Beschreibungseinleitung

Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In DE 102020 119606 A1 ist eine Trennvorrichtung zur Abkopplung eines Abtriebselements von einem Antriebselement in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs beschrieben, aufweisend ein um eine Drehachse drehbares erstes Drehbauteil, ein von dem ersten Drehbauteil getrenntes zweites Drehbauteil, eine Betätigungsvorrichtung mit einem wenigstens zwischen einer ersten Betätigungsstellung und einer zweiten Betätigungsstellung verschiebbaren Betätigungselement und einem abhängig von der Betätigungsstellung wenigstens zwischen einer Kopplungsstellung und einer Entkopplungsstellung verschiebbaren Kopplungselement, das bei der Kopplungsstellung das erste und zweite Drehbauteil drehmomentübertragend miteinander koppelt und bei der Entkopplungsstellung das erste und zweite Drehbauteil voneinander entkoppelt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Abkopplung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement energiesparender, schneller und genauer durchzuführen.

Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Trennvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann das Betätigungselement flexibler angeordnet und energiesparender betrieben werden.

Die Trennvorrichtung kann in dem Antriebsstrang des Fahrzeugs angeordnet sein. Das Fahrzeug kann ein Elektrofahrzeug sein. Das Fahrzeugs kann ein Kraftfahrzeug, Zweirad oder Lastfahrzeug sein. Das Antriebselement, insbesondere ein Elektromotor, kann ein Antriebsdrehmoment zur Fortbewegung des Fahrzeugs bereitstellen. Das Abtriebselement kann ein Getriebe, insbesondere ein zwischen wenigstens zwei Übersetzungsstufen umschaltbares Getriebe oder ein Differentialgetriebe, eine Fahrzeugachse oder wenigstens ein Fahrzeugrad sein. Die Trennvorrichtung kann wirksam zwischen dem Antriebselement und einem Abtriebselement angeordnet sein. Das erste Drehbauteil kann eine erste Verzahnung aufweisen. Das erste Drehbauteil kann getrennt von dem Kopplungselement oder einteilig mit dem Kopplungselement ausgeführt sein.

Das zweite Drehbauteil kann konzentrisch zu dem ersten Drehbauteil angeordnet sein. Das zweite Drehbauteil kann um die Drehachse drehbar sein. Das zweite Drehbauteil kann eine zweite Verzahnung aufweisen. Das Kopplungselement kann eine in die erste Verzahnung und/oder zweite Verzahnung eingreifende Kopplungsverzahnung aufweisen. Bei der Kopplungsstellung kann die Kopplungsverzahnung mit der ersten und zweiten Verzahnung drehmomentübertragend, insbesondere formschlüssig, verbunden sein. Bei der Entkopplungsstellung kann die Kopplungsverzahnung mit der ersten Verzahnung verbunden und von der zweiten Verzahnung getrennt sein. Das Kopplungselement kann in Dauereingriff mit der Kopplungsverzahnung stehen.

Bei der zweiten Betätigungsstellung kann das erste und zweite Drehbauteil gegeneinander drehbar sein. Bei der zweiten Betätigungsstellung kann eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten und zweiten Drehbauteil unterbrochen sein.

Das Betätigungselement kann als entlang einer Betätigungsachse axial bewegbarer Kolben ausgeführt sein. Die Betätigungsachse kann achsparallel zu der Drehachse angeordnet sein.

Das erste Drehbauteil, das zweite Drehbauteil und das Kopplungselement können eine formschlüssige Kupplung bilden.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn zur Veränderung der Betätigungsstellung das Betätigungselement abhängig von einem Fluiddruck verschiebbar ist. Der Fluiddruck kann durch eine Fluidpumpe aufgebaut werden.

Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das Betätigungselement in einem Gehäuse einer Fluiddrucksteuervorrichtung, die den Fluiddruck steuert und/oder aufbaut, verschiebbar angeordnet ist. Dadurch kann der zur Änderung der Betätigungsstellung aufzuwendende Energiebedarf verringert werden. Ein Wegsensor zur Erfassung der Betätigungsstellung kann in dem Gehäuse angeordnet sein.

Die Fluiddrucksteuervorrichtung kann einen Fluiddruck eines Getriebes steuern und/oder aufbauen. Der Fluiddruck des Getriebes kann zur Kühlung, zur Änderung eines Drehmomentübertragungszustands und/oder zur Änderung einer Übersetzung in dem Getriebe dienen. Die Fluiddrucksteuervorrichtung kann neben der Einstellung des Fluiddrucks zur Veränderung der Betätigungsstellung wenigstens einen weiteren Fluiddruck oder Fluidvolumenstrom zur Versorgung eines weiteren Bauteils, beispielsweise einer Parksperrvorrichtung, steuern.

Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Fluiddruck ein hydraulischer Druck ist und die Fluiddrucksteuervorrichtung eine Hydraulikvorrichtung ist. Die hydraulischen Verluste bei Veränderung der Betätigungsstellung durch den hydraulischen Druck können verringert werden. Die Leitungswege zur Übertragung des Fluiddrucks zu dem Betätigungselement können verkürzt und der hydraulische Wirkungsgrad erhöht werden.

Die Fluiddrucksteuervorrichtung und das Betätigungselement können eine vormontierte Baugruppe bilden.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse einen das Betätigungselement aufnehmenden Kolbenraum, in dem der Fluiddruck zur Veränderung der Betätigungsstellung aufbaubar ist, aufweist. Dadurch kann das Betätigungselement hochintegriert angeordnet und besonders energiesparend betrieben werden.

Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn eine Fluidverbindung zwischen dem Kolbenraum und einer den Fluiddruck in den Kolbenraum übertragenden Fluidversorgung innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Dadurch können die Leitungswege zur Übertragung des Fluiddrucks möglichst kurz ausfallen. Die Bauteilanzahl kann deutlich verringert werden.

Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das Kopplungselement konzentrisch zu der Drehachse angeordnet ist. Das Kopplungselement kann als entlang der Drehachse axial verschiebbare Schiebemuffe ausgeführt sein.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Betätigungsvorrichtung ein Übertragungselement aufweist, das das Betätigungselement mit dem Kopplungselement gemeinsam verschiebbar koppelt. Das Übertragungselement kann entlang einer Schiebeachse axial verschiebbar sein. Das Übertragungselement kann als Schaltgabel ausgeführt sein. Die Schiebeachse kann achsparallel zu der Drehachse und/oder der Betätigungsachse ausgerichtet sein.

Das Übertragungselement kann durch wenigstens eine Führungsvorrichtung axial verschiebbar geführt sein. Die Führungsvorrichtung kann an dem Gehäuse ausgeführt sein. Die Führungsvorrichtung kann an wenigstens einem Gehäuseflansch des Gehäuses auasgeführt sein. Das erste Drehbauteil kann getrennt von dem Übertragungselement oder einteilig mit dem Übertragungselement ausgeführt sein.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Übertragungselement formschlüssig mit dem Kopplungselement und/oder dem Betätigungselement verbunden ist. Das Übertragungselement kann mit einem Vorsprung in einer Aussparung in dem Betätigungselement eingehängt sein. Die Länge des Vorsprungs und der Aussparung kann derart bemessen sein, dass ein Verkippen des Übertragungselements gegenüber dem Betätigungselement und/oder dem Gehäuse möglichst verringert oder verhindert wird.

Die Fluiddrucksteuervorrichtung, das Betätigungselement und das Übertragungselement können eine vormontierte Baugruppe bilden. Beispielsweise kann die vormontierte Baugruppe zur Endmontage auf dem Kopplungselement aufgesetzt werden.

Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Betätigungsvorrichtung eingerichtet ist, die jeweils eingestellte Kopplungsstellung oder Entkopplungsstellung bei ausbleibendem Fluiddruck beizubehalten. Dadurch kann ein Energiebedarf zur Einhaltung der jeweiligen Kopplungsstellung oder Entkopplungsstellung gesenkt werden. Bei eingestellter und aufrecht zu erhaltender Kopplungsstellung oder Entkopplungsstellung kann der Fluiddruck an dem Betätigungselement gesenkt werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.

Figurenbeschreibung

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

Figur 1 : Einen Querschnitt einer T rennvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 2: Einen Querschnitt einer T rennvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt einer Trennvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Trennvorrichtung 10 ist zur Abkopplung eines Antriebselements von einem Abtriebselement, insbesondere von einem Elektromotor und einem Getriebe, in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs angeordnet und umfasst ein hier nicht abgebildetes und um eine Drehachse 12 drehbares erstes Drehbauteil und zweites Drehbauteil, eine Betätigungsvorrichtung 14 mit einem wenigstens zwischen einer ersten Betätigungsstellung und einer zweiten Betätigungsstellung verschiebbaren Betätigungselement 16 und einem abhängig von der Betätigungsstellung wenigstens zwischen einer Kopplungsstellung und einer Entkopplungsstellung verschiebbaren, hier nicht abgebildeten Kopplungselement, das bei der Kopplungsstellung das erste und zweite Drehbauteil drehmomentübertragend miteinander koppelt und bei der Entkopplungsstellung das erste und zweite Drehbauteil voneinander entkoppelt.

Das Betätigungselement 16 ist radial beabstandet zu der Drehachse 12 angeordnet. Dadurch kann die Betätigung zur Veränderung der Betätigungsstellung flexibel erfolgen und die Betätigungsvorrichtung 14 bauraumsparend angeordnet werden. Das Betätigungselement 16 ist als entlang einer Betätigungsachse 18 axial bewegbarer Kolben 19 ausgeführt. Die Betätigungsachse 18 ist achsparallel zu der Drehachse 12 ausgerichtet.

Das Betätigungselement 16 ist zur Veränderung der Betätigungsstellung abhängig von einem Fluiddruck verschiebbar in einem Gehäuse 20 einer Fluiddrucksteuervorrichtung 22, die den Fluiddruck steuert und/oder aufbaut, verschiebbar angeordnet. Die Fluiddrucksteuervorrichtung 22 ist bevorzugt als Hydraulikvorrichtung 24 und der Fluiddruck als hydraulischer Druck ausgeführt. Die Hydraulikvorrichtung 24 ist insbesondere eine Getriebehydraulikvorrichtung 26 zur Steuerung eines Hydraulikdrucks eines Getriebes. Der Fluiddruck des Getriebes kann zur Kühlung, zur Änderung eines Drehmomentübertragungszustands in dem Antriebsstrang und/oder zur Änderung einer Übersetzung in dem Getriebe dienen.

Die Betätigungsvorrichtung 14 ist insbesondere eingerichtet, die jeweils eingestellte Kopplungsstellung und Entkopplungsstellung bei ausbleibendem Fluiddruck beizubehalten. Dadurch kann ein Energiebedarf zur Einhaltung der jeweiligen Kopplungsstellung oder Entkopplungsstellung gesenkt werden.

Das Gehäuse 20 weist einen das Betätigungselement 16 aufnehmenden Kolbenraum 28, in dem der Fluiddruck zur Veränderung der Betätigungsstellung aufbaubar ist, auf. Eine Fluidverbindung zwischen dem Kolbenraum 28 und einer den Fluiddruck in den Kolbenraum 28 übertragenden Fluidversorgung ist bevorzugt innerhalb des Gehäuses 20 angeordnet.

Das Betätigungselement 16 ist formschlüssig mit einem Übertragungselement 30 verbunden, das das Betätigungselement 16 mit dem Kopplungselement gemeinsam verschiebbar koppelt. Das Übertragungselement 30 ist bevorzugt als entlang einer Schiebeachse 32 axial verschiebbare Schaltgabel 34 ausgeführt und durch wenigstens eine Führungsvorrichtung 36 axial verschiebbar geführt. Die Führungsvorrichtung 36 ist bevorzugt an dem Gehäuse 20, speziell beidseitig jeweils an einem Gehäuseflansch 38 des Gehäuses 20, ausgeführt.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt einer Trennvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das erste Drehbauteil 40 ist um die Drehachse 12 drehbar und als antriebsseitiges Zahnrad 42 ausgeführt. Das zweite Drehbauteil 44 ist als konzentrisch zu der Drehachse 12 angeordnetes, abtriebsseitiges Zahnrad 46 ausgeführt. Das Kopplungselement 47 ist als entlang der Drehachse 12 axial verschiebbare und konzentrisch zu der Drehachse 12 angeordnete Schiebemuffe 48 ausgeführt. Das erste Drehbauteil 40 weist eine erste Verzahnung 50 und das zweite Drehbauteil 44 eine zweite Verzahnung 52 auf. Die Schiebemuffe 48 umfasst eine Kopplungsverzahnung 54, die bei der Kopplungsstellung formschlüssig in die erste und zweite Verzahnung 50, 52 eingreift und diese drehmomentübertragend miteinander verbindet und bei der Entkopplungsstellung in die erste Verzahnung 50 eingreift und von der zweiten Verzahnung 52 getrennt ist. Damit ist bei der Entkopplungsstellung eine Drehmomentübertragung zwischen der ersten und zweiten Verzahnung 50, 52 und damit zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement unterbrochen.

Das Kopplungselement 47 ist formschlüssig mit der Schaltgabel 34 verbunden. Die Schaltgabel 34 überträgt die Betätigungsbewegung bei Veränderung der Betätigungsstellung an das Kopplungselement 47 zur Einnahme der Kopplungsstellung oder Entkopplungsstellung.

Bezugszeichenliste

10 Trennvorrichtung

12 Drehachse

14 Betätigungsvorrichtung

16 Betätigungselement

18 Betätigungsachse

19 Kolben

20 Gehäuse

22 Fluiddrucksteuervorrichtung

24 Hydraulikvorrichtung

26 Getriebehydraulikvorrichtung

28 Kolbenraum

30 Übertragungselement

32 Schiebeachse

34 Schaltgabel

36 Führungsvorrichtung

38 Gehäuseflansch

40 erste Drehbauteil

42 antriebsseitiges Zahnrad

44 zweite Drehbauteil

46 abtriebsseitiges Zahnrad

47 Kopplungselement

48 Schiebemuffe

50 erste Verzahnung

52 zweite Verzahnung

54 Kopplungsverzahnung