WO2015021982A1 - Fluidanordnung - Google Patents

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WO2015021982A1
WO2015021982A1 PCT/DE2014/200384 DE2014200384W WO2015021982A1 WO 2015021982 A1 WO2015021982 A1 WO 2015021982A1 DE 2014200384 W DE2014200384 W DE 2014200384W WO 2015021982 A1 WO2015021982 A1 WO 2015021982A1
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fluid
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fluid arrangement
fluidic
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Inventor
Marco Grethel
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/30—Hydraulic or pneumatic motors or related fluid control means therefor
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F16H61/0025—Supply of control fluid; Pumps therefore
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0204—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0206—Layout of electro-hydraulic control circuits, e.g. arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/08—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism
    • F16H63/20—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism with preselection and subsequent movement of each final output mechanism by movement of the final actuating mechanism in two different ways, e.g. guided by a shift gate

Definitions

  • the invention relates to a fluid arrangement for the fluidic actuation of a transmission which comprises a plurality of passages which can be selected and switched with the aid of the fluid arrangement, with a first gear actuator for representing the selection function and with a second gear actuator for representing the switching function, and with a fluidic energy source ,
  • a hydraulic arrangement for controlling a dual-clutch transmission of a motor vehicle which comprises: a hydraulic energy source for supplying the hydraulic system by means of a hydraulic medium with hydraulic energy; a pressure accumulator for storing the hydraulic energy; a clutch cooling for cooling clutches of the dual-clutch transmission by means of the hydraulic medium; Clutch actuators for actuating a first clutch and a second clutch, wherein the hydraulic power source comprises a double-flow electric pump.
  • the object of the invention is to simplify the actuation of a transmission which comprises a plurality of gears, which can be selected and switched by means of a fluid arrangement.
  • the object is with a fluid arrangement for the fluidic actuation of a transmission, which comprises a plurality of gears, which can be selected and switched by means of the fluid arrangement, with a first gear actuator for displaying the selector function and with a second gear actuator for representing the switching function, and with a fluidic Energy source, achieved in that the fluidic energy source comprises a fluid machine with opposite fluid flow directions, which is fluidly connected via a valve logic with the gear actuators, that both the selection function and the switching function can be displayed with the one fluid machine.
  • the fluid arrangement is preferably a hydraulic arrangement which is operated with a hydraulic medium, such as hydraulic oil.
  • Both Gear actuators are, for example, hydraulic differential surface cylinders.
  • a desired shift gate of a gear to be engaged or to be selected is selected.
  • shifting the gear is engaged or designed in the previously selected shift gate.
  • different gear ratios are activated or deactivated.
  • the fluid arrangement according to the invention comprises only a single fluid machine, which can be driven by an electric motor, for example.
  • the associated valve logic can advantageously be made relatively simple.
  • the fluid machine is advantageously designed as a displacement machine, for example as a vane machine, gear machine or piston machine.
  • a preferred embodiment of the fluid arrangement is characterized in that the fluid machine is designed so that it can build up a flow rate in opposite directions of flow against a load pressure.
  • the fluid machine can be operated as a pump or as a motor. The operation in opposite directions is also referred to as reversing.
  • valve logic comprises Nachsaugventile and overflow valves.
  • the valve logic advantageously comprises only two Nachsaugventile and two overflow valves, which are associated with a fluid container.
  • the Nachsaugventile together with the fluid container to represent a Nachsaugfunktion.
  • the overflow valves are used in combination with the fluid container to represent an overflow function.
  • a further preferred embodiment of the fluid arrangement is characterized in that the two gear actuators can be actuated via fluidic paths in different actuation directions.
  • a first fluidic path includes a first fluid conduit connected to a first fluid port of the fluid machine.
  • a second fluidic path includes a second fluid line connected to a second fluid port of the fluid machine.
  • a further preferred exemplary embodiment of the fluid arrangement is characterized in that at least one activation valve device, in particular in each case one activation valve device, is assigned to the two fluidic routes.
  • the activation valve device is, for example, as a 4/2-way valve with an open position and a closing position. executed.
  • the activation valve device allows the inflow and outflow of hydraulic medium to or from the respective gear actuator. Since the sub-functions select and switch usually run sequentially, two activation valve devices can be combined.
  • an activation device for example, an x / y-way valve can be used, with which the switch positions "Select while locking disable", "Switch while blocking select” and “Disable dialing and switching" can be realized.
  • a further preferred embodiment of the fluid arrangement is characterized in that at least one of the gear actuators comprises a hydraulic cylinder, in particular a differential surface cylinder.
  • the differential area cylinder is a fluid cylinder in which a piston is accommodated to be moved back and forth, which in turn can be subjected to fluid pressure at surfaces of different sizes.
  • both gearbox actuators may include a hydraulic cylinder, such as a differential area cylinder.
  • a further preferred embodiment of the fluid arrangement is characterized in that the first gear actuator is coupled via an axially displaceable, but non-rotatable connection with the second gear actuator in order to represent the selection function and the switching function.
  • the axially displaceable, but non-rotatable connection advantageously serve a hydraulic cylinder, in particular a differential surface cylinder, and a pivot motor.
  • the functions select and switch can also be mechanically separated from each other. If both gear actuators comprise a differential area cylinder, then, for example, by means of the one gear actuator, a translational movement can be generated. With the help of the other gear actuator can advantageously be shown a pivoting movement.
  • the differential surface cylinder of the other gear actuator is advantageously coupled to a mechanism which converts a translational movement of a piston of the differential surface cylinder into a pivoting movement.
  • a further preferred embodiment of the fluid arrangement is characterized in that one of the gear actuators comprises a fluidically driven swing motor.
  • the fluidically driven swivel motor is advantageously used to represent the function switching.
  • the function Select can advantageously be represented by means of the differential area cylinder.
  • a further preferred embodiment of the fluid arrangement is characterized in that both transmission actuators are coupled to a common shift finger.
  • the shift finger is guided, for example, in a guide rail, which is pivotable by means of the swivel motor.
  • Another preferred exemplary embodiment of the fluid arrangement is characterized in that a pressure sensor and / or the two gear actuators are assigned a position detection to the two fluidic paths. As a result, the pressure in the fluidic paths and / or the position of the actuators can be detected in a simple manner.
  • a further preferred embodiment of the fluid arrangement is characterized in that the two fluidic routes are connected by a Nachsaugventil raised and a Kochströmventil raised with a fluid container.
  • the Nachsaugventil interests and the spill valve preferably comprise two valves and are used to represent a Nachsaugfunktion and overflow function.
  • the valves can be designed as active or passive valves in poppet design or in slide valve design.
  • a further preferred embodiment of the fluid arrangement is characterized in that the Nachsaugventil shark / spill valve means comprises two Nachsaugventi- le / overflow valves which open away from the fluid container / to the fluid container. In the opposite directions close the valves.
  • a further preferred embodiment of the fluid arrangement is characterized in that the fluid machine is driven by an electric motor and / or designed as a fluid motor and / or fluid pump.
  • the fluid machine is preferably designed as a 4-quadrant-capable hydraulic machine, in particular reversing pump or reversible motor.
  • the fluid machine is preferably driven by an electric drive machine, for example an electric motor.
  • the electric drive machine is advantageously reversible, that is operable in opposite directions of rotation, and optionally also allows a generator operation. If appropriate, the invention also relates to a method for actuating a transmission with the aid of a previously described fluid arrangement.
  • FIG. 1 shows a fluid circuit diagram of a fluid arrangement according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a similar fluid arrangement as in Figure 1 according to a second embodiment.
  • FIG. 1 shows a fluid arrangement 1 with a first gear actuator 4 and a second gear actuator 5.
  • the first gear actuator 4 serves to display a selection function and is assigned to a first fluidic path 8.
  • the second gear actuator 5 is used to represent a switching function and is associated with a second fluidic path 9.
  • the fluid assembly 1 is preferably operated with a hydraulic medium, such as hydraulic oil, and therefore also referred to as a hydraulic arrangement 1.
  • the fluidic lines 8, 9 are referred to as hydraulic lines.
  • the fluid arrangement 1 comprises only a single fluidic energy source 10 in the form of a fluid machine 12.
  • the fluid machine 12 is also referred to as a hydraulic machine and is driven by an electric motor 14.
  • the first hydraulic section 8 comprises a hydraulic line which connects the first gear actuator 4 to a first connection of the fluid machine or hydraulic machine 12.
  • the second hydraulic section 9 comprises a second hydraulic line, which connects the second gear actuator 5 with a second connection of the hydraulic machine or fluid machine 12.
  • the fluid arrangement 1 comprises a relatively simple valve logic 15 with a suction valve device 16 and an overflow valve device 17.
  • the suction-suction valve device 16 and the overflow valve device 17 are combined with a fluid container 20 which, for example, play a hydraulic medium, such as hydraulic oil containing. Therefore, the fluid container 20 is also referred to as a hydraulic container.
  • the two hydraulic sections 8, 9 are fluidly connected to each other by a Nachsaug Gustav 21 and a parallel arranged overflow line 22.
  • the fluid container 20 is connected both to the secondary suction line 21 and to the overflow line 22.
  • the Nachsaugventi- le 24, 25 are shown in simplified form as check valves, which close to the fluid container 20 out. From the fluid container 20 open the Nachsaugventile 24, 25 depending on the pressure.
  • overflow valves 26, 27 are arranged in the overflow 22 in the overflow 22.
  • the overflow valves 26, 27 are shown in simplified form as check valves.
  • the overflow valves 26, 27 open towards the fluid container 20. From the fluid container away close the overflow valves 26, 27th
  • the valve logic 15 with the Nachsaugventil pain 16 and the spill valve 17 is two Aktiv mecanicsventil painen 31, 32 connected upstream.
  • the activation valve device 31 is connected in the first fluidic path 8 between the valve logic 15 and the first gear actuator 4.
  • the second activation valve device 32 is connected in the second fluidic path 9 between the valve logic 15 and the second gear actuator 5.
  • the fluid machine 12 is designed as a reversing pump, with the two gear actuators 4, 5 are particularly advantageous actuated.
  • the reversing pump can build up a flow in both directions unrestricted against a load pressure.
  • the Nachsaugventile 24, 25 and the spill valves 26, 27 in a simple manner allow a balanced volume flow balance.
  • an actuator device which comprises two gear actuators 4, 5 and which is driven by means of a single electric motor 14 via the fluid machine 12.
  • the actuator device according to the invention is therefore also referred to as a 1-motor actuator device.
  • the fluid machine 12 represents via the two gear actuators 4, 5, the direction-reversible sub-functions select and switch.
  • the sequential sequences during selection and switching enable the common use of a single hydraulic energy source 10, for example in the form of a so-called recirculation pump device.
  • four or more gears of a simple transmission can be selected and switched in a simple manner.
  • the fluid arrangement 1 according to the invention is also suitable for selecting and switching eight or more gears in a dual-clutch transmission.
  • the activation valve devices 31, 32 are designed as 4/2-way valves with an open position and a closed position.
  • the electromagnetically actuated activation valve devices 31, 32 are biased by a symbolically indicated spring in its illustrated closed position.
  • the activation valve devices 31, 32 have two connections arranged at the bottom in FIG. 1 and two connections arranged at the top in FIG.
  • the two fluidic lines 8, 9 are connected to the two lower connections of the activation valve devices 31, 32.
  • the two upper connections of the activation valve device 31 are connected to a first pressure connection 41 and to a second pressure connection 42 of a hydraulic cylinder 44.
  • the two upper ports of the activation valve device 32 are connected to a first pressure port 45 and to a second pressure port 46 of a hydraulic swing motor 50.
  • the two activation devices 31, 32 can also be combined, for example in an x / y-way valve.
  • the hydraulic swing motor 50 is rotatably connected to a guide rail 52 through which a piston rod 54 extends therethrough.
  • the piston rod 54 is based on a piston which is guided to be moved back and forth in the hydraulic cylinder 44 designed as a differential surface cylinder.
  • the piston rod 54 is rotatably connected via the guide rail 52 with the pivot motor 50.
  • the piston rod 54 can be locked in different switching positions.
  • a shift finger 58 is formed at the free, in Figure 1 right end of the piston rod 54.
  • the shift finger 58 can be advantageously controlled in four directions of movement. Via the first gear actuator 4, the shift finger 58 can be moved forwards or backwards, that is to say to the right or to the left in FIG. 1, in order to select a desired shift gate. About the second gear actuator 5 with the pivot motor 50, the shift finger 58 can be rotated in one or the other direction to engage or interpret a desired gear.
  • the axial movements of the piston rod 54 are performed by the piston in the hydraulic cylinder 44.
  • the effective direction of the hydraulic cylinder 44 is determined by the direction of rotation of the fluid machine 12, which is preferably designed as a displacement machine.
  • the activation valve device 31 To generate an axial movement of the piston rod 54, the activation valve device 31 must be actuated, that is, be moved from its illustrated closed position to its open position. In this case, volume demand differences are compensated via the intake valve device 14 and the overflow valve device 17.
  • the piston rod 54 is guided by means of the guide rail 52 through the pivot motor 50 therethrough.
  • a suitable geometry such as a toothed shaft or splined shaft geometry, it is possible for the pivoting motor 50 to generate a torque for initiating a desired rotational movement in a position-independent manner from the piston rod 54 via the guide rail 52 in both directions of rotation.
  • the pivoting movement of the shift finger 58 is initiated by switching the activation valve device 32 from the illustrated closed position to its open position.
  • the locking device 55 can be advantageously used to hold the piston rod 54 in the rotational movement in its previously selected axial position.
  • Swivel motor 50 is directly related to the selected direction of rotation of the fluid machine 12.
  • the hydraulic swing motor 50 is designed, for example, as a swing-wing motor.
  • FIG. 2 shows a fluid arrangement 61 which is similar to the fluid arrangement 1 from FIG. To denote the same parts, the same reference numerals are used. To avoid repetition, reference is made to the preceding description of FIG. In the following, mainly the differences between the two fluid arrangements 1 and 61 will be discussed.
  • the essential difference between the two fluid arrangements 1 and 61 is that the functions of selecting and switching in the fluid arrangement 61 shown in FIG. 2 can be mechanically separated from one another. In the case of the fluid arrangement 61, both the function shift and the function select via hydraulic cylinder are realized.
  • a first gear actuator 64 comprises a similar hydraulic cylinder as in FIG. 1 with a piston which serves to represent the function of selecting.
  • a second gear actuator 65 includes a similar hydraulic cylinder 74 having a piston from which a piston rod 75 extends.
  • the piston rod 75 is coupled to a suitable mechanism 78, which makes it possible to convert an axial movement of the piston rod 75 into a pivoting movement for the shifting of the gears.
  • the two upper ports of the activation valve device 32 are connected to two pressure ports 71, 72 of the hydraulic cylinder 74.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fluidanordnung zum fluidischen Betätigen eines Getriebes, das mehrere Gänge umfasst, die mit Hilfe der Fluidanordnung gewählt und geschaltet werden können, mit einem ersten Getriebeaktor zum Darstellung der Wählfunktion und mit einem zweiten Getriebeaktor zum Darstellen der Schaltfunktion, und mit einer fluidischen Energiequelle. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die fluidische Energiequelle eine Fluidmaschine mit entgegengesetzten Fluidstromrichtungen umfasst, die über eine Ventillogik fluidisch so mit den Getriebeaktoren verschaltet ist, dass sowohl die Wählfunktion als auch die Schaltfunktion mit der einen Fluidmaschine darstellbar sind.

Description

Fluidanordnung
Die Erfindung betrifft eine Fluidanordnung zum fluidischen Betätigen eines Getriebes, das mehrere Gänge umfasst, die mit Hilfe der Fluidanordnung gewählt und geschaltet werden können, mit einem ersten Getriebeaktor zum Darstellen der Wählfunktion und mit einem zweiten Getriebeaktor zum Darstellen der Schaltfunktion, und mit einer fluidischen Energiequelle.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 009 653 A1 ist eine Hydraulikanordnung zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeugs bekannt, die umfasst: Eine hydraulische Energiequelle zur Versorgung der Hydraulikanordnung mittels eines Hydraulikmediums mit hydraulischer Energie; einen Druckspeicher zur Speicherung der hydraulischen Energie; eine Kupplungskühlung zur Kühlung von Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes mittels des Hydraulikmediums; Kupplungsaktoren zum Betätigen einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung, wobei die hydraulische Energiequelle eine zweiflutige Elekt- ropumpe umfasst. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 047 801 A1 ist ein Hyd- rostataktor mit einem Geberzylinder enthaltend ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse axial verlagerbaren, eine mit Druckmittel befüllte Druckkammer mit Druck beaufschlagenden Kolben, mit einem einen Drehantrieb in eine Axialbewegung wandelnden Planetenwälzgetriebe mit einer Hülse bekannt, wobei das Planetenwälzgetriebe durch einen Elektromotor angetrieben ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Betätigen eines Getriebes, das mehrere Gänge umfasst, die mit Hilfe einer Fluidanordnung gewählt und geschaltet werden können, zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist bei einer Fluidanordnung zum fluidischen Betätigen eines Getriebes, das mehrere Gänge umfasst, die mit Hilfe der Fluidanordnung gewählt und geschaltet werden können, mit einem ersten Getriebeaktor zum Darstellen der Wählfunktion und mit einem zweiten Getriebeaktor zum Darstellen der Schaltfunktion, und mit einer fluidischen Energiequelle, dadurch gelöst, dass die fluidische Energiequelle eine Fluidmaschine mit entgegengesetzten Fluidstromrichtungen umfasst, die über eine Ventillogik fluidisch so mit den Getriebeaktoren verschaltet ist, dass sowohl die Wählfunktion als auch die Schaltfunktion mit der einen Fluidmaschine darstellbar sind. Bei der Fluidanordnung handelt es sich vorzugsweise um eine Hydraulikanordnung, die mit einem Hydraulikmedium, wie Hydrauliköl, betrieben wird. Bei den Getriebeaktoren handelt es sich zum Beispiel um hydraulische Differenzflächenzylinder. Beim Wählen eines der Gänge des Getriebes wird zum Beispiel eine gewünschte Schaltgasse eines einzulegenden beziehungsweise auszulegenden Gangs gewählt. Beim Schalten wird der Gang in der zuvor gewählten Schaltgasse eingelegt beziehungsweise ausgelegt. Je nach Gang werden unterschiedliche Getriebeübersetzungsstufen aktiviert beziehungsweise deaktiviert. Die erfindungsgemäße Fluidanordnung umfasst nur eine einzige Fluidmaschine, die zum Beispiel durch einen Elektromotor antreibbar ist. Die zugehörige Ventillogik kann vorteilhaft relativ einfach gestaltet werden. Die Fluidmaschine ist vorteilhaft als Verdrängermaschine, zum Beispiel als Flügelzellenmaschine, Zahnradmaschine oder Kolbenmaschine, ausgeführt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidmaschine so ausgeführt ist, dass sie in entgegengesetzten Förderrichtungen gegen einen Lastdruck einen Förderstrom aufbauen kann. Die Fluidmaschine kann als Pumpe oder als Motor betrieben werden. Der Betrieb in entgegensetzten Förderrichtungen wird auch als Reversierbetrieb bezeichnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventillogik Nachsaugventile und Überströmventile umfasst. Die Ventillogik umfasst vorteilhaft nur zwei Nachsaugventile und zwei Überströmventile, die einem Fluidbehälter zugeordnet sind. Die Nachsaugventile dienen zusammen mit dem Fluidbehälter zur Darstellung einer Nachsaugfunktion. Die Überströmventile dienen in Kombination mit dem Fluidbehälter zur Darstellung einer Überströmfunktion.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Getriebeaktoren über fluidische Strecken in unterschiedlichen Betätigungsrichtungen betätigbar sind. Eine erste fluidische Strecke umfasst zum Beispiel eine erste Fluidleitung, die an einen ersten Fluidanschluss der Fluidmaschine angeschlossen ist. Eine zweite fluidische Strecke umfasst zum Beispiel eine zweite Fluidleitung, die an einen zweiten Fluidanschluss der Fluidmaschine angeschlossen ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass den beiden fluidischen Strecken mindestens eine Aktivierungsventileinrichtung, insbesondere jeweils eine Aktivierungsventileinrichtung, zugeordnet ist. Die Aktivierungsventileinrichtung ist zum Beispiel als 4/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließ- stellung ausgeführt. Durch die Aktivierungsventileinrichtung wird der Zulauf und Ablauf von Hydraulikmedium zu beziehungsweise von dem jeweiligen Getriebeaktor ermöglicht. Da die Teilfunktionen Wählen und Schalten in der Regel sequentiell ablaufen, können zwei Aktivierungsventileinrichtungen zusammengefasst werden. Als Aktivierungseinrichtung kann zum Beispiel ein x/y-Wegeventil verwendet werden, mit dem die Schaltstellungen "Wählen und dabei Schalten sperren", "Schalten und dabei Wählen sperren" und "Wählen und Schalten sperren" realisiert werden können.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Getriebeaktoren einen Hydraulikzylinder, insbesondere einen Differenzflächenzylinder, umfasst. Bei dem Differenzflächenzylinder handelt es sich um einen Fluidzylinder, in welchem ein Kolben hin und her bewegbar aufgenommen ist, der wiederum an unterschiedlich großen Flächen mit Fluiddruck beaufschlagbar ist. Je nach Ausführung der Fluidanordnung können auch beide Getriebeaktoren einen Hydraulikzylinder, wie einen Differenzflächenzylinder, umfassen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Getriebeaktor über eine axial verschiebbare, aber drehfeste Verbindung mit dem zweiten Getriebeaktor gekoppelt ist, um die Wählfunktion und die Schaltfunktion darzustellen. Zur Darstellung der axial verschiebbaren, aber drehfesten Verbindung dienen vorteilhaft ein Hydraulikzylinder, insbesondere ein Differenzflächenzylinder, und ein Schwenkmotor. Die Funktionen Wählen und Schalten können auch mechanisch voreinander getrennt sein. Wenn beide Getriebeaktoren einen Differenzflächenzylinder umfassen, dann kann zum Beispiel mit Hilfe des einen Getriebeaktors eine translatorische Bewegung erzeugt werden. Mit Hilfe des anderen Getriebeaktors kann vorteilhaft eine Schwenkbewegung dargestellt werden. Zu diesem Zweck ist der Differenzflächenzylinder des anderen Getriebeaktors vorteilhaft mit einer Mechanik gekoppelt, die eine translatorische Bewegung eines Kolbens des Differenzflächenzylinders in eine Schwenkbewegung umwandelt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass einer der Getriebeaktoren einen fluidisch angetriebenen Schwenkmotor umfasst. Der fluidisch angetriebene Schwenkmotor dient vorteilhaft zur Darstellung der Funktion Schalten. Die Funktion Wählen kann vorteilhaft mit Hilfe des Differenzflächenzylinders dargestellt werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass beide Getriebeaktoren mit einem gemeinsamen Schaltfinger gekoppelt sind. Der Schaltfinger ist zum Beispiel in einer Führungsschiene geführt, die mit Hilfe des Schwenkmotors schwenkbar ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass den beiden fluidischen Strecken jeweils ein Drucksensor und/oder den beiden Getriebeaktoren eine Positionserfassung zugeordnet ist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise der Druck in den fluidischen Strecken und/oder die Position der Aktoren erfasst werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden fluidischen Strecken durch eine Nachsaugventileinrichtung und eine Überströmventileinrichtung mit einem Fluidbehälter verbunden sind. Die Nachsaugventileinrichtung und die Überströmventileinrichtung umfassen vorzugsweise jeweils zwei Ventile und dienen zur Darstellung einer Nachsaugfunktion und einer Überströmfunktion. Die Ventile können als aktive oder passive Ventile in Sitzventilbauweise oder in Schieberventilbauweise ausgeführt sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nachsaugventileinrichtung/Überströmventileinrichtung zwei Nachsaugventi- le/Überströmventile umfasst, die vom Fluidbehälter weg/zum Fluidbehälter hin öffnen. In den entgegengesetzten Richtungen schließen die Ventile.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Fluidanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidmaschine elektromotorisch angetrieben und/oder als Fluidmotor und/oder Fluidpumpe ausgeführt ist. Die Fluidmaschine ist vorzugsweise als 4-Quadranten-fähige Hydraulikmaschine, insbesondere Reversierpumpe beziehungsweise Reversiermotor, ausgeführt. Die Fluidmaschine ist vorzugsweise durch eine elektrische Antriebsmaschine, zum Beispiel einen Elektromotor, angetrieben. Die elektrische Antriebsmaschine ist vorteilhaft reversierbar, das heißt in entgegengesetzten Drehrichtungen betreibbar, und ermöglicht gegebenenfalls auch einen Generatorbetrieb. Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betätigen eines Getriebes mit Hilfe einer vorab beschriebenen Fluidanordnung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 einen Fluidschaltplan einer Fluidanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
Figur 2 eine ähnliche Fluidanordnung wie in Figur 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
In Figur 1 ist eine Fluidanordnung 1 mit einem ersten Getriebeaktor 4 und einem zweiten Getriebeaktor 5 dargestellt. Die erste Getriebeaktor 4 dient zur Darstellung einer Wählfunktion und ist einer ersten fluidischen Strecke 8 zugeordnet. Der zweite Getriebeaktor 5 dient zur Darstellung einer Schaltfunktion und ist einer zweiten fluidischen Strecke 9 zugeordnet. Die Fluidanordnung 1 wird vorzugsweise mit einem Hydraulikmedium, wie Hydrauliköl, betrieben und daher auch als Hydraulikanordnung 1 bezeichnet. Analog werden die fluidischen Strecken 8, 9 als hydraulische Strecken bezeichnet.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Fluidanordnung 1 nur eine einzige fluidische Energiequelle 10 in Form einer Fluidmaschine 12. Die Fluidmaschine 12 wird auch als Hydraulikmaschine bezeichnet und ist durch einen Elektromotor 14 angetrieben. Die erste hydraulische Strecke 8 umfasst eine Hydraulikleitung, welche den ersten Getriebeaktor 4 mit einem ersten Anschluss der Fluidmaschine beziehungsweise Hydraulikmaschine 12 verbindet. Die zweite hydraulische Strecke 9 umfasst eine zweite Hydraulikleitung, welche den zweiten Getriebeaktor 5 mit einem zweiten Anschluss der Hydraulikmaschine beziehungsweise Fluidmaschine 12 verbindet.
Die Fluidanordnung 1 umfasst eine relativ einfache Ventillogik 15 mit einer Nachsaugventilein- richtung 16 und einer Überströmventileinrichtung 17. Die Nachsaugventileinrichtung 16 und die Überströmventileinrichtung 17 sind mit einem Fluidbehälter 20 kombiniert, der zum Bei- spiel ein Hydraulikmedium, wie Hydrauliköl, enthält. Daher wird der Fluidbehalter 20 auch als Hydraulikbehälter bezeichnet.
Die beiden hydraulischen Strecken 8, 9 sind durch eine Nachsaugleitung 21 und eine parallel dazu angeordnete Überströmleitung 22 fluidisch miteinander verbunden. Der Fluidbehälter 20 ist sowohl an die Nachsaugleitung 21 als auch an die Überströmleitung 22 angeschlossen.
In der Nachsaugleitung 21 sind zwei Nachsaugventile 24, 25 angeordnet. Die Nachsaugventi- le 24, 25 sind vereinfacht als Rückschlagventile dargestellt, die zum Fluidbehälter 20 hin schließen. Vom Fluidbehälter 20 öffnen die Nachsaugventile 24, 25 druckabhängig.
In der Überströmleitung 22 sind zwei Überströmventile 26, 27 angeordnet. Die Überströmventile 26, 27 sind vereinfacht als Rückschlagventile dargestellt. Die Überströmventile 26, 27 öffnen zum Fluidbehälter 20 hin. Vom Fluidbehälter weg schließen die Überströmventile 26, 27.
Die Ventillogik 15 mit der Nachsaugventileinrichtung 16 und der Überströmventileinrichtung 17 ist zwei Aktivierungsventileinrichtungen 31 , 32 vorgeschaltet. Die Aktivierungsventileinrichtung 31 ist in der ersten fluidischen Strecke 8 zwischen die Ventillogik 15 und den ersten Getriebeaktor 4 geschaltet. Analog ist die zweite Aktivierungsventileinrichtung 32 in der zweiten fluidischen Strecke 9 zwischen die Ventillogik 15 und den zweiten Getriebeaktor 5 geschaltet.
Die Fluidmaschine 12 ist als Reversierpumpe ausgeführt, mit der besonders vorteilhaft beide Getriebeaktoren 4, 5 betätigbar sind. Die Reversierpumpe kann in beiden Drehrichtungen uneingeschränkt gegen einen Lastdruck einen Förderstrom aufbauen. Im Betrieb der Fluidmaschine 12 ermöglichen die Nachsaugventile 24, 25 und die Überströmventile 26, 27 auf einfache Art und Weise eine ausgeglichene Volumenstrombilanz.
Mit der erfindungsgemäßen Fluidanordnung 1 wird eine Aktoreinrichtung realisiert, die zwei Getriebeaktoren 4, 5 umfasst und die mit Hilfe eines einzigen Elektromotors 14 über die Fluidmaschine 12 angetrieben wird. Die erfindungsgemäße Aktoreinrichtung wird daher auch als 1 -Motor-Aktoreinrichtung bezeichnet. Die Fluidmaschine 12 stellt über die beiden Getriebeaktoren 4, 5 die richtungsreversiblen Teilfunktionen Wählen und Schalten dar. Die sequenziellen Abläufe beim Wählen und Schalten ermöglichen die gemeinsame Nutzung einer einzigen hydraulischen Energiequelle 10, zum Beispiel in Form einer so genannten Re- versierpumpeneinrichtung. Dadurch können auf einfache Art und Weise vier und mehr Gänge eines einfachen Getriebes gewählt und geschaltet werden. Die erfindungsgemäße Fluid- anordnung 1 eignet sich aber auch zum Wählen und Schalten von acht und mehr Gängen in einem Doppelkupplungsgetriebe.
Die Aktivierungsventileinrichtungen 31 , 32 sind als 4/2-Wegeventile mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt. Dabei sind die elektromagnetisch betätigbaren Aktivierungsventileinrichtungen 31 , 32 durch eine symbolisch angedeutete Feder in ihre dargestellte Schließstellung vorgespannt. Funktionsbedingt weisen die Aktivierungsventileinrichtungen 31 , 32 zwei in Figur 1 unten und zwei in Figur 1 oben angeordnete Anschlüsse auf. An die beiden unten liegenden Anschlüsse der Aktivierungsventileinrichtungen 31 , 32 sind jeweils die beiden fluidischen Strecken 8, 9 angeschlossen.
Die beiden oberen Anschlüsse der Aktivierungsventileinrichtung 31 sind an einen ersten Druckanschluss 41 und an einen zweiten Druckanschluss 42 eines Hydraulikzylinders 44 angeschlossen. Die beiden oberen Anschlüsse der Aktivierungsventileinrichtung 32 sind an einen ersten Druckanschluss 45 und an einen zweiten Druckanschluss 46 eines hydraulischen Schwenkmotors 50 angeschlossen. Die beiden Aktivierungseinrichtungen 31 , 32 können auch zusammengefasst werden, zum Beispiel in einem x/y-Wegeventil.
Der hydraulische Schwenkmotor 50 ist drehfest mit einer Führungsschiene 52 verbunden, durch die sich eine Kolbenstange 54 hindurch erstreckt. Die Kolbenstange 54 geht von einem Kolben aus, der in dem als Differenzflächenzylinder ausgeführten Hydraulikzylinder 44 hin und her bewegbar geführt ist. Die Kolbenstange 54 ist über die Führungsschiene 52 drehfest mit dem Schwenkmotor 50 verbunden.
Mit Hilfe einer optionalen Arretierungseinrichtung 55 kann die Kolbenstange 54 in verschiedenen Schaltstellungen arretiert werden. An dem freien, in Figur 1 rechten Ende der Kolbenstange 54 ist ein Schaltfinger 58 ausgebildet. Der Schaltfinger 58 kann vorteilhaft in vier Bewegungsrichtungen angesteuert werden. Über den ersten Getriebeaktor 4 kann der Schaltfinger 58 vor oder zurück, das heißt in Figur 1 nach rechts oder nach links, bewegt werden, um eine gewünschte Schaltgasse zu wählen. Über den zweiten Getriebeaktor 5 mit dem Schwenkmotor 50 kann der Schaltfinger 58 in die eine oder in die andere Richtung verdreht werden, um einen gewünschten Gang einzulegen beziehungsweise auszulegen.
Die axialen Bewegungen der Kolbenstange 54 werden durch den Kolben in dem Hydraulikzylinder 44 ausgeführt. Dabei wird die Wirkrichtung des Hydraulikzylinders 44 über die Drehrichtung der Fluidmaschine 12 bestimmt, die vorzugsweise als Verdrängermaschine ausgeführt ist. Zum Erzeugen einer axialen Bewegung der Kolbenstange 54 muss die Aktivierungsventileinrichtung 31 betätigt werden, das heißt, aus ihrer dargestellten Schließstellung in ihre Öffnungsstellung bewegt werden. Dabei werden Volumenbedarfunterschiede über die Nach- saugventileinrichtung 14 und die Überströmventileinrichtung 17 ausgeglichen.
Die Kolbenstange 54 ist mit Hilfe der Führungsschiene 52 durch den Schwenkmotor 50 hindurch geführt. Über eine geeignete Geometrie, wie eine Zahnwellen- oder Keilwellengeometrie, ist es möglich, dass der Schwenkmotor 50 positionsunabhängig von der Kolbenstange 54 über die Führungsschiene 52 in beiden Drehrichtungen ein Drehmoment zur Einleitung einer gewünschten Drehbewegung erzeugen kann.
Die Schwenkbewegung des Schaltfingers 58 wird durch Umschalten der Aktivierungsventileinrichtung 32 aus der dargestellten Schließstellung in ihre Öffnungsstellung eingeleitet. Die Arretiereinrichtung 55 kann vorteilhaft verwendet werden, um die Kolbenstange 54 bei der Drehbewegung in ihrer zuvor gewählten axialen Position zu halten. Die Drehrichtung des
Schwenkmotors 50 steht in einem direkten Zusammenhang mit der gewählten Drehrichtung der Fluidmaschine 12. Der hydraulische Schwenkmotor 50 ist zum Beispiel als Schwenkflügelmotor ausgeführt.
In Figur 2 ist eine Fluidanordnung 61 dargestellt, die der Fluidanordnung 1 aus Figur 1 ähnelt. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der Figur 1 verwiesen. Im Folgenden wird hauptsächlich auf die Unterschiede zwischen den beiden Fluidanordnun- gen 1 und 61 eingegangen. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Fluidanordnungen 1 und 61 besteht darin, dass die Funktionen Wählen und Schalten bei der in Figur 2 dargestellten Fluidanordnung 61 mechanisch voneinander getrennt sein können. Bei der Fluidanordnung 61 werden sowohl die Funktion Schalten als auch die Funktion Wählen über Hydraulikzylinder realisiert.
Ein erster Getriebeaktor 64 umfasst einen ähnlichen Hydraulikzylinder wie in Figur 1 mit einem Kolben, der zur Darstellung der Funktion Wählen dient. Ein zweiter Getriebeaktor 65 umfasst einen ähnlichen Hydraulikzylinder 74 mit einem Kolben, von dem eine Kolbenstange 75 ausgeht. Die Kolbenstange 75 ist mit einer geeigneten Mechanik 78 gekoppelt, die es ermöglicht, eine axiale Bewegung der Kolbenstange 75 in eine Schwenkbewegung für das Schalten der Gänge umzuwandeln. Die beiden oberen Anschlüsse der Aktivierungsventileinrichtung 32 sind an zwei Druckanschlüsse 71 , 72 des Hydraulikzylinders 74 angeschlossen.
Bezuqszeichenliste
Fluidanordnung
erster Getriebeaktor
zweiter Getriebeaktor
erste fluidische Strecke
zweite fluidische Strecke
fluidische Energiequelle
Fluidmaschine
Elektromotor
Ventillogik
Nachsaugventileinrichtung
Überströmventileinrichtung
Fluidbehälter
Nachsaugleitung
Überströmleitung
Nachsaugventil
Nachsaugventil
Überströmventil
Überströmventil
Aktivierungsventileinrichtung
Aktivierungsventileinrichtung
erster Druckanschluss
zweiter Druckanschluss
Hydraulikzylinder
erster Druckanschluss
zweiter Druckanschluss
Schwenkmotor
Führungsschiene
Kolbenstange
Arretierungseinrichtung
Schaltfinger
Fluidanordnung erster Getriebeaktor zweiter Getriebeaktor erster Druckanschluss zweiter Druckanschluss Hydraulikzylinder Kolbenstange
Mechanik

Claims

Patentansprüche
1 . Fluidanordnung (1 ) zum fluidischen Betätigen eines Getriebes, das mehrere Gänge umfasst, die mit Hilfe der Fluidanordnung (1 ) gewählt und geschaltet werden können, mit einem ersten Getriebeaktor (4;64) zum Darstellung der Wählfunktion und mit einem zweiten Getriebeaktor (5;65) zum Darstellen der Schaltfunktion, und mit einer fluidischen Energiequelle (10), dadurch gekennzeichnet, dass die fluidische Energiequelle (10) eine Fluidmaschine (12) mit entgegengesetzten Fluidstromrichtungen umfasst, die über eine Ventillogik (15) fluidisch so mit den Getriebeaktoren (4,5;64,65) verschaltet ist, dass sowohl die Wählfunktion als auch die Schaltfunktion mit der einen Fluidmaschine (12) darstellbar sind.
2. Fluidanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidmaschine (12) so ausgeführt ist, dass sie in entgegengesetzten Förderrichtungen gegen einen Lastdruck einen Förderstrom aufbauen kann.
3. Fluidanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventillogik (15) Nachsaugventile (24,25) und Überströmventile (26,27) umfasst.
4. Fluidanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Getriebeaktoren (4,5) über fluidische Strecken (8,9) in unterschiedlichen Betätigungsrichtungen betätigbar sind.
5. Fluidanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden fluidischen Strecken (8,9) mindestens eine Aktivierungsventileinrichtung (31 ,32) zugeordnet ist.
6. Fluidanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Getriebeaktoren (4,5) einen Hydraulikzylinder, insbesondere einen Differenzflächenzylinder (44,74), umfasst.
7. Fluidanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Getriebeaktor (4) über eine axial verschiebbare, aber drehfeste Verbindung mit dem zweiten Getriebeaktor (5) gekoppelt ist, um die Wählfunktion und die Schaltfunktion darzustellen.
8. Fluidanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Getriebeaktoren (5) einen fluidisch angetriebenen Schwenkmotor (50) umfasst.
9. Fluidanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Getriebeaktoren (4,5) mit einem gemeinsamen Schaltfinger (78) gekoppelt sind.
10. Fluidanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden fluidischen Strecken (8,9) durch eine Nachsaugventileinrichtung (16) und eine Überströmventileinrichtung (17) mit einem Fluidbehälter (20) verbunden sind.
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