Pumpeneinheit integriert sein kann.
Ferner kann vorteilhaft wenigstens ein ausgangsseitig der Pumpenanordnung
angeordneter Mediumspeicher vorgesehen sein, der als Druckspeicher
bzw. Volumenspeicher für
Druckmedium oder Betriebsmedium dient. Der Mediumspeicher kann in
die Pumpeneinheit integriert sein.
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Es wurde schon angesprochen, dass
die Kupplungsanordnung eine nasslaufende Kupplungsanordnung sein
kann. In diesem Fall ist der Betrieb unter Einwirkung des Betriebsmediums
ein nasslaufender Betrieb und das Betriebsmedium eine Betriebsflüssigkeit,
ggf. Kühlflüssigkeit.
Die Kupplungsanordnung kann als Lamellen-Kupplungsanordnung ausgebildet
sein.
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Das Druckmedium kann ein hydraulisches Druckmedium,
insbesondere ein Hydrauliköl
sein, das gewünschtenfalls
auch als Betriebsflüssigkeit oder
Kühlflüssigkeit
dient.
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Wie schon erwähnt, kann die Kupplungseinrichtung
als Mehrfach-Kupplungseinrichtung,
insbesondere Doppel-Kupplungseinrichtung, ausgeführt sein. Es wird in diesem
Zusammenhang insbesondere daran gedacht, dass die Kupplungseinrichtung eine
erste Kupplungsanordnung, der wenigstens ein erster Nehmerzylinder
zugeordnet ist, und eine zweite Kupplungsanordnung, der wenigstens
ein zweiter Nehmerzylinder angeordnet ist, aufweist, wobei den beiden
Nehmerzylindern unabhängig
voneinander von der Pumpenanordnung bereitgestelltes Medium als
Druckmedium zuführbar
ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein
Kupplungssystem für
einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang, welches
aufweist: eine Kupplungseinrichtung mit wenigstens einer unter Vermittlung
von Druckmedium betätigbaren,
für einen
Betrieb unter Einwirkung eines Betriebsmediums vorgesehenen Kupplungsanordnung
und eine Pumpenanordnung, auf deren Grundlage i) das Druckmedium
für die
Betätigung
der Kupplunganordnung bereitstellbar und ii) der Kupplungseinrichtung
für den
Betrieb unter Einwirkung des Betriebsmediums Betriebsmedium zuführbar ist und – vorzugsweise – iii) Druckmedium
für die
Betätigung
eines unter Vermittlung von Druckmedium betätigbaren Getriebes des Antriebsstrangs
bereitstellbar ist. Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Pumpenanordnung
wenigstens eine durch eine Antriebseinheit des Antriebsstrangs antreibbare Pumpe
umfasst, deren Eingangsseite und Ausgangsseite über eine Steuer/Regel-Ventilanordnung verbindbar
ist, um durch Rückführung von
Medium von der Ausgangsseite zur Eingangsseite das Medium auf der
Ausgangsseite oder an einer ausgangsseitigen Abgabestelle auf einem
Soll-Druck bereitzustellen oder/und durch Rückführung von Medium von der Ausgangsseite
zur Eingangsseite einen Soll-Volumenstrom an Medium an der Ausgangsseite
oder der ausgangsseitigen Abgabestelle bereitzustellen. Das Kupplungssystem
kann die sich auf das Kupplungssystem bzw. die Versorgung des Kupplungssystems
bzw. Getriebes mit Druckmedium bzw. Betriebsmedium beziehenden Merkmale
des vorstehend behandelten Antriebsstrangs nach der Erfindung aufweisen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine
Pumpenanordnung für
einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang
bzw. ein erfindunsgemäßes Kupplungssystem,
umfassend wenigstens eine durch eine Antriebseinheit des Antriebsstrangs
antreibbare Pumpe. Es wird vorgeschlagen, dass die Eingangsseite und – die Ausgangsseite
der Pumpe über
eine der Pumpenanordnung zugehörige
Steuer/Regel-Ventilanordnungverbindbarist, um durch Rückführung von Medium
von der Ausgangsseite zur Eingangsseite das Medium auf der Ausgangsseite
oder an einer ausgangsseitigen Abgabestelle auf einem Soll-Druck bereitzustellen
oder/und durch Rückführung von
Medium von der Ausgangsseite zur Eingangsseite einen Soll-Volumenstrom
an Medium an der Ausgangsseite oder der ausgangsseitigen Abgabestelle
bereitzustellen. Die Pumpenanordnung kann die sich auf die Pumpenanordnung
bzw. die Versorgung des Kupplungssystems bzw. Getriebes mit Druckmedium
bzw. Betriebsmedium beziehenden Merkmale des vorstehend behandelten
Antriebsstrangs nach der Erfindung aufweisen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand
von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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1 bis 9 zeigen Beispiele von erfindungsgemäßen Pumpenanordnungen
mit zugehörigen Ventilanordnungen,
die einerseits zur Druckölversorgung
und andererseits zur Kühlölversorgung
etwa im Zusammenhang mit einer nasslaufenden, hydraulisch betätigbaren
Kupplungseinrichtung sowie ggf. einem hydraulisch betätigbaren
Getriebe einsetzbar sind, ggf. als Teil eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs.
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10 bis 15 zeigen Beispiele für einer nasslaufenden,
hydraulisch betätigbaren
Doppelkupplungseinrichtung und einem hydraulisch betätigbaren
Doppelkupplungsgetriebe zugeordnete Hydrauliksysteme, ggf. als Teil
eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs.
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16 zeigt
ein weiteres Beispiel für
ein einer nasslaufenden, hydraulisch betätigbaren Doppelkupplungseinrichtung
und einen hydraulisch betätigbaren
Doppelkupplungsgetriebe zugeordnetes Hydrauliksystem, ggf. als Teil
eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs.
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17 zeigt
ein Beispiel für
eine erfindungsgemäße Betätigungsanordnung
zur Betätigung
des Doppelkupplungsgetriebes, die im Zusammenhang mit dem Hydrauliksystem
der 16 einsetzbar ist.
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18 zeigt
(bis auf weggelassene Zylindergehäuse) eine teilgeschnittene
Ansicht auf die Anordnung der 17 in
Sichtrichtung A, gemäß Schnittlinie
A-A.
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19 entspricht
im Wesentlichen (bis auf ein weggelassenes Zylindergehäuse) einer
teilgeschnittenen Ansicht der Anordnung der 17 in Sichtrichtung B, gemäß Schnittlinie
B-B, wobei zusätzlich
zugehörige
Schaltstangen des Getriebes dargestellt sind.
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20 entspricht
im Wesentlichen (bis auf geggelassene Zylindergehäuse) einer
perspektivischen Ansicht der Anordnung gemäß 17.
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21–27 zeigen weitere Beispiele
für einer nasslaufenden,
hydraulisch betätigbaren
Doppelkupplungseinrichtung und einem hydraulisch betätigbaren
Doppelkupplungsgetriebe zugeordnete Hydrauliksysteme, ggf. als Teil
eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs.
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Ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs
umfasst eine Antriebseinheit, beispielsweise eine Brennkraftmaschine,
ein Doppelkupplungssystem und ein Doppelkupplungsgetriebe oder Lastschaltgetriebe,
wobei das Doppelkupplungssystem eine zwischen der Antriebseinheit und
dem Getriebe angeordnete Doppelkupplungseinrichtung aufweist, die
zwei hydraulisch betätigbare
nasslaufende Lamellen-Kupplungsanordnungen umfasst,
die jeweils einer eigenen Getriebeeingangswelle zugeordnet sind.
Zur Bestätigung
der Doppelkupplungseinrichtung wird ein Druckmedium, beispielsweise
ein 22 hydraulisches Drucköl,
auf einem bestimmten Druckniveau benötigt. Ferner ist im Betrieb
den Lamellen-Kupplungsanordnungen ein Betriebsmedium, beispielsweise
ein Kühlöl, zuzuführen, wobei
als Kühlöl ggf. das
Hydrauliköl
verwendbar ist. Zur Bereitstellung des Kühlöls und des Drucköls können beispielsweise
die Pumpenanordnungen der 1 bis 9 dienen. Die Pumpenanordnungen
in den 1 bis 9 können ferner auch dazu dienen,
Drucköl für die Betätigung des
Getriebes, wenn dieses hydraulisch betätigbar ist, bereitzustellen.
Die Pumpenanordnungen der 1 bis 9 können aber durchaus auch in
anderem Zusammenhang vorteilhaft einsetzbar sein.
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Den Ausführungsbeispielen der 1 bis 9 ist gemeinsam, dass die jeweilige Pumpenanordnung 10 zwei
durch einen Motor, vorliegend den Verbrennungsmotor 12 des
Antriebsstrangs, angetriebene Pumpen 14 und 16 umfasst.
Die Pumpe 14 ist dafür
ausgebildet, Drucköl
auf einem vergleichsweise hohem Druckniveau bereitzustellen, das
ausreicht, die Kupplungseinrichtung zu betätigen. Die Pumpe 16 ist
dafür ausgebildet,
einen vergleichsweise großen
Volumenstrom an als Kühlöl dienendem Öl bereitzustellen,
in der Regel auf einem gegenüber
dem Druckniveau des Drucköls
niedrigerem Druckniveau. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung
der Pumpenanordnung 10 zeichnet sich dadurch aus, dass die
beiden Pumpen 14 und 16 eine als Einheit handhabbare
Pumpeneinheit bilden. Hierzu weisen die beiden Pumpen eine gemeinsame
Antriebswelle auf, über
die die beiden Pumpen durch den Verbrennungsmotor 12 angetrieben
werden können.
Die beiden Pumpen können
ein gemeinsames Pumpengehäuse
aufweisen und einen gemeinsamen Ansaugtrakt bzw. eine gemeinsame
Ansaugleitung besitzen. Die im Folgenden näher beschriebenen Ventile,
die zur Steuerung bzw. Regelung des Volumenstroms bzw. Abgabeöldrucks
dienen, können
ebenfalls Bestandteil der Pumpeneinheit sein, beispielsweise ins Pumpengehäuse integriert
sein.
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Gemäß 1 ist der Druckölpumpe 14 ein 3/2-Wege-Druckregelventil 18 zugeordnet,
das auf einer Seite mit einer Federkraft beauftragt ist und auf der
anderen Seite mit dem Systemdruck (Drucköldruck) beaufschlagt wird.
In Abhängigkeit
von der Stellung des Ventilschiebers wird ein Teil des von der Druckölpumpe 14 geförderten Öls zur Eingangsseite der
Druckölpumpe 14 zurückgeführt. Das
Druckregelventil 18 regelt so einen konstanten Systemdruck für die Druckölversorgung
ein.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird das für die Systemdruckversorgung
bereitgestellte Drucköl
nach dem Ventil 18 durch einen Druckfilter 20 geleitet,
so dass nachfolgende Bauteile von möglichen Verschmutzungen geschützt sind.
Alternativ oder zusätzlich
könnte
man auch einen Saugfilter in der Ansaugleitung vorsehen, wobei die
Rückführung des
Drucköls
durch das Regelventil 18 zur Eingangsseite der Pumpe 14 vorzugsweise
stromaufwärts
des Saugfilters erfolgen würde,
so dass das rückgeführte Drucköl den Saugfilter
nicht noch einmal passieren muss.
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Die Steuerung bzw. Regelung des Kühlölvolumenstroms
erfolgt mittels eines 3/2-Volumenstromregelventils 22,
das über
ein 3/2-Wege-Druckregelventil 24 vorgesteuert
wird, indem das Ventil 22 mit gegen die Federvorspannung
des Ventilschiebers wirkenden Ansteuerdrücken beaufschlagt wird. Als Eingangsdruck
für das
Ventil 24 dient der Systemdruck für die Druckölversorgung. Gemäß der in 1 gezeigten Stellung des
Ventils 24 liegt kein Steuerdruck am Ventil 22 an,
so dass dieses einen maximalen Kühlölvolumenstrom
durchlässt.
Es wird also beispielsweise das gesamte von der Pumpe 16 geförderte Öl durch
einen Kühler
bzw. durch die Kupplungseinrichtung zur Kühlung der Kupplungsanordnungen
gefördert.
Wird durch entsprechende elektrische Ansteuerung des Ventils 24 der
Steuerdruck auf den Schieber des Ventils 22 erhöht, so führt das
Ventil 22 eine zunehmende Menge an Kühlöl zurück in den Ansaugtrakt der Pumpe 16.
Abgabeseitig des Ventils 22, also auf der Kühlölversorgungsseite,
kann ebenfalls ein Ölfilter
in der Art des Filters 20 vorgesehen sein. Alternativ oder
zusätzlich
kann ein Ansaugfilter auf der Eingangsseite der Pumpe 16 vorgesehen
sein, wobei vorzugsweise das durch das Ventil 22 rückgeführte Kühlöl stromaufwärts des
Saugfilters zuströmt
und dementsprechend den Saugfilter nicht noch einmal passieren muss.
Vorteilhaft kann für
die beiden Pumpen 14 und 16 ein gemeinsamer Saugfilter
verwendet werden.
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Erwähnt werden sollte, dass es
aber durchaus auch in Betracht kommt, das durch das Ventil 18 bw.
Ventil 22 rückgeführte Drucköl bzw. Kühlöl nicht direkt
zur Eingangsseite bzw. in den Ansaugtrakt der betreffenden Pumpe
zurückzuführen, sondern
in das Ölreservoir 26,
ggf. den Ölsumpf 26,
aus dem die Pumpen 14 und 16 ansaugen.
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2 zeigt
eine Ausführungsvariante,
bei der zur Steuerung/Regelung des Drucks bzw. des Volumenstroms
anstelle der 3/2-Wege-Ventile 18 und 22 etwas
kostengünstigere
2/2-Wege-Ventile 18a und 22a eingesetzt sind.
Ansonsten entspricht die Anordnung der 2 der Anordnung der 1.
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3 zeigt
eine Ausführungsvariante,
die im Wesentlichen dem Beispiel der 1 entspricht,
bei der aber auch für
das 3/2-Wege-Druckregelventil 18 eine Vorsteuerung mittels
eines elektrisch ansteuerbaren 3/2-Wege-Druckregelventils 28 vorgesehen ist,
so dass der sich einstellende Systemdruck durch entsprechende Ansteuerung
des Ventils 28 wählbar ist.
Dies ist insbesondere deswegen sinnvoll, um den Systemdruck an einen
momentan gerade benötigten Systemdruck
anzupassen und so den Wirkungsgrad zu verbessern. Die schon gemäß 1 vorgesehene Einstellbarkeit
des Kühlölvolumenstroms über entsprechende
Ansteuerung des Ventils 24 ist insoweit besonders sinnvoll,
als dass durch im Übermaß zugeführtes Kühlöl entstehende
Schleppmomente in der Kupplungseinrichtung vermeidbar sind. Auch
energetisch ist es vorteilhaft, nur gerade so viel Kühlöl zuzuführen, wie
momentan aus thermischen Gründen
benötigt
wird.
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4 zeigt
eine Ausführungsvariante,
bei der – ähnlich wie
bei 3 – die 3/2-Wege-Ventile 18 und 22 durch
kostengünstigere
2/2-Wege-Ventile 18a und 22a ersetzt sind. Zusätzlich ist
noch ein Drucksensor 30 auf der Abgabeseite der Pumpe 14 vorgesehen.
Der Drucksensor 30 ermöglicht
die exakte Messung des Versorgungsdrucks und ermöglicht eine genauere Einstellung
des Druckniveaus durch entsprechende Ansteuerung des Ventils 28 und
damit entsprechende Druckbeaufschlagung des Schiebers des Ventils 18a.
Es kann insbesondere ein Druckregelkreis umfassend die Ventile 28, 18a und umfassend
den Sensor 30, realisiert sein. Dies ist insoweit vorteilhaft,
als dass die Ventile eine gewisse Hysterese aufweisen und eine reine
Steuerung für manche
Anwendungen zu ungenau ist. Ein entsprechender Drucksensor kann
auch beim Beispiel der 3 vorteilhaft
eingesetzt werden.
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Das Ausführungsbeispiel der 5 entspricht weitgehend
dem Ausführungsbeispiel
der 3. Zur Systemdruckbegrenzung
ist zusätzlich noch
ein Druckbegrenzungsventil 32 parallel zum Druckregelventil 18 zwischen
Eingangsseite und Ausgangsseite der Druckölpumpe 14 geschaltet,
so dass auch im Falle eines Ausfalls der Ventile 18 und 28 der
maximal zulässige
Systemdruck abgesichert ist.
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Das Ausführungsbeispiel der 6 entspricht im Wesentlichen
dem Ausführungsbeispiel der 5. Zusätzlich ist noch ein Drucksensor 30 wie beim
Ausführungsbeispiel
der 4 vorgesehen. Mithilfe
dieses Sensors lässt
sich der Versorgungsdruck exakt messen und das Druckregelventil 18a über das
Druckregelventil 28 genauer ansteuern. Es sei angemerkt,
dass ein derartiger Drucksensor 30 auch beim Ausführungsbeispiel
der 5 vorgesehen sein
könnte.
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Ein weiterer Unterschied zwischen 5 und 6 ist, dass die 3/2-Wege-Ventile 18 und 22 wiederum
durch 2/2-Wegeventile 18a und 22a ersetzt sind.
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Das Ausführungsbeispiel der 7 lässt sich zweckmäßig ausgehend
vom Ausführungsbeispiel
der 4 erläutern. Gegenüber dem
Beispiel der 4 ist auf
der Druckölversorgungsseite
zusätzlich
ein Druckbegrenzungsvenil 40 eingebaut, das den Druckausgang
der Druckölpumpe 14 mit dem
Steuereingang des Druckregelventils 18a verbindet. Das Druckbegrenzungsventil 40 hat
die Aufgabe, im Falle eines zu hohen Systemdrucks zu öffnen und
einen entsprechenden Druck am Steuereingang des Ventils 18a anzulegen,
so dass der Schieber des Druckregelventils 18a so betätigt wird,
dass das Druckregelventil 18a die Ausgangsseite mit der Eingangsseite
der Pumpe 14 verbindet und so den zu hohen Druck abbaut.
Um ein Abfließen
des über
das Druckbegrenzungsventil 40 im Auslösefall in Richtung zum Steuereingang
des Ventils 18a fließenden Öls über das
Ventil 28 in das Ölreservoir
zu verhindern, ist eine Blende oder Drossel 42 zwischen
dem Steuereingang des Ventils 28a und dem Ventil 28 eingebaut.
Die Blende oder Drossel 42 und das Ventil 28 sollten
gemeinsam einen höheren
Strömungswiderstand
besitzen als das Druckbegrenzungsventil 40 samt dem Widerstand,
der der Schieber des Ventils 18a dem anliegenden Drucköl entgegensetzt.
Insbesondere sollte der hydraulische Widerstand im Druckregelventil 28 von
A nach T so groß sein,
dass die Feder des Schiebers des Druckregelventils 18a durch
das über
den Steuereingang einströmende Öl überdrückt werden
kann. Gegebenenfalls kann zwischen dem Ausgang T des Druckregelventils 28 und dem Ölsumpf bzw. Ölreservoir
noch eine weitere Drossel oder Blende eingesetzt werden. Zu erwähnen ist
noch, dass das Druckbegrenzungsventil 40 auch als Einwegventil
dient, das im normalen Betrieb kein Öl und im Auslösefall Öl nur in
einer Richtung durchlässt.
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Gegenüber der Ausführungsform
der 5 bietet die Ausführungsform
der 7 den Vorteil, dass
das Druckbegrenzungsventil 40 kleiner sein und somit kostengünstiger
gebaut und verbaut werden kann als das Druckbegrenzungsventil 32 gemäß 5. Gemäß 5 muss nämlich der gesamte geförderte Volmenstrom
der Druckversorgungspumpe 14 durch das Druckbegrenzungsventil 32 zurück zum Pumpeneingang
fließen,
wohingegen nach 7 das
Druckbegrenzungsventil 40 nur zur Betätigung des Druckregelventils 18a dient
und dann der gesamte geförderte Volumenstrom
der Druckversorgungspumpe 14 über das Druckregelventil 18a zurück zum Pumpeneingang
fließen
kann.
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Auch auf der Kühlölversorgungsseite der Pumpenanordnung 10 ist
nach 7 eine Begrenzungsschaltung
vorgesehen. Anstelle eines Druckbegrenzungsventils ist gemäß der Darstellung
in 7 ein Rückschlagventil 46 vorgesehen.
Alternativ könnte
aber auch ein Druckbegrenzungsventil eingesetzt werden, das in der
Regel allerdings einen geringeren Öffnungsdruck als das Druckbegrenzungsventil 40 aufweisen
müsste,
weil der Druck des Kühlöls in der
Regel geringer als der Systemdruck auf der Druckölversorgungsseite sein wird.
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Im Falle des Einsatzes des Rückschlagventils 46 kann
die Feder des Schiebers für
das Volumenstromregelventil 22a mit einer gewissen Vorspannung
derart eingebaut werden, dass die Vorspannung dem Druck entspricht,
an dem das Volumenstromregelventil 22a beginnt, das von
der Kühlölpumpe 16 geförderte Öl in den
Ansaugtrakt zurückzuleiten,
den Kühlölvolumenstrom
also abzuregeln.
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Zwischen dem Druckregelventil 24 und
dem Steuereingang des Volmenstromregelventils 22a ist ähnlich wie
die Drossel oder Blende 42 auf der Druckölseite eine
Drossel oder Blende 48 eingebaut. Der Strömungswiderstand
des Rückschlagventils 46 bzw.
des hier alternativ vorgesehenen Druckbegrenzungsventils sollte
kleiner sein als der Strömungswiderstand
der Blende oder Drossel 48 samt dem Strömungswiderstand des Ventils 24 in
Richtung zum Ölreservoir,
so dass ein Abfließen
des Öls
vom Steuereingang des Volumenstromregelventils 22a in Richtung
zum Tank verhindert wird.
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Zwar ist – wie erwähnt – der Kühlöldruck in der Regel niedriger
als der Drucköldruck.
Gleichwohl ist es sinnvoll, einen maximalen Kühlöldruck abzusichern. Dies wird
beim Ausführungsbeispiel
der 7 vermittels des Volumenstromregelventils 22a erreicht,
indem über
die Ansteuerung vermittels des Rückschlagventils 46 bzw.
des Druckbegrenzungsventils der Schieber des Volumenstromregelventils
in Absteuerstellung bewegt wird. Es kommt durchaus aber auch in
Betracht, ein zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite der Kühlölpumpe 16 geschaltetes
Druckbegrenzungsventil (vgl. Ventil 32 in 5) vorzusehen.
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Durch die verschiedenen geschilderten Druckbegrenzungsfunktionen
werden Fail-Save-Eigenschaften der betreffenden Schaltungsanordnung erreicht,
die eine hohe Sicherheit gegen Beschädigungen durch zu hohen Druck
geben.
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Zur 7 ist
noch darauf hinzuweisen, dass die Verwendung eines Saugfilters 50 in
einer den beiden Pumpen 14 und 16 gemeinsamen
Ansaugleitung gezeigt ist.
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Das Ausführungsbeispiel der 8 entspricht im Wesentlichen
dem Ausführungsbeispiel der 7. Anstelle der Blenden 42 und 48 sind
allerdings Rückschlagventile 52 und 54 vorgesehen.
Die Rückschlagventile
bieten den Vorteil, dass die kein Öl in der Gegenrichtung durchlassen,
so dass kein Öl fälschlich
zum Reservoir abfließen
kann. Es brauchen deswegen keine speziellen Strömungswiderstände eingehalten
werden. Allerdings sollten gewisse Leckagen etwa an den Schiebern
des Druckregelventils 18a und des Volumenstromregelventils 22a oder
an den Rückschlagventilen 52 und 54 vorgesehen
werden, damit sich der auf die Schieber der Ventile 18a und 22a wirkende Öldruck wieder
abbauen kann.
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Beim Ausführungsbeispiel der 9 ist das Druckregelventil 18a der
Druckversorgungspumpe 14 ähnlich wie beim Beispiel der 2 in Selbstregelung ausgeführt, indem
der Schieber des Druckregelventils 18a von der einen Seite
mit dem Systemdruck P0 beaufschlagt wird.
Im Gegensatz zum Beispiel der 2 wirkt
aber in entgegengesetzter Betätigungsrichtung
zum Öldruck
auf den Ventilschieber nicht nur eine Federvorspannkraft, sondern
zusätzlich
ein vom Druckregelventil 28 bereitgestellter Steuerdruck
Pst. Die wirksamen Kolbenflächen des
Schiebers in Bezug auf den Systemdruck P0 und
den Steuerdruck Pst sind derart gewählt, dass
die aus dem Versorgungsdruck P0 resultierende
Federkraft in Abregelrichtung für
den maximal zulässigen
Systemdruck auf jeden Fall größer ist
als die Federvorspannkraft und der maximal mögliche Steuerdruck Pst, so dass die Pumpe im Fehlerfall auf jeden
Fall sicher abgeregelt wird. Im Fehlerfall steht also jedenfalls
eine Druckregelfunktion entsprechend 2 zur
Verfügung,
wobei im Normalfall aber überdies
eine Einstellung des resultierenden Öldruckniveaus vermittels des
Ventils 28 möglich
ist.
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Allgemein ist darauf hinzuweisen,
dass die Drucksensoren, die bei den verschiedenen Varianten zum
Teil dargestellt sind, nicht zwingend erforderlich sind, aber zur
Verbesserung der Regelgenauigkeit des Versorgungsdrucks durchaus
sehr vorteilhaft sind. Wird kein Drucksensor verwendet, so können Kennlinien
der verschiedenen Ventile in einer Steuerelektronik abgelegt werden
und der Versorgungsdruck dann gesteuert eingestellt werden. Entsprechendes
gilt für
die Kühlölvolumenströme.
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10 bis 13 zeigen jeweils hydraulische Schaltpläne mit einer
Pumpenanordnung 10, die im Wesentlichen der Pumpenanordnung
gemäß 4 entspricht. Soweit vorgesehen,
ist der Drucksensor 30 allerdings auf der anderen Seite
des Druckfilters 20 angeordnet. Man könnte den Druckfilter aber ohne weiteres
entsprechend 4 auf der
der Druckpumpe 14 näheren
Seite des Druckfilters vorsehen. Alternativ oder zusätzlich zum
Druckfilter könnte
ferner ein Saugfilter zweckmäßig eingesetzt
werden, beispielsweise in der gemeinsamen Ansaugleitung der beiden
Pumpen 14 und 16. Gemäß 13 ist in der gemeinsamen Ansaugleitung
der beiden Pumpen 14 und 16 ein Rückschlagventil 60 angeordnet,
das durchaus mit einem Saugfilter in Reihe geschaltet sein könnte. Durch
das Rückschlagventil 60 wird
erreicht, dass zur Eingangsseite der Pumpe 14 bzw. Pumpe 16 rückgeführtes Öl nicht
in das Ölreservoir 26 zurückläuft, sondern
eingangsseitig der beiden Pumpen ohne Druckverluste zur Verfügung steht.
Ein derartiges Rückschlagventil
könnte
ohne weiteres auch bei den anderen Ausführungsbeispielen der 1 bis 12 sowie auch bei den Ausführungsbeispielen
der 13 und 14 zweckmäßig vorgesehen sein.
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11 deutet
gestrichelt die zweckmäßige Möglichkeit
an, einen Druckspeicher oder Hydrospeicher 62 ausgangsseitig
der Druckölpumpe 14 vorzusehen,
um Druckschwankungen im Druckölversorgungssystem
zu vermeiden und bei einer geeigneten Auslenkung des Systems auch
unabhängig
von dem Laufen des Verbrennungsmotors 12, etwa in einer Startphase
des Kraftfahrzeugs, Betätigungsdruck
für die
Betätigung
der Kupplungseinrichtung oder/und des Getriebes zur Verfügung zu
haben. Um ein Abfließen
von Drucköl
aus dem Druck- oder Hydrospeicher aufgrund von Leckagen oder dergleichen
zu verhindern, könnte
man den Druck- oder Hydrospeicher über ein Schaltventil am Druckölsystem
anschließen.
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Eine grundsätzlich anders ausgeführte Pumpenanordnung 10b ist
im Falle der Ausführungsbeispiele
der 14 und 15 realisiert. Es ist eine
durch den Verbrennungsmotor 12 angetriebene Kühlölpumpe 16 vorgesehen,
die wie die Kühlölpumpe 16 etwa
der Pumpenanordnung 10 gemäß 4 mittels eines 2/2-Wege-Volumenstromregelventils 22a und eines
dieses vorsteuernden Druckregelventils 24 durch bedarfsweise
Rückführung von
Kühlöl zum Pumpeneingang
hinsichtlich des effektiv abgegebenen Kühlölvolumenstroms steuerbar oder
regelbar ist. Als Druckölpumpe 14b ist
hingegen eine durch einen Elektromotor 15b angetriebene
Pumpe 14b vorgesehen, deren Abgabedruck durch entsprechende Ansteuerung
des Elektromotors 15b einstellbar, ggf. steuerbar oder
regelbar, ist. Beide Pumpen 16 und 14b saugen über eine
gemeinsame Ansaugleitung Öl aus dem Ölreservoir 26 an,
wobei in der gemeinsamen Ansaugleitung ein Saugfilter 50 vorgesehen
ist.
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Im Falle der elektromotorisch angetriebenen Druckölpumpe ist
die Ausstattung des Druckölsystems
mit einem Druckspeicher oder Hydrospeicher 62 besonders
zweckmäßig, da
ein bedarfsweiser Betrieb der Druckölpumpe in Abhängigkeit
vom etwa mittels des Drucksensors 30 erfassten Drucks zum Wiederauffüllen des
Speichers 62 möglich
und energetisch sehr sinnvoll ist. Um ein Abfließen von Drucköl aus dem
Hydrospeicher bzw. aus dem Druckölsystem
zu verhindern, ist in der Abgabeleitung der Druckölpumpe 14b die
Reihe mit dem Druckfilter 20 ein Rückschlagventil 64 angeordnet. Zur
Vermeidung von schädlichen Überdrücken ist
parallel zur Druckölpumpe 14b ein
Druckbegrenzungsventil 66 eingebaut, das im Auslösefall unmittelbar zum Ölreservoir 26 hin
aufmacht. Derartige Druckbegrenzungsventile 66 finden sich
auch bei den Beispielen der 10 und 13.
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Betreffend die Ölversorgung ist noch anzumerken,
das bei allen Ausführungsbeispielen
der 10 bis 15 im Ölreservoir 26 (ggf. Ölsumpf)
ein Temperatursensor 70 angeordnet ist, der für Überwachungszwecke
dient und ggf. temperaturabhängige Eingriffe
in das Hydrauliksystem ermöglicht,
beispielsweise zur Ergreifung von speziellen Kühlmaßnahmen.
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Bei allen Ausführungsbeispielen der 10 bis 15 ist eine hydraulisch betätigte Doppelkupplung 100 mit
zwei Lamellen-Kupplungsanordnungen vorgesehen, die jeweils durch
einen hydraulischen Nehmerzylinder 102 bzw. 104 repräsentiert
sind, der zur Betätigung
der jeweiligen Lamellenkupplungsanordnung im Einrücksinne
dient. Den beiden hydraulischen Nehmerzylindern 102 und 104 ist
jeweils ein 3/2-Wege-Druckregelventil 106 bzw. 108 zugeordnet, über das
der jeweilige Nehmerzylinder gesteuert oder geregelt mit Drucköl bzw. Druck
beaufschlagbar ist. Hierzu sind die Druckregelventile eingangsseitig an
der Druckölversorgung
der Pumpenanordnung 10 bzw. 10b, speziell an der
Druckölpumpe 14 bzw. 14b, angeschlossen.
Der von den Druckregelventilen 106 und 108 eingestellte Öldruck ist
mittels eines jeweiligen Drucksensors 110 bzw. 112 erfassbar,
so dass besonders zweckmäßig eine
geregelte Kupplungsbetätigung
realisiert sein kann. Der eingangsseitige Druck für die Druckregelventile 106 und 108 ist
im Falle der Ausführungsbeispiele
der 10, 11, 13, 14 und 15 durch den schon angesprochenen Drucksensor 30 erfassbar
und im Falle der Ausführungsbeispiele
der 10, 13, 14 und 15 durch das zur Druckölpumpe 14 parallel
geschaltete Druckbegrenzungsventil 66 auf einen maximal
zulässigen
Druck abgesichert. Im Falle der Ausführungsbeispiele der 14 und 15 ist ferner noch der vom jeweiligen Druckregelventil 106 bzw. 108 abgegebene,
den jeweiligen hydraulischen Nehmerzylinder 102 bzw. 104 beaufschlagende
Druck durch ein zum Reservoir 26 hin öffnendes Druckbegrenzungsventil 116 bzw. 118 auf
einen maximal zulässigen
Druck abgesichert. Derartige unmittelbar den die hydraulischen Nehmerzylinder
beaufschlagenden Betätigungsdruck
absichernde Druckbegrenzungsvetile können auch im Falle der anderen
Ausführungsbeispiele
zweckmäßig vorgesehen
sein.
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Die Doppelkupplung 100 wird über einen Kühlölkreislauf 150 mit
von der Kühlölpumpe 16
bereitgestelltem Kühlöl versorgt.
Kühlöl, das durch
die Doppelkupplung 100 geflossen ist und dort Wärme aufgenommen
hat, wird in das Ölreservoir 26 zurückgeführt. Der
Kühlölkreislauf
weist stromaufwärts
der Doppelkupplung 100 einen Ölkühler 152 auf, der
beispielsweise einen Wärmeaustausch
mit der Umgebungsluft oder mit einem Kühlwasserkreislauf ermöglicht.
Zum Ölkühler 152 ist
ein als Bypassventil dienendes Druckbegrenzungsventil 154 parallel
geschaltet, das dann aufmacht, wenn der Kühlöldruck eine bestimmte Druckschwelle übersteigt.
Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn bei sehr kaltem Öl, etwa
in einer Startphase des Kraftfahrzeugs, das Öl noch recht zähflüssig ist
und den Ölkühler 152 nur unter
Aufbau eines großen
Drucks und dann ggf. in zur Kühlung
der Doppelkupplung nicht hinreichender Menge passieren kann. Anstelle
des als Druckbegrenzungsventil ausgeführten Bypassventils 154 könnte man
auch ein elektrisch schaltbares Schaltventil vorsehen, das beispielsweise
auf Grundlage der mittels des Temperatursensors 70 erfassten
Temperatur geöffnet
und geschlossen wird.
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Die hydraulischen Schaltungen der 10 bis 15 zeigen jeweils noch einen Getriebetätigungsabschnitt 160 (10, 11 und 13), 160c (12 und 14) und 160d (15).
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Gemäß 10 wird der Getriebebetätigungsabschnitt 160 von
der Kühlölpumpe 16 mit Kühlöl versorgt,
das als Drucköl
für die
Getriebebetätigung
unter Vermittlung von hydraulischen Nehmerzylindern dient, wie im
Detail noch zu erläutern
ist. Zum Schalten des Getriebes wird das Kühlöl durch ein im Kühlölkreislauf 150 angeordnetes
Schaltventil 162 aufgestaut und so auf das zum Schalten
nötige Druckniveau
gebracht. Eine Überdruckabsicherung ist
durch das parallel zum Schaltventil 162 geschaltete Druckbegrenzungsventil 164 erreicht.
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Gemäß 10 ist also die Druckölpumpe 14 alleine
für die
Kupplungsbetätigung
und die Kühlölpumpe 16 einerseits
für die
Kühlung
der Kupplung und andererseits zum Betätigen des Getriebes über die
Getriebeaktuatorik zuständig.
Eine derartige Trennung der Betätigungen
von Kupplung und Getriebeaktuatorik ist insbesondere dann sinnvoll,
wenn die Druckregelgüte
der Kupplungsbetätigungspumpe nicht
ausreichend schnell oder nicht ausreichend genau ist. Beim Betätigen der
Getriebeaktuatorik wird nämlich
in kurzer Zeit vergleichsweise viel Öl benötigt. Dies könnte zu
einem Einbrechen des Versorgungsdrucks für die Kupplungsbetätigung führen, was
zur Folge hätte,
dass eine eingerückte
Kupplungsanordnung für
eine kurze Zeitspanne in einem gewissen Ausmaß ausrücken bzw. das gerade benötigte Moment
nicht übertragen
könnte.
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Gemäß den Ausführungsbeispielen der 11, 12, 14 und 15 wird das Drucköl für die Getriebebetätigung dem
Getriebebetätigungsabschnitt 160 bzw. 160c bzw. 160d von
der auch der Kupplungsbetätigung
dienenden Druckölpumpe 14 bzw. 14b bereitgestellt.
Um der im Zusammenhang mit 10 erwähnten Gefahr
eines Abfalls des Betätigungsdrucks
für die
Kupplungseinrichtung zu begegnen, kann zweckmäßig ein Hydrospeicher oder
Druckspeicher wie der Druckspeicher 62 eingesetzt werden.
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Die Bereitstellung der Druckversorgung
für die
Getriebeaktuatorik durch die Druckversorgungspumpe der Kupplungseinrichtung
ist dann besonders sinnvoll, wenn die Druckölpumpe trotz unterschiedlicher
momentaner Fördervolumina
einen nahezu konstanten Druck erzeugt oder in einen Hydrospeicher, wie
schon erwähnt,
fördert.
Dieser hat die Aufgabe, sowohl das benötigte Drucköl zu speichern als auch Druckspitzen
bzw. Druckeinbrüche
zu glätten.
Eine Alternative zur durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Druckölpumpe,
deren Betrieb vom Betrieb des Verbrennungsmotors abhängt, kommt
als besonders zweckmäßige Alternative
auch die schon angesprochene elektromotorisch angetriebene Druckölpumpe 15b in
Betracht, die insbesondere dazu verwendet werden kann, bedarfsweise
den Hydrospeicher 62 von Zeit zu Zeit zu füllen.
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Beim Ausführungsbeispiel der 13 ist ebenfalls vorgesehen,
dass das Drucköl
für die
Getriebebetätigung
durch die Druckölpumpe 14 bereitgestellt
wird, die auch zur Kupplungsbetätigung dient.
Zur Verbesserung der Start-Stopp-Fähigkeit ist allerdings vorgesehen,
dass zusätzlich
zu dem von der Druckölpumpe 14 geförderten Öl von der
Kühlölpumpe 16 gefördertes Öl der Druckölversorgung
für die
Getriebebetätigung
oder/und für
die Kupplungsbetätigung
dient. Hierzu ist eine Verbindung zwischen dem Kühlölkreislauf 150 und
einer zum Getriebebetätigungsabschnitt 160 und
zu den Druckregelventilen 106 und 108 führenden
Druckölleitung
vorgesehen. In dieser Verbindung ist ein Rückschlagventil 166 angeordnet,
das dann aufmacht, wenn eingangsseitig des Rückschlagventils 166 ein
Mindestdruck sich aufgebaut hat. Hierzu ist im Druckölkreislauf 150 ein
Schaltventil 162 vorgesehen. Wird dies Schaltventil 162 geschlossen,
so baut sich eingangsseitig des Rückschlagventils 166 ein
entsprechender Druck auf, und das sich aufstauende Kühlöl fließt in Richtung
zum Getriebebetätigungsabschnitt 160 oder/und
zu den Druckregelventil 106 und 108 ab, in Ergänzung zum
von der Druckölpumpe 14 abgegebenen
Drucköl.
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Durch die bedarfsweise Verwendung
von Kühlöl als Drucköl zur Kupplungsbetätigung oder/und zur
Getriebebetätigung
werden die Start-Stopp-Eigenschaften
des Kraftfahrzeugs deutlich verbessert. So kann bei einem Motorstart
das Schaltventil 162 geschlossen werden und das von der
Kühlölpumpe 16 geförderte Öl zusätzlich zu
dem von der Druckölpumpe 14 geförderten Öl zum Schließen der
Kupplungen sowie ggf. zum Betätigen
des Getriebes verwendet werden. Eine Getriebebetätigung ist im Prinzip vermeidbar,
wenn die Gänge
vor dem Abstellen eines Kraftfahrzeugs in geeigneter Weise voreingelegt
werden. Im normalen Fahrbetrieb herrscht im Druckölkreislauf
ein hinreichender Druck, so dass das Schaltventil 162 wieder
geöffnet
werden bzw. geöffnet
bleiben kann und das Rückschlagventil 166 sich
schließt
bzw. geschlossen bleibt.
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Zur 13 ist
noch zu erwähnen,
dass das Rückschlagventil 60 ein
Rückfließen des Öls im Ansaugtrakt
der Pumpen 14 und 16 in den Öltank verhindert. Damit lässt sich
beim Motorstart Zeit sparen, die benötigt wird, um das Öl anzusaugen.
Wird im Start-Stopp-Betrieb das Schaltventil 162 bei abgestelltem
Motor ebenfalls geschlossen, so wird auch hier ein Leerlaufen der
Leitung verhindert.
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Wie schon erläutert, ist nach 14 und 15 eine elektromotorische Druckölpumpe bzw. Druckölversorgungspumpe 14b vorgesehen,
während
die Kühlölversorgung
wie bei den anderen Ausführungsbeispielen
mittels einer verbrennungsmotorischen Pumpe 16 sichergestellt
wird. Die elektromotorisch angetriebene Druckölpumpe 14b saugt das Öl durch
den Saugfilter 50 an, fördert
es durch den Druckfilter 20 und das Rückschlagventil 64 in
den Hydrospeicher 62. Aus diesem Speicher 62 wird
dann die Getriebeaktuatorik (Getriebebetätigungsabschnitt 160c)
und die Kupplungsbetätigungsaktuatorik
(Ventile 106, 108 mit den Nehmerzylindern 102 und 104)
mit Drucköl
versorgt. Der Drucksensor 30 überwacht den Speicherdruck.
Auf Grundlage dieses Sensorsignals steuert eine zugehörige Steuereinheit den
Elektromotor 15b der Druckölpumpe 14b an. Das
Druckbegrenzungsventil 66 sichert den Druckölkreislauf
gegen Überdruck
ab. Die Druckbegrenzungsventile 116 und 118 sichern
die Kupplungsanordnungen bzw. die Nehmerzylinder 102 und 104 gegen Überdruck
ab. Die Druckregelventile 106 und 108 stellen
den benötigten
Kupplungsbetätigungsdruck
bereit, der mittels der Drucksensoren 110 und 112 eingeregelt
werden kann. Ein Vorteil der Anordnung gemäß 14 ist die verbrennungsmotorenunabhängige Druckölversorgung.
Es lässt
sich so eine gute Start-Stopp-Funktion realisieren, da die Druckerzeugung
auch bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor funktioniert.
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Betreffend die Ausführung des
Getriebes und die Ausführung
der zugehörigen
Getriebeaktuatorik bestehen vielseitige Möglichkeiten. Die 10 bis 15 zeigen Ausführungsbeispiele, die sich auf
ein Sieben-Gang-Getriebe
(mit Rückwärtsgang
ein Acht-Gang-Getriebe) beziehen. Die acht Gänge sind auf zwei Teilgetriebe
aufgeteilt. Die ungeraden Getriebegänge werden durch ein erstes
Teilgetriebe und die geraden Getriebegänge werden durch ein zweites
Teilgetriebe realisiert. Die Schaltaktuatorik für ein jeweiliges Teilgetriebe
umfasst nach den 10, 11 und 13 einen jeweiligen einfach wirkenden
Stellzylinder 180 bzw. 182, der in einer Richtung
federvorgespannt ist und in der anderen Richtung mit Drucköl von einem
zwei Schaltstellungen aufweisenden 3/2-Wege-Ventil 184 bzw. 186 mit
Drucköl
beaufschlagbar ist. Anstelle der Schaltventile 184 und 186 können durchaus
auch Druckregelventile verwendet werden. Da der zugeordnete hydraulische
Nehmerzylinder 180 bzw. 182 aber zur Gassenauswahl
des jeweiligen Teilgetriebes mittels einer Gassenmechanik 188 bzw. 190 dient,
reicht eine einfache, ungesteuerte bzw. ungeregelte Beaufschlagung
des betreffenden hydraulischen Nehmerzylinders 180 bzw. 190 mit
Drucköl
zur Gassenauswahl aus.
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Die eigentliche Schaltbewegung in
einer ausgewählten
Gasse des jeweiligen Teilgetriebes wird mittels eines doppelt wirkenden
Nehmerzylinders 192 bzw. 194 bewerkstelligt, der über zwei
zugeordnete Druckregelventile 196 und 198 bzw. 200 und 202 gesteuert
oder geregelt mit Druck zur Verstellung einer jeweiligen Schaltstange
in einer Axialrichtung bzw. der Schaltstange in der hierzu entgegengesetzten
Axialrichtung beaufschlagbar ist. Die 3/2-Wege-Druckregelventile 196, 198, 200 und 202 sind
vorzugsweise als Proportional-Druckregelventile ausgeführt, um
auf Basis eines variabel einstellbaren Drucks unterschiedliche Synchronkräfte einstellen
zu können.
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Je nach Stellung des Wählwegzylinders
bzw. Gassenwählzylinders 180 bzw.
182 und der Richtung des Schaltweges der über den doppelt wirkenden Zylinder 192 bzw. 194 betätigten Schaltstange
wird auf einem betreffenden Teilgetriebe einer der Gänge 1, 3, 5 und 7 bzw. 2, 4, 6 und
R eingelegt. Man kann selbstverständlich auch eine andere Gangbelegung als
die hier angesprochene und in 10 schematisch
gezeigte vorsehen.
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Man kann vorteilhaft eine Wegsensierung
für die
Schaltbewegung vorsehen. Beispielsweise kann man dem doppelt wirkenden
Zylinder 192 bzw. 194 einen jeweiligen Wegsensor 204 bzw. 206 zuordnen, insbesondere
wenn variable Synchronkräfte
einzustellen sind. Eine derartige Wegsensierung für die Schaltwege
ist auf jeden Fall wichtiger als eine im Prinzip ebenfalls mögliche Wegsensierung
für den Wählweg, da
der Gassenwählzylinder 180 bzw. 182 nur
die beiden Endlagen ansteuern muss. Die Schaltweg-Wegsensierung
wird in der Regel dann kaum entbehrlich sein, wenn eine gezielte
Einstellung und Änderung
von Synchronkräften über einen
variabel eingestellten Betätigungsdruck
gewünscht
ist.
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Bei den Ausführungsbeispielen der 10, 11 und 13 sind
vier Druckregelventile, insbesondere Proportional-Druckregelventile,
für die
Getriebebetätigung
bezogen auf eine ausgewählte
Gasse der beiden Teilgetriebe erforderlich. Demgegenüber kommen
die Ausführungsbeispiele
der 12 und 14 mit nur zwei 3/2-Wege-Druckregelventilen 197 und 199 aus,
die ebenfalls vorzugsweise als Proportional-Druckregelventile ausgeführt sind.
Diese Druckregelventile dienen zum Einlegen der Gänge, die
die Schaltstangen der Teilgetriebe entweder in die eine oder die
andere Richtung betätigen.
Die Auswahl, welches der beiden Teilgetriebe vermittels des jeweiligen
Druckregelventils 197 bzw. 199 zu schalten ist, erfolgt über zwei
3/2-Wege-Ventile 201 bzw. 203, die mit dem vom
Druckregelventil 197 bzw. 199 abgegebenen Betätigungsdruck
entweder den doppelt wirkenden Nehmerzylinder 192 oder
den doppelt wirkenden Nehmerzylinder 194 auf einer dem
jeweiligen Ventil 201 bzw. 203 zugeordneten Kolbenseite
beaufschlagen. Durch die Reduzierung der Anzahl von vergleichsweise
teueren Druckregelventilen von vier auf zwei werden durchaus beachtliche
Kostenvorteile erreicht.
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Im Falle des Ausführungsbeispiel der 12 erfolgt die Gassenwahl
des jeweiligen Teilgetriebes wie bei den Ausführungsbeispielen der 10, 11 und 13 mittels
eines jeweiligen einfach wirkenden Nehmerzylinders 180 bzw. 182 und
eines jeweils zugeordneten 3/2-Wege-Ventil 184 bzw. 186 mit
zwei Schaltstellungen, das den federbelasteten Zylinder 180 bzw. 182 mit
Drucköl
versorgt.
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Betreffend die Gassenauswahlmechaniken 188 und 190 ist
noch zu erwähnen,
dass diese beispielsweise jeweils für die Auswahl einer zu schaltenden
von jeweils zwei Schaltstangen des betreffenden Teilgetriebes dienen,
um diese entweder in die eine oder in die andere Richtung mittels
des jeweiligen doppelt wirkenden Nehmerzylinders 192 bzw. 194 zu betätigen. Das
die beiden Teilgetriebe aufweisende Getriebe kann also insgesamt
vier derartige Schaltstangen aufweisen, von denen die beiden Schaltstangen
eines Teilgetriebes mittels eines doppelt wirkenden Nehmerzylinders 192 bzw. 194 wahlweise
betätigbar
sind.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen zweckmäßigen Getriebebetätigungsabschnitt 160d ist
in 15 dargestellt. Auf
eine Gassenauswahlmechanik mit zugehörigem Betätigungszylinder ist verzichtet.
Alle vier Schaltstangen des Getriebes, also jeweils alle beide Schaltstangen
der beiden Teilgetriebe, sind durch einen eigenen doppelt wirkenden
Nehmerzylinder 192-1 bzw. 192-2 für das erste Teilgetriebe
und 194-1 bzw. 194-2 für das zweite Teilgetriebe betätigbar.
Der Druck für
die Betätigung
der Schaltstangen mittels der angesprochenen doppelt wirkenden Nehmerzylinder
wird betreffend die eine Schaltrichtung von einem vorzugsweise als
Proportionalventil ausgeführten
3/2-Wege-Druckregelventil 197 und
betreffend die andere Schaltrichtung von einem vorzugsweise als
Proportionalventil ausgeführten
3/2-Wege-Druckregelventil 199 bereitgestellt.
Die vier Nehmerzylinder 192-1, 192-2, 194-1 und 194-2 sind über ein
jeweiliges 4/2-Wege-Schaltventil 210-1, 210-2, 212-1 bzw. 212-2 parallel
an den beiden Druckregelventil 197 und 199 angeschlossen.
Diese 4/2-Wege-Ventile haben die Aufgabe, dass an ihnen anstehende
Drucköl
bedarfsweise an einen jeweils zu beaufschlagenden Zylinder freizugeben.
Dabei können
alle Zylinder in eine gemeinsame Richtung bewegt oder einzeln geschaltet
werden. Im Prinzip ist auswählbar,
ob nur ein einzelner oder mehrere der Zylinder bewegt werden. Soweit
mehrere Zylinder bewegt werden, ist es bei der in 15 realisierten Schaltung zwingen, dass
diese sich in der gleichen Richtung bewegen. Vorzugsweise ist eine
Erfassung der momentanen Stellposition über einen jeweiligen Wegsensor 204-1, 204-2, 206-1 bzw. 206-2 vorgesehen.
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Der Vorteil der Getriebeaktuatorschaltung des
Getriebebetätigungsabschnitts 160d gemäß 15 ist, dass ein vergleichsweise
einfacher Aufbau realisiert ist, der mit wenigen Bauteilen auskommt.
Insbesondere lassen sie sich einfache Schaltventile verwenden, in
Kombination mit den beiden Druckregelventilen.
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16 zeigt
einen weiteren hydraulischen Schaltplan mit einer Pumpenanordnung 10,
die im Wesentlichen der Pumpenanordnung gemäß 4 entspricht. Der Schaltplan der 16 unterscheidet sich vom
Schaltplan der 13 zum
einen dadurch, dass in der gemeinsamen Ansaugleitung der beiden Pumpen 14 und 16 sowohl
ein Saugfilter 50 als auch ein Rückschlagventil 60 vorgesehen
ist. Ferner unterscheidet sich der Schaltplan der 16 vom Schaltplan der 13 in der Ausgestaltung des Getriebebetätigungsabschnitts.
Der Getriebebetätigungsabschnitt 160e der 16 entspricht hinsichtlich
der axialen Betätigung
der Getriebeschaltstangen mittels der doppelt wirkenden Zylinder 192 und 194 und
der zugeordneten Druckregelventile 196, 198, 200 und 202 dem
Getriebebetätigungsabschnitt 160 der 13. Unterschiedlich ist
hingegen die Art und Weise der Gassenauswahl. Gemäß 16 erfolgt diese mittels
eines beiden Teilgetrieben zugeordneten hydraulischen Nehmerzylinders 182e,
der wie der Zylinder 182 gemäß 13 in einer Richtung federvorgespannt
ist und in der anderen Richtung mit Drucköl von dem zwei Schaltstellungen
aufweisenden 3/2-Wege-Ventil 186 mit Drucköl beaufschlagbar ist.
Der hydraulische Nehmerzylinder 182e ist gemeinsam zwei
Teil-Gassenmechaniken 188e und 190e zugeordnet,
von denen die Teil-Gassenmechanik 188e auf Schaltstangen
des ersten Teilgetriebes und die Teil-Gassenmechanik 190e auf
Schaltstangen des zweiten Teilgetriebes wirkt. Die beiden Teil-Gassenmechaniken 188e und 190e sind
Teile einer Gesamt-Gassenmechanik des Getriebes. Der hydraulische
Nehmerzylinder 182e steht mit der Teil-Gassenmechanik 190 in
Wirkverbindung oder ist mit dieser Teil-Gassenmechanik in Wirkverbindung bringbar.
Ferner steht der hydraulische Nehmerzylinder 182e mit der
Teil-Gassenmechanik 188e in Wirkverbindung, oder ist mit
dieser Teil-Gassenmechanik in Wirkverbindung bringbar, wie dies
durch die gestrichelte Linie 189e repräsentiert ist. Alternativ oder
zusätzlich
kann die gestrichelte Linie 189e auch eine Verkoppelung
oder Verkoppelbarkeit der beiden Teil-Gassenmechaniken 188e und 190e repräsentieren.
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Die Gesamt-Gassenmechanik, der zugehörige hydraulische
Nehmerzylinder 182e und die zur axialen Betätigung der
Schaltstangen des Getriebes dienenden doppelt wirkenden Nehmerzylinder 192 und 194 bilden
eine Betätigungsanordnung
des Getriebes, die beispielsweise in der Art der Ausführungsform
der im Folgenden zu beschreibenden 17 bis 20 ausgeführt ist.
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17 bis 20 zeigen ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Getriebebetätigungsanordnung, die
beispielsweise als Teil bzw. in Kombination mit dem hydraulischen
Schaltplan der 16 einsetzbar ist.
Hiervon wird im Folgenden ausgegangen. Die Betätigungsanordnung der 17 bis 20 weist dementsprechend zwei doppelt
wirkende hydraulische Nehmerzylinder 192 und 194 auf,
denen eine zwei Teil-Gassenmechaniken 188e und 190e aufweisende Gesamt-Gassenmechanik
zugeordnet ist, die mittels eines einfach wirkenden hydraulischen
Nehmerzylinders 182e betätigbar ist.
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Die beiden doppelt wirkenden Zylinder 192 und 194 weisen
jeweils einen Kolben 250 bzw. 252 in einem jeweiligen
Zylindergehäuse 254 bzw. 256 auf. Die
Kolben sind an einem zylinderinneren Ende einer als Betätigungsstange
dienenden Kolbenstange 258 bzw. 260 angeordnet.
Die Kolbenstange oder Betätigungsstange 285 ist
zwei Schaltstangen 262 und 264 des einen Teilgetriebes
zugeordnet. Die Kolbenstange oder Betätigungsstange 260 ist
zwei Schaltstangen 266 und 268 des anderen Teilgetriebes
zugeordnet. Mittels der Schaltstangen und ggf. diesen zugeordneten
Schaltgabeln oder Schubgabeln können
im Wege einer axialen Betätigung
(Verschiebung) wenigstens einer der Schaltstangen auf an sich bekannte
Art und Weise Getriebegänge
eingelegt und ausgelegt werden. Zur axialen Betätigung einer jeweiligen ausgewählten der
Schaltstange ist die Betätigungsstange 158 mit
beiden der zugeordneten Schaltstangen 262 und 264 und
ist die Betätigungsstange 260 mit
beiden der zugeordnete Schaltstangen 266 und 268 axial
bewegungsverkoppelbar, wobei zu einem Zeitpunkt jeweils nur eine
der beiden Schaltstangen 262 und 264 bzw. 266 und 268 mit
der zugeordneten Betätigungsstange 258 bzw. 260 axial bewegungsverkoppelt
sein kann. Zur Bewegungsverkopplung mit einer ausgewählten der
beiden jeweils zugeordneten Schaltstangen tragen die Betätigungsstangen 258 und 260 jeweils
ein axial daran festgelegtes, um die betreffende Schaltstange schwenkbares
Mitnahmeglied 270 bzw. 272, das zur Herstellung
einer formschlüssigen
Mitnahmeverbindung mit einer ausgewählten der jeweils zugeordneten
beiden Schaltstangen dient. Das Mitnahmeelement 270 ist
zwischen einer ersten Schwenkstellung, die der Schaltstange 262 zugeordnet
ist, und einer zweiten Schwenkstellung, die der Schaltstange 264 zugeordnet
ist, verschwenkbar. Das Mitnahmeelement 272 ist zwischen
einer ersten Schwenkstellung, die der Schaltstange 266 zugeordnet
ist, und einer zweiten Schwenkstellung, die der Schaltstange 268 zugeordnet
ist, verschwenkbar. Befinden sich die Schaltstangen und die zugeordnete
Betätigungsstange
jeweils in einer vorgegebenen relativen Axialstellung zueinander,
so kann das betreffende Mitnahmeelement wahlweise in die erste bzw.
zweite Schwenkstellung geschwenkt werden, in der es dann mit einem
Eingriffsfinger 280 bzw. 282 im Falle des Mitnahmeelements 270 bzw.
einer Eingriffszunge 284 im Falle des Mitnahmeelements 272 in
eine Nut der betreffenden Schaltstange 262 bzw. 264 bzw.
in eine Nut der betreffenden Schaltstange 266 bzw. 268 eingreifen
kann.
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Tatsächlich kann dieser Eingriff
nur in einer ganz bestimmten absoluten Axialstellung der betreffenden
Betätigungsstange 258 bzw. 260 und
der zugeordneten Schaltstange 262 bzw. 264 (erste
Gruppe von Schaltstangen) bzw. 266 und 268 (zweite Gruppe
von Schaltstangen) hergestellt werden, da die Mitnahmeelemente 270 und 272 mit
einem jeweiligen Führungsstift 286 bzw. 288 in
eine H-Gassenkulisse 290 bzw. 292 in einem zugehörigen, stationär angeordneten
Kulissenelement 294 bzw. 296 eingreifen. Die beiden
Mitnahmeelemente 270 und 272 sind jeweils nur
in einer axialen Stellung schwenkbar, die als Neutralstellung bezeichenbar
ist, in der sie mit ihrem jeweiligen Führungsstift 286 bzw. 288 sich
an einer Axialposition befinden, die in 17 durch die gestrichelte Linie N angegeben
ist. In dieser Neutralposition kann ein bestehender Mitnahmeeingriff
mit einer der Schaltstangen 262 und 264 bzw. 266 und 268 aufgehoben
oder, unter der Voraussetzung, dass sich die Schaltstange in einer
entsprechenden Axialposition befindet, hergestellt werden. Da die Schaltstangen
eine eingestellte Axialposition halten, sofern sie nicht mittels
des zugehörigen
hydraulischen Kraftzylinders axial verschoben werden, ist es stets
gewährleistet,
dass eine momentan nicht ausgewählte,
also nicht mit dem zugehörigen
Mitnahmeelement in Mitnahmeeingriff stehende Schaltstange, eine
Axialposition einnimmt, die der Neutralstellung entspricht, so dass
durch entsprechendes Verschwenken des Mitnahmeelements 270 bzw. 272 der Mitnahmeeingriff
herstellbar ist. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass aufgrund
der H-Gassenkulisse 290 bzw. 292 ein bestehender
Mitnahmeeingriff nur in der Neutralstellung aufhebbar ist.
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Zur bedarfsweisen Betätigung der
beiden Mitnahmeelemente 170 und 172 im Sinne eines
in Eingriffbringens mit einer auszuwählenden der zugeordneten Schaltstange
bzw. Außereingriffbringens von
einer momentan ausgewählten
Schaltstange dient der hydraulische Nehmerzylinder 182e,
der einen federvorgespannten Kolben 300 aufweist. Eine als
Wählbetätigungsstange
dienende Kolbenstange 302, an deren einen Ende der Kolben 300 innerhalb eines
Zylindergehäuses 304 angeordnet
ist, erstreckt sich im Wesentlichen orthogonal zu den Betätigungsstangen 258 und 260 und
den Schaltstangen 262, 264, 266 und 268.
Die Wählbetätigungsstange
weist zwei Mitnahmenuten 306 und 308 auf, in die
eine Mitnahmenase 310 bzw. 312 des Mitnahmeelements 270 bzw. 272 eingreifen
kann, und zwar in der Neutralstellung N der betreffenden Betätigungsstange 258 bzw. 260 bzw.
des betreffenden Mitnahmeelements. Die Herstellung des Eingriffs
zwischen der Mitnahmenase 310 und der Mitnahmenut 306 bzw. zwischen
der Mitnahmenase 312 und der Mitnahmenut 308 ist
nur dann durch Verstellung der betreffenden Betätigungsstange 258 bzw. 260 mittels
des Zylinders 192 bzw. 194 möglich, wenn die Betätigungsstange
aus einer einem eingelegten Gang entsprechenden Axialstellung Gα bzw. Gβ (vgl. gestrichelte Linien
Gα und Gβ in 17) in die Neutralstellung verschoben
wird und zwar bei einer der momentanen Schwenkstellung des jeweiligen
Mitnahmeelements 270 bzw. 272 entsprechenden Axialstellung
der Wählbetätigungsstange 302.
Diese Axialstellung ist vermittels des hydraulischen Nehmerzylinders 182e einstellbar.
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Vermittels des hydraulischen Nehmerzylinders 182e und
der Wählbetätigungsstange 302 lassen
sich die beiden Mitnahmeelemente 270 und 272 so
schwenken, dass sie einmal die eine, einmal in die andere Schaltstange
der beiden jeweils zugeordneten Schaltstangen 262 und 264 bzw. 266 und 268 eingreifen.
Wie erläutert,
sind die Mitnahmeelemente jeweils nur in der Neutralstellung, also
wenn im betreffenden Teilgetriebe kein Gang eingelegt ist, vermittels
des hydraulischen Nehmerzylinders 182e und des formschlüssigen Eingriffs
zwischen der Mitnehmernase 310 und der Mitnahmenut 306 bzw.
der Mitnahmenase 312 und der Mitnahmenut 308 betätigbar.
Durch Einlegen eines ausgewählten,
der betreffenden Schaltstange zugeordneten Gangs, also durch Verschieben
der Schaltstange entweder in die Axialposition Gα oder Gβ, wird der Eingriff zwischen der
betreffenden Mitnahmenase und der betreffenden Mitnahmenut wieder
aufgehoben. Ist ein Gang eingelegt, so besteht also keine Koppelung
mehr zwischen der Wählbetätigungsstange 302 und
dem betreffenden Mitnahmeelement 270 bzw. 272.
Somit kann dann die Wählbetätigungsstange 302 frei
verschoben werden und zur von der momentanen Schwenkposition des
betreffenden Mitnahmeelements unabhängigen Verschwenkung des jeweils
anderen Mitnahmeelements dienen. Es können also mit nur einer Wählanordnung
(hydraulischer Nehmerzylinder 182e mit der die Mitnahmenuten 306 und 308 aufweisenden
Wählbetätigungsstange 302)
unabhängig
voneinander jeweils gewünschte
Wählpositionen
der beiden Mitnahmeelemente 270 und 272 eingestellt
werden. Dabei sorgt pro Mitnahmeelement die H-förmige Gasse (gate) 290 und 292 und
der darin geführte
Führungsstift 286 bzw. 288 für eine exakte
Führung
der Mitnahmeelemente.
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Die Verkopplung der Mitnahmeelemente
mit der Schaltstange 308 vermittels der Nase 310 und der
Nut 306 bzw. vermittels der Nase 312 und der Nut 308 stellt
nur eine Möglichkeit
von vielen dar. Man kann selbstverständlich auch Mitnahmenasen oder dergleichen
an der Schaltstange und zugeordnete Nuten in den Mitnahmeelementen
vorsehen. Eine andere Möglichkeit
ist, eine permanente Betätigungskraftübertragung
zwischen der Schaltstange 302 und den Mitnahmeelementen 270 und 272 vorzusehen,
beispielsweise vermittels einer jeweiligen Federanordnung. Die jeweiligen
Betätigungskräfte würden aufgrund
der Kulisse nur in der jeweiligen Neutralposition N im Sinne einer
Verschwenkung des jeweiligen Mitnahmeelements wirksam sein. Soweit die
Schaltstangen bzw. die Mitnahmeelemente aus der Neutralposition
wegbewegt sind, also sich beispielsweise in der Position Gα bzw. Gβ befinden, würden die
Betätigungskräfte durch
den die Gassenkulisse 290 bzw. 292 begrenzenden
Rand 320 bzw. 322 des Elements 294 bzw. 296 abgestützt werden.
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Die Betätigung der Mitnahmeelemente
vermittels des hydraulischen Nehmerzylinders 182e und Betätigung der
Betätigungsstangen 258 und 260 und damit
der Schaltstangen 262, 264 bzw. 266, 268 vermittels
der Zylinder 192 und 194 muss – jedenfalls beim Ausführungsbeispiel
der 17 bis 20 – aufeinander abgestimmt erfolgen,
um bei einer Verstellung einer jeweiligen Betätigungsstange in die Neutralstellung
die Wählbetätigungsstange 302 in
einer die Herstellung des Eingriffs zwischen der betreffenden Nase 310 bzw. 312 und
der betreffenden Nut 306 bzw. 308 ermöglichenden Axialstellung zu
haben. Diese Axialstellung der Wählbetätigungsstange 302, die
die Herstellung des Mitnahmeeingriffs mit dem betreffenden Mitnahmeelement
ermöglicht,
hängt von
der momentanen Schwenkstellung des Mitnahmeelements ab. Wäre die Axialstellung
der Wählbetätigungsstange 302 nicht
auf die momentane Schwenkstellung des betreffenden Mitnahmeelements
angepasst, so würde
die Mitnahmenase 310 bzw. 312 an der Wählbetätigungsstange
anschlagen und dementsprechend die betreffende Betätigungsstange 258 bzw. 260 nicht
in die Neutralstellung N verstellbar sein. Eine die benötigten Wähl- und Schaltvorgänge ermöglichende
aufeinander abgestimmte Betätigung
der doppelt wirkenden Schaltzylinder 192 und 194 einerseits
und des einfach wirkenden Wählzylinders 182e andererseits
ist aber ohne weiteres möglich,
indem eine die Zylinder über
entsprechende Ventile (vgl. 16)
ansteuernde Steuereinheit die momentanen Schaltpositionen, Wählpositionen
bzw. Betätigungspositionen
berücksichtigt. Diese
momentanen Positionen können
sich aus einer "Buchführung" über die durchgeführten Schaltbewegungen,
Wählbewegungen
bzw. Betätigungsbewegungen
ergeben oder durch eine zugehörige
Sensoranordnung erfassbar sein.
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Anzumerken ist noch, dass sich durchaus auch
beide Betätigungsstangen 258 und 260 gleichzeitig
in der Neutralstellung befinden können. Dies entspricht einem
Getriebezustand, bei dem in beiden Teilgetrieben kein Gang eingelegt
ist. Dabei kann es vorkommen, dass beide Betätigungselemente 270 und 272 gleichzeitig
vermittels der Wählbetätigungsstange 302 im
gleichen Sinne geschwenkt werden, etwa von einem Eingriff des Betätigungselements 270 mit
der Schaltstange 264 in einen Eingriff mit der Schaltstange 262 und
des Mitnahmeelements 272 von einem Eingriff mit der Schaltstange 268 in
einen Eingriff mit der Schaltstange 266, oder umgekehrt. Man
kann demgegenüber
aber auch vorsehen, dass zumindest im Zuge normaler Schalt- und
Wählvorgänge nur
jeweils eines der beiden Mitnahmeelemente 270 und 272 mit
der Wählbetätigungsstange 202 momentan
gekoppelt und dementsprechend vermittels des Nehmerzylinders 182e schwenkbar
ist.
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Bezug nehmend auf die 17 und 19 kann beispielsweise folgende Ausgangslage
vorliegen. Der Schaltstange 262 sind die Getriebegänge 4 und 6 zugeordnet.
Die Schaltstange 264 sind die Getriebegänge R (Rückwärtsgang) und 2 zugeordnet.
Der Schaltstange 266 sind die Getriebegänge 5 und 7 zugeordnet.
Der Schaltstange 268 sind die Getriebegänge 1 und 3 zugeordnet.
Die Gänge 4,
R, 5 und 1 entsprechen beispielsweise der Position
Gα und die Gänge 6, 2, 7 und 3 entsprechen
beispielsweise der Position Gβ.
Entsprechend den 17 und 19 ist dementsprechend auf
der Schaltstange 262 der sechste Gang eingelegt. Auf den
anderen Schaltstangen, insbesondere auch auf den anderen Schaltstangen
des anderen Teilgetriebes, ist momentan kein Gang eingelegt. Das
Mitnahmeelement 270 ist entsprechend der Axialposition
Gβ nicht
mit der Wählbetätigungsstange 302 gekoppelt.
Die andere Betätigungsstange 270 befindet
sich hingegen in der Neutralstellung, und das Mitnahmeelement 272 ist dementsprechend
mit der Wählbetätigungstange 302 gekoppelt.
Kommt jetzt beispielsweise der Schaltwunsch "eingelegten Gang 6 auf der
Schaltstange 262 auslegen, dann mittels des Mitnahmeelements 272 auf
der Schaltstange 268 den dritten Gang einlegen" auf, so ist beispielsweise
der folgende Schaltablauf möglich:
Gang 6 kann momentan nicht ausgelegt werden, weil sich
die Mitnahmenase 310 und die Mitnahmenut 306 nicht
gegenüberliegen.
Es ist deswegen die Wählbetätigungsstange 302 axial
zu bewegen, so dass die Nase 310 und die Nut 306 einander gegenüberliegen.
Der Eingriff zwischen der Nase 312 des anderen Mitnahmeelements 272 und
der Nut 308 der Wählbetätigungsstange 302 kann
hierbei erhalten bleiben. Mittels des Zylinders 192 kann
nun die Betätigungsstange 258 in
die Neutralstellung und dementsprechend die Schaltstange 262 in
die Neutralstellung bewegt werden, wodurch der sechste Gang ausgelegt
wird. Nur sind beide Betätigungsstangen
und dementsprechend alle Schaltstangen in der Neutralstellung. Die
Wählbetätigungsstange 302 kann
nun zurück
in die Stellung gemäß 19 bewegt werden. Die Mitnahmeelement 270 und 272 bzw.
deren Führungsstifte 286 und 288 befinden
sich nun in den Gassen 1-3 bzw. R-2. Dies ist gleichbedeutend
damit, dass der Finger 282 des Mitnahmeelements 270 in
die Schaltstange 264 und die Zunge 284 des Mitnahmeelements 272 in
die Schaltstange 268 formschlüssig eingreift. Nun kann vermittels
des Zylinders 194 die Betätigungsstange 260 in
die Stellung Gβ verschoben
und damit auf der Schaltstange 268 der dritte Gang eingelegt
werden.
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21 bis 27 zeigen hydraulische Schaltpläne mit einer
jeweiligen Pumpenanordnung 10 in Zuordnung zu einem Getriebe
und einer Doppelkupplung. In den hydraulischen Schaltplänen oder/und betreffend
die Pumpenanordnung sind jeweils Abwandlungen oder Weiterbildungen
gegenüber
den hydraulischen Schaltplänen
der 10 bis 16 bzw. den Pumpenanordnungen
der 1 bis 16 realisiert. Es werden
hier jeweils nur die Unterschiede gegenüber den jeweils vorangehend
schon beschriebenen Anordnungen erläutert, soweit diese hier von
Interesse sind.
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Das Ausführungsbeispiel der 21 unterscheidet sich auf
den ersten Blick wenig vom Ausführungsbeispiel
der 16. Es ist ein Getriebebetätigungsabschnitt 160e wie
bei 16 vorgesehen, allerdings
mit einer etwas anderen Zuordnung der Gänge zu den Gassen und Schaltpositionen.
Zum Schaltventil 162 ist das Druckbegrenzungsventil 164 parallel
geschaltet. Zwischen dem Hydrauliksystemabschnitt des Getriebebetätigungsabschnitts 160e einerseits
und der von der Pumpenanordnung 10 einschließlich der
zugehörigen
Ventile 18a, 22a und
24 gebildeten Druckölversorgung
andererseits ist ein Druckfilter 300 zwischengeschaltet.
Ferner ist zwischen der angesprochenen Druckversorgung einerseits
und den Steuer/Regel-Ventilen 106, 108 für die Kupplungsbetätigung andererseits
ein Druckfilter 302 zwischengeschaltet. Wie auch bei den
anderen Filtern (Druckfilter bzw. Saugfilter) der verschiedenen Hydrauliksysteme
können
die Filter mit einem Bypassventil ausgeführt sein.
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Von der Abgabeseite der Druckölpumpe 14 ist
das Drucköl über das
Rückschlagventil 64 und
den Druckfilter 302 den Steuer/Regel-Ventilen 106 und 108 zuführbar. Der
Zulauf von der Kühlölpumpe 16 und
der Zulauf von der Druckölpumpe 14 sind
durch eine Ölleitung 304 miteinander
verbunden, im Effekt ähnlich
wie bei den Ausführungsbeispielen
der 13 und 16, wobei das Rückschlagventil 166 vorgesehen
ist, das vom Zulauf der Kühlölpumpe 16 in Richtung
zu den Steuer/Regel-Ventilen 106 und 108 durchlässt, nicht
aber vom Zulauf der Druckölpumpe 14 in
Richtung zum Hydraulikabschnitt des Getriebebetätigungsabschnitts 160e und
zur Kühlölzuführung über das
Schaltventil 162 bzw. das Druckbegrenzungsventil 164 in
Richtung zur Doppelkupplung 100.
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Eine aus dem Diagramm der 21 alleine nicht ersichtliche
Spezialität
ist folgende. Die Druckölpumpe 14 ist
für eine
vergleichsweise kleine Förderleistung
ausgelegt und dementsprechend auch baulich klein, während die
Kühlölpumpe 16 für eine vergleichsweise
große
Förderleistung
und auch für
die Bereitstellung eines vergleichsweise großen Drucks ausgeführt ist.
Die Kühlölpumpe 16 ist
dafür vorgesehen,
bedarfsweise die Druckölpumpe 14 beim
Aufbau des benötigten
Betätigungsdrucks
zu unterstützen.
Die Druckölpumpe
selbst ist nur dafür vorgesehen,
einen schon aufgebauten Betätigungsdruck
an der Doppelkupplung 100 aufrecht zu erhalten. Das Fördervolumen
der Druckölpumpe 14 ist hierzu
dafür ausgelegt,
nur etwaige Leckagen an den Drehdurchführungen und Ventilen durch
Nachförderung
von Drucköl
auszugleichen. Der demgegenüber wesentlich
größere Ölvolumenstrom,
der zum schnellen Befüllen
der Betätigungszylinder
der Doppelkupplung 100 bzw. zum Betätigen der Getriebeaktuatorik
erforderlich ist, wird durch die Kühlölpumpe 16 bereitgestellt.
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Letzteres geschieht dadurch, dass
das Schaltventil 162 geschlossen wird. Damit steigt der Druck
auf der Abgabeseite der Kühlölpumpe 16 an und
wird über
eine Rückführung zum
Ventil 22a (prück) und den vom Ventil 24 abgegebenen
Steuerdruck (pst) durch das Ventil 22a eingestellt.
Das Rückschlagventil 166 macht
auf, wenn der Öldruck
abgabeseitig der Pumpe 16 größer als der Öldruck abgabeseitig
der Pumpe 14 ist. Damit kann dann der der jeweils zu betätigenden
Kupplungsanordnung der Doppelkupplung 100 angeordnete,
zu befüllende
Betätigungszylinder
schnell auf Grundlage des von der Kühlölpumpe 16 bereitgestellten Ölvolumenstroms gefüllt werden.
Ist ein gewünschter
Betätigungszustand
erreicht, wird das Schaltventil 122 wieder geöffnet und
die Druckölpumpe 14 übernimmt
das "Halten" des momentanen Betätigungsdruckes
an der Doppelkupplung 100.
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Die Auslegung der verschiedenen Ventile und
Steuer- und Betätigungsdrücke ist
eine dem Fachmann geläufige
Aufgabe. Beispielsweise kann das Ventil 22a so ausgelegt
sein, dass die Federkraft von der Kraft infolge der Rückführung prück erst
kompensiert wird, wenn ein Rückführungsdruck
prück größer als
29 bar (beispielsweise prück = 30 bar) erreicht ist.
In Kombination mit einer entsprechenden Auslegung des Druckbegrenzungsventils 164,
das zum Schaltventil 162 parallel geschaltet ist, wird
so erreicht, dass während
einer Schaltung (Schaltventil 162 geschlossen) die Doppelkupplung 100 über das Druckbegrenzungsventil 164 gekühlt werden
kann. Ist während
einer Schaltung keine Kühlung
für die Doppelkupplung
erforderlich, so kann über
den Steuerdruck pst (eingestellt über das
Druckregelventil 24) eine zusätzliche Kraft auf das Ventil 22a erzeugt
werden, so dass dieses Ventil aufmacht und der Druck auf der Abgabeseite
der Kühlölpumpe 16 gesenkt wird.
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22 zeigt
eine Ausführungsvariante,
bei der die Kupplungs- und Getriebebetätigung und die Kupplungskühlung auf
Grundlage einer einzigen Pumpe 16 einer Pumpenanordnung 10c erfolgt.
Die Pumpe 16 wird vorzugsweise durch den Verbrennungsmotor 12 angetrieben,
wie in der Darstellung der 22 gezeigt.
Zur Einstellung, insbesondere Steuerung oder – vorzugsweise – Regelung
des abgabeseitigen Drucks bzw. des abgegebenen Ölvolumenstroms ist das 2/2-Wege-Ventil 22a vorgesehen, das
in seiner Funktion den vorangehend erläuterten Ventilen an entsprechender
Stelle, etwa dem Ventil 22a oder 18a, entspricht,
wobei eine Rückführung des
abgabeseitigen Öldrucks
an einen Steuereingang des Ventils 22 wie beim Ventil 22a der 21 realisiert ist.
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Die Einstellung des Versorgungsdrucks
wird ähnlich
wie beim Ausführungsbeispiel
der 21 durch zwei Ventile
erreicht, nämlich
durch das auch als Volumenstrom-Regelventil bezeichenbare Ventil 22a und
das Schaltventil 162. Das Ventil 22a wird dabei
durch den Rückführungsdruck
prück von
der Abgabeseite der Pumpe 16 und den Steuerdruck pst vom Druckregelventil 24 gesteuert.
Mit diesem Steuerdruck kann durch entsprechende Ansteuerung des Druckregelventils 24 der
benötigte
Systemdruck, der für
die Ansteuerung der Kupplung oder/und für die Getriebebetätigung benötigt wird,
eingestellt werden. Steigt der Systemdruck über einen gewissen Wert, so
sorgt der Rückkopplungsdruck
prück dafür, dass das
Ventil 22 geöffnet
wird und so ein weiterer Druckanstieg verhindert wird.
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Soll die Getriebeaktuatorik betätigt werden, so
wird das elektrisch betätigbare
Schaltventil 162 durch entsprechende Ansteuerung geschlossen.
Das parallel geschaltete Druckbegrenzungsventil 164 sorgt
dafür,
dass der Druck einen gewissen Wert nicht übersteigt, wodurch auch für einen
gewissen Kühlölstrom in
Richtung zur Doppelkupplung 100 gesorgt wird.
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23 unterscheidet
sich vom Ausführungsbeispiel
der 21 vor allem dadurch,
dass anstelle des Ventils 22a das 3/2-Wege-Ventil 22 vorgesehen ist
und dass dieses dem Schaltventil 162 in Richtung zur Doppelkupplung 100 nachgeschaltet
ist. Das Schaltventil 162 kann als elektrisch betätigbares Ventil
ausgeführt
sein, wie beim Ausführungsbeispiel der 21 oder 22 (falls gewünscht – wie dort – mit integrierter Drossel
im Durchflusszweig) oder als druckbetätigtes Ventil, wie konkret
beim hydraulischen Schaltplan der 23 realisiert.
Falls gewünscht,
kann man eine Drossel in den Durchflusszweig des druckangetriebenen
Schaltventils vorsehen. Die beiden angesprochenen Ausführungsvarianten
in Bezug auf das Schaltventil 162 sind durch entsprechende
Schaltsymbole in der Subfigur X repräsentiert.
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Betreffend die besonders bevorzugte
Ausführungsvariante,
dass das auch als "Aufstauventil" bezeichenbare Schaltventil 162 ebenso
wie das Ventil 22 als druckangesteuertes Ventil ausgeführt ist,
ist insbesondere auf die folgende vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit
hinzuweisen. Beide Ventile können über das
gemeinsam zugeordnete Druck-Steuer/Regel-Ventil 24 angesteuert
werden, wobei das Schaltventil 162 und das Ventil 22 vorteilhaft
auf unterschiedlichen Druckniveaus arbeiten können. Beispielsweise könnte das
Druck-Steuer/Regelventil Drücke
zwischen 0 und 10 bar einstellen. Das den Volumenstrom bzw. den
Abgabedruck einstellende Ventil 22 könnte dann im Druckbereich von
0 bis 8 bar arbeiten und innerhalb dieses Druckbereichs den Volumenstrom
zur Kupplung bzw. zum Ölreservoir (Tank)
bzw. zur Ansaugseite der Pumpe 16 proportional zum anstehenden
Druck oder gemäß einer
vorgegebenen Kennlinie steuern. Das Ventil 22 wirkt dabei
als eine Art Stromteiler. Stellt das Ventil 24 einen höheren Druck
im Bereich von 9 bis 10 bar ein, schließt das Aufstauventil 162,
so dass ein Druck erzeugt wird, der zum Betätigen der Getriebeaktuatorik ausreicht.
Die vorstehend erwähnten
Druckwerte haben rein exemplarischen (beispielhaften) Charakter. Die
gewünschten
unterschiedlichen Arbeitsdruckniveaus lassen sich einfach mithilfe
unterschiedlicher Federvorspannung der Ventilschieber der Ventile 22 und 162 einstellen.
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Die Kühlpumpe 16 wird im
Aufstaufall in der Regel immer mehr Öl fördern als für die Getriebeschaltung erforderlich
ist. Das überschüssige Öl wird über das
Druckbegrenzungsventil 164 abgeleitet und zum Teil für die Kühlung der
Doppelkupplung 100 verwendet. Wie in 23 gezeigt, kann man dem Druckbegrenzungsventil 164 eine
zum Tank führende
Blende 310 und ein zur Doppelkupplung führendes Rückschlagventil 312 nachschalten.
Die Blende 310 und das Rückschlagventil 312 sind
dabei vorzugsweise so ausgelegt, dass ein Teil des überschüssigen Öls zurück in den
Tank geleitet wird und ein anderer Teil zur Kühlung der Kupplung verwendet wird.
Das Rückschlagventil 312 hat
speziell die Aufgabe, ein Abfließen von Kühlöl, das durch das Ventil 22 in
Richtung zur Kupplung 100 fließt, in Richtung zum Tank zu
verhindern.
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Betreffend den Getriebebetätigungsabschnitt 160e ist
noch darauf hinzuweisen, dass dem Betätigungszylinder (Gassenwahlzylinder) 182e ein Weggeber 314 zugeordnet
ist.
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Die Ausführungsvariante der 24 unterscheidet sich von
der Ausführungsvariante
der 23 vor allem dadurch,
dass anstelle des 3/2-Wege-Steuer/Regel-Ventils 22 und
des Aufstauventils 162 ein 3/3-Wege-Multifunktionsventil 22c vorgesehen
ist, das die Funktionen des Aufstauventils 162 und des "Umleitventils" 22 darstellt.
In einem unteren Ansteuerdruckbereich arbeitet das Ventil 22c als Stromteiler,
der entsprechend dem Ansteuerdruck des Ventils 24 das Öl zur Kupplung
bzw. zum Tank/Ansaugtrakt der Kühlölpumpe 16 leitet.
Es sei allgemein darauf hingewiesen, dass es gleichwertig ist, das Öl direkt
zu einem Ansaugeingang der Kühlölpumpe (oder
betreffend die Druckölversorgung
mittels der Druckölpumpe 14 zu
einem Ansaugeingang der Druckölpumpe)
zurück
zu leiten oder in ein bzw. das Ölreservoir
des Hydrauliksystems, das in Flussverbindung, insbesondere Ansaugverbindung,
mit dem Ansaugeingang der betreffenden Pumpe steht.
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In einem oberen Druckbereich des
Ansteuerdrucks vom Ventil 24 wirkt das Ventil 22c als
Aufstauventil. Über
eine Rückkopplung
wird der aufgestaute Druck auf den Schieber des Ventils 22c rückgekoppelt
und so eine Maximaldruckbegrenzung erreicht. Insoweit erfüllt das
Ventil 22c auch die Funktion des Druckbegrenzungsventils 164 mit.
Die Blenden 310 und 312 sind so ausgelegt, dass
dann, wenn sich das Ventil 22c zwischen seiner Aufstau-
und Tankweiterleitungsposition befindet, noch ein gewisser Volumenstrom
zur Kühlung
der Kupplung über
die Blende 312 in Richtung zur Doppelkupplung 100 schließt.
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Eine weitere Ausführungsvariante zur Lösung gemäß 23 ist in 25 gezeigt. Anstelle des 3/2-Wege-Ventils 22 ist
ein 3/3-Wege-Ventil 22d ähnlich wie das Ventil 22c der 24 vorgesehen, das allerdings
keine Druckbegrenzungsfunktion aufgrund einer Druckrückkopplung
realisiert. Dem Ventil 22d ist das Schalt- oder Aufstauventil 162 vorgeschaltet,
das gemeinsam mit dem Ventil 22d durch den Steuerdruck
des Ventils 24 angesteuert wird. Dem Aufstauventil 162 ist
das Druckbegrenzungsventil 164 parallel geschaltet.
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Eine geeignete Abstimmung der Ventile
aufeinander, etwa vermittels einer entsprechenden Abstimmung der
Federn der Ventilschieber aufeinander, sieht beispielsweise wie
folgt aus. Wird z. B. durch das Druck-Steuer/Regel-Ventil 24 ein
Druck von 0 bis 15 bar bereitgestellt, so können die Ventile 22d, 162 und 164 beispielsweise
derart ausgelegt sein, dass das Ventil 22d zwischen 0 und
8 bar den Volumenstrom zur Kupplung bzw. zum Tank steuert. In einem darüber liegenden
Druckbereich von beispielsweise 9 bis 10 bar tritt das Schaltventil 162 in
Aktion und lässt
kein Öl
zu dem Ventil 22d passieren. Ein unzulässig hoher Druck wird durch
das Druckbegrenzungsventil 464 vermieden, indem dieses
bei Überschreitung
einer Druckschwelle öffnet.
Das durch das Druckbegrenzungsventil 164 durchgelassene Öl gelangt
dann zum Ventil 22d und kann dann beispielsweise bei einem
Steuerdruck im Bereich von 9 bis 10 bar wieder in den Tank geleitet
werden. Erhöht
man jedoch den Steuerdruck am Steuer/Regel-Ventil 22d (und
damit auch am Schaltventil 162) auf ein Niveau von beispielsweise
11 bis 15 bar, so kann mithilfe der dritten Stellung des Ventils 22d eine
Steuerung des Volumenstroms zum Tank bzw. der Kupplung erreicht werden,
auf Grundlage des über
das Druckbegrenzungsventil 164 zugeführten Ölvolumenstroms. Das Schaltventil 162 bleibt
dabei geschlossen.
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Die Steuerung des Volumenstroms zum Tank
bzw. zur Doppelkupplung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn häufig geschaltet,
also die Getriebeaktuatorik häufig
betätigt
wird und dementsprechend entsprechend oft bzw. andauernd mittels
des Schaltventils 162 Öl
zum Druckaufbau aufgestaut werden muss, so dass ohne die Ölzufuhr über das
Druckbegrenzungsventil 164 und die dritte Stellung des
Ventils 22d vergleichsweise wenig Kühlöl zur Doppelkupplung gelangen
würde.
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Eine weitere Ausführungsvariante der Lösung gemäß 23 ist in 26 gezeigt. Bei der Lösung gemäß 26 ist das Aufstauventil 162 kein durckgesteuertes,
sondern ein elektrisch angesteuertes Ventil. Der Vorteil eines elektrischen
Aufstauventils liegt vor allem in der Reaktionszeit des Ventils. Gemäß 26 wird das Aufstauventil 62 auf
elektrischem Wege direkt angesteuert, wohingegen gemäß 23 das dortige Aufstauventil 122 indirekt über das
Ventil 24 angesteuert wird. Der Vorteil des hydraulisch
betätigbaren
Aufstauventils gemäß 23 liegt in einem gewissen
Kostenvorteil gegenüber
der elektrischen Lösung.
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Zur Pumpenanordnung 10 der 26 ist noch darauf hinzuweisen,
dass der Druckölpumpe 14 anstelle
des Ventils 18a gemäß 23 ein Druckbegrenzungsventil 32 zugeordnet
ist. Gegenüber
der Lösung
der 5 ist das dortige
Ventil 18 weggefallen. Der abgabeseitige Druck der Druckölpumpe 14 ist
somit durch die Auslegung des Druckbegrenzungsventils 32 fest
eingestellt.
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Das Ausführungsbeispiel der 27 kann als Abwandlung des
Ausführungsbeispiels
der 26 angesehen werden.
Während
gemäß 26 das Umleitventil 22 dem
Aufstauventil 162 nachgeschaltet ist, ist gemäß 27 das Umleitventil 22 dem
Aufstauventil 162 vorgeschaltet, also zwischen der Druckölpumpe 16 und
dem Aufstauventil 162 angeordnet. Das Umleitventil 22 könnte beispielsweise direkt
an der Pumpe 16 angeordnet oder in diese integriert sein.
Der Vorteil der Lösung
gemäß 27 ist, dass Strömungsverluste,
die durch das Umpumpen des Kühlöls durch
längere
Leitungen entstehen, vermieden oder zumindest vermindert werden.
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Hinzuweisen ist noch auf den anders
gestalteten Getriebebetätigungsabschnitt 160f.
Die Auslegung oder Ausgestaltung des Hydraulikabschnitts des Getriebebetätigungsabschnitts 160f entspricht im
Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel
der 12, mit dem Unterschied,
dass den beiden Gassenmechaniken 188e und 190e ein
gemeinsamer Nehmerzylinder 182e zugeordnet ist, wobei als
Betätigungsanordnung
beispielsweise die Lösung
der 17 bis 20 realisiert sein könnte.
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Allgemein ist noch auf Folgendes
hinzuweisen. Die verschiedenartigen Pumpenanordnungen 10 und 10b gemäß den 10 bis 16 und 21 bis 27 sind untereinander austauschbar
und überdies
jeweils durch die andersartigen Pumpenanordnungen 10 gemäß den 1 bis 9 ersetzbar.
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Ferner kann bei allen Ausführungsbeispielen entweder
nur ein Saugfilter für
die Pumpe bzw. Pumpen oder nur ein Druckfilter für die Pumpe bzw. Pumpen oder
sowohl ein Saugfilter und ein Druckfilter für die Pumpe bzw. Pumpen verwendet
werden. Maßgeblich
ist hier die Empfindlichkeit der verwendeten Ventile auf im Öl mitgeführte Verunreinigungen.
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In Abweichung von den Ausführungsbeispielen
der 14 und 15 kommt es durchaus auch
in Betracht, als Kühlölpumpe eine
elektromotorisch angetriebene Pumpe und als Druckölpumpe eine
verbrennungsmotorisch angetriebene Pumpe zu verwenden. Ferner kommt
es durchaus in Betracht, sowohl für die Kühlölpumpe als auch für die Druckölpumpe eine
elektromotorisch angetriebene Pumpe einzusetzen. Eine weitere Möglichkeit
ist, eine sowohl der Kühlölversorgung
als auch der Druckölversorgung
dienende Pumpe anstelle von insgesamt zwei Pumpen einzusetzen (vgl. 22), die verbrennungsmotorisch
oder elektromotorisch angetrieben sein kann.
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Die Ausführungsbeispiele der 10 bis 16 und 21 bis 27 und ebenso die Ausführungsbeispiele der 1 bis 9 ermöglichen
einen recht guten Wirkungsgrad betreffend die Bereitstellung des
Drucköls für die hydraulische
Getriebebetätigung,
insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Automatgetrieben, bei
denen unterschiedliche Druckniveaus durch verschiedene Druckminderventile
auf Grundlage eines von einer Pumpe erzeugten, dementsprechend recht hohen Öldrucks
bereitgestellt werden. Letzteres bedeutet, dass die betreffende
Pumpe immer mehr Öl bei
einem hohen Druck erzeugen muss, wodurch ein vergleichsweise schlechter
Wirkungsgrad erreicht wird. Anzumerken ist ferner noch, dass mittels
einer verbrennungsmotorisch angetriebenen Pumpe ohne gesonderte
Maßnahmen
eine Start-Stopp-Fähigkeit nicht
gegeben ist. Diese kann z. B. auf einfache Weise mit einer elektrohydraulischen
Druckversorgung erreicht werden, wie dies bei den Beispielen der 14 und 15 der Fall ist.
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Bei den Ausführungsbeispielen der 10 bis 16 wurde davon ausgegangen, dass die
Pumpenanordnung 10 bzw. 10b bzw. 10c,
die gemäß den vorstehend
gegebenen Hinweisen durchaus völlig anders
ausgeführt
sein kann als in den Figuren gezeigt, sowohl für die Druckversorgung zur Kupplungsbetätigung als
auch zur Druckversorgung für die
Getriebebetätigung
dient. Die betreffende Pumpenanordnung kann, ebenso wie im Prinzip
die Pumpenanordnungen der 1 bis 9, auch alleine zur Druckölversorgung
für die
Getriebebetätigung
oder alleine für
die Druckölversorgung
für die
Kupplungsbetätigung
dienen. Die verschiedenartigen Ausgestaltungen der Getriebebetätigungsabschnitte 160, 160c, 160d, 160e und 160f sind überdies
völlig
unabhängig
von der Art und Weise der Druckölbereitstellung
von Interesse und als Ausführungsbeispiele
entsprechender unabhängiger
Erfindungsgedanken anzusehen.