DE102021120476B3

DE102021120476B3 - Hydraulikanordnung und elektrischer Achsantriebsstrang

Info

Publication number: DE102021120476B3
Application number: DE102021120476.3A
Authority: DE
Inventors: David Huber
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2021-08-06
Publication date: 2022-08-18
Anticipated expiration: 2041-08-07
Also published as: WO2023011681A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung (1), insbesondere für einen elektrisch betreibbaren, mehrgängigen Achsantriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeugs (3), umfassend einen Zentralausrücker (7), mit einem gegenüber einem drehfest mit einem Gehäuse (8) befestigbaren Zentralausrückergehäuse (9), in dem ein translatorisch versetzbarer erster ringförmige Zentralausrückerkolben (10) aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse (9) und dem ersten ringförmigen Zentralausrückerkolben (10) ein erster Druckraum (11) definiert ist, in den ein Hydraulikfluid (12) einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste ringförmige Zentralausrückerkolben (10) gegenüber dem Zentralausrückergehäuse (9) hydraulisch bewirkt versetzbar und entgegen seiner Ausrückrichtung durch wenigstens ein erstes Federelement (20) federkraftbeaufschlagt ist, wobei das erste Federelement (20) durch eine Mehrzahl von ersten Druckfedern (21) gebildet ist, welche einerseits an einem dem ersten Druckraum (11) abgewandten Ende (22) des ersten ringförmigen Zentralausrückerkolbens (10) anliegen und sich anderseits an einem axial gegenüber dem Zentralausrückergehäuse (9) fixierten ersten Trägerblech (23) abstützen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung, insbesondere für einen elektrisch betreibbaren, mehrgängigen Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Zentralausrücker, mit einem gegenüber einem drehfest mit einem Gehäuse befestigbaren Zentralausrückergehäuse, in dem ein translatorisch versetzbarer erster ringförmige Zentralausrückerkolben aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse und dem ersten ringförmigen Zentralausrückerkolben ein erster Druckraum definiert ist, in den ein Hydraulikfluid einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste ringförmige Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse hydraulisch bewirkt versetzbar und entgegen seiner Ausrückrichtung durch wenigstens ein erstes Federelement federkraftbeaufschlagt ist. Die Erfindung betrifft ferner einen elektrischen Achsantriebsstrang.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.
Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge, der wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegelraddifferenzial oder Stirnradifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2-Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibarer Antriebsstrang bezeichnet.
Derartige elektrisch betreibbare Antriebsstränge mit mehrgängigen, schaltbaren Getrieben benötigen in der Regel für die Schaltvorgänge hydraulische Einrichtungen. In derartigen Fahrzeugen mit mehrgängigen E-Achsen kommen hydraulische Einrichtungen wie beispielsweise Zentralausrücker zum Einsatz, welche mit Kupplungen und/oder Bremsen zusammenwirken, um einen Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung darzustellen. Aus der DE 10 2014 102 515 A1 ist eine Hydraulikanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hydraulikanordnung für einen elektrisch betreibbaren, mehrgängigen Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, der besonders kostengünstig herstellbar und betriebssicher ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hydraulikanordnung, insbesondere für einen elektrisch betreibbaren, mehrgängigen Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Zentralausrücker, mit einem gegenüber einem drehfest mit einem Gehäuse befestigbaren Zentralausrückergehäuse, in dem ein translatorisch versetzbarer erster ringförmige Zentralausrückerkolben aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse und dem ersten ringförmigen Zentralausrückerkolben ein erster Druckraum definiert ist, in den ein Hydraulikfluid einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste ringförmige Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse hydraulisch bewirkt versetzbar und entgegen seiner Ausrückrichtung durch wenigstens ein erstes Federelement federkraftbeaufschlagt ist, wobei das erste Federelement durch eine Mehrzahl von ersten Druckfedern gebildet ist, welche einerseits an einem dem ersten Druckraum abgewandten Ende des ersten ringförmigen Zentralausrückerkolbens anliegen und sich anderseits an einem axial gegenüber dem Zentralausrückergehäuse fixierten ersten Trägerblech abstützen.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass zum einen der Zentralausrücker nur eine sehr geringe Hysterese bzw. Reibung zwischen dem Federelement und dem beweglichen Zentralausrückerkolben aufweist, wodurch insbesondere die Gefahr eines verschleißbedingten Ausfalls des Zentralausrückers reduziert werden kann. Ferner benötigen die entsprechenden Kontaktflächen zwischen dem Federelement und dem Zentralausrückerkolben keine aufwendige härtende Oberflächenbehandlung zur Verschleißminimierung. Auch hierdurch können günstigere Materialien zum Einsatz kommen. Auch unterstützt die Verwendung von Druckfedern, die häufig als günstiges Standardbauteil zur Verfügung stehen, eine Reduktion der Teilekomplexität in einer hydraulischen Anordnung.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Die Hydraulikanordnung ist insbesondere vorgesehen zur Verwendung in einem elektrischen Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Maschine und eine Getriebeanordnung, wobei die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung eine bauliche Einheit bilden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet. Die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung können auch in einem Antriebsstranggehäuse aufgenommen sein. Das Antriebsstranggehäuse ist zumindest zur Aufnahme der elektrischen Maschine und der Getriebeanordnung vorgesehen.
Im Zusammenhang mit der Erfindung kann die elektrische Maschine des Achsantriebsstrangs als Radial- oder Axialflussmaschine ausgebildet sein. Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist die elektrische Maschine eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.
Die Getriebeanordnung des elektrischen Achsantriebsstrangs ist insbesondere mit der elektrischen Maschine koppelbar, welche zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird.
Besonders bevorzugt ist die Getriebeanordnung mehrgängig und schaltbar ausgeführt.
Die Getriebeanordnung kann ein Differentialgetriebe aufweisen. Ein Differentialgetriebe ist ein Planetengetriebe mit einem Antrieb und zwei Abtrieben. Es hat üblicherweise die Funktion, zwei Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell, aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können.
Der Zentralausrücker der erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung umfasst ein Zentralausrückergehäuse. Das Zentralausrückergehäuse hat die Funktion Bauteile des Zentralausrückers wie insbesondere die beweglichen Zentralausrückerkolben aufzunehmen und vor äußeren mechanischen oder chemischen Einflüssen zu schützen. Ferner besitzt das Zentralausrückergehäuse die Funktion, eine einfache Montage und Fixierung des Zentralausrückers innerhalb des Antriebsstrangs zu erlauben. Bevorzugt kann das Zentralausrückergehäuse aus einem Kunststoff, einem metallischen Werkstoff und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Das Zentralausrückergehäuse kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein.
Das Zentralausrückergehäuse kann an seiner radial äußeren Mantelfläche eine Au-ßenverzahnung aufweisen, die in eine korrespondierende Innenverzahnung eines Gehäuses eingeschoben werden kann, so dass eine entsprechende Drehmomentabstützung des Zentralausrückergehäuses an dem Gehäuse erfolgt.
Der Zentralausrücker der Hydraulikanordnung weist ferner einen Zentralausrückerkolben auf. Der Zentralausrückerkolben hat die Funktion eine hydraulische Druckbeaufschlagung in eine lineare Verschiebung des Zentralausrückerkolbens umzuwandeln, wobei diese bewirkt, dass beispielsweise ein Kupplungssystem von einem eingekuppelten Betriebszustand in einen ausgekuppelten Betriebszustand überführbar ist. Der Zentralausrücker kann über einen ringförmigen Zentralausrückerkolben oder mehrere Zentralausrückerkolben (Mehrkolbenausrücker) verfügen.
Die Hydraulikanordnung kann des Weiteren eine erste und eine zweite Kupplungsvorrichtung besitzen. Die Kupplungsvorrichtung kann beispielsweise als Scheibenkupplung, Lamellenkupplung, Verzahnungskupplung oder dergleichen ausgebildet sein. Die Kupplungsvorrichtung kann auch als Bremse konfiguriert sein, indem beispielsweise die Innen- oder Außenlamellen einer Lamellenkupplung drehfest gegenüber dem Achsantriebsgehäuse fixiert sind. Der Zentralausrückerkolben des Zentralausrückers aktuiert in diesem Fall die Kupplungsvorrichtung.
Der Zentralausrücker kann so konfiguriert sein, dass der erste Zentralausrückerkolben unabhängig von dem zweiten Zentralausrückerkolben aktuierbar ist. Bevorzugt ist es jedoch, dass beide Zentralausrückerkolben synchron aktuiert werden.
Der erste Zentralausrückerkolben wirkt bevorzugt mit der Kupplungsvorrichtung zusammen, so dass ein Versatz des ersten Zentralausrückerkolbens ein Einkuppeln oder Auskuppeln der ersten Kupplungsvorrichtung bewirkt. Der zweite Zentralausrückerkolben wirkt in analoger Weise bevorzugt mit der zweiten Kupplungsvorrichtung zusammen, so dass ein Versatz des zweiten Zentralausrückerkolbens ein Einkuppeln oder Auskuppeln der zweiten Kupplungsvorrichtung bewirkt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Zentralausrückerkolben und der zweite Zentralausrückerkolben in axialer Richtung versetzbar sind. Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der erste Zentralausrückerkolben und der zweite Zentralausrückerkolben in voneinander entgegengesetzte Richtungen versetzbar sind. Hierdurch lassen sich insbesondere besonders bauraumsparende Ausführungsformen eines Achsantriebsstrangs realisieren.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Zentralausrückergehäuse im Querschnitt eine doppel-T-förmige Kontur aufweist, was fertigungstechnisch besonders günstig ist.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Zentralausrückergehäuse eine zylinderringartige Raumform aufweist, was ebenfalls zu einer kompakten Bauform des Achsantriebsstrang beitragen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem Zentralausrückergehäuse des Zentralausrückers ein translatorisch versetzbarer zweiter ringförmige Zentralausrückerkolben aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse und dem zweiten Zentralausrückerkolben ein zweiter Druckraum definiert ist, in den das Hydraulikfluid einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der zweite Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse hydraulisch bewirkt versetzbar und entgegen seiner Ausrückrichtung durch wenigstens ein zweites Federelement federkraftbeaufschlagt ist, wobei das zweite Federelement durch eine Mehrzahl von zweiten Druckfedern gebildet ist, welche einerseits an einem dem zweiten Druckraum abgewandten Ende des zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolbens anliegen und sich anderseits an einem axial gegenüber dem Zentralausrückergehäuse fixierten zweiten Trägerblech abstützen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass mit einem Zentralausrücker beispielsweise zwei Kupplungsvorrichtungen aktuierbar sind.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das erste Trägerblech eine Mehrzahl von ersten Aufnahmen aufweist, welche jeweils eine axiale und/oder radiale und/oder umfängliche Festlegung jeweils einer ersten Druckfeder bewirkt und/oder das zweite Trägerblech eine Mehrzahl von zweiten Aufnahmen aufweist, welche jeweils eine axiale und/oder radiale und/oder umfängliche Festlegung jeweils einer zweiten Druckfeder bewirken/bewirkt. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass das erste Trägerblech und/oder das zweite Trägerblech mittels eines spanlosen Fertigungsprozesses, beispielsweise Tiefziehen, hergestellt sind/ist. Ferner ist es bevorzugt, dass das erste Trägerblech und/oder das zweite Trägerblech ringförmig ausgebildet sind/ist. Ferner kann eine besonders gute Fixierung der Druckfedern an einem Trägerblech erzielt werden, wenn die ersten Aufnahmen und/oder die zweiten Aufnahmen als sich in Axialrichtung erstreckende Zylinderabschnitte ausgeformt sind/ist. Hierbei kann dann beispielsweise eine zylinderförmige Druckfeder mit ihrem inneren Durchmesser auf einen entsprechenden Zylinderabschnitt aufgesteckt oder mit ihrem äußeren Durchmesser in einen entsprechenden Zylinderabschnitt eingesteckt werden. Um die Druckfedern besonders sicher, insbesondere auch verliersicher, an einem Trägerblech anzuordnen, kann zwischen einer Aufnahme und einer Druckfeder auch eine Presspassung ausgebildet sein.
Des Weiteren ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass das dem ersten Druckraum abgewandte Ende des ersten ringförmigen Zentralausrückerkolbens eine Mehrzahl von Aufnahmen aufweist, welche jeweils eine axiale und/oder radiale und/oder umfängliche Festlegung jeweils einer ersten Druckfeder bewirkt und/oder das dem zweiten Druckraum abgewandte Ende des zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolbens eine Mehrzahl von zweiten Aufnahmen aufweist, welche jeweils eine axiale und/oder radiale und/oder umfängliche Festlegung jeweils einer zweiten Druckfeder bewirkt. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass der erste und/oder zweite Zentralausrückerkolben aus einem Kunststoff geformt ist. Ferner kann eine besonders gute Fixierung der Druckfedern an einem Zentralausrückerkolben erzielt werden, da die ersten Aufnahmen und/oder die zweiten Aufnahmen als sich in Axialrichtung erstreckende Zylinderabschnitte ausgeformt sind/ist. Hierbei kann dann beispielsweise eine zylinderförmige Druckfeder mit ihrem inneren Durchmesser auf einen entsprechenden Zylinderabschnitt eines Zentralausrückerkolbens aufgesteckt oder mit ihrem äußeren Durchmesser in einen entsprechenden Zylinderabschnitt eingesteckt werden. Um die Druckfedern besonders sicher, insbesondere auch verliersicher, an einem Zentralausrückerkolben anzuordnen, kann zwischen einer Aufnahme und einer Druckfeder auch eine Presspassung ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das erste Trägerblech und/oder das zweite Trägerblech an dem Zentralausrückergehäuse axial fixiert ist, was einen modulartigen Aufbau des Zentralausrückers als vorkonfektionierte Baueinheit ermöglicht. Ein Trägerblech kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Zentralausrückergehäuse fixiert sein. Insbesondere können in dem Zentralausrückergehäuse eine oder mehrere Nuten vorgesehen sein, in die ein Sicherungsring zur axialen Sicherung des entsprechenden Trägerblechs einsetzbar ist.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die ersten Druckfedern äquidistant über den Umfang des ersten ringförmigen Zentralausrückerkolbens und/oder die zweiten Druckfedern äquidistant über den Umfang des zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolbens angeordnet sind, wodurch sich eine besonders gleichmäßige Druckverteilung ohne eine Gefahr des Verkantens des Zentralausrückerkolbens ergibt.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die ersten Druckfedern und/oder die zweiten Druckfedern tailliert und/oder tonnenförmig ausgeformt sind, wodurch sich axial besonders kompakt bauende Konfigurationen realisieren lassen.
Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass das erste Trägerblech und das zweite Trägerblech gleichteilig ausgebildet sind, was die Herstellungskosten durch Reduktion der Bauteilkomplexität positiv beeinflusst.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die ersten Druckfedern und die zweiten Druckfedern gleichteilig ausgebildet sind, was ebenfalls die Herstellungskosten durch Reduktion der Bauteilkomplexität weiter positiv beeinflusst.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch einen elektrisch betreibbaren, mehrgängigen Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine und einer mit der elektrischen Maschine wirkverbundenen Getriebeanordnung, wobei die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung eine bauliche Einheit bilden, umfassend wenigstens ein erstes Kupplungssystem zur Betätigung wenigstens einer Gangwahlvorrichtung der Getriebeanordnung, welche durch eine Hydraulikanordnung, nach einem der Ansprüche 1-9, aktuierbar ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigt:

1 eine Hydraulikanordnung in einer schematischen Axialschnittansicht,
2 eine Hydraulikanordnung in einer perspektivischen Ansicht und
3 ein elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Hydraulikanordnung in einer schematischen Blockschaltansicht.

Die Figur zeigt eine Hydraulikanordnung 1 für einen elektrisch betreibbaren, mehrgängigen Achsantriebsstrang 2 eines Kraftfahrzeugs 3, wie er exemplarisch in der 3 gezeigt ist.
Die Hydraulikanordnung 1 umfasst einen Zentralausrücker 7, mit einem gegenüber einem drehfest mit einem Gehäuse 8 befestigbaren Zentralausrückergehäuse 9. In dem Zentralausrückergehäuse 9 ist ein translatorisch versetzbarer erster ringförmiger Zentralausrückerkolben 10 aufgenommen. Zwischen dem Zentralausrückergehäuse 9 und dem ersten ringförmigen Zentralausrückerkolben 10 ist ein erster Druckraum 11 definiert, in den ein Hydraulikfluid 12 einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste ringförmige Zentralausrückerkolben 10 gegenüber dem Zentralausrückergehäuse 9 hydraulisch bewirkt versetzbar und entgegen seiner Ausrückrichtung durch wenigstens ein erstes Federelement 20 federkraftbeaufschlagt ist.
Durch das Gehäuse 8 und das Zentralausrückergehäuse 9 läuft ein erster Hydraulikkanal 15, durch den das Hydraulikfluid 12 in den ersten Druckraum 11 gelangen kann. Der zweite Druckraum 14 kann über einen separaten zweiten Hydraulikkanal 16 mit Hydraulikfluid 12 beaufschlagbar sein, was gut aus der Zusammenschau von 1 mit der 2 zu erkennen ist.
Das erste Federelement 20 ist durch eine Mehrzahl von ersten Druckfedern 21 gebildet, welche einerseits an einem dem ersten Druckraum 11 abgewandten Ende 22 des ersten ringförmigen Zentralausrückerkolbens 10 anliegen und sich anderseits an einem axial gegenüber dem Zentralausrückergehäuse 9 fixierten ersten Trägerblech 23 abstützen.
Aus der 1 ist ferner ersichtlich, dass in dem Zentralausrückergehäuse 9 des Zentralausrückers 7 ein translatorisch versetzbarer zweiter ringförmige Zentralausrückerkolben 13 aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse 9 und dem zweiten Zentralausrückerkolben 13 ein zweiter Druckraum 14 definiert ist, in den das Hydraulikfluid 12 einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der zweite Zentralausrückerkolben 13 gegenüber dem Zentralausrückergehäuse 9 hydraulisch bewirkt versetzbar und entgegen seiner Ausrückrichtung durch wenigstens ein zweites Federelement 30 federkraftbeaufschlagt ist. Auch das zweite Federelement 30 wird durch eine Mehrzahl von zweiten Druckfedern 31 gebildet, welche einerseits an einem dem zweiten Druckraum 14 abgewandten Ende 32 des zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolbens 13 anliegen und sich anderseits an einem axial gegenüber dem Zentralausrückergehäuse 9 fixierten zweiten Trägerblech 33 abstützen.
Das erste Trägerblech 23 weist eine Mehrzahl von ersten Aufnahmen 24 auf, welche jeweils eine axiale, radiale und umfängliche Festlegung jeweils einer ersten Druckfeder 21 bewirkt. Auch das zweite Trägerblech 33 besitzt eine Mehrzahl von zweiten Aufnahmen 34, welche jeweils eine axiale, radiale und umfängliche Festlegung jeweils einer zweiten Druckfeder 31 bewirkt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das erste Trägerblech 23 und das zweite Trägerblech 33 mittels spanlosen Tiefziehens hergestellt. Man erkennt gut, dass zur Fixierung der Druckfedern 21,31 die ersten Aufnahmen 24 und die zweiten Aufnahmen 34 als sich in Axialrichtung erstreckende Zylinderabschnitte ausgeformt sind. Die zylinderförmige Druckfedern 21,31 sind mit ihrem inneren Durchmesser auf einen entsprechenden Zylinderabschnitt mit einer leichten Presspassung aufgesteckt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Trägerbleche 23,33 an einer radial inneren Ringfläche des Zentralausrückergehäuses 9 befestigt. Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Trägerbleche 23,33 an einer radial äußeren Ringfläche des Zentralausrückergehäuses 9 anzuordnen. Auch ist in der 1 gut zu erkennen, dass das erste Trägerblech 23 und das zweite Trägerblech 33 sowie die ersten Druckfedern 21 und die zweiten Druckfedern 31 gleichteilig ausgebildet sind.
Wie in der 1 ferner dargestellt, ist an einem dem ersten Druckraum 11 abgewandte Ende 22 des ersten ringförmigen Zentralausrückerkolbens 10 ebenfalls eine Mehrzahl von Aufnahmen 25 vorhanden, welche jeweils eine axiale, radiale spowie umfängliche Festlegung jeweils einer ersten Druckfeder 21 bewirkt. Analog hierzu weist der Zentralausrücker 7 auch ein dem zweiten Druckraum 14 abgewandtes Ende 32 des zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolbens 13 auf, welches eine Mehrzahl von zweiten Aufnahmen 35 aufweist, die ebenfalls jeweils eine axiale, radiale und umfängliche Festlegung jeweils einer zweiten Druckfeder 31 bewirken.
Die Aufnahmen 24,34 der Trägerbleche 23,33 und die Aufnahmen 25,35 der Zentralausrückerkolben 10,13 sind in Axialrichtung fluchtend zueinander angeordnet, so dass eine Druckfeder 21,31 im Wesentlichen ohne umfänglichen Versatz zwischen einer entsprechenden Aufnahme des Trägerblechs 24,34 und einer ihr zugeordneten Aufnahme des Zentralausrückerkolbens 10,13 positionierbar ist. Die ersten Druckfedern 21 und die zweiten Druckfedern 31 der in 1 gezeigten Ausführungsform sind an ihren distalen Enden leicht tailliert ausgeformt.
Wie insbesondre auch aus der 2 hervorgeht, sind die ersten Druckfedern 21 äquidistant über den Umfang des ersten ringförmigen Zentralausrückerkolbens 10 und die zweiten Druckfedern 31 äquidistant über den Umfang des zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolbens 13 angeordnet.
Die Druckfedern 21,31 haben die Funktion, die Zentralausrückerkolben 10,13 nach einem hydraulikdruckbewirkten Ausrücken wieder in ihre vollständig eingerückte Betriebsposition zu überführen, wie sie in der 1 gezeigt ist. Die Zentralausrückerkolben 10,13 sind beispielsweise mit nicht dargestellten Lamellenbremsen gekoppelt, so dass die Lamellenbremsen über den Zentralausrücker 7 aktuierbar sind. Die Federelemente 20,30 sorgen somit dafür, dass beispielsweise die Lamellenbremse wieder sicher geöffnet wird, wenn kein hydraulischer Druck mehr in einem der Druckräum 11,14 ansteht, um Schleppverluste durch eine nicht vollständig geöffnete Lamellenbremse zu vermeiden. Die Federkraft der Federelemente 20,30 muss ausreichend groß gewählt sein, um in jedem Fall die Reibung innerhalb des Zentralausrückers 7 zu überwinden.
Schließlich zeigt die 3 einen elektrisch betreibbaren, mehrgängigen Achsantriebsstrang 2 für ein Kraftfahrzeug 3, mit einer elektrischen Maschine 40 und einer mit der elektrischen Maschine 40 wirkverbundenen Getriebeanordnung 41, wobei die elektrische Maschine 40 und die Getriebeanordnung eine bauliche Einheit 42 bilden. Der Achsantriebsstrang 2 umfasst dabei wenigstens ein erstes Kupplungssystem 43 zur Betätigung wenigstens einer Gangwahlvorrichtung 44 der Getriebeanordnung 41, welche durch eine Hydraulikanordnung 1, wie sie in den 1-2 gezeigt wurde, aktuierbar ist.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezugszeichenliste

1: Hydraulikanordnung
2: Achsantriebsstrang
3: Kraftfahrzeug
7: Zentralausrücker
8: Gehäuse
9: Zentralausrückergehäuse
10: Zentralausrückerkolben
11: Druckraum
12: Hydraulikfluid
13: Zentralausrückerkolben
14: Druckraum
15: Hydraulikkanal
16: Hydraulikkanal
20: Federelement
21: Druckfedern
22: Ende
23: Trägerblech
24: Aufnahmen
25: Aufnahmen
30: Federelement
31: Druckfedern
32: Ende
33: Trägerblech
34: Aufnahmen
35: Aufnahmen
40: Maschine
41: Getriebeanordnung
42: Einheit
43: Kupplungssystem
44: Gangwahlvorrichtung

Claims

Hydraulikanordnung (1), insbesondere für einen elektrisch betreibbaren, mehrgängigen Achsantriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeugs (3), umfassend einen Zentralausrücker (7), mit einem gegenüber einem drehfest mit einem Gehäuse (8) befestigbaren Zentralausrückergehäuse (9), in dem ein translatorisch versetzbarer erster ringförmige Zentralausrückerkolben (10) aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse (9) und dem ersten ringförmigen Zentralausrückerkolben (10) ein erster Druckraum (11) definiert ist, in den ein Hydraulikfluid (12) einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste ringförmige Zentralausrückerkolben (10) gegenüber dem Zentralausrückergehäuse (9) hydraulisch bewirkt versetzbar und entgegen seiner Ausrückrichtung durch wenigstens ein erstes Federelement (20) federkraftbeaufschlagt ist, wobei das erste Federelement (20) durch eine Mehrzahl von ersten Druckfedern (21) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von ersten Druckfedern einerseits an einem dem ersten Druckraum (11) abgewandten Ende (22) des ersten ringförmigen Zentralausrückerkolbens (10) anliegen und sich anderseits an einem axial gegenüber dem Zentralausrückergehäuse (9) fixierten ersten Trägerblech (23) abstützen, und dass das dem ersten Druckraum (11) abgewandte Ende (22) des ersten ringförmigen Zentralausrückerkolbens (10) eine Mehrzahl von Aufnahmen (25) aufweist, welche jeweils eine axiale und/oder radiale und/oder umfängliche Festlegung jeweils einer ersten Druckfeder (21) bewirkt, und dass die ersten Aufnahmen (25) als sich in Axialrichtung erstreckende Zylinderabschnitte ausgeformt sind.
Hydraulikanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zentralausrückergehäuse (9) des Zentralausrückers (7) ein translatorisch versetzbarer zweiter ringförmige Zentralausrückerkolben (13) aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse (9) und dem zweiten Zentralausrückerkolben (13) ein zweiter Druckraum (14) definiert ist, in den das Hydraulikfluid (12) einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der zweite Zentralausrückerkolben (13) gegenüber dem Zentralausrückergehäuse (9) hydraulisch bewirkt versetzbar und entgegen seiner Ausrückrichtung durch wenigstens ein zweites Federelement (30) federkraftbeaufschlagt ist, wobei das zweite Federelement (30) durch eine Mehrzahl von zweiten Druckfedern (31) gebildet ist, welche einerseits an einem dem zweiten Druckraum (14) abgewandten Ende (32) des zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolbens (13) anliegen und sich anderseits an einem axial gegenüber dem Zentralausrückergehäuse (9) fixierten zweiten Trägerblech (33) abstützen.
Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerblech (23) eine Mehrzahl von ersten Aufnahmen (24) aufweist, welche jeweils eine axiale und/oder radiale und/oder umfängliche Festlegung jeweils einer ersten Druckfeder (21) bewirkt und/oder das zweite Trägerblech (33) eine Mehrzahl von zweiten Aufnahmen (34) aufweist, welche jeweils eine axiale und/oder radiale und/oder umfängliche Festlegung jeweils einer zweiten Druckfeder (31) bewirken/bewirkt.
Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dem zweiten Druckraum (14) abgewandte Ende (32) des zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolbens (13) eine Mehrzahl von zweiten Aufnahmen (35) aufweist, welche jeweils eine axiale und/oder radiale und/oder umfängliche Festlegung jeweils einer zweiten Druckfeder (31) bewirkt.
Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerblech (23) und/oder das zweite Trägerblech (33) an dem Zentralausrückergehäuse (9) axial fixiert ist.
Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Druckfedern (21) äquidistant über den Umfang des ersten ringförmigen Zentralausrückerkolbens (10) und/oder die zweiten Druckfedern (31) äquidistant über den Umfang des zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolbens (13) angeordnet sind.
Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Druckfedern (21) und/oder die zweiten Druckfedern (31) tailliert und/oder tonnenförmig ausgeformt sind.
Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerblech (23) und das zweite Trägerblech (33) gleichteilig ausgebildet sind.
Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Druckfedern (21) und die zweiten Druckfedern (31) gleichteilig ausgebildet sind.
Elektrisch betreibbarer, mehrgängiger Achsantriebsstrang (2) für ein Kraftfahrzeug (3), mit einer elektrischen Maschine (40) und einer mit der elektrischen Maschine (40) wirkverbundenen Getriebeanordnung (41), wobei die elektrische Maschine (40) und die Getriebeanordnung eine bauliche Einheit (42) bilden, umfassend wenigstens ein erstes Kupplungssystem (43) zur Betätigung wenigstens einer Gangwahlvorrichtung (44) der Getriebeanordnung (41), welche durch eine Hydraulikanordnung (1), nach einem der Ansprüche 1-9, aktuierbar ist.