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PCT: Innovatives Hydraulikkonzept ermöglicht eine kostengünstige und energieeffiziente Getriebeautomatisierung

LSP Innovative Automotive Systems (LSP) präsentiert die Piston-Pressure-Control-Aktuatorik (PCT) für Doppelkupplungsschaltgetriebe. Die hydraulische Kupplungs- und Gangbetätigung arbeitet damit so präzise wie mit elektromagnetischen Stellern, sind aber erheblich preiswerter und energieeffizienter. Fahrzeuge mit Hybrid-Antrieb erhalten damit ein fehlersicheres und dynamisches Schaltgetriebe.

Unterföhring, März 2021 – Doppelkupplungsgetriebe – auch Double-Clutch Transmission oder Dual Clutch Transmission (DCT) genannt – ermöglichen einen vollautomatischen lastmomentunterbrechungsfreien Gangwechsel und werden zum Beispiel in leistungsstarken Fahrzeugen und Hybriden (HEV) eingesetzt. In herkömmlichen hydraulikgetriebenen Aktuatoren betätigen teure Schieberventile die Stellglieder. LSP entwickelte mit PCT eine kostengünstigere und energiesparendere Lösung, bei der ein Kolbenaktuator in Verbindung mit leckagefreien und preiswerten Kugelsitzventilen die hydraulischen Stellglieder betätigt. Bei dieser Technik lassen sich Getriebe einfach um hydraulische Stellglieder erweitern. Außerdem eignet sie sich für sequentielle und simultane Betätigung von mehreren hydraulischen Stellgliedern. Kupplungs- und Schaltvorgänge erfolgen mit PCT so präzise wie bei elektromagnetischen Stellern, jedoch deutlich preiswerter und energiesparender. Denn PCT benötigt nur bei Betätigung des Getriebes merklich Energie (Power on Demand). Diese innovative Lösung ermöglicht somit eine kostengünstige und energieeffiziente Automatisierung der Getriebe.

Umgesetzt in der Serienfertigung

PCT eignet sich dank seines einfachen Aufbaus und der preiswerten Standardkomponenten hervorragend für die Serienfertigung. Ein großer deutscher Automobilzulieferer beispielsweise nutzt diese innovative Aktuatorik für Doppelkupplungsgetriebe, die er in großer Stückzahl produziert. Man findet die innovative Technik auch in Fahrzeugen eines chinesischen Herstellers sowie bei einem renommierten japanischen Automobilhersteller. Sie haben die Vorteile dieser Technik erkannt und verschaffen sich mit PCT einen Technologievorsprung.

Patentierte Innovation made in Germany

Die Urheberrechte für die PCT-Technologie liegen bei LSP: PCT wurde zum Patent angemeldet und erhielt am 22. Februar 2021 zwei weitere Patenterteilungsbeschlüsse des Deutschen Patent- und Markenamts. Zudem basiert die zugrundeliegende Innovation auch auf dem Patent DE102006038446B4, wofür LSP ebenfalls die Nutzungsrechte innehat.

Synergieeffekte nutzen

LSP Innovative Automotive Systems gilt als Pionier im Bereich Bremsentechnik und entwickelt BLDC-Elektromotoren. Bei seiner Brake-by-Wire-Technologie wird eine Kolben-Zylinder-Einheit zur Druckregelung über einen bürstenlosen Motor angesteuert. LSP hat dieses Grundprinzip mit PCT bereits im Jahr 2006 auf die Getriebesteuerung übertragen. Bei beiden Technologien dient eine Kolben-Zylinder-Einheit zur Betätigung. Mit dem angetriebenen Kolben kann im Arbeitsraum ein Druck eingestellt werden. Der Druckaufbau erfolgt über die Kolben-Zylinder-Einheit, der Druckabbau entweder über die Kolben-Zylinder-Einheit oder über Magnetventile, also Kugelsitzventile oder Proportionalventile. Dieser technische Ansatz ist patentrechtlich geschützt. Die Vorteile der bedarfsgerechten Druckerzeugung mit geringem Energiebedarf, die hochpräzise dynamische Regelung sowie die hohe Fehlersicherheit sind für Brake-by-Wire wie für die Betätigung von Doppelkupplungen gleichermaßen relevant.

Weitere Einsatzgebiete für PCT

Eine fehlersichere Power-on-Demand-Hydraulik, die eine hochpräzise Kraft bzw. Drehmomentregelung ermöglicht, ist immer dann die Technik der Wahl, wenn dank PCT mehrere Stellaggregate bedient werden können. LSP sieht für die PCT-Technik deshalb in der Zukunft zahlreiche Anwendungen:

  • Lastmomentunterbrechungsfreie 2-Gang-Getriebe für Elektrofahrzeuge, die eine große Spreizung des Drehmomentbedarfs im Mobilitätsbetrieb erfordern, z.B. Lastfahrzeuge
  • Stellaggregat für Antriebsachsen mit Hybridantrieben, z.B. zur Betätigung von Getriebesperren, Kupplungen, elektrohydraulische Lenkungen etc.
  • Hubkolbenverbrennungsmotoren werden in der Zukunft mit neuen Kraftstoffen (Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe, etc.) betrieben und benötigen Gangschaltungen und Doppelkupplungsgetriebe. Hier können die Vorteile der PCT-Technik in Zukunftsentwicklungen einfließen.
  • Anwendung in der Industrie, wo mehrere hydraulische Stellaggregate simultan oder sequentiell betätigt werden müssen
  • Automatisch-manuelle Schaltungsgetriebe (als AMT: „Automated Manual Transmission“ bezeichnet) finden zunehmende Verbreitung in Schwellenländern
  • Doppelkupplungsschaltgetriebe für Off-Road- oder neuartige Fahrzeuge

Detaillierte Informationen zu PCT finden Sie hier:
https://www.lsp-ias.de/our-innovations/pct-hydraulische-getriebeaktuierung

sowie in einem zuletzt veröffentlichten ATZ-Artikel.

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