WO2015117609A1 - Betätigungsvorrichtung - Google Patents

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WO2015117609A1
WO2015117609A1 PCT/DE2015/200030 DE2015200030W WO2015117609A1 WO 2015117609 A1 WO2015117609 A1 WO 2015117609A1 DE 2015200030 W DE2015200030 W DE 2015200030W WO 2015117609 A1 WO2015117609 A1 WO 2015117609A1
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WO
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actuating device
actuating
hydraulic
actuator
shaft
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Application number
PCT/DE2015/200030
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Herkommer
Marco Grethel
Markus Baehr
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/30—Hydraulic or pneumatic motors or related fluid control means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/34—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms comprising two mechanisms, one for the preselection movement, and one for the shifting movement

Definitions

  • the invention relates to an actuating device, in particular for actuating at least one motor vehicle component, in particular a transmission and / or a clutch.
  • the invention further relates to a method for actuating at least one motor vehicle component, in particular a transmission and / or a clutch, with such an actuating device.
  • the speed ratios between a transmission input shaft and a transmission output shaft are formed by pairs of gears.
  • embodiments are known, for example, as a spur gear.
  • the shift of the transmission takes place here by a switching mechanism in the transmission.
  • This switching mechanism is connected to a manually connected transmission via a linkage or a cable with a shift lever.
  • the actuation of the switching mechanism by means of an actuator, which comprises an actuator for selecting the translation stage and an actuator for the insertion or the interpretation of the translation stage.
  • a torque is usually transmitted from a drive motor of the vehicle via a clutch to the transmission input shaft.
  • gears of the individual gear ratios are usually mounted on the transmission input shaft.
  • the transmission output shaft is arranged parallel to the transmission input shaft and also has gears for the respective gear ratio.
  • the gears of both waves form pairs and interlock.
  • These gears are fixedly mounted on the two shafts, depending on the design, or freely rotating, but axially fixed.
  • they are fixed with a dog clutch on the shaft.
  • a dog clutch is radially fixed on the shaft and can be moved axially.
  • a translation stage To insert a translation stage, you must first select a translation stage to be inserted.
  • the translation stage ie for the switching operation, provided for the selected gear stage jaw clutch is pressed by the shift fork against a gear. If the tooth profiles engage, the gear is engaged.
  • the gear pairs are arranged in pairs, so that the shift fork in one direction actuates a first gear stage and inserts in the opposite direction of actuation, a second gear stage. If a plurality of such pairs of gear pairs are provided, these can be actuated, for example, by means of shift rods, wherein the selection of the shift rod requires a first actuation process and the movement of the shift rod in a selected direction requires a second actuation process.
  • this construction typically results in a H-shift scheme in which a shift lever in a selector gate can be moved between shift lanes to select, in which step the shift rail is selected. A shift of the gear ratio is then effected by moving the shift lever in the selected shift gate, in which case the shift rod is actuated.
  • a first actuator which selects, for example via a selector finger to be operated shift rod, wherein a second actuator is provided to rotate the selector finger in one or the other direction to insert the previously selected gear ratio.
  • the circuit of a transmission therefore requires an actuator with two
  • Actuators Since these actuators are typically designed as electric motors, they are relatively expensive and have a considerable weight.
  • DE 10 2004 038 955 A1 has disclosed an actuating device which is designed with only one electric motor and can nevertheless actuate two types of actuation.
  • an arrangement of pawls is provided, which blocks one type of actuation, while the other is actuated.
  • these designs are very expensive in terms of the parts used and the pawls are very sensitive to wear, which increases the cost.
  • the object of the invention is to simplify the actuation of at least one motor vehicle component, in particular a transmission and / or a clutch.
  • an actuating device in particular for actuating at least one motor vehicle component, in particular a transmission and / or a clutch, therefor solved by that in the actuating device, an electrical actuating device, which preferably serves to represent a selection movement, is combined with at least one hydraulic actuator, which preferably serves to represent a switching movement.
  • an electrical actuating device which preferably serves to represent a selection movement
  • at least one hydraulic actuator which preferably serves to represent a switching movement.
  • a preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the actuating device comprises an actuating shaft which is displaceable defined by the electrical actuating device in the axial direction.
  • the axial displacement of the actuating shaft is theoretically force-free.
  • a further preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the actuating shaft is rotatable defined by the hydraulic actuator.
  • the hydraulic actuator a sufficiently large force can be provided in a simple manner to rotate the actuating shaft for switching reproducible by a defined angle of rotation.
  • a further preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the actuating shaft, for example by a hinge or a connecting element, is coupled in the axial direction with the electrical actuating device such that the rotational movement of the actuating shaft is decoupled from the electrical actuating device.
  • a further preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the hydraulic actuating device is designed as a pump actuator, which serves to represent a switching movement and for actuating a clutch.
  • the pump actuator is, for example, a fluid pump.
  • the fluid pump can be operated particularly advantageously in two conveying directions. In a first conveying direction, the fluid pump is advantageously used for actuating, in particular rotating, the actuating supply wave. In a second conveying direction opposite to the first conveying direction, the fluid pump advantageously serves to actuate the coupling.
  • a further preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the electrical actuating device comprises an electromagnetic or electromechanical actuating device.
  • the electromagnetic or electromechanical adjusting device is preferably a relatively simple, conventional actuator.
  • a further preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the hydraulic actuating device is a hydraulic machine element, such as a hydraulic piston, or a hydraulic machine, such as
  • the hydraulic piston is preferably designed as a rotary piston.
  • a reciprocating motion of the hydraulic piston is converted by a suitable hinge assembly and / or a coupling linkage in a rotational movement of the actuating shaft.
  • a further preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the hydraulic actuating device comprises a return spring means. By the return spring means, the hydraulic actuator is returned to its neutral position after actuation of the actuating shaft.
  • a further preferred embodiment of the actuating device is characterized in that in the actuating device, two hydraulic actuating devices, which serve to represent switching movements, are combined with the electrical actuating device.
  • the two hydraulic actuators include, for example, two hydraulic pressure sources.
  • the two hydraulic pressure sources can each be coupled via a hydraulic piston with the actuating shaft.
  • the two hydraulic pressure sources can also be hydraulically coupled with each other. Then, a single hydraulic piston is sufficient to couple the two hydraulic pressure sources with the actuating shaft.
  • the above-mentioned object is alternatively or additionally achieved by the electric actuator initiates a selection movement and with the at least one hydraulic actuator, a switching movement is initiated.
  • a clutch actuation is initiated with the hydraulic actuator.
  • Figure 1 is a simplified representation of an actuator according to a
  • first embodiment with an electrical actuator and a hydraulic actuator
  • Figure 2 shows a similar actuator as in Figure 1 with an electrical
  • Figure 4 shows a variant of the actuator shown in Figure 1 with two hydraulic actuators by a hydraulic
  • Coupling logic are coupled together
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the hydraulic coupling logic of Figure 4.
  • the actuating device 1; 21; 41 includes a transmission 3 with shift rails or gear rails 5, shift fingers 6 and Auslegehebeln 7.
  • the transmission 3 is actuated via a gear actuator 10.
  • the transmission actuator 10 comprises an actuating shaft 12 which is rotatable on the one hand and axially displaceable on the other hand. By the axial displacement of the actuating shaft 12, a selection movement in the transmission 3 can be represented. By rotating the actuating shaft 12, a switching movement in the transmission 3 can be represented.
  • the selection movement in the transmission 3 is initiated by an electric actuator 14.
  • the electric actuating device 14 comprises an electromagnetic or electro-mechanical adjusting device 15. With the aid of the adjusting device 15, the actuating shaft 12, as indicated by a double arrow 17, are moved in the axial direction upwards and downwards.
  • the term axial refers to a rotational axis of the actuating shaft 12. Axial means in the direction or parallel to the axis of rotation of the actuating shaft 12th
  • a joint 16 is optionally provided between the actuating shaft 12 and the adjusting device 15.
  • the hinge 16 serves to decouple the adjusting device 15 with respect to a rotational movement of the actuating shaft 12.
  • the joint 16 is achieved in a simple manner that the actuating shaft 12 does not rotate in the connection region of the adjusting device 15.
  • the joint 16 ensures at the same time that an axial displacement of the adjusting device 15 is transmitted to the actuating shaft 12.
  • the hydraulic actuator 18 includes a
  • the pump actuator 19 is connected via a hydraulic line 24 to a cylinder with a hydraulic piston 22.
  • the hydraulic piston 22 is, for example via a coupling linkage, so coupled to the actuating shaft 12, that the actuating shaft 12 performs a direction indicated by an arrow 20 rotational movement when the piston 22 is moved toward the actuating shaft 12.
  • a return spring means 23 the piston 22 is biased away from the actuating shaft 12 in a neutral position.
  • the transmission 3 is, for example, a dual-clutch transmission with two partial transmissions.
  • the shift rails or gear rails 5 of the transmission 3 are actuated via the shift finger 6 and the Auslegehebel 7.
  • the operation of the actuating shaft 12, which is also referred to as a shift shaft, is carried out according to an essential aspect of the invention by two mechanisms:
  • the selection movement, ie the axial movement 17, the actuating shaft 12 is effected by the electrical or electromagnetic actuator 15.
  • the piston 22 is ideally designed as a rotary piston.
  • the return spring device 23 restores the neutral position or neutral position after the pressure in the hydraulic line 24 has been released.
  • the hydraulic pressure for actuating the piston 22 is provided by the pump actuator 19.
  • the pump actuator 19 is, for example, a fluid pump, in particular a hydraulic pump.
  • the fluid pump is preferably operable in opposite conveying directions. In a first conveying direction, the fluid pump representing the pump actuator 19 is used, for example, for actuating a clutch (not shown). In a second conveying direction, the fluid pump designed as a reversing pump advantageously serves to actuate the piston 22.
  • the actuating shaft 12 is additionally coupled via a piston 29 and a hydraulic line 25 to a pump actuator 27, which constitutes an additional hydraulic actuating device 26.
  • a pump actuator 27 which constitutes an additional hydraulic actuating device 26.
  • the actuating shaft 12 is alternatively or additionally rotatable by the hydraulic actuator 26 performing pump actuator 27 to initiate a switching movement in the transmission 3.
  • the pump actuator 27 can be designed in exactly the same way as the pump actuator 19.
  • the pump actuator 27 serves in combination with a dual clutch (not shown), for example for actuating one of two partial clutches of a double clutch.
  • the other sub-clutch is then actuated by the pump actuator 19.
  • the pump actuators 19 and 27 thus serve particularly advantageously in a first conveying direction for actuating the double clutch and in a second conveying direction for actuating, in particular shifting, the transmission 3.
  • the actuating shaft 12 is actuated by the piston 22.
  • the pistons 22 and 29 are installed so that the connection or coupling to the actuating shaft 12 can lift off. This corresponds to a maximum value logic. This ensures that the actuating shaft 12, in particular in dependence on the conveying direction of the pump actuators 19, 27, can always be actuated by one of the pump actuators 19, 27.
  • a common return spring means 30 is coupled to the actuating shaft 12. This ensures in a simple manner that with only one return spring means 30, each of the pistons 22, 29 can be returned to its neutral or neutral position.
  • the actuating device 41 shown in FIG. 4 like the actuating device 1 shown in FIG. 1, comprises only one hydraulic piston 22. However, the hydraulic piston 22 can be actuated by two hydraulic actuating devices 43, 45.
  • the hydraulic actuators 43, 45 are designed as pump actuators 44, 46, preferably just as in the case of the actuating device 21 shown in FIGS. 2 and 3.
  • the two pump actuators 44, 46 are connected via hydraulic lines 51, 52 to a common hydraulic coupling logic 53.
  • the hydraulic coupling logic 53 is hydraulically connected to the piston 22.
  • the hydraulic coupling of the two pump actuators 44, 46 via the hydraulic coupling logic 53 may be advantageous for space and / or cost reasons.
  • FIGS. 5 and 6 show two exemplary embodiments 55 and 60 for the hydraulic coupling logic 53 from FIG.
  • the hydraulic coupling logic 55 shown in Figure 5 comprises two oppositely acting check valves for the hydraulic lines 51, 52.
  • the hydraulic line 24 is connected to the pressure reduction with a hydraulic medium reservoir.
  • the hydraulic coupling logic 60 shown in FIG. 6 comprises two non-return valve functions associated with the hydraulic lines 51, 52, which, in contrast to FIG. 5, however include only a common check valve body, which is symbolized by a check valve ball.
  • the common check valve ball closes pressure-dependent either the hydraulic line 51 or the hydraulic line 52nd

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere zum Betätigen mindestens einer Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einem Getriebe und/oder einer Kupplung. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in der Betätigungsvorrichtung eine elektrische Betätigungseinrichtung, die vorzugsweise zur Darstellung einer Wählbewegung dient, mit mindestens einer hydraulischen Betätigungseinrichtung kombiniert ist, die vorzugsweise zur Darstellung einer Schaltbewegung dient.

Description

Betätigungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere zum Betätigen mindestens einer Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einem Getriebe und/oder einer Kupplung. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betätigen mindestens einer Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einem Getriebe und/oder einer Kupplung, mit einer derartigen Betätigungsvorrichtung.
Bei Fahrzeuggetrieben werden die Drehzahlübersetzungen zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle durch Zahnradpaare gebildet. Dabei sind Ausführungen beispielsweise als Stirnradgetriebe bekannt. Die Schaltung des Getriebes erfolgt hierbei durch eine Schaltmechanik im Getriebe. Diese Schaltmechanik ist bei einem manuell geschalteten Getriebe über ein Gestänge oder einen Seilzug mit einem Schalthebel verbunden. Bei automatisierten Getrieben erfolgt die Betätigung der Schaltmechanik mittels einer Betätigungsvorrichtung, die einen Aktuator für das Auswählen der Übersetzungsstufe und einen Aktuator für das Einlegen beziehungsweise das Auslegen der Übersetzungsstufe umfasst.
Bei den oben genannten Stirnradgetrieben wird üblicher weise ein Drehmoment von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs über eine Kupplung auf die Getriebeeingangswelle übertragen. Dabei sind üblicher Weise auf der Getriebeeingangswelle Zahnräder der einzelnen Übersetzungsstufen montiert. Die Getriebeausgangswelle ist parallel zur Getriebeeingangswelle angeordnet und weist ebenso Zahnräder für die jeweilige Übersetzungsstufe auf. Die Zahnräder beider Wellen bilden Paare und greifen ineinander. Diese Zahnräder sind auf den beiden Wellen, je nach Bauart, fest montiert oder frei drehend, aber axial fixiert. Um einen Kraftschluss zwischen der Welle und den frei drehenden Zahnrädern herzustellen, werden diese mit einer Klauenkupplung auf der Welle fixiert. Eine Klauenkupplung ist auf der Welle radial fixiert und kann aber axial verschoben werden.
Zum Einlegen einer Übersetzungsstufe muss zuerst eine Übersetzungsstufe ausgewählt werden, die eingelegt werden soll. Für das Einlegen der Übersetzungsstufe, also für den Schaltvorgang, wird die für die ausgewählte Übersetzungsstufe vorgesehene Klauenkupplung von der Schaltgabel gegen ein Zahnrad gedrückt. Rasten die Zahnprofile ein, ist der Gang eingelegt. Bei heute verwendeten Getrieben sind die Zahnradpaare paarweise angeordnet, so dass die Schaltgabel in der einen Richtung betätigt eine erste Übersetzungsstufe einlegt und in der entgegengesetzten Betätigungsrichtung eine zweite Übersetzungsstufe einlegt. Werden mehrere solcher Paare von Zahnradpaaren vorgesehen, so können diese beispielsweise mittels Schaltstangen betätigt werden, wobei das Auswählen der Schaltstange einen ersten Betäti- gungsprozess benötigt und das Bewegen der Schaltstange in eine ausgewählte Richtung einen zweiten Betätigungsprozess verlangt.
Bei Handschaltgetrieben resultiert diese Konstruktion typischer Weise in einem H- Schaltschema, in welchem ein Schalthebel in einer Wählgasse zwischen Schaltgassen zum Wählen bewegt werden kann, wobei in diesem Schritt die Schaltstange ausgewählt wird. Ein Schalten der Übersetzungsstufe erfolgt dann durch ein Bewegen des Schalthebels in der ausgewählten Schaltgasse, wobei dann die Schaltstange betätigt wird.
Bei heute bekannten Betätigungsvorrichtungen ist ein erster Aktuator vorgesehen, welcher beispielsweise über einen Wählfinger die zu betätigende Schaltstange auswählt, wobei ein zweiter Aktuator vorgesehen ist, um den Wählfinger in die eine oder andere Richtung zu verdrehen, um die zuvor ausgewählte Übersetzungsstufe einzulegen.
Die Schaltung eines Getriebes verlangt daher eine Betätigungsvorrichtung mit zwei
Aktuatoren. Da diese Aktuatoren typischer Weise als Elektromotoren ausgebildet sind, sind sie relativ teuer und weisen ein erhebliches Gewicht auf.
Alternativ ist durch die DE 10 2004 038 955 A1 eine Betätigungsvorrichtung bekannt geworden, die mit nur einem Elektromotor ausgebildet ist und dennoch zwei Betätigungsarten ansteuern kann. Dabei ist eine Anordnung von Sperrklinken vorgesehen, welche eine Betätigungsart sperrt, während die andere betätigt wird. Diese Gestaltungen sind jedoch sehr aufwendig hinsichtlich der verwendeten Teile und die Sperrklinken sind sehr verschleißsensibel, was die Kosten erhöht.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Betätigen mindestens einer Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einem Getriebe und/oder einer Kupplung, zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist bei einer Betätigungsvorrichtung, insbesondere zum Betätigen mindestens einer Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einem Getriebe und/oder einer Kupplung, da- durch gelöst, dass in der Betätigungsvorrichtung eine elektrische Betätigungseinrichtung, die vorzugsweise zur Darstellung einer Wählbewegung dient, mit mindestens einer hydraulischen Betätigungseinrichtung kombiniert ist, die vorzugsweise zur Darstellung einer Schaltbewegung dient. Das liefert den Vorteil, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung nicht nur zur Darstellung der Schaltbewegung verwendet werden kann. Die hydraulische Betätigungseinrichtung kann besonders vorteilhaft auch zum Betätigen einer Kupplung verwendet werden. Die elektrische Betätigungseinrichtung zur Darstellung der Wählbewegung kann vorteilhaft relativ einfach ausgeführt werden. Die Wählbewegung kann zum Beispiel mit einem relativ kleinen elektrischen Steller ausgeführt werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung eine Betätigungswelle umfasst, die durch die elektrische Betätigungseinrichtung in axialer Richtung definiert verschiebbar ist. Die axiale Verschiebung der Betätigungswelle ist theoretisch kraftfrei.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungswelle durch die hydraulische Betätigungseinrichtung definiert verdrehbar ist. Über die hydraulische Betätigungseinrichtung kann auf einfache Art und Weise eine ausreichend große Kraft bereitgestellt werden, um die Betätigungswelle zum Schalten reproduzierbar um einen definierten Drehwinkel zu verdrehen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungswelle, zum Beispiel durch ein Gelenk oder ein Verbindungselement, in axialer Richtung so mit der elektrischen Betätigungseinrichtung gekoppelt ist, dass die Drehbewegung der Betätigungswelle von der elektrischen Betätigungseinrichtung entkoppelt wird. Dadurch kann auf einfache Art und Weise das Auftreten von unerwünschter Reibung zwischen der Betätigungswelle und der elektrischen Betätigungseinrichtung verhindert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung als Pumpenaktor ausgeführt ist, der zur Darstellung einer Schaltbewegung und zum Betätigen einer Kupplung dient. Bei dem Pumpenaktor handelt es sich zum Beispiel um eine Fluidpumpe. Die Fluidpumpe kann besonders vorteilhaft in zwei Förderrichtungen betrieben werden. In einer ersten Förderrichtung dient die Fluidpumpe vorteilhaft zum Betätigen, insbesondere Verdrehen, der Betäti- gungswelle. In einer der ersten Förderrichtung entgegengesetzten zweiten Förderrichtung dient die Fluidpumpe vorteilhaft zum Betätigen der Kupplung.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Betätigungseinrichtung eine elektromagnetische oder elektromechanische Stelleinrichtung umfasst. Bei der elektromagnetischen oder elektrome- chanischen Stelleinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen relativ einfachen, herkömmlichen Steller.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung ein hydraulisches Maschinenelement, wie einen hydraulischen Kolben, oder eine hydraulische Maschine, wie eine
Schwenkflügelmaschine, umfasst. Der hydraulische Kolben ist vorzugsweise als Schwenkkolben ausgeführt. Eine Hin- und Herbewegung des hydraulischen Kolbens wird durch eine geeignete Gelenkanordnung und/oder ein Kopplungsgestänge in eine Drehbewegung der Betätigungswelle umgewandelt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung eine Rückstellfedereinrichtung umfasst. Durch die Rückstellfedereinrichtung wird die hydraulische Betätigungseinrichtung nach einer Betätigung der Betätigungswelle wieder in ihre Neutrallage zurückgestellt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Betätigungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Betätigungsvorrichtung zwei hydraulische Betätigungseinrichtungen, die zur Darstellung von Schaltbewegungen dienen, mit der elektrischen Betätigungseinrichtung kombiniert sind. Die beiden hydraulischen Betätigungseinrichtungen umfassen zum Beispiel zwei hydraulische Druckquellen. Die beiden hydraulischen Druckquellen können jeweils über einen hydraulischen Kolben mit der Betätigungswelle gekoppelt sein. Die beiden hydraulischen Druckquellen können aber auch hydraulisch miteinander gekoppelt sein. Dann genügt ein einziger hydraulischer Kolben, um die beiden hydraulischen Druckquellen mit der Betätigungswelle zu koppeln.
Bei einem Verfahren zum Betätigen mindestens einer Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einem Getriebe und/oder einer Kupplung, mit einer vorab beschriebenen Betätigungsvorrichtung, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass mit der elektrischen Betätigungseinrichtung eine Wählbewegung initiiert und mit der mindestens einen hydraulischen Betätigungseinrichtung eine Schaltbewegung initiiert wird. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird mit der hydraulischen Betätigungseinrichtung auch eine Kupplungsbetätigung initiiert.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 eine vereinfachte Darstellung einer Betätigungsvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung und einer hydraulischen Betätigungseinrichtung;
Figur 2 eine ähnliche Betätigungsvorrichtung wie in Figur 1 mit einer elektrischen
Betätigungseinrichtung und zwei hydraulischen Betätigungseinrichtungen im unbetätigten Zustand;
Figur 3 die Betätigungsvorrichtung aus Figur 2 mit einer der beiden hydraulischen
Betätigungseinrichtungen im betätigten Zustand;
Figur 4 eine Variante der in Figur 1 dargestellten Betätigungsvorrichtung mit zwei hydraulischen Betätigungseinrichtungen, die durch eine hydraulische
Kopplungslogik miteinander gekoppelt sind;
Figur 5 ein erstes Ausführungsbeispiel der hydraulischen Kopplungslogik aus Figur 4 und
Figur 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der hydraulischen Kopplungslogik aus Figur 4.
In den Figuren 1 bis 4 sind drei Ausführungsbeispiele 1 ; 21 ; 41 einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vereinfacht dargestellt. Die Betätigungsvorrichtung 1 ; 21 ; 41 umfasst ein Getriebe 3 mit Schaltschienen oder Gangschienen 5, Schaltfingern 6 und Auslegehebeln 7. Das Getriebe 3 ist über eine Getriebeaktorik 10 betätigbar. Die Getriebeaktorik 10 umfasst eine Betätigungswelle 12, die zum einen drehbar und zum anderen axial verschiebbar ist. Durch das axiale Verschieben der Betätigungswelle 12 kann eine Wählbewegung in dem Getriebe 3 dargestellt werden. Durch das Verdrehen der Betätigungswelle 12 kann eine Schaltbewegung in dem Getriebe 3 dargestellt werden.
Die Wählbewegung in dem Getriebe 3 wird durch eine elektrische Betätigungseinrichtung 14 initiiert. Die elektrische Betätigungseinrichtung 14 umfasst eine elektromagnetische oder elekt- romechanische Stelleinrichtung 15. Mit Hilfe der Stelleinrichtung 15 kann die Betätigungswelle 12, wie durch einen Doppelpfeil 17 angedeutet ist, in axialer Richtung nach oben und nach unten bewegt werden. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse der Betätigungswelle 12. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse der Betätigungswelle 12.
Zwischen der Betätigungswelle 12 und der Stelleinrichtung 15 ist optional ein Gelenk 16 vorgesehen. Das Gelenk 16 dient dazu, die Stelleinrichtung 15 bezüglich einer Drehbewegung der Betätigungswelle 12 zu entkoppeln. Durch das Gelenk 16 wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass sich die Betätigungswelle 12 im Anbindungsbereich an die Stelleinrichtung 15 nicht dreht. Dabei stellt das Gelenk 16 gleichzeitig sicher, dass eine axiale Verschiebung von der Stelleinrichtung 15 auf die Betätigungswelle 12 übertragen wird.
Durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung 18 kann eine Schaltbewegung in dem
Getriebe 3 initiiert werden. Die hydraulische Betätigungseinrichtung 18 umfasst einen
Pumpenaktor 19. Der Pumpenaktor 19 ist über eine Hydraulikleitung 24 an einen Zylinder mit einem hydraulischen Kolben 22 angeschlossen. Der hydraulische Kolben 22 ist, zum Beispiel über ein Kopplungsgestänge, so mit der Betätigungswelle 12 gekoppelt, dass die Betätigungswelle 12 eine durch einen Pfeil 20 angedeutete Drehbewegung ausführt, wenn der Kolben 22 auf die Betätigungswelle 12 zu bewegt wird. Durch eine Rückstellfedereinrichtung 23 ist der Kolben 22 von der Betätigungswelle 12 weg in eine Neutralstellung vorgespannt.
Bei dem Getriebe 3 handelt es sich zum Beispiel um ein Doppelkupplungs-Getriebe mit zwei Teilgetrieben. Die Schaltschienen oder Gangschienen 5 des Getriebes 3 werden über die Schaltfinger 6 und die Auslegehebel 7 betätigt.
Die Betätigung der Betätigungswelle 12, die auch als Schaltwelle bezeichnet wird, erfolgt gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung durch zwei Mechanismen: Die Wählbewegung, also die axiale Bewegung 17, der Betätigungswelle 12 erfolgt durch den elektrischen oder elektromagnetischen Steller 15. Die Schaltbewegung, also die Verdrehung 20, der Betätigungswelle 12 erfolgt über den hydraulischen Kolben 22.
Der Kolben 22 ist idealerweise als Schwenkkolben ausgeführt. Die Rückstellfedereinrichtung 23 stellt die Neutralstellung oder Neutrallage wieder her, nachdem der Druck in der Hydraulikleitung 24 abgebaut ist. Der Hydraulikdruck zur Betätigung des Kolbens 22 wird von dem Pumpenaktor 19 bereitgestellt.
Bei dem Pumpenaktor 19 handelt es sich zum Beispiel um eine Fluidpumpe, insbesondere eine Hydraulikpumpe. Die Fluidpumpe ist vorzugsweise in entgegengesetzten Förderrichtungen betreibbar. In einer ersten Förderrichtung dient die den Pumpenaktor 19 darstellende Fluidpumpe zum Beispiel zur Betätigung einer (nicht dargestellten) Kupplung. In einer zweiten Förderrichtung dient die als Reversierpumpe ausgeführte Fluidpumpe vorteilhaft zur Betätigung des Kolbens 22.
In den Figuren 2 bis 4 sind ähnliche Betätigungsvorrichtungen 21 ; 41 wie in Figur 1 dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Zur Beschreibung der gleichen oder ähnlichen Teile wird auf die vorangegangene Beschreibung der Figur 1 verwiesen. Im Folgenden wird hauptsächlich auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsbeispielen eingegangen.
Bei der in Figur 2 dargestellten Betätigungsvorrichtung 21 ist die Betätigungswelle 12 zusätzlich über einen Kolben 29 und eine Hydraulikleitung 25 mit einem Pumpenaktor 27 gekoppelt, der eine zusätzliche hydraulische Betätigungseinrichtung 26 darstellt. Durch einen Pfeil 28 ist angedeutet, dass die Betätigungswelle 12 alternativ oder zusätzlich durch den die hydraulische Betätigungseinrichtung 26 darstellenden Pumpenaktor 27 verdrehbar ist, um eine Schaltbewegung in dem Getriebe 3 zu initiieren.
Der Pumpenaktor 27 kann genauso ausgeführt sein und genauso funktionieren wie der Pumpenaktor 19. Der Pumpenaktor 27 dient in Kombination mit einer (nicht dargestellten) Doppelkupplung zum Beispiel zum Betätigen einer von zwei Teilkupplungen einer Doppelkupplung. Die andere Teilkupplung wird dann durch den Pumpenaktor 19 betätigt. Die Pumpenaktoren 19 und 27 dienen also besonders vorteilhaft in einer ersten Förderrichtung zum Betätigen der Doppelkupplung und in einer zweiten Förderrichtung zum Betätigen, insbesondere Schalten, des Getriebes 3. ln Figur 3 ist die Betätigungswelle 12 durch den Kolben 22 betätigt. Dabei sieht man, dass die Kolben 22 und 29 so verbaut sind, dass die Verbindung oder Kopplung zur Betätigungswelle 12 abheben kann. Das entspricht einer Maximalwertlogik. Dadurch wird sichergestellt, dass die Betätigungswelle 12, insbesondere in Abhängigkeit von der Förderrichtung der Pumpenaktoren 19, 27, immer von einem der Pumpenaktoren 19, 27 betätigt werden kann.
Der andere der Pumpenaktoren 19, 27 kann dann zum Betätigen der jeweils zugeordneten Teilkupplung verwendet werden. Eine gemeinsame Rückstellfedereinrichtung 30 ist mit der Betätigungswelle 12 gekoppelt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass mit nur einer Rückstellfedereinrichtung 30 jeder der Kolben 22, 29 in seine Neutralstellung oder Neutrallage zurückgestellt werden kann.
Die in Figur 4 dargestellte Betätigungsvorrichtung 41 umfasst, wie die in Figur 1 dargestellte Betätigungsvorrichtung 1 , nur einen hydraulischen Kolben 22. Der hydraulische Kolben 22 kann aber durch zwei hydraulische Betätigungseinrichtungen 43, 45 betätigt werden. Die hydraulischen Betätigungseinrichtungen 43, 45 sind, vorzugsweise genauso wie bei der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Betätigungsvorrichtung 21 , als Pumpenaktoren 44, 46 ausgeführt.
Im Unterschied zu der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Betätigungsvorrichtung 21 sind die beiden Pumpenaktoren 44, 46 jedoch über Hydraulikleitungen 51 , 52 an eine gemeinsame hydraulische Kopplungslogik 53 angeschlossen. Über die Hydraulikleitung 24 ist die hydraulische Kopplungslogik 53 hydraulisch mit dem Kolben 22 verbunden. Die hydraulische Kopplung der beiden Pumpenaktoren 44, 46 über die hydraulische Kopplungslogik 53 kann aus Bauraum- und/oder Kostengründen vorteilhaft sein.
In den Figuren 5 und 6 sind zwei Ausführungsbeispiele 55 und 60 für die hydraulische Kopplungslogik 53 aus Figur 4 dargestellt.
Die in Figur 5 dargestellte hydraulische Kopplungslogik 55 umfasst zwei entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile für die Hydraulikleitungen 51 , 52. Die Hydraulikleitung 24 ist zum Druckabbau mit einem Hydraulikmediumreservoir verbindbar.
Die in Figur 6 dargestellte hydraulische Kopplungslogik 60 umfasst zwei den Hydraulikleitungen 51 , 52 zugeordnete Rückschlagventilfunktionen, die, im Unterschied zu Figur 5, jedoch nur einen gemeinsamen Rückschlagventilkörper umfassen, der durch eine Rückschlagventilkugel symbolisiert ist. Die gemeinsame Rückschlagventilkugel schließt druckabhängig entweder die Hydraulikleitung 51 oder die Hydraulikleitung 52.
Bezugszeichenliste
Betätigungsvorrichtung
Getriebe
Gangschienen
Schaltfinger
Auslegehebel
Getriebeaktorik
Betätigungswelle
elektrische Betätigungseinrichtung
Stelleinrichtung
Gelenk
Doppelpfeil
hydraulische Betätigungseinrichtung
Pumpenaktor
Pfeil
Betätigungsvorrichtung
Kolben
Rückstellfedereinrichtung
Hydraulikleitung
Hydraulikleitung
hydraulische Betätigungseinrichtung
Pumpenaktor
Pfeil
Kolben
Gemeinsame Rückstellfedereinrichtung
Betätigungsvorrichtung
hydraulische Betätigungseinrichtung
Pumpenaktor
hydraulische Betätigungseinrichtung
Pumpenaktor
Hydraulikleitung
Hydraulikleitung
hydraulische Kopplungslogik
hydraulische Kopplungslogik
hydraulische Kopplungslogik

Claims

Patentansprüche
1 . Betätigungsvorrichtung (1 ;21 ;41 ), insbesondere zum Betätigen mindestens einer Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einem Getriebe (3) und/oder einer Kupplung, dadurch gekennzeichnet, dass in der Betätigungsvorrichtung (1 ;21 ;41 ) eine elektrische Betätigungseinrichtung (14), die vorzugsweise zur Darstellung einer Wählbewegung dient, mit mindestens einer hydraulischen Betätigungseinrichtung (18,26;43,45) kombiniert ist, die vorzugsweise zur Darstellung einer Schaltbewegung dient.
2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1 ;21 ;41 ) eine Betätigungswelle (12) umfasst, die durch die elektrische Betätigungseinrichtung (14) in axialer Richtung definiert verschiebbar ist.
3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungswelle (12) durch die hydraulische Betätigungseinrichtung (18,26;43,45) definiert verdrehbar ist.
4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungswelle (12), zum Beispiel durch ein Gelenk (16) oder ein Verbindungselement, in axialer Richtung so mit der elektrischen Betätigungseinrichtung (14) gekoppelt ist, dass die Drehbewegung der Betätigungswelle (12) von der elektrischen Betätigungseinrichtung (14) entkoppelt wird.
5. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung (18,26;43,45) als Pumpenaktor ausgeführt ist, der zur Darstellung einer Schaltbewegung und zum Betätigen einer Kupplung dient.
6. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Betätigungseinrichtung (14) eine elektromagnetische oder elektromechanische Stelleinrichtung (15) umfasst.
7. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung (18,26;43,45) ein hydrauli- sches Maschinenelement, wie einen hydraulischen Kolben (22,29), oder eine hydraulische Maschine, wie eine Schwenkflügelmaschine, umfasst.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung (18,26;43,45) eine Rückstellfedereinrichtung (23;30) umfasst.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Betätigungsvorrichtung (21 ;41 ) zwei hydraulische Betätigungseinrichtungen (18,26;43,45), die zur Darstellung von Schaltbewegungen dienen, mit der elektrischen Betätigungseinrichtung (14) kombiniert sind.
Verfahren zum Betätigen mindestens einer Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere einem Getriebe (3) und/oder einer Kupplung, mit einer Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der elektrischen Betätigungseinrichtung (14) eine Wählbewegung initiiert und mit der mindestens einen hydraulischen Betätigungseinrichtung (18,26;43,45) eine Schaltbewegung initiiert wird.
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