DE102021112205A1

DE102021112205A1 - Betätigungsvorrichtung für zwei Kupplungen sowie Hybridgetriebe und Doppelkupplungsgetriebe

Info

Publication number: DE102021112205A1
Application number: DE102021112205.8A
Authority: DE
Inventors: Dominik Hans
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2022-11-17
Anticipated expiration: 2041-05-12
Also published as: CN117242282A; EP4337879A1; DE102021112205B4; KR20230159551A; WO2022237929A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung (1) zum Betätigen von zwei Kupplungen (2, 3), mit einer ersten Schaltgabel (4), die zur Betätigung einer ersten Kupplung (2) entgegen einer ersten Rückstellkraft in eine erste Betätigungsrichtung verstellbar ist, und einer zweiten Schaltgabel (5), die zur Betätigung einer zweiten Kupplung (3) entgegen einer zweiten Rückstellkraft in eine zweite Betätigungsrichtung verstellbar ist, wobei die erste Betätigungsrichtung und die zweite Betätigungsrichtung zueinander entgegengesetzt ausgerichtet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Hybridgetriebe (17) sowie ein Doppelkupplungsgetriebe (21) mit der Betätigungsvorrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Betätigen/Schalten von zwei Kupplungen, insbesondere von zwei Kupplungen eines Hybridgetriebes. Die zu betätigenden Kupplungen können vorzugsweise Formschlusskupplungen, wie Klauenkupplungen, sein. Dabei kann jede Formschlusskupplung beispielsweise durch einen Schiebemuffenträger, eine Schiebemuffe und einem Kupplungskörper gebildet sein. Die Betätigungsvorrichtung weist eine erste Schaltgabel auf, welche zur Betätigung, insbesondere zum Öffnen, einer ersten Kupplung entgegen einer ersten (axialen) Rückstellkraft in eine erste Betätigungsrichtung verstellbar ist. Vorzugsweise kann die erste Schaltgabel in die Schiebemuffe der zu betätigenden ersten Kupplung eingreifen. Die Betätigungsvorrichtung weist eine zweite Schaltgabel auf, welche zur Betätigung, insbesondere zum Öffnen, einer zweiten Kupplung entgegen einer zweiten (axialen) Rückstellkraft in eine zweite Betätigungsrichtung verstellbar ist. Vorzugsweise kann die zweite Schaltgabel in die Schiebemuffe der zu betätigenden zweiten Kupplung eingreifen. Zudem betrifft die Erfindung ein Hybridgetriebe mit einer solchen Betätigungsvorrichtung sowie ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer solchen Betätigungsvorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Betätigungsvorrichtungen bekannt. Zum Beispiel offenbaren die US 2017/0051826 A1 oder die WO 2017/140961 A1 eine Kupplungsbetätigung für eine Klauenkupplung, die aus einem Schiebemuffenträger, einer Schiebemuffe und einem Kupplungskörper gebildet ist, welche mittels eines Betätigungsaktors und einer Feder realisiert ist.
Insbesondere bei Hybridgetrieben mit zwei Elektromaschinen und einer Verbrennungskraftmaschine, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2018 103 245 A1 bekannt sind, bei denen die eine Elektromaschine im Wesentlichen als ein Generator dient und fest mit der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist und bei denen die andere Elektromaschine im Wesentlichen als ein Antriebsmotor/Fahrmotor/eine Traktionsmaschine dient, ist es erforderlich, dass zwischen verschiedenen Betriebsmodi gewechselt werden kann. Insbesondere soll zwischen einem seriellen Hybridmodus, einem parallelen Hybridmodus und einem Verbrennermodus gewechselt werden können.
Unter einem seriellen Hybridmodus wird dabei verstanden, dass die Verbrennungskraftmaschine keine mechanische/drehmomentübertragende Verbindung zu der Antriebsachse/Abtriebswelle mehr besitzt. Die Verbrennungskraftmaschine treibt die erste, hauptsächlich als Generator fungierende Elektromaschine an, die wiederum die hauptsächliche als Fahrmotor/Antriebsmotor fungierende zweite Elektromaschine mit Strom versorgt oder einen Akku auflädt. Die Antriebsachse wird durch die zweite Elektromaschine angetrieben. Unter einem parallelen Hybridmodus wird dabei verstanden, dass die Verbrennungskraftmaschine eine mechanische / drehmomentübertragende Verbindung zur der Antriebsachse/Abtriebswelle besitzt. Die zweite Elektromaschine kann leer mitlaufen, boosten oder rekuperieren. Unter einem Verbrennermodus wird dabei verstanden, dass die zweite Elektromaschine von der Antriebsachse abgekoppelt ist und nur die Verbrennungskraftmaschine (mit der ersten Elektromaschine) mit der Antriebsachse verbunden ist.
Um zwischen diesen Betriebsmodi wechseln zu können, werden eine erste (zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der Abtriebswelle angeordnete) Kupplung und eine zweite (zwischen der zweiten Elektromaschine und der Abtriebswelle angeordnete) Kupplung in dem Hybridgetriebe eingesetzt, um die Verbrennungskraftmaschine und die erste Elektromaschine bzw. um die zweite Elektromaschine mit der Antriebsachse verbinden oder davon trennen zu können.
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass es bei den gewünschten Schaltzuständen erforderlich ist, die beiden Kupplungen unabhängig voneinander betätigen zu können, wodurch sich bei der Verwendung einer bekannten Kupplungsbetätigung ein großer bzw. doppelter Aufwand ergibt.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll eine robuste und kostengünstige Betätigungsvorrichtung zum unabhängigen Betätigen von zwei Kupplungen bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Betätigungsrichtung und die zweite Betätigungsrichtung zueinander entgegengesetzt ausgerichtet sind. Das heißt, dass die Wirkrichtungen der beiden Kupplungen gegensätzlich sind, ergo die geometrische Anordnung und Ausgestaltung so gewählt ist, dass die erste Betätigungsrichtung der zweiten Betätigungsrichtung entgegengesetzt ist.
Dies hat den Vorteil, dass die beiden Kupplungen durch einen gemeinsamen Betätigungsaktor betätigt, aber gleichzeitig unabhängig voneinander geschlossen werden können. Somit wird die Anzahl an benötigten Elementen für die Betätigungsaktorik verringert und eine besonders kostengünstige Betätigungsvorrichtung bereitgestellt. Insbesondere wird ermöglicht, dass zwischen einem Schaltzustand, in dem beide Kupplungen geschlossen sind, einem Schaltzustand, in dem nur die erste der beiden Kupplungen geschlossen ist (und die andere geöffnet ist), und einem Schaltzustand, in dem nur die zweite der beiden Kupplungen geschlossen ist (und die andere geöffnet ist), gewechselt werden kann. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau kann immer nur eine der beiden Kupplungen geöffnet werden, aber beide Kupplungen unabhängig voneinander geschlossen werden.
Mit anderen Worten können z.B. die beiden Schaltgabeln bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung jeweils in Axialrichtung mit einer Vorlast/Rückstellkraft beaufschlagt sein, durch die jede Schaltgabel in eine geschlossene/eingelegte Schaltstellung, d.h. in eine Stellung, in der die zu betätigende Kupplung geschlossen ist, gedrückt wird. Entgegen der Vorlast/Rückstellkraft (d.h. in die jeweilige Betätigungsrichtung) kann jede Schaltgabel in eine geöffnete/ausgelegte Schaltstellung, d.h. in eine Stellung, in der die zu betätigende Kupplung geöffnet ist, gedrückt werden. Durch die entgegengesetzte Ausrichtung der Vorlast/Rückstellkräfte bzw. der Betätigungsrichtungen ist es möglich, die beiden Schaltgabeln durch einen gemeinsamen Betätigungsaktor zu schalten, da bei Verstellen des Betätigungsaktors in die erste Betätigungsrichtung die erste Schaltgabel aus der geschlossenen Schaltstellung in die geöffnete Schaltstellung verstellt wird, während die zweite Schaltgabel durch die (in Richtung der ersten Betätigungsrichtung wirkende) zweite Rückstellkraft in der geschlossenen Schaltstellung verbleibt bzw. aus der geöffneten Schaltstellung in die geschlossene Schaltstellung zurückgestellt wird. Dementsprechend wird bei Verstellen des Betätigungsaktors in die zweite Betätigungsrichtung die zweite Schaltgabel aus der geschlossenen Schaltstellung in die geöffnete Schaltstellung verstellt, während die erste Schaltgabel durch die (in Richtung der zweiten Betätigungsrichtung wirkende) erste Rückstellkraft in der geschlossenen Schaltstellung verbleibt bzw. aus der geöffneten Schaltstellung in die geschlossene Schaltstellung zurückgestellt wird. Auf diese Weise kann insbesondere eine besonders einfache Synchronisationseinrichtung realisiert werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Betätigungsvorrichtung eine (vorgespannte) Feder aufweisen, die axial zwischen der ersten Schaltgabel und der zweiten Schaltgabel so angeordnet ist, dass sie die erste Rückstellkraft und die zweite Rückstellkraft aufbringt. Das heißt, dass die Vorlast axial zwischen den beiden Schaltgabeln wirkt und die beiden Schaltgabeln durch die Feder auseinandergedrückt werden, so dass die Schiebemuffen jeweils mit dem Kupplungskörper in Eingriff gebracht und beide Formschlusskupplungen geschlossen werden. Dadurch ist es ausreichend, eine einzige Vorlastfeder zu verwenden, was sich kostengünstig auf die Betätigungsvorrichtung auswirkt.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann die Betätigungsvorrichtung eine erste Feder zum Aufbringen der ersten Rückstellkraft und eine zweite Feder zum Aufbringen der zweiten Rückstellkraft aufweisen. Insbesondere kann die Betätigungsvorrichtung ein (Getriebe-)Gehäuse aufweisen, relativ zu dem die erste Schaltgabel und die zweite Schaltgabel zu deren Verstellung axial verschieblich sind. In der alternativen bevorzugten Ausführungsform können/kann die erste Feder zwischen dem Gehäuse und der ersten Schaltgabel angeordnet sein und/oder die zweite Feder zwischen dem Gehäuse und der zweiten Schaltgabel angeordnet sein. Das heißt, dass anstelle einer einzigen Vorlastfeder auch zwei einzelne Vorlastfedern (die jeweils zwischen einer Schaltgabel und dem Gehäuse wirken) verwendet werden können. Dabei muss die resultierende Wirkrichtung auf die Schaltgabel gleichbleiben, d.h. entgegengesetzt zueinander sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Betätigungsvorrichtung einen Betätigungsaktor mit zwei gegenüberliegenden Wirkflächen aufweisen, wobei eine erste Wirkfläche zur Verstellung auf die erste Schaltgabel wirkt und eine zweite Wirkfläche zur Verstellung auf die zweite Schaltgabel wirkt. So kann in Abhängigkeit der Betätigungsrichtung des Betätigungsaktors die erste Wirkfläche oder die zweite Wirkfläche in Wirkeingriff gebracht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Betätigungsaktor drei Schaltstellungen aufweisen. In einer ersten Schaltstellung, beispielsweise in einer Mittelstellung, wirkt der Betätigungsaktor auf keine der beiden Schaltgabeln. In einer zweiten Schaltstellung, in der die zweite Wirkfläche auf die zweite Schaltgabel drückt, wirkt der Betätigungsaktor nur auf die zweite Schaltgabel (und nicht auf die erste Schaltgabel), so dass die zweite Schaltgabel die zugehörige Schiebemuffe aus ihrem Eingriff schiebt und die zweite Kupplung öffnet. In einer dritten Schaltstellung, in der die erste Wirkfläche auf die erste Schaltgabel drückt, wirkt der Betätigungsaktor nur auf die erste Schaltgabel (und nicht auf die zweite Schaltgabel), so dass die erste Schaltgabel die zugehörige Schiebemuffe aus ihrem Eingriff schiebt und die erste Kupplung öffnet. Somit kann auf einfache Weise zwischen drei unterschiedlichen Betriebsmodi geschaltet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Betätigungsaktor selbsthemmend ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass der Betätigungsaktor nur zu einem Wechsel zwischen den Schaltstellungen betätigt werden muss und ohne Betätigung in seiner Schaltstellung verbleibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Betätigungsvorrichtung einen ersten Anschlag zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit der ersten Schaltgabel in Richtung der ersten Rückstellkraft und/oder einen zweiten Anschlag zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit der zweiten Schaltgabel in Richtung der zweiten Rückstellkraft aufweisen. Vorzugsweise können/kann der erste Anschlag und/oder der zweite Anschlag an dem Gehäuse ausgebildet sein. Mit anderen Worten werden die Endlagen der Schaltgabeln in Schließrichtung durch Anschläge zwischen der jeweiligen Schaltgabel und dem Gehäuse festgelegt, so dass vermieden wird, dass sich die Schaltgabel in der geschlossenen Endlage (d.h. in der geschlossenen/eingelegten Schaltstellung) an der Schiebemuffe der zu betätigenden Kupplung abstützt und durch die Relativdrehung Reibungswärme und somit Leistungsverluste sowie Verschleiß erzeugt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Betätigungsvorrichtung eine Wegbegrenzung zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit in der ersten Betätigungsrichtung und zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit in der zweiten Betätigungsrichtung aufweisen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass beim Umschalten zwischen den Schaltzuständen die eine Kupplung geöffnet wird, bevor die andere Kupplung geschlossen ist. Die Wegbegrenzung bildet somit eine Sicherung gegen Einlegen eines ungewollten Leerlaufs sowie einen Überlastschutz für die Feder. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann die Wegbegrenzung so dimensioniert sein, dass die maximale Verstellbarkeit der beiden Schaltgabeln dem einfachen Verfahrweg der durch die Schaltgabel zu betätigenden Schiebemuffe entspricht. Vorzugsweise kann die Wegbegrenzung so dimensioniert sein, dass die maximale Verstellbarkeit auf 5 bis 8 Millimeter begrenzt ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Hybridgetriebe für ein Hybridfahrzeug mit einer solchen Betätigungsvorrichtung gelöst. Das Hybridgetriebe weist eine mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer ersten Elektromaschine verbindbare erste Antriebswelle, eine mit einer zweiten Elektromaschine verbindbare zweite Antriebswelle, eine mit der ersten Antriebswelle und/oder mit der zweiten Antriebswelle verbundene Abtriebswelle, eine erste Trennkupplung zum schaltbaren Verbinden der ersten Antriebswelle mit der Abtriebswelle sowie eine zweite Trennkupplung zum schaltbaren Verbinden der zweiten Antriebswelle mit der Abtriebswelle auf. Dabei sind die erste Trennkupplung und die zweite Trennkupplung durch die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung betätigbar/schaltbar.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Betätigungsvorrichtung gelöst. Das Doppelkupplungsgetriebe weist zwei Antriebswellen, die über je ein Teilgetriebe mit einer Abtriebswelle verbunden sind, eine erste Kupplung zum Schalten zwischen zwei Gangstufen eines ersten Teilgetriebes, und eine zweite Kupplung zum Schalten zwischen zwei Gangstufe eines zweiten Teilgetriebes auf. Dabei sind die erste Kupplung und die zweite Kupplung durch die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung betätigbar/schaltbar.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 bis 3 schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform, eingesetzt in einem Hybridgetriebe,
4 eine schematische Darstellung der Betätigungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform, eingesetzt in einem Hybridgetriebe,
5 eine schematische Darstellung der Betätigungsvorrichtung in einer dritten Ausführungsform, eingesetzt in einem Doppelkupplungsgetriebe, und
6 bis 11 perspektivische Darstellungen der Betätigungsvorrichtung.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können untereinander ausgetauscht werden.
1 bis 3 zeigen schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform. Die Betätigungsvorrichtung 1 dient zum Betätigen, d.h. zum Schalten, einer ersten Kupplung 2 und einer zweiten Kupplung 3.
Die Betätigungsvorrichtung 1 weist eine erste Schaltgabel 4 auf. Die erste Schaltgabel 4 ist zur Betätigung der ersten Kupplung 2 entgegen einer ersten (axialen) Rückstellkraft in eine erste Betätigungsrichtung verstellbar. In der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform wirkt die erste axiale Rückstellkraft von links nach rechts, wohingegen die erste Betätigungsrichtung eine entgegengesetzte Richtung, d.h. eine Richtung von rechts nach links ist. Die erste Schaltgabel 4 kann in die erste Betätigungsrichtung entgegen der ersten Rückstellkraft verstellt werden, um die erste Kupplung 2 zu öffnen. Das heißt, dass die erste Kupplung 2 in einem nicht betätigten Zustand der Betätigungsvorrichtung 1 geschlossen ist.
Die Betätigungsvorrichtung 1 weist eine zweite Schaltgabel 5 auf. Die zweite Schaltgabel 5 ist zur Betätigung der zweiten Kupplung 3 entgegen einer zweiten (axialen) Rückstellkraft in eine zweite Betätigungsrichtung verstellbar. In der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform wirkt die zweite axiale Rückstellkraft von rechts nach links, wohingegen die zweite Betätigungsrichtung eine entgegengesetzte Richtung, d.h. eine Richtung von links nach rechts ist. Die zweite Schaltgabel 5 kann in die zweite Betätigungsrichtung entgegen der zweiten Rückstellkraft verstellt werden, um die zweite Kupplung 3 zu öffnen. Das heißt, dass die zweite Kupplung 3 in einem nicht betätigten Zustand der Betätigungsvorrichtung 1 geschlossen ist.
Demnach sind die beiden Schaltgabeln 4, 5 jeweils in Axialrichtung mit einer Vorlast/Rückstellkraft beaufschlagt, durch die jede Schaltgabel 4, 5 in eine geschlossene/eingelegte Schaltstellung, d.h. in eine Stellung, in der die zu betätigende Kupplung 2, 3 geschlossen ist, gedrückt wird. Entgegen der Vorlast/Rückstellkraft (d.h. in die jeweilige Betätigungsrichtung) kann jede Schaltgabel 4, 5 in eine geöffnete/ausgelegte Schaltstellung, d.h. in eine Stellung, in der die zu betätigende Kupplung 2, 3 geöffnet ist, gedrückt werden.
Die erste Kupplung 2 und/oder die zweite Kupplung 3 können/kann insbesondere als Formschlusskupplung, beispielsweise als Klauenkupplung ausgebildet sein. Die Formschlusskupplung wird durch eine Schiebemuffe 6, einen Schiebemuffenträger 7 und einen Kupplungskörper 8 gebildet. Durch axiale Verschiebung der Schiebemuffe 6 wird die Formschlusskupplung betätigt. Dabei greift die jeweilige Schaltgabel 4, 5 in die Schiebemuffe 6 der zu betätigenden Kupplung 2, 3 ein, so dass eine (axiale) Verstellung der jeweiligen Schaltgabel 4, 5 die axiale Verschiebung der Schiebemuffe 6 hervorruft.
Erfindungsgemäß sind die erste Betätigungsrichtung und die zweite Betätigungsrichtung zueinander entgegengesetzt ausgerichtet. Das heißt, dass die Wirkrichtungen der beiden Kupplungen 2, 3 gegensätzlich sind. Die Betätigungsvorrichtung 1 weist einen Betätigungsaktor 9 auf, durch den die erste Schaltgabel 4 und die zweite Schaltgabel 5 gemeinsam, aber unabhängig voneinander betätigt werden können. Durch die entgegengesetzte Ausrichtung der Vorlast/Rückstellkräfte bzw. der Betätigungsrichtungen ist es möglich, die beiden Schaltgabeln 4, 5 durch den gemeinsamen Betätigungsaktor 9 zu schalten.
Bei Verstellen des Betätigungsaktors 9 in die erste Betätigungsrichtung (hier nach links) wird die erste Schaltgabel 4 aus der geschlossenen Schaltstellung in die geöffnete Schaltstellung verstellt, während die zweite Schaltgabel 5 durch die (in Richtung der ersten Betätigungsrichtung wirkende) zweite Rückstellkraft in der geschlossenen Schaltstellung verbleibt bzw. aus der geöffneten Schaltstellung in die geschlossene Schaltstellung zurückgestellt wird. Bei Verstellen des Betätigungsaktors 9 in die zweite Betätigungsrichtung (hier nach rechts) wird die zweite Schaltgabel 5 aus der geschlossenen Schaltstellung in die geöffnete Schaltstellung verstellt, während die erste Schaltgabel 4 durch die (in Richtung der zweiten Betätigungsrichtung wirkende) erste Rückstellkraft in der geschlossenen Schaltstellung verbleibt bzw. aus der geöffneten Schaltstellung in die geschlossene Schaltstellung zurückgestellt wird. Somit kann zwischen einem ersten Schaltzustand (vgl. 1), in dem beide Kupplungen 2, 3 geschlossen sind, einem zweiten Schaltzustand (vgl. 2), in dem nur die erste Kupplung 2 geschlossen ist (und die zweite Kupplung 3 geöffnet ist), und einem dritten Schaltzustand (vgl. 3), in dem nur die zweite Kupplung 3 geschlossen ist (und die erste Kupplung 2 geöffnet ist), gewechselt werden.
Vorzugsweise kann die Betätigungsvorrichtung 1 eine (vorgespannte) Feder 10 aufweisen, die axial zwischen der ersten Schaltgabel 4 und der zweiten Schaltgabel 5 so angeordnet ist, dass sie die erste Rückstellkraft und die zweite Rückstellkraft aufbringt. Die Feder 10 wirkt also axial zwischen den beiden Schaltgabeln 4, 5, so dass sie die beiden Schaltgabeln 4, 5 auseinanderdrückt und die Schiebemuffen 6 jeweils mit dem Kupplungskörper 8 in Eingriff gebracht und beide Formschlusskupplungen geschlossen sind. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, kann die Betätigungsvorrichtung 1 alternativ eine erste Feder zum Aufbringen der ersten Rückstellkraft und eine zweite Feder zum Aufbringen der zweiten Rückstellkraft aufweisen. Insbesondere kann die Betätigungsvorrichtung 1 ein (Getriebe-)Gehäuse aufweisen, relativ zu dem die erste Schaltgabel 4 und die zweite Schaltgabel 5 zu deren Verstellung axial verschieblich sind. Das heißt, dass die erste Feder zwischen dem Gehäuse und der ersten Schaltgabel 4 angeordnet sein kann und/oder die zweite Feder zwischen dem Gehäuse und der zweiten Schaltgabel 5 angeordnet sein kann.
Vorzugsweise kann der Betätigungsaktor 9 zwei gegenüberliegende Wirkflächen 11, 12 aufweisen, wobei eine erste Wirkfläche 11 zur Verstellung auf die erste Schaltgabel 4 wirkt und eine zweite Wirkfläche 12 zur Verstellung auf die zweite Schaltgabel 5 wirkt. Insbesondere kann der Betätigungsaktor 9 drei Schaltstellungen aufweisen. In einer ersten Schaltstellung (vgl. 1), beispielsweise in einer Mittelstellung, wirkt der Betätigungsaktor 9 auf keine der beiden Schaltgabeln 4, 5. In einer zweiten Schaltstellung (vgl. 2), in der die zweite Wirkfläche 12 auf die zweite Schaltgabel 5 drückt, wirkt der Betätigungsaktor 9 nur auf die zweite Schaltgabel 5 (und nicht auf die erste Schaltgabel 4), so dass die zweite Schaltgabel 5 die zugehörige Schiebemuffe 6 aus ihrem Eingriff schiebt und die zweite Kupplung 3 öffnet. In einer dritten Schaltstellung, in der die erste Wirkfläche 11 auf die erste Schaltgabel 4 drückt, wirkt der Betätigungsaktor 9 nur auf die erste Schaltgabel 4 (und nicht auf die zweite Schaltgabel 5), so dass die erste Schaltgabel 4 die zugehörige Schiebemuffe 6 aus ihrem Eingriff schiebt und die erste Kupplung 2 öffnet.
Vorzugsweise können/kann die erste Schaltgabel 4 und/oder die zweite Schaltgabel 5 in einer Axialführung 13 in dem Gehäuse angeordnet sein.
Insbesondere kann der Betätigungsaktor 9 selbsthemmend ausgebildet sein. Das heißt, dass der Betätigungsaktor 9 nur zu einem Wechsel zwischen den Schaltstellungen betätigt werden muss und ohne Betätigung in seiner Schaltstellung verbleibt.
Vorzugsweise kann die Betätigungsvorrichtung 1 einen ersten Anschlag 14 zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit der ersten Schaltgabel 4 in Richtung der ersten Rückstellkraft und/oder einen zweiten Anschlag 15 zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit der zweiten Schaltgabel 5 in Richtung der zweiten Rückstellkraft aufweisen. Vorzugsweise können/kann der erste Anschlag 14 und/oder der zweite Anschlag 15 an dem Gehäuse ausgebildet sein.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung 1, die der ersten Ausführungsform entspricht. Zusätzlich kann die Betätigungsvorrichtung 1 in der zweiten Ausführungsform eine Wegbegrenzung 16 zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit in der ersten Betätigungsrichtung und zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit in der zweiten Betätigungsrichtung aufweisen. Vorzugsweise kann die Wegbegrenzung 16 so dimensioniert sein, dass die maximale Verstellbarkeit der beiden Schaltgabeln 4, 5 dem einfachen Verfahrweg der durch die Schaltgabel 4, 5 zu betätigenden Schiebemuffe 6 entspricht. Beispielsweise kann die Wegbegrenzung 16 so dimensioniert sein, dass die maximale Verstellbarkeit auf 5 bis 8 Millimeter begrenzt ist.
In den in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen ist die Betätigungsvorrichtung 1 in einem Hybridgetriebe 17 eingesetzt. Das Hybridgetriebe 17 weist eine mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer ersten Elektromaschine verbindbare erste Antriebswelle 18, eine mit einer zweiten Elektromaschine verbindbare zweite Antriebswelle 19 und eine mit der ersten Antriebswelle 18 und/oder mit der zweiten Antriebswelle 18 verbindbare/verbundene Abtriebswelle 20 auf. In den Figuren ist lediglich ein Teil eines auf der zweiten Antriebswelle 19 sitzenden Zahnrads bzw. ein Teil eines auf der Abtriebswelle 20 sitzenden Differential-Zahnrads dargestellt. Der Einfachheit halber wird das Zahnrad bzw. Differential-Zahnrads als die zweite Antriebswelle 19 bzw. als die Abtriebswelle 20 bezeichnet. Die erste Kupplung 2 dient als eine erste Trennkupplung 2 zum schaltbaren Verbinden der ersten Antriebswelle 18 mit der Abtriebswelle 20. Die zweite Kupplung 3 dient als eine zweite Trennkupplung 3 zum schaltbaren Verbinden der zweiten Antriebswelle 19 mit der Abtriebswelle 20. Dabei sind die erste Trennkupplung 2 und die zweite Trennkupplung 3 durch die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 1 betätigbar/schaltbar.
In der in 5 dargestellten Ausführungsform ist die Betätigungsvorrichtung 1 in einem Doppelkupplungsgetriebe 21 eingesetzt. Je nach Schaltstellung der ersten Kupplung 2 und der zweiten Kupplung 3 ist eine erste Gangstufe 22, eine zweite Gangstufe 23, eine dritte Gangstufe 24 und/oder eine vierte Gangstufe 25 eingelegt, um eine erste Antriebswelle 26 bzw. eine zweite Antriebswelle 27 mit einer Abtriebswelle 28 zu verbinden. In der unbetätigten Stellung des Betätigungsaktors 9 sind die zweite Gangstufe 23 und die dritte Gangstufe 24 eingelegt. Durch Betätigung in die erste Betätigungsrichtung (hier nach rechts) wird die zweite Gangstufe 23 ausgelegt und die vierte Gangstufe 25 eingelegt. Durch Betätigung in die zweite Betätigungsrichtung (hier nach links) wird die dritte Gangstufe 24 ausgelegt und die erste Gangstufe 22 eingelegt.
6 bis 11 zeigen perspektivische Darstellungen der Betätigungsvorrichtung 1 in verschiedenen Schaltstellungen. Die Betätigungsvorrichtung 1 weist einen Betätigungsaktor 9 in Form eines Aktormotors 29 auf. Durch Betätigen des Aktormotors 29 kann eine Mutter 30 auf einer Gewindespindel 31 (auf- und ab-) bewegt werden. Durch die Bewegung der Mutter 30 wird ein Hebel 32 um ein Drehgelenk 33 verdreht. Der Hebel 32 ist an einem ersten Anlenkpunkt 34 (bzw. einer ersten Wirkfläche 11) mit der ersten Schaltgabel 4 verbunden und an einem zweiten Anlenkpunkt 35 (bzw. einer zweiten Wirkfläche 12) mit der zweiten Schaltgabel 5 verbunden. Durch die Betätigung des Aktormotors 29 wird die erste Schaltgabel 4 bzw. die zweite Schaltgabel 5 auf einer Führungsstange 36 (bzw. einer Axialführung 13) axial entgegen der Rückstellkraft der Feder 10 verlagert.
6 und 7 zeigen die Betätigungsvorrichtung 1 in einer Mittelstellung, in der die Schaltgabeln 4, 5 in einer unbetätigten Stellung sind. 8 und 9 zeigen die Betätigungsvorrichtung 1 in einer Stellung, in der die Mutter 30 nach unten verfahren ist, die zweite Schaltgabel 5 in einer betätigten Stellung ist, und die erste Schaltgabel 4 in einer unbetätigten Stellung ist. 10 und 11 zeigen die Betätigungsvorrichtung 1 in einer Stellung, in der die Mutter 30 nach oben verfahren ist, die erste Schaltgabel 4 in einer betätigten Stellung ist, und die zweite Schaltgabel 5 in einer unbetätigten Stellung ist.
Bezugszeichenliste

1: Betätigungsvorrichtung
2: erste Kupplung
3: zweite Kupplung
4: erste Schaltgabel
5: zweite Schaltgabel
6: Schiebemuffe
7: Schiebemuffenträger
8: Kupplungskörper
9: Betätigungsaktor
10: Feder
11: erste Wirkfläche
12: zweite Wirkfläche
13: Axialführung
14: erster Anschlag
15: zweiter Anschlag
16: Wegbegrenzung
17: Hybridgetriebe
18: erste Antriebswelle
19: zweite Antriebswelle
20: Abtriebswelle
21: Doppelkupplungsgetriebe
22: erste Gangstufe
23: zweite Gangstufe
24: dritte Gangstufe
25: vierte Gangstufe
26: erste Antriebswelle
27: zweite Antriebswelle
28: Abtriebswelle
29: Aktormotor
30: Mutter
31: Gewindespindel
32: Hebel
33: Drehgelenk
34: erster Anlenkpunkt
35: zweiter Anlenkpunkt
36: Führungsstange

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2017/0051826 A1 [0002]
WO 2017/140961 A1 [0002]
DE 102018103245 A1 [0003]

Claims

Betätigungsvorrichtung (1) zum Betätigen von zwei Kupplungen (2, 3), mit einer ersten Schaltgabel (4), die zur Betätigung einer ersten Kupplung (2) entgegen einer ersten Rückstellkraft in eine erste Betätigungsrichtung verstellbar ist, und einer zweiten Schaltgabel (5), die zur Betätigung einer zweiten Kupplung (3) entgegen einer zweiten Rückstellkraft in eine zweite Betätigungsrichtung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Betätigungsrichtung und die zweite Betätigungsrichtung zueinander entgegengesetzt ausgerichtet sind.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) eine Feder (10) aufweist, die axial zwischen der ersten Schaltgabel (4) und der zweiten Schaltgabel (5) so angeordnet ist, dass sie die erste Rückstellkraft und die zweite Rückstellkraft aufbringt.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) eine erste Feder zum Aufbringen der ersten Rückstellkraft und eine zweite Feder zum Aufbringen der zweiten Rückstellkraft aufweist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) einen Betätigungsaktor (9) mit zwei gegenüberliegenden Wirkflächen (11, 12) aufweist, wobei eine erste Wirkfläche (11) zur Verstellung auf die erste Schaltgabel (4) wirkt und eine zweite Wirkfläche (12) zur Verstellung auf die zweite Schaltgabel (5) wirkt.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsaktor drei Schaltstellungen aufweist, wobei der Betätigungsaktor (9) in einer ersten Schaltstellung auf keine der beiden Schaltgabeln (4, 5), in einer zweiten Schaltstellung nur auf die zweite Schaltgabel (5) und in einer dritten Schaltstellung nur auf die erste Schaltgabel (4) wirkt.
Betätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsaktor (9) selbsthemmend ausgebildet ist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) einen ersten Anschlag (14) zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit der ersten Schaltgabel (4) in Richtung der ersten Rückstellkraft und/oder einen zweiten Anschlag (15) zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit der zweiten Schaltgabel (5) in Richtung der zweiten Rückstellkraft aufweist.
Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) eine Wegbegrenzung (16) zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit in der ersten Betätigungsrichtung und zum Begrenzen der maximalen Verstellbarkeit in der zweiten Betätigungsrichtung aufweist.
Hybridgetriebe (17) für ein Hybridfahrzeug, mit einer Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, einer mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer ersten Elektromaschine verbindbaren ersten Antriebswelle (18), einer mit einer zweiten Elektromaschine verbindbaren zweiten Antriebswelle (19), einer mit der ersten Antriebswelle (18) und/oder mit der zweiten Antriebswelle (19) verbundenen Abtriebswelle (20), einer ersten Trennkupplung (2) zum schaltbaren Verbinden der ersten Antriebswelle (18) mit der Abtriebswelle (20) sowie einer zweiten Trennkupplung (3) zum schaltbaren Verbinden der zweiten Antriebswelle (19) mit der Abtriebswelle (20), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Trennkupplung (2) und die zweite Trennkupplung (3) durch die Betätigungsvorrichtung (1) betätigbar sind.
Doppelkupplungsgetriebe (21) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Betätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zwei Antriebswellen (26, 27), die über je ein Teilgetriebe (22, 23, 24, 25) mit einer Abtriebswelle (28) verbunden sind, einer ersten Kupplung (2) zum Schalten zwischen zwei Gangstufen (23, 25) eines ersten Teilgetriebes (23, 25), und einer zweiten Kupplung (3) zum Schalten zwischen zwei Gangstufe (22, 24) eines zweiten Teilgetriebes (22, 24), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (2) und die zweite Kupplung (3) durch die Betätigungsvorrichtung (1) betätigbar sind.