Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanische Betätigungsanordnung für zumindest ein Schaltelement eines Fahrzeuggetriebes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.

Aus der Fahrzeugtechnik ist es bekannt, dass Schaltelemente in Automatgetrieben hydraulisch betätigt werden. Dazu wird eine Ölpumpe von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors des Fahrzeuges angetrieben, wobei mit dem Hydraulikmittel über ein Steuergerät und entsprechende Regelventile ein Kolben zum Betätigen der Schaltelemente beaufschlagt wird. Neben dem erheblichen Bauraum für die hydraulische Betätigung ergibt sich auch der Nachteil, dass eine Betätigung des Schaltelements nur bei betriebenem Verbrennungsmotor möglich ist. Somit ist die Start- Stopp-Funktion und die Hybridfähigkeit des Fahrzeuges eingeschränkt.

Beispielsweise aus der Druckschrift EP 1 586 784 A1 ist auch eine Kupplung- saktorik bekannt, die einen elektromotorischen Stellantrieb zum Betätigen der Kupplung umfasst. Der Stellantrieb ist als Elektromotor ausgebildet, der mit einem Ausrücker zum Betätigen der Kupplung gekoppelt ist. Der Ausrücker ist als Federbandgetriebe ausgebildet. Um die Kupplung zu betätigen, wird das Federbandgetriebe mithilf e des Elektromotors betätigt, so dass die Kupplung je nach Drehrichtung durch das Federbandgetriebe geöffnet oder geschlossen wird, indem das Außenteil des Federbandgetriebes in axialer Richtung bewegt wird, so dass die Tellerfederzungen der Kupplung bewegt werden. Aufgrund der Vielzahl der erforderlichen Bauteile wird ein erheblicher Bauraum benötigt, so dass eine Anordnung radial innerhalb der Kupplung nicht möglich ist. Zudem ist eine hohe Antriebsleistung bei dem Elektromotor erforderlich, um die Stellkraft zum Betätigen der Tellerfederzungen der Kupplung aufzubringen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Betätigungsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche einen mög- liehst geringen Bauraumbedarf und zudem eine möglichst geringe Antriebsleistung erfordert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.

Demnach wird eine elektromechanische Betätigungsanordnung für zumindest ein Schaltelement, insbesondere für ein Lastschaltelement in einem Automatgetriebe, mit wenigstens einer Antriebseinrichtung vorgeschlagen, die mit einer Stelleinrichtung zum Betätigen des Schaltelements gekoppelt ist, wobei die Stelleinrichtung zumindest ein federbelastetes Hebelelement zum Aufbringen einer vorbestimmten Stellkraft auf das Schaltelement umfasst. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Lagerpunkt des Hebelelementes zum Einstellen der vorbestimmten Stellkraft veränderbar ist.

Somit wird eine federkompensierte Schaltelementbetätigung realisiert, indem bei vorgegebener Federkraft zum Einstellen der gewünschten Stellkraft lediglich der Lagerpunkt des Hebelelementes durch die Antriebseinrichtung verändert wird, wofür nur eine geringe Leistung für hohe Stellkräfte erforderlich ist. Die Verstellung des Lagerpunktes kann elektromechanisch erfolgen. Bei dem kompensierten System können hohe Stellkräfte über Federn als potentielle Energie gespeichert werden, wobei die Antriebseinrichtung lediglich das System steuert bzw. den Lagerpunkt verstellt. Durch die elektromechanische Betätigungsanordnung kann eine Leistungseinsparung gegenüber hydraulischen Antrieben durch Verringerung der erforderlichen hydraulischen Leistung erreicht werden. Zudem ergibt sich eine bedarfsgerechte Leistungsanpassung der Energieversorgung aus dem Bordnetz bei der elektrischen Antriebseinrichtung der erfindungsgemäßen Betätigungsanordnung. Darüber hinaus können aufwändige Kanäle und hydraulische Bauteile, die für einen hydraulischen Antrieb erforderlich sind, entfallen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass mit der erfindungsgemäßen Betätigungsanordnung auch eine Start-Stopp-Funktion eines Verbrennungsmotors und eines Hybridantriebes realisierbar ist. Eine mögliche Ausführungsvariante der Erfindung kann vorsehen, dass die Stelleinrichtung einen von der Antriebseinrichtung angetriebenen Spindeltrieb zum Verstellen des Lagerpunktes beziehungsweise des Auflagerpunktes des Hebelelementes umfasst. Die Verstellung erfolgt somit elektromechanisch über ein Steigungskonzept, wobei neben dem Spindeltrieb auch eine Kugelrampe oder dergleichen eingesetzt werden kann.

Bei der Verwendung eines Spindeltriebes kann vorzugsweise die axial entlang der Spindel verstellbare Spindelmutter mit einer Lagerpunktführung oder dergleichen des Hebelelementes gekoppelt werden. Die Lagerpunktführung kann quasi über zumindest einen Wälzkörper oder dergleichen entlang des Hebelelementes geführt werden, um den jeweiligen Lagerpunkt in die eine oder andere Richtung zu verändern beziehungsweise zu verschieben.

Um das Schaltelement mit der Stellkraft zu beaufschlagen, wird vorzugsweise ein Hebelelement verwendet. Es sind auch andere Übertragungsmittel denkbar. Bei der Verwendung eines Hebelelementes kann vorzugsweise ausgehend von dem Lagerpunkt ein Ende des Hebelelementes dem Schaltelement zugeordnet sein und das andere Ende des Hebelelementes gehäusefest abgestützt werden, um die gewünschte Hebelwirkung zu realisieren.

Die vorgegebene Federkraft, die kontinuierlich auf das Hebelelement wirkt, kann zum Beispiel über zumindest eine Zugfeder aufgebracht werden, so dass das Hebelelement über die Zugfeder vorgespannt ist. Es jedoch auch andere Mittel zum Aufbringen der Vorspannkraft einsetzbar.

In vorteilhafter weise kann bei der vorgeschlagenen Betätigungsanordnung das Hebelelement rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Vorzugsweise kann zumindest die Stelleinrichtung im Wesentlichen radial innen bezogen auf das Schaltelement in dem Getriebegehäuse angeordnet werden. Dadurch ergeben sich Bauraumvorteil. Die federkompensierte und spindelgeführte Schaltelementbetätigung kann vorzugsweise für Lastschaltelemente in Automatgetrieben eingesetzt werden. Es sind aber auch andere Verbindungen möglich. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Anordnung mit ihrer Antriebseinrichtung und dem Kombinationsmechanismus beziehungsweise der Stelleinrichtung radial außerhalb des zu betätigenden Schaltelements angeordnet werden.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung des allgemeinen Wirkprinzips einer erfindungsgemäßen Betätigungsanordnung;

Figur 2 eine geschnittene Teilansicht der erfindungsgemäßen Betätigungsanordnung in einem Getriebegehäuse eines Fahrzeuges; und

Figur 3 einen Teilschnitt entlang der Schnittlinie A-A gemäß Figur 2.

In Figur 1 ist das allgemeine Wirkprinzip der vorgeschlagenen elektromecha- nischen Betätigungsanordnung skizziert. Aus dieser Darstellung ergibt sich, dass die Betätigungsanordnung einen Elektromotor 1 als Antriebseinrichtung umfasst, mit dem ein Spindeltrieb 2 der Stelleinrichtung angetrieben wird, um einen Lagerpunkt 3 eines federbelasteten Hebelelementes 4 der Stelleinrichtung zu verstellen, um über das Hebelelement 4 eine vorbestimmte Stellkraft auf das zu betätigende Schaltelements zu übertragen, wobei die Verstellung des Lagerpunktes 3 mit einem Pfeil in Figur 1 angedeutet ist. Die Federkraft F _F zur Verstellung des Hebelelementes 4 und die auf das als Lamellenkupplung 5 ausgebildete Schaltelement aufgebrachte Kraft F Lamelle sind ebenfalls in Figur 1 angedeutet. Auf diese Weise wird eine federkompensierte und spindelgeführte Betätigungsanordnung zum Betätigen eines als Lamellenkupplung 5 ausgeführten Schaltelementes realisiert.

In Figur 2 ist eine mögliche Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Betätigungsanordnung im Schnitt in einem Getriebegehäuse 6 eines Fahrzeuges dar- gestellt. Der als Antriebseinrichtung ausgebildete Elektromotor 1 ist mit einer Spindel

7 des Spindeltriebes 2 gekoppelt, so dass durch die Drehung der Spindel 7 die dazugehörige Spindelmutter 8 axial entlang der Spindel bewegt wird. An der Spindelmutter 8 ist eine Lagerpunktführung 9 für das Hebelelement 4 angeordnet. Durch die axiale Bewegung der Spindelmutter 8 entlang der Spindel 7 wird auch der Lagerpunkt 3 des Hebelelementes 4 entsprechend verändert.

Das Hebelelement 4 ist über z.B. zwei Zugfedern 10 vorgespannt, welches insbesondere auch aus Figur 3 ersichtlich ist. Das Hebelelement 4 ist ausgehend von dem Lagerpunkt 3 mit einem ersten Ende 1 1 dem Lamellenpaket der Lamellenkupplung 5 und mit dem zweiten Ende 12 einer gehäusefesten Abstützung 13 zugeordnet. Wird nun der Lagerpunkt 3 des Hebelelementes 4 verändert, kann dadurch auch die auf das Lamellenpaket der Lamellenkupplung 5 aufgebrachte Stellkraft verändert werden.

Die Lamellen des Lamellenpaketes der Lamellenkupplung 5 werden quasi von den vorgespannten Zugfedern 10, die mit dem Hebelelement 4 übersetzt werden, betätigt. Das Übersetzungsverhältnis lässt sich über den verstellbaren Lagerpunkt 3 variieren. Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, wird der Auflagerpunkt beziehungsweise Lagerpunkt 3 auf der angetriebenen Spindel 7 mithilfe der Spindelmutter

8 in axialer Richtung geführt. Wenn sich der Lagerpunkt 3 im Angriffspunkt der Federkraft der Zugfedern 10 befindet, erfährt das Hebelelement 4 kein Moment. Durch die Verschiebung der Spindelmutter 8 in der Zeichnungsebene der Figur 2 nach links wird das Moment mit der Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses vergrößert.

Bezuqszeichen

Elektromotor

Spindeltrieb

Lagerpunkt

Hebelelement

Lamellenkupplung

Getriebegehäuse

Spindel

Spindelmutter

Lagerpunktführung

Zugfeder

erstes Ende des Hebelelementes

zweites Ende des Hebelelementes gehäusefeste Abstützung