DE102007050578B4 - Getriebeaktuator und Getriebe - Google Patents

Abstract

Kraftfahrzeugtauglicher Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1''''), der mit einem Piezoelement (3) ausgestattet ist, das als Piezospannungs-Wegumsetzer zu nutzen ist, wobei der Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') einen Flächenwandler (17) mit einer unmittelbaren hydraulischen Übersetzung (15) zur Aufnahme der spannungsabhängigen Weglängung (7) des Piezoelements (3) hat, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstärkung der Weglängung (7) durch den Flächenwandler (17) auf einen üblichen Kupplungsweg (13) durchführbar ist, wobei in dem Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') auf Kolben (31, 33) hydraulischer Druck ausübbar ist, mit denen gleichzeitig zwei Kupplungen (112, 114) in einem Fahrzeug steuerbar sind.

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kraftfahrzeugtauglichen Aktuator, insbesondere für ein Getriebe, und die Gestaltung eines geeigneten Getriebes mit einem solchen kraftfahrzeugtauglichen Aktuator, wie zum Beispiel ein Gierdämpfungsgetriebe oder ein Doppelkupplungsgetriebe.
• Gierdämpfungsgetriebe sind solche Getriebe, die die Fahrstabilität durch aktive Beeinflussung des Drehmoments der Abtriebsachsen fördern wollen. Die Getriebe werden durch die englischen Schlagworte „torque vectoring” oder „aktive yaw” bezeichnet, andere gängige Bezeichnungen sind die sprachliche Zusammenfassung der Funktion des Getriebes als Getriebe zur Drehmomentverteilung an einer Fahrzeugachse oder auch Getriebe zur aktiven Drehmomentverteilung.
• In den letzten beiden Dekaden vor dem Anmeldezeitpunkt dieses Schutzrechts sind von Getriebeentwicklern zahlreiche Konzepte entworfen worden, wie das Drehmoment einer Eingangswelle auf wenigstens zwei Abtriebswellen je nach gewünschter Anforderung zu verteilen ist. Durch eine in der Regel elektronisch unterstützte Drehmomentenverteilungsberechnung, die zum Beispiel in einem hierfür vorgesehenen Steuergerät durchgeführt werden kann, wird ein unterschiedliches Drehmoment auf das eine Rad einer Achse im Vergleich zu dem zweiten Rad der gleichen Kraftfahrzeugachse aufgebracht. Häufig erfolgt die Berechnung der Drehmomentverteilung in Abhängigkeit des eingeschlagenen Lenkwinkels. Um ein Unter- oder Übersteuern zu vermeiden, soll das Rad, das bei dem gewählten Lenkeinschlag einen kleineren Radienweg zurücklegt, kurzum einen kürzeren Weg zurücklegt, in der Regel mit einem geringeren Drehmoment beaufschlagt werden als das auf der Straße rotierende Rad der gleichen Achse, das den größeren Radienweg, kurzum den längeren Weg, zurücklegt. Im Falle eines unkontrollierten Gierens des Fahrzeugs wird dann mit Hilfe des entsprechenden Fahrzeugsteuergeräts versucht, die Stabilität des Fahrzeuges durch eine bewusste Drehmomentenverlagerung wieder herzustellen. So kann je nach Abhängigkeit des Unter- oder Übersteuerns das Drehmoment auf dem kurveninneren Rad verringert oder erhöht werden. Hierzu ist das entsprechende Steuergerät mit geeigneten Sensoren ausgestattet und arbeitet über einen Netzwerkverbund wie einem CAN-Verbund mit weiteren Steuergeräten zusammen.
• Kupplungen in Getrieben sind dafür bestimmt, ausgangsseitig ein geringeres Drehmoment, das bis maximal zum Eingangsdrehmoment reichen kann, als das auf der Eingangsseite beaufschlagte Drehmoment auf eine Ausgangswelle weiterzureichen. Im Sinne der folgenden Erfindung werden auch bremsenartige Systeme unter den Begriff Kupplung subsummiert. Bremsen im Gegensatz zu Kupplungen sorgen für das statische Verharren einer der beiden zu kuppelnden Seiten. Bei den Gierdämpfungsgetrieben sind auch Ausgestaltungen vorstellbar, bei denen Teile des Getriebes gegen das Gehäuse gebremst werden, um damit andere Teile des Getriebes zu beschleunigen. Dadurch wird somit auch das abtriebsseitige Rad beschleunigt. Dies ist beispielsweise mit einem Planetenradsatz möglich. Auch in so gearteten Kupplungssystemen ist die vorliegende Erfindung anwendbar.
• Beispielhaft sollen einige Antriebskraftverteilungsvorrichtungen angeführt werden, für die die erfindungsgemäße Aktuatorik eingesetzt werden kann. Die Konzepte lassen sich in Satellitengetriebekonzepte, Kupplungskonzepte und kombinierte Konzepte untergliedern. Anstelle eines Planetenradsatzes sind auch Konzepte bekannt, bei denen ein normaler Zahnradsatz verwendet wird. Wie die Übersetzungen eines Planetenradsatzes günstig ausgelegt werden können, kann der Figurenbeschreibung der EP 0 575 151 B1 (Patentinhaberin: Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha; Prioritätstag: 15. Juni 1992) entnommen werden. In 2 sind parallel zu den Kupplungsscheiben hydraulische Kolben zur Betätigung der Kupplung dargestellt. Die Hydraulikflüssigkeit ist über Anschlussstutzen im Gehäuse auf die Hydraulikkolben zu bringen. Durch Federn werden die Kolben in ihre Ruhestellung bei hydraulischer Druckfreiheit zurückbewegt. Ein ähnliches Planetenkonzept lässt sich der US 2005/247,511 A1 (Inhaberin: Magna Powertrain USA Inc.; Anmeldetag: 7. Mai 2004) entnehmen. Über Kupplungen wird die Drehmomentverteilung in den schematisch dargestellten Getrieben beeinflusst. Geeignete Aktuatoren zur Betätigung der Kupplungen sind von Nöten. Ein mit zwei Kupplungen ausgestattetes Verteilgetriebe ist schematisch in der US 2004/058,774 A1 (Anmelderin: Vistion Global Technology Inc.; Anmeldetag: 25. September 2002) dargestellt. Die Betätigungskraft auf die Kupplungen ist ebenfalls nur schematisch durch doppelt ausgezogene Pfeile offenbart. Konstruktiv detailreicher lässt sich ein hydrostatisches Verteilgetriebe auf Planetengetriebebasis in der EP 1 788 284 A1 (Anmelderin: Hofer Getriebetechnik GmbH; Prioritätstag: 19. November 2005) bewundern. Trotz des Detailreichtums der Schrägscheibenpumpe zeigt auch diese Druckschrift nicht die Umsetzung der hydraulischen Ansteuerung. Aus den zahlreichen Auslassungen entnimmt der Fachmann den Hinweis, dass die recht vielversprechenden Konzepte der aktiven Drehmomentenverteilung eines Kfz-tauglichen Aktuators bedürfen.
• Aus Gründen der kompakteren Darstellung der vorliegenden Erfindung wird Bezug auf die zuvor genannten Druckschriften genommen, damit das Getriebe in seinem Variantenreichtum selber für eine aktive Drehmomentverteilung nicht mehr voll umfänglich beschrieben werden muss, und trotzdem ausreichend offenbart ist.
• Für die Aktuatoren sind in den bisher entwickelten Getrieben entweder Hydraulikkolben oder elektromechanische Lösungen berücksichtigt worden. Ein weiterer Ansatz besteht in einer magnetorheologischen Kupplung. Weil über den gesamten Kfz-typischen Betriebstemperaturbereich von –40°C bis +150°C eine schnelle (zwischen 50 ms und 150 ms) Betätigung der Drehmomenteneinstellung erwünscht ist, wird bei den hydraulischen Systemen in der Regel eine entsprechend große Hydraulikpumpe vorgehalten, damit die benötigten Hydraulikmittelmengen zu- und abgeleitet werden können. Große Pumpen haben entsprechend große Verlustleistungen und erhöhen das Gesamtgewicht des Drehmomentverteilungsgetriebes.
• Somit ist schon mehrmals in der Vergangenheit versucht worden, durch Nutzung von Piezoelementen getriebetaugliche Steuerungen zu entwerfen. Nach DE 44 45 606 A1 (Anmelderin: LuK Lamellen- und Kupplungsbau GmbH; Prioritätstag: 5. Januar 1994) soll ein Piezoaktor alleine nicht ausreichend sein, um die notwendige Kupplungsleistung aufzubringen. Daher wird vorgeschlagen, mit einer Überlagerung einer Trägheitskraftaddition in der Kupplung bisher bekannte hydraulische Systeme mit einem Piezoaktor zu kombinieren. Der Piezoaktor bietet die schnelle Reaktionsfähigkeit, während die Grundkraft klassisch aufgebracht wird. Um den Vorteil der schnellen Reaktionsfähigkeit eines Piezoelements zu nutzen, wird in der US 4,636,679 A (Anmelderin: United States of America; Anmeldetag: 15. Januar 1986) das hydraulische Einpumpen über einen Piezostapel in eine Rotationsscheibe vorgeschlagen. Die Längsbewegung des Piezostapels, der in Abhängigkeit der ihn erregenden hohen Gleichspannung eine Längung in eine Vorzugsrichtung erfährt, wird mittels Hydraulikflüssigkeit in eine rotatorische Bewegung durch einen Kuppelring umgesetzt. Die mangelnde Längung des Piezoelements auszugleichen ist eine der gelösten Aufgaben der EP-Anmeldung EP 0 790 145 A2 (Anmelderin: Hydraulik-Ring GmbH; Prioritätstag: 19. Januar 1996), indem eine Umlenkung eines Hebelarms vorgeschlagen wird. Für eine Kleinstmengenpumpe ist das vorgeschlagene Auslenkungsverstärkungskonzept über eine Hebelumlenkung sinnvoll; eine direkte Anwendung bei Kupplungen und Getrieben mit zwei Abtriebssträngen kann der EP 0 790 145 A2 nicht entnommen werden.
• Ersatzweise kann auch in den technischen Bereich der Injektoren geblickt werden, die mit Kraftstoff als zu steuernder Flüssigkeit arbeiten. Die Kraftstoffaufladung inzwischen gängiger Injektoren liegt in einem deutlich höheren Bereich. Gleichzeitig wird mit sehr kleinen Kraftstoffmengen gearbeitet. Nach US 2003/150,432 A1 (Anmelderin: Siemens VDO Automotive Inc.; Anmeldetag: 13. Februar 2003) kann die minimale Längung eines piezoelektrischen Elements, die weniger als 0,035 mm beträgt, in einem Injektor durch Durchmesserübersetzung auf bis zu 6 mm verstärkt werden. Sollte eine Stufe wie nach US 2003/150,432 A1 nicht möglich sein, so schlägt DE 10 2005 022 137 A1 (Anmelderin: Denso Corporation; Prioritätstag: 13. Mai 2004) vor, eine zweistufige hydraulische Übertragungsvorrichtung mit einem kleindurchmessrigen Ventilkolben zu schaffen, der den Treibstoff hydraulisch verstärkt zur Bewegungsverlängerung nutzt.
• Weitergehende Darlegungen zu der Verwendung von Piezoelementen im Kraftfahrzeug lassen sich z. B. der DE 196 31 203 A1 (Anmelderin: Hydraulik-Ring Antriebs- und Steuerungstechnik GmbH; Anmeldetag: 02.08.1996) entnehmen. Dort wird vorgeschlagen, mit einem piezoelektrischen Translator, der den inversen Piezoeffekt ausnützt, ein Bremshydraulikmittel unter Druck zu setzen. Hierbei wird Druck in einem Druckraum erzeugt. Aufgrund einer hydraulischen Übersetzung soll ein Bremskolben eines Radbremszylinders belastet werden. Die Piezoelemente sollen schnelle Regelungen ermöglichen.
• Die DE 195 11 811 B4 (Patentinhaberin: Lucas Industries p. I. c.; Anmeldetag: 30.03.1995) bezieht sich ebenfalls auf eine Kraftfahrzeugbremse. Die piezoelektrische Stelleinheit soll sich in der Form eines Linearmotors unter Nutzung einer hydraulischen Übersetzung einsetzen lassen. Wie in solchen Radbremseinrichtungen der Piezoübersetzer aufzubauen sein soll, lässt sich u. a. der Beschreibung der DE 198 18 156 A1 (Anmelderin: Robert Bosch GmbH; Anmeldetag: 23.04.1998) entnehmen.
• Aus anderen Anwendungsbereichen ist es bekannt, dass piezoelektrische Aktuatoren als Aktuatoren zur Aufmodulierung zusätzlicher Bewegungen genutzt werden können. Der von den Aktuatoren angebotene Weg ist zu gering. Daher wird der eigentliche Weg durch einen anderweitigen Mechanismus zurückgelegt. Beispielhaft schlägt die DE 10 2006 008 674 A1 (Anmelderin: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; Prioritätstag: 31.03.2005) vor, dass nach einem Superpositionsprinzip Fluidvolumen in einer Kupplungsbetätigung durch ein Hauptausrücksystem und durch einen piezoelektrischen Aktuator betätigt wird, wobei der Aktuator als Add-On-System bezeichnet wird. Somit kann Rupfschwingungen wirksamer entgegengetreten werden. Auf einem ähnlichen Prinzip basiert die Temperaturkompensation eines Spindelfutters, das nach DE 198 54 348 C1 (Anmelderin: Fortuna-Werke Maschinenfabrik GmbH; Anmeldetag: 25.11.1998) eine mechanische Einspannung und eine zur Kompensation der Wärmeausdehnung zusätzlich vorgesehene piezoelektrische Einspannung vorhält.
• In einem anderen Anwendungsgebiet der Kfz-Technik, der Einspritztechnik, ist die Treibstoffsteuerung mit Hilfe von Piezoaktuatoren ebenfalls bekannt (siehe DE 199 39 478 C1 (Anmelderin: Robert Bosch GmbH; Anmeldetag: 20.08.1999)).
• Verlässt man den Bereich des Automobilbaus, so findet man auch Piezoaktuatoren in anderweitigen Anwendungsgebieten, wie z. B. in der DE 10 2006 023 036 A1 (Anmelder: Paczyniski et. al.; Anmeldetag: 17.05.2006) für die Robotersteuerung, in der DE 37 14 337 C2 (Patentinhaberin: Mannesmann Rexroth GmbH; Anmeldetag: 29.04.1987) als Teil eines Servoventils und in der DE 199 53 244 A1 (Anmelderin: ITT Manufacturing Enterprises Inc.; Anmeldetag: 04.11.1999) als Teil einer Pressensteuerung. In der DE 37 14 337 C2 und in der DE 199 53 244 A1 wird zudem der Vorschlag unterbreitet, die zu kurzen Wegstrecken des Piezoelements durch Parallelschalten oder durch hydraulische Übersetzungen zu verlängern.
• Den Zweck, das Antriebsmoment auf den unterschiedlichen Rädern eines Kraftfahrzeugs beeinflussen zu können, lässt sich mit Vorrichtungen wie z. B. der US 2005 247 511 A1 (Anmelder: Kirkwood; Anmeldetag: 07.05.2004) und z. B. der US 2004 058 774 A1 (Anmelder: Perkins; Anmeldetag: 25.02.2002) erreichen. Die Synchronisierungen und Steuerungen erfolgen dabei häufig durch Steuergeräte und synchronisierte Berechnungsvorgänge in den Steuergeräten.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Getriebe mit zwei Ausgangswellen, wie zum Beispiel Antriebskraftverteilungsvorrichtungen als Gierdämpfungsgetriebe oder Doppelkupplungsgetriebe, ohne Hydraulikpumpen für die Aktuatoren aufzubauen und trotzdem eine möglichst hohe Regelgüte zu erreichen.
• Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen kraftfahrzeugtauglichen Aktuator nach Anspruch 1 gelöst. Die vorteilhafte Verwendung bzw. der vorteilhafte Einsatz eines erfindungsgemäßen Aktuators bei entsprechenden Getrieben lässt sich den Ansprüchen 7, 12 und 13 entnehmen.
• Wie zuvor ausgeführt, ist die Weglängung eines Piezoelements in Abhängigkeit der an ihn angelegten Spannung sehr gering. Das Piezoelement kann durch schichtweisen Aufbau von einzelnen Piezozellen eine größere Weglängung erfahren. Das Piezoelement erzeugt in eine Vorzugsrichtung die größte Längung. Die Weglängungsrichtung des Piezoelements und der normale Kupplungsweg werden erfindungsgemäß übereinander gelegt. Kupplungsweg und Weglängungsrichtung können nach einer Ausgestaltung in die gleiche axiale Richtung verlaufen. Mittels Hydraulik kann aber auch eine Richtungsveränderung der Bewegungsrichtungen des Piezoelements und der Druckplatte zueinander stattfinden. Bei einer solchen Ausrichtung kann durch Einsatz einer im Übrigen abgeschlossenen hydraulischen Übersetzung, die mit einem speziellen hydraulischen Mittel wie einem Hydrauliköl befüllt sein kann, der relativ kurze Weg des Piezoelements in Abhängigkeit der an ihn angelegten Spannung auf den üblichen Kupplungsweg von 2 bis 6 mm, vorzugsweise 4 mm, umgesetzt werden. Der Aktuator hat eine eigene hydraulische Kammer. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann der Aktuator auch mehrere untereinander vollkommen abgeschlossene hydraulische Kammern aufweisen. Die kraftvolle Auslenkung des Piezoelements wird über den abgeschlossenen hydraulischen Übersetzer soweit verstärkt, dass ein Betätigungskolben einen ausreichenden Kupplungsweg zurücklegen kann.
• Der abgeschlossene hydraulische Übersetzer kann als Flächenwandler betrachtet werden. Die Übersetzung erfolgt durch die beiden hydraulischen Flächen. Die Übersetzung kann durch die zueinander parallel wirkenden projizierten Flächen wirken. In einer alternativen Ausgestaltung kann mittels Hydraulik die kraftmäßige Richtungsumlenkung gleichzeitig bewerkstellig werden. Besonders günstig ist es, wenn der Flächenwandler zylinderartig ausgestaltet ist. Der Flächenwandler hat eine erste Fläche, die parallel zum Piezoelement aufgespannt ist, und auf die das Piezoelement einwirken kann. Der Flächenwandler hat eine zweite Hydraulikfläche, die zu einem Druckkolben benachbart ist. Der Druckkolben ist dafür bestimmt, eine Kraft auf eine Kupplung auszuüben. Die Hydraulikfläche, die auf den Druckkolben wirkt, ist kleiner als die Hydraulikfläche, die sich unmittelbar an das Piezoelement anschließt. Das abgeschlossene hydraulische Volumen stellt so ein großes Volumen dar, dass die Übersetzung in Form eines steifen Verbundes ausgeübt werden kann. Die hydraulische Übersetzung mit zwei beweglichen, projizierenden Hydraulikflächen, die unterschiedlich groß sind, wird als einstufige Übersetzung angesehen, sofern eine Wandlung und Wegverstärkung bzw. Wegverlängerung durch eine einzige hydraulische Stufe herbeigeführt wird. Nach einer Ausgestaltung kann die sich bewegende Fläche des Piezoelements parallel zu der Fläche der Kupplung sein.
• Das Piezoelement ist mehrschichtig aufgebaut. Mehrere einzelne Piezozellen können flächig übereinander gelegt werden. Durch das Stapeln der einzelnen Piezozellen kann die Längung vergrößert werden. Die Piezozellen werden flächig übereinander angeordnet. Eine einzelne Piezozelle ist relativ flach. Selbst ein Piezostapel hat eine sehr geringe Bauhöhe.
• Trotz Dichtungen, die parallel zum Kolben oder umlaufend zum Kolben angeordnet werden können, treten bei hydraulischen Systemen grundsätzlich irgendwelche Leckagen auf. Somit ist die Hydraulikflüssigkeit zu ersetzen bzw. die ausgelaufene Menge nachzufüllen. Das gleiche Piezoelement kann dazu verwendet werden, insbesondere über ein zusätzliches Druckgestänge oder einen Druckkolben, die verlorene Hydraulikmenge je nach Bedarf nachzufüllen.
• Der piezohydraulische Aktuator eignet sich bei Gierdämpfungsgetrieben und Doppelkupplungsgetrieben durch seine doppelte Ausführung in ein und dem gleichen Gehäuse. Beide Getriebearten sind derart ausgelegt, dass im normalen Betrieb in dem Maße, in dem ein Kolben auszufahren ist, ein zweiter Kolben genau gegenläufig einzufahren ist. In dem gleichen Maße bedeutet, dass die einzelnen Kolbenwege voneinander durch einen durch die Kupplungen bestimmten Faktor voneinander abweichen können. So ist auch möglich, dass ein Kolben nur die Hälfte des absoluten Weges wie der andere Kolben zurücklegt. Der Aktuator kann hydraulisch Druck sowohl auf den einen als auch auf den anderen Kolben ausüben. Die Kolben arbeiten in einer Ausgestaltung gegensinnig. Die Kolben können in einer Ausgestaltung auch wechselsinnig wirken. Mit einem Piezoelement lassen sich somit mehrere Druckplatten und damit (hydraulische bzw. Kupplungs-) Steuerstellen gleichzeitig steuern. So lässt sich auch die Kraft- bzw. Drucksteuerung so einstellen, dass entweder der eine oder der andere Kolben nur den Druck ausüben kann. Der Druck wird dann wechselweise ausgeübt.
• Der Druck der Kolben bzw. der zurückgelegte Weg der Kolben dient dazu, Kupplungen, wie zum Beispiel Lamellenkupplungen, zu betätigen. Über die Kupplungen werden die Drehmomente in einem Antriebsstrang übertragen. Durch eine entsprechende elektronische Verschaltung des Aktuators oder ersatzweise durch eine Entsperrung bzw. gegenseitige Sperrung der hydraulischen Verschaltung der hydraulischen Übersetzer lässt sich ein äußerst kompakter, mit hoher Reglungsgüte ausgestatteter in Umkehrrichtung wirkender Aktuator für zwei Kupplungsstränge realisieren.
• Kupplungen altern im Laufe ihres Betriebes. Im Laufe des Betriebes nimmt der zurückzulegende Kupplungsweg zu, nicht zuletzt wegen des Abriebs der Kupplungsbeläge. Somit ist eine reine Wegmessung, insbesondere zum Ende der Betriebslaufzeit, bedeutungsloser. Der hydraulische Übersetzer mit den wenigstens zwei zueinander parallel verlaufenden Hydraulikflächen kann gut dazu genutzt werden, insbesondere durch Messung des Drucks im Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser, den durch den Kolben ausgeübten Druck bzw. – umgerechnet auf die aktive Fläche – Kraft zu bestimmen.
• Den meisten Gierdämpfungsgetrieben ist gemein, dass die Drehmomentenverteilung einer eingangswelligen Drehmomentbeaufschlagung in Abhängigkeit eines Lenkeinschlages oder in Abhängigkeit der Fahrzeugstabilität auf zwei Ausgangswellen aufgeteilt wird. Jede Ausgangswelle mündet in wenigstens ein Straßenrad. Somit wird das Drehmoment an dem jeweiligen Straßenrad durch das Gierdämpfungsgetriebe beeinflusst. Das Gierdämpfungsgetriebe soll bei normalem Betrieb in der Regel ein größeres Drehmoment auf das Rad mit dem längeren Radienweg geben. Das Gierdämpfungsgetriebe setzt sich aus zahlreichen Komponenten zusammen. Eine der Komponenten ist ein Getriebe, das als Differenzialgetriebe arbeitet. In manchen Gierdämpfungsgetrieben wird tatsächlich ein Differenzialgetriebe zur Drehmomentenaufteilung eingesetzt. Der Piezoaktuator beeinflusst die Drehmomenten-Übertragung an wenigstens einer der beiden Ausgangswellen. Der Piezoaktuator kann hierzu auf Kupplungen einwirken.
• Eine solche Kupplung kann eine Lamellenkupplung sein, die wenigstens zwei Kupplungsscheiben umfasst. Das Übertragungssystem umfasst die Lamellenkupplung.
• Das Übertragungssystem kann auch ein Planetengetriebe umfassen. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn der Kraftfluss von einem außen liegenden Umlaufzahnrad auf innenliegende Planetenräder durchgeführt wird. In dem Fall ist keine unnötige Umlenkung der Kraftflüsse vorzusehen. Nach einer weiteren Gestaltung kann natürlich auch das innenliegende Sonnenrad von den außenliegenden Planetenrädern so umrundet werden, dass eine Kraftflussrichtung von innen nach außen erfolgt.
• Nach einer Ausgestaltung kann die mechanisch-hydraulische Vorrichtung zur Drehmomentenverteilung so gestaltet sein, dass das Drehmoment an dem einen Rad in gleichem Maße zunimmt wie das Drehmoment an dem anderen Rad zu verringern ist, wobei wie oben ausgeführt, auch zwei unterschiedliche Faktoren das Maß umsetzen. Die Betätigung kann also auch wechselweise sein.
• Der Piezoaktuator benötigt eine relativ hohe Spannung. Das Bordnetz des Kraftfahrzeuges stellt die Spannung in der Regel nicht zur Verfügung. Im Übrigen wird eine hohe Gleichspannung als gefährdend angesehen. Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, einen elektronischen Spannungstransformator vorzusehen. Als Spannungstransformator kann ein Hochsetzsteller unmittelbar vor dem Piezoaktuator angeordnet werden. Der Piezoaktuator kann zusammen mit dem aus elektronischen Bauteilen aufgebauten, insbesondere spulenfreien Spannungstransformator als ein abgeschlossenes Bauteil realisiert werden. Die elektrische Berührgefährdung eines Kraftfahrzeugfahrers oder Kraftfahrzeugmechanikers bei der Reparatur ist ausgeschlossen.
• Doppelkupplungsgetriebe greifen funktionell ebenfalls auf zwei unterschiedliche Kupplungsstränge zurück, von denen der eine Kupplungsstrang in dem Maße öffnen soll wie der zweite Kupplungsstrang mit der angeschlossenen Getriebewelle das Drehmoment übertragen soll. Auch Doppelkupplungsgetriebe können vorteilhaft durch den erfindungsgemäßen Aktuator angesteuert und betrieben werden.
• Durch eine stufenlose Einstellung der Ansteuerungsspannung kann der erfindungsgemäße Aktuator eine stufenlose Regelung der Kupplungen durchführen. Die Kupplungen sind beliebig innerhalb kürzester Zeit zu öffnen und zu schließen. Es müssen keine unnötigen Volumina einer Hydraulikflüssigkeit im Kraftfahrzeug umgepumpt werden.
• Die vorliegende Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, wobei
• 1 in prinzipieller Darstellung ein Gierdämpfungsgetriebe zeigt,
• 2 einen Ansatz zeigt, wie bisherige Systeme günstig mit Hydraulikzylindern ausgestattet werden können,
• 3 einen ersten Teil einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
• 4 eine erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt,
• 5 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt,
• 6 eine Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt und
• 7 eine Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
• Ähnliche Gegenstände sind mit den gleichen Bezugszeichen zur Vereinfachung des Verständnisses bezeichnet worden, obwohl zwischen den einzelnen Ausführungsformen geringfügige Abweichungen augenscheinlich sind.
• 1 zeigt eine Drehmomentenübertragungseinrichtung 100. Die Drehmomentenübertragungseinrichtung 100 kann als Gierdämpfungsgetriebe an wenigstens einer Achse eines Kraftfahrzeuges verwendet werden. Die Drehmomentenübertragungseinrichtung 100 ist schematisch dargestellt. Von einer Eingangswelle 106 wird das Drehmoment auf zwei Halbwellen, die als erste Ausgangswelle 108 und als zweite Ausgangswelle 110 arbeiten, übertragen. Die Ausgangswellen 108, 110 können teilweise, also abschnittsweise, ineinander eingreifende, parallel verlaufende Wellen sein. Die Eingangswelle 106 mündet in ein Eingangswellenkegelrad 118. Das Eingangswellenkegelrad 118 treibt ein Eingangsabtriebsrad 120 an. Das Eingangsabtriebsrad 120 umschließt ein Differenzialgetriebe 104. Das Differenzialgetriebe 104 ist seitlings durch ein erstes Lager 122 und ein zweites Lager 124 gestützt. Die Lager 122 und 124 tragen die beiden Halbwellen, die die Ausgangswellen 108, 110 darstellen. Die Ausgangswellen 108, 110 münden in einen ersten scheibenartigen Flansch 128 und einen zweiten scheibenartigen Flansch 130, auf den die Straßenräder aufschraubbar sind. Das Eingangsabtriebsrad 120 leitet die Drehbewegung auf ein Übersetzungsgetriebe 102 weiter. Das Übersetzungsgetriebe 102 übersetzt in das Schnelle. Die langsamere Umdrehung der Eingangswelle 106 wird über eine Zahnradübersetzung des Übersetzungsgetriebes 102 beschleunigt. Kraftflussmäßig hinter dem Übersetzungsgetriebe 102 folgt eine zwei Kupplungen 112, 114 umfassende Kupplungseinrichtung, die an einem dritten Lager 126 gelagert ist. Die Kupplungen 112, 114 sind je nach Drehmomentenunterteilung unterschiedlich weit zu schließen. Hierzu dient der erfindungsgemäße Aktuator 1, der zum Beispiel in Teilen in 3 dargestellt ist. Die Kupplungen 112, 114 in dem Getriebe nach 1 sind durch ein Steuergerät aktiv zu beeinflussen.
• Eine Art der Beeinflussung der Kupplungen 112, 114 ist in 2 dargestellt. Die Ausführungsform nach 2 greift auf einen klassischen hydraulischen Schieberkasten zurück, der eine Hydraulikschaltung 132 darstellt. Die Hydraulikschaltung 132 wird über eine Pumpe 136, die über einen Motor 134 angetrieben wird, versorgt. Ein Filter 138 kann zum Beispiel Abrieb im Hydrauliköl, das zum Beispiel ein Motoröl sein kann, zurückhalten. Durch die Hydraulikschaltung 132 werden die Hydraulikströme aufgeteilt, so dass Hydraulikmittel 41 sowohl auf eine erste Druckplatte 35 als auch auf eine zweite Druckplatte 37 zur Ausübung eines Drucks auf eine Kupplung 112 bzw. 114 gelangt. Die Druckplatten 35, 37 drücken die Kupplungen 112, 114 gegen Anpressfedern 142. Als typische Kupplungen 112, 114 können Lamellenkupplungen mit Lamellen 140 verwendet werden. Durch die Hydraulikschaltung 132 wird bestimmt, auf welche Druckplatte welcher Druck ausgeübt werden soll. Somit gibt es zwei Hydraulikkolben 31, 33. Die Hydraulikkolben 31, 33 sind in Hydraulikzylinderlagern 43 gelagert. Die Pumpe 136 muss eine solche ausreichende Hydraulikmenge fördern können, dass innerhalb kürzester Zeit – bei Kupplungen sind Schaltzeiten von weniger als 150 ms gefordert – die jeweilige Kupplung 112, 114 vollständig auf- und zumachen kann.
• Ein Teil einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aktuators 1 kann in 3 in schematischer Darstellung betrachtet werden. Das Piezoelement 3 setzt sich aus mehreren Piezozellen 5 zusammen. Tatsächlich können mehrere hundert Piezozellen zu einem Piezostapel zusammengefasst werden. Aus fertigungstechnischen Gründen werden auf Wunsch von Fertigungsfachleuten Piezozellen 5 in geringer zweistelliger Zahl nebeneinander in Verbund gebracht. Durch elektrische Spannung erfährt das Piezoelement 3 eine Längung in Längungsrichtung 9. Die Längungsrichtung 9 erzeugt einen Druck auf eine erste, durch eine Platte verdeckte Hydraulikfläche 19, die einen ersten Durchmesser 23 hat. Der zylinderartige Flächenwandler 17, wobei durch die Punkte angedeutet nur die beiden Enden dargestellt sind, mit den beiden Hydraulikflächen 19, 21 ist mit einem Hydraulikmittel 41 befüllt. Der zylinderartige Flächenwandler 17 stellt einen abgeschlossenen, mit Hydraulikmittel 41 befüllten Raum dar. Der hydraulische Übersetzer 15 arbeitet mit zwei unterschiedlichen Durchmessern 23, 25. Der zweite Durchmesser 25 ist kleiner als der erste Durchmesser 23. Zur Längsausrichtung ist vor der ersten Druckplatte 35 ein Hydraulikzylinderlager 43 vorgesehen, so dass die erste Druckplatte 35 nur einen Freiheitsgrad in eine Richtung hat. In der dargestellten Ausgestaltung fällt die Bewegungsrichtung mit der Längungsrichtung 9 zusammen. Durch die Bewegung der Druckplatte 35 in Längungsrichtung 9 wird der notwendige Kupplungsweg 13 zurückgelegt. Alternativ lässt sich natürlich gleichzeitig auch eine Richtungsveränderung zwischen der Längungsrichtung 9 und dem Kupplungsweg 13 durch eine hydraulische Umlenkung realisieren. Die Lamellen 140 können so abgestützt gegen das Lager der Anpressfeder 142 näher zusammengebracht werden. Der elektrohydraulische Aktuator kann aufgrund der wenigen Bauteile sehr kompakt ausgeführt werden. Der als Druckkolben 29 gestaltet Hydraulikkolben 31 schafft bei sehr kurzer bauraummäßiger Längserstreckung einen reaktionsfreudigen, den notwendigen Kupplungsweg während der gesamten Betriebslaufzeit garantierenden Aktuator, der wenige sich bewegende Bauteile aufweist.
• 4 zeigt einen besonders geeigneten Aktuator 1', der über eine elektronische Ansteuereinrichtung 116 betätigt werden kann. Ein Gleichspannungshochspannungsgenerator 148 kann mehrfach ausgeführt sowohl in der Ansteuereinrichtung 116 platziert werden, als auch unmittelbar vor dem Piezoelement 3 (nicht dargestellt). Der Aktuator 1' setzt sich aus zwei Hydraulikkolben 31, 33 zusammen, die zueinander aufgrund der elektronischen Ansteuerung der Ansteuereinrichtung 116 in Wechselwirkung stehen können. Zwischen der Ansteuereinrichtung 116 und den Piezoelementen 3 sind elektrische Kabel 150 vorgesehen. Die Ansteuereinrichtung 116 steuert die Piezoelemente 3 aufgrund von Informationen, die aus Steueranweisungen 146 von weiteren Steuergeräten stammen können oder auch auf Sensordaten 144 basieren. Solche Sensordaten sind Druck-, Geschwindigkeits- oder Temperatursensoren. Weitere Sensoren können Neigungswinkelsensoren sein. Jedes Piezoelement 3 des Aktuators 1' kann aufgrund der über das Kabel 150 aufgelegten elektrischen Spannung eine summierte Längungsrichtung 9 der einzelnen Piezozellen 5 erfahren. Jede Piezozelle 5 führt für sich eine Längung 7 aus, die sich zu der Gesamtlängungsrichtung addiert. Die Längung 7 der Piezoelemente 3 wirkt sich über die Hydraulikkolben 31, 33 auf die Druckplatten 35, 37 aus. Dabei sind die Hydraulikkolben 31, 33 wie gestufte Übersetzer 27 aufgebaut. Die Bewegung der Druckplatten 35, 37 dient zur Ein- und Auskupplung der Kupplung 112, 114. Aufgrund der Lager 43 erfährt der jeweilige Hydraulikkolben 31, 33 nur eine Bewegung in axiale Richtung 11. Die axiale Richtung 11 wirkt der Federrichtung der Rückstellfeder 142 entgegen. Wie zuvor dargestellt sind beispielhaft Lamellenkupplungen 140 gewählt worden.
• Der in 5 dargestellte Aktuator 1'' setzt sich ebenfalls aus zwei Hydraulikkolben 31, 33 zusammen, wobei die gleiche eingangsseitige Druckplatte zwischen Piezoelement 3 und Hydraulikmittel 41 für beide Druckplatten 35, 37 vorgesehen ist. Mittels Hydraulikschaltung 132, die durch ein Steuergerät 116 über elektrische Kabel 150 ansteuerbar ist, wird der Druck des Piezoelements 3, das sich aus zahlreichen Piezozellen 5 zusammensetzt, auf die erste Druckplatte 35 der ersten Kupplung 112 und die zweite Druckplatte 37 der zweiten Kupplung 114 aufgeteilt. Jede Druckplatte 35, 37 ist in einem Lager 43 geführt. Die Steuereinheit 116 sammelt ihre Informationen aus anderen Steuergeräten über Steuerdaten und Steueranweisungen 146 bzw. über Sensordaten 144. Die Hydraulikschaltung 132 kann mit unterschiedlichen Ventilen aufgebaut sein. Somit lässt sich auch eine hydraulische Vorrangschaltung oder gegengekoppelte Sperrschaltung realisieren. Die Flüssigkeiten in den Verrohrungen ist ein Hydraulikmittel 41. Die Wegverlängerung zur Erzeugung des notwendigen Kupplungswegs erfolgt über das Verhältnis von wenigstens zwei Hydraulikflächen 19 und 21 pro Betätigungsrichtung.
• In 6 ist ein Aktuator 1''' dargestellt, der die Längung in Längsrichtung 9 des Piezoelements 3 nicht nur zur Druckausübung auf die Lamellen 140 der Kupplung 112 entgegen der Feder 142 verwendet, sondern auch, zum Beispiel über ein Druckgestänge 45, die über Leckage verlorene Hydraulikflüssigkeit des Hydraulikmittels 140 pumpenderweise über zwei Rückschlagsventile 39 nachfüllt. Die einzelnen Piezozellen 5 des Piezoelements 3 üben sowohl einen Druck auf den Druckkolben 29 als auch einen Druck auf das als Druckübertrager funktionierende Druckgestänge 45 aus. Der Druck des Druckgestänges dient zur Förderung des Hydraulikmittels 41 gegen die beiden Rückschlagsventile. Zwischen dem Druckkolben 29 und der Druckplatte 35 bildet sich der einstufig über eine Stufe 27 realisierte erste Hydraulikkolben 31 aus.
• Die Leckage des Hydraulikmittels 41, das zwischen der ersten Druckplatte 35 und dem Druckkolben 29 in einem abgeschlossenen Raum eingespannt ist, kann, wie in 7 dargestellt, durch die Förderung der Pumpe 136, die durch einen Motor 134 angetrieben ist, auf alternative Weise nachgefüllt werden. Die Druckplatte 35 und der Druckkolben 29 werden in idealer Weise mit Dichtungen zur Reduzierung der Leckage versehen. Die Kupplung 112 wird über die Druckplatte 35 geöffnet und geschlossen. Auch hier setzt sich das Piezoelement 3 aus zahlreichen Piezozellen 5 zusammen. Kupplungsweg 13, Freiheitsgrad, der in dem Lager 43 gelagerten Druckplatte 35, und Hauptbewegungsrichtung der Piezozelle 5 sind gleichgerichtet. Sie können aber natürlich auch in ihrer Orientierungsrichtung umgelenkt werden.
• Die Übersetzung, die durch einen zylinderartigen Flächenwandler hydraulisch erfolgt, kann ein Übersetzungsverhältnis von 1:10 aufweisen. Bei einem solchen Übersetzungsverhältnis ist aufgrund der zylindrischen Flächen auf beiden Seiten der hydraulischen Kammer ein flächenmäßiges Verhältnis von ca. 3,14:1 auszuwählen.
• Trotz der Verringerung der zu benötigenden Hydraulikflüssigkeit des Hydraulikmittels 41 wird offenbar, dass mit den Piezoelementen 3 aufgebaute Aktuatoren 1, 1', 1'', 1''', 1'''' nicht mehr darauf angewiesen sind, erhebliche Hydraulikmengen umzuwälzen. Die Pumpe wird entlastet. Idealerweise wird gar keine Pumpe für die piezohydraulischen Aktuatoren benötigt. Selbst die Leckage lässt sich hydraulisch über die Piezoelemente ausgleichen. Die Getriebe, wie zum Beispiel Gierdämpfungsgetriebe oder Doppelkupplungsgetriebe, zeigen eine viel höhere Ansprechgeschwindigkeit als bekannte, einleitend vorgestellte Getrieberealisierungen.
• Obwohl nur vier Ausführungsbeispiele offenbart worden sind, ist es für jeden Fachmann verständlich, dass diese Ausführungsbeispiele in prinzipieller Darstellung den Erfindungsgedanken offenbaren, von dem auch dann nicht abgewichen wird, wenn mehr oder weniger Piezoelemente in einem Aktuator verbaut werden. Nach einem interessanten Aspekt wird die Längung ohne jegliche translatorische Umsetzung in gleiche Richtung verstärkt. Nach einem alternativen Aspekt wird die Längung durch die Hydraulik neben der Verstärkung gleichzeitig in der absoluten Richtung umorientiert. Nach einem weiteren Aspekt wird mit hydraulisch abgeschlossenen Systemen gearbeitet. Anstelle von Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Treibstoffe, können besonders geeignete Hydrauliköle verwendet werden. Nach einem weiteren Aspekt lassen sich mehrere Kupplungen stufenlos beliebig zueinander einstellen.
• Bezugszeichenliste

1, 1', 1'', 1''', 1''''

Aktuator, insbesondere als Piezoaktuator

3

Piezoelement

5

Piezozelle

7

Längung

9

Längungsrichtung

11

Axiale Richtung

13

Kupplungsweg

15

Hydraulische Übersetzung

17

Zylinderartiger Flächenwandler

19

Erste Hydraulikfläche, insbesondere größere Hydraulikfläche

21

Zweite Hydraulikfläche, insbesondere kleinere Hydraulikfläche

23

Erster Durchmesser, insbesondere kleinerer Durchmesser

25

Zweiter Durchmesser, insbesondere größerer Durchmesser

27

Stufe der Übersetzung

29

Druckkolben, insbesondere erster Druckkolben

31

Erster Hydraulikkolben

33

Zweiter Hydraulikkolben

35

Erste Druckplatte

37

Zweite Druckplatte

39

Rückschlagsventil

41

Hydraulikmittel, insbesondere Hydrauliköl

43

Hydraulikzylinderlager

45

Druckübertrager, wie zum Beispiel Druckgestänge

100

Drehmomentenübertragungseinrichtung

102

Übersetzungsgetriebe

104

Differenzialgetriebe

106

Eingangswelle

108

Erste Ausgangswelle

110

Zweite Ausgangswelle

112

Erste Kupplung

114

Zweite Kupplung

116

Ansteuereinrichtung, insbesondere elektronische Steuereinheit

118

Eingangswellenstirnrad

120

Eingangsabtriebsrad

122

Erstes Lager

124

Zweites Lager

126

Drittes Lager

128

Erster Flansch

130

Zweiter Flansch

132

Hydraulikschaltung

134

Motor

136

Pumpe

138

Filter

140

Lamellen

142

Anpressfeder

144

Sensordaten

146

Steueranweisungen

148

Gleichspannungshochspannungsgenerator

150

Ansteuerkabel

Claims (13)

1. Kraftfahrzeugtauglicher Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1''''), der mit einem Piezoelement (3) ausgestattet ist, das als Piezospannungs-Wegumsetzer zu nutzen ist, wobei der Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') einen Flächenwandler (17) mit einer unmittelbaren hydraulischen Übersetzung (15) zur Aufnahme der spannungsabhängigen Weglängung (7) des Piezoelements (3) hat, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstärkung der Weglängung (7) durch den Flächenwandler (17) auf einen üblichen Kupplungsweg (13) durchführbar ist, wobei in dem Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') auf Kolben (31, 33) hydraulischer Druck ausübbar ist, mit denen gleichzeitig zwei Kupplungen (112, 114) in einem Fahrzeug steuerbar sind.
2. Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Übersetzung (15) in dem Flächenwandler (17) durchführbar ist, der ein hydraulisch abgeschlossener, insbesondere zylinderartiger Flächenwandler (17) ist, wobei durch die Übersetzung (15) einer größeren, insbesondere zum Piezoelement (3) benachbarten, Hydraulikfläche (19) auf eine kleinere, insbesondere zu einem Druckkolben (29) benachbarten, Hydraulikfläche (21) erfolgt, wobei vorzugsweise das Piezoelement (3) unmittelbar Druck, insbesondere in Form eines steifen Verbundes, auf die Hydraulikfläche (19, 21) ausüben kann, und die hydraulische Übersetzung (15) eine einstufige Übersetzung (27) ist.
3. Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (3) ein Mehrschichtelement ist, das sich aus einzelnen Piezozellen (5) in flächiger, insbesondere in Längungsrichtung (9) gestapelt flächiger Anordnung zusammensetzt, das über ein Rückschlagsventil (39), insbesondere gleichzeitig zum Druckaufbau des Aktuators (1'''), Leckagen eines Hydraulikmittels (41), vorzugsweise eines Hydrauliköls, im hydraulischen Übersetzer (15) nachfüllbar ersetzen kann.
4. Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf die zueinander gegenläufigen Kolben (31, 33) so ausgeübt werden kann, dass in dem Maße wie ein erster Druck auf den ersten Kolben (31) aufgebaut wird, ein Druck auf den zweiten Kolben (33) abgebaut wird.
5. Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Übersetzung (15) die spannungsabhängige Weglängung (7) des Piezoelements (3) in axialer Richtung (11) der Längung (7) des Piezoelements (5) verstärkt, wobei insbesondere die Kupplungen (112, 114), die nach einem Lamellentyp (140) arbeiten, zur einstellbaren Drehmomentenübertragung in einem Antriebsstrang (100) dienen.
6. Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des hydraulischen Drucks im hydraulischen Übersetzer (15), vorzugsweise durch Messung des Drucks im Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser (23) von zwei Durchmessern (23, 25), der Druck am Kolben (31, 33) bestimmt wird.
7. Mechanisch-hydraulische Vorrichtung (100) eines Kraftfahrzeugabtriebstrangs, die die Drehmomentenverteilung eines Drehmoments wenigstens einer Eingangswelle (106) auf wenigstens zwei Ausgangswellen (108, 110), die in Straßenrädern münden, in Abhängigkeit eines Lenkeinschlags mittels eines Übertragungssystems (112, 114, 102, 104) so beeinflussen kann, dass die Ausgangswelle (108 bzw. 110) des den längeren Radienweg zurücklegenden Straßenrades mit einem anderen, insbesondere größeren, Drehmoment versehen wird als die Ausgangswelle (110 bzw. 108) des den kürzeren Radienweg zurücklegenden Straßenrades, insbesondere mit einem vergleichsweise hierzu geringeren Drehmoment, wobei die Vorrichtung (100) ein als Differenzialgetriebe (104) arbeitendes Getriebe (102) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussung des Übertragungssystems (112, 114, 102, 104) einer ausgangswellennahen Drehmomentenübertragung durch einen Piezoaktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 durchführbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungssystem eine Lamellenkupplung (112, 114) mit wenigstens zwei Kupplungsscheiben (140) umfasst.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungssystem (112, 114, 102, 104) ein Planetengetriebe mit einer Kraftflussrichtung von dem außenliegenden Umlaufzahnrad, wie einem Sonnenrad, auf innenliegende Planetenräder umfasst.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment, das aus der Vorrichtung (100) an das Straßenrad eines längeren Radienwegs abzugeben ist, in gleichem Maße zunimmt wie das Drehmoment, das aus der Vorrichtung an das Straßenrad des kürzeren Radienwegs abzugeben ist, abnimmt.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoaktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') ein piezohydraulischer Aktuator ist, der seine Auslösung zur Beeinflussung durch einen elektrischen Impuls (150), insbesondere eine elektrische Spannung, auf das Piezoelement (3) erfährt, während eine Hubwegstrecke (7) des Piezoaktuators (1, 1', 1'', 1''', 1'''') durch einen hydraulischen Druck-Weg-Umsetzer (15) verstärkt wird, wobei die Spannung aus einem elektronischen Spannungstransformator (148) in Form von Hochvoltgleichspannung bezogen wird.
12. Mechanisch-hydraulische Vorrichtung eines Kraftfahrzeugabtriebstrangs (100), die die Drehmomentenverteilung eines Drehmoments wenigstens einer Eingangswelle (106) auf wenigstens zwei Ausgangswellen (108, 110), die wechselweise über ein Zahnradgetriebe (102), das eine Drehzahlübersetzung vornimmt, und mittels jeweils einer der jeweiligen Ausgangswellen (108, 110) zugeordneten Kupplung (112, 114) auf die Eingangswelle (106) durchschaltbar sind, vornimmt, mit einem Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1''''), dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') ein piezohydraulischer Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') mit mehreren Piezoelementen (3) ist, der nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgestaltet ist, bei dem wenigstens eine der Druckplatten (35, 37) bewegt wird.
13. Mechanisch-hydraulische Vorrichtung (100) eines Kraftfahrzeugabtriebstrangs, die die Drehmomentenverteilung eines Drehmoments wenigstens einer Eingangswelle (106) auf wenigstens zwei Ausgangswellen (108, 110), die wechselweise über ein Zahnradgetriebe (102), das eine Drehzahlübersetzung vornimmt, und mittels jeweils einer der jeweiligen Ausgangswellen (108, 110) zugeordneten Kupplung (112, 114) auf die Eingangswelle (106) durchschaltbar sind, vornimmt, mit einem Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1''''), dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') ein piezohydraulischer Aktuator (1, 1', 1'', 1''', 1'''') mit mehreren Piezoelementen (5) ist, der nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgestaltet ist, bei dem eine Druckplatte (35) in dem Maße in eine Öffnungsstellung fährt, wie eine zweite Druckplatte (37) in eine Schließstellung fährt.

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