DE102019216566B3 - Actuating device for actuating a clutch-controlled transfer case and clutch-controlled transfer case - Google Patents
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Abstract
Betätigungsvorrichtung (1) zur Betätigung eines kupplungsgesteuerten Verteilergetriebes (2) mit einem zweistufigen Zwischengetriebe (3) umfassend einen Elektromotor und zumindest eine direkt oder indirekt über den Elektromotor drehbare Komponente (5), wobei an der drehbaren Komponente (5) zwei Kulissen, nämlich eine erste Kulisse (6) und eine zweite Kulisse (7), angeordnet sind, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie jeweils zumindest einen überdrückbaren Anschlag (8, 8') für ein positionsfestes federbelastetes Element (9) darstellen sowie ein kupplungsgesteuertes Verteilergetriebe (2) mit einer solchen Betätigungsvorrichtung (1).Actuating device (1) for actuating a clutch-controlled transfer case (2) with a two-stage intermediate gear (3) comprising an electric motor and at least one component (5) that can be rotated directly or indirectly via the electric motor, with two scenes on the rotatable component (5), namely one first gate (6) and a second gate (7) are arranged, which are designed and arranged in such a way that they each represent at least one pressurizable stop (8, 8 ') for a fixed, spring-loaded element (9) and a clutch-controlled transfer case ( 2) with such an actuating device (1).
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung eines kupplungsgesteuerten Verteilergetriebes mit einem zweistufigen Zwischengetriebe sowie ein mit einer solchen Betätigungsvorrichtung ausgestattetes kupplungsgesteuertes Verteilergetriebe mit einem zweistufigen Zwischengetriebe mit einer ersten Schaltstufe und einer zweiten Schaltstufe, wobei die Betätigungsvorrichtung sowohl die Kupplung wie auch das zweistufige Zwischengetriebe betätigt.The present invention relates to an actuating device for actuating a clutch-controlled transfer case with a two-stage intermediate gear and a clutch-controlled transfer case equipped with such an actuating device with a two-stage intermediate gear with a first gear stage and a second gear stage, the actuating device actuating both the clutch and the two-stage intermediate gear.
Stand der TechnikState of the art
Zweistufige Verteilergetriebe mit einer aktiven Kupplung verfügen typischerweise über ein Betätigungssystem, das einen „High-/Low-“ Gang und eine Kupplung betätigt. Das Betätigungssystem ist in den meisten Fällen elektromechanisch ausgebildet. Wenn das System im Fahrzeug aktiviert ist, beispielsweise durch ein Signal „Zündung an“, muss dieses Betätigungssystem initialisiert werden. Dies erfordert in der Regel einen zusätzlichen Drehpositionssensor, damit das elektromechanische Aktuatorsystem seine Nullposition genau kennt. Dies ist aus Gründen der Genauigkeit, aber auch der funktionalen Sicherheit notwendig. Das mechanische Betätigungssystem benötigt ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis, um hohe Kräfte für die Kupplungsbetätigung und den „High-/Low-“ Schaltbetrieb zu gewährleisten. Obwohl der Stellgliedmotor über einen internen Positionssensor verfügt, kann die absolute Nullposition nicht geschätzt werden.Two-stage transfer cases with an active clutch typically have an actuation system that operates a “high / low” gear and a clutch. In most cases, the actuation system is designed to be electromechanical. If the system in the vehicle is activated, for example by an “ignition on” signal, this actuation system must be initialized. This usually requires an additional rotary position sensor so that the electromechanical actuator system knows its zero position exactly. This is necessary for reasons of accuracy, but also for functional safety. The mechanical actuation system requires a certain transmission ratio in order to guarantee high forces for the clutch actuation and the "high / low" switching operation. Although the actuator motor has an internal position sensor, the absolute zero position cannot be estimated.
Die Druckschrift US 2015 / 0 006 042 A1 offenbart beispielsweise eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung eines kupplungsgesteuerten Verteilergetriebes mit einem Getriebe, wobei die Betätigungsvorrichtung einen Antrieb und zumindest eine direkt oder indirekt über den Antrieb drehbare Komponente aufweist. Die drehbare Komponente weist zwei Kulissen, nämlich eine erste Kulisse und eine zweite Kulisse auf, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie jeweils zumindest einen überdrückbaren Anschlag für ein positionsfestes federbelastetes Element darstellen.The document US 2015/0 006 042 A1 discloses, for example, an actuating device for actuating a clutch-controlled transfer case with a transmission, the actuating device having a drive and at least one component that can be rotated directly or indirectly via the drive. The rotatable component has two coulisse, namely a first coulisse and a second coulisse, which are designed and arranged in such a way that they each represent at least one pushable stop for a fixed, spring-loaded element.
Die Druckschrift US 2008 / 0 229 854 A1 offenbart beispielsweise ein Fahrzeuggetriebe umfassend eine erste und eine zweite Hauptwelle, die das Schalten der Kraftübertragung von einem Motor ermöglichen, eine Vorgelegewelle, die mit einem Antriebsrad verbunden ist und Getriebezüge mit einer Vielzahl von Schaltstufen, die jeweils zwischen der ersten und der zweiten Hauptwelle und der Vorgelegewelle vorgesehen sind. Weiterhin enthält das Fahrzeuggetriebe Schaltvorrichtungen, die das Einrücken und das Ausrücken einer Schaltstufe schalten.The document US 2008/0 229 854 A1, for example, discloses a vehicle transmission comprising a first and a second main shaft which enable the switching of the power transmission from an engine, a countershaft which is connected to a drive wheel and gear trains with a plurality of gear stages, each are provided between the first and second main shafts and the countershaft. Furthermore, the vehicle transmission contains switching devices that shift the engagement and disengagement of a gear stage.
Das Dokument
Weiterhin sind in diesem Zusammenhang auch noch die Dokumente
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Einerseits ist es Aufgabe der Erfindung eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung eines kupplungsgesteuerten Verteilergetriebes mit einem zweistufigen Zwischengetriebe anzugeben, die sich insbesondere durch einen reduzierten Kostenaufwand auszeichnet.On the one hand, it is the object of the invention to provide an actuating device for actuating a clutch-controlled transfer case with a two-stage intermediate gear, which is characterized in particular by reduced costs.
Andererseits ist es Aufgabe der Erfindung ein verbessertes kupplungsgesteuertes Verteilergetriebe anzugeben.On the other hand, it is the object of the invention to provide an improved clutch-controlled transfer case.
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 5 gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This need can be met by the subject matter of the present invention according to independent claims 1 and 5. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung dient der Betätigung eines kupplungsgesteuerten Verteilergetriebes mit einem zweistufigen Zwischengetriebe.The actuating device according to the invention is used to actuate a clutch-controlled transfer case with a two-stage intermediate gear.
Erfindungsgemäß weist die Betätigungsvorrichtung einen Elektromotor und zumindest eine direkt oder indirekt über den Elektromotor drehbare Komponente, namentlich als Schneckenrad, Kupplungsglocke sowie Schaltkulisse bezeichnet, auf.According to the invention, the actuating device has an electric motor and at least one component that can be rotated directly or indirectly via the electric motor, specifically referred to as a worm wheel, clutch bell and shift gate.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind an dem Schneckenrad zwei Kulissen, nämlich eine erste Kulisse und eine zweite Kulisse, angeordnet. Die zwei Kulissen sind erfindungsgemäß so ausgebildet und angeordnet, dass sie jeweils zumindest einen Anschlag für ein positionsfestes federbelastetes Element darstellen.
Das positionsfeste federbelastete Element kann beispielsweise als eine über eine Feder in Richtung der Kulissen vorgespannte Kugel ausgeführt sein.According to the present invention, two scenes are on the worm wheel, namely a first gate and a second gate, arranged. According to the invention, the two scenes are designed and arranged so that they each represent at least one stop for a fixed, spring-loaded element.
The fixed, spring-loaded element can, for example, be designed as a ball pretensioned by a spring in the direction of the scenes.
Die drehbare Komponente ist vorzugsweise um 360° um eine Drehachse drehbar in eine erste Drehrichtung und in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung.The rotatable component is preferably rotatable through 360 ° about an axis of rotation in a first direction of rotation and in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation.
Bevorzugt sind die erste Kulisse und/oder die zweite Kulisse asymmetrisch ausgebildet und zwar derart, dass lediglich in eine Drehrichtung ein überdrückbarer Anschlag ausgebildet ist.The first link and / or the second link are preferably configured asymmetrically, specifically in such a way that a stop that can be pushed over is formed in only one direction of rotation.
Alternativ dazu sind die erste Kulisse und/oder die zweite Kulisse spiegelsymmetrisch ausgebildet und zwar derart, dass in beide Drehrichtungen ein überdrückbarer Anschlag ausgebildet ist.As an alternative to this, the first link and / or the second link are designed mirror-symmetrically in such a way that a stop that can be pushed over is formed in both directions of rotation.
Das erfindungsgemäße kupplungsgesteuerte Verteilergetriebe weist eine Kupplung, ein zweistufiges Zwischengetriebe und eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung eines kupplungsgesteuerten Verteilergetriebes mit einem zweistufigen Zwischengetriebe auf.The clutch-controlled transfer case according to the invention has a clutch, a two-stage intermediate gear and an actuating device for actuating a clutch-controlled transfer case with a two-stage intermediate gear.
Die Kupplung dient der wahlweisen Steuerung der Verteilung von Antriebsmoment auf zumindest zwei Antriebsachsen eines Kraftfahrzeugs. Die Kupplung ist bevorzugt als Reibungskupplung, nämlich als Einscheibenkupplung oder Reiblamellenkupplung, ausgeführt.The clutch is used to selectively control the distribution of drive torque to at least two drive axles of a motor vehicle. The clutch is preferably designed as a friction clutch, namely as a single-disc clutch or a friction disk clutch.
Das zweistufige Zwischengetriebe weist entsprechend der vorliegenden Erfindung eine erste Schaltstufe und eine zweite Schaltstufe auf. Die erste Schaltstufe ist dabei beispielsweise für einen Straßenbetrieb ausgelegt und die zweite Schaltstufe beispielsweise für einen Gelände- und/oder schweren Zugbetrieb. Ein solches zweistufiges Zwischengetriebe kann beispielsweise durch ein Planetenradgetriebe verwirklicht sein, bei dem zum Beispiel vermittels mindestens einer Klauenkupplung ein oder mehrere Stufen relativ zueinander und/oder relativ zu einem ruhenden Gehäuse und/oder relativ zu einer Welle gesperrt werden können, wodurch sich das Übersetzungsverhältnis ändert.According to the present invention, the two-stage intermediate transmission has a first gear stage and a second gear stage. The first switching stage is designed for road operation, for example, and the second switching stage, for example, for off-road and / or heavy train operation. Such a two-stage intermediate gear can be implemented, for example, by a planetary gear, in which, for example, by means of at least one dog clutch, one or more stages can be locked relative to each other and / or relative to a stationary housing and / or relative to a shaft, whereby the transmission ratio changes .
Über die Betätigungsvorrichtung ist erfindungsgemäß sowohl die Kupplung wie auch das zweistufige Zwischengetriebe schaltbar. Die Betätigungsvorrichtung weist erfindungsgemäß einen Elektromotor und eine direkt oder indirekt über den Elektromotor drehbare Komponente, namentlich als Schneckenrad, Kupplungsglocke sowie Schaltkulisse bezeichnet, auf.According to the invention, both the clutch and the two-stage intermediate gear can be switched via the actuating device. According to the invention, the actuating device has an electric motor and a component which can be rotated directly or indirectly via the electric motor, specifically referred to as a worm wheel, clutch bell and shift gate.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind an dem über den Elektromotor direkt oder indirekt drehbaren Schneckenrad zwei Kulissen, nämlich eine erste Kulisse und eine zweite Kulisse, angeordnet. Die beiden Kulissen sind erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass sie jeweils zumindest einen Anschlag für ein positionsfestes federbelastetes Element darstellen.According to the present invention, two coulisse, namely a first coulisse and a second coulisse, are arranged on the worm wheel which can be rotated directly or indirectly via the electric motor. According to the invention, the two scenes are designed such that they each represent at least one stop for a fixed, spring-loaded element.
Der Elektromotor ist in eine erste Drehrichtung und in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung drehbar.The electric motor can be rotated in a first direction of rotation and in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation.
Bevorzugt ist die erste Kulisse asymmetrisch ausgebildet und stellt lediglich beim Übergang von einem zweiten Drehwinkelbereich in einen ersten Drehwinkelbereich einen überdrückbaren Anschlag dar.The first link is preferably designed asymmetrically and only represents a stop that can be pushed over at the transition from a second angle of rotation range to a first angle of rotation range.
Alternativ dazu kann die erste Kulisse spiegelsymmetrisch ausgeführt sein und so sowohl beim Übergang vom zweiten Drehwinkelbereich in den ersten Drehwinkelbereich wie auch umgekehrt einen überdrückbaren Anschlag darstellen. As an alternative to this, the first link can be designed mirror-symmetrically and thus represent a stop that can be pushed over both at the transition from the second angle of rotation range to the first angle of rotation range and vice versa.
Weiterhin bevorzugt ist die zweite Kulisse asymmetrisch ausgebildet ist und stellt lediglich beim Übergang von einem dritten Drehwinkelbereich in den ersten Drehwinkelbereich einen überdrückbaren Anschlag dar.Furthermore, the second link is preferably designed asymmetrically and only represents a stop that can be pushed over at the transition from a third angle of rotation range to the first angle of rotation range.
Alternativ dazu kann die zweite Kulisse spiegelsymmetrisch ausgeführt sein und so sowohl beim Übergang vom dritten Drehwinkelbereich in den ersten Drehwinkelbereich wie auch umgekehrt einen überdrückbaren Anschlag darstellen.As an alternative to this, the second link can be designed mirror-symmetrically and thus represent a stop that can be pushed over both at the transition from the third angle of rotation range to the first angle of rotation range and vice versa.
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
1 zeigt eine isometrische Ansicht eines kupplungsgesteuerten Verteilergetriebes mit einem zweistufigen Zwischengetriebe. -
2 zeigt eine isometrische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsvariante einer ersten Kulisse und einer zweiten Kulisse an einem über einen Elektromotor drehbaren Schneckenrad einer Betätigungsvorrichtung. -
3 zeigt eine weitere Darstellung des in2 gezeigten Schneckenrads. -
4 zeigt ein Diagramm zur Darstellung von Drehwinkelbereichen eines über einen Elektromotor direkt oder indirekt drehbaren Schneckenrads einer Betätigungsvorrichtung. -
5 zeigt schematisch die Funktion von Kulissen an einem über einen Elektromotor direkt oder indirekt drehbaren Schneckenrads in Bezug auf das in2 dargestellte Diagramm mit einer ersten Ausführungsvariante eines federbelasteten Elements. -
6 zeigt schematisch die Funktion von Kulissen an einer über einen Elektromotor direkt oder indirekt drehbaren Schneckenrads in Bezug auf das in2 dargestellte Diagramm mit einer zweiten Ausführungsvariante eines federbelasteten Elements. -
7 zeigt die Funktionsweise eines überdrückbaren Anschlags in Bezug auf eine Bestromung eines Elektromotors.
-
1 Figure 11 shows an isometric view of a clutch controlled transfer case with a two-stage intermediate gear. -
2 shows an isometric view of an exemplary embodiment variant of a first gate and a second gate on a worm wheel of an actuating device that can be rotated via an electric motor. -
3 shows another representation of the in2 shown worm wheel. -
4th FIG. 11 shows a diagram for the representation of rotational angle ranges of a worm wheel of an actuating device that can be rotated directly or indirectly via an electric motor. -
5 shows schematically the function of scenes on a worm wheel that can be rotated directly or indirectly via an electric motor in Regarding the in2 Diagram shown with a first variant embodiment of a spring-loaded element. -
6 shows schematically the function of scenes on a worm wheel that can be rotated directly or indirectly via an electric motor in relation to the in2 Diagram shown with a second variant of a spring-loaded element. -
7th shows the mode of operation of a pushable stop in relation to the energization of an electric motor.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Das kupplungsgesteuerte Verteilergetriebe
Sowohl die Kupplung
Die Betätigungsvorrichtung
Auf der Schaltwelle
Das Schneckenrad
Die Richtungsangabe „axial“ beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer Drehachse
Ein erster Drehwinkelbereich
Die Ruhepositionen des Elektromotors in der jeweiligen Schaltstufe
Die erste Kulisse
Die überdrückbaren Anschläge
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BetätigungsvorrichtungActuator
- 22
- Kupplungsgesteuertes VerteilergetriebeClutch-controlled transfer case
- 33
- Zweistufiges ZwischengetriebeTwo-stage intermediate gear
- 55
- Drehbare KomponenteRotatable component
- 66th
- Erste KulisseFirst backdrop
- 77th
- Zweite KulisseSecond backdrop
- 8, 8'8, 8 '
- Überdrückbarer AnschlagPushable stop
- 99
- Federbelastetes ElementSpring loaded element
- 1010
- DrehachseAxis of rotation
- 1111
- Kupplungcoupling
- 1414th
- SchneckenradWorm wheel
- 1515th
- SchaltwelleShift shaft
- 1616
- KupplungsnockeCoupling cam
- 1717th
- SchaltkulisseShift gate
- 1818th
- Erste RampeFirst ramp
- 1919th
- Erste GegenrampeFirst counter ramp
- 2020th
- Zweite RampeSecond ramp
- 2121st
- Zweite GegenrampeSecond counter ramp
- 2222nd
- Senkrechter Pfeil (Anstieg des Motor-Stroms)Vertical arrow (increase in motor current)
- 2323
- KugelBullet
- 24, 24'24, 24 '
- Federfeather
- 2525th
- Gehäusecasing
- 2626th
- Längsachse des GehäusesLongitudinal axis of the housing
- 2727
- Hülse Sleeve
- II.
- Erste DrehrichtungFirst direction of rotation
- IIII
- Zweite DrehrichtungSecond direction of rotation
- IEMIEM
- Motor-StromMotor current
- AA.
- AnschlagsbestromungsbereichStop energization area
- BB.
- ToleranzbestromungsbereichTolerance energization range
- CC.
- Freigabebestromungsbereich Release current range
- XX
- Erste LinieFirst line
- YY
- Zweite Linie Second line
- HH
- Erste SchaltstufeFirst switching stage
- LL.
- Zweite Schaltstufe Second switching stage
- D1D1
- Erster DrehwinkelbereichFirst angle of rotation range
- D2D2
- Zweiter DrehwinkelbereichSecond angle of rotation range
- D3D3
- Dritter DrehwinkelbereichThird angle of rotation range
Claims (10)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |