DE102016216632A1

DE102016216632A1 - Kupplungsaktuator sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016216632A1
Application number: DE102016216632.8A
Authority: DE
Inventors: Jörg Buhl
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2018-03-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungsaktuator mit einer Antriebseinheit, einem Aktuatorgetriebe und einem Geberzylinder als hydraulischem Betätigungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Geberzylinders zumindest teilweise gekrümmt ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kupplungsaktuator mit einer Antriebseinheit, einem Aktuatorgetriebe und einem Geberzylinder.
Derartige Kupplungsaktuatoren werden auch als elektrohydraulische Kupplungsaktuatoren bezeichnet. Die Antriebseinheit ist elektrisch, das Aktuatorgetriebe mechanisch und ein Teil der folgenden Wegstrecke hydraulisch. Dabei wird der Geberzylinder über die Antriebseinheit, üblicherweise als Elektromotor ausgebildet, angetrieben, wobei die hydraulische Wegstrecke in einem Nehmerzylinder endet, der bei der zu betätigenden Kupplung angeordnet ist. Das Aktuatorgetriebe dient dabei dazu, die Drehbewegung des Elektromotors in eine Axialbewegung umzusetzen.
Aus der DE 10 2014 223 479 B3 ist ein derartiger Kupplungsaktuator bekannt. Diese Kupplungsaktuatoren weisen den Nachteil auf, dass sie aufwendig im Aufbau sind.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrohydraulischen Kupplungsaktuator anzugeben, der einfacher aufgebaut ist.
Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse des Geberzylinders zumindest teilweise gekrümmt ist.
Der Geberzylinder ist ein hydraulisches Bauteil, das zumindest ein Gehäuse, einen Kolben und eine Kolbenstange umfasst. Weiterhin ist eine Möglichkeit zum Verbinden mit dem Nehmerzylinder vorhanden, beispielsweise in dem eine Öffnung vorgesehen ist, durch die das Fluid im Geberzylinder gepresst werden kann.
Dabei wird der Aufbau des Kupplungsaktuators dadurch vereinfacht, dass der Geberzylinder als Teil des Getriebes fungiert. Es ist also nicht mehr notwendig, dass das Aktuatorgetriebe die Drehbewegung der Antriebseinheit mehr oder weniger vollständig in eine Axialbewegung umsetzt. Vielmehr muss das Aktuatorgetriebe die Drehbewegung der Antriebseinheit nur noch teilweise oder überhaupt nicht mehr in eine Axialbewegung umsetzen. Im einfachsten Fall übersetzt das Aktuatorgetriebe die Drehbewegung nur noch in eine andere Drehbewegung.
Vorteilhafterweise kann das Gehäuse des Geberzylinders wenigstens auf der Seite des Aktuatorgetriebes gekrümmt sein. Das Gehäuse des Geberzylinders ist zumindest auf der Wegstrecke zu krümmen, auf der der Kolben den Geberzylinder durchfährt. Dies ist nicht für das gesamte Gehäuse des Geberzylinders der Fall. Daher kann der Geberzylinder bzw. sein Gehäuse auch teilweise nicht gekrümmt oder gerade ausgeführt sein.
Vorzugsweise kann der Kolben des Geberzylinders gekrümmt sein. Dabei entspricht die Krümmung des Kolbens bevorzugt der Krümmung des Gehäuses. Durch die Krümmung des Kolbens ist eine längliche Erstreckung des Kolbens in axialer Richtung möglich. Ist die Länge des Kolbens im Vergleich zur Krümmung dagegen kurz ist eine Krümmung des Kolbens nicht notwendig.
Bevorzugt kann die Kolbenstange des Geberzylinders wenigstens teilweise gekrümmt sein. Bevorzugt ist die Krümmung der Kolbenstange genau in axialer Richtung identisch zur Krümmung des Gehäuses des Geberzylinders ausgebildet.
Vorzugsweise kann die Krümmung kreissegmentförmig ausgebildet sein. Dementsprechend ist das Gehäuse des Geberzylinders ringsegmentförmig ausgebildet, ebenso wie die Kolbenstange und der Kolben. Mit anderen Worten ist die Krümmung dabei konstant. Dies erlaubt Drehbewegungen über größere Wegstrecken.
Vorteilhafterweise kann die Kolbenstange des Geberzylinders so angeordnet sein, dass sie eine Drehbewegung eines Bauteils des Aktuatorgetriebes übernimmt. Insbesondere kann die Kolbenstange mit einem Zahnradsegment des Aktuatorgetriebes verbunden sein. Das Zahnradsegment ist dabei ein Bauteil des Aktuatorgetriebes, das üblicherweise direkt vom Elektromotor als Antriebseinheit angetrieben wird. Hierzu sind der Elektromotor und das Zahnradsegment bspw. über ein Stirnradgetriebe verbunden. Bei dieser Ausgestaltung besteht das Aktuatorgetriebe je nach Sichtweise entweder nur aus dem Zahnradsegment oder aus dem Zahnradsegment und dem Geberzylinder. Das Aktuatorgetriebe übersetzt bei dieser Ausgestaltung nur noch eine Drehbewegung, sie wandelt die Drehbewegung aber nicht einmal mehr teilweise in eine Axialbewegung um. Dadurch ergibt sich ein extrem einfacher Aufbau des Kupplungsaktuators. Dieser hebt sich dadurch von anderen Kupplungsaktuatoren ab, dass in ihm keine Wandlung der Drehbewegung in eine Axialbewegung mehr stattfindet.
Bevorzugt kann das Gehäuse des Geberzylinders am oder im Gehäuse des Kupplungsaktuators ausgebildet sein. Zumindest ist das Gehäuse des Geberzylinders fest mit Gehäuse des Kupplungsaktuators verbunden. Dadurch kann wiederum Bauraum eingespart werden, da Verbindungsteile zwischen dem Kupplungsaktuator und dem Geberzylinder eingespart werden.
Vorteilhafterweise kann am Kolben des Geberzylinders eine Nut ausgebildet sein. Diese ist vorteilhafterweise auf der radial äußeren Seite und/oder auf der kolbenstangenabgewandten Seite des Kolbens angeordnet.
Vorteilhafterweise kann der Kupplungsaktuator einen Verschleißausgleichmechanismus aufweisen. Der Verschleißausgleichmechanismus ist bevorzugt auf den Geberzylinder folgend angeordnet, da zwischen der Antriebseinheit, die wie beschrieben vorteilhafterweise als Elektromotor ausgebildet ist, und dem Zahnradsegment als Teil des Aktuatorgetriebes wie auch zwischen dem Zahnradsegment und dem Geberzylinder die Anordnung des Verschleißausgleiches nachteilig wäre.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Kupplungsaktuator. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass der Kupplungsaktuator wie beschrieben ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
1 ein Kraftfahrzeug,
2 eine Teilansicht eines Kupplungsaktuators, und
3 eine Teilansicht eines Geberzylinders.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Antriebseinrichtung 2, einer Kupplung 3, einem Kupplungsaktuator 4 und einem Getriebe 5.
Das Getriebe 5 weist üblicherweise auch einen Getriebeaktuator auf. Dieser ist nicht dargestellt.
Das Kraftfahrzeug besitzt bei dieser Ausgestaltung ein automatisiertes Schaltgetriebe. Es ist aber auch möglich, dass der im Folgenden beschriebene Kupplungsaktuator 4 zweimal vorhanden ist und dass das Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe sowie die Kupplung als Doppelkupplung ausgebildet ist. Weiterhin ist es möglich, dass trotz nur einem einzigen Kupplungsaktuator 4 die Kupplung 3 als Doppelkupplung ausgebildet ist.
Grundsätzlich kann der Kupplungsaktuator 4 irgendwo im Kraftfahrzeug angeordnet sein, da der Kupplungsaktuator 4, wie im Folgenden noch beschrieben wird, als elektrohydraulischer Kupplungsaktuator ausgestaltet ist. Der Nehmerzylinder, über den die Kupplung 3 betätigt wird, befindet sich dabei bei der Kupplung 3. Der Kupplungsaktuator 4 selbst muss nicht direkt bei der Kupplung 3 angeordnet sein.
2 zeigt eine Teilansicht des elektrohydraulischen Kupplungsaktuators 4. Von der Antriebseinheit, die als Elektromotor ausgebildet ist, ist lediglich die Motorwelle 6 zu sehen. Diese ist über ein Stirnradgetriebe mit einem Zahnradsegment 7 verbunden. Ein Zahnradsegment ist dabei ein Kreissegment, das auf der Außenseite eine Verzahnung besitzt und an das üblicherweise weitere Bauteile des Aktuatorgetriebes 8 folgen. Das Zahnradsegment 7 dient damit der Übersetzung der Drehbewegung des Elektromotors in eine andere Drehbewegung. Hierfür ist das Zahnradsegment 7 am Lagerpunkt 9 gelagert. Bei dem dargestellten Kupplungsaktuator 4 erfolgt allerdings keine Übersetzung der Drehbewegung in eine Axialbewegung. Vielmehr ist der Geberzylinder 10 direkt mit dem Zahnradsegment 7 verbunden. Der Geberzylinder 10 umfasst dabei ein Gehäuse 12, einen Kolben 14 und eine Kolbenstange 16. Sowohl das Gehäuse 12 als auch der Kolben 14 und die Kolbenstange 16 sind dabei ringsegmentförmig ausgebildet. Auf der einen Seite des Gehäuses 12 befindet sich ein Auslass 18, durch dass das Hydraulikfluid aus dem Gehäuse 12 herausgedrückt und hineingeführt werden kann. Auf der Innenseite des Gehäuses 12 befindet sich auf der Eingangsseite Dichtungsringe 20. Diese sind üblicherweise in Geberzylindern vorhanden, aber nicht wesentlich für die Ausgestaltung des Geberzylinders in Ringsegmentform.
Dadurch dass der Geberzylinder 10 in Form der Kolbenstange 16, des Kolbens 14 und des Gehäuses 12 die Drehbewegung des Zahnradsegmentes, die durch den Elektromotor über die Motorwelle 6 hervorgerufen wird, direkt übernimmt, erfolgt im Aktuatorgetriebe 8 keine Übersetzung der Drehbewegung des Elektromotors mehr in eine Axialbewegung. Vielmehr findet lediglich eine Übersetzung der Drehbewegung in eine andere Drehbewegung statt. Dadurch kann, wie dargestellt, das Aktuatorgetriebe 8 extrem einfach aufgebaut werden.
Bevorzugt ist dabei weiterhin, dass das Gehäuse 12 als Teil des Gehäuses des Kupplungsaktuators 4 ausgestaltet ist. Dies reduziert weiter die Anzahl der Bauteile und vereinfacht auch die Montage des Kupplungsaktuators 4.
3 zeigt einen Teil des Geberzylinders 10 in perspektivischer Ansicht. Zu sehen sind der Kolben 14 sowie die Kolbenstange 16. Am kolbenabgewandten Ende der Kolbenstange 16 befindet sich ein Verbindungsabschnitt 22 zur Verbindung der Kolbenstange 16 mit dem Zahnradsegment 7. Am Kolben 14 befindet sich eine Nut 24. Diese ist auf der radial äußeren Seite, das heißt auf der längeren Seite des gekrümmten Kolbens 14 angeordnet. Weiterhin ist die Nut 24 kolbenstangenabgewandt.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Antriebseinrichtung
3: Kupplung
4: Kupplungsaktuator
5: Getriebe
6: Motorwelle
7: Zahnradsegment
8: Aktuatorgetriebe
9: Lagerpunkt
10: Geberzylinder
12: Gehäuse
14: Kolben
16: Kolbenstange
18: Auslass
20: Dichtungsring
22: Verbindungsabschnitt
24: Nut

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 102014223479 B3 [0003]

Claims

Kupplungsaktuator (4) mit einer Antriebseinheit, einem Aktuatorgetriebe (8) und einem Geberzylinder (10) als hydraulischem Betätigungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) des Geberzylinders (10) zumindest teilweise gekrümmt ist.
Kupplungsaktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) des Geberzylinders (10) wenigstens auf der Seite des Aktuatorgetriebes (8) gekrümmt ist.
Kupplungsaktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (14) des Geberzylinders (10) gekrümmt ist.
Kupplungsaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (16) des Geberzylinders (10) wenigstens teilweise gekrümmt ist.
Kupplungsaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung ringsegmentförmig ausgebildet ist.
Kupplungsaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (14) des Geberzylinders (10) so angeordnet ist, dass sie eine Drehbewegung eines Bauteils (7) des Aktuatorgetriebes (8) übernimmt.
Kupplungsaktuator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (14) mit einem Zahnradsegment (7) des Aktuatorgetriebes (8) verbunden ist.
Kupplungsaktuator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (14) mit dem Zahnradsegment (7) direkt verbunden ist.
Kupplungsaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) des Geberzylinders (10) am oder im Gehäuse des Kupplungsaktuators (4) ausgebildet ist.
Kupplungsaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kolben (14) des Geberzylinders (10) eines Nut (24) ausgebildet ist.
Kupplungsaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (24) auf der radial äußeren Seite und/oder auf der kolbenstangenabgewandten Seite des Kolbens (14) angeordnet ist.
Kupplungsaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaktuator (4) einen Verschleißausgleichsmechanismus aufweist.
Kupplungsaktuator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit als Elektromotor ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug mit einem Kupplungsaktuator, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsaktuator (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.