DE10207759A1

DE10207759A1 - Elektromotorische Ausrückvorrichtung für eine Schalttrennkupplung

Info

Publication number: DE10207759A1
Application number: DE2002107759
Authority: DE
Inventors: Ludwig Winkelmann; Steffen Dittmer; Bernhard Kloepfer
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-02-23
Publication date: 2003-09-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ausrückvorrichtung (1a), die zwischen einem Schaltgetriebe (2) und einer Schalttrennkupplung (3) eingesetzt ist. Der Aufbau umfasst einen rotationssymmetrisch gestalteten Elektromotor (5a), der mit einem Ausrücklager (6a) sowie einer als Gewindetrieb ausgelegten Stelleinrichtung (7) eine Baueinheit (4a) bildet.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Ausrückvorrichtung für eine Schalttrennkupplung, die zwischen einem Schaltgetriebe und der Schalttrennkupplung einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist. Der Aufbau der Ausrückvorrichtung umfasst ein axial verschiebbares, mit einer Kupplungsfeder der Schalttrennkupplung zusammenwirkendes Ausrücklager, das eine das Schaltgetriebe mit der Brennkraftmaschine verbindende Antriebswelle umschließt. Die Betätigung des auf einem Trägerteil angeordneten Ausrücklagers erfolgt mittels eines Elektromotors.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige Ausrückvorrichtung ist aus der DE 41 40 122 A1 bekannt. Diese Vorrichtung umfasst einen Elektromotor, welcher achsparallel zu einer Kupplungsachse angeordnet ist und der über ein stufenlos verstellbares Getriebe in Verbindung mit einem weiteren Stirnradgetriebe die Schraubspindel eines Spindelgetriebes antreibt. Eine mit der Schraubenspindel zusammenwirkende Spindelmutter, die sich gegenüber Drehbewegungen an einem Gehäuseteil abstützt, trägt auf einem Wälzlager einen Druckring, welcher auf Kupplungsfedern derartig einwirkt, dass die Kupplung bei Bewegung des Spindelgetriebes in eine Richtung gelöst und bei einer Gegenbewegung wieder einrückt.

Mit der DE 35 18 868 A1 ist eine elektromotorische Betätigung einer Schalttrennkupplung beschrieben, bei der ein in einem Gehäuse gelagerter Elektromotor mit einer gleichfalls in diesem Gehäuse gelagerten Kupplungsbetätigungswelle in Verbindung steht. Die Betätigungswelle ist mit einem Ausrückhebel verbunden, dessen endseitig gezahnter Sektor mit einem Zahnrad sowie mit einer einstückig dem Elektromotor zugeordneten Schnecke verbundene ist. An dem Ausrückhebel greift weiterhin eine Feder an, welche beim Bewegen des Ausrückhebels aus einer Totpunktlage heraus geschwenkt wird und so die weitere Betätigung unterstützt.

Die Ausrückvorrichtung DE 44 43 649 A1 zeigt eine weitere elektromotorische Ausrückvorrichtung. Das Gehäuse des Ausrücklagers weist dabei eine partielle Verzahnung auf, deren Länge dem maximalen axialen Stellweg des Ausrücklagers angepasst ist. In die Verzahnung greift eine auf einer Welle des Elektromotors befestigte Schnecke unmittelbar ein.

Diese bekannten Lösungen erfordern speziell gestaltete Ausrücklager und einen vergrößerten Einbauraum, insbesondere bei den Vorrichtungen, bei denen zwischen dem Elektromotor und dem Ausrücklager eine Spindel bzw. ein Stirnradgetriebe angeordnet ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine bauraumoptimierte, elektromotorische Ausrückvorrichtung zu schaffen, die einen optimierten Schaltkomfort in Verbindung mit einer hohen Betriebssicherheit gewährleistet. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine einfach montierbare, kostengünstig gestaltete elektromotorische Ausrückvorrichtung zu realisieren, die für eine Großserienanwendung geeignet ist.

Zur Lösung dieser Problemstellung ist nach Anspruch 1 erfindungsgemäß ein Elektromotor vorgesehen, der gemeinsam mit einem Ausrücklager sowie einer Stellvorrichtung eine Baueinheit bildet, die zumindest teilweise in einem Gehäuse integriert und mit der Schalttrennkupplung verbunden ist. Dieser Aufbau ermöglicht den Einbau der elektromotorischen Ausrückvorrichtung in einem vorhandenen Kupplungsgehäuse einer Brennkraftmaschine und erfordert damit kein speziell ausgeführtes Gehäuse. Die erfindungsgemäße Ausrückvorrichtung verlangt lediglich eine Anpassung der Schalttrennkupplung an die elektromotorische Ausrückvorrichtung bzw. deren Baueinheit. Weiterhin vereinfacht die Erfindung eine Montage, da alle Bauteile der Baueinheit in dem Gehäuse integriert bzw. diese mit dem Gehäuse verbunden sind. Dazu kann die Baueinheit vorteilhaft als ein Zulieferteil als eine vormontierbare Einheit mit der Schalttrennkupplung komplettiert werden.

Die Lösung gemäß Anspruch 2 sieht vor, dass ein Bauteil des Elektromotors der Rotor oder der Stator mit dem Ausrücklager sowie einer Stelleinrichtung eine Baueinheit bildet, wobei die Bauteile zumindest teilweise in einem Gehäuse integriert sind und die Baueinheit mit der Schalttrennkupplung verbunden ist und mit dieser rotiert. Das weitere Bauteil des Elektromotors der Rotor oder der Stator ist dagegen drehstarr, vorzugsweise mit dem Getriebegehäuse verbunden.

Beiden Erfindungen gemeinsam ist, dass die gesamte elektromotorische Ausrückvorrichtung die Antriebswelle konzentrisch umschließt, welche die Brennkraftmaschine bzw. die Schalttrennkupplung mit dem Schaltgetriebe verbindet. Eine Aktivierung des Elektromotors bewirkt eine axiale Verschiebung der Stelleinrichtung, die ein Ausrücken bzw. Einrücken des Ausrücklagers ermöglicht.

Die Erfindungen zeichnen sich weiterhin durch eine kompakte Bauweise der gesamten elektromotorischen Ausrückvorrichtung aus, die bevorzugt vormontiert mit einem geringen Aufwand zentrisch an der Schalttrennkupplung befestigt werden kann.

Beide Lösungen umfassen ein Ausrücklager, dessen Innenring und Außenring mit der Schalttrennkupplung umläuft. Lediglich bei einer Betätigung, d. h. bei einer axialen Verstellung mittels der über den Elektromotor angetriebenen Stelleinrichtung, folgt eine Relativbewegung zwischen den Lagerringen des Ausrücklagers. Aufgrund der niedrigen Relativdrehzahlen zwischen den Lagerringen, die ausschließlich bei einer Betätigung der Vorrichtung auftreten, können Ausrücklager mit einer niedrigeren Qualitätsstufe eingesetzt werden, die in einer geringeren Genauigkeit gefertigt sind, verbunden mit einem Kostenvorteil.

In vorteilhafter Weise ermöglichen die Erfindungen eine kompakte, sowohl in radialer als auch in axialer Richtung bauraumoptimierte, elektromotorische Ausrückvorrichtung. Der erfindungsgemäße Aufbau zeichnet sich außerdem durch eine hohe Steifigkeit aus. Die Vorrichtung besteht aus einfach aufgebauten, kostengünstig herstellbaren Bauteilen, die eine robuste, spielfreie Ausführung sicherstellen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 3 bis 34.

Als eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die elektromotorische Ausrückvorrichtung mit einem rotationssymmetrisch aufgebauten Elektromotor zu versehen, bei dem der Rotor wie auch der Stator übereinstimmend zylindrisch so gestaltet sind, dass ein Bauteil das weitere Bauteil koaxial umschließt. Diese Bauform eines Elektromotors begünstigt eine kompakte Bauweise, insbesondere in radialer Richtung. Weiterhin vereinfacht die zylindrische Bauform die Montage und begünstigt die Herstellkosten dieser Bauteile.

Ein alternativer Aufbau eines Elektromotors für eine erfindungsgemäße elektromotorische Ausrückvorrichtung sieht vor, nur den Rotor mit dem Ausrücklager umlaufend zu gestalten. Der Rotor steht mit dem drehstarr, bevorzugt an dem Getriebegehäuse befestigten Stator in einer Wirkverbindung, wobei der Stator den Rotor vorzugsweise koaxial umschließt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die in einem Gehäuse integrierten, bzw. mit einem Gehäuse zu einer Baueinheit, verbundenen Bauteile, das Ausrücklager, den Elektromotor und die Stelleinrichtung weiterhin mit einem Trägerteil zu kombinieren, an dem die Kupplungsfeder der Schalttrennkupplung kraftschlüssig abgestützt ist. In vorteilhafter Weise umschließt das Trägerteil innenseitig die als Gewindetrieb ausgelegte Stelleinrichtung und erstreckt sich axial über die gesamte Breite der elektromotorischen Ausrückvorrichtung.

Erfindungsgemäß ist ein stirnseitiger Deckel der Schalttrennkupplung, zur Aufnahme der erfindungsgemäßen elektromotorischen Ausrückvorrichtung einstückig mit einem axial vorstehenden zylindrischen Ansatz versehen, welcher unmittelbar mit der elektromotorischen Ausrückvorrichtung verbunden ist. Dabei ist das U-förmige Gehäuse in der Einbaulage so ausgerichtet, dass deren Schenkel horizontal verlaufen und dabei radial beabstandet zu dem einstückig mit dem Deckel der Schalttrennkupplung verbundenen Ansatz ausgerichtet sind. Die Schenkel bilden innen- und außenseitig des Ansatzes kreisringförmige Aufnahmen bzw. Einbauräume, die einerseits für den Elektromotor und andererseits für das Ausrücklager bestimmt sind.

Ein vorteilhafter Aufbau der elektromotorischen Ausrückvorrichtung umfasst einen Rotor des Elektromotors, welcher unmittelbar an dem radial äußeren Schenkel des Gehäuses befestigt ist und der zugehörige Stator den axial vorstehenden Ansatz des Deckels der Schalttrennkupplung außenseitig umschließt. Eine solche Elektromotoranordnung ist bevorzugt mit einem elektrischen Schleifkontakt versehen, welcher einen Kabelanschluss aufweist, an dem beispielsweise ein an dem Kupplungsgehäuse oder dem Getriebegehäuse ortsfest angeordnetes Elektrokabel angeschlossen ist.

Die vorzugsweise als ein Gewindetrieb ausgelegte Stelleinrichtung ist gemäß der Erfindung in dem kreisringförmigen Einbauraum eingesetzt, welcher radial innenseitig von dem als eine zylindrische Buchse gestalteten Trägerteil und radial außenseitig von dem inneren Schenkel des Gehäuses begrenzt ist. Als Gewindetrieb ist bevorzugt ein Rollengewindetrieb vorgesehen, mit zylindrisch gestalteten, symmetrisch umfangsverteilt angeordneten Rollen, die formschlüssig in ein Innengewinde des äußeren Gehäuseschenkels sowie in ein Außengewinde des Trägerteils formschlüssig eingreifen.

Der Aufbau des Rollengewindetriebs sieht weiterhin vor, dass deren Rollen in einem Käfig geführt sind, der zumindest an einer Stirnseite an einem Endring oder einem Begrenzungsbund abgestützt ist. Vorzugsweise ist das für die Rollen bestimmte Innengewinde an dem Schenkel des Gehäuses mit in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmungen versehen. Die Ausnehmungen in Verbindung mit stirnseitigen Rückführkonturen des Endrings bzw. des Begrenzungsbundes ermöglichen bei einer definierten Endlage des Ausrücklagers, eine selbsttätige Rückführung der Rollen in einer für Rollengewindetriebe üblichen Art. Diese Rückführeinrichtung gewährleistet, dass die Rollen im gleichen Arbeitsbereich verbleiben und damit kein Verschieben des Abstützbereiches erfolgt.

Vorteilhaft ist eine kleine Gewindesteigung für den Rollengewindetrieb vorgesehen, um die Positioniergenauigkeit zu verbessern, ein minimales Eingangsdrehmoment sowie einen hohen Wirkungsgrad sicherzustellen. Aufgrund der großer tragfähiger Kontaktflächen ergibt sich für den Gewindetrieb eine verbesserte Steifigkeit und Tragfähigkeit, die sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt.

Alternativ zu einem Rollengewindetrieb mit einer Rückführeinrichtung schließt die erfindungsgemäße elektromotorische Ausrückvorrichtung als kostensenkende Maßnahme, einen Rollengewindetrieb ohne Rückführung der Rollen ein.

Um die Spielfreiheit und die Reibung zu optimieren, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass zumindest eine Rillenflanke der Gewinderolle, des Innengewindes an dem Gehäuseschenkel oder dem Außengewinde von dem Trägerteil eine gezielte Balligkeit aufweist, um damit definierte, gezielte Berührverhältnisse bzw. Kontaktstellen aller mit dem Gewinde in Zusammenhang stehenden Bauteile zu erzielen.

Alternativ umfasst die Erfindung zur Erzielung einer spielfreien Stelleinrichtung ein Gewinde, bei dem zwischen den Rillen unterschiedlich zu einer Gewindesteigung des Innengewindes an dem Gehäuseschenkel oder des Außengewindes an dem Trägerteil gestaltet ist.

Die elektromotorische Ausrückvorrichtung gemäß der Erfindung kann alternativ zu dem erläuterten Rollengewindetrieb mit anderen geeigneten Stelleinrichtungen kombiniert werden, die eine Linearbewegung ausüben, beispielsweise ein Bewegungsgewindetrieb, insbesondere ein Kugelgewindetrieb.

Die Gestaltung des Trägerteils umfasst an der zur Schalttrennkupplung gerichteten Seite einen rechtwinklig zu einer Längsmittelachse der Schalttrennkupplung ausgerichteten, vorzugsweise umlaufenden Bord, an dem die Kupplungsfeder bzw. die Kupplungsfedern kraftschlüssig abgestützt sind.

Zur Erzielung einer lageorientierten Abstützung der Kupplungsfedern an dem Trägerteil ist der Bord mit Führungsnasen versehen, die gleichzeitig einen nachteiligen Schlupf bzw. Relativverdrehung zwischen den Kupplungsfedern und dem Trägerteil verhindern. Alternativ zu Führungsnasen schließt die Erfindung Kupplungsfedern ein, die beispielsweise vorstehende Noppen oder Nasen aufweisen, die in Ausnehmungen des Trägerteilbordes formschlüssig eingreifen.

Die erfindungsgemäße elektromotorische Ausrückvorrichtung ist für alle Bauarten von bekannten Schalttrennkupplungen einsetzbar. Darin eingeschlossen ist neben einer Einscheiben-Schalttrennkupplung, beispielsweise eine als Doppelkupplung aufgebaute Schalttrennkupplung oder eine Schalttrennkupplung, die mit einem Zweimassenschwungrad eine Einheit bildet.

Als Ausrücklager ist bevorzugt ein als Schrägschulterlager ausgebildetes Wälzlager vorgesehen. Dazu eignet sich insbesondere ein als Rillenkugellager oder zweireihiges Schrägkugellager aufgebautes Wälzlager. Außerdem schließt die Erfindung ein Rollenlager ein, deren stirnseitig angefaste Wälzkörper mit einer Schulter des zugehörigen Lagerrings zusammenwirken, um auftretende Axialkräfte zu übertragen. Ebenso ist ein Kreuzrollenlager oder ein Rillen-Rollenlager einsetzbar.

Als Maßnahme den Bauteilumfang der erfindungsgemäßen elektromotorischen Ausrückvorrichtung zu reduzieren bietet es sich weiterhin an, die Wälzkörper des Ausrücklagers unmittelbar zwischen Bauteilen der erfindungsgemäßen elektromotorischen Ausrückvorrichtung anzuordnen. Dazu bietet es sich an, dass die Wälzkörper außenseitig an dem zylindrischen Ansatz des Schalttrennkupplungs-Deckels und innenseitig an inneren Schenkel des U- förmigen Gehäuses geführt sind. Der Ansatz des Deckels bzw. der Gehäuseschenkel die zusätzlich die Funktion eines Lagerringes übernehmen, sind dazu mit entsprechend ausgebildeten Wälzkörperlaufbahnen versehen. Weiterhin kann ein Ausrücklager eingesetzt werden, dessen Wälzkörper einerseits an einem separaten Lagerring und anderseits an einem als Mehrfunktionsteil gestalteten Bauteil der Ausrückvorrichtung geführt sind.

Das Ausrücklager ist bevorzugt vorgespannt eingesetzt um einen nachteiligen Schlupf zwischen den einzelnen Bauteilen des Wälzlagers zu vermeiden. Dazu eignet sich beispielsweise eine elastische Hülse, die in einen Ringspalt zwischen einem Lagerring und dem zugehörigen Anlageteil eingesetzt ist oder eine elastische Scheibe, die in Form eines Federmittels zumindest einen Lagerring des Wälzlagers stirnseitig beaufschlagt. Alternativ ist eine Bördelhülse mit oder ohne ein Federelement einsetzbar, das innenseitig den zweiteiligen Innenring des Wälzlagers umschließt und deren endseitige Borde sich vorzugsweise unter Vorspannung an den Stirnseiten des inneren Wälzlagerrings abstützen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der elektromotorischen Ausrückvorrichtung sieht vor, den Elektromotor radial zu der Längsmittelachse der Ausrückvorrichtung anzuordnen. Diese Maßnahme ermöglicht einen optimal geringen axialen Abstand zwischen dem ebenfalls radial angeordneten Rotor und dem Stator. Dabei ist der Stator bevorzugt drehstarr, beispielsweise an dem Getriebegehäuse befestigt und der Rotor mit der Stelleinrichtung verbunden.

Weiterhin bietet es sich an, die Ausrückvorrichtung so anzuordnen bzw. elektrisch so zu schalten, dass der elektromotorische Antrieb als eine Elektrobremse wirkt. Ein dabei eingeleitetes Abbremsmoment ermöglicht den Ausrückvorgang der Stellvorrichtung. Dagegen stellt sich unmittelbar nach Lösen der Elektrobremse selbsttätig der Einrückvorgang der Stellvorrichtung ein.

Zur Verbesserung der Lebensdauer sowie zur Verringerung der Reibung schließt die Erfindung weiterhin eine Stelleinrichtung ein, bei der die gleitend oder formschlüssig in Eingriff befindlichen Bauteile beschichtet sind. Bevorzugt eigentlich sich dazu eine DLC (diamond like carbon) Beschichtung.

Als Maßnahme die Reibung zu mindern bzw. das Geräusch zu reduzieren ist weiterhin ein Anlagebereich bzw. Kontaktstelle zwischen der vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildeten Kupplungsfeder und dem Bord des Trägerteils beschichtet. Dazu eignet sich insbesondere eine Teflon- oder eine TN- Beschichtung.

Die Erfindung schließt neben den zuvor genannten Beschichtungen auch alle weiteren handelsüblichen Beschichtungen ein, die geeignet sind die Lebensdauer der einzelnen Bauteile zu erhöhen, die Reibung zu vermindern und gleichzeitig eine Geräuschreduzierung zu bewirken.

Die elektromotorische Ausrückvorrichtung kann weiterhin mit Sensoren bestückt werden bzw. mit Sensoren zusammenwirken, die insbesondere als Weg- und/oder Kraftsensoren ausgelegt sind. Damit kann das Ein- und Ausrücken gemäß den gewünschten Betriebszuständen beispielsweise über eine Steuerelektronik oder ein Motormanagement kontrolliert werden. Weiterhin kann beispielsweise der Verschleißzustand einer Mitnehmerscheibe der Schalttrennkupplung und/oder des Ausrücklagers bestimmt werden sowie allgemein die Funktion der Ausrückvorrichtung überwacht werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße elektromotorische Ausrückvorrichtung in einer Einbaulage;
Fig. 2 die elektromotorische Ausrückvorrichtung mit einem als Rillenkugellager ausgelegten Ausrücklager;
Fig. 3 ein radial zu einer Längsmittelachse der Ausrückvorrichtung ausgerichteter Elektromotor;
Fig. 4 eine weitere elektromotorische Ausrückvorrichtung mit einem als Rollenlager gestalteten Ausrücklager;
Fig. 5 eine elektromotorische Ausrückvorrichtung, bei der die Lagerringe des Ausrücklagers von Bauteilen der Ausrückvorrichtung gebildet werden;
Fig. 6 den Aufbau der als Gewindetrieb ausgelegten Stelleinrichtung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte elektromotorische Ausrückvorrichtung 1a bis 1d ist axial zwischen einem Schaltgetriebe 2 und einer Schalttrennkupplung 3 eingesetzt, wobei die Schalttrennkupplung 3 einer in den Fig. 1 bis 4 nicht abgebildeten Brennkraftmaschine zugeordnet ist.
Die elektromotorische Ausrückvorrichtung 1a gemäß der Fig. 1 bildet eine Baueinheit 4a, die einen Elektromotor 5a, ein Ausrücklager 6a und eine Stelleinrichtung 7 umfasst, die in einem Gehäuse 8 integriert bzw. mit diesem verbunden sind. Die Baueinheit 4a umschließt radial beabstandet eine das Schaltgetriebe 2 mit der Schalttrennkupplung 3 verbindende Antriebswelle 9. Innenseitig weist die Baueinheit 4a ein Trägerteil 10 auf, welches sich axial über die gesamte Breite der Stelleinrichtung 7 erstreckt und das auf der zur Schalttrennkupplung 3 gerichteten Seite einen radial nach außen rechtwinklig zu einer Längsmittelachse 47 der Ausrückvorrichtung 1a ausgerichteten, vorzugsweise umlaufenden Bord 11 aufweist. An dem Bord 11 stützt sich kraftschlüssig eine Kupplungsfeder 12 der Schalttrennkupplung 3 ab, wobei zur Schaffung einer schlupffreien Anlage, der Bord 11 axial vorstehende Führungsnasen 13 aufweist, an denen die Kupplungsfeder 12 lagefixiert ist. Die als ein Gewindetrieb ausgeführte Stelleinrichtung 7 ist in einem kreisringförmigen Einbauraum 14 angeordnet, der radial innen von dem Trägerteil 10 und radial außen von einem Schenkel 15 des U-förmig gestalteten Gehäuses 8 begrenzt ist. Dabei umfasst der Rollengewindetrieb mehrere umfangsverteilt in einem Käfig 16 angeordnete Rollen 17, die formschlüssig in ein Außengewinde des Trägerteils 10 und ein Innengewinde des Schenkels 15 eingreifen. Den Rollen 17 ist weiterhin ein Endring 18 zugeordnet, dessen Funktion und Aufbau in der Beschreibung der Fig. 5 erläutert ist.
Die Ausrückvorrichtung 1a ist an einem Deckel 20 der Schalttrennkupplung 3 befestigt und folgt damit der Rotationsbewegung der Schalttrennkupplung 3. Dazu ist der Deckel 20 einstückig mit einem axial vorstehenden zylindrischen Ansatz 21 versehen, der in das Gehäuse 8 eingreift. Ein zweiter für das Ausrücklager 6a bestimmter kreisringförmiger Einbauraum 19 ist radial innenseitig von dem Schenkel 15 des Gehäuses 8 und radial außenseitig von dem Ansatz 31 des Deckels 20 begrenzt. Das Ausrücklager 6a, das unmittelbar mit dem Deckel 20 der Schalttrennkupplung 3 verbunden ist und als ein Deckellager bezeichnet werden kann ist als ein zweireihiges Schrägkugellager ausgeführt. Der einteilige Außenring 22 des Ausrücklagers 6a ist über einen vorzugsweise partiell angeordneten, in eine Nut 24 des Ansatzes 31 eingreifenden Bund 23, drehfixiert. Der zweiteilige Innenring 25 des Ausrücklagers 6a ist beidseitig mittels in Ringnuten des Schenkels 15 eingesetzten Sprengringen 26a, 26b positioniert.
Als Maßnahme, um ein stetiges Umlaufen der Wälzkörper 27 des Ausrücklagers 6a sicherzustellen, ist eine Federscheibe 28 zwischen einer Stirnseite des Innenrings 25 und dem Sprengring 26a eingesetzt. Alternativ oder zusätzlich bietet sich ebenfalls eine Bördelbuchse an, die in einem Ringspalt zwischen dem Innenring 25 des Ausrücklagers 6a und dem Schenkel 16 des Gehäuses 8 angeordnet ist. Ferner kann zur Erzielung eines vorkomplettierbaren Ausrücklagers 6a anstelle der Federbuchse eine Bördelhülse 29 eingesetzt werden. Die Bördelbuchse 29 umschließt innenseitig den geteilten Innenring 25, wobei endseitige Borde der Bördelhülse 29 sich beidseitig stirnseitig an dem Innenring 25 abstützen.
Zur Erzielung einer Relativverdrehung zwischen der Schalttrennkupplung 3 und dem Gehäuse 8, um eine durch den Doppelpfeil gekennzeichnete Axialbewegung der Ausrückvorrichtung 1a zu erzielen, ist zum Antrieb der Stelleinrichtung 7, ein Elektromotor 5a vorgesehen. Die rotationssymmetrisch gestalteten Bauteile des Elektromotors 5a sind in den kreisringförmigen, außenseitig von dem Außenschenkel 31 des Gehäuses 8 und innenseitig von dem Ansatz 21 des Deckels 20 begrenzten Einbauraum 30 angeordnet. Dabei ist der Stator 32a des Elektromotors 5a an dem Ansatz 21 drehfixiert und damit mit der Schalttrennkupplung 3 verbunden. Der den Stator 32a koaxial umschließende Rotor 33a ist an dem Außenschenkel 31 befestigt. Der Elektromotor 5a weist einen Schleifkontakt 34 auf, an dem ein Elektrokabel 35 angeschlossen ist, welches durch eine Öffnung 37, des die Schalttrennkupplung 3 umschließenden Kupplungsgehäuses 36 geführt ist.
Die in Fig. 2 abgebildete Ausrückvorrichtung 1b zeigt einen zu Fig. 1 abweichend aufgebauten Elektromotor 5b. Der Rotor 33b ist dabei unmittelbar auf dem Außenschenkel 31 des Gehäuses 8 befestigt und steht mit dem Stator 32 in Wirkverbindung, welcher drehstarr über einen Halter 49 an dem Schaltgetriebe 2 befestigt ist. Der Elektromotor 5b bedarf keinen Schleifkontakt sondern ermöglicht den Anschluss des Elektrokabels 35 unmittelbar an dem Stator 32b. Weiterhin ist die Ausrückvorrichtung 1b mit einem als ein einreihiges Rillenkugellager bzw. Vierpunktlager ausgebildetes Ausrücklager 6b versehen. Die Ausrückvorrichtung 1b umfasst außerdem zumindest einen Sensor 48 zur Funktionsüberwachung der Ausrückvorrichtung 1b, mit dem beispielsweise der Verstellweg bestimmt werden kann.
Die Fig. 3 zeigt die Ausrückvorrichtung lc, bei der abweichend zu der Ausrückvorrichtung 1b gemäß Fig. 2 der Elektromotor 5c radial zu der Längsmittelachse 47 der Ausrückvorrichtung 1c angeordnet ist. Der Rotor 33c sowie der Stator 32c sind dabei unbeeinflusst von fertigungsbedingten Radialschlägen mit einem geringen Axialspalt zueinander angeordnet. Diese Maßnahme verbessert den Wirkungsgrad des Elektromotors 5c.
In Fig. 4 ist die Ausrückvorrichtung 1d gezeigt, die bis auf das Ausrücklager 6b mit der in Fig. 1 abgebildeten Ausrückvorrichtung 1a übereinstimmt. Das auch als ein Deckellager zu bezeichnende Ausrücklager 6b umfasst als Rollen ausgebildete Wälzkörper 38, deren Mantelfläche mit Rillen versehen sind. Der zylindrische Bereich, die Mantelfläche der Wälzkörper 38 ist mit Rillen 39a versehen, deren Teilungsabstand mit den korrespondierenden Rillen 39b des Außenrings 22 bzw. mit Rillen 39c des Schenkels 15 übereinstimmen. Zur Lastübertragung bzw. Führung bildet sich dabei ein formschlüssig ineinandergreifendes Rillenprofil. Die als Rollen gestalteten Wälzkörper 38 sind in dem Käfig 40 in Umfangsrichtung auf Distanz gehalten.
Die Fig. 5 zeigt eine bauteiloptimierte Ausrückvorrichtung 1d. Dabei sind die Wälzkörper 38 ohne separate Lagerringe beidseitig unmittelbar an Bauteilen der Ausrückvorrichtung 1d geführt, die damit eine Doppelfunktion ausüben. Die als Rollen mit Rillen gestalteten Wälzkörper 38 sind in Übereinstimmung mit der Fig. 4 innenseitig an dem Schenkel 15 des Gehäuses 8 geführt. Außenseitig bildet der Ansatz 21 von dem Deckel 20 der Schalttrennkupplung 3 die weitere Lauffläche für die Wälzkörper 38.
Der Aufbau der als ein Rollengewindetrieb ausgelegten Stelleinrichtung 7 zeigt in einer Sprengzeichnung die Fig. 6. In dem Käfig 16 sind in symmetrisch umfangsverteilt angeordneten Längsschlitzen 41, Rollen 17 geführt, die über die gesamte Länge Rillen im Abstand der Gewindesteigung aufweisen. In der Einbaulage greifen die Rollen 17 außenseitig in ein Innengewinde 42 des Schenkels 15 des U-förmig gestalteten Gehäuses 8 ein und innenseitig in ein Gewinde 43, welches auf der Mantelfläche 44 des Trägerteils 10 angeordnet ist. Zumindest an einer Stirnseite stützt sich der Käfig 16 an einem Endring 18 ab. Käfigseitig weist der Endring 18 eine Rollenrückführkontur 45 auf, die in Verbindung mit Ausnehmungen 46 im Innengewinde 42 des Schenkels 15 eine Rückstellung der Rollen 17 sicherstellen, gemäß bekannten Rollengewindetrieben. Als eine Maßnahme, um eine möglichst spielfreie Stelleinrichtung 7 zu realisieren, kann beispielsweise in einem längenbegrenzten Abschnitt der Gewinderolle 17 ein abweichender Teilungsabstand der Rillenflanken im Vergleich zu dem Innengewinde 42 bzw. des Gewindes 43 vorgesehen werden. Bezugszahlen 1a Ausrückvorrichtung
1b Ausrückvorrichtung
1c Ausrückvorrichtung
1d Ausrückvorrichtung
1e Ausrückvorrichtung
2 Schaltgetriebe
3 Schalttrennkupplung
4a Baueinheit
4b Baueinheit
4c Baueinheit
4d Baueinheit
5a Elektromotor
5b Elektromotor
5c Elektromotor
6a Ausrücklager
6b Ausrücklager
6c Ausrücklager
6d Ausrücklager
7 Stelleinrichtung
8 Gehäuse
9 Antriebswelle
10 Trägerteil
11 Bord
12 Kupplungsfeder
13 Führungsnase
14 Einbauraum
15 Schenkel
16 Käfig
17 Gewinderolle
18 Endring
19 Einbauraum
20 Deckel
21 Ansatz
22 Außenring
23 Bund
24 Nut
25 Innenring
26a Sprengring
26b Sprengring
27 Wälzkörper
28 Federscheibe
29 Bördelbuchse
30 Einbauraum
31 Außenschenkel
32a Stator
32b Stator
32c Stator
33a Rotor
33b Rotor
33c Rotor
34 Schleifkontakt
35 Elektrokabel
36 Kupplungsgehäuse
37 Öffnung
38 Wälzkörper
39a Rille
39b Rille
39c Rille
40 Käfig
40b Schulter
41 Längsschlitz
42 Innengewinde
43 Gewinde
44 Mantelfläche
45 Rollenrückführkontur
46 Ausnehmung
47 Längsmittelachse
48 Sensor
49 Halter

Claims

1. Ausrückvorrichtung für eine zwischen einem Schaltgetriebe (2) und einer Brennkraftmaschine eingesetzten Schalttrennkupplung (3), umfassend ein axial verschiebbares, mit einer Kupplungsfeder (12) der Schalttrennkupplung (3) zusammenwirkendes rotierendes, als ein Deckellager ausgebildetes Ausrücklager (6a, 6c, 6d), welches eine das Schaltgetriebe (2) mit der Schalttrennkupplung (3) verbindende Antriebswelle (9) umschließt, wobei eine Betätigung des auf einem Trägerteil (10) angeordneten Ausrücklagers (6a, 6c, 6d) mittels eines Elektromotors (5a) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (5a) mit dem Ausrücklager (6a, 6c, 6d) sowie einer Stelleinrichtung (7) eine Baueinheit (4a, 4c, 4d) bildet, die zumindest teilweise in einem Gehäuse (8) integriert mit der Schalttrennkupplung (3) verbunden ist und mit dieser umläuft.

2. Ausrückvorrichtung für eine zwischen einem Schaltgetriebe (2) und einer Brennkraftmaschine eingesetzten Schalttrennkupplung (3), umfassend ein axial verschiebbares, mit einer Kupplungsfeder der Schalttrennkupplung zusammenwirkendes rotierendes, als ein Deckellager ausgebildetes Ausrücklager (6b), welches eine das Schaltgetriebe (2) mit der Schalttrennkupplung (3) verbindende Antriebswelle (9) umschließt, wobei eine Betätigung des auf einem Trägerteil angeordneten Ausrücklagers (6b) mittels eines Elektromotors (5b, 5c) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bauteil, vorzugsweise ein Rotor (33b, 33c) des Elektromotors (5b, 5c) mit dem Ausrücklager (6b) sowie einer Stelleinrichtung (7) eine Baueinheit (4b) bildet, die mit der Schalttrennkupplung (3) verbunden ist und mit dieser umläuft, wobei das weitere Bauteil des Elektromotors (5b, 5c), vorzugsweise der Stator (32b, 32c) drehstarr, insbesondere an dem Schaltgetriebe (2) befestigt ist.

3. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, deren Elektromotor (2a) übereinstimmend rotationssymmetrisch gestaltete Bauteile, den Rotor (33a) und den Stator (32a) aufweist, wobei ein Bauteil das weitere Bauteil koaxial umschließt.

4. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Baueinheit (4a, 4c, 4d), umfassend das Ausrücklager (6a, 6c, 6d) den Elektromotor (5a), die elektromotorisch angetriebene Stelleinrichtung (7) und das Trägerteil (10) mit einer Kupplungsfeder (12) der Schalttrennkupplung (3) verbunden ist.

5. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Deckel (20) der Schalttrennkupplung (3) einen axial vorstehenden, zylindrischen Ansatz (21) bildet, der von dem U-förmig gestalteten Gehäuse (8) umschlossen ist, dessen Schenkel (15, 31) beidseitig radial beabstandet koaxial zu dem Ansatz (21) verlaufende, kreisringförmige Einbauräume (19, 30) bildet, in denen der Elektromotor (5a) bzw. das Ausrücklager (6a, 6c, 6d) eingesetzt sind.

6. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rotor (33a) des Elektromotors (5a) unmittelbar an dem radial äußeren Schenkel (31) des Gehäuses (8) und der Stator (32a) auf dem vorstehenden Ansatz (21) des Deckels (20) befestigt ist.

7. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der gemeinsam mit der Schalttrennkupplung (3) umlaufende, bzw. rotierende Elektromotor (5a) einen elektrischen Schleifkontakt (34) mit einem Anschluss aufweist, an dem ein gehäusefestes Kabel (35) angeschlossen ist.

8. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das als eine zylindrische Buchse gestaltete Trägerteil (10) in einer Einbaulage radial beabstandet zu dem inneren Schenkel (15) des Gehäuses (8) verläuft und dabei einen kreisringförmigen Einbauraum (14) für die Stelleinrichtung (7) bildet.

9. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, wobei als Stelleinrichtung (7) ein Gewindetrieb eingesetzt ist.

10. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Stelleinrichtung (7) einen Kugelgewindetrieb umfasst.

11. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, deren Stelleinrichtung (7) einen Rollentrieb umfasst mit zylindrisch gestalteten, symmetrisch umfangsverteilt angeordneten Rollen (17), die formschlüssig in ein Innengewinde (42) des inneren Schenkels (15) von dem Gehäuse (8) und einem Gewinde (43) des Trägerteils (10) eingreifen.

12. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Rollen (17) des Rollentriebs in einem Käfig (16) geführt sind, der zumindest an einer Stirnseite an einem Endring (18) oder an einem Begrenzungsbund abgestützt ist.

13. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 11, bei der das für die Rollen (17) bestimmte Innengewinde (42) an dem Schenkel (15) mit in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmungen (46) versehen ist, die in Verbindung mit einer stirnseitigen Rollenrückführkontur (45) des Endringes (18) oder des Begrenzungsbundes bei einer definierten Endlage, eine selbsttätige Rückführung der Rollen (17) sicherstellen.

14. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Käfig (16) an beiden Stirnseiten an Endringen (18) geführt ist.

15. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 11, wobei zur Erzielung einer reduzierten Reibung der Stelleinrichtung (7) zumindest eine Rillenflanke der Gewinderolle (17), des Innengewindes (42) an dem Schenkel (15) oder des Gewindes (43) von dem Trägerteil (10) eine gezielte Balligkeit aufweist.

16. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 11, wobei zur Erzielung einer spielfreien Stelleinrichtung (7) zumindest ein Teilungsabstand, einer Rille, an den Rollen (17) unterschiedlich zu einer Gewindesteigung des Innengewindes (42) an dem Schenkel (15) oder des Gewindes (43) von dem Trägerteil (10) ausgelegt ist.

17. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Stelleinrichtung (7) zur Erzielung einer Spielfreiheit Rillenflanken aufweist, die zumindest teilweise, wechselweise als lasttragende und mit der daran anschließenden Rillenflanke als nicht lasttragend ausgeführt sind und dass zumindest teilweise jeweils einer Hälfte der Rollen (7) entgegengesetzt angeformte Rillenflanken aufweisen.

18. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, wobei das Trägerteil (10), an der zur Schalttrennkupplung (3) gerichteten Seite, einen rechtwinklig zu einer Längsmittelachse (47) der Schalttrennkupplung (3) ausgerichteten, umlaufenden Bord (11) aufweist, an dem die Kupplungsfeder (12) abgestützt sind.

19. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Bord (12) mit Führungsnasen (13) versehen ist, die eine verdrehgesicherte, lageorientierte Abstützung der Kupplungsfedern (12) an dem Trägerteil (10) sicherstellen.

20. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, die zur Betätigung einer mit einem Zweimassenschwungrad verbundenen Schalttrennkupplung (3) vorgesehen ist.

21. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, die für eine als Doppelkupplung gestaltete Schalttrennkupplung (3) eingesetzt ist.

22. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, bei der als Ausrücklager (6a bis 6d) ein Wälzlager vorgesehen ist.

23. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Ausrücklager (6a, 6b) als ein Rillenkugellager oder als ein zweireihiges Schrägkugellager ausgeführt ist.

24. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 22, versehen mit einem als Zylinderrollenlager gestalteten Ausrücklager (6c bis 6d).

25. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Ausrücklager (6c) einen separaten Außenring (22) aufweist und die Wälzkörper (38) innenseitig unmittelbar an dem Schenkel (15) des Gehäuses (8) geführt sind.

26. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 22, wobei der Aufbau des Ausrücklagers (6d) Wälzkörper (38) einschließt, die außenseitig an dem zylindrischen Ansatz (21) des Deckels (20) der Schalttrennkupplung (3) und innenseitig an dem Schenkel (15) des U-förmigen Gehäuses (8) unmittelbar geführt sind.

27. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 22, wobei als Maßnahme zur Vermeidung von Schlupf, zumindest ein Bauteil des Ausrücklagers (6a) mit einem Federmittel kraftschlüssig beaufschlagt ist.

28. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Ausrücklager (6a, 6d) eine interne Vorspannung besitzt, welche durch einen unterschiedlichen Abstand der Wälzkörper (27) sowie eine entsprechende Sortierung der Wälzkörper (27) erzielbar ist und die mittels einer durch die Bördelhülse (29) während des Betriebes aufrechterhalten wird.

29. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, die für eine gezogene Schalttrennkupplung (3) vorgesehen ist.

30. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 2, wobei sowohl der Rotor (33c) als auch der Stator (32c) des Elektromotors (5c) radial zu der Längsmittelachse (47) der Ausrückvorrichtung (1c) ausgerichtet ist.

31. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Stator (32b, 32c) so geschaltet ist, dass der elektromotorische Antrieb als eine Elektrobremse wirkt und mittels eines Abbremsmomentes den Ausrückvorgang durch die Stelleinrichtung (7) einleitet.

32. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Wälzkörperlaufbahn des Ausrücklagers (6a bis 6d) und/oder gleitende oder formschlüssig in Eingriff befindliche Bauteile der Stelleinrichtung (7) eine DLC (Diamond like carbon) Beschichtung aufweisen.

33. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Bord (11) des Trägerteils (10) an dem die bevorzugt als Tellerfeder ausgebildete Kupplungsfeder (12) sich abstützt in einem Anlagebereich mit TN oder Teflon beschichtet ist.

34. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, die zur Erfassung einer Lageposition und/oder einer Betätigungskraft zumindest einen Sensor (48) aufweist, der als ein Kraft- oder Wegsensor ausgeführt ist.