WO2018014976A1

WO2018014976A1 - Hydraulischer aktuator und hydraulisches betätigungssystem

Info

Publication number: WO2018014976A1
Application number: PCT/EP2016/067579
Authority: WO
Inventors: Theo GASSMANN
Original assignee: GKN Automotive Ltd
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2019-01-22

Abstract

Um ein hydraulisches Betätigungssystem mit einem Aktuator zur Betätigung eines Funktionsteils einer Antriebsstrangbaugruppe eines Personenwagens zur Verfügung zu stellen, das eine Hydraulik mit möglichst wenigen, einfachen, robusten, wenig störanfälligen und preiswerten Komponenten bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf und reduziertem Entwicklungsaufwand ermöglicht, ist vorgesehen, dass das der Aktuator (2) eine zusätzliche Ventilfunktion aufweist, in dem bei Betätigung des Aktuators ein Auslass (12) freigegeben wird, über den die über einen Druckeinlass dem Aktuator zugeführte Hydraulikflüssigkeit nach Erreichen einer Betätigungsstellung als Drucköl und/oder als Kühl- und/oder Schmieröl mindestens einer weiteren Hydraulikkomponente der Antriebsstrangbaugruppe zugeleitet wird.

Description

HYDRAULISCHER AKTUATOR UND

HYDRAULISCHES BETÄTIGUNGSSYSTEM

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Aktuator zur Betätigung eines oder mehrerer Funktionsteile einer Antriebsstrangbaugruppe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Kolben und einen Druckzylinder, wobei der Kolben innerhalb des Druckzylinders einen ersten Druckraum, in den ein erster Druckein- lass mündet, begrenzt und bei Beaufschlagung des ersten Druckraums mit Hydraulikdruck durch den ersten Druckeinlass in einer ersten Richtung zu einer ersten Stellung hin verschieblich ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein hydraulisches System zur Betätigung wenigstens eines Funktionsteils einer Antriebsstrangbaugruppe eines Kraftfahrzeugs, umfassend

- einen hydraulischen Aktuator, der bei Druckbeaufschlagung getrieben durch einen Kolben das wenigstens eine Funktionsteil in eine erste Richtung zu einer ersten Stellung hin verschiebt,

- eine Pumpeinrichtung zur Erzeugung eines den hydraulischen Aktuator bedienenden Hydraulikdrucks,

- eine erste Hydraulikleitung, die zumindest auch als Druckzuführleitung fungiert und über die die Pumpeinrichtung mit einem ersten Druckeinlass des Aktuators verbunden ist.

Zur Erfindung gehörig werden ebenfalls eine Antriebsstrangbaugruppe und ein Personenkraftwagen mit einem derartigen hydraulischen Betätigungssystem angesehen. Bei der Antriebsstrangbaugruppe kann es sich zum Beispiel um ein (Automa- tik-)Getriebe, eine Kupplung, ein Differential, eine kupplungsgesteuerte differentiallose (Quer-)Ausgleichseinheit oder eine Power-Takeoff-Unit (PTU) handeln. Das Funktionsteil ist ein Bauteil, das zur Betätigung einer Funktionseinheit der Antriebsstrangbaugruppe mittels des Aktuators dient und das zum Beispiel zum Vollziehen eines Gangwechsels, zur Schaltung bzw. zum Öffnen oder Schließen einer Kupplung, dem In-Eingriff-Bringen einer Zahnradpaarung, dem Einlegen oder Lösen einer Sperre (z.B. einer Parksperre) bzw. Antriebsverbindung oder für vergleichbare Zwecke in eine erste Stellung zu überführen ist.

Hydraulische Betätigungssysteme zur Betätigung von Funktionseinheiten einer Antriebsstrangbaugruppe eines Kraftfahrzeugs sind grundsätzlich bekannt. In jüngerer Zeit geht man infolge verbesserter Möglichkeiten zur elekt- ro-hydraulischen Steuerung von Antriebsstrangbaugruppen und deren Komponenten vermehrt dazu über, Komponenten, die mit Drucköl zu versorgen sind, über einen Hochdruckhydraulikkreis mittels einer elektromotorisch angetriebenen Hochdruckhydraulikpumpe mit Drucköl zu versorgen, während eine Niederdruckhydraulikpumpe über einen Niederdruckhydraulikkreis kühl- und/oder schmierungsbedürftige Komponenten mit Kühl- und/oder Schmieröl versorgt. Diese Entwicklung führt zu zunehmend komplexer und teurer werdenden Hydrauliksystemen, die infolge einer aufwendigen Systemarchitektur auch störanfälliger sind und einen erhöhten Bauraum- und Entwicklungsaufwand mit sich bringen.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Aktuator und ein hydraulisches Betätigungssystem zur Betätigung eines Funktionsteils einer Funktionseinheit einer Antriebsstrangbaugruppe eines Personenwagens zur Verfügung zu stellen, dass mit möglichst wenigen, einfachen, robusten, wenig störanfälligen und preiswerten Komponenten bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf und reduziertem Entwicklungsaufwand auskommt. Auch soll die Erfindung eine Vereinfachung des hydraulischen Layouts eines Hydrauliksystems ermöglichen. Hinsichtlich des Aktuators werden die Aufgaben dadurch gelöst, dass der Kolben, wenn er in der ersten Richtung zur ersten Stellung hin verschoben wird, einen Auslass freigibt, über den mindestens eine weiteren Hydraulik- komponente der Antriebsstrangbaugruppe mit der in den ersten Druckraum über den ersten Druckeinlass strömenden Hydraulikflüssigkeit als Drucköl und/oder als Kühl- oder Schmieröl versorgt werden kann.

Hinsichtlich des hydraulischen Betätigungssystems werden die Aufgaben dadurch gelöst, dass bei Druckbeaufschlagung des Aktuators mit Hydraulikflüssigkeit über den ersten Druckeinlass und infolge des Verschiebens des wenigstens einen Funktionsteils mittels des Kolbens in die erste Richtung am Aktuator ein Auslass freigegeben wird, über den die über den ersten Druckeinlass dem Aktuator zugeführte Hydraulikflüssigkeit als Drucköl und/oder als Kühl- und/oder Schmieröl mindestens einer Hydraulikkomponente der Antriebsstrangbaugruppe zugeleitet ist.

Beim Kolben kann ferner vorgesehen sein, dass der Kolben innerhalb des Druckzylinders einen zweiten Druckraum, in den ein zweiter Druckeinlass mündet, begrenzt und bei Beaufschlagung des zweiten Druckraums mit Hydraulikdruck durch den zweiten Druckeinlass in einer zweiten Richtung zu einer zweiten Stellung hin verschieblich ist, wobei der Kolben, wenn er in der zweiten Richtung zur zweiten Stellung hin verschoben wird, einen Auslass freigibt, über den mindestens eine weitere Hydraulikkomponente der Antriebsstrangbaugruppe mit der in den zweiten Druckraum über den zweiten Druckeinlass strömenden Hydraulikflüssigkeit als Drucköl und/oder als Kühloder Schmieröl versorgt werden kann.

Der Aktuator ist demnach bevorzugt ein zweiseitig wirkender hydraulischer Aktuator mit zwei Druckeinlässen und einem in zwei Richtungen verschieblichen Druckkolben, der sowohl in einer ersten Stellung als auch in einer zweiten Stellung einen Auslass freigibt, während der Druckkolben den Auslass oder mehrere Auslässe in einer Zwischenstellung verschließt. Dem entsprechend kann das hydraulische Betätigungssystem derart eingerichtet sein, dass der hydraulische Aktuator bei Druckbeaufschlagung das wenigstens eine Funktionsteil in eine zweite Richtung zu einer zweiten Stellung hin zu verschieben vermag, wobei eine zweite Hydraulikleitung vorgesehen ist, die alternativ zur ersten Hydraulikleitung zumindest auch als Druckzuführleitung fungiert und über die die Pumpeinrichtung mit einem zweiten Druckeinlass des Aktuators verbunden ist, wobei bei Druckbeaufschlagung des Aktuators mit Hydraulikflüssigkeit über den zweiten Druckeinlass und infolge des Verschiebens des wenigstens einen Funktionsteils mittels des sich ebenfalls bewegenden Kolbens in die zweite Richtung am Aktuator ein Auslass freigegeben wird, über den die über den zweiten Druckeinlass dem Aktuator zugeführte Hydraulikflüssigkeit als Drucköl und/oder als Kühl- und/oder Schmieröl der mindestens einen weiteren Hydraulikkomponente der Antriebsstrangbaugruppe zugeleitet ist.

Der Auslass, den der Kolben bei einem Verschieben zur ersten Stellung hin freigibt, und der Auslass, den der Kolben bei einem Verschieben zur zweiten Stellung hin freigibt, ist bei der bevorzugten Ausgestaltung ein und derselbe Auslass. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Auslass, den der Kolben bei Verschieben zur ersten Stellung hin freigibt, ein erster Auslass und der Auslass, den der Kolben bei einem Verschieben zur zweiten Stellung hin freigibt, ein zweiter Auslass ist, der sich vom ersten Auslass unterscheidet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der vom Kolben freigegebene Auslass nicht vor Erreichen der ersten Stellung oder einer zweiten Stellung durch den Kolben freigegeben. Hierzu kann der Kolben eine wirksame Kolbenhöhe aufweisen, die dazu führt, dass der Kolben den Auslass in einer sich von einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung unterscheidenden Zwischenstellung versperrt. So kann der Aktuator bzw. das Hydrauliksystem als Kaskadensystem dienen, bei dem der wenigstens eine Auslass erst freigegeben wird, wenn die jeweilige erste bzw. zweite Stellung des Druckkolbens erreicht ist. Mit der ersten bzw. zweiten Stellung ist insbesondere eine erste bzw. zweite Betätigungsstellung gemeint. Eine Betätigungsstellung ist dabei als diejenige Stellung zu verstehen, bei deren Erreichen das Funktionsteil die Lage erreicht hat, die für die bestimmungsgemäße Betätigung der vom Funktionsteil betätigten Funktionseinheit der Antriebsstrangbaugruppe erforderlich ist. Die erste bzw. zweite Betätigungsstellung kann insbesondere eine erste bzw. zweite vom Aktuator und dessen geometrischen Abmessungen bestimmte Endstellung sein, über die der Kolben bzw. das durch den Kolben getriebene Funktionsteil hinaus nicht in die erste bzw. zweite Richtung verschoben werden können.

Bevorzugt ist in der ersten Hydraulikleitung ein erstes Rückschlagventil und in der zweiten Hydraulikleitung ein zweites Rückschlagventil angeordnet, wobei die Rückschlagventile insbesondere als passive Rückschlagventile ausgebildet sein können.„Passiv" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sie keiner aktiven (elektrischen) Ansteuerung durch eine elektronische Steuereinheit bedürfen, sondern allein durch die im Hydraulikkreis vorherrschenden Druckverhältnisse quasi selbsttägig gesteuert werden. Die Rückschlagventile können auch als rein druckgesteuerte Rückschlagventile bezeichnet werden.

Das Vorsehen derartiger passiver bzw. rein druckgesteuerter Rückschlagventile ermöglicht es außerdem, die Rückschlagventile als Sitzventile (seat type valves) auszubilden. Diese sind gegenüber beispielsweise elektromagnetisch angesteuerten Schieberventilen (spool type valves) weniger schmutzempfindlich, höher belastbar, weniger leckageanfällig sowie einfacher aufgebaut und daher erheblich preiswerter.

Vorgesehen ist, dass das erste Rückschlagventil und das zweite Rückschlagventil jeweils eine Durchflussrichtung und eine Schließrichtung aufweisen und derart in der jeweiligen Hydraulikleitung angeordnet sind, dass das jeweilige Rückschlagventil bei Druckbeaufschlagung der jeweiligen Leitung, in der es angeordnet ist, durch die Pumpeinrichtung in Schließrichtung be- aufschlagt ist. Hierdurch regelt sich die wahlweise Druckbeaufschlagung der ersten Hydraulikleitung oder der zweiten Hydraulikleitung abhängig von der Förderrichtung bzw. der Drehrichtung der Pumpeinrichtung von selbst, ohne dass es eines weiteren etwa elektronischen Steuereingriffs bedarf. Gleichzeitig gewährleistet die Ausgestaltung des Aktuators und eines mit derartigen Rückschlagventilen ausgestatteten Hydraulikkreises, dass unabhängig von der Drehrichtung der Hydraulikpumpe und damit unabhängig von der Stellung des Kolbens bzw. des Funktionsteils Kühl- und/oder Schmieröl durch den jeweils beaufschlagten Druckraum hindurch über den Auslass aus dem Aktuator ausströmen und insbesondere auch aus einem Hydraulikflüssigkeitsreservoir angesaugt werden kann.

Die Hydraulikpumpe (Pumpeinrichtung) ist demnach bevorzugt eine bidirektional betätigbare Pumpeinrichtung, also eine Pumpeinrichtung mit umkehrbarer Drehrichtung und damit umkehrbarer Förderrichtung. Insbesondere kann eine in zwei Drehrichtungen und damit in zwei Förderrichtungen betreibbare Gerotorpumpe vorgesehen sein. Die Pumpeinrichtung ist bevorzugt elektromotorisch angetrieben.

Durch das Vorsehen der Rückschlagventile und der bi-direktional betreibbaren Pumpeinrichtung ist gewährleistet, dass bei Betätigung der Pumpeinrichtung in eine erste Förderrichtung die erste Hydraulikleitung mit Druck beaufschlagt wird und als Druckzuführleitung fungiert, um den Kolben und damit das Funktionsteil in die erste Richtung zu verschieben, und dass bei Betätigung der Pumpeinrichtung in eine zweite Förderrichtung die zweite Hydraulikleitung mit Druck beaufschlagt wird und als Druckzuführleitung fungiert, um den Kolben und damit das Funktionsteil in die zweite Richtung zu verschieben.

Weiterhin bevorzugt wird der Auslass des hydraulischen Betätigungssystems mit mindestens einer weiteren (zweiten sich von einer ersten unterscheidenden) Hydraulikkomponente verbunden. Die hydraulische Komponente kann dabei wiederum als hydraulisches Stellglied, insbesondere als ein weiterer hydraulischer Aktuator, oder als ein hydraulischer Verbraucher, zum Beispiel eine Beölungsblende, über die kühl- oder schmierungsbedürftige Antriebs- strangbaugruppenkomponenten mit Öl versorgt werden, ausgebildet sein.

Mit dem vorstehend beschriebenen System lässt sich beispielsweise eine Kaskadenschaltung des hydraulischen Systems realisieren lässt, bei der die weitere hydraulische Komponente erst mi Öl versorgt wird, wenn aufgrund der Stellung des Druckkolbens bzw. des Betätigungsgliedes überhaupt Be- ölungs oder Druckbedarf für diese Komponente besteht. Ebenfalls möglich ist die Nachschaltung von einer Mehrzahl von Hydraulikkomponenten mit bevorzugt jeweils einem eigenen Auslass und wechselnder, in Abhängigkeit der Druckkolbenstellung erfolgender Beaufschlagung.

Bevorzugt ist die hydraulische Komponente als hydraulischer Verbraucher oder als Versorgungssystem, insbesondere als Kühl- und/oder Schmierölsystem, ausgebildet. So ist der am Aktuator vorgesehene Auslass mit einer Versorgungsleitung, oder - für den Fall, dass zwei unterschiedliche Auslässe für eine Mehrzahl von Hydraulikkomponenten vorgesehen sind - der erste und der zweite Auslass bevorzugt mit einer ersten und/oder zweiten Versorgungsleitung verbunden, um über den Auslass bzw. den ersten und zweiten Auslass Komponenten der Antriebsstrangbaugruppe in Abhängigkeit der Druckkolbenstellung mit Kühl- und/oder Schmieröl zu versorgen.

In oder am Ende der Versorgungsleitung ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wenigstens eine Durchflussblende bzw. Beölungsblende vorgesehen, die für eine definierte Begrenzung des Kühl- und/oder Schmierölstroms sorgt. Die Dimensionierung des Durchtrittsquerschnitts der wenigstens einen Durchflussblende ist einerseits derart groß bemessen und auf die zu beölenden Komponenten derart abgestimmt, dass bei den im Betrieb vorherrschenden Druckverhältnissen eine ausreichende Komponentenbeölung gewährleistet ist und andererseits derart klein bemessen und auf die Pumpeinrichtung abgestimmt, dass die Pumpeinrichtung auch bei durchgängig geschaltetem Versorgungsstrang einen ausreichenden Druck aufzubauen vermag. Zusammenfassend betrifft die Erfindung damit insbesondere eine Kombination einer elektromotorisch und bi-direktional betreibbaren Hydraulikpumpe mit einem Aktuator mit integrierter Ventilfunktion. Der Aktuator ist dabei insbesondere ein beidseitig wirkender (je nach Druckbeaufschlagung wahlweise ziehender oder drückender) Aktuator mit zwei Druckeinlässen und einem Auslass ausgebildet. Ein derartiger Aktuator bzw. ein mit einem derartigen Aktuator ausgestattetes Hydrauliksystem bewirkt, dass dieselbe (Hoch- druck-)Pumpe, die den hydraulischen Druck für die Betätigung des Aktuators und damit des Funktionsteils einer Funktionseinheit zur Verfügung stellt, nach Erreichen einer definierten Position, in der die Betätigung vollzogen ist, als Förderpumpe für Kühl- und/oder Schmierölversorgung von Baugruppenkomponenten oder als Druckpumpe für ein weiteres, insbesondere gemeinsam mit dem Aktuator eine Kaskadenschaltung bildendes hydraulisches Stellglied herangezogen werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Betätigungssystem zur hydraulischen Betätigung eines Funktionsteils einer Antriebsstrangbaugruppe eines Kraftfahrzeugs mit einem in einer Zwischenstellung befindlichen hydraulischen Aktuator,

Fig. 2 das Betätigungssystem aus Figur 1 mit dem in einer zweiten Stellung befindlichen Aktuator,

Fig. 3 das Betätigungssystem aus Figur 1 und Figur 2 mit dem in einer ersten Stellung befindlichen Aktuator,

Fig. 4 ein Betätigungssystem zur hydraulischen Betätigung des Funktionsteils mit dem hydraulischen Aktuator in erster Stellung aus Figur 3 mit einem nachgeschalteten hydraulischen Stellglied, und Fig. 5 das Betätigungssystem aus Figur 4 mit zwei nachgeschalteten hydraulischen Stellgliedern, die über jeweils einen eigenen Auslass mit Drucköl versorgt sind.

Figur 1 zeigt ein Betätigungssystem zur hydraulischen Betätigung eines Funktionsteils 1 einer Funktionseinheit einer Antriebsstrangbaugruppe eines Kraftfahrzeugs mit einem in einer Zwischenstellung befindlichen hydraulischen Aktuator 2. Figur 2 bzw. Figur 3 zeigen dasselbe Betätigungssystem mit dem hydraulischen Aktuator 2 in einer ersten Stellung bzw. in einer zweiten Stellung. Daher werden die Figuren nachfolgend gemeinsam beschrieben. Jeder Figur ist eine Detaildarstellung des Aktuators 2 nebengeordnet, aus der die jeweilige Stellung eines zum Aktuator 2 gehörenden Kolbens 3 im Detail hervorgeht.

Die Funktionseinheit ist in den Figuren beispielhaft als eine Getriebewelle dargestellt, über die mittels des Aktuators eine das Funktionsteil bildende Schiebemuffe zwecks Vollziehens eines Gangwechsels zwischen zwei Betätigungspositionen hin und her verschoben werden kann.

Über eine mittels eines Elektromotors angetriebene bi-direktional betreibbare Pumpeinrichtung 4 kann hydraulischer Druck in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Pumpe 4 wahlweise in einer ersten Hydraulikleitung 5 oder in einer zweiten Hydraulikleitung 6 aufgebaut werden. Diejenige der Hydraulikleitungen 5, 6, die mit Druck beaufschlagt ist, fungiert als Druckzuführleitung zum Aktuator 2, während die jeweils andere Leitung zumindest für die Dauer der Kolbenbewegung als weitgehend druckfreie Rückleitung fungiert.

Bei Beaufschlagung der ersten Hydraulikleitung 5 mit Hydraulikdruck durch Antreiben der Pumpe 4 in einer ersten Drehrichtung wird der Kolben 3 des Aktuators 2 und mit diesem das Funktionsteil 1 , auf das der Aktuator 2 mittels des vorgesehenen Druckkolbens 3 einwirkt, in eine erste Stellung überführt. Die erste Stellung entspricht der in Figur 3 dargestellten Stellung. Hierzu verfügt der Aktuator 2 über einen ersten Druckeinlass 7, der in einen ersten Druckraum 9 mündet und so den den ersten Druckraum 7 seitlich be- grenzenden, gleichwohl in eine erste Richtung verschieblichen Druckkolben 3 in die erste Stellung drängt.

Bei Beaufschlagung der zweiten Hydraulikleitung 6 mit Hydraulikdruck durch Antreiben der Pumpe 4 in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung wird der Kolben 3 des Aktuators 2 und mit diesem das Funktionsteil 1 , auf das der Aktuator 2 einwirkt, in eine zweite Stellung überführt. Die zweite Stellung entspricht der in Figur 2 dargestellten Stellung. Hierzu verfügt der Aktuator 2 über einen zweiten Druckeinlass 8, der in einen zweiten Druckraum 10 mündet und so den den zweiten Druckraum 10 seitlich begrenzenden, gleichwohl in eine zweite Richtung zur zweiten Stellung hin verschieblichen Druckkolben 3 in die zweite Stellung drängt.

Aus den in den Figuren 1 bis 3 nebengeordneten Detaildarstellungen des Aktuators 2 wird die zusätzliche Ventilfunktion des Aktuators deutlich. Der Aktuator 2 weist einen äußeren Druckzylinder 1 1 auf, in dem ein Auslass 12 vorgesehen ist. In der in Figur 1 dargestellten Zwischenstellung verdeckt der Druckkolben 3 den Auslass 12, so dass kein über den ersten Druckeinlass 7 bzw. zweiten Druckeinlass 8 in den ersten Druckraum 9 bzw. zweiten Druckraum 10 einströmende Hydraulikflüssigkeit aus dem Auslass 12 ausströmen kann. Erreicht der Druckkolben aber infolge der Druckbeaufschlagung die in Figur 2 dargestellte zweite Stellung bzw. die in Figur 3 dargestellte erste Stellung, so gibt der Kolben 3 den Auslass 12 frei, so dass in den zweiten Druckraum 10 bzw. in den ersten Druckraum 9 strömende Hydraulikflüssigkeit in dem Moment, in dem der Kolben 3 in die zweite Stellung bzw. erste Stellung erreicht, durch den jeweiligen Druckraum hindurch aus dem Auslass als Drucköl oder Kühl- und/oder Schmieröl für weitere Komponenten der Antriebsstrangbaugruppe ausströmen kann, wobei der Aktuator 2 das Funktionsteil 1 , auf das er einwirkt, in der jeweiligen Stellung zu halten vermag.

Der Druckzylinder und der Kolben müssen nicht notwendiger Weise einen zylindrischen Querschnitt aufweisen, obgleich eine derartige Ausgestaltung natürlich naheliegend ist. Die Bauhöhe H des Druckkolbens 2 ist dabei so auf den maximalen Verschiebeweg des Druckkolbens 3 abgestimmt, dass der Auslass 12 erst in dem Moment freigegeben wird, in dem der Kolben 2 und damit das Funktionsteil, auf das der Kolben einwirkt, in der für die bestimmungsgemäße Betätigung des Funktionsteils erforderliche Stellung (Betätigungsstellung) überführt ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass während der Betätigung des Aktuators 2, also während der Kolben 3 durch den Hydraulikdruck aus der ersten Stellung in die zweite Stellung oder aus der zweiten Stellung in die erste Stellung verschoben wird, der volle von der Hydraulikpumpe zur Verfügung gestellte Druck für die Betätigung des Aktuators bzw. des Funktionsteils zur Verfügung steht. Sobald aber und erst dann, wenn die erste Betätigungsstellung oder die zweite Betätigungsstellung erreicht ist, öffnet sich der Auslass bedingt durch die den Auslass freigebende Kolbenbewegung (Kaskadenfunktion). Die zuvor als Druckpumpe fungierende Pumpeinrichtung wirkt fortan (bis zu einem erneuten Wechsel der Dreh- bzw. Förderrichtung) als Kühl- und/oder Schmieröl fördernden Förderpumpe. Im Falle von einem oder mehreren nachgeschalteten hydraulischen Stellgliedern, die bevorzugt, wie die nachfolgenden Figuren 4 und 5 verdeutlichen, insbesondere als Hydraulikak- tuatoren ausgeführt sein können, fungiert die Pumpe aber weiterhin als Druckpumpe.

Mit dem Auslass 12 im Aktuator 2 verbunden ist eine als Versorgungsleitung 13 ausgebildete Auslassleitung, über die aus dem Auslass ausströmende Hydraulikflüssigkeit anderen Baugruppenkomponenten als Kühl- und/oder Schmieröl zugeführt werden kann. Ist der Auslass 12 geöffnet, so können Beolungsstellen 17 zur BeÖlung von Bauteilen (Zahnräder, Lager, Kupp- lungs-Reiblamellen, etc.) mit Kühl- und/oder Schmieröl versorgt werden. Die Beolungsstellen 17 sind mit Beolungsblenden 18 versehen, deren wirksamer Durchmesser auf den Beölungsbedarf und die vorherrschenden Druckverhältnisse abgestimmt sind.

Sowohl in der ersten Hydraulikleitung 5 als auch in der zweiten Hydraulikleitung 6 ist zwischen der Pumpeinrichtung 4 und einem Hydraulikflüssigkeits- reservoir 14 jeweils ein Rückschlagventil angeordnet. Ein erstes Rückschlagventil 15 verhindert ein Rückfließen bzw. das Rückfördern von Hydraulikflüssigkeit in das Hydraulikflüssigkeitsreservoir 14 aus der ersten Hydraulikleitung, ein zweites Rückschlagventil 16 verhindert ein Rückfließen bzw. das Rückfördern von Hydraulikflüssigkeit in das Hydraulikflüssigkeitsreservoir 14 aus der zweiten Hydraulikleitung 6. Beide Rückschlagventile 15, 16 befinden sich dann, wenn die jeweils zugehörige Leitung mit Druck beaufschlagt ist, in einer Schließstellung. Gleichzeitig ermöglichen beide Rückschlagventile 15 und 16 bzw. deren Ausrichtung, dass die Pumpeinrichtung 4 unabhängig von deren Förderrichtung aus dem Hydraulikflüssigkeitsreservoir 14 Hydraulikflüssigkeit ansaugen kann, wenn diese über das Kammervolumen des Stellgliedes hinausgehendes Hydraulikflüssigkeitsvolumen, insbesondere als Kühl- oder Schmieröl, fördern soll. Die Anordnung der Rückschlagventile 15, 16 ermöglicht somit ein Ansaugen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Reservoir 14 in beiden Förderrichtungen der Pumpeinrichtung 4.

Die Figur 4 zeigt ein Betätigungssystem zur hydraulischen Betätigung des Funktionsteils 1 aus Figur 3 mit dem hydraulischen Aktuator 2 in erster Stellung. In der dargestellten Ausführungsform ist, anders als in Figur 3, der Aus- lass 12 des Aktuators 2 über eine als Druckauslassleitung 20 ausgebildete Auslassleitung mit einem ersten weiteren hydraulischen Stellglied 21 verbunden. Durch diese Kaskadenschaltung kann eine weitere Funktionseinheit betätigt werden. Die ebenfalls in Figur 4 abgebildete Detaildarstellung des Aktuators 2 entspricht derjenigen der Figur 3.

Die Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Betätigungseinheit ähnlich Figur 4 mit einem neben dem ersten Auslass 12 einen zweiten Auslass 19 aufweisenden hydraulischen Aktuator 2. Über die Auslässe 12, 19 sind ein erstes hydraulisches Stellglied 21 mit einer ersten Druckauslassleitung 20 und ein zweites hydraulisches Stellglied 22 mit einer zweiten Druckauslassleitung 23 mit dem hydraulischen Aktuator 2 verbunden. Weiterhin zeigt die Figur 5 wieder eine Detaildarstellung des hydraulischen Aktuators 2. Die Anordnungen des ersten Auslasses 12, des zweiten Auslasses 19 und des Kol- bens 3 sind dabei derart aufeinander abgestinnnnt, dass der erste Auslass 12 erst in der ersten Stellung bzw. der zweite Auslass 19 erst in der zweiten Stellung des Kolbens 3 im Druckzylinder 1 1 freigegeben werden, so dass eine wechselnde Betätigung der Stellglieder 21 , 22 in Abhängigkeit der Druckkolbenstellung ermöglicht wird.

Bezuqszeichenliste

Funktionsteil

hydraulischer Aktuator

Kolben

Hydraulikpumpe

erste Hydraulikleitung

zweite Hydraulikleitung

erster Druckeinlass

zweiter Druckeinlass

erster Druckraum

zweiter Druckraum

Druckzylinder

erster Auslass

Versorgungsleitung

Hydraulikflüssigkeitsreservoir erstes Rückschlagventil

zweites Rückschlagventil

Beölungsstellen

Beölungsblenden

zweiter Auslass

erste Druckauslassleitung

erstes hydraulisches Stellglied zweites hydraulisches Stellglied zweite Druckauslassleitung

Claims

Patentansprüche

1 . Hydraulischer Aktuator (2) zur Betätigung eines oder mehrerer Funktionsteile (1 ) einer Antriebsstrangbaugruppe eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Kolben (3) und einen Druckzylinder (1 1 ), wobei der Kolben innerhalb des Druckzylinders (1 1 ) einen ersten Druckraum (9), in den ein erster Druckeinlass (7) mündet, begrenzt und bei Beaufschlagung des ersten Druckraums (9) mit Hydraulikdruck durch den ersten Druckeinlass (7) in einer ersten Richtung zu einer ersten Stellung hin verschieblich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3), wenn er in der ersten Richtung zur ersten Stellung hin verschoben ist, einen Auslass (12) freigibt, über den mindestens eine Hydraulikkomponente (18, 21 ) mit der in den ersten Druckraum (9) über den ersten Druckeinlass (7) strömenden Hydraulikflüssigkeit versorgt werden kann.

2. Hydraulischer Aktuator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) innerhalb des Druckzylinders (1 1 ) einen zweiten Druckraum (10), in den ein zweiter Druckeinlass (8) mündet, begrenzt und bei Beaufschlagung des zweiten Druckraums (10) mit Hydraulikdruck durch den zweiten Druckeinlass (8) in einer zweiten Richtung zu einer zweiten Stellung hin verschieblich ist, wobei der Kolben (3), wenn er in der zweiten Richtung zur zweiten Stellung hin verschoben ist, einen Auslass (12, 19) freigibt, über den mindestens eine Hydraulikkomponente (18, 21 ) mit der in den zweiten Druckraum (10) über den zweiten Druckeinlass (8) strömenden Hydraulikflüssigkeit versorgt werden kann.

3. Hydraulischer Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (12), den der Kolben (3) bei einem Verschieben zur ersten Stellung hin freigibt, und der Auslass (12), den der Kolben (3) bei einem Verschieben zur zweiten Stellung hin freigibt, derselbe Auslass (12) ist.

4. Hydraulischer Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (12), den der Kolben (3) bei Verschieben zur ersten Stellung hin freigibt, ein erster Auslass (12) und der Auslass, den der Kolben (3) bei einem Verschieben zur zweiten Stellung hin freigibt, ein zweiter Auslass (19) ist, der sich vom ersten Auslass (12) unterscheidet.

5. Hydraulischer Aktuator nach einem der vorherigen Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Kolben (3) freigegebene Auslass (12) nicht vor Erreichen der ersten Stellung o- der der zweiten Stellung durch den Kolben (3) freigegeben wird.

6. Hydraulischer Aktuator nach einem der vorherigen Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 2 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) eine wirksame Kolbenhöhe H derart aufweist, dass der Kolben (3) den wenigstens einen Auslass (12, 19) in einer sich von einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung unterscheidenden Zwischenstellung versperrt.

7. Hydraulisches System zur Betätigung wenigstens eines Funktionsteils (1 ) einer Antriebsstrangbaugruppe eines Kraftfahrzeugs, umfassend

- einen hydraulischen Aktuator (2) mit einem Druckkolben (3), der bei Druckbeaufschlagung zur Betätigung des Funktionsteils (1 ) in eine erste Richtung zu einer ersten Stellung hin verschoben wird,

- eine Pumpeinrichtung (4) zur Erzeugung eines den hydraulischen Aktuator (2) bedienenden Hydraulikdrucks,

- eine erste Hydraulikleitung (5), die zumindest auch als Druckzuführleitung fungiert und über die die Pumpeinrichtung (4) mit einem ersten Druckeinlass (7) des Aktuators (2) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass infolge des Verschiebens des Druckkolbens (3) in die erste Richtung am Aktuator (2) ein Auslass (12, 19) freigegeben wird, über den die über den ersten Druckeinlass (7) dem Aktuator (2) zugeführte Hydraulikflüssigkeit mindestens einer Hydraulikkomponente (18, 21 ) zugeleitet ist.

8. System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (3) bei Druckbeaufschlagung zur Betätigung des Funktionsteils (1 ) in eine zweite Richtung zu einer zweiten Stellung hin verschoben wird, wobei eine zweite Hydraulikleitung (6) vorgesehen ist, die alternativ zur ersten Hydraulikleitung (5) zumindest auch als Druckzuführleitung fungiert und über die die Pumpeinrichtung (4) mit einem zweiten Druckeinlass (8) des Aktuators (2) verbunden ist, wobei infolge des Verschiebens des Druckkolbens (3) in die zweite Richtung am Aktuator (2) ein Auslass (12, 19) freigegeben ist, über den die über den ersten Druckeinlass (8) dem Aktuator (2) zugeführte Hydraulikflüssigkeit mindestens einer Hydraulikkomponente (18, 21 ) zugeleitet ist.

9. System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Rückschlagventil (15) in der ersten Hydraulikleitung (5) angeordnet ist und ein zweites Rückschlagventil (16) in der zweiten Hydraulikleitung (6) angeordnet ist.

10. System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (15, 16) passive Rückschlagventile sind.

1 1 . System nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (15, 16) als Sitzventile ausgebildet sind.

12. System nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (4) eine bi-direktionale betreibbare Hydraulikpumpe ist.

13. System nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betätigung der Pumpeinrichtung (4) in eine erste Förderrichtung die erste Hydraulikleitung (5) mit Druck beaufschlagt wird und als Druckzuführleitung fungiert, um den Druckkolben (3) in die erste Richtung zu verschieben und bei Betätigung der Pumpeinrichtung (4) in eine zweite Förderrichtung die zweite Hydraulikleitung (6) mit Druck beaufschlagt wird und als Druckzuführleitung fungiert, um den Druckkolben (3) in die zweite Richtung zu verschieben.

14. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 13 in Verbindung mit Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rückschlagventil (15) und das zweite Rückschlagventil (16) jeweils eine Durchflussrichtung und ein Schließrichtung aufweisen und derart in der jeweiligen Hydraulikleitung (5, 6) angeordnet sind, dass das jeweilige Rückschlagventil (15, 16) bei Druckbeaufschlagung der jeweiligen Hydraulikleitung (5, 6) durch die Pumpeinrichtung (4) in Schließrichtung beaufschlagt ist.

15. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (12, 19) mit mindestens einer weiteren Hydraulikkomponente (22) verbunden ist.

16. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hydraulikkomponente (18) über eine als Versorgungsleitung (13) ausgebildete Auslassleitung mit Kühl- und/oder Schmieröl zur Kühlung und/oder Schmierung von An- triebsstrangbaugruppenkomponenten verbunden ist.

17. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hydraulikkomponente durch mindestens ein hydraulisches Stellglied (21 , 22) gebildet ist.

18. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 14 in Verbindung mit Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in oder am Ende der Versorgungsleitung (13) wenigstens eine Beölungsblende (18) zur definierten Begrenzung des Kühl- und/oder Schmierölstroms als die mindestens eine Hydraulikkomponente vorgesehen ist.

19. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 18 mit einem hydraulischen Aktuator (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

20. Antriebsstrangbaugruppe für einen Personenkraftwagen mit einem hydraulischen Betätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 19.