Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Kupplungsaktor für zumindest eine in einer Kupplungsglocke zwischen einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes wirksam angeordneten Reibungskupplung, insbesondere zwei Reibungskupplungen einer Doppelkupplung enthaltend zumindest eine elektrische Antriebseinheit, zumindest ein eine Rotationsbewegung der Antriebseinheit in eine Linearbewegung wandelndes Getriebe, zumindest einen von dem Getriebe betätigten Geberzylinder und zumindest einen von dem Geberzylinder über eine hydraulische Strecke betätigten, die zumindest eine Reibungskupplung betätigenden, konzentrisch um die Getriebeeingangswelle angeordneten Nehmerzylinder.

In Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen werden Reibungskupplungen zwischen der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und der Getriebeeingangswelle eines Getriebes eingesetzt, um im Stand des Kraftfahrzeugs die Brennkraftmaschine von dem Getriebe abzukoppeln, während Schaltungen des Getriebes Differenzdrehzahlen auszugleichen und bei Reibschluss der Reibungskupplung das anliegende Drehmoment der Brennkraftmaschine über das Getriebe auf die Antriebsräder zu übertragen. In Antriebssträngen mit Doppelkupplungsgetriebe dienen zwei in einer Doppelkupplung zusammengefasste und zwischen jeweils einer Getriebeeingangswelle eines Teilantriebsstrangs des Doppelkupplungsgetriebes und der Kurbelwelle angeordnete Reibungskupplungen weiterhin der Verteilung des Drehmoments der Brennkraftmaschine auf die beiden Teilantriebsstränge. In derartigen Antriebssträngen sind die Reibungskupplungen jeweils automatisiert betrieben, indem abhängig von Steuersignalen eines Steuergeräts mittels eines Kupplungsaktors die Reibungskupplungen geöffnet, geschlossen oder schlupfend betrieben werden. Hierbei haben sich beispielsweise hydrostatische Kupplungsaktoren als vorteilhaft erwiesen, wie sie beispielsweise aus der DE 10 201 1 014 932 A1 bekannt sind. Hierbei wird eine Einheit aus einem Antriebsmotor, einem Planetenwälzgetriebe und einem Geberzylinder außerhalb einer zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe angeordneten Kupplungsglocke, welche die Reibungskupplung aufnimmt, angeordnet. Über eine hydraulische Strecke wie Druckleitung wird abhängig vom im Geberzylinder erzeugten Druck ein um die Getriebeeingangswelle angeordneter Nehmerzylinder betätigt. Der Geberzylinder wird von dem Antriebsmotor betätigt, wobei das Planetenwälzgetriebe untersetzend den Drehantrieb der Antriebseinheit wie Antriebsmotor in eine Linearbewegung wandelt, welche eine Kolbenstange und damit einen Kolben des Geberzylinders linear verlagert. Derartige Einheiten benötigen insbesondere bei Verwendung von zwei Exemplaren bei einem Antriebsstrang mit Doppelkupplungsgetriebe in dem Motorraum des Kraftfahrzeugs einen großen Bauraum.

Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung eines hydrostatischen Kupplungsaktors mit verbesserter Bauraumnutzung und zur Reduzierung der Fertigungskosten.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung wieder.

Der vorgeschlagene hydrostatische Kupplungsaktor ist für die Betätigung zumindest einer, insbesondere zweier als Doppelkupplung ausgebildeter, in einer Kupplungsglocke zwischen einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und einer beziehungsweise zwei konzentrisch ineinander geschachtelten Getriebeeingangswellen eines Getriebes wirksam angeordneten Reibungskupplungen vorgesehen. Der hydrostatische Kupplungsaktor enthält zumindest eine, im Fall einer zu betätigenden Doppelkupplung zwei elektrische Antriebseinheiten, beispielsweise Antriebsmotoren mit einem Stator und einem gegenüber diesem verdrehbaren Rotor. Die Rotationsbewegung des Rotors wird mittels eines Getriebes in eine Linearbewegung gewandelt. Auf diese Weise betätigt die Antriebseinheit über das Getriebe einen Geberzylinder, wobei beispielsweise ein in einem Geberzylindergehäuse aufgenommener Geberzylinderkolben mittels einer Kolbenstange linear verlagert wird und ein in einem von Geberzylinderkolben und Geberzylindergehäuse eingeschlossenen Druckvolumen Druckmittel komprimiert wird. Über eine hydraulische Strecke, beispielsweise eine Druckleitung ist das Druckvolumen mit einem eine Reibungskupplung betätigenden, konzentrisch um die Getriebeeingangswelle angeordneten Nehmerzylinder verbunden, so dass abhängig vom anliegenden Druck ein Nehmerzylinderkolben verlagert wird und damit die Reibungskupplung betätigt wird, indem beispielsweise mittels eines Betätigungslagers wie Ein- oder Ausrücklager Hebelelemente wie Teller- oder Hebelfederzungen axial beaufschlagt werden.

Eine verbesserte Einbausituation wird erzielt, indem eine aus zumindest einem Geberzylinder und zumindest einem Nehmerzylinder gebildete hydraulische Einheit innerhalb der Kupplungsglocke und eine aus zumindest einer Antriebseinheit und zumindest einem Getriebe gebildete mechanische Einheit außerhalb der Kupplungsglocke angeordnet sind und der zumindest eine Geberzylinder linear durch eine Durchführung der Kupplungsglocke angetrieben ist. Auf diese Weise kann in der Kupplungsglocke zur Verfügung stehender Bauraum genutzt werden, so dass außerhalb der Kupplungsglocke lediglich die mechanischen beziehungsweise elektrischen Komponenten des Kupplungsaktors unterzubringen sind, so dass der im Motorraum des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehende Bauraum durch den Kupplungsaktor geringer beansprucht wird. Desweiteren ist die hydraulische Strecke zwischen Geber- und Nehmerzylinder kürzer, so dass beispielsweise eine verbesserte Druckübertragung, beispielsweise eine verbesserte Temperaturabhängigkeit, geringere Leitungsaufweitung und dergleichen erzielt werden können.

In besonders vorteilhafter Weise können zumindest ein Nehmerzylinder und zumindest ein Geberzylinder in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sein. Hierdurch kann eine Druckleitung komplett und zwei Gehäuse eingespart werden, so dass eine Kostenreduzierung erzielt werden kann. Das gemeinsame Gehäuse kann entsprechend den Einzelgehäusen von Geber- und Nehmerzylindern bevorzugt aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt sein. Das Gehäuse kann einteilig oder zur Vermeidung komplizierter Spritzgussformen mehrteilig ausgebildet sein. Das Gehäuse kann an dem Getriebegehäuse befestigt sein, so dass lediglich einmal Befestigungsmittel vorzusehen sind. Das Gehäuse stützt dabei bevorzugt die Betätigungskräfte der Reibungskupplung(en) gegen das Getriebegehäuse ab.

Zur Wandlung der Drehbewegung der Antriebseinheit in eine Linearbewegung kann das zumindest eine Getriebe als Spindeltrieb mit einer von der zumindest einen Antriebseinheit drehangetriebenen, axial fest beispielsweise mittels zumindest eines axialen Festlagers in einem Motorgehäuse verdrehbar gelagert angeordneten Spindelmutter und einer drehfest und axial verlagerbaren Spindel ausgebildet sein. Hierbei kann die Spindel eine Kolbenstange des zumindest einen Geberzylinders linear antreiben. Zwischen Spindel und Kolbenstange kann ein Gelenk wie Kugel- oder Kalottengelenk angeordnet sein, um gegebenenfalls vorhandene Winkelversätze zwischen Spindel und Kolbenstange auszugleichen. Im Idealfall ist die Spindel koaxial zu der Kolbenstange und damit koaxial zum Geberzylinderkolben angeordnet.

Um zusätzlich zu einer Wandlung der Drehbewegung in eine Linearbewegung eine

Untersetzung des Getriebes vorsehen zu können, kann der Spindeltrieb als Planetenwälz- getriebe mit einer einen Rotor der Antriebseinheit bildenden und mittels Planetenwalzkorpern die Spindel antreibenden Spindelmutter ausgebildet sein. Hierbei wälzen über den Umfang verteilt angeordnete Planetenwälzkörper mittels einer Geradverzahnung ohne Steigung gegenüber der von der Antriebseinheit angetriebenen Spindelmutter und mittels einer Gewindeverzahnung auf der Spindel ab. Zum detaillierten Aufbau eines Planetenwälzgetriebes wird beispielsweise auf die DE 10 201 1 014 932 A1 und DE 10 2010 047 801 A1 verwiesen.

Es kann eine aus Antriebseinheit und Getriebe gebildete elektromechanische Einheit des Kupplungsaktors vorgesehen sein, die in einem separaten Gehäuse außerhalb der Kupplungsglocke untergebracht ist und gehäusefest, beispielsweise an dem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine oder an dem Getriebegehäuse des Fahrzeuggetriebes aufgenommen ist. Zudem kann in diesem Gehäuse eine der elektromechanischen Einheit zugeordnete Steuerplatine vorgesehen sein, die ein Kupplungssteuergerät bildet oder mit dieser kommuniziert und die Antriebseinheit steuert. Durch die direkte kinematische Zuordnung von Spindel, Kolbenstange, sowie Nehmerzylinderkolben über die hydrostatische Strecke kann auf der Steuerplatine ein Absolutwegsensor vorgesehen sein, der einen absoluten Linearweg der Spindel erfasst. Darüber hinaus können die Kolbenwege von Nehmer- und Geberzylinder absolut erfasst werden. Es versteht sich, dass zwischen Nehmer- und Geberzylinder eine Schnüffeleinrichtung vorgesehen sein kann, bei der temperaturbedingte Volumenausdehnungen des Druckmittels durch zeitweises Anfahren einer Ausgleichsöffnung ausgeglichen und gegebenenfalls entstehende Gasbläschen aus der hydraulischen Strecke entfernt werden. Desweiteren kann zur Überwachung der Drehkennwerte wie Drehwinkel, Drehzahl, Drehgeschwindigkeit und Drehbeschleunigung zwischen Rotor und Gehäuse ein Drehwinkelsensor, beispielsweise ein Drehwinkelinkremente erfassender Drehwinkelsensor vorgesehen sein, um beispielsweise die als elektronisch kommutierter Elektromotor ausgebildete Antriebseinheit zu steuern und/oder die Drehkennwerte der Spindelmutter gegenüber der Spindel zu erfassen und damit beispielsweise in Verbindung mit dem Absolutwegsensor einen Schlupf des Planetenwälzgetriebes zu erfassen. Der Drehwinkelsensor kann axial an dem Rotor erweitert vorgesehen sein, so dass eine Relativverdrehung zwischen Markierungen des Rotors und auf der Steuerplatine vorgesehene Erfassungselemente des Drehwinkelsensors vorgesehen werden können. Desweiteren kann zur Ausbildung des Absolutwegsensors an der Spindel ein sogenanntes Target vorgesehen sein, welches mit Erfassungselementen des Absolutwegsensors auf der Steuerplatine wechselwirkt. Der Kolben des Nehmerzylinders kann als um die Getriebeeingangswelle koaxial angeordneter Ringkolben ausgebildet sein. Alternativ können um die Getriebeeingangswelle mehrere über den Umfang verteilt auf zwei oder einem einzigen Teilkreis angeordnete zylindrische Einzelkolben vorgesehen sein, die mit einem gemeinsamen Druckvolumen des Nehmerzylinders in Verbindung stehen. Der Nehmerzylinderkolben enthält ein Betätigungslager oder ist an ein Betätigungslager angelegt und beaufschlagt die Reibungskupplung je nach Ausbildung als aufgedrückte oder zugedrückte Reibungskupplung in Öffnungs- beziehungsweise Schließposition.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei bezüglich ihrer Funktion und Aufbau im Wesentlichen identische elektromechanische und hydrostatische Einheiten vorgesehen, um jeweils unabhängig voneinander jeweils eine Reibungskupplung einer Doppelkupplung zu betätigen. Hierzu sind zwei Antriebseinheiten und zwei Getriebe in einem Gehäuse außerhalb der Kupplungsglocke aufgenommen und jeweils zwei Geberzylinder und zwei um zwei konzentrisch angeordnete Getriebeeingangswellen angeordnete, jeweils eine Reibungskupplung betätigende Nehmerzylinder innerhalb der Kupplungsglocke vorgesehen.

Je nach Ausführungsform können einzelne oder mehrere Geber- und Nehmerzylinder in vorgegebener Aufteilung in einem oder mehreren getrennten Gehäusen untergebracht sein. In besonders vorteilhafter Weise sind Geberzylinder und Nehmerzylinder in einem einzigen gemeinsamen Gehäuse aufgenommen. Das Gehäuse kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Das Gehäuse ist in bevorzugter Weise an dem Getriebegehäuse befestigt beziehungsweise stützt sich an diesem axial zum Entgegenhalten der Betätigungskräfte ab.

Beide Nehmerzylinder können zwei radial übereinander angeordnete Ringkolben aufweisen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, zumindest einen Nehmerzylinderkolben aus über den Umfang verteilt angeordneten Einzelkolben wie zylindrischen Druckkolben auszubilden.

Die Ausbildung der Druckleitungen zwischen Geberzylindern und Nehmerzylindern kann in der Weise beispielsweise radial oder tangential erfolgen, dass die beiden Geberzylinder parallel beabstandet zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise resultieren zwei direkt nebeneinander außerhalb der Kupplungsglocke angeordnete elektromechanische Einheiten, die bauraumsparend direkt nebeneinander in einem einzigen Gehäuse angeordnet werden können. Zwischen den Geberzylindern kann bauraumsparend ein gemeinsamer Druckausgleichsbehälter vorgesehen sein.

Die Erfindung wird anhand des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 einen hydrostatischen Kupplungsaktor in schematischer Darstellung,

Figur 2 eine Einbausituation des hydrostatischen Kupplungsaktors der Figur 1 mit

Blick in Richtung Getriebegehäuse

und

Figur 3 eine Einbausituation des hydrostatischen Kupplungsaktors der Figur 1 mit

Blick von der Seite.

Die Figur 1 zeigt den hydrostatischen Kupplungsaktor 1 von der Getriebeseite her in schematischer Ansicht. Der hydrostatische Kupplungsaktor 1 dient der Betätigung zweier Reibungskupplungen einer Doppelkupplung und weist jeweils für eine Reibungskupplung eine Aktoreinheit 2, 3 auf. Die Aktoreinheiten 2, 3 sind jeweils aus einer außerhalb der Kupplungsglocke 4 angeordneten elektromechanischen Einheit 5, 6 und einer innerhalb der Kupplungsglocke 4 angeordneten hydrostatischen Einrichtung 7, 8 gebildet. Die elektromechanischen Einheiten 5, 6 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 9 aufgenommen, das fest an der Kupplungsglocke 4 oder in anderer Weise fest mit der Brennkraftmaschine oder dem Fahrzeuggetriebe verbunden ist.

Die elektromechanischen Einheiten 5, 6 sind im Wesentlichen identisch aufgebaut und weisen die als Elektromotor ausgebildete Antriebseinheit 10, 1 1 mit dem fest mit dem Gehäuse 9 verbundenen Stator 12, 13 und dem Rotor 14, 15 auf. Radial innerhalb des Stators 12, 13 ist das als Planetenwälzgetriebe 18, 19 ausgebildete Getriebe 16, 17 zur Wandlung der Dreh- wie Rotationsbewegung des Rotors 14, 15 in eine Linearbewegung angeordnet. Hierbei bildet der Rotor 14, 15 mittels des Festlagers 20, 21 die verdrehbar und axial fest aufgenommene Spindelmutter 22, 23. Bei Verdrehung der Spindelmutter 22, 23 wird die drehfest und axial verlagerbar aufgenommene Spindel 24, 25 mittels nicht dargestellter Pla- netenwälzkörper zwischen Spindelmutter 22, 23 und Spindel 24, 25 axial verlagert. Die Spindeln 24, 25 durchgreifen jeweils eine Durchführung 26, 27 in der Kupplungsglocke 4 und beaufschlagen die in koaxialer Anordnung zu diesen vorgesehenen Kolbenstangen 28, 29 der Geberzylinder 30, 31 der hydrostatischen Einheiten 7, 8. Die Geberzylinder 30, 31 sind parallel und im Abstand der elektromechanischen Einheiten 5, 6 zueinander angeordnet, um jeweils eine koaxiale Anordnung von Spindeln 24, 25 und Kolbenstangen 28, 29 zu ermöglichen. Über die Druckleitungen 32, 33 beaufschlagen die Geberzylinder 30, 31 , jeweils einen diesen zugeordneten Nehmerzylinder 34, 35. Die Geberzylinder 30, 31 und Nehmerzylinder 34, 35 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einem einzigen Gehäuse 36 aufgenommen, so dass die Druckleitungen 32, 33 kurz und steif ausgebildet werden können. Zwischen den Geberzylindern 30, 31 ist der gemeinsame Druckausgleichsbehälter 37 angeordnet. Die Druckleitungen 32, 33 sind radial beziehungsweise rechtwinklig tangential in entsprechende, nicht einsehbare Druckvolumina der Nehmerzylinder 34, 35 geführt. Die Geberzylinderkolben 38, 39 bewegen sich hierbei senkrecht zu den Nehmerzylinderkolben der Nehmerzylinder 34, 35, die sich axial zur Drehachse d der Reibungskupplungen verlagern.

Die Linearbewegung der Spindeln 24, 25 und damit der Linearweg der Geberzylinderkolben 38, 39 und über die hydraulische Strecke der Nehmerzylinderkolben wird mittels der Absolutwegsensoren 40, 41 erfasst. Hierzu ist an den Spindeln 24, 25 ein Target 42, 43 und auf den Steuerplatinen 46, 47 ein Erfassungselement 44, 45 vorgesehen. Die Drehbewegung der Rotoren 14, 15 und damit der Spindelmuttern 22, 23 wird mittels der Drehwinkelsensoren 48, 49 erfasst. Hierzu ist an dem Rotor 14, 15 ein axial erweiterter Drehwinkelgeber 50, 51 vorgesehen, der mit einem auf der Steuerplatine 46, 47 angeordneten Erfassungselement 52, 53 wechselwirkt.

Die Figuren 2 und 3 zeigen die Einbausituation des hydrostatischen Kupplungsaktors 1 der Figur 1 mit Blick auf das Getriebegehäuse 54 mit der Kupplungsglocke 4. Außerhalb der Kupplungsglocke 4 sind die elektromechanischen Einheiten 5, 6 und innerhalb dieser die hydraulischen Einheiten 7, 8 angeordnet, wobei in der Ansicht das Gehäuse 9 (Figur 1 ) weggelassen ist. Wie aus der Figur 2 hervorgeht, sind die Nehmerzylinderkolben 55, 56 der Nehmerzylinder 34, 35 als einzelne über den Umfang angeordnete Druckkolben 57, 58 vorgesehen, die über den Umfang abwechselnd auf einem einzigen Teilkreis angeordnet sind. Die mechanische Entkopplung zur Ausbildung einer voneinander unabhängigen Betätigung der Reibungskupplungen erfolgt mittels der Ausrückmechanik zwischen Nehmerzylinderkolben 55, 56 und Reibungskupplungen. Bezuqszeichenliste hydrostatischer Kupplungsaktor

Aktoreinheit

Aktoreinheit

Kupplungsglocke

elektromechanische Einheit

elektromechanische Einheit

hydrostatische Einheit

hydrostatische Einheit

Gehäuse

Antriebseinheit

Antriebseinheit

Stator

Stator

Rotor

Rotor

Getriebe

Getriebe

Planetenwälzgetriebe

Planetenwälzgetriebe

Festlager

Festlager

Spindelmutter

Spindelmutter

Spindel

Spindel

Durchführung

Durchführung

Kolbenstange

Kolbenstange

Geberzylinder

Geberzylinder Druckleitung

Druckleitung

Nehmerzylinder

Nehmerzylinder

Gehäuse

Druckausgleichsbehälter Geberzylinderkolben Geberzylinderkolben Absolutwegsensor Absolutwegsensor Target

Target

Erfassungselement Erfassungselement Steuerplatine

Steuerplatine

Drehwinkelsensor Drehwinkelsensor Drehwinkelgeber Drehwinkelgeber Erfassungselement Erfassungselement Getriebegehäuse Nehmerzylinderkolben Nehmerzylinderkolben Druckkolben

Druckkolben

Drehachse