DE102019133100A1

DE102019133100A1 - Sliding swivel circuit with positively moving reset element and hybrid drive train

Info

Publication number: DE102019133100A1
Application number: DE102019133100.5A
Authority: DE
Inventors: Holger Lietzenmaier; Wolfgang Haas
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2020-07-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gleitschwenkschaltung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, um ein Antriebsaggregat in einer Drehmomentübertragungsstellung (22) mit einer Abtriebswelle (2) zu verbinden, mit einem Aktor (3), der an einem Betätigungsrad (4) angebunden ist, um dieses auf einer Ausgangsstellung (23) in die Drehmomentübertragungsstellung (22) so zu verbringen, dass ein Axialverlagerungsbauteil (5) dabei in Axialrichtung zwangsverlagert wird, wobei ein Rückstellelement (6) so eingebunden ist, dass bei Wegfall der vom Aktor (3) gestellten Verstellenergie ein Zwangsbewegen des Axialverlagerungsbauteils (5) erzwungen wird. Die Erfindung betrifft auch einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer solchen Gleitschwenkschaltung (1).The invention relates to a sliding pivot circuit (1) for a drive train of a motor vehicle, in order to connect a drive unit in a torque transmission position (22) to an output shaft (2), with an actuator (3) which is connected to an actuating wheel (4) to spend this in an initial position (23) into the torque transmission position (22) in such a way that an axial displacement component (5) is forcibly displaced in the axial direction, a reset element (6) being integrated in such a way that if the adjustment energy provided by the actuator (3) is lost a forced movement of the axial displacement component (5) is forced. The invention also relates to a hybrid drive train of a motor vehicle with such a sliding pivot circuit (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitschwenkschaltung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, um ein Antriebsaggregat, wie einen Elektromotor in einer Drehmomentübertragungsstellung mit einer Abtriebswelle zu verbinden, mit einem Aktor, der an einem Betätigungsrad angebunden ist, um dieses aus einer Ausgangsstellung, d. h. beispielsweise einer „normally open position“, bei der kein Drehmoment von dem Antriebsaggregat an die Abtriebswelle und vice versa übertragbar ist, in die Drehmomentübertragungsstellung so zu verbringen, dass ein Axialverlagerungsbauteil dabei in Axialrichtung zwangsverlagert wird, etwa unter Nutzens eines Schraubringes mit wenigstens einem Gewindestück, das in einem Gewindegang einer mit dem Betätigungsrad verbundenen Gewindehülse eingreift. Theoretisch kann die Schaltabfolge auch beginnend mit der Drehmomentübertragungsstellung beginnen.The invention relates to a sliding pivot circuit for a drive train of a motor vehicle to connect a drive unit, such as an electric motor in a torque transmission position to an output shaft, with an actuator, which is connected to an actuating wheel to move this from an initial position, i. H. for example a "normally open position" in which no torque can be transmitted from the drive unit to the output shaft and vice versa, in the torque transmission position in such a way that an axial displacement component is forcibly displaced in the axial direction, for example using a screw ring with at least one threaded piece, which engages in a thread of a threaded sleeve connected to the actuating wheel. In theory, the switching sequence can also begin with the torque transmission position.

Auf einem völlig anderen Gebiet der Technik gibt es bereits „normally open“ und „normally closed“ Schaltorgane, nämlich auf dem entfernten Kupplungstechnikgebiet. Dort gibt es also „normally open“ und „normally closed“ Kupplungen.In a completely different field of technology there are already "normally open" and "normally closed" switching devices, namely in the distant clutch technology field. So there are "normally open" and "normally closed" couplings.

Aus dem benachbarten Stand der Technik sind bereits Antriebseinrichtungen bekannt, so etwa aus der DE 10 2013 213 559 A1 . Dort ist eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug offenbart, welche einen Radantriebsstrang, mit einem ersten Elektromotor mit einem ersten Leistungsausgang, mit einem zweiten Elektromotor mit einem zweiten Leistungsausgang und eine Kupplungseinrichtung zur Koppelung wenigstens des ersten und/oder des zweiten Leistungsausganges mit dem Radantriebsstrang umfasst. Es ist dort als Besonders herausgestellt, dass die Koppelungseinrichtung so gestaltet ist, dass diese ein einstellbar positionierbares Stellorgan umfasst, nach dessen Maßgabe der Koppelungszustand der Koppelungseinrichtung festlegbar ist, wobei die Positionierung des Stellorgans durch gesteuerte Herbeiführung einer Relativdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Leistungsausgang der beiden Elektromotoren erfolgt.Drive devices are already known from the neighboring prior art, for example from DE 10 2013 213 559 A1 . There, a drive device for a motor vehicle is disclosed which comprises a wheel drive train with a first electric motor with a first power output, with a second electric motor with a second power output and a coupling device for coupling at least the first and / or the second power output with the wheel drive train. It is emphasized there as special that the coupling device is designed in such a way that it comprises an adjustable positioning actuator, according to which the coupling state of the coupling device can be determined, the positioning of the positioning device being controlled by bringing about a relative rotation between the first and the second power output both electric motors.

Stand der Technik ist dabei die Betätigung einer Gleitschwenkschaltung über ein Aktorritzel mit der Eigenschaft einer „normally stay“ Funktion. Das heißt, dass das Aktorsystem in jener Position verbleiben soll, in der es sich gerade befindet, selbst und gerade wenn es ausfällt. Diese Konzepte sind insbesondere für 6-Gang-Schaltgetrieben für Verbrennungskraftmaschinenantriebsstränge prädestiniert. Dabei bleibt der gewählte Gang eingelegt, so lange, bis ein neuer Schaltbefehl von einer Steuerungseinrichtung weitergeleitet wird.State of the art is the actuation of a sliding swivel circuit via an actuator pinion with the property of a “normally stay” function. This means that the actuator system should remain in the position in which it is currently located, even if it fails. These concepts are particularly predestined for 6-speed manual transmissions for internal combustion engine drive trains. The selected gear remains engaged until a new shift command is forwarded by a control device.

Solche Gleitschwenkschaltungen sind bereits aus der WO 2018/046047 A1 bekannt. Diese Gleitschwenkschaltungen wirken dann als Betätigungseinrichtungen für Getriebesynchronisationen. Ein Antrieb erfolgt dabei über ein Ritzel direkt am Aktor.Such sliding swivel circuits are already out of the WO 2018/046047 A1 known. These sliding swivel circuits then act as actuators for transmission synchronizations. It is driven by a pinion directly on the actuator.

Diese Druckschrift offenbart also eine Schalteinrichtung zur Synchronisation bei einem Getriebe. Die Schalteinrichtung besitzt ein Synchronisationssystem, das zwischen einem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad angeordnet ist. Das Synchronisationssystem umfasst einen Schiebemuffenträger und eine in axialer Richtung betätigte Schiebemuffe. Zur Betätigung der Schiebemuffe ist ein Schraubring vorgesehen, der mindestens ein Gewindestück ausgebildet hat. Der Schraubring umgibt die Schiebemuffe und sitzt fest auf dieser. Eine Gewindehülse hat in einer Hülsenwand mindestens einen Gewindeschlitz ausgebildet, durch den jeweils ein Gewindestück des Schraubringes greift. Eine Betätigungshülse umgibt die Gewindehülse und steht mit dem mindestens einen Gewindestück in Wirkzusammenhang. Dieser Gegenstand soll in der vorliegenden Patentanmeldung als mitumfasst gelten. Insbesondere sollen die kinematischen Wirkzusammenhänge umfassend das Synchronisationssystem hier als mitoffenbart und mitumfasst gelten.This document therefore discloses a switching device for synchronization in a transmission. The switching device has a synchronization system which is arranged between a first gear and a second gear. The synchronization system comprises a sliding sleeve carrier and a sliding sleeve actuated in the axial direction. A screw ring is provided for actuating the sliding sleeve and has at least one threaded piece. The screw ring surrounds the sliding sleeve and sits firmly on it. A threaded sleeve has at least one threaded slot in a sleeve wall, through which a threaded piece of the screw ring engages. An actuating sleeve surrounds the threaded sleeve and is in operative connection with the at least one threaded piece. This subject is intended to be included in the present patent application. In particular, the kinematic interrelationships including the synchronization system are to be considered as disclosed and included here.

Aus dem Stand der Technik haben sich jedoch Nachteile in Bezug auf die direkte Betätigung mittels Aktorritzeln herausgestellt. Auch soll die funktionale Sicherheit erhöht werden. Der Bauraum sollte ebenfalls effizienter genutzt werden. Insgesamt sollen die Nachteile aus dem Stand der Technik gemildert oder gar beseitigt werden. Vor allen Dingen soll die Schaltung auch axial sehr kurz gehalten werden. Es soll ferner eine kostengünstige und langlebige Lösung vorgestellt werden, die insbesondere die Einbindung eines Elektromotors in/an einem Allradantriebstrang mit oder ohne synchronisierter Klauenkupplung ermöglicht. Insbesondere soll bei einem eingelegten Gang eine Elektromaschine mit einer Längs-Kardanwelle verbunden werden können. Beim Auslegen des Ganges soll aber keine mechanische Verbindung zum Triebstrang mehr vorhanden sein.However, disadvantages with regard to direct actuation by means of actuator pinions have emerged from the prior art. Functional safety should also be increased. The installation space should also be used more efficiently. Overall, the disadvantages of the prior art are to be alleviated or even eliminated. Above all, the circuit should also be kept very short axially. An inexpensive and long-lasting solution is also to be presented, which in particular enables the integration of an electric motor in / on an all-wheel drive train with or without a synchronized claw clutch. In particular, an electric machine should be able to be connected to a longitudinal propeller shaft when a gear is engaged. When laying out the aisle, however, there should no longer be a mechanical connection to the drive train.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Rückstellelement so eingebunden ist, dass bei Wegfall der vom Aktor gestellten Verstellenergie ein Zwangsbewegen des Axialverlagerungsbauteil erzwungen wird, bspw. derart, dass das Axialverlagerungsbauteil in seine Ausgangsstellung, d. h. in die „normally open position“ gezwungen wird. Natürlich ist auch ein Zwangsbewegen etwa in die Drehmomentübertragungsstellung oder eine Zwischenstellung möglich, doch für den vorliegenden Anwendungsfall nicht bevorzugt.This object is achieved according to the invention in that a reset element is integrated in such a way that if the adjustment energy provided by the actuator is lost, the axial displacement component is forced to move, for example in such a way that the axial displacement component is in its initial position, ie. H. is forced into the "normally open position". Forced movement into the torque transmission position or an intermediate position is of course also possible, but is not preferred for the present application.

Bei Umsetzung der Erfindung zeigen sich Vorteile bei der Betätigung, insbesondere da auch Alternativen zu Zahnradstufen als Zwischenübersetzungen erleichtert werden. Die funktionale Sicherheit wird erhöht, da eine Vorzugsposition eingenommen wird. Das Erreichen dieser Position ist dann gegen alle auftretenden Kräfte sicherbar / gesichert.When implementing the invention, there are advantages in the actuation, in particular there too Alternatives to gear stages as intermediate gear ratios are facilitated. Functional safety is increased because a preferred position is taken. Reaching this position can then be secured / secured against all forces.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.

So ist es von Vorteil, wenn das Rückstellelement als mechanischer Energiespeicher ausgelegt ist. Zusätzliche elektrische Energie nutzende Bauteile werden vermieden, wodurch die Energieeffizienz hochgehalten wird.It is advantageous if the reset element is designed as a mechanical energy store. Components using additional electrical energy are avoided, which keeps energy efficiency high.

Als besonders langlebig hat es sich herausgestellt, wenn das Rückstellelement als Federspeicher ausgebildet ist. Hier haben sich Druck- oder Zugfedern bewährt. Insbesondere Spiral-, Blatt- oder Schraubenfedern können geschickterweise eingesetzt werden. Diese Federn können auch als Pakete kombiniert werden. Natürlich ist es auch möglich Mischungen aus Spiral-, Blatt- und Schraubenfedern vorzuhalten.It has been found to be particularly durable if the restoring element is designed as a spring accumulator. Compression or tension springs have proven themselves here. In particular spiral, leaf or coil springs can be used skillfully. These springs can also be combined as packages. Of course, it is also possible to keep mixtures of spiral, leaf and coil springs.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor einen Elektromotor und ein Ritzel umfasst, wobei das Ritzel mit einer am Betätigungsrad vorhandenen (Außen-/Innen-) Verzahnung in Wirkzusammenhang steht, oder der Aktor eine elektromotorisch betriebene Mutter-Gewindespindel-Kombination besitzt, wobei diese Mutter-Gewindespindel-Kombination einerseits eine Mutter besitzt, die in Wirkzusammenhang mit einer Gewindespindel steht, wobei die Mutter-Gewindespindel-Kombination mit einem Hebel wirkverbunden ist, der am Betätigungsrad angreift. Auf diese Weise können zwei unterschiedliche Aktoren zur Betätigung eingesetzt werden, die sehr unterschiedliche Vorteile aufweisen, sodass einsatzzweckoptimierter Verbau möglich wird.An advantageous exemplary embodiment is also characterized in that the actuator comprises an electric motor and a pinion, the pinion being in operative connection with an (external / internal) toothing provided on the actuating wheel, or the actuator having an electromotively operated nut-threaded spindle combination , This nut-threaded spindle combination on the one hand has a nut which is in operative connection with a threaded spindle, the nut-threaded spindle combination being operatively connected to a lever which acts on the actuating wheel. In this way, two different actuators can be used for actuation, which have very different advantages, so that use-optimized installation is possible.

Es ist zweckmäßig, wenn die Mutter-Gewindespindel-Kombination ein Gleitreibelement / (einfaches) Gewinde und/oder ein Wälzelement besitzt, letzteres etwa als Teil eines Kugelumlaufspindeltriebes / -aufbaus oder eines Planetenwälzgetriebes.It is expedient if the nut-threaded spindle combination has a sliding friction element / (simple) thread and / or a rolling element, the latter, for example, as part of a ball screw drive / assembly or a planetary roller gear.

Von Vorteil ist insbesondere das Ausgestalten des Aktors als Linearaktor. Ein linearer Bewegungsausgang ist dann realisierbar. Der Aktor kann dann weiter entfernt von dem Betätigungsrad verbaut werden und lediglich ein schmaler Zugang effizient genutzt werden.The design of the actuator as a linear actuator is particularly advantageous. A linear motion output can then be implemented. The actuator can then be installed further away from the actuating wheel and only a narrow access can be used efficiently.

Es hat sich auch bewährt, wenn der Hebel eine Kulisse besitzt, in die ein Zapfen, der mit der Mutter oder der Gewindespindel verbunden ist, zur Zwangsbewegungsweitergabe eingreift.It has also proven useful if the lever has a link in which a pin, which is connected to the nut or the threaded spindle, engages in order to transmit the forced movement.

Besonders verschleißarm ist es, wenn die Kulisse als bogenförmiges Langloch ausgebildet ist.It is particularly low-wear if the backdrop is designed as an arcuate elongated hole.

Darüber hinaus hat es sich bewährt, wenn die Bogenform einer solchen Kurve folgt, dass bei der Bewegungsweitergabe Querkräfte ausbleiben. Der Wirkungsgrad der Gleitschwenkschaltung kann dann besonders hoch gehalten werden.In addition, it has proven useful if the arc shape follows such a curve that lateral forces do not occur when the movement is passed on. The efficiency of the sliding swivel circuit can then be kept particularly high.

Die Erfindung betrifft auch einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer Gleitschwenkschaltung der erfindungsgemäßen Art.The invention also relates to a hybrid drive train of a motor vehicle, with a sliding pivot circuit of the type according to the invention.

Letztlich ist die Erfindung also auf eine hebelbetätigte Gleitschwenkschaltung mit einer normally open Funktion zentriert. Sie ist zum Synchronisieren bei Hybridantrieben einzusetzen. So kann ein Hybridgetriebe mit einer Elektromaschine, wie einem Elektromotor geschickt umgesetzt werden. In einem Fehlerfall wird die Elektromaschine abgeworfen. Dann besteht keine Drehmomentweitergabe an eine An- / Abtriebswelle. Es wird zum Abwerfen im Fehlerfall oder zum Ankoppeln im Fehlerfall (Stromausfall) eine Schwenkaktorik in Verbindung mit einem Energiespeicher / Kraftspeicher eingesetzt. Über den Energiespeicher, etwa nach Art einer Feder, im Bereich zwischen dem Aktor und der Synchronisation, kann eine automatische Ab- oder auch Ankopplung realisiert werden.Ultimately, the invention is thus centered on a lever-operated slide-pivot circuit with a normally open function. It is used to synchronize hybrid drives. A hybrid transmission with an electric machine, such as an electric motor, can be cleverly implemented. In the event of a fault, the electrical machine is thrown off. Then there is no torque transfer to an input / output shaft. A swivel actuator in connection with an energy store / energy store is used for shedding in the event of a fault or for coupling in the event of a fault (power failure). An automatic decoupling or coupling can be implemented via the energy store, for example in the manner of a spring, in the area between the actuator and the synchronization.

Ein Umsetzen bei einem P3-Automatikschaltgetriebe ist angedacht. Grundsätzlich ist auch die Verwendung dieser erfindungsgemäßen Gleitschwenkschaltung in einem „NO-Antriebsstrang“ angedacht“.Implementation with a P3 automatic transmission is being considered. In principle, the use of this sliding swivel circuit according to the invention is also contemplated in a “NO drive train”.

Mit anderen Worten wird ferner eine Alternative zum Ritzel bei Aktorausgestaltungen vorgeschlagen, insbesondere eine Aktorik mit einem linearen Bewegungsausgang. Diese Alternative ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Motorwelle eine Gewindespindel angeordnet ist. Diese kann als Gleit-Reibelement, bspw. umsetzend ein einfaches Gewinde, oder als Wälzelement, bspw. umsetzend eine Kugelumlaufspindel oder ein Planetenwälzgetriebe, ausgeführt sein. Die Wälzgetriebe zeichnen sich dabei durch den besseren Wirkungsgrad aus, sind aber etwas kostenintensiver. Durch ein Drehen der Gewindespindel wird dann eine Mutter axial bewegt. Dieses Prinzip lässt sich aber auch vertauschen. Dabei steht dann die Mutter und die Spindel wird bewegt. In other words, an alternative to the pinion in actuator designs is also proposed, in particular an actuator system with a linear movement output. This alternative is characterized in that a threaded spindle is arranged on the motor shaft. This can be designed as a sliding friction element, for example converting a simple thread, or as a rolling element, for example converting a ball screw or a planetary roller gear. The roller gears are characterized by their better efficiency, but are somewhat more expensive. A nut is then moved axially by turning the threaded spindle. This principle can also be interchanged. The nut then stands and the spindle is moved.

Der Elektromotor kann dabei als Hohlmutter ausgebildet sein. Die Anbindung der Mutter an die Schwenkschaltung kann bspw. über einen Hebel am Betätigungsrad realisiert werden. Dabei sollte der Hebel für die Betätigung nur den Bauraum für den einfachen Weg benötigen. Dies bringt Vorteile gegenüber dem Zahnsegment, dass bei einer Betätigung über ein Aktorritzel verwendbar ist und dabei zirka den doppelten Winkel erfordert.The electric motor can be designed as a hollow nut. The nut can be connected to the swivel circuit using a lever on the operating wheel, for example. The lever for actuation should only require the installation space for the easy way. This brings advantages over the tooth segment that when actuated can be used with an actuator pinion and requires approximately twice the angle.

Eine „normally open“ Funktion bedingt ein Element, welches die Rückstellenergie speichert. Ein Kerngedanke der Erfindung ist, hierfür grundsätzlich Stahlfedern zu verwenden. Für die Speicherung der Energie kann bspw. auf Druck- oder Zugfedern gesetzt werden. Diese Federn sind zwischen einem Fuß einer Haltehülse und einem Fuß des Betätigungsrades eingesetzt. Des Weiteren ist der Einsatz einer Spiralfeder oder einer Schraubenfeder auf der Drehachse des Aktorritzels oder auf der Drehachse des Betätigungsrades möglich.A "normally open" function requires an element that stores the reset energy. A key concept of the invention is to use steel springs for this purpose. Compression springs can be used to store the energy, for example. These springs are inserted between a foot of a holding sleeve and a foot of the actuating wheel. It is also possible to use a spiral spring or a helical spring on the axis of rotation of the actuator pinion or on the axis of rotation of the actuating wheel.

Zurückkommend auf den Linearaktor sei auch erwähnt, dass er mit einer Druckfeder ausgestattet werden kann, wobei sich die Druckfeder zwischen der Mutter und dem Aktorgehäuse auf der Drehachse der Spindel dann befinden kann. Die Druckfeder kann auch als Zugfeder ausgeführt werden, wobei die Anbindungen entsprechend angepasst sein sollten.Returning to the linear actuator, it should also be mentioned that it can be equipped with a compression spring, the compression spring then being located between the nut and the actuator housing on the axis of rotation of the spindle. The compression spring can also be designed as a tension spring, with the connections being adapted accordingly.

Letztlich wird also der Aufbau einer Schwenkschaltung mit einem Aktorritzel vorgeschlagen, wobei hier jedoch besonders Augenmerk auf die Anordnung einer Druckfeder zwischen einem Zahnsegment und einer gehäusefesten Anlage, etwa einer Haltehülse, zu legen ist. Beim Einlegen des Ganges wird dabei die Druckfeder gespannt und Energie zwischengespeichert. Wenn es zu einem Fehler in der Aktor-Motoransteuerung kommt, kann die Feder das Zahnsegment in die Ausgangswinkelstellung zurückdrücken. Damit wird immer eine Position erreicht, bei welcher der Gang ausgelegt ist. Ein Hybridantriebsstrang ist also derart zwangsgeschalten, dass der Elektromotor von dem Antriebsstrang getrennt ist. Die Rückstellfeder kann auch als Spiralfeder am Motor des Aktors angeordnet sein.Ultimately, therefore, the construction of a swivel circuit with an actuator pinion is proposed, but special attention must be paid here to the arrangement of a compression spring between a toothed segment and a system-fixed system, for example a holding sleeve. When the gear is engaged, the compression spring is tensioned and energy is temporarily stored. If there is a fault in the actuator motor control, the spring can push the toothed segment back into the initial angular position. This means that a position is always reached at which the gear is designed. A hybrid drivetrain is therefore positively connected such that the electric motor is separated from the drivetrain. The return spring can also be arranged as a spiral spring on the motor of the actuator.

Die Schwenkbetätigung in Verbindung mit einem linearen Aktormodul ist wünschenswert. Der Linearaktor umfasst dabei einen Elektromotor, der eine Spindel mit einer Mutter antreibt, bspw. als Kugelgewindetrieb realisiert. Jener Kugelgewindetrieb kann ohne Selbsthemmung ausgeführt werden, sodass eine Druckfeder zwischen dem Aktorgehäuse und der Mutter den Mechanismus bei einem Ausfall der Elektronik in die Vorzugsposition zurück bewegt. Diese Vorzugsposition kann die Drehmomentübertragungsstellung, die Ausgangsstellung oder eine Zwischenstellung sein.The swivel actuation in connection with a linear actuator module is desirable. The linear actuator comprises an electric motor that drives a spindle with a nut, for example realized as a ball screw drive. That ball screw can be designed without self-locking, so that a compression spring between the actuator housing and the nut moves the mechanism back to the preferred position if the electronics fail. This preferred position can be the torque transmission position, the starting position or an intermediate position.

Die Aktuierung mit einem Linearaktor führt zu einer Relativbewegung zwischen einem Kraftangriffspunkt am Aktor und einem Kraftangriffspunkt am Hebel. Der Hebel schwingt weiter und der Kraftangriffspunkt des Aktors wirkt auf einen größeren Durchmesser. Um die Querkräfte auf die lineare Betätigungseinrichtung gering zu halten, ist angedacht, das Langloch am Hebel in einer Kurvenform auszuführen. Diese spezielle Kurvenform ermöglicht immer eine Normalkraft längs der Spindelachse. Damit vermeidet jedoch das Design Querkräfte auf die Mutter und ist somit besonders günstig in puncto geringem Verschleiß. Grundsätzlich könnte auch ein selbsthemmendes Trapezgewinde eingesetzt werden, insbesondere, falls eine „normally stay“ Funktion in Kombination mit einem Linearaktor gewünscht ist.Actuation with a linear actuator leads to a relative movement between a force application point on the actuator and a force application point on the lever. The lever continues to swing and the force application point of the actuator acts on a larger diameter. In order to keep the lateral forces on the linear actuating device low, it is contemplated to make the elongated hole on the lever in a curve shape. This special curve shape always allows a normal force along the spindle axis. However, the design avoids lateral forces on the nut and is therefore particularly favorable in terms of low wear. In principle, a self-locking trapezoidal thread could also be used, especially if a "normally stay" function in combination with a linear actuator is desired.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitschwenkschaltung mit einem Rückstellelement, wobei der Aktor einen Elektromotor einsetzt, der ein Aktorritzel antreibt, welches wiederum ein Betätigungsrad antreibt,
2 eine weitere Ausführungsform einer Gleitschwenkschaltung in einer zur 1 vergleichbaren Darstellungsart, wobei jedoch eine Spiralfeder auf das Aktorritzel wirkt und nicht eine Druckfeder, wie in dem Ausführungsbeispiel der 1,
3 eine weitere Ausführungsform, bei der statt einem Aktor mit einem Aktorritzel ein Aktor eingesetzt ist, der einen Aktormotor und eine Mutter-Gewindespindel-Kombination nutzt, um eine Linearaktorik zu realisieren,
4 eine Querschnittsdarstellung durch die Gleitschwenkschaltung und den aus 3 bereits bekannten Linearaktor in einer Schnittebene, in der auch die Längsachse des Linearaktors liegt, wobei eine Druckfeder als Rückstellelement eingesetzt ist und
5 eine Rückansicht auf die Ausführungsform der 3 und 4.

The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing. Show:

1 2 shows a plan view of a first embodiment of a sliding pivoting circuit according to the invention with a reset element, the actuator using an electric motor which drives an actuator pinion, which in turn drives an actuating wheel,
2nd a further embodiment of a sliding swivel circuit in a 1 Comparable type of representation, however, a spiral spring acts on the actuator pinion and not a compression spring, as in the embodiment of 1 ,
3rd Another embodiment in which an actuator is used instead of an actuator with an actuator pinion, which uses an actuator motor and a nut-threaded spindle combination in order to implement a linear actuator system,
4th a cross-sectional view through the sliding swivel circuit and from 3rd already known linear actuator in a sectional plane in which the longitudinal axis of the linear actuator also lies, a compression spring being used as a restoring element and
5 a rear view of the embodiment of the 3rd and 4th .

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.The figures are only schematic in nature and only serve to understand the invention. The same elements are provided with the same reference symbols. Features of the individual exemplary embodiments can be interchanged.

In der 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitschwenkschaltung 1 dargestellt. Die Gleitschwenkschaltung ist in einem (Hybrid-) Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Es wird eingesetzt, um ein nicht dargestelltes Antriebsaggregat, nämlich eine Elektromaschine, bspw. einen Elektromotor, in einer Drehmomentübertragungsstellung mit einer Abtriebswelle 2 zu verbinden. In den 1 und 2 ist lediglich die Rotationsachse der Abtriebswelle 2 visualisiert und entsprechend mit dem Bezugszeichen 2 referenziert.In the 1 is a first embodiment of a sliding pivot circuit according to the invention 1 shown. The sliding pivot circuit is used in a (hybrid) drive train of a motor vehicle. It is used to drive a drive unit, not shown, namely an electric machine, for example an electric motor, in a torque transmission position with an output shaft 2nd connect to. In the 1 and 2nd is just the axis of rotation of the output shaft 2nd visualized and accordingly with the reference symbol 2nd referenced.

Dabei ist ein Aktor 3 vorhanden, der eingesetzt wird, um ein Betätigungsrad 4 zu drehen. Das Betätigungsrad 4 kann zwischen einer Ausgangsstellung / Null-Position und einer Drehmomentübertragungsstellung / End-Position hin und her bewegt werden. In der Drehmomentübertragungsstellung, d. h. einer „closed position“, wird Drehmoment von einem Antriebsaggregat zur Abtriebswelle 2 übertragen. Beispielsweise kann also jenes von einem Elektromotor gestellte Drehmoment einer verbrennungskraftmotorisch angetriebenen Abtriebswelle 2 aufgeprägt werden. There is an actuator 3rd present, which is used to an operating wheel 4th to turn. The control wheel 4th can be moved back and forth between a home position / zero position and a torque transmission position / end position. In the torque transmission position, ie a "closed position", torque is transferred from a drive unit to the output shaft 2nd transfer. For example, that torque provided by an electric motor of an output shaft driven by an internal combustion engine can 2nd be imprinted.

Drehmoment von der Abtriebswelle 2 kann dann auch in Richtung des Antriebsaggregates gelangen. Es wird eine solche Schalteinrichtung eingesetzt, wie sie aus der WO 2018/046047 detailliert bekannt ist. Allerdings wirkt diese Schalteinrichtung, aufweisend einen Schraubring mit einem Gewindestück, das in einem Gewindegang einer mit dem Betätigungsrad 4 verbundenen Gewindehülse eingesetzt ist, auf ein Axialverlagerungsbauteil 5, etwa nach Art einer Schaltmuffe, um eine Schaltung zu bewirken. Auf das grundsätzliche Zusammenwirken dieser Einzelbauteile wird hier nicht detailliert eingegangen, sondern lediglich auf die WO 2018/046047 A1 verwiesen, deren diesbezüglicher Inhalt als hier integriert gelten soll.Torque from the output shaft 2nd can then also go in the direction of the drive unit. Such a switching device is used as it is from the WO 2018/046047 is known in detail. However, this switching device acts, comprising a screw ring with a threaded piece, one in a thread with the actuating wheel 4th connected threaded sleeve is used on an axial displacement component 5 , for example in the manner of a shift sleeve, in order to effect a shift. The basic interaction of these individual components is not discussed in detail here, but only that WO 2018/046047 A1 referenced, the relevant content of which is to be regarded as integrated here.

Es wird ein Rückstellelement 6 eingesetzt, das nach Art einer Druckfeder ausgebildet ist. In den in den 1 und 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispielen greift ein Aktorritzel / Ritzel 8 in eine Verzahnung 9 des Betätigungsrades 4. Als relativfester Bezugspunkt wird eine Haltehülse 10 eingesetzt.It becomes a reset element 6 used, which is designed in the manner of a compression spring. In the in the 1 and 2nd reproduced embodiments engages an actuator pinion / pinion 8th in a gear 9 of the operating wheel 4th . A holding sleeve is used as a relatively fixed reference point 10th used.

Während in dem Ausführungsbeispiel der 1 eine Druckfeder 7 als Rückstellelement 6 zwischen dem Betätigungsrad 4 und der Haltehülse 10 eingesetzt ist, wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2 eine Spiralfeder 11 eingesetzt, um die Rückstellkraft, welche von der Druckfeder 7 im ersten Ausführungsbeispiel gestellt wurde, zur Verfügung gestellt. Natürlich können auch Zugfedern eingesetzt werden. Insbesondere sind Blattfedern und Schraubenfedern ebenso denkbar.While in the embodiment of the 1 a compression spring 7 as a reset element 6 between the control wheel 4th and the holding sleeve 10th is used, is in the embodiment according to the 2nd a coil spring 11 used to the restoring force, which from the compression spring 7 was provided in the first embodiment. Tension springs can of course also be used. In particular, leaf springs and coil springs are also conceivable.

In den Ausführungsbeispielen der 3 bis 5 ist auf einen anderen Aktor 3 gesetzt, nämlich einen Linearaktor 12. Dieser benötigt nun kein Aktorritzel / Ritzel 8, sondern setzt auf eine Mutter-Gewindespindel-Kombination 13. Die Mutter-Gewindespindel-Kombination 13 besitzt also eine Mutter 14 und eine (Gewinde-) Spindel 15.In the embodiments of the 3rd to 5 is on another actuator 3rd set, namely a linear actuator 12th . This now does not require an actuator pinion / pinion 8th , but relies on a nut-screw combination 13 . The nut-screw combination 13 therefore has a mother 14 and a (threaded) spindle 15 .

Innerhalb eines Gehäuses 16 ist jenes als Druckfeder 7 ausgebildete Rückstellelement 6 angeordnet. Ein Aktor-Motor 17 treibt im Betrieb dann entweder die Mutter 14 oder die Spindel 15 an. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Spindel 15 angetrieben, wohingegen die Mutter 14 im Gehäuse 16 drehfest gehalten ist. Dazu wird ein Rotationsverhinderungsbolzen 18 eingesetzt. Ein Zapfen 19 greift dabei in ein Langloch 20 an einem Hebel 21, der mit dem Betätigungsrad 4 verbunden ist.Inside a case 16 is that as a compression spring 7 trained reset element 6 arranged. An actuator motor 17th then either drives the mother in the company 14 or the spindle 15 on. In the present embodiment, the spindle 15 driven, whereas the mother 14 in the housing 16 is held against rotation. For this, a rotation prevention pin is used 18th used. A cone 19th reaches into an elongated hole 20 on a lever 21 with the control wheel 4th connected is.

In der 3 sind, genauso wie in den 4 und 5, zwei Zustände dargestellt, nämlich der „closed“-Zustand, also jener Zustand, in dem sich die Gleitschwenkschaltung 1 in der Drehmomentübertragungsstellung befindet. Dieser Zustand ist mit dem Bezugszeichen 22 referenziert. Der andere Extremzustand, nämlich der Zustand „open“, also jener Zustand, in welchem sich die Gleitschwenkschaltung / Gleitringschaltung in ihrer Ausgangsstellung befindet, ist mit dem Zugszeichen 23 referenziert. Besonders schön ist in der 5 die bogenförmige Langlochgestaltung am Hebel 21 zu erkennen.In the 3rd are, just like in the 4th and 5 , two states are shown, namely the "closed" state, that is, the state in which the sliding pivot circuit 1 is in the torque transmission position. This state is with the reference number 22 referenced. The other extreme state, namely the state "open", that is, the state in which the slide swivel circuit / slide ring circuit is in its initial position is marked with the train sign 23 referenced. Is particularly beautiful in the 5 the arched elongated hole design on the lever 21 to recognize.

BezugszeichenlisteReference list

11: GleitschwenkschaltungSliding swivel circuit
22nd: AbtriebswelleOutput shaft
33rd: AktorActuator
44th: BetätigungsradControl wheel
55: AxialverlagerungsbauteilAxial displacement component
66: RückstellelementReset element
77: DruckfederCompression spring
88th: Aktorritzel / RitzelActuator pinion / pinion
99: VerzahnungGearing
1010th: HaltehülseHolding sleeve
1111: SpiralfederCoil spring
1212th: LinearaktorLinear actuator
1313: Mutter-Gewindespindel-KombinationNut-screw combination
1414: Muttermother
1515: (Gewinde-) Spindel(Threaded) spindle
1616: Gehäusecasing
1717th: AktormotorActuator motor
1818th: RotationsverhinderungsbolzenAnti-rotation bolt
1919th: ZapfenCones
2020: LanglochLong hole
2121: Hebellever
2222: DrehmomentübertragungsstellungTorque transmission position
2323: AusgangsstellungStarting position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102013213559 A1 [0003]
WO 2018/046047 A1 [0005, 0033]
WO 2018/046047 [0033]

Claims

Sliding swivel circuit (1) for a drive train of a motor vehicle, in order to connect a drive unit in a torque transmission position (22) to an output shaft (2), with an actuator (3), which is connected to an actuating wheel (4), in order to set it to a starting position (23) in the torque transmission position (22) so that an axial displacement component (5) is forcibly displaced in the axial direction, characterized in that a restoring element (6) is integrated in such a way that when the actuator (3) provides no adjustment energy Forced movement of the axial displacement component (5) is forced.

Sliding swivel circuit (1) after Claim 1 , characterized in that the reset element (6) is designed as a mechanical energy store.

Sliding swivel circuit (1) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the reset element (6) is designed as a spring accumulator.

Sliding swivel circuit (1) according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the actuator (3) comprises an electric motor and an actuator pinion (8), the actuator pinion (8) being in operative connection with a toothing (9) provided on the actuating wheel (4), or the actuator (3) having an electric motor Operated nut-screw combination (13), which is operatively connected to a lever (21) which engages the actuating wheel (4).

Sliding swivel circuit (1) after Claim 4 , characterized in that the nut-threaded spindle combination (13) has a sliding friction element / thread and / or a rolling element.

Sliding swivel circuit (1) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the actuator (3) is designed as a linear actuator (12).

Sliding swivel circuit (1) according to one of the Claims 4 to 6 , characterized in that the lever (21) has a link in which a pin (19), which is connected to the nut (14) or the threaded spindle (15), engages for the transmission of movement.

Sliding swivel circuit (1) after Claim 7 , characterized in that the backdrop is designed as an arcuate elongated hole (20).

Sliding swivel circuit (1) after Claim 8 , characterized in that the arc shape follows such a curve that there are no lateral forces when passing on the movement.

Hybrid drive train of a motor vehicle, with a sliding pivot circuit (1) according to one of the preceding claims.