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DE102010025243A1 - Kraftwagen mit einer Lamellenkupplung - Google Patents

Kraftwagen mit einer Lamellenkupplung Download PDF

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DE102010025243A1
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piston
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motor vehicle
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Lionel Dumont
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Audi AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Lamellenkupplung, welche über einen ersten Zweig eines Fluidkreislaufs hydraulisch betätigbar und über einen zweiten Zweig des Fluidkreislaufs kühlbar ist, wobei ein Betriebsfluid im zweiten Zweig des Fluidkreislaufs mittels einer hydraulischen Kolbenmaschine (12) förderbar ist, welche mittels des Betriebsfluids im ersten Zweig des Fluidkreislaufs antreibbar ist. Die Kolbenmaschine (12) weist einen doppeltwirkenden Kolben (40) auf, der in einem Arbeitsraum (42) der Kolbenmaschine (12) aufgenommen ist und diesen in zwei Teilräume (44, 46) teilt. Je nach Bewegungsrichtung des Kolbens (42) kann jeder der Teilräume (44, 46) sowohl die Saugseite als auch die Druckseite der Kolbenmaschine (12) bilden. Ferner ist ein Ventil (14), insbesondere ein Proportionalventil, vorgesehen, über welches der Kolben (42) mit Betriebsfluid aus dem ersten Zweig des Fluidkreislaufs beaufschlagbar ist. Hierdurch wird eine mechanisch besonders einfache und pulsationsarme Versorgung der Lamellenkupplung mit Betriebsfluid sichergestellt, wobei das zur Lamellenkupplung geförderte Volumen an Betriebsfluid bedarfsgerecht stufenlos einstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Lamellenkupplung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Ein solcher Kraftwagen ist aus der DE 100 56 954 A1 bekannt. Lamellenkupplungen finden insbesondere bei sogenannten Doppelkupplungsgetrieben Anwendung, also bei automatischen Schaltgetrieben mit zwei Kupplungseinrichtungen, die einen Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung ermöglichen.
  • Die Lamellenkupplung eines solchen Getriebes wird üblicherweise hydraulisch betätigt, wozu in einem ersten Zweig eines hydraulischen Kreislaufs Hydrauliköl durch eine von der Brennkraftmaschine des Kraftwagens betriebene Pumpe bereitgestellt wird. Zur Betätigung der Kupplung wird im ersten Zweig des hydraulischen Kreislaufs ein relativ hoher Druck bei gleichzeitig relativ geringem Volumenstrom des Hydrauliköls benötig.
  • Lamellenkupplungen sind ferner meist als sogenannte nasslaufende Kupplungen ausgebildet, d. h. sie müssen während ihres Betriebs von einem Kühl- und Schmiermedium umspült werden. Hierzu kann ebenfalls das zur Betätigung verwendete Hydrauliköl verwendet werden. Zur Kühlung der Lamellenkupplung ist jedoch im Gegensatz zu deren Betätigung ein relativ hoher Volumenstrom an Hydrauliköl notwendig, so dass die im Betrieb anfallende Wärme zuverlässig abgeführt werden kann. An den Betriebsdruck des Hydrauliköls werden dagegen keine Anforderungen gestellt.
  • Die Kühlung der Lamellenkupplung erfolgt daher üblicherweise in einem zweiten Zweig des Hydraulikkreislaufes, welcher über einen Druckwandler mit dem ersten Zweig gekoppelt ist, um so die unterschiedlichen Anforderungen an Druck und Volumenstrom des Hydrauliköls zu erfüllen. Der Druckwandler kann beispielsweise als hydraulische Kolbenmaschine ausgebildet sein. Die DE 100 56 954 A1 beschreibt die Verwendung einer Kolbenmaschine mit einfachwirkenden, von Federkraft rückstellbaren Kolben zum Fördern des Hydrauliköls im zweiten Zweig des Hydraulikkreislaufs. Die Antriebsenergie für die Kolbenmaschine wird dabei vom ersten Zweig des Kreislaufs bereitgestellt.
  • Solche hydraulische Kolbenmaschinen sind mit dem Nachteil behaftet, dass ihr Betrieb zu starken Druckschwankungen, so genannten Pulsationen, im zweiten Zweig des Hydraulikkreislaufs führt. Dies kann zu Verschleiß von Komponenten des Hydraulikkreislaufs sowie zu störenden Geräuschen führen. Zudem ist die Förderleistung solcher Kolbenmaschinen nur unpräzise regelbar, so dass die geförderte Menge von Hydrauliköl zur Kühlung der Lamellenkupplung nur unpräzise an den tatsächlichen Kühlungsbedarf der Lamellenkupplung angepasst werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, welcher einen besonders pulsationsarmen Hydraulikkreislauf zum Kühlen einer Lamellenkupplung aufweist und welcher eine bedarfsgerechte Kühlung der Lamellenkupplung ermöglicht.
  • Ein Fluidkreislauf eines solchen Kraftwagens ist in zwei Zweige aufgeteilt. Ein erster Zweig dient hierbei als Hochdruckzweig zur Betätigung einer Lamellenkupplung des Kraftwagens, ein zweiter Zweig dient als Niederdruckzweig zur Kühlung der Kupplung. Ein Betriebsfluid im zweiten Zweig des Fluidkreislaufs wird von einer hydraulischen Kolbenmaschine gefördert, welche vom Betriebsfluid im ersten Zweig des Fluidkreislaufs antreibbar ist. Als Betriebsfluid dient hierbei vorzugsweise ein Hydrauliköl.
  • Erfindungsgemäß weist die Kolbenmaschine einen doppeltwirkenden Kolben auf, der vorliegend in einem Arbeitsraum der Kolbenmaschine linear beweglich aufgenommen ist und diesen in zwei Teilräume aufteilt. In einer ersten Bewegungsrichtung des Kolbens ist durch einen solchen doppeltwirkenden Kolben Betriebsfluid des zweiten Zweigs des Fluidkreislaufs in den ersten Teilraum ansaugbar und aus dem zweiten Teilraum ausstoßbar. In einer zweiten, entgegengesetzten Bewegungsrichtung des Kolbens ist dagegen Betriebsfluid des zweiten Zweigs des Fluidkreislaufs aus dem ersten Teilraum ausstoßbar und in den zweiten Teilraum ansaugbar.
  • Bei einem doppeltwirkenden Kolben können also beide Teilräume der Kolbenmaschine in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Kolbens als Druckseite bzw. Saugseite der Kolbenmaschine wirken. Zu jedem Zeitpunkt (außer zu den Zeitpunkten einer Richtungsumkehr der Kolbenbewegung) wird also Betriebsfluid aus einem der Teilräume ausgestoßen und in den jeweils anderen Teilraum angesaugt. Hierdurch wird ein kontinuierlicher, pulsationsarmer Fluidstrom erzeugt. Bei einer Kolbenmaschine mit einfachwirkendem Kolben wechseln sich dagegen Ansaug- und Ausstoßtakt der Maschine periodisch ab. Verglichen mit aus dem Stand der Technik bekannten Kolbenmaschinen mit einfachwirkendem Kolben werden daher geringere Druckschwankungen des Betriebsfluids im zweiten Zweig des Fluidkreislaufs erzeugt.
  • Erfindungsgemäß ist ferner ein Ventil, insbesondere ein Proportionalventil zum Einstellen einer Richtung und insbesondere einer Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbens vorgesehen. Mittels dieses Ventils ist der Kolben mit Betriebsfluid aus dem ersten Zweig des Fluidkreislaufs beaufschlagbar. Der Antrieb der Kolbenmaschine erfolgt also hydraulisch, wobei die notwendige Energie durch den ersten Zweig des Fluidkreislaufs bereitgestellt wird. Auf aufwendige zusätzliche elektrische Antriebsmaschinen oder dergleichen kann daher verzichtet werden. Durch die Ausbildung des Ventils als Proportionalventil ist zudem eine stufenlose Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens ermöglicht, so dass die im zweiten Zweig des Fluidkreislaufs geförderte Menge an Betriebsfluid stufenlos an einen jeweiligen Kühlungsbedarf der Lamellenkupplung angepasst werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Kolben zwei Kolbenstangen auf, welche sich durch die jeweiligen Teilräume erstrecken. Eine solche Anordnung ermöglicht eine besonders stabile Lagerung des Kolbens und erleichtert den hydraulischen Antrieb des Kolbens in den beiden Bewegungsrichtungen.
  • Der Antrieb des Kolbens wird dabei vorzugsweise durch Beaufschlagung der Stirnflächen der Kolbenstangen mit Betriebsfluid des ersten Zweigs der Fluidkreislaufs realisiert. Die Bewegungsrichtung des Kolbens wird hierbei durch das Vorzeichen der Druckdifferenz zwischen den beiden Stirnflächen eingestellt – der Kolben bewegt sich in Richtung derjenigen Stirnfläche, an welcher das Betriebsfluid mit geringerem Druck anliegt. Über den Betrag der Druckdifferenz kann zudem die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens und damit die Förderleistung der Kolbenmaschine eingestellt werden. Eine solcherart ausgebildete Kolbenmaschine wirkt ferner als Druckwandler zwischen dem ersten und zweiten Zweig des Fluidkreislaufs. Das Verhältnis der Druckwandlung entspricht dabei dem Verhältnis der Oberfläche der Kolbenböden des doppeltwirkenden Kolbens zur Oberfläche der Stirnflächen der Kolbenstangen. Da die Kolbenböden, die auf das Betriebsfluid im zweiten Zweig wirken, eine größere Oberfläche besitzen als die Stirnflächen, auf welche das Betriebsfluid des ersten Zweigs wirkt, wird im zweiten Zweig der gewünschte höhere Volumenstrom und geringere Druck als im ersten Zweig erzeugt.
  • Vorzugsweise ist das Ventil als 2/3-Wege-Proportionalventil ausgebildet. Bei einem solchen Ventil kann ein eingangsseitig anliegender Strom eines Fluids in zwei ausgangsseitige Ströme mit einstellbarem Druck- und Volumenstromverhältnis aufgetrennt werden. Die Verwendung eines solchen Ventils ermöglicht auf einfachste Weise die stufenlose Steuerung des Kolbens der Kolbenmaschine.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil elektromagnetisch betätigbar. Mittels des Ventils können somit elektrische Steuersignale einer Kraftwagenelektronik direkt in hydraulische Steuersignale für die Kolbenmaschine umgesetzt werden.
  • Da bei einer Kolbenmaschine mit doppeltwirkendem Kolben die beiden Teilräume wechselnd die Saug- und Druckseite der Kolbenmaschine ausbilden, ist es notwendig, die beiden Teilräume wechselnd mit einem Betriebsfluidreservoir und einer Betriebsfluidzuleitung zur Lamellenkupplung zu verbinden. Hierzu ist bevorzugt ein weiteres Ventil vorgesehen, durch welches in einer ersten Stellung der erste Teilraum des Arbeitsraums der Kolbenmaschine mit dem Betriebsfluidreservoir und der zweite Teilraum mit einer Betriebsfluidzuleitung zu der Lamellenkupplung fluidisch koppelbar ist. In einer zweiten Stellung des weiteren Ventils ist dagegen der erste Teilraum mit der Betriebsfluidzuleitung zu der Lamellenkupplung und der zweite Teilraum mit dem Betriebsfluidreservoir fluidisch koppelbar.
  • Damit ist in jedem Betriebszustand der Kolbenmaschine der die Saugseite bildende Teilraum mit dem Betriebsfluidreservoir und der die Druckseite bildende Teilraum mit der Betriebsfluidzuleitung zur Lamellenkupplung verbunden, so dass kontinuierlich Betriebsfluid aus dem Betriebsfluidreservoir zur Lamellenkupplung gefördert wird.
  • Vorzugsweise ist das weitere Ventil durch Beaufschlagung mit Betriebsfluid aus dem ersten Zweig des Fluidkreislaufs hydraulisch betätigbar. Die Umschaltung des weiteren Ventils zwischen seinen beiden Stellungen ist damit zwechmäßigerweise mit der Schaltstellung des Proportionalventils koppelbar, so dass keine zusätzlichen Steuerorgane notwendig sind, um die Bewegungsrichtung des Kolbens der Kolbenmaschine mit der jeweils angepassten Stellung des weiteren Ventils zu synchronisieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das weitere Ventil als 9/2-Wegeventil ausgebildet. Neben der wechselnden Koppelung der Teilräume der Kolbenmaschine mit dem Betriebsfluidreservoir und der Betriebsfluidzuleitung zur Lamellenkupplung kann ein solches Ventil weitere Schaltaufgaben übernehmen. So kann beispielsweise auch die Rückführung von Betriebsfluid aus dem ersten Zweig des Betriebsfluidkreislaufs, welches zum Beaufschlagen des Kolbens der Kolbenmaschine verwendet wird, mittels eines solchen Ventils gesteuert werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt hierbei eine schematische Darstellung eines Teilbereichs eines Hydraulikkreislaufs zum Versorgen einer Lamellenkupplung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftwagens mit Hydrauliköl.
  • Eine in der Figur nicht gezeigte Lamellenkupplung eines Kraftwagens muss sowohl zur hydraulischen Betätigung als auch zur Kühlung mit Hydrauliköl versorgt werden. Zur Betätigung der Lamellenkupplung ist dabei ein geringer Volumenstrom von unter hohem Druck stehenden Hydrauliköl notwendig. Typisch ist ein Volumenstrom von 10 l/min bei einem Druck von 10 bar. Zur Kühlung ist dagegen ein hoher Volumenstrom von Hydrauliköl bei geringem Druck notwendig, um die anfallende Wärme zuverlässig abzuführen. Hierfür sind Volumenströme von 50 l/min bei 1 bar Druck üblich. Um beiden Anforderungen zu genügen, ist der Hydraulikkreislauf zur Versorgung der Lamellenkupplung daher in einen Hochdruckzweig zur Kupplungsbetätigung und einen Niederdruckzweig zur Kühlung aufgeteilt, wobei beide Zweige aus dem selben Sumpf versorgt werden.
  • Um den Druckunterschied zwischen den beiden Zweigen aufrechtzuerhalten, ist eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Druckwandlervorrichtung notwendig. Diese umfasst eine hydraulisch betriebene Kolbenpumpe 12, ein Proportionalventil 14 sowie ein Schaltventil 16.
  • Aus dem Hochdruckzweig des Hydraulikkreislaufs strömt Hydrauliköl durch die Leitung 18 zum Proportionalventil 14. Das Proportionalventil 14 ist als 2/3-Wegeventil ausgebildet und umfasst einen Ventilschieber 20 mit drei Steuerkanten 22, der in einem Arbeitsraum 24 des Proportionalventils 14 aufgenommen ist. Der Ventilschieber 20 ist durch einen elektromagnetischen Antrieb 26 stufenlos verstellbar, wobei der Verstellkraft des Antriebs 26 eine Rückstellfeder 28 entgegenwirkt.
  • In der gezeigten Stellung des Proportionalventils 14 ist die Leitung 18 mit einer Leitung 30 verbunden. Das unter hohem Druck stehende Hydrauliköl strömt durch die Leitung 30 zum Schaltventil 16, wo es eine Kraft auf einen Ventilschieber 32 des Schaltventils 16 ausübt und ihn in Richtung des Pfeiles 34 in die gezeigte Stellung verschiebt. Durch die vier Arbeitskanten 36 des Ventilschiebers 32 wird nun eine Verbindung zwischen der Leitung 30 und einer weiteren Leitung 38 hergestellt, welche das Schaltventil 16 mit der Kolbenpumpe 12 verbindet.
  • Die Kolbenpumpe 12 weist einen doppeltwirkenden Kolben 40 auf, der in einem Arbeitsraum 42 der Kolbenpumpe 12 aufgenommen ist und diesen in zwei Teilräume 44, 46 aufteilt. Von einem zentralen Bund 48 des Kolbens 40 erstrecken sich zwei Kolbenstangen 50, 52 durch die beiden Teilräume 44, 46 des Arbeitsraums 42 und sind mit ihren jeweiligen Endbereichen in zugeordneten Arbeitsräumen 54, 56 aufgenommen.
  • Das durch die Leitung 38 einströmende Hydrauliköl gelangt in den Arbeitsraum 54 und übt dort eine Kraft auf die Stirnfläche 58 der Kolbenstange 50 aus. Hierdurch wird der Kolben 40 im Arbeitsraum 42 in Richtung des Pfeils 60 verschoben. Durch die Bewegung wird Hydrauliköl aus einer weiteren Leitung 62 in den Teilraum 44 des Arbeitsraums 42 angesaugt. In der gezeigten Stellung des Ventilschiebers 32 des Schaltventils ist die Leitung 62 mit einer weiteren Leitung 64 gekoppelt, welche in einen nicht gezeigten Sumpf des Hydraulikkreislaufs mündet. Die Kolbenpumpe 12 saugt also Hydrauliköl aus dem Sumpf in den ersten Teilraum 44.
  • Gleichzeitig wird durch die Bewegung des Kolbens 40 Hydrauliköl aus dem zweiten Teilraum 46 des Arbeitsraums 42 in eine weitere Leitung 66 verdrängt. Diese ist in der gezeigten Stellung des Ventilschiebers 32 über eine Leitung 68 mit einer Ölzufuhrleitung 70 gekoppelt, über welche das Hydrauliköl der Lamellenkupplung zugeführt wird, um diese zu kühlen.
  • Da die Stirnfläche 58 der Kolbenstange 50 eine kleinere Oberfläche aufweist als eine Stirnfläche 72 des Bundes 48, erzeugt das unter hohem Druck und kleinem Volumenstrom in den Arbeitsraum 54 geleitete Hydrauliköl einen Ölstrom in der Leitung 66, der einen hohen Volumenstrom und einen geringen Druck aufweist. Die Hydraulikpumpe 12 wirkt also als Druckwandler.
  • Bei der Bewegung des Kolbens 40 in Richtung des Pfeiles 60 wird ferner Hydrauliköl aus dem Arbeitsraum 56 verdrängt, in welchem die zweite Kolbenstange 52 aufgenommen ist. Das verdrängte Hydrauliköl strömt durch eine Leitung 74 zum Schaltventil 16. In der gezeigten Stellung des Ventilschiebers 32 ist die Leitung 74 mit einer weiteren Leitung 76 gekoppelt, welche in die Ölzufuhrleitung 70 mündet. Das ursprünglich aus dem Hochdruckzweig des Hydraulikkreislauf stammende, zum Antrieb der Kolbenpumpe verwendete Hydrauliköl wird also nun dem Niederdruckzweig des Hydraulikkreislaufs zugeführt – die beiden Zweige sind gekoppelt.
  • Wenn sich der Kolben 40 vollständig in Richtung des Pfeiles 60 bewegt hat, muss seine Bewegungsrichtung umgekehrt werden. Hierzu wird das Proportionalventil 14 durch den Antrieb 26 verstellt, der entsprechende Steuersignale über Steuerleitungen 78 empfängt. Der Ventilschieber 20 des Proportionalventils 14 wird dabei auf den Antrieb 26 zu bewegt, so dass die Steuerkanten 22 die Verbindung zwischen den Leitungen 18 und 30 unterbrechen. In der neuen Stellung des Ventilschiebers 20 ist nun die Leitung 18 mit einer weiteren Leitung 80 gekoppelt, die zum Schaltventil 16 führt. Über Entlastungsleitungen 82 wird dabei verdrängtes Hydrauliköl der Ölzufuhrleitung 70 des Niederdruckzweiges zugeführt.
  • Das in die Leitung 80 einströmende Hydrauliköl übt nun eine der Richtung des Pfeiles 34 entgegengesetzte Kraft auf den Ventilschieber 32 des Schaltventils 16 aus. Dieser verschiebt sich entsprechend, wodurch die Verbindung zwischen den Leitungen 30 und 38 getrennt wird. Der Arbeitsraum 34 wird dadurch druckentlastet, auf die Stirnfläche 58 der ersten Kolbenstange 50 wirkt keine Kraft mehr ein.
  • Durch die Bewegung des Ventilschiebers 32 wird gleichzeitig eine Verbindung zwischen den Leitungen 80 und 74 hergestellt. Das unter hohem Druck stehende Hydrauliköl strömt nun über die Leitung 74 in den Arbeitsraum 56 und übt dort eine Kraft auf eine Stirnfläche 84 der zweiten Kolbenstange 52 aus. Die Bewegungsrichtung des Kolbens 40 wird somit umgekehrt – der Kolben 40 bewegt sich nun entgegen der Richtung des Pfeiles 60 und verdrängt Hydrauliköl aus dem ersten Teilraum 44 des Arbeitsraum 42 der Kolbenpumpe 12 und saugt Hydrauliköl in den zweiten Teilraum 46 des Arbeitsraums 42.
  • Durch die oben geschilderte Verschiebung des Ventilschiebers 32 des Schaltventils 16 ist die in den zweiten Arbeitsraum 46 mündende Leitung 66 nun über die Leitung 64 mit dem Sumpf gekoppelt. Die Kolbenpumpe 12 saugt nun also Hydrauliköl aus dem Sumpf in den zweiten Arbeitsraum 46. Die in den ersten Arbeitsraum 44 mündende Leitung 62 ist aufgrund der veränderten Ventilstellung nun über die Leitung 76 mit der Ölzufuhrleitung 70 verbunden. Durch die Kolbenbewegung wird also das im ersten Teilraum 44 des Arbeitsraums 42 aufgenommene Hydrauliköl zur Lamellenkupplung gefördert.
  • Durch die Bewegung des Kolbens 40 entgegen der Richtung des Pfeils 60 wird ferner das im Arbeitsraum 54 aufgenommene Öl durch die Leitung 38 verdrängt. Auch diese ist in der neuen Ventilstellung des Schaltventils 16 über die Leitung 68 mit der Ölzufuhrleitung 70 gekoppelt, so dass auch dieses Hydrauliköl der Lamellenkupplung zugeführt wird.
  • Wenn sich der Kolben 42 schließlich über seinen gesamten Bewegungsspielraum entgegen des Pfeiles 60 bewegt hat, ist ein vollständiger Arbeitszyklus der Kolbenpumpe 12 abgeschlossen. Durch Betätigung des Proportionalventils 14 kann nun der in der Figur gezeigte Zustand wiederhergestellt werden, so dass ein neuer Arbeitszyklus beginnen kann.
  • Da es sich bei dem Ventil 14 um ein Proportionalventil handelt, ist zu beachten, dass die beiden oben beschriebenen Betriebszustände der Druckwandelvorrichtung 10 lediglich Grenzzustände darstellen. Der Ventilschieber 20 des Proportionalventils 14 kann zusätzlich beliebige Zwischenstellungen annehmen. In diesen Zwischenstellungen ist sowohl die Leitung 30 als auch die Leitung 80 mit der Leitung 18 gekoppelt, so dass unter Druck stehendes Hydrauliköl in die beiden Leitungen 30, 80 strömen kann. Durch die Stellung des Ventilschiebers 20 des Proportionalventils 14 wird hierbei das Verhältnis der Volumenströme an Hydrauliköl durch die Leitungen 30, 80 eingestellt.
  • Von den Volumenströmen durch die Leitungen 30, 80 sind unmittelbar die Drücke in den Arbeitsräumen 54, 56 abhängig, welche auf die Stirnflächen 58, 84 der Kolbenstangen 50, 52 wirken. Das Vorzeichen der Druckdifferenz zwischen den Arbeitsräumen 54, 56 bestimmt nun die Bewegungsrichtung des Kolbens 40 der Kolbenpumpe 12. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 20 im Arbeitsraum 42 ist dagegen proportional zum Absolutbetrag dieser Druckdifferenz. Von der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 20 hängt wiederum die aus dem Sumpf in die Ölzufuhrleitung 70 geförderte Menge an Hydrauliköl ab, so dass durch die Verstellung des Proportionalventils 14 die Förderleistung der Kolbenpumpe 12 stufenlos gesteuert werden kann.
  • Die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 30 und 80 bestimmt ferner die auf den Ventilschieber 32 des Schaltventils 16 wirkende Kraft, so dass sich der Ventilschieber 16 immer in Richtung auf diejenige Leitung 30, 80 mit dem geringeren Volumenstrom und damit dem geringeren Druck hinbewegt. Auch in solchen Zwischenstellungen des Proportionalventils 14 ist die Stellung des Ventilschiebers 32 des Schaltventils 16 somit immer mit der jeweiligen Bewegungsrichtung des Kolbens 40 der Kolbenpumpe 12 gekoppelt, so dass die jeweilige Saugseite der Kolbenpumpe 12 immer mit dem Sumpf und die jeweilige Druckseite immer mit der Ölzufuhrleitung 70 verbunden ist.
  • Zur kontinuierlichen Förderung einer vorgegebenen Menge an Hydrauliköl aus dem Sumpf zur Lamellenkupplung bedient sich die Druckwandelvorrichtung 10 also einer Kolbenpumpe 12 mit doppeltwirkendem Kolben 40, welche durch das Hydrauliköl des ersten Zweiges des Hydraulikkreislaufs angetrieben wird. Die zur kontinuierlichen Förderung notwendige Wirkrichtungsumkehr der Kolbenpumpe 12 wird durch entsprechendes Einstellen des Proportionalventils 14 bewirkt. Gleichzeitig wird über das Proportionalventil 14 der Ventilschieber 32 des Schaltventils 16 mit Hydrauliköl beaufschlagt, so dass die Einstellung des Schaltventils 16 immer mit der jeweiligen Wirkrichtung der Kolbenpumpe 12 korrespondiert.
  • Insgesamt wird so eine besonders kompakte Druckwandelvorrichtung 10 erhalten, die zur Steuerung der Strömungsverhältnisse lediglich zwei bewegliche Teile, nämlich die Ventilschieber 20 und 32 benötigt. Da die Kolbenpumpe 12 aufgrund ihres doppeltwirkenden Kolbens 40 kontinuierlich Hydrauliköl aus dem Sumpf in die Ölzufuhrleitung 70 fördert, werden ferner starke Druckschwankungen in der Ölzufuhrleitung 70, die zu Verschleiß und Störgeräuschen führen können, vermieden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10056954 A1 [0002, 0005]

Claims (8)

  1. Kraftwagen mit einer Lamellenkupplung, welche über einen ersten Zweig eines Fluidkreislaufs hydraulisch betätigbar und über einen zweiten Zweig des Fluidkreislaufs kühlbar ist, wobei ein Betriebsfluid im zweiten Zweig des Fluidkreislaufs mittels einer hydraulischen Kolbenmaschine (12) förderbar ist, welche mittels des Betriebsfluids im ersten Zweig des Fluidkreislaufs antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Kolbenmaschine (12) einen in einem Arbeitsraum (42) aufgenommenen, in diesem linear beweglichen Kolben (40) umfasst, welcher den Arbeitsraum (42) in zwei Teilräume (44, 46) teilt, wobei – in einer ersten Bewegungsrichtung des Kolbens (42) durch den Kolben (42) Betriebsfluid des zweiten Zweigs des Fluidkreislaufs in den ersten Teilraum (44) ansaugbar und aus dem zweiten Teilraum (46) ausstoßbar ist, und – in einer zweiten, entgegengesetzten Bewegungsrichtung des Kolbens (42) Betriebsfluid des zweiten Zweigs des Fluidkreislaufs aus dem ersten Teilraum (44) ausstoßbar und in den zweiten Teilraum (46) ansaugbar ist, und wobei – ein Ventil (14), insbesondere ein Proportionalventil (14) zum Einstellen einer Richtung und insbesondere einer Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbens (42) vorgesehen ist, wobei mittels des Ventils (14) der Kolben (42) mit Betriebsfluid aus dem ersten Zweig des Fluidkreislaufs beaufschlagbar ist.
  2. Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (42) zwei Kolbenstangen (50, 52) aufweist, welche sich durch die jeweiligen Teilräume (44, 46) erstrecken.
  3. Kraftwagen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Ventils (14) die Stirnflächen (58, 84) der Kolbenstangen (50, 52) mit Betriebsfluid aus dem ersten Zweig des Fluidkreislaufs beaufschlagbar sind.
  4. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) als 2/3-Wege-Proportionalventil ausgebildet ist.
  5. Kraftwagen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) elektromagnetisch betätigbar ist.
  6. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein weiteres Ventil (16), mittels welchem – in einer ersten Stellung der erste Teilraum (44) des Arbeitsraums (42) der Kolbenmaschine (12) mit einem Betriebsfluidreservoir und der zweite Teilraum (46) mit einer Betriebsfluidzuleitung (70) zu der Lamellenkupplung fluidisch koppelbar ist und – in einer zweiten Stellung der erste Teilraum (44) mit der Betriebsfluidzuleitung (70) zu der Lamellenkupplung und der zweite Teilraum (46) mit dem Betriebsfluidreservoir fluidisch koppelbar ist.
  7. Kraftwagen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Ventil (16) durch Beaufschlagung mit Betriebsfluid aus dem ersten Zweig des Fluidkreislaufs hydraulisch betätigbar ist.
  8. Kraftwagen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Ventil (16) als 9/2-Wegeventil ausgebildet ist.
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