EP1364135A1 - Multifunktionale kupplungsbetätigungseinrichtung - Google Patents

Multifunktionale kupplungsbetätigungseinrichtung

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Publication number
EP1364135A1
EP1364135A1 EP01990363A EP01990363A EP1364135A1 EP 1364135 A1 EP1364135 A1 EP 1364135A1 EP 01990363 A EP01990363 A EP 01990363A EP 01990363 A EP01990363 A EP 01990363A EP 1364135 A1 EP1364135 A1 EP 1364135A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
clutch
gear
disk carrier
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01990363A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Woernle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1364135A1 publication Critical patent/EP1364135A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D28/00—Electrically-actuated clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/123—Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to an actuator for actuating clutches according to the preamble of patent claim 1.
  • the power transmission from the engine to the transmission takes place, for example, via a switchable friction clutch.
  • This friction clutch makes it possible to interrupt the frictional connection during a gear change.
  • two disks are usually pressed together in order to be able to transmit a torque via the friction contact.
  • the torque is controlled e.g. about the contact pressure of the clutch discs.
  • the clutch can be actuated mechanically, hydraulically or electrohydraulically.
  • automated manual transmissions are also known, which e.g. be operated electrohydraulically.
  • an actuating device for a friction clutch which compensates for wear in the case of friction clutches, without requiring additional installation space becomes.
  • the actuating device has a separate drive which can be brought into operative connection with the friction clutch via a drive device.
  • the output device is to be provided with a compensation device in order to compensate for a wear-related change in position of the contact spring of the friction clutch.
  • an adjusting drive in the form of a planetary gear is known, with an electric DC motor arranged parallel to the axis thereof.
  • the shaft of the direct current motor is connected directly to a drive wheel designed as a planet gear.
  • the planetary gear is formed in two levels and is in the first level by the drive wheel to a gear with a planetary gear similar operation, because that
  • an engine In addition to a clutch actuator, an engine also needs a starter to start the engine and a generator to charge the battery.
  • the clutch actuator, the starter and the generator are each separate auxiliary units of the vehicle drive train.
  • the actuator according to the invention for actuating a clutch has the advantage that the actuator can also be used as a starter for starting an engine.
  • an auxiliary unit is proposed according to the invention, which also serves as a clutch actuator and as a starter.
  • the engine can be made more compact and the number of auxiliary units can be reduced.
  • the device combined from the clutch actuator and starter can also be used as a generator for charging the battery.
  • This further reduces the number of parts or ancillary units, so that the engine can be constructed more simply and more compactly. This results in great cost advantages in terms of both manufacture and assembly, since fewer parts have to be manufactured or assembled. Furthermore, the space required for the motor is reduced and, in particular, the weight of the motor is reduced.
  • the actuator according to the invention can be used both as a clutch actuator and as a generator.
  • an auxiliary unit is provided which at the same time has the functions of the clutch actuator and of the generator for charging a battery. This also results in the advantages mentioned above in terms of manufacturing costs, assembly costs, reduced installation space and reduced weight.
  • a lock-up clutch is provided for bridging the clutch, so that in particular the starting process of the engine is simplified since no parts of the clutch have to be moved by the starter when starting the engine.
  • a transmission via which the clutch actuator brings the clutch into and out of engagement preferably has an area with helical teeth through which the rotary movement generated by the coupling actuator can be converted into a translational movement, to engage or disengage the clutch.
  • the actuator is designed such that recuperation of braking energy is possible.
  • the switchable gear clutches are preferably synchronized when the gear stage is changed by means of the actuator according to the invention.
  • the actuator supports the synchronization of a gear clutch when changing gear.
  • the actuator can work as a motor, which accelerates a countershaft to a required synchronous speed when the gear clutch is open.
  • the combined actuator starter preferably engages the motor of the vehicle with an inner disk carrier with an outer disk carrier via a transmission
  • External disk carrier is connected to the engine of the vehicle via a hollow shaft and a transmission and the engine can be started in this way.
  • the actuator when used as a starter, causes the motor to start via a gear, an inner disk carrier and a shaft.
  • the rotational movement of a gear wheel of the transmission is transmitted via a pressure ring into an axial movement of the inner disk carrier.
  • the pressure ring is axially displaceable and is axially displaced by the gear so that the clutch can be brought into and out of engagement via the pressure ring.
  • the actuator according to the invention is advantageously used in a double clutch transmission.
  • the functions according to the invention as a clutch actuator, as a starter for the engine and as a generator for the battery can be implemented without problems both when the vehicle is stationary and in motion.
  • a combined auxiliary unit which can be used as a clutch actuator starter, clutch actuator generator or as a clutch actuator starter generator.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of an actuator according to the invention in accordance with a first exemplary embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic sectional view of an actuator according to the invention according to a second
  • FIG. 3 shows a schematic section of an actuator according to the invention in accordance with a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a clutch according to a first embodiment of the present invention.
  • This is a wet-running multi-plate clutch with an inner disk carrier 7 and an outer disk carrier 8.
  • a hollow shaft 9 which is connected to a motor (not shown) via a transmission 11, is connected to a shaft 10, which is connected to a Transmission (not shown) is connected.
  • an actuator 1 consists of a stator 2 and a rotor 3.
  • the rotor 3 is connected via a gear 4 to a double planet wheel 5, which is rotatably mounted on the shaft 10.
  • the double planet gear 5 is connected to the inner disk carrier 7 via a pressure ring 6.
  • the rotational movement of the double planet wheel 5 in one Translational movement of the pressure ring 6 transmitted, so that the plate carriers 7 and 8 are brought into or out of engagement via the pressure ring 6.
  • the axial movement of the pressure ring 6 is relative to the rotational movement of the rotor 3 of the actuator 1
  • Runner 3 determines whether the clutch is closed or opened.
  • the rotor 3 is blocked with the shaft 10 both in the closed and in the opened state of the clutch, so that the actuator 1 can work both as a clutch actuator and as a starter and as a generator.
  • Clutch gear is achieved by braking or driving the rotor 3, so that the rotor 3 has a different speed from the shaft 10.
  • FIG. 2 shows an actuator according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the actuator 1 according to the second exemplary embodiment comprises a stator 2 and a rotor 3.
  • the rotor 3 is connected to a pressure ring 6 via a gear 4 and a double planet wheel 5.
  • An inner disk carrier 7 is displaced in the axial direction via this pressure ring 6, so that it comes into contact with an outer disk carrier 8 or is separated therefrom.
  • the outer disk carrier 8 is in turn connected to a hollow shaft 9 which is mounted on a shaft 10 which is connected to the inner disk carrier 7.
  • the shaft 10 is connected to a motor 12 via a transmission 11.
  • the hollow shaft 9 is connected to the vehicle 13 via a gear 14. For the sake of simplicity of illustration, only one gear is shown in the transmission 14.
  • the actuator 1 When the vehicle is stationary, the actuator 1 is used as a generator, since the internal combustion engine drives the rotor 3 via the shaft 10 and the inner disk carrier 7 and the transmission 4.
  • the toothing of the double planet wheel 5 In order to be able to use the actuator 1 as a generator even while driving, the toothing of the double planet wheel 5 must be carried out in accordance with variant B of the second exemplary embodiment such that the clutch closes when the actuator 1 is braked.
  • a double clutch transmission is necessary in which two load paths exist, so that the generator function can be provided via the respective unloaded load path, while the other load path transmits the torque of the engine.
  • braking energy recovery is only at least partially possible if the toothing of the double planet wheel 5 is aligned in accordance with variant B of the second exemplary embodiment such that the clutch closes if the actuator 1 is braked. Otherwise, braking energy recovery is not possible.
  • the actuator 1 comprises a stator 2 and a rotor 3.
  • the rotor 3 is via a transmission 4 and a double planet gear 5 is connected to an inner disk carrier 7 via a pressure ring 6.
  • the inner disk carrier 7 is in turn firmly connected to a shaft 10.
  • a motor 12 of the vehicle is connected via a transmission 11 to a hollow shaft 9 which is mounted on the shaft 10.
  • the hollow shaft 9 is in turn connected to the outer disk carrier 8.
  • a lock-up clutch 15 is provided between the hollow shaft 9 and the shaft 10 in order to bridge the clutch 7, 8.
  • the vehicle 13 is connected to the drive train via a transmission 14 which is driven by the shaft 10. Due to a simpler representation, only one stage of the transmission 14 is shown in FIG.
  • the function of the actuator 1 according to the invention according to the third embodiment is as follows.
  • the double planet wheel 5 is moved via the rotor 3 and the gear 4.
  • the pressure ring 6 is moved axially to the actuator 1 or from the actuator 1, so that the inner disk carrier 7 is brought into contact with the outer disk carrier 8 (variant A of the third exemplary embodiment) or is moved by it ( Variant B of the third
  • the motor is started via the outer disk carrier 8 and the hollow shaft 9 and the transmission 11. If, in variant B of the third exemplary embodiment, due to the helical toothing of the double planetary gear 5 inclined in the other direction, the inner disk carrier 7 is removed from the outer disk carrier 8 until the pressure ring 6 runs onto a counter surface 16, the engine 12 can be started such that a Rotation of the rotor 3 via the gear 4, 5 and the pressure ring 6 is transmitted to the inner disk carrier 7. Since the inner disk carrier 7 is firmly connected to the shaft 10, the rotation of the rotor can be transmitted to the motor 12 via the clutch lock-up clutch 15 and the latter can be started.
  • the stationary vehicle 13 is uncoupled due to the open clutch.
  • Actuator 1 in variant A of the third exemplary embodiment is located on the clutch side connected to the stationary vehicle 13, the generator function can only be realized by closing the clutch lock-up clutch 15, so that the rotor 3 over the
  • Lockup clutch 15 is driven.
  • the rotor of the actuator 1 is driven by the motor 12 via the clutch 7, 8 blocked in the closed state.
  • the lock-up clutch 15 is opened.
  • the generator function while the vehicle is traveling is ensured in variant B of the third exemplary embodiment by the rotor 3 also being driven by the motor 12 when the clutch 7, 8 is closed.
  • the generator function while the vehicle is traveling is achieved in variant A of the third exemplary embodiment in that when the clutch 7, 8 is open, the rotor of the vehicle 13 is driven via the closed clutch 14.
  • the generator function can only be implemented while driving in connection with a double clutch transmission in the load-free power branch.
  • the planetary gear is designed in accordance with variant A of the third exemplary embodiment in such a way that when the actuator 1 is used as the motor, the clutch 1, 8 closes, braking energy recovery can also be achieved, since the actuator 1 acts as a generator when the vehicle brakes or coasts and thus further brakes the vehicle.
  • An actuator is thus described according to the invention, which can be used as a clutch actuator starter or as a clutch actuator generator or as a clutch actuator starter generator.
  • an actuator designed as an auxiliary unit can perform several functions for the engine take over, so that the number of parts and the installation space as well as the weight of the motor can be reduced.

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Abstract

Erfindungsgemäss wird ein Aktor (1) beschrieben, welcher als Kupplungsaktor-Starter oder als Kupplungsaktor-Generator oder als Kupplungsaktor-Starter-Generator verwendet werdenkann. Somit kann ein als Nebenaggregat ausgebildeter Aktor mehrere Funktionen für den Motor (12) übernehmen, sodass die Teilezahl und der Bauraum sowie das Gewich des Motors reduziert werden können.

Description

MUIiTIFUNKTIONALE KUPPLUNGSBETÄTlGuTtfGSEINRICHTUNG
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktor für eine Betätigung von Kupplungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Fahrzeugen mit Schaltgetrieben erfolgt die Kraftübertragung vom Motor zum Getriebe beispielsweise über eine schaltbare Reibungskupplung. Diese Reibungskupplung ermöglicht es, den Kraftschluss während eines Gangwechsels zu unterbrechen. Bei Reibungskupplungen werden in der Regel zwei Scheiben zusammengedrückt, um über den Reibkontakt ein Drehmoment übertragen zu können. Die Steuerung des Drehmoments erfolgt z.B. über die Anpresskraft der Kupplungsscheiben. Die Betätigung der Kupplung kann mechanisch, hydraulisch oder elektrohydraulisch erfolgen. Des Weiteren sind auch automatisierte Schaltgetriebe bekannt, welche z.B. elektrohydraulisc betätigt werden.
Beispielsweise ist aus der DE 197 29 997 eine Stelleinrichtung für eine Reibungskupplung bekannt, weichte den bei Reibungskupplungen auf retenden Verschleiß kompensiert, ohne dass ein zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Hierbei weist die Stelleinrichtung einen separaten Antrieb auf, der über eine Antriebseinrichtung mit der Reibungskupplung in Wirkverbindung bringbar ist. Dabei ist die Abtriebseinrichtung mit einer Kompensationseinrichtung zu versehen, um eine verschleißbedingte Lageänderung der Anpressfeder der Reibungskupplung auszugleichen.
Aus der DE-41 33 962 ist ein VerStellantrieb in Form eines Plänetengetriebes bekannt, mit einem achsparallel dazu angeordneten elektrischen Gleichstrommotor. Die Welle des Gleichstrommotors ist direkt mit einem als Planetenrad ausgebildeten Antriebsrad verbunden. Das Planetengetriebe ist in zwei Ebenen ausgebildet und wird in der ersten Ebene durch das Antriebsrad zu einem Getriebe mit einer einem Planetengetriebe ähnlichen Wirkungsweise, da das
Antriebsrad stillsteht und das Hohlrad und das Sonnenrad in zueinander entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden. In der zweiten Ebene des Planetengetriebes bewirken Zähnezahldifferenzen am Hohlrad bzw. am Sonnenrad zu den korrespondierenden Zähnezahlen der ersten Ebene eine entsprechende übersetzte Drehzahl am Planetenradträger . Hierbei ist es auch möglich, das Planetengetriebe mit einem Gewindetrieb zu verbinden, um kleine translatorische Bewegungen auszuführen.
Weiter werden in einem Motor neben einem Kupplungsaktor auch ein Starter zum Starten des Motors und ein Generator zum Aufladen der Batterie benötigt. Üblicherweise sind der Kupplungsaktor, der Starter und der Generator jeweils separate Nebenaggregate des Fahrzeug-Antriebsstrangs.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Aktor zur Betätigung einer Kupplung weist demgegenüber den Vorteil auf, dass der Aktor gleichzeitig auch als Starter zum Starten eines Motors einsetzbar ist. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß ein Nebenaggregat vorgeschlagen, welches gleichzeitig als Kupplungsaktor und als Starter dient. Dadurch kann der Motor kompakter aufgebaut werden und die Anzahl der Nebenaggregate verringert werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung ist die aus Kupplungsaktor und Starter kombinierte Vorrichtung zusätzlich noch als Generator zum Aufladen der Batterie einsetzbar. Dadurch wird die Anzahl der Teile bzw. Nebenaggregate weiter verringert, sodass der Motor einfacher und kompakter aufgebaut werden kann. Hieraus ergeben sich große Kostenvorteile sowohl hinsichtlich Herstellung als auch Montage, da weniger Teile hergestellt bzw. montiert werden müssen. Weiterhin wird dadurch der notwendige Bauraum für den Motor verringert sowie insbesondere auch das Gewicht des Motors reduziert.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der erfindungsgemäße Aktor sowohl als Kupplungsaktor als auch als Generator einsetzbar. Dadurch wird ein Nebenaggregat bereitgestellt, welches gleichzeitig die Funktionen des Kupplungsaktors als auch des Generators zum Aufladen einer Batterie aufweist. Dadurch ergeben sich ebenfalls die oben genannten Vorteile hinsichtlich Herstellungskosten, Montagekosten, verringertem Bauraum und verringertem Gewicht.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Überbrückungskupplung zur Überbrückung der Kupplung vorgesehen, sodass insbesondere der Startvorgang des Motors vereinfacht wird, da keine Teile der Kupplung durch den Starter beim Starten des Motors mitbewegt werden müssen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein Getriebe, über welches der Kupplungsaktor die Kupplung in und außer Eingriff bring , vorzugsweise einen Bereich mit einer Schrägverzahnung auf, durch welchen die eine durch den Kup lungsaktor erzeugte Drehbewegung in eine translatorische Bewegung gewandelt werden kann, um die Kupplung in Eingriff bzw. außer Eingriff zu bringen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Aktor derart ausgelegt, dass eine Rekuperation von Bremsenergie möglich ist.
Vorzugsweise erfolgt mittels des erfindungsgemäßen Aktors eine Synchronisierung der schaltbaren Gangkupplungen beim Wechsel der Gangstufe. Dabei wird die Synchronisierung einer Gangkupplung beim Wechseln der Gangstufe durch den Aktor unterstützt. Beispielsweise kann dabei der Aktor als Motor arbeiten, welcher bei geöffneter Gangkupplung eine Vorgelegewelle auf eine erforderliche Synchrondrehzahl beschleunig .
Vorzugsweise bringt der kombinierte Aktor-Starter bei Verwendung des Aktors als Starter den Motor des Fahrzeugs über ein Getriebe einen Innenlamellenträger mit einem Außenlamellenträger in Eingriff, wobei der
Außenlamellenträger über eine Hohlwelle und eine Übersetzung mit dem Motor des Fahrzeugs in Verbindung steht und der Motor so gestartet werden kann. Gemäß einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel bringt der Aktor bei einer Verwendung als Starter den Motor über ein Getriebe, einen Inenlamellenträger und eine Welle zum Starten.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Drehbewegung eines Zahnrades des Getriebes über einen Druckring in eine Axialbewegung des Innenlamellenträgers übertragen. Hierbei ist der Druckring axial verschiebbar und wird durch das Getriebe axial verschoben, sodass die Kupplung über den Druckring in und außer Eingriff bringbar ist.
Vorteilhaft wird der erfindungsgemäße Aktor bei einem Doppelkupplungsgetriebe verwendet. Dadurch lassen sich sowohl bei stehendem als auch fahrendem Fahrzeug ohne Probleme die erfindungsgemäßen Funktionen als Kupplungsaktor, als Starter für den Motor und als Generator für die Batterie verwirklichen.
Erfindungsgemäß wird somit ein kombiniertes Nebenaggregat vorgeschlagen, welches als Kupplungsaktor-Starter, Kupplungsaktor-Generator oder als Kupplungsaktor-Starter- Generator einsetzbar ist . Dadurch werden mehrere Funktionen des Fahrzeugs von nur einem Nebenaggregat bereitgestellt, sodass die Teileanzahl verringert werden kann und dadurch insbesondere die Herstellungs- und Montagekosten. Weiterhin benötigt ein Aggregat nur einen geringeren Bauraum als mehrere Aggregate und das Gewicht des Motors kann weiter verringert werden.
Zeichnung Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen in Verbindung mit der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Aktors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Aktors gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
Figur 3 eine schematische Schnitt nsieht eines erfindungsgemäßen Aktors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine Kupplung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Hierbei handelt es sich um eine nasslaufende Lamellenkupplung mit einem Innenlamellentr ger 7 und einem Außenlamellenträger 8. Dadurch wird eine hohle Welle 9, welche über eine Übersetzung 11 mit einem Motor (nicht dargestellt) in Verbindung steht, mit einer Welle 10 verbunden, welche mit einem Getriebe (nicht dargestellt) in Verbindung steht.
Wie weiter in Figur 1 gezeigt, besteht ein Aktor 1 aus einem Stator 2 und einem Läufer 3. Der Läufer 3 ist über ein Getriebe 4 mit einem Doppelplanetenrad 5 verbunden, welches drehbar auf der Welle 10 gelagert ist. Das Doppelplanetenrad 5 ist über einen Druckring 6 mit dem Innenlamellentrager 7 verbunden. Hierbei wird die Rotationsbewegung des Doppelplanetenrads 5 in eine translatorische Bewegung des Druckrings 6 übertragen, sodass die Lamellenträger 7 und 8 über den Druckring 6 in Eingriff bzw. außer Eingriff gebracht werden. Hierbei wird die Axialbewegung des Druckrings 6 durch eine Rotationsbewegung des Läufers 3 des Aktors 1 relativ zur
Rotationsbewegung der Welle 10 erzeugt. Weisen die Welle 10 und der Läufer 3 die gleiche Drehzahl auf, wird der Zustand der Kupplung nicht geändert. Wenn sich der Läufer 3 relativ zur Welle 10 dreht, legt das Vorzeichen der Differenz zwischen der Drehzahl der Welle 10 und der Drehzahl des
Läufers 3 fest, ob die Kupplung geschlossen oder geöffnet wird.
Im geschlossenen Zustand der Kupplung sind die beiden Wellen 10 und 9 sowie der Läufer 3 verblockt. Im geöffneten Zustand der Kupplung wird das Aktorgetriebe durch Anlaufen des Druckrings 6 auf eine Gegenfläche 16 blockiert. Dadurch ist der Läufer 3 über das Getriebe 4, die Gegenfläche 16, den Druckring 6 und den Innenlamellentrager 7 mit der Welle 10 verblockt.
Somit ist sowohl im geschlossenen als auch geöffneten Zustand der Kupplung der Läufer 3 mit der Welle 10 verblockt, sodass der Aktor 1 sowohl als Kupplungsaktor als auch als Starter und als Generator arbeiten kann. Der
Kupplungs organg wird dabei durch Abbremsen oder Antreiben des Läufers 3 erreicht, sodass der Läufer 3 eine von der Welle 10 unterschiedliche Drehzahl aufweist.
In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßer Aktor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet. Wie in Figur 2 gezeigt, umfasst der Aktor l gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel einen Stator 2 und einen Läufer 3. Der Läufer 3 steht über ein Getriebe 4 und ein Doppelplanetenrad 5 mit einem Druckring 6 in Verbindung. Über diesen Druckring 6 wird ein Innenlamellentrager 7 in Axialrichtung verschoben, sodass er mit einem Außenlamellenträger 8 in Verbindung kommt bzw. von diesem getrennt wird. Der Außenlamellenträger 8 ist seinerseits mit einer Hohlwelle 9 verbunden, welche auf einer Welle 10 gelagert ist, die mit dem Innenlamellentrager 7 verbunden ist. Über eine Übersetzung 11 ist die Welle 10 mit einem Motor 12 verbunden. Die Hohlwelle 9 ist über ein Getriebe 14 mit dem Fahrzeug 13 verbunden. Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist beim Getriebe 14 nur ein Gang dargestellt.
•Wenn nun der Motor 12 gestartet werden soll, treibt der Läufer 3 des Aktors 1 über das Getriebe 4 , das Doppelplanetenrad 5, den Druckring 6 und den
Innenlamellentrager 7 den Motor 12 an. Das stehende Fahrzeug ist dabei auf Grund der geöffneten Kupplung 14 abgekuppelt. Beim Startvorgang ist abhängig von der Richtung der Verzahnung des Dσppelplanetenrads 5 zu beachten, dass sich die Kupplung 7, 8 entweder im Eingriff oder außer Eingriff befindet, da je nach Art der Verzahnung des Doppelplanetenrads 5 der Druckring 6 den Innenlamellentrager 7 gegen den Außenlamellenträger 8 drückt (Variante A des zweiten Ausführungsbeispiels) oder der Druckring 6 gegen eine Gegenfläche 16 aufläuft, sodass die Kupplung außer Eingriff ist (Variante B des zweiten Ausführungsbeispiels) . Im ersten Fall wird dann beim Starten des Motors der Außenlamellenträger 8 und die Hohlwelle 9 mit angetrieben, wobei im zweiten Fall der Läufer 3 nur das Getriebe 4 , 5 , den Druckring 6 , den Innenlamellentrager 7 und die Welle 10 antreiben muss.
Im Stand des Fahrzeugs wird der Aktor 1 als Generator genutzt, da der Verbrennungsmotor über die Welle 10 und den Innenlamellentrager 7 sowie das Getriebe 4 den Läufer 3 antreibt. Um den Aktor 1 auch während der Fahrt als Generator nutzen zu können, ist die Verzahnung des Doppelplanetenrades 5 entsprechend Variante B des zweiten Ausführungsbeispiels so auszuführen, dass die Kupplung beim Abbremsen des Aktors 1 schließt. Bei Variante A des zweiten Ausführungsbeispiels ist ein Doppelkupplungsgetriebe notwendig, bei dem zwei Lastpfade existieren, sodass über den jeweils unbelasteten Lastpfad die Generatorfunktion bereitgestellt werden kann, während der andere Lastpfad das Drehmoment des Motors überträgt .
Eine Bremsenergierückgewinnung ist in diesem Ausführungsbeispiel nur dann zumindest teilweise möglich, wenn die Verzahnung des Doppelplanetenrades 5 entsprechend Variante B des zweiten Ausführungsbeispiels so ausgerichtet ist, dass die Kupplung schließt, falls der Aktor 1 abgebremst wird. Anderenfalls ist keine Bremsenergierückgewinnung möglich.
In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aktors dargestellt. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnet.
Wie in Figur 3 gezeigt, umfasst der Aktor 1 einen Stator 2 und einen Läufer 3. Wie in den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Läufer 3 über ein Getriebe 4 und ein Doppelplanetenrad 5 über einen Druckring 6 mit einem Innenlamellentrager 7 verbunden. Der Innenlamellentrager 7 ist seinerseits mit einer Welle 10 fest verbunden. Ein Motor 12 des Fahrzeugs ist über eine Übersetzung 11 mit einer Hohlwelle 9 verbunden, welche auf der Welle 10 gelagert ist. Die Hohlwelle 9 ist ihrerseits mit dem Außenlamellenträger 8 verbunden. Weiter ist zwischen der Hohlwelle 9 und der Welle 10 eine Überbrückungskupplung 15 vorgesehen, um die Kupplung 7, 8 zu überbrücken. Das Fahrzeug 13 ist über ein Getriebe 14, welches von der Welle 10 angetrieben wird, mit dem Antriebsstrang verbunden. Auf Grund einer einfacheren Darstellung ist in Figur 3 nur eine Stufe des Getriebes 14 eingezeichnet .
Die Funktion des erfindungsgemäßen Aktors 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist dabei wie folgt. Um den Motor 12 zu starten, wird über den Läufer 3 und das Getriebe 4 das Doppelplanetenrad 5 bewegt . Abhängig von der Richtung der Schrägverzahnung des Doppelplanetenrads 5 wird dabei der Druckring 6 in Axialrichtung zum Aktor 1 oder vom Aktor 1 fortbewegt, sodass der Innenlamellentrager 7 mit dem Außenlamellenträger 8 in Kontakt gebracht wird (Variante A des dritten Ausführungsbeispiels) oder von ihm fortbewegt wird (Variante B des dritten
Ausführungsbeispiels) . In Variante A des dritten Ausführungsbeispiels wird der Motor über den Außenlamellenträger 8 und die Hohlwelle 9 sowie die Übersetzung 11 gestartet. Wenn in Variante B des dritten Ausführungsbeispiels auf Grund der in die andere Richtung geneigten Schrägverzahnung des Doppelplanetenrads 5 der Innenlamellentrager 7 vom Außenlamellenträger 8 entfernt wird, bis der Druckring 6 auf eine Gegenfläche 16 aufläuft, kann der Motor 12 derart gestartet werden, dass eine Drehung des Läufers 3 über das Getriebe 4, 5 und den Druckring 6 auf den Innenlamellentrager 7 übertragen wird. Da der Innenlamellentrager 7 fest mit der Welle 10 verbunden ist, kann die Drehung des Läufers über die Kupplungsüberbrückungskupplung 15 auf den Motor 12 übertragen werden und dieser gestartet werden.
Bei beiden oben beschriebenen Varianten ist das stehende Fahrzeug 13 jeweils auf Grund der geöffneten Kupplung abgekoppelt.
Bei beiden oben beschriebenen möglichen Varianten ist jeweils auch eine Generatorfunktion im Stand des Fahrzeugs möglich, wobei das stehende Fahrzeug 13 jeweils auf Grund der geöffneten Kupplung 14 abgekoppelt ist. Da sich der
Aktor 1 in Variante A des dritten Ausführungsbeispiels auf der mit dem stillstehenden Fahrzeug 13 verbundenen Kupplungsseite befindet, kann die Generatorfunktion nur durch Schließen der Kupplungsüberbrückungskupplung 15 realisiert werden, sodass der Läufer 3 über die
Überbrückungskupplung 15 angetrieben wird. In Variante B des dritten Ausführungsbeispiels wird der Läufer des Aktors 1 über die im geschlossenen Zustand verblockte Kupplung 7, 8 durch den Motor 12 angetrieben. Hierbei ist die Überbrückungskupplung 15 geöffnet .
Die Generatorfunktion während der Fahrt des Fahrzeuges wird bei Variante B des dritten Ausführungsbeispiels gewährleistet, indem bei geschlossener Kupplung 7, 8 der Läufer 3 ebenfalls durch den Motor 12 angetrieben wird. Die Generatorfunktion während der Fahrt des Fahrzeuges wird bei Variante A des dritten Ausführungsbeispiels erreicht, indem bei geöffneter Kupplung 7, 8 der Läufer von Fahrzeug 13 über die geschlossene Kupplung 14 angetrieben wird. Damit kann in diesem Fall die Generatorfunktion während der Fahrt nur im Zusammenhang mit einem Doppelkupplungsgetriebe im jeweils lastfreien Leistungszweig realisiert werden.
Bei einer Gestaltung des Planetenrads entsprechend Variante A des dritten Ausführungsbeispiels derart, dass bei Verwendung des Aktors 1 als Motor die Kupplung 1 , 8 schließt, kann auch eine Bremsenergierückgewinnung erreicht werden, da der Aktor 1 beim Bremsen bzw. im Schubbetrieb des Fahrzeugs als Generator wirkt und das Fahrzeug somit weiter abbremst .
Umgekehrt kann bei einer Gestaltung des Planetenrades 5 entsprechend Variante B des dritten Ausführungsbeispiels derart, dass bei Verwendung des Aktors 1 als Motor die Kupplung 7,8 öffnet, auch die Funktion "Getriebesynchronisierung" realisiert werden.
Zu allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sei angemerkt, dass diese vorzugsweise in einem Doppelkupplungsgetriebe verwendet werden, wobei immer ein Zweig des Getriebes lastfrei und der andere unter Last ist. Somit können alle notwendigen Funktionen des Aktors als Kupplungsaktor, als Starter und als Generator bei fahrendem und bei stehendem Fahrzeug bereitgestellt werden, wobei insbesondere die Generatorfunktion bei Fahrt jeweils über den lastfreien Zweig erfolgt.
Somit wird erfindungsgemäß ein Aktor beschrieben, welcher als Kupplungsaktor-Starter oder als Kupplungsaktor- Generator oder als Kupplungsaktor-Starter-Generator verwendet werden kann. Somit kann ein als Nebenaggregat ausgebildeter Aktor mehrere Funktionen für den Motor übernehmen, sodass die Teilezahl und der Bauraum sowie das Gewicht des Motors reduziert werden können.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims

Ansprüche
1. Aktor zur Betätigung einer Kupplung (7, 8), welcher über ein Getriebe (4, 5) die Kupplung (7, 8) in und außer Eingriff bringt, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (1) gleichzeitig auch als Starter für einen Motor (12) einsetzbar ist.
2. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (1) zusätzlich auch als Generator einsetzbar ist.
3. Aktor zur Betätigung einer Kupplung (7, 8), welcher über ein Getriebe (4, 5) die Kupplung (7, 8) in und außer Eingriff bringt, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (1) gleichzeitig auch als Generator einsetzbar ist.
4. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überbrückungskupplung (15) vorgesehen ist, um die Kupplung (7, 8) zu überbrücken.
5. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Zahnrad (5) mit einer Schrägverzahnung aufweist, welches bei einem Antrieb durch den Aktor (1) die Kupplung (7, 8) in Eingriff oder außer Eingriff bringt.
6. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (1) eine Rekuperation von Bremsenergie und/oder eine Synchronisierung der schaltbaren Gangkupplungen beim Wechsel der Gangstufe ermöglicht.
7. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor bei einer Verwendung als Starter den Motor (12) über ein Getriebe (4, 5) einen Innenlamellentrager (7) mit einem Außenlamellenträger (8) in Eingriff bringt, wobei der Außenlamellenträger (8) über eine Hohlwelle (9) und eine Übersetzung (11) mit dem Motor (12) in Verbindung steht und der Motor (12) so gestartet werden kann.
8. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor bei einer Verwendung als Starter den Motor (12) über ein Getriebe (4, 5) , einen Innenlamellentrager (7)und eine Welle (10), die mit dem Motor (12) in Verbindung steht, starten kann.
9. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4, 5) über einen Druckring (6) bei geöffneter Lamellenkupplung verblockt wird.
10. Verwendung eines Aktors nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Doppelkupplungsgetriebe.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100811712B1 (ko) * 2006-08-31 2008-03-11 현대자동차주식회사 차량용 더블 클러치의 엑츄에이터
WO2014074481A2 (en) * 2012-11-07 2014-05-15 Dana Automotive Systems Group, Llc A clutch management system
KR101795154B1 (ko) * 2015-10-12 2017-11-07 현대자동차주식회사 엔진 시동 및 밸런스샤프트 구동용 모터 조립체 및 그 제어방법
DE102016221916A1 (de) * 2016-11-09 2018-05-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungsbetätigungseinrichtung
DE102017221885A1 (de) * 2017-12-05 2019-06-06 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung und Verfahren zum Betätigen einer Schalteinrichtung eines Fahrzeugantriebsstrangs sowie Fahrzeugantriebsstrang

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2609499B1 (fr) * 1987-01-09 1990-11-23 Lajarrige Pierre Groupe motopropulseur a variation continue de vitesse
DE19729997C2 (de) * 1996-10-02 2000-06-21 Mannesmann Sachs Ag Stelleinrichtung für die Betätigung einer Reibungskupplung
JP3546640B2 (ja) * 1997-04-23 2004-07-28 株式会社デンソー スタータ
EP1093549B1 (de) * 1998-04-07 2003-03-05 Jetromatic Development Plan Oy Vorrichtung zur übertragung einer drehbewegung
DE19835575A1 (de) * 1998-08-06 2000-03-02 Mannesmann Sachs Ag Parallelhybridantrieb für ein Kraftfahrzeug mit in die elektrische Maschine integrierter Kupplung und zugehörige Elektromotorbaueinheit
DE10036504B4 (de) * 1999-08-02 2011-05-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebsstrang
DE10230650A1 (de) * 2001-07-11 2003-04-03 Luk Lamellen & Kupplungsbau Hydraulischer Drehmomentwandler
US6732529B2 (en) * 2001-11-16 2004-05-11 Pratt & Whitney Canada Corp. Off loading clutch for gas turbine engine starting
DE10210194A1 (de) * 2002-03-07 2003-09-18 Zf Sachs Ag Kupplungseinheit für ein Kraftfahrzeug

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO02066851A1 *

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Publication number Publication date
WO2002066851A1 (de) 2002-08-29
JP2004518917A (ja) 2004-06-24
US20040051320A1 (en) 2004-03-18
KR20030077030A (ko) 2003-09-29
DE10108477A1 (de) 2002-09-05

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