WO2015144155A1 - Antriebskoppelbarer aktor mit verstellpumpe - Google Patents

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Dominik Herkommer
Markus Baehr
Marco Grethel
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    • F16D2048/0251—Electric motor driving a piston, e.g. for actuating the primary cylinder

Definitions

  • the invention relates to an actuator / actuator for actuating a clutch and / or a transmission of a motor vehicle, such as a car, truck, bus or agricultural utility vehicle, having a two fluid connections pump and with a displaceable, fluidly connected to a first fluid port of the pump actuator wherein the pump is adapted to, in a first pump position in which it is driven in a first direction of rotation, for extending the actuating element, a pressurized fluid in a first conveying direction from a second fluid port to the first fluid port promotes out.
  • the invention comprises a clutch with such an actuator and a gear assembly (such as a dual-clutch transmission) with such an actuator.
  • DE 10 2005 014 633 A1 discloses a clutch and a clutch actuator as well as a method for actuating at least one clutch in a drive train of a vehicle.
  • the clutch actuator comprises an electromotive actuator and a disengagement assembly, with which a rotational movement of the actuator is translated into a translational disengagement of a releaser for moving the clutch, wherein the release (disengagement assembly) consists of a belt transmission having an outer part and an inner part and the actuator is formed for the releaser of an electric motor, wherein the outer part of the belt transmission with the crankshaft of the internal combustion engine and the inner part of the belt transmission is coupled to the rotor of the electric motor.
  • a clutch system is disclosed in EP 1 236 918 B1, which has a clutch device, in particular for the arrangement in a drive train between a drive unit and a transmission.
  • the clutch system also comprises an actuating device for actuating the clutch device hydraulically by means of at least one hydraulic slave cylinder of the clutch device, the actuating device having a hydraulic medium supply device for providing hydraulic medium on an adjustable pressure level determining the actuation state of the clutch device via the slave cylinder.
  • the hydraulic medium supply device furthermore has a hydraulic medium which can be influenced with regard to a delivery pressure and / or a delivery rate and / or a delivery direction.
  • Pump arrangement wherein the hydraulic medium pump arrangement is arranged and arranged for that by influencing the hydraulic medium pump assembly, the pressure level and thus the operating state is adjustable.
  • the known electromotive systems therefore have the disadvantage that usually several electric motors are needed and must be controlled.
  • the engines are expensive, require space and are subject to strong price fluctuations.
  • the pump is designed as a reversible in terms of their direction of adjustment, wherein the variable displacement pump is such that it is driven by adjustment in a second pump position in which it is driven by the rotating in the first direction of rotation pump drive shaft Engaging the actuator tion piston, a pressurized fluid in a, the first conveying direction opposite, second conveying direction from the first fluid port to the second fluid port promotes out.
  • a drive unit wherein the actuation energy for clutch actuation can be removed directly from the drive train / internal combustion engine without an intermediate conversion into another form of energy, for example into electrical energy.
  • the variable displacement pump / variable-displacement pump whose delivery volume is adjusted by a force-controlled actuator and one or more (in particular, when used in the later arrangements differential pressure sensor piston) sensor piston, directly coupled to the drive, so that the pressure is proportional adjusts to the desired signal.
  • the necessary energy conversion in electrical systems and the associated conversion losses are avoided.
  • the efficiency of the clutch operation is significantly increased.
  • the energy for the clutch actuation is absorbed by the pump as directly as possible directly from the drive train and fed to the actuating piston.
  • these advantages in the use of this pump (s) for actuating clutch and / or transmissions of an automatic transmission (ASG) or parallel-shift transmission (PSG) are further enhanced.
  • a first high-pressure line is present, which fluidly connects the first fluid port to the (first) actuating element and / or a low-pressure line is present, which fluidically connects the first fluid port and / or the second fluid port to a restraint system , about a reservoir, connects.
  • a preferably force-controlled actuator is provided.
  • the actuator is arranged so that, depending on the voltage applied to it, preferably electronically generated adjusting force, the pump between the first pump position and the second pump position is switched back and forth. This allows a particularly efficient adjustment of the pump. As a result, the delivery volume of the pump per revolution is adjustable / adjusted.
  • the first high-pressure line is fluidically connected to a first sensor piston which automatically resets the pump to a neutral position at a specific pressure value, the pump being set in the neutral position so that a pressure value in the first high-pressure line is kept constant ,
  • the neutral position is preferably carried out as the zero position of the pump, in which the pump is set so that it does not convey pressurized fluid, neither in the first conveying direction nor in the second conveying direction.
  • a force-adjusting actuator (adjusting the volume flow and pressure of the pump) in the pump position of the pump is provided which acts on the pump in an adjusting manner together with the first sensor piston and / or with the second sensor piston the pump position of, by the actuator, the first sensor piston and / or the second sensor piston, acting on the adjusting force acting on the pump is dependent.
  • a simple adjustment and reversal of the variable is possible by a force acting by the actuator operating force must be simply increased or decreased depending on the desired pump position.
  • the respective sensor piston or both sensor pistons then act in accordance with a mechanical P-controller on the first caused by the change in the actuation force of the actuator pump adjustment.
  • this adjusting force acts on the pump in such a manner that this adjusting force (of the respective sensor piston) attempts to set the respective other pump position and thus the other conveying direction.
  • the neutral position is doing at a
  • a second high-pressure line which fluidly connects the second fluid connection with a further, second actuating element
  • two actuators can be controlled by the one pump.
  • double clutches, clutch-gear units or dual-clutch transmission can be actuated by an actuating device with a pump and the functionality of the actuating device is further improved.
  • the second high pressure line is fluidically connected to a, the pump at a certain pressure value automatically resetting in a neutral position, the second sensor piston, wherein the pump is set in the neutral position so that a pressure value in the second High pressure line is kept constant.
  • the neutral position is preferably carried out again as the zero position of the pump, in which the pump is set so that it does not convey pressurized fluid, neither in the first conveying direction nor in the second conveying direction.
  • the actuating element connected to the first fluid connection of the pump for actuating a clutch and the second actuating element for actuating a transmission are provided and / or configured.
  • the installation space occupied by the actuating device can be utilized particularly effectively and can be integrated into a partial transmission of a dual-clutch transmission in a space-saving manner.
  • a two-pressure valve wherein a first input of the two-pressure valve with the first high-pressure line, a second input of the two-pressure valve with the second high-pressure line and an outlet of the two-pressure valve are fluidically connected to the low pressure line.
  • the pump drive shaft can be driven in an operating state by means of a motor shaft by means of a mechanical connection, such as a gear pair, a chain drive or a belt drive, the actuating device can be driven directly, whereby the efficiency is further improved.
  • a mechanical connection such as a gear pair, a chain drive or a belt drive
  • a coupling is equipped with an actuating device according to one of the embodiments listed above, wherein the actuating element connected to the first fluid port of the pump for coupling and disengaging the clutch is provided.
  • the coupling / coupling device can be designed as a double clutch, wherein preferably each sub-coupling a separate pump is provided, which pumps are in turn designed as the above-mentioned variable displacement.
  • the clutch may alternatively be configured as a single clutch.
  • gear assembly / clutch-gear unit which is preferably designed as a dual-clutch transmission, equipped with an actuator according to one of the embodiments listed above.
  • Each partial transmission is preferably a variable displacement pump is provided, which in turn is provided with two actuators, wherein the first actuator provided for engagement and disengagement of a clutch is and the second actuator is provided for engaging and disengaging a translation stage.
  • an actuator / an actuator with reversible pump (variable displacement) is proposed.
  • the reversible pump can be connected directly to the drive train. It is necessary that it is adjustable by a delivery volume of "0" (zero position)
  • two reversible pumps / variable displacement pumps can be used.Also the actuator with reversing pump can be used for the actuation of both the clutch and the gearbox ,
  • FIG. 1 is a schematic representation of a drive train of a motor vehicle comprising an actuating device according to the invention according to a first embodiment, wherein the actuating device is provided for engagement and disengagement of a clutch,
  • FIG. 2 is a schematic representation of a drive train of a motor vehicle comprising an actuating device according to the invention according to a second embodiment, wherein the actuating device is provided for engagement and disengagement of a clutch and for actuating a transmission,
  • Fig. 3 is a schematic representation of a drive train of a motor vehicle comprising an actuating device according to the invention according to a third embodiment, wherein the actuating device comprises two pumps and each pump for engagement and disengagement of a clutch / a partial clutch of a double clutch and for actuating a partial transmission is provided, and
  • Fig. 4 is a schematic representation of a drive train of a motor vehicle comprising an actuating device according to the invention according to a fourth embodiment, wherein the actuating device is designed similar to the actuator shown in Fig. 3 and also has two pumps, but not as in Fig. 3 in axial Direction at the same height and along the Circumference offset from each other, but are arranged side by side in the axial direction.
  • FIGs 1 to 4 four embodiments of the actuator 1 according to the invention in a drive train 2 of a motor vehicle, such as a car, truck, bus or agricultural utility vehicle, shown.
  • the actuating device 1 is generally provided for actuating a clutch 3, a transmission 4 or both the clutch 3 and the transmission 4.
  • the actuator 1 therefore serves as a control which controls the clutch 3, i. a separable connection device for selectively transmitting a torque from an engine shaft / crankshaft 5 of an internal combustion engine 6 (diesel or gasoline engine) to the transmission 4, which transmission 4 is motion-coupled to a wheel 7 or several wheels 7 of the motor vehicle, and / or the transmission 4 adjusted to change the speed and torque conversion.
  • an internal combustion engine 6 diesel or gasoline engine
  • the actuating device 1 comprises a pump 10a, 10b having two fluid connections 8, 9 and a displaceable (first) actuating element 11 associated with a first fluid connection 8 of the pump 10a, 10b, the pump 10a, 10b being designed to be in a first pump position, in which is driven in a first rotational direction, for extending the actuating element 1 1, a pressurized fluid in a first conveying direction from a second fluid port 9 to the first fluid port 8 promotes out.
  • the pump 10a, 10b is configured as a variable displacement pump 10a, 10b with respect to its conveying direction, wherein the variable displacement pump 10a, 10b is adapted to retract after adjustment to a second pumping position in which it is driven in the first direction of rotation of the actuating element 1 1, a pressurized fluid in a, the first conveying direction opposite, second conveying direction of the first fluid port 8 to the second fluid port 9 promotes out.
  • the actuating device 1 is configured so that they on a (first) as actuating piston 1 1 ausgestaltetes actuator 1 1 for engagement and disengagement of the (normally disengaged) single clutch designed clutch 3 back and acts herverschiebend.
  • actuating piston 1 1 ausgestaltetes actuator 1 1 for engagement and disengagement of the (normally disengaged) single clutch designed clutch 3 back and acts herverschiebend.
  • the first fluid connection 8 is fluidic, namely hydraulically with a cylinder housing 14 of the slave cylinder. 13 connected.
  • actuating piston 1 The actuating element 1 1, hereinafter referred to as actuating piston 1 1, is slidably mounted in the cylinder housing 14 in the axial direction (along the coupling axis of rotation) and is depending on the pressure value in the cylinder housing 14 in an extended position in which the clutch 3 is closed / engaged , or in a retracted position (as shown in Fig. 1), in which the clutch 3 is opened / disengaged spent.
  • a (first) high-pressure line 15 is provided, which is connected to the first fluid connection 8 and to the slave cylinder 13.
  • the second fluid connection 9 is connected in this embodiment to a low pressure line 16, which in turn is hydraulically connected to a restraint system 17.
  • the restraint system 17 is designed as a separate reservoir, but may alternatively also, for example in embodiment of the clutch 3 as a wet-running clutch 3, be formed directly through the fluid receiving space within a clutch housing / the clutch bell of the clutch 3.
  • a (first) actuator 18 which switches the pump 10a between the first pump position and the second pump position.
  • the pump 10a which is preferably designed as an adjustable axial piston pump, has an adjusting element 19 (shown here schematically by an arrow), by means of which the pump position is adjustable.
  • the adjusting element 19 is designed as a swash plate 19.
  • the adjusting member 19 is pivotally mounted relative to the pump 10a (in particular with respect to the pump housing of the pump 10a). In a region of the adjusting element 19, the actuator 18 again engages in order to influence the inclination of the adjusting element 19.
  • the adjusting element 19 is pivoted so in the illustrated first pump position due to a first adjusting force generated by the actuator, that the pressure value in the high-pressure line 15 at this time by the conveying of the pressurized fluid in the first conveying direction steadily increases.
  • a (first) sensor piston 20 acts on a further region of the adjusting element 19. This first sensor piston 20 is hydraulically connected to the high-pressure line 15 and serves as a control element corresponding to a mechanical P-controller, as a function of the pressure value in the high-pressure line 15.
  • the first sensor piston 20 is designed so that it is on reaching a certain pressure value in the high pressure line 15, which is higher than the pressure value in the retracted position of the actuating piston 1 1, with a (second, from the pressure value in the high pressure line 15 dependent) adjusting force resetting acts on the adjusting element 19.
  • the sensor piston 20 acts at each pressure greater than zero in the return direction.
  • the second adjusting force of the first sensor piston 20 in this case counteracts the first adjusting force of the actuator 18 and thus the adjusting element 19 in the direction of the second conveying direction, that the adjusting element 19 is moved back in the direction of the neutral position after reaching the specific pressure value in the high pressure line.
  • this neutral position corresponds to a zero position of the pump 10a, in which the pump 10a is set so that neither in the first nor in the second conveying direction, a pressure fluid flow flows / a pressurized fluid is conveyed.
  • a pump drive shaft 12 can be driven in at least one operating state of the actuating device 1 by the motor shaft 5, wherein the pump drive shaft 12 by means of a mechanical connection 21 with the motor shaft 5 is connectable.
  • the mechanical connection 21 has a ratio (i), thereby causing a speed and torque conversion between the motor shaft 5 and the pump drive shaft 12.
  • the mechanical connection 21 can be designed as a gear pairing, as a belt drive, or as a chain drive.
  • the pump drive shaft 12 is preferably permanently connected to the motor shaft 5 rotatably and drives the pump 10 a permanently.
  • the pump drive shaft 12 is driven in a predetermined (by the mechanical connection 21) (first) direction of rotation, which means that the pump 10a is driven in this first direction of rotation.
  • the drive train 2 is configured approximately as a hybrid drive train, the internal combustion engine 6 may also be switched off during an electric operation of the vehicle, whereby then a drive of the pump drive shaft 12 through the motor shaft 5 is not directly possible. In this electric mode, however, the pump 10a is then rotated in such a way relative to the (stationary) pump drive shaft 12 that nevertheless a drive of the pump 10a in the first direction of rotation is made possible.
  • the actuator 18 is adjusted by a reduction of the first adjusting so that the pressurized fluid in the second conveying direction, is fed back into the restraint system 17, and the pressure in the high-pressure line 15 decreases until a minimum pressure value is established, which is lower than the particular pressure value and the actuating piston 1 1 is brought into the retracted position.
  • variable displacement pump 10a is designed as an adjustable pump 10a, whose conveying direction is reversible, wherein the fluid pressure influencing the displacement position of the actuating piston 1 1 is controllable in dependence on the pump position.
  • the conveying direction of the pump 10 a influencing the pump position can be changed by the actuator 18.
  • the sensor piston 20 is configured and connected to the pressure line 43, that, if after a corresponding movement of a plunger of the actuator 18 (by a change in the excitation force of the actuator 18) of the pressure value in the high-pressure line 15 increases, the sensor piston 20 due to Pressure increase extends (first pump position).
  • the sensor piston 20 is connected via a branch / a side channel 23 to the high-pressure line 15.
  • this branch 23 between the high-pressure line 15 and the sensor piston 38 preferably one (not shown here for clarity) throttle / integrated, which serves as a damping element for the generated during operation by the pump piston of the pump 10 a pressure fluctuations.
  • the actuator 18 is preferably designed as an electromotive actuator, which is driven by an inductive coil system.
  • a pump-near receiver coil and a pump remote transmitter coil may be provided, wherein the transmitter coil drives the receiver coil via an inductive field.
  • the actuator 18 via a voice coil, similar the drive of hard drive arms, drivable.
  • the drive may then consist of a stationary part and a moving part, wherein the moving part is in turn made integral with the swash plate 19.
  • at least one of the two parts is a coil set, the other then one or more magnets or also a coil set.
  • actuating device 1 essentially corresponds to the actuating device 1 according to FIG. 1, which is why the technical features mentioned for the first embodiment also apply in principle to the second embodiment.
  • the pump 10 a is now so connected to two high-pressure lines 15, 24 that they can actuate / adjust both the clutch 3 and the transmission 4 in the two pump positions.
  • the first high pressure line 15 is, as in the first embodiment, provided for actuating the clutch 3.
  • the high pressure line 15 is also hydraulically connected to a first input 25 of a two-pressure valve 26.
  • a second high-pressure line 24 is connected, which hydraulically connects the second fluid connection 9 to a second actuating element (not shown here for reasons of clarity), for example as an actuating piston.
  • the second actuating element serves as an actuating element for the transmission 4 in order to select and / or insert about a translation stage.
  • the second actuating element therefore serves for "gear change" and is supplied with energy via the second high-pressure line 24. Behind the second actuating element, valve logics can also be inserted.
  • the second high-pressure line 24 is hydraulically connected to a sensor piston 27, hereinafter referred to as the second sensor piston 27, respectively.
  • the second sensor piston 27 is acting on the adjusting element 19 and acts at a certain pressure value in the second high pressure line 24 in a sliding manner on the adjusting element 19 a.
  • the second high pressure line 24 is hydraulically connected to a second input 28 of the two-pressure valve 26.
  • To an output 32 of the two-pressure valve 26 is again around the low pressure line 17 hydraulically connected to connect the two inputs 25, 28 of the two-pressure valve 26 alternately with the restraint system 17.
  • Fig. 2 the first pump position is shown, in which the adjusting / the swash plate 19 is adjusted by the actuator 18 in its inclination that a pressurized fluid from the second high-pressure line 24 via the second fluid port 9 and the first fluid port 8 in the first High-pressure line 15 is pumped. Since the pressure value initially in the second high-pressure line 24 is still greater than the pressure value in the first high-pressure line 15, first of all pressure fluid is withdrawn from the second high-pressure line 24.
  • the two-pressure valve 26 is adjusted so that the connection between the low-pressure line 16 and the first high-pressure line 15 is separated and the pressurized fluid thereby via the second high-pressure line 24 is promoted from the restraint system 17.
  • the second sensor piston 27 When the pressure value in the first high-pressure line 15 increases, the second sensor piston 27 is retracted and the first sensor piston 20 is extended, so that in turn the adjustment element 19 is restored. Both the second sensor piston 27 and the first sensor piston 20 each generate at a pressure greater than zero an adjusting force, which acts on the adjusting element 19. Finally, at a certain pressure value, the adjusting element 19 or the pump 10a again is forced into the neutral position. As a result, the adjusting element 19 is moved into a neutral position after reaching the predetermined pressure value, in which neutral position the pressure value in the first high-pressure line 15 is kept constant.
  • the first sensor piston 20 and the second sensor piston 27 are in this case acting on the adjusting element 19 such that the (second) adjusting force generated by the first sensor piston 20 basically urges the adjusting element 19 in the direction of the second conveying direction and the pressure generated by the second sensor piston 20 (FIG. third) adjusting force basically urges the adjustment member 19 in the direction of the first conveying direction. Since the high pressure line 15 and the slave cylinder 13 in this embodiment has no or a negligible low leakage, this neutral position corresponds to a zero position of the pump 10a, in which the pump 10a is set so that neither in the first nor in the second conveying direction, a pressure fluid flow flows / a pressurized fluid is conveyed.
  • the neutral position of the swash plate 19 is preferably supported by a return spring 29, wherein the return spring 29 acts on the swash plate 19 so that the wobble disc 34 is supported with a certain spring force at least when the actuator 18 in the neutral position.
  • the pump 10 a is then returned to the second pump position by pivoting the adjusting element 19.
  • the actuator 18 is adjusted so that the adjusting / the swash plate 19 is moved in its inclination in the second position 22.
  • the pressure fluid from the first high-pressure line 15 is pumped via the first fluid port 8 and the second fluid port 9 into the second high-pressure line 24. Since the pressure value in the first high-pressure line 15 is initially greater than the pressure value in the second high-pressure line 24, pressure fluid is first withdrawn from the first high-pressure line 15.
  • the two-pressure valve 26 is adjusted so that the connection between the low-pressure line 16 and the second high-pressure line 24 is disconnected and the pressurized fluid thereby via the first high-pressure line 15 is promoted from the restraint system 17.
  • the first sensor piston 20 When the pressure value in the second high-pressure line 15 increases, the first sensor piston 20 is retracted and the second sensor piston 27 is extended, so that in turn the adjustment element 19 is restored. At a certain pressure value, it eventually comes about that the neutral position of the adjusting element 19 or the pump 10a is reached again. As a result, the adjusting element 19 is brought into a neutral position upon reaching the predetermined pressure value, in which neutral position the pressure value in the second high-pressure line 24 is kept constant.
  • the actuating device 1 can also be designed as an actuating device for a dual-clutch transmission (PSG or ASG) and can be integrated into such a dual-clutch transmission.
  • PSG dual-clutch transmission
  • ASG dual-clutch transmission
  • the third embodiment of the actuating device 1 has, in addition to the pump 10a, a further, second pump 10b, which is designed and connected like the first pump 10a and how it works. Consequently, both pumps 10a and 10b respectively via the already mentioned high and low pressure lines 15, 16 and 24 for actuating two actuating piston 1 1 configured.
  • the two pumps 10a and 10b along the circumference of the motor shaft 5 are arranged offset to one another.
  • the first high-pressure line 15 of the first pump 10a is connected to an actuating piston in a first partial clutch 30 and the second high-pressure line 24 of the first pump 10a is connected to an actuating piston within the transmission 4.
  • the first high pressure line 15 of the second pump 10b is connected to an actuating piston in a second partial clutch 31 and the second high pressure line 24 of the second pump 10b is connected to an actuating piston within the transmission 4.
  • the mechanical connection 21 is also designed as a gear pair, wherein in each case a first helical gear with the motor shaft 5 is rotatably connected and a second, meshing with the first gear second helical gear with the pump drive shaft 12 is rotatably connected.
  • gears such as straight toothing on the two gears are possible.
  • the clutch / clutch device 3 and the respective partial clutches 30 and 31 each have a pressure plate displaceable in the axial direction of the clutch device 1 (axial direction corresponds to the direction along the clutch rotational axis / rotational axis of the clutch).
  • the pressure plate is in the usual manner with the actuating piston 1 1 of the actuator 1 cooperatively / motion coupled.
  • the pressure plate is between an engaged position, in which position the pressure plate 7 is non-rotatably connected to a clutch disc and a counter-pressure plate of the coupling device 1, and an unactuated position, i. the disengaged position, in which the pressure plate is not rotatably connected, but spaced from the clutch disc and the counter-pressure plate is arranged and no torque between the clutch disc and the reaction plate / pressure plate is transmitted, reciprocated.
  • a clutch actuation with a variable-displacement pump (variable displacement pump 10a and 10b) connected to the drive is made possible by the example of a single clutch with CSC ("central slave cylinder")
  • Motor shaft 15 is connected with optional transmission via a mechanical connection 21.
  • This connection and transmission can take place, for example, as gears, belts, chains or other connections, likewise pump 10a, 10b can sit directly on motor shaft 15.
  • the pump 10a, 10b is designed as an adjustment reversing pump 10a, 10b, the delivery volume is adjusted via a force input by an actuator 18 and a sensor piston 20, 27 on the pressure side.
  • a reservoir 17 is connected in a first embodiment.
  • the high pressure side is connected to a slave cylinder 13 of a clutch 3.
  • Variable reversing pump 10a, 10b means that the pump 10a, 10b can adjust their delivery volume by "0" / "zero” and thus can reverse the conveying direction with the same direction of rotation of the drive.
  • the magnitude and sign of the delivery flow as a function of actuator 18 and sensor pistons 20, 27 are established.
  • the actuation of a partial transmission is still possible, consisting of clutch 3 and 4 gear with a variable-displacement pump 10a, 10b.
  • the clutch 3 can be designed analogous to the clutch 3 of the first embodiment, the transmission operation can be analogous to a hydraulic valves, or designed according to "LuK HGA principle".
  • the pump 10a, 10b is again connected to the motor shaft 5 via gears.
  • the gears are shown angled, but may also be straight, or as a belt drive, etc.
  • the pump 10 a, 10 b can now build pressure in two directions to actuate either the transmission 4 or the clutch 4.
  • the logic for this is controlled by the two-pressure valve 26. Since there are now two print pages, the pump requires two sensor pistons 20, 27, one for each print direction.
  • the operating principle is analogous to the first embodiment.
  • a return spring 29 may be used to pull the pump 10a, 10b to neutral when the actuator 18 is off.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung (1) zur Betätigung einer Kupplung (3) und/oder eines Getriebes (4) eines Kraftfahrzeuges, mit einer zwei Fluidanschlüsse (8, 9) aufweisenden Pumpe (10) und mit einem verschiebbaren, fluidisch mit einem ersten Fluidanschluss (8) der Pumpe (10) verbundenen Betätigungselement (11), wobei die Pumpe (10) so beschaffen ist, dass sie in einer ersten Pumpenstellung, in der sie in einer ersten Drehrichtung angetrieben ist, zum Ausfahren des Betätigungselements (11), ein Druckfluid in einer ersten Förderrichtung von einem zweiten Fluidanschluss (9) zu dem ersten Fluidanschluss (8) hin fördert, wobei die Pumpe (10) als eine hinsichtlich ihrer Förderrichtung umkehrbare Verstellpumpe ausgestaltet ist, wobei die Verstellpumpe so beschaffen ist, dass sie nach Verstellung in eine zweite Pumpenstellung, in der sie in der ersten Drehrichtung angetrieben ist, zum Einfahren des Betätigungselements (11), ein Druckfluid in eine, der ersten Förderrichtung entgegengesetzte, zweite Förderrichtung von dem ersten Fluidanschluss (8) zu dem zweiten Fluidanschluss (9) hin fördert, sowie eine Kupplung (3) und eine Getriebeanordnung mit einer solchen Betätigungsvorrichtung.

Description

Antriebskoppelbarer Aktor mit Verstellpumpe
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung / Aktorik zur Betätigung einer Kupplung und / oder eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges, etwa eines Pkws, Lkws, Busses oder landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges, mit einer zwei Fluidanschlüsse aufweisenden Pumpe und mit einem verschiebbaren, fluidisch mit einem ersten Fluidanschluss der Pumpe verbundenen Betätigungselement, wobei die Pumpe so beschaffen ist, dass sie in einer ersten Pumpenstellung, in der sie in einer ersten Drehrichtung angetrieben ist, zum Ausfahren des Betätigungselements, ein Druckfluid in einer ersten Förderrichtung von einem zweiten Fluidanschluss zu dem ersten Fluidanschluss hin fördert. Auch umfasst die Erfindung eine Kupplung mit einer solchen Betätigungsvorrichtung und eine Getriebeanordnung (etwa ein Doppelkupplungsgetriebe) mit einer solchen Betätigungsvorrichtung.
Entsprechende Betätigungsvorrichtungen in Kupplungen / Kupplungsvorrichtungen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2005 014 633 A1 eine Kupplung und eine Kupplungsaktorik sowie ein Verfahren zum Betätigen zumindest einer Kupplung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges. Die Kupplungsaktorik umfasst einen elektromotorischen Stellantrieb und eine Ausrückanordnung, mit der eine Rotationsbewegung des Stellantriebes in eine translatorische Ausrückbewegung eines Ausrückers zum Bewegen der Kupplung umgesetzt wird, wobei der Ausrücker (Ausrückanordnung) aus einem Bandgetriebe besteht, das ein Außenteil und ein Innenteil aufweist und der Stellantrieb für den Ausrücker von einem Elektromotor gebildet wird, wobei das Außenteil des Bandgetriebes mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und das Innenteil des Bandgetriebes mit dem Rotor des Elektromotors gekoppelt ist.
In der EP 1 236 918 B1 ist weiterhin ein Kupplungssystem offenbart, das eine Kupplungseinrichtung, insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, aufweist. Auch umfasst das Kupplungssystem eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Kupplungseinrichtung auf hydraulischem Wege vermittels wenigstens eines hydraulischen Nehmerzylinders der Kupplungseinrichtung, wobei die Betätigungseinrichtung eine Hydraulikmedium-Bereitstelleinrichtung zum Bereitstellen von Hydraulikmedium auf einem einstellbaren, über den Nehmerzylinder den Betätigungszustand der Kupplungseinrichtung bestimmenden Druckniveau aufweist. Die Hydraulikmedium- Bereitstelleinrichtung weist weiter eine hinsichtlich eines Abgabe-Drucks oder / und einer Fördermenge oder / und einer Förderrichtung beeinflussbare Hydraulikmedium- Pumpenanordnung auf, wobei die Hydraulikmedium-Pumpenanordnung dafür angeordnet und eingerichtet ist, dass durch Beeinflussung der Hydraulikmedium-Pumpenanordnung das Druckniveau und damit der Betätigungszustand einstellbar ist.
Somit ist es grundsätzlich bereits bekannt die zur Kupplungsbetätigung benötigte Energie aus dem Antriebsstrang selber zu entnehmen. Bekannte Kupplungssysteme greifen dabei jedoch vorwiegend auf eine elektromotorische Betätigung zurück, wobei die zur Bewegung / Verstellung des Betätigungskolbens benötigte Betätigungsenergie elektromotorisch erzeugt wird. Von solchen Elektronikkupplungen ist es jedoch auch bekannt, dass die für die elektromotorische Betätigung aufzuwendende Betätigungsenergie durch relativ kostenintensive Motoren und deren Steuerelektronik zu erzeugen und zu übertragen ist. Weiterhin wird die Energie für diese Motoren zunächst über die Lichtmaschine dem Antriebsstrang entnommen, in der Batterie gespeichert und dann von dort aus verwendet. Die benötigte Energie zur Betätigung der Kupplung wird daher zunächst aufwändig über Generatoren oder externe Pumpen im Antriebsstrang in elektrische Energie umgewandelt. Dabei werden große Verluste erzeugt und alle Bauteile in dieser Kette müssen entsprechend groß ausgelegt sein.
Die bekannten elektromotorischen Systeme haben daher den Nachteil, dass meist mehrere Elektromotoren benötigt werden und angesteuert werden müssen. Die Motoren sind teuer, benötigen Bauraum und unterliegen starken Preisschwankungen.
In bekannten Kupplungen, bei denen die Betätigungsenergie hydraulisch erzeugt wird, ist es grundsätzlich zwar üblich Pumpen zu verwenden; bei der Verwendung der Pumpen in den bekannten Systemen entsteht jedoch häufig eine relativ große Verlustleistung, da die Pumpen hierbei immer im Antriebsstrang sind. Über eine Saugdrosselung oder einen Bypass lässt sich dieser Verlust zwar teilweise reduzieren, doch sind diese bekannten Systeme dann oft auch recht komplex ausgeführt. Die bekannten hydraulischen Systeme können daher recht hohe Verlustleistungen und komplizierten Ventilverschaltungen aufweisen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und eine Kupplungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, durch die der Wirkungsgrad zur Erzeugung der Betätigungsenergie erhöht wird und zum anderen die Anzahl der verbauten Teile reduziert wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Pumpe als eine hinsichtlich ihrer Förderrichtung umkehrbare Verstellpumpe ausgestaltet ist, wobei die Verstellpumpe so beschaffen ist, dass sie nach Verstellung in eine zweite Pumpenstellung, in der sie über die in der ersten Drehrichtung drehende Pumpenantriebswelle angetrieben ist, zum Einrücken des Betäti- gungskolbens, ein Druckfluid in eine, der ersten Förderrichtung entgegengesetzte, zweite Förderrichtung von dem ersten Fluidanschluss zu dem zweiten Fluidanschluss hin fördert.
Dadurch ist eine Antriebseinheit zur Verfügung gestellt, wobei die Betätigungsenergie zur Kupplungsbetätigung unmittelbar und ohne eine zwischengeschaltete Umwandlung in eine andere Energieform, beispielsweise in elektrische Energie, aus dem Antriebsstrang / der Verbrennungskraftmaschine entnommen werden kann. Zur Energieversorgung wird vorzugsweise die Verstellpumpe / Verstell-Reversierpumpe deren Fördervolumen durch einen Kraftgesteuerten Aktor und einen oder mehreren (insbesondere, wenn in den späteren Anordnungen Differenzdruck-Sensorkolben verwendet werden) Sensorkolben eingestellt wird, mit dem Antrieb direkt gekoppelt, so dass sich der Druck proportional zum Sollsignal einregelt. Die bei elektrischen Systemen notwendige Energieumwandlung und die damit verbundenen Umwandlungsverluste werden vermieden. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Kupplungsbetätigung deutlich gesteigert. Die Energie zur Kupplungsbetätigung wird über die Pumpe möglichst direkt aus dem Antriebsstrang selber aufgenommen und den Betätigungskolben zugeführt. Insbesondere werden diese Vorteile bei der Nutzung dieser Pumpe(n) zum Aktuieren von Kupplung und/oder Getrieben eines Automatik Schaltgetriebes (ASG) oder Parallel-Schaltgetriebes (PSG) weiter verstärkt.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn eine erste Hochdruckleitung vorhanden ist, die den ersten Fluidanschluss fluidisch mit dem (ersten) Betätigungselement verbindet und / oder eine Niederdruckleitung vorhanden ist, die den ersten Fluidanschluss und / oder den zweiten Fluidanschluss fluidisch mit einem Rückhaltesystem, etwa einem Reservoir, verbindet. Dadurch wird der Aufbau der Kupplungsbetätigungsvorrichtung weiter vereinfacht. Für den Druckaufbau oder -abbau an dem jeweiligem Fluidanschluss, je nach Pumpenstellung, ist dann das Druckfluid lediglich zwischen den Fluidanschlüssen hin- und
herzupumpen.
In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn zur Veränderung der Pumpenstellung ein, vorzugsweise kraftgesteuerter Aktor vorgesehen ist. Der Aktor ist so angeordnet, dass je nach der an ihm anliegenden, vorzugsweise elektronisch erzeugten Verstellkraft, die Pumpe zwischen der ersten Pumpenstellung und der zweiten Pumpenstellung hin- und hergeschaltet wird. Dadurch ist eine besonders effiziente Verstellung der Pumpe möglich. Hierdurch wird das Fördervolumen der Pumpe pro Umdrehung verstellbar/verstellt. Zweckmäßig ist es auch, wenn die erste Hochdruckleitung fluidisch mit einem, die Pumpe bei einem bestimmten Druckwert selbstständig in eine Neutralstellung rückstellenden, ersten Sensorkolben verbunden ist, wobei die Pumpe in der Neutralstellung so eingestellt ist, dass ein Druckwert in der ersten Hochdruckleitung konstant gehalten ist. Die Neutralstellung ist vorzugsweise als die Nullstellung der Pumpe ausgeführt, in der die Pumpe so eingestellt ist, dass sie kein Druckfluid, weder in die erste Förderrichtung noch in die zweite Förderrichtung befördert. Dadurch werden die Verstellung der Pumpe und die Ansteuerung des (ersten) Betätigungselements weiter vereinfacht.
Zudem ist es von Vorteil, wenn ein in die Pumpenstellung der Pumpe verstellender, kraftgesteuerter (den Volumenstrom und Druck der Pumpe verstellender) Aktor vorgesehen ist, der derart zusammen mit dem ersten Sensorkolben und / oder mit dem zweiten Sensorkolben verstellend auf die Pumpe einwirkt, dass die Pumpenstellung von, durch den Aktor, den ersten Sensorkolben und / oder den zweiten Sensorkolben, auf die Pumpe verstellend einwirkenden Verstellkräften abhängig ist. Dadurch ist eine einfache Verstellung und Umkehrung der Verstellpumpe möglich, indem eine durch den Aktor einwirkende Betätigungskraft je nach gewünschter Pumpenstellung einfach erhöht oder gesenkt werden muss. Der jeweilige Sensorkolben oder beide Sensorkolben wirken dann entsprechend eines mechanischen P-Reglers auf die zunächst durch die Änderung der Betätigungskraft des Aktors bewirkte Pumpenverstellung ein. Wird eine Verstellkraft durch den jeweiligen (erste und / oder zweite) Sensorkolben erzeugt, wirkt diese Verstellkraft derart auf die Pumpe verstellend ein, dass diese Verstellkraft (des jeweiligen Sensorkolbens) versucht die jeweilige andere Pumpenstellung und somit die andere Förderrichtung einzustellen. Die Neutralstellung wird dabei bei einem
Gleichgewicht des durch die Verstellkräfte des Aktors, des ersten Sensorkolbens und / oder des zweiten Sensorkolbens erzeugten Moments erreicht.
Ist eine zweite Hochdruckleitung vorhanden, die den zweiten Fluidanschluss fluidisch mit einem weiteren, zweiten Betätigungselement verbindet, können durch die eine Pumpe zwei Betätigungselemente gesteuert werden. Dadurch sind insbesondere Doppelkupplungen, Kupplungs-Getriebe-Einheiten oder Doppelkupplungsgetriebe durch eine Betätigungsvorrichtung mit einer Pumpe betätigbar und die Funktionalität der Betätigungsvorrichtung wird weiter verbessert.
In diesem Zusammenhang ist es auch von Vorteil, wenn die zweite Hochdruckleitung fluidisch mit einem, die Pumpe bei einem bestimmten Druckwert selbstständig in eine Neutralstellung rückstellenden, zweiten Sensorkolben verbunden ist, wobei die Pumpe in der Neutralstellung so eingestellt ist, dass ein Druckwert in der zweiten Hochdruckleitung konstant gehalten ist. Die Neutralstellung ist vorzugsweise wieder als die Nullstellung der Pumpe ausgeführt, in der die Pumpe so eingestellt ist, dass sie kein Druckfluid, weder in die erste Förderrichtung noch in die zweite Förderrichtung befördert. Dadurch werden die Verstellung der Pumpe und die Ansteuerung des (zweiten) Betätigungselements weiter vereinfacht. Bei vorhandenem Aktor arbeitet dieser vorzugsweise jeweils gegen den jeweiligen ersten oder Sensorkolben (in Abhängigkeit der Pumpenstellung) der druckbeaufschlagten Seite.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der mit dem ersten Fluidanschluss der Pumpe verbundene Betätigungselement zur Betätigung einer Kupplung und das zweite Betätigungselement zur Betätigung eines Getriebes vorgesehen und / oder ausgestaltet sind. Dadurch kann der durch die Betätigungsvorrichtung eingenommene Bauraum besonders effektiv ausgenutzt werden und in ein Teilgetriebe eines Doppelkupplungsgetriebes Platz sparend integriert werden.
Zweckmäßig ist es auch, wenn ein Zweidruckventil vorgesehen ist, wobei ein erster Eingang des Zweidruckventils mit der ersten Hochdruckleitung, ein zweiter Eingang des Zweidruckventils mit der zweiten Hochdruckleitung und ein Ausgang des Zweidruckventils mit der Niederdruckleitung fluidisch verbunden sind. Dadurch wird der Aufbau der Betätigungsvorrichtung weiter vereinfacht.
Wenn die Pumpenantriebswelle mittels einer mechanischen Verbindung, etwa einer Zahnradpaarung, einem Kettentrieb oder einem Riementrieb, in einem Betriebszustand mittels einer Motorwelle antreibbar ist, ist die Betätigungsvorrichtung direkt antreibbar, wodurch der Wirkungsgrad weiter verbessert wird.
Auch ist es von Vorteil, wenn eine Kupplung mit einer Betätigungsvorrichtung nach einer der oben aufgeführten Ausführungsformen ausgestattet ist, wobei der mit dem ersten Fluidanschluss der Pumpe verbundene Betätigungselement zum Ein- und Auskuppeln der Kupplung vorgesehen ist. Die Kupplung / Kupplungsvorrichtung kann dabei als eine Doppelkupplung ausgestaltet sein, wobei vorzugsweise je Teilkupplung eine eigene Pumpe vorgesehen ist, welche Pumpen wiederum als die oben genannte Verstellpumpe ausgestaltet sind. Auch kann die Kupplung alternativ als Einfachkupplung ausgestaltet sein.
Auch ist es möglich eine Getriebeanordnung / Kupplungs-Getriebe-Einheit, die vorzugsweise als Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt ist, mit einer Betätigungsvorrichtung nach einer der oben aufgeführten Ausführungsformen auszustatten. Je Teilgetriebe ist dabei vorzugsweise eine Verstellpumpe vorgesehen ist, die wiederum mit zwei Betätigungselementen versehen ist, wobei das erste Betätigungselement zum Ein- und Ausrücken einer Kupplung vorgesehen ist und das zweite Betätigungselement zum Ein- und Auslegen einer Übersetzungsstufe vorgesehen ist.
In anderen Worten ausgedrückt, wird mit der gegenständlichen Erfindung eine Aktorik / eine Betätigungsvorrichtung mit Reversierpumpe (Verstellpumpe) vorgeschlagen. Die Reversierpumpe kann direkt mit dem Antriebsstrang verbunden sein. Es ist notwendig, dass sie durch ein Fördervolumen von„0" (Nullstellung) verstellbar ist. Für eine Doppelkupplung können dann zwei Reversierpumpen / Verstellpumpen verwendet werden. Auch kann der Aktor mit Reversierpumpe sowohl für die Betätigung der Kupplung, wie auch des Getriebes eingesetzt werden.
Die Erfindung wird nun anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang verschiedene Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges umfassend eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform, wobei die Betätigungsvorrichtung zum Ein- und Ausrücken einer Kupplung vorgesehen ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges umfassend eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform, wobei die Betätigungsvorrichtung zum Ein- und Ausrücken einer Kupplung sowie zum Betätigung eines Getriebes vorgesehen ist,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges umfassend eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform, wobei die Betätigungsvorrichtung zwei Pumpen aufweist und jede Pumpe zum Ein- und Ausrücken einer Kupplung / einer Teilkupplung einer Doppelkupplung sowie zum Betätigung eines Teilgetriebes vorgesehen ist, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges umfassend eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung nach einer vierten Ausführungsform, wobei die Betätigungsvorrichtung ähnlich zu der in Fig. 3 dargestellten Betätigungsvorrichtung ausgeführt ist und ebenfalls zwei Pumpen aufweist, die Pumpen jedoch nicht wie in Fig. 3 in axialer Richtung auf gleicher Höhe und entlang des Umfangs versetzt zueinander angeordnet sind, sondern in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In den Fig.1 bis 4 sind vier Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung 1 in einem Antriebsstrang 2 eines Kraftfahrzeuges, wie einem PKW, LKW, Bus oder landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug, dargestellt. Die Betätigungsvorrichtung 1 ist generell zur Betätigung einer Kupplung 3, eines Getriebes 4 oder sowohl der Kupplung 3 als auch des Getriebes 4 vorgesehen. Die Betätigungsvorrichtung 1 dient daher als ein Steuerelement, die die Kupplung 3, d.h. eine trennbare Verbindungseinrichtung zur wahlweisen Übertragung eines Drehmomentes von einer Motorwelle / Kurbelwelle 5 einer Verbrennungskraftmaschine 6 (Diesel- oder Ottomotor) auf das Getriebe 4, welches Getriebe 4 mit einem Rad 7 oder mehreren Rädern 7 des Kraftfahrzeuges bewegungsgekoppelt ist, und/oder das Getriebe 4 zur Änderung der Drehzahl- und Drehmomentenwandlung verstellt.
Die Betätigungsvorrichtung 1 umfasst eine zwei Fluidanschlüsse 8, 9 aufweisende Pumpe 10a, 10b und ein verschiebbares, fluidisch mit einem ersten Fluidanschluss 8 der Pumpe 10a, 10b verbundenes (erstes) Betätigungselement 1 1 , wobei die Pumpe 10a, 10b so beschaffen ist, dass sie in einer ersten Pumpenstellung, in der in eine ersten Drehrichtung angetrieben ist, zum Ausfahren des Betätigungselements 1 1 , ein Druckfluid in einer ersten Förderrichtung von einem zweiten Fluidanschluss 9 zu dem ersten Fluidanschluss 8 hin fördert. Die Pumpe 10a, 10b ist als eine hinsichtlich ihrer Förderrichtung umkehrbare Verstellpumpe 10a, 10b ausgestaltet ist, wobei die Verstellpumpe 10a, 10b so beschaffen ist, dass sie nach Verstellung in eine zweite Pumpenstellung, in der sie in der ersten Drehrichtung angetrieben ist, zum Einfahren des Betätigungselements 1 1 , ein Druckfluid in eine, der ersten Förderrichtung entgegengesetzte, zweite Förderrichtung von dem ersten Fluidanschluss 8 zu dem zweiten Fluidanschluss 9 hin fördert.
In dem in Fig. 1 dargestellten, ersten Ausführungsbeispiel ist die Betätigungsvorrichtung 1 so ausgestaltet, dass sie auf ein (erstes) als Betätigungskolben 1 1 ausgestaltetes Betätigungselement 1 1 zum Ein- und Ausrücken der als (normal ausgerückte) Einfachkupplung ausgestalteten Kupplung 3 hin- und herverschiebend einwirkt. Hierfür ist der als Ringkolben ausgestaltete Betätigungskolben 1 1 , als Teil eines Nehmerzylinders 13 ausgeführt. Der erste Fluidanschluss 8 ist fluidisch, nämlich hydraulisch mit einem Zylindergehäuse 14 des Nehmerzylin- ders 13 verbunden. Das Betätigungselement 1 1 , nachfolgend als Betätigungskolben 1 1 bezeichnet, ist in dem Zylindergehäuse 14 in axialer Richtung (entlang der Kupplungsdrehachse) verschiebbar gelagert und ist je nach dem Druckwert im Zylindergehäuse 14 in eine ausgefahrene Stellung, in der die Kupplung 3 geschlossen / eingerückt ist, oder in eine eingefahrene Stellung (wie in Fig. 1 dargestellt), in der die Kupplung 3 geöffnet / ausgerückt ist, verbracht.
Zur hydraulischen Verbindung des Nehmerzylinders 13 und dessen Betätigungskolben 1 1 mit der Pumpe 10a ist eine (erste) Hochdruckleitung 15 vorgesehen, die an dem erste Fluidan- schluss 8 und an dem Nehmerzylinder 13 angeschlossen ist.
Der zweite Fluidanschluss 9 ist in dieser Ausführung an eine Niederdruckleitung 16 angeschlossen, die wiederum hydraulisch mit einem Rückhaltesystem 17 verbunden ist. Das Rückhaltesystem 17 ist als separates Reservoir ausgestaltet, kann jedoch alternativ auch, etwa bei Ausgestaltung der Kupplung 3 als nasslaufende Kupplung 3, unmittelbar durch den Fluidaufnahmeraum innerhalb eines Kupplungsgehäuses / der Kupplungsglocke der Kupplung 3 ausgebildet sein.
Weiterhin ist ein (erster) Aktor 18 vorgesehen, der die Pumpe 10a zwischen der ersten Pumpenstellung und der zweiten Pumpenstellung umstellt. Die Pumpe 10a, die vorzugsweise als verstellbare Axialkolbenpumpe ausgeführt ist, weist ein Einstellelement 19 (hier schematisch durch einen Pfeil dargestellt) auf, mittels dem die Pumpenstellung einstellbar ist. Vorzugsweise ist das Einstellelement 19 als Taumelscheibe 19 ausgestaltet. Das Einstellelement 19 ist gegenüber der Pumpe 10a (insbesondere gegenüber dem Pumpengehäuse der Pumpe 10a) verschwenkbar gelagert. In einem Bereich des Einstellelementes 19 greift der Aktor 18 wiederum an, um auf die Neigung des Einstellelementes 19 Einfluss zu nehmen. Das Einstellelement 19 ist aufgrund einer, durch den Aktor erzeugten, ersten Verstellkraft in der dargestellten ersten Pumpenstellung so verschwenkt, dass der Druckwert in der Hochdruckleitung 15 zu diesem Zeitpunkt durch das Befördern des Druckfluids in die erste Förderrichtung stetig zunimmt. An einem weiteren Bereich des Einstellelementes 19 greift zudem ein (erster) Sensorkolben 20 an. Dieser erste Sensorkolben 20 ist hydraulisch mit der Hochdruckleitung 15 verbunden und dient als Regelelement entsprechend eines mechanischen P-Reglers, in Abhängigkeit des Druckwertes in der Hochdruckleitung 15.
Der erste Sensorkolben 20 ist dabei so ausgestaltet, dass er bei Erreichen eines bestimmten Druckwertes in der Hochdruckleitung 15, der höher ist als der Druckwert in der eingefahrenen Stellung des Betätigungskolbens 1 1 , mit einer (zweiten, von dem Druckwert in der Hochdruck- leitung 15 abhängigen) Verstellkraft rückstellend auf das Einstellelement 19 einwirkt. Der Sensorkolben 20 wirkt bei jedem Druck größer Null in Rückstellrichtung. Die zweite Verstellkraft des ersten Sensorkolbens 20 wirkt dabei derart entgegen der ersten Verstellkraft des Aktors 18 und somit das Einstellelement 19 in Richtung der zweiten Förderrichtung, dass das Einstellelement 19 nach Erreichen des bestimmten Druckwertes in der Hochdruckleitung in Richtung der Neutralstellung zurückbewegt wird. Dadurch wird wiederum der Volumenstrom in der ersten Förderrichtung gesenkt, bis er in der Neutralstellung zusammen mit dem Druckwert in der ersten Hochdruckleitung 15 konstant gehalten ist. Die erste und zweite Verstellkraft sind dabei derart gewählt, dass die am Einstellelement 19 einwirkenden Momente in dieser Neutralstellung im Gleichgewicht sind. Da die Hochdruckleitung 15 sowie der Nehmerzylinder 13 in diesem Ausführungsbeispiel keine bzw. eine vernachlässigbare geringe Leckage aufweisen, entspricht diese Neutralstellung einer Nullstellung der Pumpe 10a, bei der die Pumpe 10a so eingestellt ist, dass weder in die erste noch in die zweite Förderrichtung ein Druckfluidstrom fließt / eine Druckfluid befördert wird.
Zum Antrieb der Pumpe 10a (in einer ersten Drehrichtung) ist wiederum eine Pumpenantriebswelle 12 in zumindest einem Betriebszustand der Betätigungsvorrichtung 1 durch die Motorwelle 5 antreibbar, wobei die Pumpenantriebswelle 12 mittels einer mechanischen Verbindung 21 mit der Motorwelle 5 verbindbar ist. Die mechanische Verbindung 21 weist eine Übersetzung (i) auf, wodurch sie eine Drehzahl- und Drehmomentenwandlung zwischen der Motorwelle 5 und der Pumpenantriebswelle 12 bewirkt. Die mechanische Verbindung 21 kann als Zahnradpaarung, als Riementrieb, oder als Kettentrieb ausgeführt sein.
Die Pumpenantriebswelle 12 ist dabei vorzugsweise dauerhaft mit der Motorwelle 5 drehfest verbunden und treibt die Pumpe 10a dauerhaft an. Bei eingeschalteter Verbrennungskraftmaschine 6 (Otto- oder Dieselmotor) wird die Pumpenantriebswelle 12 in eine durch die mechanische Verbindung 21 vorgegebene (erste) Drehrichtung angetrieben, was dazu führt, dass auch die Pumpe 10a in dieser ersten Drehrichtung angetrieben ist. Ist der Antriebsstrang 2 etwa als Hybridantriebsstrang ausgestaltet, kann die Verbrennungskraftmaschine 6 jedoch auch bei einem Elektrobetrieb des Fahrzeuges ausgeschaltet sein, wodurch dann ein Antrieb der Pumpenantriebswelle 12 durch die Motorwelle 5 direkt nicht möglich ist. In diesem Elektrobetrieb wird die Pumpe 10a jedoch dann derart relativ zu der (stehenden) Pumpenantriebswelle 12 verdreht, dass dennoch ein Antrieb der Pumpe 10a in der ersten Drehrichtung ermöglicht ist.
Soll der Betätigungskolben 1 1 wiederum aus der zuvor beschriebenen, ausgefahrenen Stellung in die eingefahrene Stellung verbracht werden, so ist die Taumelscheibe 19 / das Ein- stellelement 19 wiederum, über die Neutralstellung hinaus, in die durch den Bezugspfeil 22 gekennzeichnete, zweite Stellung, die der zweiten Pumpenstellung zugeordnet ist, zu verbringen. Dafür wird wiederum der Aktor 18 durch eine Verminderung der ersten Verstellkraft so verstellt, dass das Druckfluid in die zweite Förderrichtung, in das Rückhaltesystem 17 zurückgefördert wird, und der Druck in der Hochdruckleitung 15 sinkt, bis sich ein minimaler Druckwert einstellt, der niedriger ist als der bestimmte Druckwert und der Betätigungskolben 1 1 in die eingefahrene Stellung verbracht wird.
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Verstellpumpe 10a als verstellbare Pumpe 10a ausgeführt, deren Förderrichtung umkehrbar ist, wobei der die Verschiebelage des Betätigungskolbens 1 1 beeinflussende Fluiddruck in Abhängigkeit der Pumpenstellung steuerbar ist. Die die Förderrichtung der Pumpe 10a beeinflussende Pumpenstellung ist durch den Aktor 18 veränderbar. Der Sensorkolben 20 ist dabei derart ausgestaltet und mit der Druckleitung 43 verbunden, dass, wenn sich nach einer entsprechenden Bewegung eines Stößels des Aktors 18 (durch eine Änderung der Erregerkraft des Aktors 18) der Druckwert in der Hochdruckleitung 15 erhöht, der Sensorkolben 20 aufgrund der Druckerhöhung ausfährt (erste Pumpenstellung). Bei einem bestimmten (ersten) Druckwert in der Hochdruckleitung 15 kommet es daher zu einer waagrechten Nachstellung (zurück in die Neutralstellung / in die Nullstellung) der Taumelscheibe 19 durch den Sensorkolben 20. Wird nach einer weiteren entsprechenden Bewegung des Stößels des Aktors 18 (durch eine Änderung der Erregerkraft des Aktors 18) der Druckwert in der Hochdruckleitung 15 verringert (in zweiter Pumpenstellung), fährt sich der Sensorkolben 20 aufgrund des sich in der Hochdruckleitung 15 ändernden Druckwertes ein, so dass es bei einem niedrigeren Druckwert in der Hochdruckleitung 15 wieder zu einer waagrechten Nachstellung (Neutralstellung / in die Nullstellung) der Taumelscheibe 19 durch den Sensorkolben 20 kommt. Dadurch ist eine Druckregelung umgesetzt und der Betätigungskolben 10a entsprechend verstellbar.
Der Sensorkolben 20 ist über eine Abzweigung / einen Seitenkanal 23 mit der Hochdruckleitung 15 verbunden. In dieser Abzweigung 23 ist zwischen der Hochdruckleitung 15 und dem Sensorkolben 38 vorzugsweise eine (hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte) Drossel vorhanden / integriert, die als Dämpfungselement für die im Betrieb durch die Pumpenkolben der Pumpe 10a erzeugten Druckschwankungen dient.
Der Aktor 18 ist vorzugsweise als elektromotorischer Aktor ausgeführt, der über ein induktives Spulensystem antreibbar ist. Hierfür können eine pumpennahe Empfängerspule sowie eine pumpenferne Senderspule vorgesehen sein, wobei die Senderspule die Empfängerspule über ein induktives Feld antreibt. Alternativ dazu ist der Aktor 18 auch über ein voice coil, ähnlich dem Antrieb von Festplattenarmen, antreibbar. Der Antrieb kann dann aus einem stehenden Teil und einem bewegenden Teil bestehen, wobei das bewegende Teil wiederum integral mit der Taumelscheibe 19 ausgeführt ist. Je nach Ausführung ist mindestens einer der beiden Teile ein Spulensatz, der andere dann ein oder mehrere Magnete oder ebenfalls ein Spulensatz. Als weitere Alternative ist es auch möglich die Empfängerspule an den ersten Endbereich der Taumelscheibe 19 direkt vorzusehen / anzubringen um die Taumelscheibe 19 direkt über eine induktive Kraft zu bewegen.
In Fig. 2 ist dann eine weitere, zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung 1 dargestellt. Diese Betätigungsvorrichtung 1 entspricht im Wesentlichen der Betätigungsvorrichtung 1 nach Fig. 1 , weshalb die für die erste Ausführungsform genannten technischen Merkmale prinzipiell auch für die zweite Ausführungsform gelten. Als wesentlicher Unterschied ist die Pumpe 10a nun jedoch so mit zwei Hochdruckleitungen 15, 24 verbunden, dass sie in den beiden Pumpenstellungen sowohl die Kupplung 3 als auch das Getriebe 4 betätigen / verstellen kann.
Die erste Hochdruckleitung 15 ist, wie auch in dem ersten Ausführungsbeispiel, zur Betätigung der Kupplung 3 vorgesehen. Neben dem Anschluss an dem Nehmerzylinder 13 (hier der Übersichtlichkeit halber nicht mehr dargestellt) und dem ersten Fluidanschluss 8 der Pumpe 10a, ist die Hochdruckleitung 15 auch an einem ersten Eingang 25 eines Zweidruckventils 26 hydraulisch angeschlossen. An dem zweiten Fluidanschluss 9 der Pumpe 10a ist wiederum eine zweite Hochdruckleitung 24 angeschlossen, die den zweiten Fluidanschluss 9 hydraulisch mit einem, etwa als Betätigungskolben ausgeführten, zweiten Betätigungselement (hier der Übersichtlichkeit halber nicht mehr dargestellt) verbindet. Das zweite Betätigungselement dient dabei als Stellelement für das Getriebe 4, um etwa eine Übersetzungsstufe auszuwählen und/oder einzulegen. Das zweite Betätigungselement dient daher zum„Gangwechsel" und wird über die zweite Hochdruckleitung 24 mit Energie versorgt. Hinter dem zweiten Betätigungselement können auch Ventillogiken stecken.
Auch die zweite Hochdruckleitung 24 ist hydraulisch mit einem Sensorkolben 27, nachfolgend als zweiter Sensorkolben 27 bezeichnet, verbunden. Zudem ist der zweite Sensorkolben 27 an dem Einstellelement 19 angreifend und wirkt bei einem bestimmten Druckwert in der zweiten Hochdruckleitung 24 verschiebend auf das Einstellelement 19 ein.
Zudem ist die zweite Hochdruckleitung 24 hydraulisch an einem zweiten Eingang 28 des Zweidruckventils 26 angeschlossen. An einen Ausgang 32 des Zweidruckventils 26 ist wiede- rum die Niederdruckleitung 17 hydraulisch angebunden, um die beiden Eingänge 25, 28 des Zweidruckventils 26 abwechselnd mit dem Rückhaltesystem 17 zu verbinden.
In Fig. 2 ist die erste Pumpenstellung gezeigt, in der das Einstellelement / die Taumelscheibe 19 so durch den Aktor 18 in seiner Neigung eingestellt ist, dass ein Druckfluid aus der zweiten Hochdruckleitung 24 über den zweiten Fluidanschluss 9 und den ersten Fluidanschluss 8 in die erste Hochdruckleitung 15 gepumpt wird. Da der Druckwert anfangs in der zweiten Hochdruckleitung 24 noch größer ist als der Druckwert in der ersten Hochdruckleitung 15, wird zunächst Druckfluid aus der zweiten Hochdruckleitung 24 entnommen. Steigt der Druckwert in der ersten Hochdruckleitung 15 folglich an und überschreitet schließlich den Druckwert in der zweiten Hochdruckleitung 24, wird das Zweidruckventil 26 so verstellt, dass die Verbindung zwischen der Niederdruckleitung 16 und der ersten Hochdruckleitung 15 getrennt wird und das Druckfluid dadurch über die zweite Hochdruckleitung 24 aus dem Rückhaltesystem 17 gefördert wird.
Bei Zunahme des Druckwertes in der ersten Hochdruckleitung 15 wird der zweite Sensorkolben 27 eingefahren und der erste Sensorkolben 20 ausgefahren, sodass es wiederum zu einer Rückstellung des Einstellelementes 19 kommt. Sowohl der zweite Sensorkolben 27 als auch der erste Sensorkolben 20 erzeugen jeweils bei einem Druck größer Null eine Verstellkraft, die auf das Einstellelement 19 einwirkt. Bei einem bestimmten Druckwert kommt es schließlich wiederum dazu, dass das Einstellelement 19 bzw. der Pumpe 10a wieder in die Neutralstellung gezwungen wird. Dadurch ist das Einstellelement 19 nach Erreichen des bestimmten Druckwertes in eine Neutralstellung verbracht, in welcher Neutralstellung der Druckwert in der ersten Hochdruckleitung 15 konstant gehalten ist. Der erste Sensorkolben 20 und der zweite Sensorkolben 27 sind dabei derart am Einstellelement 19 angreifend, dass die, durch den ersten Sensorkolben 20 erzeugte (zweite) Verstellkraft grundsätzlich das Einstellelement 19 in Richtung der zweiten Förderrichtung drängt und die, durch den zweiten Sensorkolben 20 erzeugte (dritte) Verstellkraft grundsätzlich das Einstellelement 19 in Richtung der ersten Förderrichtung drängt. Da die Hochdruckleitung 15 sowie der Nehmerzylinder 13 in diesem Ausführungsbeispiel keine bzw. eine vernachlässigbare geringe Leckage aufweist, entspricht diese Neutralstellung einer Nullstellung der Pumpe 10a, bei der die Pumpe 10a so eingestellt ist, dass weder in die erste noch in die zweite Förderrichtung ein Druckfluidstrom fließt / eine Druckfluid befördert wird.
Die Neutralstellung der Taumelscheibe 19 ist vorzugsweise mit einer Rückstellfeder 29 abgestützt, wobei die Rückstellfeder 29 so auf die Taumelscheibe 19 einwirkt, dass die Taumel- scheibe 34 mit einer gewissen Federkraft zumindest bei ausgeschaltetem Aktor 18 in der Neutralstellung unterstützt ist.
Um die Kupplung 3 wieder zu öffnen und das Getriebe 4 zu betätigen, wird die Pumpe 10a durch Verschwenken des Einstellelementes 19 anschließend wieder in die zweite Pumpenstellung gebracht. Dafür wird zunächst der Aktor 18 so verstellt, dass das Einstellelement / die Taumelscheibe 19 in seiner Neigung in die zweite Stellung 22 verbracht wird. Dadurch wird das Druckfluid aus der ersten Hochdruckleitung 15 über den ersten Fluidanschluss 8 und den zweiten Fluidanschluss 9 in die zweite Hochdruckleitung 24 gepumpt. Da der Druckwert anfangs in der ersten Hochdruckleitung 15 noch größer ist als der Druckwert in der zweiten Hochdruckleitung 24, wird zunächst Druckfluid aus der ersten Hochdruckleitung 15 entnommen. Steigt der Druckwert in der zweiten Hochdruckleitung 24 folglich an und überschreitet schließlich den Druckwert in der ersten Hochdruckleitung 15, wird das Zweidruckventil 26 so verstellt, dass die Verbindung zwischen der Niederdruckleitung 16 und der zweiten Hochdruckleitung 24 getrennt wird und das Druckfluid dadurch über die erste Hochdruckleitung 15 aus dem Rückhaltesystem 17 gefördert wird.
Bei Zunahme des Druckwertes in der zweiten Hochdruckleitung 15 wird der erste Sensorkolben 20 eingefahren und der zweite Sensorkolben 27 ausgefahren, sodass es wiederum zu einer Rückstellung des Einstellelementes 19 kommt. Bei einem bestimmten Druckwert kommt es schließlich dazu, dass wieder die Neutralstellung des Einstellelementes 19 bzw. der Pumpe 10a erreicht wird. Dadurch ist das Einstellelement 19 bei Erreichen des bestimmten Druckwertes in eine Neutralstellung gebracht, in welcher Neutralstellung der Druckwert in der zweiten Hochdruckleitung 24 konstant gehalten ist.
Wie weiterhin in den Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, ist nach einer dritten und vierten Ausführungsform die Betätigungsvorrichtung 1 auch als eine Betätigungsvorrichtung für ein Doppelkupplungsgetriebe (PSG oder ASG) ausgestaltbar und in solches ein Doppelkupplungsgetriebe integrierbar.
Die dritte Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung 1 (Fig. 3) weist neben der Pumpe 10a noch eine weitere, zweite Pumpe 10b auf, die wie die erste Pumpe 10a ausgeführt und angeschlossen ist sowie wie diese funktioniert. Folglich sind beide Pumpen 10a und 10b jeweils über die bereits erwähnten Hoch- und Niederdruckleitungen 15, 16 und 24 zur Betätigung zweier Betätigungskolben 1 1 ausgestaltet. In dieser Ausführungsform sind die beiden Pumpen 10a und 10b entlang des Umfangs der Motorwelle 5 versetzt zueinander angeordnet. Die erste Hochdruckleitung 15 der ersten Pumpe 10a ist dabei mit einem Betätigungskolben in einer ersten Teilkupplung 30 und die zweite Hochdruckleitung 24 der ersten Pumpe 10a ist mit einem Betätigungskolben innerhalb des Getriebes 4 verbunden. Die erste Hochdruckleitung 15 der zweiten Pumpe 10b ist mit einem Betätigungskolben in einer zweiten Teilkupplung 31 und die zweite Hochdruckleitung 24 der zweiten Pumpe 10b ist mit einem Betätigungskolben innerhalb des Getriebes 4 verbunden.
Gemäß einer in Fig. 4 dargestellten vierten Ausführungsform ist es auch möglich die beiden Pumpen 10a und 10b in axialer versetzt zueinander anzuordnen. In dieser Ausführungsform ist die mechanische Verbindung 21 zudem als Zahnradpaarung ausgeführt, wobei jeweils ein erstes schrägverzahntes Zahnrad mit der Motorwelle 5 drehfest verbunden ist und ein zweites, mit dem ersten Zahnrad kämmendes zweites, schrägverzahntes Zahnrad mit der Pumpenantriebswelle 12 drehfest verbunden ist. Neben der Schrägverzahnung sind jedoch auch andere Verzahnungsarten, etwa Geradverzahnungen an den beiden Zahnrädern möglich.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass die Kupplung / Kupplungsvorrichtung 3 und die jeweiligen Teilkupplungen 30 und 31 je ein in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung 1 (axiale Richtung entspricht Richtung entlang der Kupplungsdrehachse / Drehachse der Kupplung) verschiebbare Anpressplatte aufweisen. Die Anpressplatte ist dabei auf übliche Weise mit dem Betätigungskolben 1 1 der Betätigungsvorrichtung 1 zusammenwirkend / bewegungsgekoppelt. Die Anpressplatte ist zwischen einer eingekuppelten Stellung, in welcher Stellung die Anpressplatte 7 drehfest mit einer Kupplungsscheibe sowie einer Gegendruckplatte der Kupplungsvorrichtung 1 verbunden ist, und einer unbetätigten Stellung, d.h. der ausgekuppelten Stellung, in der die Anpressplatte nicht drehfest verbunden, sondern beabstandet zur Kupplungsscheibe und der Gegendruckplatte angeordnet ist und kein Drehmoment zwischen der Kupplungsscheibe und der Gegendruckplatte / Anpressplatte übertragen wird, hin und her bewegbar.
In anderen Worten ausgedrückt ist durch die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 1 eine Kupplungsaktuierung mit einer an den Antrieb angeschlossenen Verstell-Reversierpumpe (Verstellpumpe 10a und 10b) am Beispiel einer Einzelkupplung mit CSC („central slave cylinder") ermöglicht. Die Pumpe 10a, 10b ist mit der Motorwelle 15 über eine mechanische Verbindung 21 mit optionaler Übersetzung verbunden. Diese Verbindung und Übersetzung können zum Beispiel als Zahnrädern, Riemen, Ketten oder andere Verbindungen erfolgen. Ebenso kann die Pumpe 10a, 10b direkt auf der Motorwelle 15 sitzen. Die Pumpe 10a, 10b ist als Verstell- Reversierpumpe 10a, 10b ausgeführt, deren Fördervolumen sich über eine Kraftvorgabe durch einen Aktor 18 und einen Sensorkolben 20, 27 auf der Druckseite einstellt. Auf der Niederdruckseite der Pumpe 10a, 10b ist in einer ersten Ausführungsform ein Reservoir 17 angeschlossen. Die Hochdruckseite ist mit einem Nehmerzylinder 13 einer Kupplung 3 verbunden. Verstell- Reversierpumpe 10a, 10b bedeutet, dass die Pumpe 10a, 10b ihr Fördervolumen durch„0" /„Null" verstellen kann und so bei gleicher Drehrichtung des Antriebs die Förderrichtung umkehren kann. Es stellen sich also Betrag und Vorzeichen des Förderstromes in Abhängigkeit von Aktor 18 und Sensorkolben 20, 27 ein.
Alternativ zur hier dargestellten Bauweise mit konzentrischem Nehmerkolben / Betätigungskolben 1 1 und Einrücklager sind natürlich auch allerlei andere Kupplungsvarianten denkbar, wie z.B. Nehmerkolben mit Hebel und Einrücklager, Drehdurchführung etc.
In der zweiten Ausführungsform ist weiterhin die Aktuierung eines Teilgetriebes möglich, bestehend aus Kupplung 3 und Getriebe 4 mit einer Verstell-Reversierpumpe 10a, 10b. Die Kupplung 3 kann dabei analog zu der Kupplung 3 der ersten Ausführungsform gestaltet sein, die Getriebebetätigung kann analog zu einer Hydraulik mit Ventilen erfolgen, oder nach„LuK HGA Prinzip" gestaltet sein.
Die Pumpe 10a, 10b ist wieder über Zahnräder mit der Motorwelle 5 verbunden. Die Zahnräder sind gewinkelt dargestellt, können aber auch gerade ausgeführt sein, oder als Riementrieb etc. Die Pumpe 10a, 10b kann nun in zwei Richtungen Druck aufbauen, um entweder das Getriebe 4 oder die Kupplung 4 zu aktuieren. Die Logik dazu wird mit dem Zweidruckventil 26 gesteuert. Da es nun zwei Druckseiten gibt, benötigt die Pumpe zwei Sensorkolben 20, 27, einen für jede Druckrichtung. Das Wirkprinzip ist analog zu der ersten Ausführungsform. Es kann eine Rückstellfeder 29 verwendet werden, um die Pumpe 10a, 10b bei ausgeschaltetem Aktor 18 in Neutralstellung zu ziehen.
Durch die dritte Ausführungsform ist die Betätigung eines Doppelkupplungsgetriebes analog zu der zweiten Ausführungsform umsetzbar, aber mit zwei Pumpen 10a und 10b, von denen jede zur Betätigung eines Teilgetriebes 30, 31 eingesetzt ist. Bezuqszeichenliste Betätigungsvorrichtung
Antriebsstrang
Kupplung
Getriebe
Motorwelle / Kurbelwelle
Verbrennungskraftmaschine
Rad
erster Fluidanschluss
zweiter Fluidanschluss
a erste Pumpe / erste Verstellpumpe
b zweite Pumpe / zweite Verstellpumpe
Betätigungselement / Betätigungskolben / erster Betätigungskolben
Pumpenantriebswelle
Nehmerzylinder
Zylindergehäuse
Hochdruckleitung / erste Hochdruckleitung
Niederdruckleitung
Rückhaltesystem
Aktor
Einstellelement / Taumelscheibe
Sensorkolben / erster Sensorkolben
mechanische Verbindung
zweite Stellung des Einstellelementes 19 (entspricht zweite Pumpenstellung) Seitenkanal / Abzweigung
zweite Hochdruckleitung
erster Eingang Zweidruckventil zweiter Sensorkolben zweiter Eingang Rückstellfeder erste Teilkupplung zweite Teilkupplung Ausgang

Claims

Patentansprüche
1 . Betätigungsvorrichtung (1 ) zur Betätigung einer Kupplung (3) und/oder eines Getriebes (4) eines Kraftfahrzeuges, mit einer zwei Fluidanschlüsse (8, 9) aufweisenden Pumpe (10a, 10b) und mit einem verschiebbaren, fluidisch mit einem ersten Fluidanschluss (8) der Pumpe (10a, 10b) verbundenen Betätigungselement (1 1 ), wobei die Pumpe (10a, 10b) so beschaffen ist, dass sie in einer ersten Pumpenstellung, in der sie in einer ersten Drehrichtung angetrieben ist, zum Ausfahren des Betätigungselements (1 1 ), ein Druckfluid in einer ersten Förderrichtung von einem zweiten Fluidanschluss (9) zu dem ersten Fluidanschluss (8) hin fördert, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (10a, 10b) als eine hinsichtlich ihrer Förderrichtung umkehrbare Verstellpumpe (10a, 10b) ausgestaltet ist, wobei die Verstellpumpe (10a, 10b) so beschaffen ist, dass sie nach Verstellung in eine zweite Pumpenstellung, in der sie in der ersten Drehrichtung angetrieben ist, zum Einfahren des Betätigungselements (1 1 ), ein Druckfluid in eine, der ersten Förderrichtung entgegengesetzte, zweite Förderrichtung von dem ersten Fluidanschluss (8) zu dem zweiten Fluidanschluss (9) hin fördert.
2. Betätigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Hochdruckleitung (15) vorhanden ist, die den ersten Fluidanschluss (8) fluidisch mit dem Betätigungselement (1 1 ) verbindet und / oder eine Niederdruckleitung (16) vorhanden ist, die den ersten Fluidanschluss (8) und / oder den zweiten Fluidanschluss (9) fluidisch mit einem Rückhaltesystem (17), etwa einem Reservoir, verbindet.
3. Betätigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hochdruckleitung (15) fluidisch mit einem, die Pumpe (10a, 10b) bei einem bestimmten Druckwert selbstständig in eine Neutralstellung rückstellenden, ersten Sensorkolben (20) verbunden ist, wobei die Pumpe (10a, 10b) in der Neutralstellung so eingestellt ist, dass ein Fluiddruck in der ersten Hochdruckleitung (15) konstant gehalten ist.
4. Betätigungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Hochdruckleitung (24) vorhanden ist, die den zweiten Fluidanschluss (9) fluidisch mit einem weiteren, zweiten Betätigungselement verbindet.
5. Betätigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hochdruckleitung (24) fluidisch mit einem, die Pumpe (10a, 10b) bei einem bestimmten Druckwert selbstständig in eine Neutralstellung rückstellenden, zweiten Sensorkolben (27) verbunden ist, wobei die Pumpe (10a, 10b) in der Neutralstellung so eingestellt ist, dass ein Fluiddruck in der zweiten Hochdruckleitung (27) konstant gehalten ist.
6. Betätigungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Pumpenstellung der Pumpe (10a, 10b) verstellender, kraftgesteuerter Aktor (18) vorgesehen ist, der derart zusammen mit dem ersten Sensorkolben (20) und / oder mit dem zweiten Sensorkolben (27) verstellend auf die Pumpe (10a, 10b) einwirkt, dass die Pumpenstellung von, durch den Aktor (18), den ersten Sensorkolben (20) und / oder den zweiten Sensorkolben (27), auf die Pumpe verstellend einwirkenden Verstellkräften abhängig ist.
7. Betätigungsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem ersten Fluidanschluss der Pumpe (10a, 10b) verbundene Betätigungselement (1 1 ) zur Betätigung einer Kupplung (3) und das zweite Betätigungselement zur Betätigung eines Getriebes (4) vorgesehen und / oder ausgestaltet sind.
8. Betätigungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zweidruckventil (26) vorgesehen ist, wobei ein erster Eingang (25) des Zweidruckventils (26) mit der ersten Hochdruckleitung (15), ein zweiter Eingang (28) des Zweidruckventils (26) mit der zweiten Hochdruckleitung (24) und ein Ausgang (32) des Zweidruckventils (26) mit der Niederdruckleitung (16) fluidisch verbunden sind.
9. Kupplung (3), wie eine Doppelkupplung oder eine Einfachkupplung, mit einer Betätigungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der mit dem ersten Fluidanschluss (8) der Pumpe (10, 1 Ob) verbundene Betätigungskolben (1 1 ) zum Ein- und Auskuppeln der Kupplung (3) vorgesehen ist.
10. Getriebeanordnung mit einer Betätigungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016207134B3 (de) * 2016-04-27 2017-09-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fluidanordnung zum fluidischen Betätigen von Kraftfahrzeugkomponenten
DE102016223386A1 (de) * 2016-11-25 2018-05-30 Zf Friedrichshafen Ag Pumpensystem, Automatikgetriebe und Kraftfahrzeug
DE102017002380A1 (de) 2017-03-11 2018-09-13 Daimler Ag Automatisches Fahrzeuggetriebe für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug
FR3080660A1 (fr) * 2018-04-30 2019-11-01 Poclain Hydraulics Industrie <P>ENGAGEMENT ET DESENGAGEMENT PROGRESSIF D'UN DISPOSITIF D'EMBRAYAGE POUR VEHICULE</P>

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018007459A1 (de) * 2018-09-21 2020-03-26 Fte Automotive Gmbh Vorrichtung zur hydraulischen Kupplungsbetätigung und Getriebeschmierung für ein Kraftfahrzeug
DE102020101912A1 (de) * 2020-01-28 2021-07-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungssteuerventil für eine Reibkupplung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1065379A2 (de) * 1999-07-02 2001-01-03 DaimlerChrysler AG Elektrohydraulische Druckversorgung mit verstellbarer Pumpe und regelbarem elektrischem Antrieb
EP1236918B1 (de) 2001-02-22 2003-10-15 ZF Sachs AG Kupplungssystem mit einer unter Vermittlung einer Hydraulik-Pumpenanordnung betätigbaren Kupplungseinrichtung
DE102005014633A1 (de) 2004-04-16 2005-11-03 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Kupplungsaktorik und Verfahren zum Betätigen zumindest einer Kupplung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs
DE102009015319A1 (de) * 2008-04-01 2009-10-15 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Variable Hydraulikpumpe für ein Getriebe und Verfahren für den Betrieb
US20130341152A1 (en) * 2012-06-25 2013-12-26 GM Global Technology Operations LLC Latching clutch valve control system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE441792T1 (de) * 2005-04-25 2009-09-15 Hoerbiger & Co Betätigungssteuereinrichtung für die lamellen einer hydraulischen doppelkupplung
EP2557336B1 (de) * 2010-07-21 2018-11-07 hofer mechatronik GmbH Getriebehydraulik eines Doppelkupplungsgetriebes und Steuerungsverfahren mit hydraulischen Ventilen für ein Doppelkupplungsgetriebe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1065379A2 (de) * 1999-07-02 2001-01-03 DaimlerChrysler AG Elektrohydraulische Druckversorgung mit verstellbarer Pumpe und regelbarem elektrischem Antrieb
EP1236918B1 (de) 2001-02-22 2003-10-15 ZF Sachs AG Kupplungssystem mit einer unter Vermittlung einer Hydraulik-Pumpenanordnung betätigbaren Kupplungseinrichtung
DE102005014633A1 (de) 2004-04-16 2005-11-03 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Kupplungsaktorik und Verfahren zum Betätigen zumindest einer Kupplung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs
DE102009015319A1 (de) * 2008-04-01 2009-10-15 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Variable Hydraulikpumpe für ein Getriebe und Verfahren für den Betrieb
US20130341152A1 (en) * 2012-06-25 2013-12-26 GM Global Technology Operations LLC Latching clutch valve control system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016207134B3 (de) * 2016-04-27 2017-09-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fluidanordnung zum fluidischen Betätigen von Kraftfahrzeugkomponenten
DE102016223386A1 (de) * 2016-11-25 2018-05-30 Zf Friedrichshafen Ag Pumpensystem, Automatikgetriebe und Kraftfahrzeug
DE102017002380A1 (de) 2017-03-11 2018-09-13 Daimler Ag Automatisches Fahrzeuggetriebe für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug
FR3080660A1 (fr) * 2018-04-30 2019-11-01 Poclain Hydraulics Industrie <P>ENGAGEMENT ET DESENGAGEMENT PROGRESSIF D'UN DISPOSITIF D'EMBRAYAGE POUR VEHICULE</P>
WO2019211289A1 (fr) * 2018-04-30 2019-11-07 Poclain Hydraulics Industrie Engagement et désengagement progressif d'un dispositif d'embrayage pour véhicule

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Publication number Publication date
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DE112015001387A5 (de) 2016-12-08
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US20170138417A1 (en) 2017-05-18

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