DE102019122833A1 - Axial force actuator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Axialkraftaktor (1), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:- ein Antriebsrad (2);- ein erstes Abtriebsrad (3);- ein zweites Abtriebsrad (8), wobei das erste Übersetzungsverhältnis und das zweite Übersetzungsverhältnis voneinander verschieden sind;- eine erste Rampe (4), welche mit dem ersten Abtriebsrad (3) verbunden ist;- eine zweite Rampe (9), welche mit dem zweiten Abtriebsrad (8) verbunden ist; und- einen Kolben (5), wobei der Kolben (5) eine mit der ersten Rampe (4) korrespondierende erste Gegenflanke (7) aufweist, wobei dem Kolben (5) infolge eines relativen Verdrehens der ersten Rampe (4) zu der ersten Gegenflanke (7) eine axiale Bewegung aufgezwungen ist, wobei der Kolben (5) eine mit der zweiten Rampe (9) korrespondierende zweite Gegenflanke (10) aufweist, wobei die zweite Gegenflanke (10) zu der ersten Gegenflanke (7) fixiert ist, wobei dem Kolben (5) infolge eines relativen Verdrehens der zweiten Rampe (9) zu der zweiten Gegenflanke (10) eine axiale Bewegung aufgezwungen ist. Der Axialkraftaktor (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der beiden Abtriebsräder (3,8) und die dazugehörige Rampe (4,9) zweiteilig ausgeführt sind.Mit dem hier vorgeschlagenen Axialkraftaktor ist, beispielsweise ersetzend für einen hydraulischen Zentralausrücker auf konventionellem Bauraum, ein elektrischer Antrieb mit geringem maximalem Drehmoment zum Erzeugen einer hohen Axialkraft einsetzbar.The invention relates to an axial force actuator (1) having at least the following components: - a drive wheel (2); - a first output wheel (3); - a second output wheel (8), the first transmission ratio and the second transmission ratio being different from one another; - a first ramp (4) which is connected to the first driven gear (3); - a second ramp (9) which is connected to the second driven gear (8); and - a piston (5), the piston (5) having a first counter-flank (7) corresponding to the first ramp (4), the piston (5) being rotated relative to the first counter-flank as a result of a relative rotation of the first ramp (4) (7) an axial movement is imposed, the piston (5) having a second mating flank (10) corresponding to the second ramp (9), the second mating flank (10) being fixed to the first mating flank (7), the Piston (5) is forced to move axially as a result of a relative rotation of the second ramp (9) to the second counter flank (10). The axial force actuator (1) is primarily characterized in that at least one of the two output gears (3, 8) and the associated ramp (4, 9) are made in two parts Installation space, an electric drive with a low maximum torque can be used to generate a high axial force.

Description

Die Erfindung betrifft einen Axialkraftaktor, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

• - ein Antriebsrad;
• - ein erstes Abtriebsrad;
• - ein zweites Abtriebsrad, wobei das erste Übersetzungsverhältnis und das zweite Übersetzungsverhältnis voneinander verschieden sind;
• - eine erste Rampe, welche mit dem ersten Abtriebsrad verbunden ist;
• - eine zweite Rampe, welche mit dem zweiten Abtriebsrad verbunden ist; und
• - einen Kolben, wobei der Kolben eine mit der ersten Rampe korrespondierende erste Gegenflanke aufweist, wobei dem Kolben infolge eines relativen Verdrehens der ersten Rampe zu der ersten Gegenflanke eine axiale Bewegung aufgezwungen ist, wobei der Kolben eine mit der zweiten Rampe korrespondierende zweite Gegenflanke aufweist, wobei die zweite Gegenflanke zu der ersten Gegenflanke fixiert ist, wobei dem Kolben infolge eines relativen Verdrehens der zweiten Rampe zu der zweiten Gegenflanke eine axiale Bewegung aufgezwungen ist. Der Axialkraftaktor ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der beiden Abtriebsräder und die dazugehörige Rampe zweiteilig ausgeführt sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Reibkupplung mit einem solchen Axialkraftaktor mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, einen Antriebsstrang mit einer solchen Reibkupplung, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.

The invention relates to an axial force actuator having at least the following components:

• - a drive wheel;
• - a first output gear;
• a second driven gear, the first gear ratio and the second gear ratio being different from one another;
• - A first ramp which is connected to the first driven gear;
• - A second ramp which is connected to the second driven gear; and
• a piston, the piston having a first counter-flank corresponding to the first ramp, the piston being forced to move axially as a result of a relative rotation of the first ramp to the first counter-flank, the piston having a second counter-flank corresponding to the second ramp, wherein the second mating flank is fixed to the first mating flank, the piston being forced to move axially as a result of a relative rotation of the second ramp to the second mating flank. The axial force actuator is primarily characterized in that at least one of the two output gears and the associated ramp are designed in two parts. The invention further relates to a friction clutch with such an axial force actuator with an axis of rotation for a drive train, a drive train with such a friction clutch, and a motor vehicle with such a drive train.

In vielen Anwendungsfällen ist eine hohe Axialkraft gefordert, welche jedoch auf einem geringem Bauraum erzeugt werden soll. Für eine solche Anwendung eignet sich besonders eine hydraulische beziehungsweise hydrostatische Betätigungseinheit, weil lediglich ein Nehmerzylinder und eine Zuleitung am Ort der benötigten Kraftaufbringung unterzubringen ist. Voraussetzung ist dafür aber eine Druckquelle beziehungsweise Volumenquelle für eine hydraulische Flüssigkeit. In Anwendungen, in welchen eine solche Quelle nicht vorhanden ist, beziehungsweise eingespart werden soll, sind zunehmend elektromotorische Lösungen gefordert. Rotatorische Elektromotoren mit einer Rotorwelle weisen jedoch meist bezogen auf den zur Verfügung stehenden Bauraum eine zu geringe Leistung auf und/oder einen zu hohen Energiebedarf, sodass von der Rotorwelle einzig ein zu geringes maximales Drehmoment bereitstellbar ist. Dafür wird ein Übersetzungsgetriebe notwendig, welches jedoch oftmals mit der Anforderung an den Platzbedarf kollidiert.In many applications, a high axial force is required, which, however, should be generated in a small installation space. A hydraulic or hydrostatic actuation unit is particularly suitable for such an application, because only a slave cylinder and a supply line need to be accommodated at the location where the force is required. A prerequisite for this, however, is a pressure source or a volume source for a hydraulic fluid. In applications in which such a source is not available or should be saved, electromotive solutions are increasingly required. However, rotary electric motors with a rotor shaft usually have too little power and / or too high an energy requirement in relation to the available installation space, so that only too little maximum torque can be provided by the rotor shaft. This requires a transmission gear, which, however, often collides with the space requirement.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.Proceeding from this, the present invention is based on the object of at least partially overcoming the disadvantages known from the prior art. The features according to the invention emerge from the independent claims, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims. The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, in which case the explanations from the following description and features from the figures, which include additional embodiments of the invention, can also be used.

Die Erfindung betrifft einen Axialkraftaktor, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

• - ein Antriebsrad;
• - ein erstes Abtriebsrad, welches von dem Antriebsrad mit einem ersten Übersetzungsverhältnis antreibbar ist;
• - ein zweites Abtriebsrad, welches von dem Antriebsrad mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis antreibbar ist, wobei das erste Übersetzungsverhältnis und das zweite Übersetzungsverhältnis voneinander verschieden sind;
• - eine erste Rampe, welche mit dem ersten Abtriebsrad dauerhaft drehmomentübertragend verbunden ist;
• - eine zweite Rampe, welche mit dem zweiten Abtriebsrad dauerhaft drehmomentübertragend verbunden ist; und
• - einen Kolben mit einer Kolbenachse,

wobei der Kolben eine mit der ersten Rampe korrespondierende erste Gegenflanke aufweist, wobei dem Kolben infolge eines relativen Verdrehens der ersten Rampe zu der ersten Gegenflanke eine axiale Bewegung aufgezwungen ist,
wobei der Kolben eine mit der zweiten Rampe korrespondierende zweite Gegenflanke aufweist, wobei die zweite Gegenflanke zu der ersten Gegenflanke fixiert ist, wobei dem Kolben infolge eines relativen Verdrehens der zweiten Rampe zu der zweiten Gegenflanke eine axiale Bewegung aufgezwungen ist.The invention relates to an axial force actuator having at least the following components:

• - a drive wheel;
• - A first output gear which can be driven by the drive gear with a first transmission ratio;
• a second driven gear which can be driven by the drive gear with a second gear ratio, the first gear ratio and the second gear ratio being different from one another;
• - A first ramp which is permanently connected to the first output gear in a torque-transmitting manner;
• - A second ramp which is permanently connected to the second output gear in a torque-transmitting manner; and
• - a piston with a piston axis,

wherein the piston has a first counter-flank corresponding to the first ramp, the piston being forced to move axially as a result of a relative rotation of the first ramp to the first counter-flank,
the piston having a second mating flank corresponding to the second ramp, the second mating flank being fixed to the first mating flank, the piston being forced to move axially as a result of a relative rotation of the second ramp to the second mating flank.

Der Axialkraftaktor ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der beiden Abtriebsräder und die dazugehörige Rampe zweiteilig ausgeführt sind.The axial force actuator is primarily characterized in that at least one of the two output gears and the associated ramp are designed in two parts.

Es wird im Folgenden auf die genannte Kolbenachse (bei der Reibkupplung auf die Rotationsachse) Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.In the following, reference will be made to the piston axis mentioned (in the case of the friction clutch, to the axis of rotation) if the axial direction, radial direction or the direction of rotation and corresponding terms are used without explicitly otherwise indicated. Ordinals used in the preceding and following description Unless explicitly stated otherwise, they only serve to clearly distinguish between them and do not reflect any order or ranking of the components identified. An ordinal number greater than one does not necessarily mean that another such component must be present.

Das Antriebsrad ist beispielsweise mit einer elektrischen Maschine verbunden und beispielsweise als Zahnrad ausgeführt. Das erste Abtriebsrad und das zweite Abtriebsrad sind mit dem Antriebsrad in drehmomentübertragender Verbindung, wobei hier bevorzugt eine Drehmomentübersetzung, also eine Vergrößerung des Drehmoments und Verringerung der Drehzahl, stattfindet. Die beiden Abtriebsräder weisen zueinander unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse auf, sodass sich die jeweils übertragene Drehzahl der beiden Abtriebsräder voneinander unterscheiden. Das Antriebsrad wird mittels einer ein Drehmoment abgebenden Antriebseinheit, beispielsweise eines Elektromotors oder einer hydraulischen Turbine, angetrieben, wobei bevorzugt eine lange und relativ dünne Welle zwischen der Antriebseinheit und dem Antriebsrad gebildet ist, von welcher nicht mehr als etwa der Bauraum einer hydraulischen Zuleitung eingenommen ist, welche bei einem hydrostatischen Kupplungsaktor benötigt wird. Bevorzugt ist die Antriebseinheit für die Abgabe einer hohen Drehzahl und eines geringen Drehmoments eingerichtet, sodass diese einen geringen Bauraum benötigt.The drive wheel is connected, for example, to an electrical machine and designed, for example, as a gearwheel. The first driven gear and the second driven gear are in a torque-transmitting connection with the drive gear, with a torque transmission, that is to say an increase in the torque and a reduction in the speed, preferably taking place here. The two output gears have different gear ratios to one another, so that the respective transmitted speed of the two output gears differ from one another. The drive wheel is driven by a torque-emitting drive unit, for example an electric motor or a hydraulic turbine, with a long and relatively thin shaft preferably being formed between the drive unit and the drive wheel, which takes up no more than about the space of a hydraulic supply line which is required for a hydrostatic clutch actuator. The drive unit is preferably set up to deliver a high speed and a low torque, so that it requires little installation space.

Das Drehmoment des Antriebsrads wird über die Abtriebsräder in eine Rotation des Kolbens um die Kolbenachse überführt. Bei einem Axialkraftaktor ausgeführt als Zentralausrücker ist die Kolbenachse bevorzugt kongruent mit der Rotationsachse der zu betätigenden (beispielsweise Reib-) Kupplung. Die zu erzeugende Axialkraft ist parallel zu der Kolbenachse ausgerichtet. Das erste Abtriebsrad ist dauerhaft drehmomentübertragend mit der ersten Rampe verbunden. Das zweite Abtriebsrad ist dauerhaft drehmomentübertragend mit der zweiten Rampe verbunden. Die erste Rampe und die korrespondierende erste Gegenflanke bilden zusammen den ersten Spindeltrieb. Die zweite Rampe und die korrespondierende zweite Gegenflanke bilden zusammen den zweiten Spindeltrieb. Der Kolben ist entlang der Kolbenachse (axial) bewegbar. Hier ist der Kolben beispielhaft eingesetzt als Kolben eines Zentralausrückers gezeigt. Dies dient einzig der Veranschaulichung der Funktion des Axialkraftaktors und ist keine Beschränkung der Einsatzmöglichkeiten. Der Kolben wirkt hier axial auf ein Ausrücklager. Das Ausrücklager weist einen kolbenseitigen Lagerring und einen kupplungsseitigen Lagerring auf und ist zum Übertragen einer axial ausgerichteten Kraft, also zum Übertragen der Axialkraft des Kolbens, eingerichtet. Konventionell ist ein solches Ausrücklager einzig dazu vorgesehen, eine stehende Kolbenseite mit einer rotierenden Kupplungsseite drehmomentfreistellend für eine (reine) Axialkraftübertragung miteinander zu verbinden. Der kupplungsseitige Lagerring ist also (mit den rotierbaren Kupplungskomponenten) rotierbar und konventionell steht der kolbenseitige Lagerring. Hier aber rotiert der Kolben über seinen axialen Verfahrweg (bis in die gezeigte ausgefahrene Position des Kolbens). Damit ist also auch der kolbenseitige Lagerring rotierbar, und zwar mit dem Kolben. Diese Rotationsbewegung wird nicht an den kupplungsseitigen Lagerring weitergegeben. Der Kolben ist also mit einer entsprechenden (Gleit- oder Wälz-) Lagerung oder unter Inkaufnahme einer Reibung bei mittels einer Axialkraft zu betätigenden nicht-rotierenden Komponenten einsetzbar.The torque of the drive wheel is converted into a rotation of the piston around the piston axis via the output wheels. In the case of an axial force actuator designed as a central release, the piston axis is preferably congruent with the axis of rotation of the (for example friction) clutch to be actuated. The axial force to be generated is aligned parallel to the piston axis. The first driven gear is permanently connected to the first ramp so as to transmit torque. The second driven gear is permanently connected to the second ramp to transmit torque. The first ramp and the corresponding first counter flank together form the first spindle drive. The second ramp and the corresponding second counter flank together form the second spindle drive. The piston can be moved (axially) along the piston axis. Here the piston is shown as an example used as a piston of a central slave cylinder. This only serves to illustrate the function of the axial force actuator and is not a restriction on the possible uses. The piston here acts axially on a release bearing. The release bearing has a piston-side bearing ring and a clutch-side bearing ring and is set up to transmit an axially aligned force, that is to say to transmit the axial force of the piston. Conventionally, such a release bearing is only intended to connect a stationary piston side with a rotating clutch side in a torque-relieving manner for (pure) axial force transmission. The bearing ring on the clutch side can therefore be rotated (with the rotatable clutch components) and the bearing ring on the piston side is conventionally stationary. Here, however, the piston rotates over its axial travel path (up to the extended position of the piston shown). This means that the bearing ring on the piston side can also be rotated, specifically with the piston. This rotational movement is not passed on to the bearing ring on the clutch side. The piston can therefore be used with a corresponding (sliding or rolling) bearing or with the acceptance of friction in the case of non-rotating components to be actuated by means of an axial force.

Der Axialkraftaktor übt eine Axialkraft aus, indem das erste Abtriebsrad mit einer ersten Rampe und der Kolben mit einer korrespondierenden ersten Gegenflanke ausgeführt ist, sowie das zweite Abtriebsrad mit einer zweiten Rampe und der Kolben mit einer korrespondierenden zweiten Gegenflanke ausgeführt ist. Der Kolben ist, wie bereits erläutert, nicht rotatorisch fixiert. Eine axiale Bewegung kann daher nur erzeugt werden, indem eine Relativdrehzahl zwischen der ersten Rampe und der zweiten Rampe erzeugt ist. Der Kolben rotiert zum langsameren Abtriebsrad und zum schnelleren Abtriebsrad mit einer Differenzdrehzahl. Indem sich die zweite Rampe schneller bewegt als die erste Rampe werden diese relativ zueinander verdreht und der Kolben kann aufgrund seiner Gegenflanken, welche zueinander fixiert sind, nur mit einer axialen Bewegung ausweichen. So wird die Rotation der Abtriebsräder in eine axiale Bewegung des Kolbens umgesetzt, also ein Drehmoment der Abtriebsräder in die Axialkraft umgewandelt. Dabei findet eine Übersetzung bei gleichzeitiger Drehmoment-Kraft-Umwandlung statt. Die Übersetzung ist zum einen von der Grundsteigung der beiden Gegenflanken im Zusammenspiel mit der jeweiligen Rampe und weiterhin von der Differenz der Übersetzungsverhältnisse der Abtriebsräder abhängig.The axial force actuator exerts an axial force in that the first output gear is designed with a first ramp and the piston with a corresponding first counter-flank, and the second output gear is designed with a second ramp and the piston with a corresponding second counter-flank. As already explained, the piston is not rotationally fixed. An axial movement can therefore only be generated by generating a relative speed between the first ramp and the second ramp. The piston rotates to the slower driven gear and to the faster driven gear with a differential speed. As the second ramp moves faster than the first ramp, these are rotated relative to one another and the piston can only evade with an axial movement due to its counter-flanks, which are fixed to one another. The rotation of the output gears is converted into an axial movement of the piston, i.e. a torque from the output gears is converted into the axial force. A translation takes place with a simultaneous torque-force conversion. The translation depends on the one hand on the basic gradient of the two opposing flanks in interaction with the respective ramp and also on the difference in the transmission ratios of the output gears.

In einer Ausführungsform ist die Axialkraft an einem axial fixierten Bauteil, beispielsweise einem Aktorgehäuse oder einem Kupplungsglocke, abgestützt, wobei dazu ein Gleitlager oder ein Axialwälzlager, beispielsweise ein Nadellager, vorgesehen ist, um den Kolben möglichst drehmomentfrei zu stellen und damit das eingetragene Drehmoment des Antriebsrads mit einem hohen Wirkungsgrad in die Axialkraft umzuwandeln.In one embodiment, the axial force is supported on an axially fixed component, for example an actuator housing or a clutch bell, with a plain bearing or an axial roller bearing, for example a needle bearing, being provided in order to make the piston as torque-free as possible and thus the entered torque of the drive wheel to convert it into the axial force with a high degree of efficiency.

Die Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Antriebsrad und dem jeweiligen Abtriebsrad sind im Zusammenspiel der jeweils wirksamen Durchmesser beziehungsweise Umfangslängen und/oder Zähnezahlen (bei einem Ritzeltrieb) eingestellt.The transmission ratios between the drive wheel and the respective output wheel are set in the interaction of the respective effective diameter or circumferential lengths and / or number of teeth (in the case of a pinion drive).

Der Kolben rotiert bei einer Betätigung mittels des Antriebsrads. Für eine Anwendung, bei welcher die mit der Axialkraft zu beaufschlagende Komponente, beispielsweise bei einer Ausführung des Axialkraftaktors als Zentralausrücker auf eine Tellerfeder beziehungsweise Membranfeder, nicht (mit-) rotieren soll oder mit einer anderen Rotationsgeschwindigkeit rotiert, ist vorteilhafterweise zur Drehmomentfreistellung ein Axialkraftlager eingesetzt, in einer Reibkupplunganwendung beispielsweise schon als Ausrücklager konventionell vorhanden. Das Axialkraftlager ist beispielsweise ein Schrägwälzlager, um eine Axialkraftübertragung zu ermöglichen und bevorzugt den Kolben rotatorisch zu seiner Kolbenachse zu lagern. Alternativ ist der Kolben mittels einer Gleitlagerung axial abgestützt und/oder mittels einer Lagerung der Abtriebsräder mittelbar rotatorisch gelagert.The piston rotates when actuated by means of the drive wheel. For an application in which the component to which the axial force is to be applied, for example when the axial force actuator is designed as a central release on a plate spring or diaphragm spring, is not to rotate (co-) or rotates at a different rotational speed, an axial force bearing is advantageously used to release the torque, in a friction clutch application, for example, already conventionally present as a release bearing. The axial force bearing is, for example, an angular contact roller bearing in order to enable an axial force transmission and preferably to mount the piston in a rotational manner with respect to its piston axis. Alternatively, the piston is axially supported by means of a slide bearing and / or indirectly rotatably supported by means of a bearing for the output gears.

Hier ist nun vorgeschlagen, dass zumindest eines der beiden, bevorzugt beide, Abtriebsräder und die dazugehörige Rampe zweiteilig ausgeführt sind. Damit ist eine kosteneffiziente Fertigung der beiden Komponenten und eine leichtere Montierbarkeit von dem Abtriebsrad und der dazugehörigen Rampe erreicht. Beispielsweise ist zumindest eine der beiden, bevorzugt beide, Komponenten mittels Kaltumformen, bevorzugt Blechumformen, und/oder Stanzen, bevorzugt aus einem Blechmaterial mit einem sehr geringen Verschnittanteil, und damit sehr kostengünstig herstellbar.It is now proposed here that at least one of the two, preferably both, output gears and the associated ramp are designed in two parts. This results in a cost-efficient production of the two components and an easier assembly of the output gear and the associated ramp. For example, at least one of the two, preferably both, components can be produced by means of cold forming, preferably sheet metal forming, and / or stamping, preferably from a sheet metal material with a very low proportion of waste, and thus very inexpensively.

Gemäß einem weiteren Aspekt sind infolge der Zweiteiligkeit von dem betreffenden Abtriebsrad und der dazugehörigen Rampe sehr geringe Querschnitte erzeugbar, beispielsweise indem anders als bei für eine Einteiligkeit der beiden Komponenten notwendigen dreidimensionalen Fertigungsverfahren, beispielsweise Gussverfahren oder spanenden Verfahren, bei einer zweiteiligen Ausführung Rundungsübergänge zumindest nicht fertigungsbedingt erforderlich sind.According to a further aspect, as a result of the two-part design of the output gear in question and the associated ramp, very small cross-sections can be generated, for example, in contrast to the three-dimensional manufacturing processes required for a one-part design of the two components, for example casting processes or machining processes, with a two-part design, rounding transitions are at least not manufacturing-related required are.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Axialkraftaktors vorgeschlagen, dass die zweiteilig ausgeführten Komponenten Abtriebsrad und dazugehörige Rampe mittels einer der folgenden Verbindungsarten miteinander drehmomentübertragend verbunden sind:

• - rollierter Formschluss;
• - Bajonettverschluss;
• - Widerstandsbuckel-Schweißnaht; oder
• - Reibschweißnaht,

wobei bevorzugt beide Abtriebsräder mit der jeweils dazugehörigen Rampe zweiteilig ausgeführt sind und mit der gleichen Verbindungsart miteinander verbunden sind.It is also proposed in an advantageous embodiment of the axial force actuator that the two-part components output gear and associated ramp are connected to one another in a torque-transmitting manner by means of one of the following types of connection:

• - Rolled form fit;
• - bayonet lock;
• - Resistance hump weld seam; or
• - friction weld,

Preferably, both output gears with the associated ramp are designed in two parts and are connected to one another with the same type of connection.

In einigen Ausführungsformen ist es aufgrund enger Platzverhältnisse und/oder (gewünschter/folglich) dünnwandiger Bauteile bei gleichzeitig hohen Anforderungen an die Positionsgenauigkeit der Komponenten eine Herausforderung einen geeigneten Fügeprozess zu finden.In some embodiments, due to limited space and / or (desired / consequently) thin-walled components with simultaneously high demands on the positional accuracy of the components, it is a challenge to find a suitable joining process.

Der Vorteil eines rollierten Formschlusses, wie beispielsweise aus der EP 2 707 614 A1 bekannt, liegt in einem geringen Bauraumbedarf und zudem einem geringen Verzug dünnwandiger Bauteile, wie in einem bevorzugten Anwendungsfall, bei welchem die Komponenten mit der Rampe in Form eines dünnen Rohres gebildet ist, im Vergleich zu einer normalen Vernietung in axialer Richtung des dünnwandigen Rohres. Das heißt die Stauchungseffekte sind trotz hoher Verbindungssteifigkeit sehr gering bis vernachlässigbar. Hierbei werden Finger durch korrespondierende Aufnahmen axial und/oder radial hindurchgesteckt und anschließend ein Verbindungskopf vergleichbar mit einem Nietkopf, mittels Kaltumformen des freien Finger-Endes erzeugt. Dabei wird anders als beim Nieten, kein Schlag beziehungsweise keine Druckkraft zum finger-axialen Stauchen aufgegeben, sondern mittels seitlicher, also tangentialer, Lastaufbringung, und damit Scherspannungen (quer zu der Fingerachse) erzeugend, umgeformt. Damit ist die Gefahr einer (übermäßigen) Stauchung des Bauteils mit den korrespondierenden Aufnahmen gering beziehungsweise bei geeigneter Prozessführung ausgeschlossen.The advantage of a rolled form fit, for example from the EP 2 707 614 A1 known, lies in a low space requirement and also a low distortion of thin-walled components, as in a preferred application in which the components with the ramp is formed in the form of a thin tube, compared to normal riveting in the axial direction of the thin-walled tube. This means that the compression effects are very low to negligible despite the high connection stiffness. In this case, fingers are pushed axially and / or radially through corresponding receptacles and then a connection head comparable to a rivet head is produced by means of cold forming of the free finger end. In contrast to riveting, no impact or compressive force is applied for axial compression of the finger, but rather is deformed by means of lateral, i.e. tangential, load application and thus shear stresses (transverse to the finger axis). This means that the risk of (excessive) compression of the component with the corresponding receptacles is low or, if the process is carried out appropriately, ruled out.

Der Vorteil eines Bajonettverschlusses als Verbindungsart ist ein geringer Bauraumbedarf und nahezu kein Verzug der Bauteile. Jedoch ist die Herstellung dieser Verbindungsart aufwendiger und Kraft/Drehmoment lässt sich nur in eine Richtung effektiv übertragen. Um ein Öffnen des Bajonettverschlusses zu verhindern, ist ein Sicherungselement, beispielsweise eine Lasche, vorgesehen, welches nach dem Fügeprozess (axiales Einführen und relatives Verdrehen) umgeformt wird und somit ein Zurückdrehen verhindert.The advantage of a bayonet catch as a type of connection is that it requires little space and almost no distortion of the components. However, the production of this type of connection is more complex and force / torque can only be effectively transmitted in one direction. In order to prevent the bayonet lock from opening, a securing element, for example a tab, is provided, which is reshaped after the joining process (axial insertion and relative rotation) and thus prevents turning back.

Der Vorteil einer Widerstandsbuckel-Schweißnaht ist eine präzise Einstellbarkeit der Schweißverbindung und ein geringer Aufwand bei der Durchführung des Verfahrens. Die präzise Einstellbarkeit ist beispielsweise mittels der Größe und/oder Anzahl der Buckel erreichbar. Besonders vorteilhaft ist das Widerstandsbuckelschweißen, wenn das Abtriebsrad und/oder die Rampe ein kalt-umgeformtes Bauteil sind, wobei dann bevorzugt der zumindest eine gewünschte Buckel für das Verschweißen beim Umformen (also Bilden des jeweiligen Bauteils) eingebracht ist.The advantage of a resistance hump weld seam is that the weld connection can be precisely adjusted and that the process is carried out with little effort. The precise adjustability can be achieved, for example, by means of the size and / or number of the bumps. Resistance projection welding is particularly advantageous if the output gear and / or the ramp are a cold-formed component, in which case the at least one desired projection for welding is preferably introduced during the forming (i.e. forming the respective component).

Der Vorteil einer Reibschweißnaht beziehungsweise des Reibschweißverfahrens ist auch hier der geringe Bauraumbedarf und zudem eine sehr einfache Geometrie und damit Herstellbarkeit der beiden zu fügenden Komponenten.The advantage of a friction weld or the friction welding process is the low space requirement and also a very small amount of space simple geometry and thus manufacturability of the two components to be joined.

Es sei darauf hingewiesen, dass abhängig von verfügbarem Bauraum und Anordnung der Komponenten, auch alle anderen Verbindungsarten wie zum Beispiel Bördeln, Klipsen, Schrauben, Nieten, Prägen, Kleben, Schweißen in Form von Laserschweißen und Punktschweißen und viele mehr einsetzbar sind. Diese Verfahren sind jedoch nachteilig gegenüber den zuvor genannten Verfahren hinsichtlich des Bauraums, der Fertigungskosten, Verbindungssteifigkeit und/oder (thermische oder kräftebedingten) Verzugwahrscheinlichkeit.It should be noted that, depending on the available installation space and arrangement of the components, all other types of connection such as flanging, clipping, screwing, riveting, embossing, gluing, welding in the form of laser welding and spot welding and many more can also be used. However, these methods are disadvantageous compared to the previously mentioned methods in terms of installation space, production costs, connection rigidity and / or (thermal or force-related) probability of warpage.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Axialkraftaktors vorgeschlagen, dass das erste Abtriebsrad und das zweite Abtriebsrad ein Kronenrad mit voneinander verschiedenen Zähnezahlen sind und das Antriebsrad ein einziges gemeinsames Ritzel umfasst.It is also proposed in an advantageous embodiment of the axial force actuator that the first output gear and the second output gear are a crown gear with mutually different numbers of teeth and that the drive gear comprises a single common pinion.

Bei dieser Ausführungsform ist das Antriebsrad besonders einfach, nämlich als ein einziges Ritzel mit einer einzigen Zähnezahl ausgeführt. Einzig die jeweils korrespondierende Gegenzähnezahl der Abtriebsräder schafft das erste Übersetzungsverhältnis derart, dass das erste Übersetzungsverhältnis von dem zweiten Übersetzungsverhältnis verschieden ist.In this embodiment, the drive wheel is particularly simple, namely designed as a single pinion with a single number of teeth. Only the corresponding number of opposing teeth of the output gears creates the first gear ratio in such a way that the first gear ratio is different from the second gear ratio.

Zudem ist (unabhängig von der Ausführung des Antriebsrad als einziges Ritzel) hier vorgeschlagen, dass erste Abtriebsrad und/oder das zweite Abtriebsrad (jeweils separat) als Kronenrad ausgeführt ist. Alternativ ist zumindest eines der Abtriebsräder (und das korrespondierende Ritzel des Antriebsrads) als Kegelrad ausgeführt. Damit ist eine winklige Übertragung des Drehmoments ermöglicht, beispielsweise um etwa 90°. Das Antriebsrad ist also um eine (Wellen-) Achse rotierbar, welche zu der Achse der Abtriebsräder geneigt ist, wobei die Achse der Abtriebsräder bevorzugt der Kolbenachse entspricht.In addition, it is proposed here (regardless of the design of the drive wheel as a single pinion) that the first output wheel and / or the second output wheel (each separately) be designed as a crown wheel. Alternatively, at least one of the output gears (and the corresponding pinion of the drive gear) is designed as a bevel gear. This enables the torque to be transmitted at an angle, for example by about 90 °. The drive wheel can therefore be rotated about a (shaft) axis which is inclined to the axis of the driven wheels, the axis of the driven wheels preferably corresponding to the piston axis.

Ein Kronenrad lässt sich aus einem ebenen Blechmaterial fertigen, indem das Radmaterial aus einem Blechmaterial ausgestanzt oder ausgeschnitten wird, und die Zähne (und gegebenenfalls Versteifungsstege und Versteifungsrippen) mittels (bevorzugt Kalt-) Umformen gebildet sind. Alternativ lässt sich das Kronenrad mittels eines Pulverspritzgießen, beispielsweise MIM [engl.: Metal Injection Moulding], mittels Sintern oder mittels 3D-Druck herstellen.A crown gear can be manufactured from a flat sheet metal material by punching or cutting out the wheel material from a sheet metal material and forming the teeth (and possibly stiffening webs and stiffening ribs) by means of (preferably cold) forming. Alternatively, the crown gear can be manufactured by means of powder injection molding, for example MIM [Metal Injection Molding], by means of sintering or by means of 3D printing.

Unabhängig von der Ausführungsform der Komponente mit dem Abtriebsrad, beispielsweise ausgeführt als Kronenrad, ist die dazugehörige Rampe ebenfalls beispielsweise zunächst aus einem Blechmaterial ausgestanzt oder ausgeschnitten und anschließend oder abschließend, also vor oder nach einem Einbringen von der Rampe in diese Komponente, kreisförmig oder kreisabschnittförmig umgebogen. Alternativ ist die Komponente mit der dazugehörigen Rampe aus einem rohrförmigen Rohmaterial, beispielsweise einem Stranggussbauteil, gebildet.Regardless of the embodiment of the component with the output gear, for example designed as a crown gear, the associated ramp is also first punched or cut out of sheet metal material and then or finally, i.e. before or after the ramp is introduced into this component, bent in a circular or circular segment shape . Alternatively, the component with the associated ramp is formed from a tubular raw material, for example a continuously cast component.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Axialkraftaktors vorgeschlagen, dass die erste Rampe und die erste Gegenflanke radial-innen des Kolbens angeordnet ist, und/oder die zweite Rampe und die zweite Gegenflanke radial-außen des Kolbens angeordnet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the axial force actuator that the first ramp and the first opposing flank are arranged radially on the inside of the piston and / or the second ramp and the second opposing flank are arranged radially on the outside of the piston.

Indem die Gegenflanken des Kolbens auf die Umfangsflächen, also die radial-innere Außenfläche und die radial-äußere Außenfläche, verteilt angeordnet sind, können sich die von den Gegenflanken gebildeten (Gewinde-) Bahnen und/oder die Rampen der Abtriebsräder axial überlappen. Es wird damit axialer Bauraum gewonnen.Since the counter flanks of the piston are distributed over the circumferential surfaces, i.e. the radially inner outer surface and the radially outer outer surface, the (threaded) paths formed by the opposite flanks and / or the ramps of the driven gears can axially overlap. Axial installation space is thus gained.

Davon unabhängig ist mittels der Anordnung auf einem kleineren (radial-inneren) Durchmesser und einem größeren (radial-äußeren) Durchmesser eine zu dem ersten Übersetzungsverhältnis und dem zweiten Übersetzungsverhältnis ergänzende Übersetzungsdifferenz an dem Kolben erzielbar. Ist das erste Abtriebsrad das langsamer rotierende Abtriebsrad, so ist dieses bevorzugt mittels seiner ersten Rampe mit der ersten Gegenflanke radial-innen im Eingriff und das zweite Abtriebsrad mittels seiner zweiten Rampe mit der zweiten Gegenflanke radial-außen im Eingriff. Damit ist die nachgelagerte Drehmomentübersetzung von dem langsameren, also drehmomentstärkeren, Abtriebsrad auf den Kolben weiter vergrößert, und zwar stärker vergrößert als von dem schnelleren, also drehmomentschwächeren, Abtriebsrad auf den Kolben.Independently of this, by means of the arrangement on a smaller (radially inner) diameter and a larger (radially outer) diameter, a transmission difference which is complementary to the first transmission ratio and the second transmission ratio can be achieved on the piston. If the first output gear is the more slowly rotating output gear, it is preferably in engagement radially inwardly by means of its first ramp with the first opposing flank and the second output gear in engagement radially outwardly in engagement with the second opposing flank by means of its second ramp. The downstream torque transmission from the slower, that is to say the higher-torque, output gear to the piston is thus increased further, and more specifically than from the faster, that is to say the less torque, output gear to the piston.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Axialkraftaktors vorgeschlagen, dass die erste Rampe und die erste Gegenflanke einen ersten Spindeltrieb bilden und/oder die zweite Rampe und die zweite Gegenflanke einen zweiten Spindeltrieb bilden,
wobei bevorzugt der erste Spindeltrieb und/oder der zweite Spindeltrieb gebildet ist als:

• - eine Gleitrampenpaarung;
• - eine Wälzrampenpaarung; oder
• - ein Planetenwälzgetriebe.

It is also proposed in an advantageous embodiment of the axial force actuator that the first ramp and the first counter-flank form a first spindle drive and / or the second ramp and the second counter-flank form a second spindle drive,
whereby the first spindle drive and / or the second spindle drive is preferably formed as:

• - a pair of sliding ramps;
• - a pitch ramp pairing; or
• - a planetary roller gear.

Die erste Rampe und die erste Gegenflanke bilden zusammen einen ersten Spindeltrieb und die zweite Rampe und die zweite Gegenflanke bilden zusammen einen zweiten Spindeltrieb. Die beiden Spindeltriebe sind aber als Differenzgetriebe zueinander gekoppelt. Die Gegenflanken bilden jeweils eine Gewindebahn an der Umfangsfläche des Kolbens. Der axiale Vortrieb des Kolbens, welcher nicht rotatorisch fixiert ist und daher mit jeweils nur einem der Spindeltriebe wirkungslos gestellt wäre, resultiert allein aus der Differenz der Rotationsgeschwindigkeiten der ersten Rampe zu der zweiten Rampe. Dies ist mittels einer entsprechenden Steigungsdifferenz zwischen der ersten Rampe beziehungsweise der ersten Gegenflanke und der zweiten Rampe beziehungsweise der zweiten Gegenflanke erreicht.The first ramp and the first opposite flank together form a first spindle drive and the second ramp and the second opposite flank together form a second spindle drive. The two spindle drives are coupled to one another as differential gears. The opposite flanks each form a thread path on the circumferential surface of the piston. The axial advance of the piston, which is not rotationally fixed and therefore only one at a time the spindle drive would be made ineffective, results solely from the difference between the rotational speeds of the first ramp and the second ramp. This is achieved by means of a corresponding difference in slope between the first ramp or the first opposite flank and the second ramp or the second opposite flank.

Die Spindeltriebe sind bevorzugt gleichartig gebildet. Zumindest einer der Spindeltriebe sind in einer Ausführungsform als Gleitrampenpaarung, beispielsweise nach Art eines Trapezspindeltriebs, gebildet, wobei also die Rampenfläche der jeweiligen Rampe unmittelbar auf der Gegenfläche der jeweiligen Gegenflanke kraftübertragend aufliegt. Dabei ist mit einfachen Mitteln und/oder auf geringem Bauraum eine hohe Axialkraft erzeugbar. Zumindest einer der Spindeltriebe sind in einer Ausführungsform als Wälzrampenpaarung, beispielsweise nach Art eines Kugelgewindetriebs, gebildet, wobei also die Rampenfläche der jeweiligen Rampe mittelbar über Wälzkörper, beispielsweise Kugelkörper, auf der Gegenfläche der jeweiligen Gegenflanke kraftübertragend aufliegt. Dabei ist ein hoher Wirkungsgrad aufgrund geringer Reibung erzielbar. Zumindest einer der Spindeltriebe sind in einer Ausführungsform als Planetenwälzgetriebe, auch als Planetenrollengewindetrieb bezeichnet, also sind mehrere umfänglich zu der Spindel (also beispielsweise dem Kolben) Rollenkörper mit jeweils zwei zueinander übersetzenden Gewindesteigungen vorgesehen, gebildet, wobei also die Rampenfläche der jeweiligen Rampe mittelbar oder unmittelbar mit Zwischengegenflächen mit einer ersten Gewindesteigung der mehreren Rollenkörpern in Eingriff steht und Zwischenrampen mit einer zweiten Gewindesteigung der Rollenkörper mit der Gegenfläche der jeweiligen Gegenflanke mittelbar oder unmittelbar kraftübertragend in Eingriff steht. Dabei ist mit auf geringem Bauraum eine weitere Übersetzung erzielbar und damit eine sehr hohe Axialkraft erzeugbar.The spindle drives are preferably formed in the same way. In one embodiment, at least one of the spindle drives is formed as a pair of sliding ramps, for example in the manner of a trapezoidal spindle drive, so the ramp surface of the respective ramp rests directly on the opposite surface of the respective opposite flank in a force-transmitting manner. A high axial force can be generated with simple means and / or in a small installation space. At least one of the spindle drives is formed in one embodiment as a pair of rolling ramps, for example in the manner of a ball screw drive, so the ramp surface of the respective ramp rests on the opposite surface of the respective opposite flank in a force-transmitting manner indirectly via rolling bodies, for example spherical bodies. A high degree of efficiency can be achieved due to the low friction. In one embodiment, at least one of the spindle drives is a planetary roller drive, also referred to as a planetary roller screw drive, that is, several roller bodies with two mutually translating thread pitches are provided around the circumference of the spindle (e.g. the piston), with the ramp surface of the respective ramp indirectly or directly is in engagement with intermediate mating surfaces with a first thread pitch of the plurality of roller bodies and intermediate ramps with a second thread pitch of the roller bodies are in direct or indirect force-transmitting engagement with the mating surface of the respective mating flank. A further translation can be achieved in a small installation space and a very high axial force can thus be generated.

Es sei darauf hingewiesen, dass der Kolben sowohl als (axial bewegbare) Spindelmutter als auch als (axial bewegbare) Gewindestange ausführbar ist, wobei diese klassische Betrachtungsweise für Ausführungsformen mit der einen Gegenflanke an der Innenseite und der anderen Gegenflanke an der Außenseite des Kolbens nicht exakt zutreffend ist beziehungsweise nicht für beide Spindeltriebe gleich ist. Der Kolben ist dann zugleich eine Gewindestange (radial-äußere Gegenflanke) als auch eine Spindelmutter (radial-innere Gegenflanke).It should be noted that the piston can be designed both as an (axially movable) spindle nut and as an (axially movable) threaded rod, although this classic approach for embodiments with one opposing flank on the inside and the other opposing flank on the outside of the piston is not exact is applicable or is not the same for both spindle drives. The piston is then at the same time a threaded rod (radially outer mating flank) and a spindle nut (radially inner mating flank).

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Reibkupplung vorgeschlagen mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

• - zumindest ein axial verpressbares Reibpaket, mittels welchem in einem axial verpressten Zustand ein Drehmoment reibschlüssig übertragbar ist;
• - je Reibpaket eine Betätigungsvorrichtung zum Ausüben einer Haltekraft auf das Reibpaket, sodass das Reibpaket in einem verpressten Zustand gehalten ist; und
• - je Betätigungsvorrichtung einen Axialkraftaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eingesetzt als Zentralausrücker zum Einleiten einer Axialkraft zum

According to a further aspect, a friction clutch is proposed with a rotation axis for a drive train, having at least the following components:

• - At least one axially compressible friction package, by means of which a torque can be frictionally transmitted in an axially compressed state;
• - For each friction package, an actuating device for exerting a holding force on the friction package, so that the friction package is held in a compressed state; and
• - For each actuating device, an axial force actuator according to one of the preceding claims, used as a central release for introducing an axial force

Aufheben der Haltekraft auf das Reibpaket oder zum Erzeugen der Haltekraft auf das Reibpaket.Canceling the holding force on the friction package or to generate the holding force on the friction package.

Die Reibkupplung ist beispielsweise konventionell ausgeführt und der Axialkraftaktor wirkt beispielsweise wie ein konventioneller Zentralausrücker auf die Betätigungsvorrichtung. Es sei darauf hingewiesen, dass dies nur eine mögliche Anwendung (Zentralausrücker) für den Axialkraftaktor ist.The friction clutch is conventional, for example, and the axial force actuator acts, for example, on the actuating device like a conventional central release device. It should be noted that this is only one possible application (central slave cylinder) for the axial force actuator.

Die Reibkupplung ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment lösbar von einer Maschinenwelle auf einen Verbraucher und umgekehrt zu übertragen. Dies wird in der Regel über das (zumindest eine) Reibpaket erreicht, welches eine axial verschiebbare, in der Regel mit der Maschinenwelle rotationsfeste, Anpressplatte aufweist, welche gegen zumindest eine korrespondierende Reibscheibe pressbar ist. Infolge der Anpresskraft ergibt sich eine Reibkraft über die Reibfläche, welche multipliziert mit dem mittleren Radius der Reibfläche ein übertragbares Drehmoment ergibt. Bevorzugt ist das Reibpaket mit, beispielsweise maschinenseitig, einer axial bewegbaren Anpressplatte und einer axial fixierten Gegenplatte ausgeführt, wobei, beispielsweise verbraucherseitig, eine oder mehrere Reibscheiben (bei mehreren mit zusätzlich einer korrespondierenden Anzahl von axial bewegbaren Zwischenplatten) axial eingeklammert ist und zur Drehmomentübertragung zwischen den Platten verpressbar ist. Alternativ ist das Reibpaket als Lamellenpaket mit einer Mehrzahl von Außenlamellen und Innenlamellen ausgeführt, welche jeweils in einem Korb axial verschiebbar drehmomentübertragend aufgehängt sind die axial erste der Lamellen oder eine zusätzliche Platte bildet die Anpressplatte, die Lamellen des Korbs ohne die Anpressplatte bilden die Reibscheiben. Der Korb der Anpressplatte oder eine axial letzte Lamelle bildet die Funktion der Gegenplatte. Für einige Anwendungen sind sogenannte Mehrfachkupplungen mit einer Mehrzahl von separaten Reibpaketen, beispielsweise eine Doppelkupplung mit zwei separaten Reibpaketen, vorteilhaft. Dabei ist in der Regel eine einzige (gemeinsame) Eingangswelle, meist die Maschinenwelle, und eine Mehrzahl von Ausgangswellen, meist die Getriebeeingangswellen, vorgesehen. Die Reibpakete sind separat betätigbar, beispielsweise auch gleichzeitig verpressbar, und weisen dafür jeweils eine Betätigungsvorrichtung auf. Die Betätigungsvorrichtung umfasst bei einem Reibpaket in normal-geschlossener Konfiguration beispielsweise eine Tellerfeder beziehungsweise eine Membranfeder. Die Betätigungsvorrichtung umfasst bei einem Reibpaket in normal-offenen Konfiguration beispielsweise einen Betätigungstopf, wobei das Reibpaket mittels einer Energiespeichereinrichtung, beispielsweise eine Blattfederung, offengehalten ist.The friction clutch is designed to releasably transfer torque from a machine shaft to a consumer and vice versa. This is usually achieved via the (at least one) friction package, which has an axially displaceable pressure plate, which is usually rotationally fixed with the machine shaft and which can be pressed against at least one corresponding friction disk. As a result of the contact pressure, there is a friction force across the friction surface, which multiplied by the mean radius of the friction surface results in a transmittable torque. The friction pack is preferably designed with, for example on the machine side, an axially movable pressure plate and an axially fixed counter-plate, with one or more friction disks (in the case of several with an additional corresponding number of axially movable intermediate plates) being axially bracketed, for example on the consumer side, and for torque transmission between the Plates is compressible. Alternatively, the friction pack is designed as a disk pack with a plurality of outer disks and inner disks, which are each suspended in a cage so that they can be axially displaced and transmit torque; the axially first of the disks or an additional plate forms the pressure plate, the disks of the cage without the pressure plate form the friction disks. The basket of the pressure plate or an axially last lamella forms the function of the counter plate. For some applications, so-called multiple clutches with a plurality of separate friction packs, for example a double clutch with two separate friction packs, are advantageous. As a rule, a single (common) input shaft, mostly the machine shaft, and a plurality of output shafts, mostly the transmission input shafts, are provided. The Friction packs can be actuated separately, for example can also be pressed at the same time, and each have an actuating device for this purpose. In the case of a friction package in a normally closed configuration, the actuating device comprises, for example, a plate spring or a diaphragm spring. In the case of a friction pack in a normally open configuration, the actuation device comprises, for example, an actuation pot, the friction pack being kept open by means of an energy storage device, for example a leaf spring.

Für viele Anwendungen ist es vorteilhaft das Reibpaket hydraulisch zu betätigen, weil hierdurch höhere Anpressdrücke erreicht werden oder eine automatisierte Betätigung in gut steuerbarer Weise umsetzbar ist. Mit zunehmender Elektrifizierung der Antriebsstränge, beispielsweise bei Kraftfahrzeugen, soll ein Hydraulikkreislauf eingespart werden. Muss eine separate Druckquelle, beispielsweise Pumpe, vorgesehen werden, ist eine hydraulische Betätigung ineffizient. Daher ist der Einsatz von einem Elektromotor besonders vorteilhaft. Hier ist nun ein Zentralausrücker (Axialkraftaktor) vorgeschlagen, welcher den Einsatz eines elektrischen Antriebsaktors mit geringer Leistungsaufnahme ermöglicht, wobei zugleich eine ausreichend hohe Axialkraft erzeugbar ist. Darüber hinaus fordert der Axialkraftaktor einen geringen Bauraum, vergleichbar einem konventionellen hydraulischen Zentralausrücker. Ein Zentralausrücker für eine Mehrfachkupplung ist aus einer (korrespondierenden Anzahl von) Axialkraftaktoren nach einer Ausführungsform gemäß der vorhergehenden Beschreibung ausführbar, wobei bevorzugt die Kolben koaxial zueinander angeordnet sind und die Antriebsräder in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Die Abtriebsradpaare, bestehend jeweils aus dem ersten Abtriebsrad und dem zweiten Abtriebsrad, sind bevorzugt ebenfalls koaxial zueinander angeordnet, wobei besonders bevorzugt eine Axialwälzlagerung zwischen den (axial gestapelt angeordneten) Abtriebsradpaaren vorgesehen ist.For many applications it is advantageous to actuate the friction pack hydraulically, because this results in higher contact pressures or an automated actuation can be implemented in an easily controllable manner. With increasing electrification of the drive trains, for example in motor vehicles, a hydraulic circuit should be saved. If a separate pressure source, for example a pump, has to be provided, hydraulic actuation is inefficient. The use of an electric motor is therefore particularly advantageous. A central clutch release (axial force actuator) is now proposed here, which enables the use of an electrical drive actuator with low power consumption, while at the same time a sufficiently high axial force can be generated. In addition, the axial force actuator requires little installation space, comparable to a conventional hydraulic central slave cylinder. A central release for a multiple clutch can be made from a (corresponding number of) axial force actuators according to an embodiment according to the preceding description, the pistons preferably being arranged coaxially to one another and the drive wheels being arranged offset to one another in the circumferential direction. The output gear pairs, each consisting of the first output gear and the second output gear, are preferably also arranged coaxially to one another, with an axial roller bearing arrangement being particularly preferably provided between the output gear pairs (arranged axially stacked).

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

• - zumindest eine Antriebsmaschine mit einer Maschinenwelle;
• - zumindest einen Verbraucher; und
• - zumindest ein Getriebe zum drehmomentübertragenden Verbinden der zumindest einen Maschinenwelle mit dem zumindest einen Verbraucher,

wobei das Getriebe zum Lösen einer Drehmomentübertragung zwischen der zumindest einen Maschinenwelle und dem zumindest einen Verbraucher eine Reibkupplung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung umfasst.According to a further aspect, a drive train is proposed having at least the following components:

• - At least one drive machine with a machine shaft;
• - at least one consumer; and
• - At least one gear for torque-transmitting connection of the at least one machine shaft with the at least one consumer,

wherein the transmission for releasing a torque transmission between the at least one machine shaft and the at least one consumer comprises a friction clutch according to an embodiment according to the description above.

Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einer Antriebsmaschine (Haupt-Drehmomentquelle), zum Beispiel einer Energiewandlungsmaschine, bevorzugt einer Verbrennungskraftmaschine oder einer elektrischen Antriebsmaschine, bereitgestelltes und über ihre Abtriebswelle abgegebenes Drehmoment für zumindest einen Verbraucher (Drehmomentsenke) lösbar, also zuschaltbar und abschaltbar, zu übertragen. Ein beispielhafter Verbraucher ist zumindest ein Vortriebsrad eines Kraftfahrzeugs und/oder ein elektrischer (Motor-) Generator zum Bereitstellen von elektrischer Energie. Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Vortriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie umsetzbar. Das zumindest eine Vortriebsrad bildet dann Drehmomentquelle, wobei dessen Trägheitsenergie mittels der Reibkupplung auf einen elektrischen (Motor-) Generator zur Rekuperation, also zur elektrischen Speicherung der Bremsenergie, mit einem entsprechend eingerichteten Antriebsstrang übertragbar ist. Weiterhin sind in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Antriebsmaschinen vorgesehen, welche mittels der Reibkupplung in Reihe oder parallel geschaltet beziehungsweise voneinander entkoppelt betreibbar sind, beziehungsweise deren Drehmoment jeweils lösbar zur Nutzung zur Verfügung stellbar ist. Beispiele sind Hybridantriebe aus elektrischer Antriebsmaschine und Verbrennungskraftmaschine, aber auch Mehrzylindermotoren, bei denen einzelne Zylinder (-gruppen) zuschaltbar sind.The drive train is set up to release a torque provided by a drive machine (main torque source), for example an energy conversion machine, preferably an internal combustion engine or an electric drive machine, and output via its output shaft for at least one consumer (torque sink), i.e. it can be switched on and off, transferred to. An exemplary consumer is at least one drive wheel of a motor vehicle and / or an electrical (motor) generator for providing electrical energy. Conversely, it is also possible to absorb inertial energy introduced by, for example, a drive wheel. The at least one propulsion wheel then forms a source of torque, the inertia energy of which can be transmitted by means of the friction clutch to an electrical (motor) generator for recuperation, i.e. for electrical storage of the braking energy, with a correspondingly configured drive train. Furthermore, in a preferred embodiment, a plurality of drive machines are provided which, by means of the friction clutch, are connected in series or in parallel or can be operated decoupled from one another, or whose torque can each be made available in a detachable manner for use. Examples are hybrid drives consisting of an electric drive machine and an internal combustion engine, but also multi-cylinder engines in which individual cylinders (groups) can be switched on.

Um das Drehmoment gezielt und/oder mittels eines Schaltgetriebes mit unterschiedlichen Übersetzungen zu übertragen beziehungsweise eine Übertragung zu trennen, ist die Verwendung der oben beschriebenen Reibkupplung besonders vorteilhaft. Der für die hier vorgeschlagene Reibkupplung eingerichtete Zentralausrücker (Axialkraftaktor) weist ein besonders geringes Bauvolumen auf und ist dennoch zum Erzeugen einer hohen Betätigungskraft (Axialkraft) eingerichtet. Eine Bereitstellung von einer hydraulischen Flüssigkeit, beispielsweise mittels eines von der Antriebsmaschine auf einem (etwa) konstanten Druck gehaltenen Hydraulikkreislaufs, ist hierfür nicht notwendig.In order to transmit the torque in a targeted manner and / or by means of a gearbox with different ratios or to separate a transmission, the use of the friction clutch described above is particularly advantageous. The central release device (axial force actuator) set up for the friction clutch proposed here has a particularly small overall volume and is nevertheless set up to generate a high actuation force (axial force). A provision of a hydraulic fluid, for example by means of a hydraulic circuit kept at an (approximately) constant pressure by the drive machine, is not necessary for this.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

• zumindest ein Vortriebsrad und einen Antriebsstrang nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei das zumindest eine Vortriebsrad mittels der zumindest einen Antriebsmaschine zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs antreibbar ist.

According to a further aspect, a motor vehicle is proposed having at least the following components:

• at least one propulsion wheel and a drive train according to an embodiment according to the above description, wherein the at least one propulsion wheel can be driven by means of the at least one drive machine to propel the motor vehicle.

Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen daher bevorzugt die Antriebsmaschine(n), beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und/oder einer elektrischen Antriebsmaschine, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, eine Reibkupplung kleiner Baugröße zu verwenden. Ähnlich gestaltet sich der Einsatz einer Reibkupplung in motorisierten Zweirädern, für welche eine deutlich gesteigerte Leistung bei gleichbleibendem Bauraum gefordert wird.Most motor vehicles nowadays have a front-wheel drive and therefore preferably arrange the drive machine (s), for example an internal combustion engine and / or an electric drive machine, in front of the driver's cab and at right angles to the main direction of travel. The installation space is particularly small with such an arrangement and it is therefore particularly advantageous to use a small-sized friction clutch. The use of a friction clutch in motorized two-wheelers is similar, for which a significantly increased performance is required with the same installation space.

Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Funktionseinheiten in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Der oben beschriebene Antriebsstrang weist eine Reibkupplung beziehungsweise einen Zentralausrücker (Axialkraftaktor) besonders geringer Baugröße auf. Zugleich ist bei geringer Leistungsaufnahme eine sehr hohe Betätigungskraft (Axialkraft) erzeugbar. Ein Hydraulikkreislauf ist hierfür nicht notwendig.This problem is exacerbated in the case of passenger cars in the small car class according to the European classification. The functional units used in a passenger car of the small car class are not significantly reduced in size compared to passenger cars of larger car classes. Nevertheless, the space available for small cars is much smaller. The drive train described above has a friction clutch or a central release (axial force actuator) of particularly small size. At the same time, a very high actuation force (axial force) can be generated with low power consumption. A hydraulic circuit is not necessary for this.

Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ oder Renault Clio. Bekannte Voll Hybride in der Kleinwagenklasse sind der BMW i3 oder der Toyota Yaris Hybrid.Passenger cars are assigned to a vehicle class according to, for example, size, price, weight and performance, this definition being subject to constant change according to the needs of the market. In the US market, vehicles in the subcompact car class are assigned to the subcompact car class according to the European classification, and in the British market they correspond to the supermini class or the city car class. Examples of the small car class are a Volkswagen up! or a Renault Twingo. Examples of the small car class are an Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka + or Renault Clio. Well-known full hybrids in the small car class are the BMW i3 and the Toyota Yaris Hybrid.

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in

• 1: einen Axialkraftaktor mit Elektromotor;
• 2: eine schaltschematische Ansicht eine Axialkraftaktors;
• 3: Schritt 1 eines Reibschweißverfahrens;
• 4: Schritt 2 eines Reibschweißverfahrens;
• 5: Schritt 1 eines rollierenden Verbindungsverfahrens;
• 6: Schritt 2 eines rollierenden Verbindungsverfahrens;
• 7: Schritt 3 eines rollierenden Verbindungsverfahrens;
• 8: ein Bajonettverschluss vor dem Verbinden;
• 9: ein verbundener und gesicherter Bajonettverschluss; und
• 10: ein Kraftfahrzeug mit einer Reibkupplung mit Zentralausrücker.

The invention described above is explained in detail below against the relevant technical background with reference to the accompanying drawings, which show preferred embodiments. The invention is in no way restricted by the purely schematic drawings, it being noted that the drawings are not dimensionally accurate and are not suitable for defining size relationships. It is shown in

• 1 : an axial force actuator with an electric motor;
• 2 : a schematic diagram of an axial force actuator;
• 3rd : Step 1 of a friction welding process;
• 4th : Step 2 of a friction welding process;
• 5 : Step 1 of a rolling joining process;
• 6th : Step 2 of a rolling joining process;
• 7th : Step 3 of a rolling joining process;
• 8th : a bayonet lock before connecting;
• 9 : a connected and secured bayonet lock; and
• 10 : a motor vehicle with a friction clutch with a central slave cylinder.

In 1 ist ein Axialkraftaktor 1 gezeigt, welcher ein erstes Abtriebsrad 3 und ein zweites Abtriebsrad 8 umfasst, welche als Zahnräder, genauer als Kronenräder ausgeführt sind. Das erste Abtriebsrad 3 sowie das zweite Abtriebsrad 8 sind drehmomentübertragend mit dem Antriebsrad 2 (Stirnrad) verbunden, wobei die beiden Abtriebsräder 3,8 unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen und somit unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen. Das Antriebsrad 2 wird mittels eines Elektromotors 26, welcher über die Antriebswelle 27 mit dem Antriebsrad 2 drehmomentübertragend verbunden ist, angetrieben. Die Antriebswelle 27 ist um ihre Wellenachse 28 rotierbar hier (rein optional) mittels eines oberen Rotorlagers 29 und eines unteren Rotorlagers 30, beispielsweise in einer Fest-Los-Lageranordnung oder in einer angestellten Lageranordnung, gelagert. Das Drehmoment, welches um die Wellenachse 28 wirkt, wird über die Abtriebsräder 3,8 in eine Rotation um die Kolbenachse 6 überführt. Das erste Abtriebsrad 3 ist dauerhaft drehmomentübertragend mit der ersten Rampe 4 verbunden. Das zweite Abtriebsrad 8 ist dauerhaft drehmomentübertragend mit der zweiten Rampe 9 verbunden. Die erste Rampe 4 und die korrespondierende erste Gegenflanke 7 bilden zusammen den ersten Spindeltrieb 11. Die zweite Rampe 9 und die korrespondierende zweite Gegenflanke 10 bilden zusammen den zweiten Spindeltrieb 12. Der Kolben 5 ist entlang der Kolbenachse 6 (axial) bewegbar. Hier ist der Kolben 5 beispielhaft eingesetzt als Kolben 5 eines Zentralausrückers. Dies dient einzig der Veranschaulichung der Funktion des Axialkraftaktors 1 und ist keine Beschränkung der Einsatzmöglichkeiten. Der Kolben 5 wirkt hier axial auf ein Ausrücklager 31. Hier ist (optional) parallelwirkend zu dem Kolben 5 eine Vorlastfeder 35 vorgesehen. Das Ausrücklager 31 weist einen kolbenseitigen Lagerring 32 und einen kupplungsseitigen Lagerring 33 auf und ist zum Übertragen einer axial ausgerichteten Kraft, also zum Übertragen der Axialkraft 19 des Kolbens 5, eingerichtet. Konventionell ist ein solches Ausrücklager 31 einzig dazu vorgesehen, eine stehende Kolbenseite mit einer rotierenden Kupplungsseite drehmomentfreistellend für eine (reine) Axialkraftübertragung miteinander zu verbinden. Der kupplungsseitige Lagerring 33 ist also (mit den rotierbaren Kupplungskomponenten) rotierbar und konventionell steht der kolbenseitige Lagerring 32. Hier aber rotiert der Kolben 5 über seinen axialen Verfahrweg (bis in die gezeigte ausgefahrene Position des Kolbens 36). Damit ist also auch der kolbenseitige Lagerring 32 rotierbar, und zwar mit dem Kolben 5. Diese Rotationsbewegung wird nicht an den kupplungsseitigen Lagerring 33 weitergegeben. Der Kolben 5 ist also mit einer entsprechenden (Gleit- oder Wälz-) Lagerung oder unter Inkaufnahme einer Reibung bei mittels einer Axialkraft 19 zu betätigenden nicht-rotierenden Komponenten einsetzbar.In 1 is an axial force actuator 1 shown which a first output gear 3rd and a second driven gear 8th includes, which are designed as gears, more precisely as crown gears. The first driven gear 3rd as well as the second driven gear 8th are torque transferring with the drive wheel 2 (Spur gear) connected, the two output gears 3rd , 8th have different numbers of teeth and thus have different gear ratios. The drive wheel 2 is by means of an electric motor 26th , which over the drive shaft 27 with the drive wheel 2 Is connected to transmit torque, driven. The drive shaft 27 is around its shaft axis 28 rotatable here (purely optional) by means of an upper rotor bearing 29 and a lower rotor bearing 30th , for example in a fixed-lot storage arrangement or in an employed storage arrangement. The torque around the shaft axis 28 acts is via the output gears 3rd , 8th into a rotation around the piston axis 6th convicted. The first driven gear 3rd is permanently torque-transmitting with the first ramp 4th connected. The second driven gear 8th is permanently torque-transmitting with the second ramp 9 connected. The first ramp 4th and the corresponding first opposite flank 7th together form the first spindle drive 11 . The second ramp 9 and the corresponding second counter flank 10 together form the second spindle drive 12th . The piston 5 is along the piston axis 6th (axially) movable. Here is the piston 5 used for example as a piston 5 of a central slave cylinder. This only serves to illustrate the function of the axial force actuator 1 and is not a limitation of the application possibilities. The piston 5 acts here axially on a release bearing 31 . Here is (optionally) acting parallel to the piston 5 a preload spring 35 intended. The release bearing 31 has a piston-side bearing ring 32 and a clutch-side bearing ring 33 and is for transmitting an axially aligned force, that is to say for transmitting the axial force 19th of the piston 5 , furnished. Such a release bearing is conventional 31 only intended to close a stationary piston side with a rotating clutch side in a torque-relieving manner for (pure) axial force transmission connect. The clutch-side bearing ring 33 is therefore rotatable (with the rotatable coupling components) and the piston-side bearing ring is conventionally stationary 32 . But here the piston rotates 5 via its axial travel path (up to the shown extended position of the piston 36 ). So this is also the piston-side bearing ring 32 rotatable, with the piston 5 . This rotational movement is not affected by the bearing ring on the coupling side 33 passed on. The piston 5 is therefore with a corresponding (sliding or rolling) bearing or with the acceptance of friction by means of an axial force 19th actuated non-rotating components can be used.

Der Axialkraftaktor 1 übt eine Axialkraft 19 aus, indem das erste Abtriebsrad 3 mit einer ersten Rampe 4 und der Kolben 5 mit einer korrespondierenden ersten Gegenflanke 7 ausgeführt ist, sowie das zweite Abtriebsrad 8 mit einer zweiten Rampe 9 und der Kolben 5 mit einer korrespondierenden zweiten Gegenflanke 10 ausgeführt ist. Die erste Rampe 4 und die erste Gegenflanke 7 bilden zusammen einen ersten Spindeltrieb 11, welcher hier (optional) radial-innen gebildet ist, und die zweite Rampe 9 und die zweite Gegenflanke 10 bilden zusammen einen zweiten Spindeltrieb 12, welcher hier (optional) radial-außen gebildet ist. Die beiden Spindeltriebe 11,12 sind aber als Differenzgetriebe zueinander gekoppelt. Der Kolben 5 ist dazu, wie bereits erläutert, nicht rotatorisch fixiert. Eine axial Bewegung kann daher nur erzeugt werden, indem eine Relativdrehzahl zwischen der ersten Rampe 4 und der zweiten Rampe 9 erzeugt ist. Der Kolben 5 rotiert mit dem (hier langsameren) ersten Abtriebsrad 3 mit der ersten Drehzahl mit und weiterhin mit einer diese erste Drehzahl überlagernden Differenzdrehzahl, welche geringer ist als die zweite Drehzahl des zweiten Abtriebsrads 8. Dies wird durch eine entsprechende Steigung der ersten Rampe 4 und der zweiten Rampe 9 erreicht. Indem sich die zweite Rampe 9 schneller bewegt als die erste Rampe 4 werden diese relativ zueinander verdreht und der Kolben 5 kann aufgrund seiner Gegenflanken 7,10 beziehungsweise deren (Windungs-) Steigung nur mit einer axialen Bewegung ausweichen. So wird die Rotation der Abtriebsräder 3,8 in eine axiale Bewegung umgesetzt, also ein Drehmoment der Abtriebsräder 3,8 in die Axialkraft 19 umgewandelt. Dabei findet eine Übersetzung bei gleichzeitiger Drehmoment-Kraft-Umwandlung statt, wie sie grundsätzlich bei Spindeltrieben bekannt sind. Die Übersetzung ist zum einen von der Grundsteigung der beiden Spindeltriebe 11,12 und weiterhin von der Differenz der Übersetzungsverhältnisse der Abtriebsräder 3,8 abhängig, welche sich in einer Steigungsdifferenz der beiden Spindeltriebe 11,12 abbildet. In dieser Ausführungsform ist die Axialkraft 19 an einem Aktorgehäuse 37 abgestützt, wobei hier (optional) ein Axialwälzlager 34 vorgesehen ist, um den Kolben 5 (hier mittels des zweiten Abtriebsrads 8 und ersten Abtriebsrads 3, welche mit geringer Relativdrehzahl zueinander rotieren) auch an dieser Seite drehmomentfrei zu stellen.The axial force actuator 1 exerts an axial force 19th off by the first output gear 3rd with a first ramp 4th and the piston 5 with a corresponding first counter flank 7th is executed, as well as the second output gear 8th with a second ramp 9 and the piston 5 with a corresponding second opposite flank 10 is executed. The first ramp 4th and the first opposite flank 7th together form a first spindle drive 11 , which is here (optionally) formed radially inward, and the second ramp 9 and the second opposite flank 10 together form a second spindle drive 12th , which here (optionally) is formed radially on the outside. The two spindle drives 11 , 12th but are coupled to each other as differential gears. The piston 5 is, as already explained, not rotationally fixed. An axial movement can therefore only be generated by setting a relative speed between the first ramp 4th and the second ramp 9 is generated. The piston 5 rotates with the (here slower) first output gear 3rd with the first speed with and furthermore with a speed difference superimposed on this first speed, which is lower than the second speed of the second driven gear 8th . This is achieved by a corresponding incline of the first ramp 4th and the second ramp 9 reached. By getting the second ramp 9 moved faster than the first ramp 4th these are rotated relative to each other and the piston 5 can due to its counter flanks 7th , 10 or their (winding) slope only evade with an axial movement. So will the rotation of the output gears 3rd , 8th converted into an axial movement, i.e. a torque of the driven gears 3rd , 8th into the axial force 19th transformed. A translation takes place with simultaneous torque-force conversion, as is basically known from spindle drives. The translation is on the one hand from the basic pitch of the two spindle drives 11 , 12th and also from the difference in the gear ratios of the driven gears 3rd , 8th depending on which is a difference in pitch of the two spindle drives 11 , 12th maps. In this embodiment the axial force is 19th on an actuator housing 37 supported, whereby here (optional) an axial roller bearing 34 is provided to the piston 5 (here by means of the second output gear 8th and first output gear 3rd which rotate at a low relative speed to each other) must also be torque-free on this side.

In 2 ist eine alternative Ausführungsform eines Axialkraftaktors 1 in einer schaltschematischen Ansicht gezeigt. Für gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen wird auf die Beschreibung zur 1 verwiesen. Hierbei sind die erste Rampe 4 mit der korrespondierenden Gegenflanke 7 sowie auch (unabhängig voneinander) die zweite Rampe 9 mit der korrespondierenden Gegenflanke 10 jeweils nach Art eines Spindeltriebs 11,12 mit Gleitrampenpaarung gebildet, wobei also eine Mehrzahl von tragenden Kontaktflächen gebildet sind. Damit ist auf geringem (axialen und radialem) Bauraum hohe Axialkraft 19 erzeugbar. Die (erste) Komponente mit dem ersten Abtriebsrad 3, hier(optional) ausgeführt als Kronenrad, ist nah bei dem Aktorgehäuse 37 mit der (separat gefertigten zweiten) Komponente mit der dazugehörigen ersten Rampe 4 des ersten Spindeltriebs 11 mittels einer ersten Verbindungsstelle 43 verbunden. Die (erste) Komponente mit dem zweiten Abtriebsrad 8, hier(optional ebenfalls) ausgeführt als Kronenrad, ist nah bei dem Aktorgehäuse 37 mit der (separat gefertigten zweiten) Komponente mit der dazugehörigen zweiten Rampe 9 des zweiten Spindeltriebs 12 mittels einer zweiten Verbindungsstelle 44 verbunden. In den nachfolgenden 3 bis 9 sind rein schematisch unter Verwendung der Bezeichnungen für die beiden Komponenten Abtriebsrad 3,8 und Rampe 4,9 mögliche Verbindungsarten für die erste Verbindungsstelle 43 oder zweite Verbindungsstelle 44 gezeigt.In 2 is an alternative embodiment of an axial force actuator 1 shown in a schematic diagram. For the same components with the same reference numerals, refer to the description for 1 referenced. Here are the first ramp 4th with the corresponding opposite flank 7th as well as (independently of each other) the second ramp 9 with the corresponding opposite flank 10 each according to the type of spindle drive 11 , 12th formed with sliding ramp pairing, so a plurality of load-bearing contact surfaces are formed. This means that there is a high axial force in a small (axial and radial) installation space 19th producible. The (first) component with the first driven gear 3rd , here (optionally) designed as a crown gear, is close to the actuator housing 37 with the (separately manufactured second) component with the associated first ramp 4th of the first spindle drive 11 by means of a first connection point 43 connected. The (first) component with the second output gear 8th , here (optionally also) designed as a crown gear, is close to the actuator housing 37 with the (separately manufactured second) component with the associated second ramp 9 of the second spindle drive 12th by means of a second connection point 44 connected. In the following 3rd to 9 are purely schematic using the designations for the two components output gear 3rd , 8th and ramp 4th , 9 possible connection types for the first connection point 43 or second connection point 44 shown.

In 3 ist Schritt 1 eines Reibschweißverfahrens dargestellt, bei welchem eine Rampe 4,9 mit einer Druckkraft 45 gegen das dazugehörige Abtriebsrad 3,8 gepresst ist, während eine relative Verdrehbewegung 46 (in einer einzigen Richtung oder hin und her schwenkend) gegen ein entgegengerichtetes Reibmoment ausgeführt und damit ein reibungsbedingter Wärmeeintrag zum Aufschmelzen des Materials zumindest einer der beiden, bevorzugt beider, Komponenten bewirkt wird.In 3rd is step 1 a friction welding process shown in which a ramp 4th , 9 with a compressive force 45 against the associated output gear 3rd , 8th is pressed while a relative twisting movement 46 (in a single direction or pivoting back and forth) executed against an opposing frictional torque and thus a friction-related heat input for melting the material of at least one of the two, preferably both, components is brought about.

In 4 ist Schritt 2 des Reibschweißverfahrens beziehungsweise das abgeschlossene Reibschweißverfahren gezeigt, wobei nun bei der Verbindungsstelle 43,44 (vergleiche 3) eine Reibschweißnaht 42 und damit ein sehr steife stoffschlüssige Verbindung gebildet ist. Das Reibschweißverfahren zeichnet sich durch eine besonders einfache Geometrie der beiden zu verbindenden Komponenten 3, 4; 8, 9 aus.In 4th is step 2 the friction welding process or the completed friction welding process shown, with now at the connection point 43 , 44 (compare 3rd ) a friction weld 42 and thus a very stiff material connection is formed. The friction welding process is characterized by a particularly simple geometry of the two components to be connected 3rd , 4th ; 8th , 9 out.

In 5 ist Schritt 1 eines rollierenden Verbindungsverfahrens gezeigt. Hierbei ist (optional) in dem Abtriebsrad 3,8 eine Mehrzahl von Aufnahmen 47 gebildet und eine korrespondierende Anzahl von Fingern 48 (optional korrespondierend) an der dazugehörigen Rampe 4,9 gebildet, welche entlang einer Axialbewegung 49 in die Aufnahmen 47 einführbar sind.In 5 is step 1 a rolling connection method is shown. Here is (optional) in the output gear 3rd , 8th a plurality of shots 47 formed and a corresponding number of fingers 48 (optionally corresponding) at the associated ramp 4th , 9 formed which along an axial movement 49 in the recordings 47 are insertable.

In 6 ist Schritt 2 des rollierenden Verbindungsverfahrens gezeigt, wobei nun die Finger 48 in die Aufnahmen 47 (vergleiche 5) eingeführt sind. Bis hierher gleicht dieses Verbindungsverfahren einem Nietverfahren.In 6th is step 2 of the rolling connection method shown, with the fingers now 48 in the recordings 47 (compare 5 ) are introduced. Up to this point, this connection process is similar to a riveting process.

In 7 ist Schritt 3 des rollierenden Verbindungsverfahrens beziehungsweise das abgeschlossene rollierende Verbindungsverfahren gezeigt, wobei nun eine tangential auf die freien Enden der Finger 48 Rollierkraft 50 aufgebracht worden ist, sodass ein rollierter Formschluss 40 nach Art einer Nietverbindung gebildet ist. Im Unterschied zu einer Nietverbindung wird keine (übermäßige) finger-axiale Stauchkraft (Ausrichtung in entgegengesetzter Richtung zu der Axialbewegung 49 wie in 5 gezeigt) auf die Finger 48 ausgeübt, sondern eine Scherspannung, welche zu der gewünschten plastischen Verformung führt. Die Rollierkraft 50 ist in einer einzigen Drehrichtung oder hin und her schwenkend auf die freien Enden der Finger 48 aufgebracht. Die Rollierkraft 50 ist mit einem einzigen Hub oder einer Mehrzahl von Hüben auf die freien Enden der Finger 48 aufgebracht.In 7th is step 3rd of the rolling connection process or the completed rolling connection process is shown, with a tangential to the free ends of the fingers 48 Rolling force 50 has been applied, so that a rolled form fit 40 is formed in the manner of a riveted connection. In contrast to a riveted connection, there is no (excessive) finger-axial compression force (orientation in the opposite direction to the axial movement 49 as in 5 shown) on the fingers 48 exerted, but a shear stress, which leads to the desired plastic deformation. The rolling force 50 is in a single direction of rotation or pivoting back and forth on the free ends of the fingers 48 upset. The rolling force 50 is with a single stroke or a plurality of strokes on the free ends of the fingers 48 upset.

In 8 ist ein Bajonettverschluss 41 vor dem Verbinden gezeigt, wobei hier (optional) in dem Abtriebsrad 3,8 eine Bajonettaufnahme 51 mit einer Verbindungsrampe 52 gebildet ist und (optional korrespondierend) an der Rampe 4,9 ein Bajonetthaken 53 zum kraftschlüssigen Hintergreifen der Verbindungsrampe 52 gebildet ist. Hierzu wird der Bajonetthaken 53 zunächst entlang einer Axialbewegung 49 in die Bajonettaufnahme 51 eingeführt und anschließend hinter die Verbindungsrampe 52 entlang der Verschlussdrehrichtung 54 geführt. Aufgrund der Rampensteigung der Verbindungsrampe 52 wird ein Kraftschluss zwischen dem Abtriebsrad 3,8 und der Rampe 4,9 erzeugt.In 8th is a bayonet lock 41 shown before connecting, here (optional) in the output gear 3rd , 8th a bayonet mount 51 with a connecting ramp 52 is formed and (optionally corresponding) on the ramp 4th , 9 a bayonet hook 53 for non-positive gripping behind the connecting ramp 52 is formed. The bayonet hook is used for this 53 initially along an axial movement 49 into the bayonet mount 51 introduced and then behind the connecting ramp 52 along the direction of rotation of the shutter 54 guided. Due to the ramp slope of the connection ramp 52 there is a frictional connection between the driven gear 3rd , 8th and the ramp 4th , 9 generated.

In 9 ist der Bajonettverschluss 41 gemäß 8 nach dem Verbinden gezeigt, wobei hier (optional) zusätzlich ein Sicherungselement 55, hier als plastisch verformbare beziehungsweise verformte Lasche ausgeführt, mittels einer Biegekraft 56 eine loslösende, also der Verschlussdrehrichtung 54 (vergleiche 8) entgegengerichtete, Relativbewegung zwischen dem Bajonetthaken 53 und der Verbindungsrampe 52 unterbindet.In 9 is the bayonet lock 41 according to 8th shown after connecting, with here (optional) an additional securing element 55 , here designed as a plastically deformable or deformed tab, by means of a bending force 56 a detaching, i.e. the locking direction of rotation 54 (compare 8th ) opposite, relative movement between the bayonet hook 53 and the connection ramp 52 prevents.

In 10 ist ein Antriebsstrang 15, umfassend eine Antriebsmaschine 20, hier als Verbrennungskraftmaschine dargestellt, eine Maschinenwelle 21, eine Reibkupplung 13 und ein drehmomentübertragend verbundenes linkes Vortriebsrad 22 und rechtes Vortriebsrad 23, schematisch dargestellt. Die Maschinenwelle 21 ist mittels der Reibkupplung 13 lösbar mit dem Getriebe 24 (hier rein schematisch mit gestrichelter Linie angedeutet) verbunden. Dazu ist das Reibpaket 16 der Reibkupplung 13 (hier optional angedeutet in normal-geschlossener Konfiguration) mittels einer Haltekraft 18 axial verpressbar, und zwar mittels einer Betätigungsvorrichtung 17 ausgeführt beispielsweise als Tellerfeder. Die Drehmomentübertragung ist unterbrechbar, indem ein Zentralausrücker (Axialkraftaktor 1) mit einer Axialkraft 19 (vergleiche 1 oder 2) der Haltekraft 18 entgegenwirkt. Der Antriebsstrang 15 ist hier in einem Kraftfahrzeug 25 angeordnet, wobei die Antriebsmaschine 20 mit seiner Motorachse (kongruent mit der Kolbenachse 6 und Rotationsachse 14) quer zur Längsachse 38 vor der Fahrerkabine 39 angeordnet ist.In 10 is a powertrain 15th , comprising a prime mover 20th , shown here as an internal combustion engine, a machine shaft 21 , a friction clutch 13th and a left drive wheel connected to transmit torque 22nd and right propulsion wheel 23 , shown schematically. The machine shaft 21 is by means of the friction clutch 13th detachable with the gear 24 (indicated here purely schematically with a dashed line). There is also the friction package 16 the friction clutch 13th (here optionally indicated in normally closed configuration) by means of a holding force 18th axially compressible by means of an actuating device 17th designed, for example, as a disc spring. The torque transmission can be interrupted by using a central release (axial force actuator 1 ) with an axial force 19th (compare 1 or 2 ) the holding force 18th counteracts. The powertrain 15th is here in a motor vehicle 25th arranged, the prime mover 20th with its motor axis (congruent with the piston axis 6th and axis of rotation 14th ) across the longitudinal axis 38 in front of the driver's cab 39 is arranged.

Mit dem hier vorgeschlagenen Axialkraftaktor ist, beispielsweise ersetzend für einen hydraulischen Zentralausrücker auf konventionellem Bauraum, ein elektrischer Antrieb mit geringem maximalem Drehmoment zum Erzeugen einer hohen Axialkraft einsetzbar.With the axial force actuator proposed here, an electric drive with a low maximum torque can be used to generate a high axial force, for example to replace a hydraulic central release device in a conventional installation space.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11

AxialkraftaktorAxial force actuator

22

Antriebsraddrive wheel

33

erstes Abtriebsradfirst output gear

44th

erste Rampefirst ramp

55

Kolbenpiston

66th

KolbenachsePiston axis

77th

erste Gegenflankefirst opposite flank

88th

zweites Abtriebsradsecond output gear

99

zweite Rampesecond ramp

1010

zweite Gegenflankesecond opposite flank

1111

erster Spindeltriebfirst spindle drive

1212th

zweiter Spindeltriebsecond spindle drive

1313th

ReibkupplungFriction clutch

1414th

RotationsachseAxis of rotation

1515th

AntriebsstrangPowertrain

1616

ReibpaketFriction package

1717th

BetätigungsvorrichtungActuator

1818th

HaltekraftHolding power

1919th

AxialkraftAxial force

2020th

AntriebsmaschinePrime mover

2121

MaschinenwelleMachine shaft

2222nd

linkes Vortriebsradleft propulsion wheel

2323

rechtes Vortriebsradright propulsion wheel

2424

Getriebetransmission

2525th

KraftfahrzeugMotor vehicle

2626th

ElektromotorElectric motor

2727

Antriebswelledrive shaft

2828

Wellenachse Shaft axis

2929

oberes Rotorlagerupper rotor bearing

3030th

unteres Rotorlagerlower rotor bearing

3131

AusrücklagerRelease bearing

3232

kolbenseitiger Lagerringpiston-side bearing ring

3333

kupplungsseitiger Lagerringclutch-side bearing ring

3434

AxialwälzlagerThrust roller bearings

3535

AusrückfederRelease spring

3636

ausgefahrener Kolbenextended piston

3737

AktorgehäuseActuator housing

3838

LängsachseLongitudinal axis

3939

FahrerkabineDriver's cab

4040

rollierter Formschlussrolled form fit

4141

BajonettverschlussBayonet lock

4242

ReibschweißnahtFriction weld

4343

erste Verbindungsstellefirst connection point

4444

zweite Verbindungsstellesecond connection point

4545

DruckkraftCompressive force

4646

VerdrehbewegungTwisting movement

4747

Aufnahmeadmission

4848

Fingerfinger

4949

AxialbewegungAxial movement

5050

RollierkraftRolling force

5151

BajonettaufnahmeBayonet mount

5252

VerbindungsrampeConnection ramp

5353

BajonetthakenBayonet hook

5454

VerschlussdrehrichtungLock rotation direction

5555

SicherungselementFuse element

5656

BiegekraftBending force

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• EP 2707614 A1 [0017]EP 2707614 A1 [0017]

Claims (8)

Axialkraftaktor (1), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten: - ein Antriebsrad (2); - ein erstes Abtriebsrad (3), welches von dem Antriebsrad (2) mit einem ersten Übersetzungsverhältnis antreibbar ist; - ein zweites Abtriebsrad (8), welches von dem Antriebsrad (2) mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis antreibbar ist, wobei das erste Übersetzungsverhältnis und das zweite Übersetzungsverhältnis voneinander verschieden sind; - eine erste Rampe (4), welche mit dem ersten Abtriebsrad (3) dauerhaft drehmomentübertragend verbunden ist; - eine zweite Rampe (9), welche mit dem zweiten Abtriebsrad (8) dauerhaft drehmomentübertragend verbunden ist; und - einen Kolben (5) mit einer Kolbenachse (6), wobei der Kolben (5) eine mit der ersten Rampe (4) korrespondierende erste Gegenflanke (7) aufweist, wobei dem Kolben (5) infolge eines relativen Verdrehens der ersten Rampe (4) zu der ersten Gegenflanke (7) eine axiale Bewegung aufgezwungen ist, wobei der Kolben (5) eine mit der zweiten Rampe (9) korrespondierende zweite Gegenflanke (10) aufweist, wobei die zweite Gegenflanke (10) zu der ersten Gegenflanke (7) fixiert ist, wobei dem Kolben (5) infolge eines relativen Verdrehens der zweiten Rampe (9) zu der zweiten Gegenflanke (10) eine axiale Bewegung aufgezwungen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der beiden Abtriebsräder (3,8) und die dazugehörige Rampe (4,9) zweiteilig ausgeführt sind.Axial force actuator (1), having at least the following components: - a drive wheel (2); - A first output gear (3) which can be driven by the drive gear (2) with a first transmission ratio; - A second output gear (8) which can be driven by the drive gear (2) with a second gear ratio, the first gear ratio and the second gear ratio being different from one another; - A first ramp (4) which is permanently connected to the first output gear (3) in a torque-transmitting manner; - A second ramp (9) which is permanently connected to the second driven gear (8) in a torque-transmitting manner; and - a piston (5) with a piston axis (6), the piston (5) having a first counter-flank (7) corresponding to the first ramp (4), the piston (5) being rotated relative to the first ramp ( 4) an axial movement is imposed on the first mating flank (7), the piston (5) having a second mating flank (10) corresponding to the second ramp (9), the second mating flank (10) to the first mating flank (7 ) is fixed, the piston (5) being forced to move axially as a result of a relative rotation of the second ramp (9) to the second counter-flank (10), characterized in that at least one of the two output gears (3, 8) and the associated Ramp (4,9) are designed in two parts. Axialkraftaktor (1) nach Anspruch 1, wobei die zweiteilig ausgeführten Komponenten Abtriebsrad (3,8) und dazugehörige Rampe (4,9) mittels einer der folgenden Verbindungsarten miteinander drehmomentübertragend verbunden sind: - rollierter Formschluss (40); - Bajonettverschluss (41); - Widerstandsbuckel-Schweißnaht; oder - Reibschweißnaht (42), wobei bevorzugt beide Abtriebsräder (3,8) mit der jeweils dazugehörigen Rampe (4,9) zweiteilig ausgeführt sind und mit der gleichen Verbindungsart miteinander verbunden sind.Axial force actuator (1) according to Claim 1 , the two-part components of the output gear (3, 8) and the associated ramp (4, 9) being connected to one another in a torque-transmitting manner by means of one of the following connection types: - Rolled form fit (40); - bayonet lock (41); - Resistance hump weld seam; or - Friction weld seam (42), both output gears (3, 8) with the respective associated ramp (4, 9) being designed in two parts and being connected to one another with the same type of connection. Axialkraftaktor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Abtriebsrad (3) und das zweite Abtriebsrad (8) ein Kronenrad mit voneinander verschiedenen Zähnezahlen sind und das Antriebsrad (2) ein einziges gemeinsames Ritzel umfasst.Axial force actuator (1) according to Claim 1 or 2 , wherein the first driven gear (3) and the second driven gear (8) are a crown gear with mutually different numbers of teeth and the drive gear (2) comprises a single common pinion. Axialkraftaktor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Rampe (4) und die erste Gegenflanke (7) radial-innen des Kolbens (5) angeordnet ist, und/oder die zweite Rampe (9) und die zweite Gegenflanke (10) radial-außen des Kolbens (5) angeordnet ist.Axial force actuator (1) according to one of the preceding claims, wherein the first ramp (4) and the first counter-flank (7) are arranged radially inward of the piston (5), and / or the second ramp (9) and the second counter-flank (10) are arranged radially outside of the piston (5). Axialkraftaktor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Rampe (4) und die erste Gegenflanke (7) einen ersten Spindeltrieb (11) bilden und/oder die zweite Rampe (9) und die zweite Gegenflanke (10) einen zweiten Spindeltrieb (12) bilden, wobei bevorzugt der erste Spindeltrieb (11) und/oder der zweite Spindeltrieb (12) gebildet ist als: - eine Gleitrampenpaarung; - eine Wälzrampenpaarung; oder - ein Planetenwälzgetriebe.Axial force actuator (1) according to one of the preceding claims, wherein the first ramp (4) and the first opposite flank (7) form a first spindle drive (11) and / or the second ramp (9) and the second opposite flank (10) form a second spindle drive (12), wherein the first spindle drive (11) and / or the second spindle drive (12) is preferably formed as: - a pair of sliding ramps; - a pitch ramp pairing; or - a planetary roller gear. Reibkupplung (13) mit einer Rotationsachse (14) für einen Antriebsstrang (15), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten: - zumindest ein axial verpressbares Reibpaket (16), mittels welchem in einem axial verpressten Zustand ein Drehmoment reibschlüssig übertragbar ist; - je Reibpaket (16) eine Betätigungsvorrichtung (17) zum Ausüben einer Haltekraft (18) auf das Reibpaket (16), sodass das Reibpaket (16) in einem verpressten Zustand gehalten ist; und - je Betätigungsvorrichtung (17) einen Axialkraftaktor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eingesetzt als Zentralausrücker zum Einleiten einer Axialkraft (19) zum Aufheben der Haltekraft (18) auf das Reibpaket (16) oder zum Erzeugen der Haltekraft (18) auf das Reibpaket (16).Friction clutch (13) with a rotation axis (14) for a drive train (15), having at least the following components: - At least one axially compressible friction package (16), by means of which a torque can be transmitted in a frictionally locking manner in an axially compressed state; - For each friction package (16) an actuating device (17) for exerting a holding force (18) on the friction package (16) so that the friction package (16) is held in a compressed state; and - For each actuating device (17) an axial force actuator (1) according to one of the preceding claims, used as a central release for introducing an axial force (19) to cancel the holding force (18) on the friction package (16) or to generate the holding force (18) on the Friction pack (16). Antriebsstrang (15), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten: - zumindest eine Antriebsmaschine (20) mit einer Maschinenwelle (21); - zumindest einen Verbraucher (22,23); und - zumindest ein Getriebe (24) zum drehmomentübertragenden Verbinden der zumindest einen Maschinenwelle (21) mit dem zumindest einen Verbraucher (22,23), wobei das Getriebe (24) zum Lösen einer Drehmomentübertragung zwischen der zumindest einen Maschinenwelle (21) und dem zumindest einen Verbraucher (22,23) eine Reibkupplung (13) nach Anspruch 6 umfasst.Drive train (15) having at least the following components: - at least one drive machine (20) with a machine shaft (21); - At least one consumer (22,23); - At least one gear (24) for torque-transmitting connection of the at least one machine shaft (21) to the at least one consumer (22, 23), the gear (24) for releasing a torque transmission between the at least one machine shaft (21) and the at least a consumer (22,23) a friction clutch (13) after Claim 6 includes. Kraftfahrzeug (25), aufweisend zumindest ein Vortriebsrad (22,23) und einen Antriebsstrang (15) nach Anspruch 7, wobei das zumindest eine Vortriebsrad (22,23) mittels der zumindest einen Antriebsmaschine (20) zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs (25) antreibbar ist.Motor vehicle (25), having at least one drive wheel (22, 23) and a drive train (15) Claim 7 wherein the at least one propulsion wheel (22, 23) can be driven by means of the at least one drive machine (20) to propel the motor vehicle (25).

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