DE10003130A1 - Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere für eine zwischen Antriebsmotor und einem Übersetzungsgetriebe vorzusehende Reibungskupplung, wobei die Betätigungsvorrichtung ein Ausrückmechanismus zur Betätigung der Kupplungsbetätigungsmittel aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung bzw. eine Reibungskupplung mit einer Betätigungsvorrichtung. Kupplungen werden zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen eingesetzt, wobei die Kupplung ein vom Ausgangsteil bzw. der Abtriebswelle eines Antriebsmotors, wie z. B. der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, antreibbares Eingangsteil und ein mit einer anzutreibenden Welle, wie z. B. der Eingangswelle eines Übersetzungsgetriebes, verbindbares Ausgangsteil besitzt. Solche Kupplungen haben Betätigungsmittel, wie z. B. Tellerfederzungen, die über ein Ausrückmechanismus das Teil der Betätigungsvorrichtung ist, betätigbar sind.

Reibungskupplungen bzw. Betätigungsvorrichtungen für Reibungskupplungen sind beispielsweise durch die US-Patente 4 865 173, 4 890 711 und 5 267 635 bekannt geworden. Bei diesen Konstruktionen ist die zur Betätigung der Reibungskupplung bereitzustellende Leistung bzw. Energie verhältnismäßig hoch. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß die von der Anpreßfeder der jeweiligen Kupplung aufgebrachte Kraft vollständig durch die Betätigungsvorrichtung überwunden werden muß.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung bzw. eine Reibungskupplung mit einer solchen Betätigungsvorrichtung zu schaffen, die einen verringerten Energieeinsatz zum Betätigen und Ansteuern der Reibungskupplung benötigt. Insbesondere soll bei Einsatz von Elektromotoren die zum Betätigen der Reibungskupplung erforderliche elektrische Leistung verringert werden. Weiterhin soll die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung in einfacher Weise eine Automatisierung einer Reibungskupplung ermöglichen, so daß diese zumindest in Verbindung mit einem halb automatisierten oder gar mit einem voll automatisierten Getriebe verwendet werden kann. Insbesondere soll in Abhängigkeit von der Betätigung eines Getriebes eine automatische Kupplungsbetätigung ermöglicht werden.

Gemäß der Erfindung wird dies unter anderem dadurch erzielt, daß die Betätigungsvorrichtung einen Ausrückmechanismus zur Betätigung der Kupplungsbetätigungsmittel, wie z. B. Tellerfederzungen, aufweist, der ein axial verlagerbares Betätigungselement, das auf die Kupplungsbetätigungsmittel einwirkt, besitzt, welches über ein eine drehende Bewegung in eine lineare Bewegung umwandelndes Getriebe axial in Ausrück- und Einrückrichtung der Kupplung bewegbar ist, wobei hierfür das Getriebe ein mit einem vom Antriebsmotor antreibbares Bauteil koppelbares Antriebselement sowie zwei über eine Getriebeübersetzung mit dem Antriebselement antriebsmäßig gekoppelte Bewegungseinleitungselemente besitzt, wobei diese beiden Bewegungseinleitungselemente über eine die Drehbewegung des Antriebselements in eine lineare Bewegung umwandelnde Getriebeübersetzung mit dem Betätigungselement wirkungsmäßig verbunden sind und bei angetriebenem Antriebselement die Ausrückbewegung des Betätigungselementes durch Abbremsen des einen der beiden Bewegungseinleitungselemente und die Einrückbewegung des Betätigungselementes durch Abbremsen des anderen der Bewegungseinleitungselemente gewährleistet wird.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das mit dem Betätigungselement zusammenwirkende Getriebe selbsthemmend ist, so daß auch in den Zuständen, in denen der Motor der Betätigungsvorrichtung keine Leistung abgibt, also beispielsweise nicht strombeaufschlagt ist, die Reibungskupplung sich nicht ungewollt verstellen kann. Es wird also dadurch gewährleistet, daß eine gezielte Betätigungsstellung der Reibungskupplung auch ohne Leistungsabgabe des Motors der Betätigungsvorrichtung beibehalten werden kann. Dadurch ist es möglich, die Reibungskupplung auch derart anzusteuern, daß sie immer gerade in einem Eingriffzustand gehalten wird, welcher zur Übertragung des gerade anstehenden Drehmoments der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges ausreicht. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die Reibungskupplung jeweils in einen derartigen Eingriffszustand gebracht wird, der das 1 bis 1,4-fache des anstehenden Drehmomentes beträgt. Dadurch können im Antriebsstrang auftretende Drehmomentstöße durch Durchrutschen der Reibungskupplung gedämpft werden. Auch ist es möglich, die Reibungskupplung derart anzusteuern, daß zumindest bei bestimmten Betriebszuständen des Kraftfahrzeuges ein geringer Schlupf in der Reibungskupplung vorhanden ist, und dies auch bei Nichtvorhandensein von Drehmomentstößen. Das Getriebe des Ausrückmechanismus kann in vorteilhafter Weise zumindest ein Planetengetriebe umfassen. Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn der Ausrückmechanismus wenigstens eine Bewegungsschraube bzw. eine Spindel umfaßt zur Verlagerung des auf die Kupplungsbetätigungsmittel einwirkenden Betätigungselementes. Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn wenigstens drei auf einem Kreis gleichmäßig verteilt angeordnete Bewegungsschrauben bzw. Spindeln vorhanden sind, wobei es zweckmäßig sein kann, wenn diese über das Planetengetriebe verdrehbar sind. In vorteilhafter Weise kann das Betätigungselement Muttergewinde für die Bewegungsschrauben bzw. Bewegungsspindeln aufweisen.

Für den Aufbau und die Funktion des Ausrückmechanismus kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Bewegungsschrauben am Antriebselement des Planetengetriebes verdrehbar gelagert sind. Dabei kann das Antriebselement einen Planetenträger bilden, an dem mit den Bewegungsschrauben bzw. den Spindeln drehfest verbundene Planetenzahnräder verdrehbar gelagert sind.

Die Bewegungseinleitungselemente, mittels derer die axiale Verlagerung des Betätigungselementes erzeugt wird, sind in vorteilhafter Weise Bestandteil des Planetengetriebes oder aber zumindest antriebsmäßig mit Bestandteilen des Planetengetriebes verbunden. So kann das eine der Bewegungseinleitungselemente das Hohlrad tragen oder gar bilden und das andere der Bewegungseinleitungselemente das Sonnenrad tragen bzw. unmittelbar bilden. In vorteilhafter Weise können die Bewegungseinleitungselemente ringförmig ausgebildet und konzentrisch zum Betätigungselement angeordnet sein. Das Antriebselement des Planetengetriebes, welches wie bereits erwähnt durch einen Planetenträger gebildet sein kann, ist in vorteilhafter Weise mit einem Bauteil, wie insbesondere dem Gehäuse der Reibungskupplung, antriebsmäßig verbindbar bzw. verbunden. Dadurch ist es möglich, die für die Betätigung der Reibungskupplung erforderliche Energie vom Verbrennungsmotor bzw. vom Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges abzugreifen. Bei drehender Brennkraftmaschine ist es also lediglich erforderlich, eines der Bewegungseinleitungselemente abzubremsen, um eine Betätigung der Reibungskupplung, nämlich einen Ausrückvorgang oder einen Einrückvorgang, einzuleiten. Zweckmäßig kann es sein, wenn die Bewegungseinleitungselemente jeweils eine Angriffsfläche besitzen für ein Bremselement. Ein solches Bremselement kann in vorteilhafter Weise durch ein Reibrad gebildet sein. Die jeweilige Angriffsfläche für das Bremselement kann durch einen axialen ringförmigen Ansatz gebildet sein, den die Bewegungseinleitungselemente tragen bzw. aufweisen. Die beiden Ansätze sind dabei in vorteilhafter Weise konzentrisch zueinander angeordnet, wobei radial zwischen diesen das Bremselement, wie z. B. ein Reibrad, vorgesehen ist, welches wahlweise mit einer der Angriffsflächen in Eingriff bzw. in Reibkontakt bringbar ist. Das Bremselement kann in vorteilhafter Weise über einen Motor, wie insbesondere einen Elektromotor, gegenüber den Bewegungseinleitungselementen radial verlagerbar sein. Die Betätigungsvorrichtung kann dabei derart ausgebildet sein, daß über den Motor nicht nur ein Eingriff zwischen den Angriffsflächen und dem Bremselement ermöglicht ist, sondern auch noch zusätzlich eine Verdrehung des vorzugsweise durch ein Reibrad gebildetes Bremselement. Durch eine derartige Ausgestaltung der Betätigungsvorrichtung kann auch bei stillstehender Brennkraftmaschine die Reibungskupplung über den Motor betätigt werden. Dadurch kann beispielsweise vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine die Reibungskupplung ausgerückt werden. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die Reibungskupplung in Abhängigkeit von der Betätigung eines Schaltgetriebes automatisch betätigt wird.

In vorteilhafter Weise kann das Reibrad über einen Schneckenantrieb mit dem Motor verbunden sein, wobei dieser Schneckenantrieb selbsthemmend sein kann. Durch die Selbsthemmung des Schneckenantriebes kann gewährleistet werden, daß bei Betätigung des Ausrückmechanismus mittels vom Antriebsstrang bzw. der Brennkraftmaschine abgezweigter Energie keine Rückwirkung der auf das Reibrad einwirkenden Kräfte auf den Motor erfolgt. Für den Aufbau und die Funktion der Betätigungsvorrichtung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn das Reibrad mitsamt dem Schneckenantrieb auf einem Träger vorgesehen sind, wobei dieser Träger über eine Blattfederaufhängung verlagerbar aufgehängt sein kann. Über diese Aufhängung kann die für den. Reibeingriff des Reibrades mit den Bewegungseinleitungselementen erforderliche Verlagerung gewährleistet werden.

Der Träger kann als Gehäuse ausgebildet sein, in dem zumindest der Schneckenantrieb aufgenommen ist. Der Motor der Betätigungsvorrichtung sowie der Träger können in vorteilhafter Weise vom Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeuges getragen sein.

Um eine einwandfreie Funktion sowie einen einfachen Aufbau der Betätigungsvorrichtung zu gewährleisten, kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn zwischen dem Motor der Betätigungsvorrichtung und dem Schneckenantrieb ein weiteres Planetengetriebe vorgesehen ist, mittels dessen sowohl die Verlagerung des Reibrades als auch bei Bedarf die Verdrehung des Reibrades realisiert werden kann.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das weitere Planetengetriebe zumindest drei Elemente besitzt, nämlich einen Planetenträger mit darauf gelagerten Planetenrädern, ein Hohlrad und ein Sonnenrad, wobei eines der Elemente mit einer Antriebswelle, ein zweites der Elemente mit einer Abtriebswelle verbunden ist und das dritte Element eine Gewindeverbindung aufweist, die koaxial zur Rotationsachse des dritten Elementes angeordnet ist und über die es an einem feststehenden Gehäuseteil axial verlagerbar geführt bzw. abgestützt ist. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn das Sonnenrad mit einem elektrischen Antriebsmotor verbunden ist, der Planetenträger mit der Schnecke des Schneckenantriebes gekoppelt ist und das Hohlrad über die Gewindeverbindung axial verlagerbar an einem Gehäuse abgestützt ist. Zweckmäßig kann es sein, wenn die Schnecke über eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung, wie z. B. Rutschkupplung, gegenüber dem Träger verdrehgesichert ist. Durch diese Drehmomentbegrenzungseinrichtung wird auch gewährleistet, daß das Abtriebsteil des weiteren Planetengetriebes, wie z. B. der Planetenträger, ebenfalls gegen Verdrehung so lange gesichert ist, bis das durch den Motor der Betätigungsvorrichtung abgegebene Drehmoment größer wird als das von der Drehmomentbegrenzungseinrichtung übertragbare maximale Drehmoment.

Weitere Vorteile und Merkmale einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung gehen aus der Figurenbeschreibung hervor.

Es zeigt Fig. 1 eine teilweise, im Schnitt dargestellte erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung und Fig. 2 einen teilweise dargestellten Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Betätigungsvorrichtung 1 umfasst einen Ausrückermechanismus 2, der über einen Motor 3 unter Zwischenschaltung eines Getriebemechanismus 4 aktivierbar ist.

Über den Ausrückmechanismus 2 kann eine zwischen einem Schaftgetriebe und einer Brennkraftmaschine vorgesehene Reibungskupplung 5 ein- und ausgerückt werden. Bezüglich des Aufbaues und der Wirkungsweise einer derartigen Reibungskupplung wird beispielsweise auf folgende Patentschriften hingewiesen:
US 5 205 388; US 5 191 810; US 5 160 007.

Bezüglich weiterer Ausgestaltungsmöglichkeiten von Reibungskupplungen wird auf die internationalen Patentklassifikationsunterklassen F16 B und B 60 K verwiesen, und insbesondere auf die Hauptgruppen F16 D13 und B 60 K 17.

Wie aus Fig. 2 erkennbar, handelt es sich um eine Reibungskupplung 5, die ein Gehäuse 6 aufweist, das mit einem Schwungrad 7 verbunden ist, welches seinerseits wiederum mit einem nicht näher dargestellten Motor, wie Brennkraftmaschine, antriebsmäßig gekoppelt ist. Die Reibungskupplung 5 besitzt Kupplungsbetätigungsmittel 8, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Tellerfederzungen 8 gebildet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Reibungskupplung 5 zwangsweise über einen Energiespeicher in Form einer Tellerfeder 9 in die geschlossene Position gedrängt. Die Tellerfeder 9 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel derart am Gehäuse 6 verschwenkbar gelagert, daß sie ähnlich wie ein zweiarmiger Hebel wirkt. Die Tellerfeder 9 beaufschlagt die Anpreßplatte 10, wodurch im eingerückten Zustand der Reibungskupplung 5 die Kupplungsscheibe 11 zwischen dem Schwungrad 7 und der Anpreßplatte 10 eingespannt wird. Die Kupplungsscheibe 11 ist mit der Eingangswelle eines nicht näher dargestellten Getriebes verbunden.

Der Ausrückmechanismus 2 ist mittels des Motors 3 aktivierbar bzw. antreibbar. Der Motor 3 kann in vorteilhafter Weise durch einen Elektromotor gebildet sein, der in beide Drehrichtungen ansteuerbar ist. Der Ausrückmechanismus 2 kann weiterhin mittels Energie aus dem Antriebsstrang betätigt werden. Insbesondere kann die zum Betätigen des Ausrückmechanismus 2 erforderlichen Energie von dem das Schwungrad 7 antreibenden Motor, wie insbesondere Brennkraftmaschine, abgeleitet werden.

Der Ausrückmechanismus 2 besitzt ein axial verlagerbares Betätigungselement 12, das hier als Betätigungsring 12 ausgebildet ist. Über das Betätigungselement 12 sind die Kupplungsbetätigungsmittel 8 gegenüber dem Gehäuse 6 verschwenkbar. Hierfür ist das Betätigungselement 12 über ein eine drehende Bewegung in eine lineare Bewegung umwandelndes Getriebe 13 axial in Ausrück- und Einrückrichtung der Reibungskupplung 5 bewegbar.

Das zum Ausrückmechanismus 2 gehörende Getriebe 13 ist als Planetengetriebe ausgebildet und besitzt einen Planetenträger 14, auf dem Planetenräder 15 drehbar gelagert, jedoch axial fest sind. Die Planetenräder 15 sind vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des ringförmig ausgebildeten Planetenträgers 14 angeordnet. Weiterhin sind die Planetenräder 15 mit dem Betätigungselement 12 über eine die Drehbewegung der Planetenräder 5 in eine lineare Bewegung für das Betätigungselement 12 umwandelnde Antriebsverbindung gekoppelt. Diese Antriebsverbindung ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch wenigstens eine durch ein Planetenrad 15 angetriebene Schraube 16 gebildet, die in Eingriff mit einem vom Betätigungselement 12 getragenen Muttergewinde 17 steht.

Der Ausrückmechanismus 2 besitzt weiterhin ein Sonnenrad 18 sowie ein Hohlrad 19, die mit den Planetenrädern 15 in Eingriff stehen. Der Planetenträger 14 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Gehäuse 6 der Reibungskupplung 5 drehfest verbunden, so daß bei angetriebenem Schwungrad 7 der Planetenträger 14 rotiert.

Das Sonnenrad 18 und das Hohlrad 19 tragen jeweils einen axialen ringförmigen Ansatz 20, 21, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgebildet sind.

Das Sonnenrad 18 und das Hohlrad 19 bzw. die mit diesen fest verbundenen Bauteile, welche die axialen Ansätze 20 und 21 aufweisen, bilden Elemente, über die die Betätigung der Reibungskupplung 5 eingeleitet werden kann. Hierfür ist alternativ das Sonnenrad 18 oder das Hohlrad 19 antreibbar. Gemäß einem Betriebsmodus der Betätigungsvorrichtung 1, der bei angetriebenem Schwungrad 7 Anwendung findet, wird das Ein- und Ausrücken der Reibungskupplung 5 durch Abbremsen des Sonnenrades 18 bzw. des Hohlrades 19 bewirkt bzw. eingeleitet. Je nach Auslegung der Schrauben-Mutterverbindung 16, 17 kann das Schließen durch Abbremsen des Sonnenrades 18 und das Öffnen der Reibungskupplung 5 durch Abbremsen des Hohlrades 19 erfolgen oder umgekehrt.

Sofern keines der Räder 18, 19 abgebremst wird, drehen alle Bauteile des Getriebes 13 synchron mit dem Schwungrad 7. Sobald eines der Räder 18, 19 abgebremst wird, entsteht eine Differenzdrehzahl zwischen dem Planetenträger 14 und zumindest dem abgebremsten Zahnrad, nämlich 18 oder 19. Diese Differenzdrehzahl bewirkt, daß sich auch die Planetenräder 15 auf dem Planetenträger 14 um ihre Achse drehen und durch die Schrauben- Mutterverbindung 16, 17 das Betätigungselement 12 axial verschoben wird, wodurch die Reibungskupplung 5 entsprechend betätigt wird.

Zum selektiven Abbremsen des Sonnenrades 18 bzw. des Hohlrades 19 ist ein Bremselement 22 vorgesehen, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Reibrad 22 ausgebildet ist. Das Bremselement 22 ist entsprechend den Pfeilen 23 verlagerbar, und zwar mittels des Motors 3, so daß das Bremselement 22 alternativ mit der Außenfläche 20a des axialen Ansatzes 20 bzw. der Innenfläche des aalen Ansatzes 21a in Reibeingriff bringbar ist. Dadurch wird das entsprechende Zahnrad 18, 19 abgebremst, wodurch, wie bereits beschrieben, eine Betätigung der Reibungskupplung 5 eingeleitet wird.

Das durch ein Reibrad 22 gebildete Bremselement ist in einem durch den Motor 3 bewegbaren Gehäuse verdrehbar gelagert, wobei jedoch das Reibrad 22 zur Abbremsung eines der Räder 18, 19 gegen Verdrehung festgehalten wird, wie dies im folgenden noch beschrieben wird.

Das Gehäuse bzw. der Träger 24 ist von einem weiteren Gehäuse bzw. Träger 25 derart verlagerbar getragen, daß das Bremselement 22 mit den Ansätzen 20 bzw. 21 in Eingriff bringbar ist. Am Gehäuse bzw. Träger 25 ist auch der Elektromotor 3 befestigt. Der Träger 25 kann beispielsweise am Getriebe eines Kraftfahrzeuges befestigt sein oder einstückig mit dem Getriebegehäuse ausgebildet sein.

Die Verlagerung des Trägers 24 gegenüber dem Träger 25 wird über eine Blattfederaufhängung 26 gewährleistet, wobei die Blattfedern 26a einerseits mit dem Träger 24 und andererseits mit dem Träger 25 gekoppelt sind. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind mindestens zwei voneinander beabstandete Blattfederanordnungen 26a vorgesehen, die derart angeordnet sind, daß sie eine Parallelführung bilden.

Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, ist das Bremselement bzw. das Reibrad 22 mit einem Schneckenrad 27, das im Gehäuse 24 gelagert ist, drehfest verbunden.

Das Schneckenrad 27 ist über eine Schnecke 28 antreibbar, die ihrerseits unter Zwischenschaltung eines weiteren Getriebes 29 in Abhängigkeit von den vorhandenen Betriebsbedingungen mittels des Motors 3 verdrehbar ist. Die Schnecke 28 ist über die Welle 30 mit dem Ausgangsteil 31 des Planetengetriebes 29 verbunden. Das Ausgangsteil 31 ist hier durch einen Planetenträger 31 gebildet, auf dem mehrere Planeten 32 verdrehbar gelagert sind. Das Planetengetriebe 29 besitzt ein Sonnenrad 33, das mit dem Motor 3 drehverbunden ist. Das Hohlrad 34 ist hier von einem Gehäuse 35 getragen. Im Gehäuse 35 ist der Planetenträger 31 verdrehbar gelagert. Das Gehäuse 35 bzw. das Hohlrad 34 trägt einen axialen, zylinderförmigen Ansatz 36, der über eine Schraub- bzw. Gewindeverbindung 37 mit einem am Träger 25 vorgesehenen axialen Ansatz 38 zusammenwirkt. Über die Gewindeverbindung 37 und das Schneckengetriebe 27, 28 kann das Reibrad 22 in Reibeingriff mit dem Ansatz 20 oder 21 gebracht werden und, falls erforderlich, um seine Drehachse verdreht werden. Das hier durch den Planetenträger 31 gebildete Ausgangsteil des Getriebes 29 bzw. das Schneckenrad 28 können nur bei Überschreitung eines bestimmten Antriebsmomentes innerhalb des Getriebemechanismus 4 verdreht werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierfür ein Drehmomentbegrenzer bzw. eine Rutschkupplung 39 vorgesehen, die hier innerhalb des Gehäuses 24 angeordnet und zwischen der Welle 30 und dem Gehäuse 24 wirksam ist. Hierfür ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Reibelement 40 auf der Welle 30 drehfest vorgesehen, welches einen definierten Reibeingriff mit einem vom Gehäuse 35 getragenen Bauteil aufweist. Dieses Bauteil kann beispielsweise durch eine verspannte Tellerfeder gebildet sein, die zwischen einem Abstützbereich am Gehäuse 24 und dem Bauteil 40 mit einer definierten Kraft verspannt ist. Die Welle 30 wird dadurch gegenüber dem Gehäuse 24 bis zu einem bestimmten Drehmoment gegen Verdrehung gesichert. Erst bei Überschreitung dieses Drehmomentes kann eine Verdrehung der Welle 30 erfolgen. Die Rutschkupplung 39 bzw. der Drehmomentbegrenzer 39 bewirkt, daß auch bei einem Antrieb des Sonnenrades 33 durch den Motor 3 der Planetenträger 31 zunächst gegen Verdrehung gesichert ist, wodurch über die sich drehenden Planetenräder 32 das Hohlrad 34 in Verdrehung versetzt wird. Letzteres bewirkt, daß der Ansatz 36 gegenüber dem feststehenden Ansatz 38 verdreht wird, wodurch wiederum über die Gewindeverbindung 37 das Hohlrad 34 bzw. das Gehäuse 35 aal verlagert wird, und zwar in eine von der Drehrichtung des Motors 3 abhängige Axialrichtung (Pfeile 23).

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau und die erfindungsgemäße Wirkung der Betätigungsvorrichtung 1 kann also durch Ansteuerung des Motors 3 in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsparametern des Kraftfahrzeuges das Reibrad 22 durch aale Verlagerung (entsprechend den Zeilen 23) des Getriebemechanismus 4 entweder mit dem Ansatz 20 oder dem Ansatz 21 in Reibverbindung gebracht werden, wodurch die Reibungskupplung 5 ausgerückt und eingerückt werden kann (oder umgekehrt), und zwar mittels des Ausrückmechanismus 2, der hier vom Gehäuse 6 getragen ist. Bei diesem Betriebsmodus muß, wie bereits erwähnt, das Schwungrad 7 rotieren, also angetrieben werden, da die zum Aus- und Einrücken der Reibungskupplung 5 erforderliche Energie mittels des Schwungrades 7 in den Ausrückmechanismus 2 geleitet wird. Dieser Betätigungsmodus der Reibungskupplung 5 wird also dann angewandt, wenn die mit dem Schwungrad 7 verbundene Brennkraftmaschine läuft.

Die Betätigungsvorrichtung 1 ermöglicht auch einen Hilfsbetriebsmodus, der eine Betätigung der Reibungskupplung 5 auch bei nicht angetriebenem Schwungrad 7 bzw. bei stillstehender Brennkraftmaschine ermöglicht. Bei diesem Hilfsbetriebsmodus wird die für den Antrieb des Motors 3 erforderliche Energie aus der Batterie des Fahrzeuges entnommen. Die Betätigung der Reibungskupplung 5 kann im Hilfsbetriebsmodus langsamer sein als im Hauptbetriebsmodus. Bei laufender Brennkraftmaschine ist vorzugsweise nur der Hauptbetriebsmodus aktivierbar. Wie oben erläutert, erfolgt die Betätigung des Ausrückmechanismus 2 durch Reibeingriff auf zwei Spuren 20a, 21a, die hier durch axiale Ansätze 20 und 21 gebildet sind. Der Ausrückmechanismus 2 ist hierfür mit der Reibungskupplung 5 zumindest drehfest verbunden. Das Abbremsen der Außen- oder Innenspur 20a, 21a bewirkt die Umkehr der Betätigungsrichtung beim Aus- bzw. Einrücken der Reibungskupplung.

Die Betätigungsvorrichtung 1 bzw. der Aktor 1 ist derart ausgebildet, daß eine Verzweigung der Antriebsleistung erfolgen kann, wodurch der Hauptbetriebsmodus und der Hilfsbetriebsmodus ermöglicht wird. Wie bereits beschrieben, wird beim Hauptbetriebsmodus das Bremselement 22 mit der entsprechenden Bremsspur 20a, 21a, nämlich dem entsprechenden axialen Ansatz 20,21 in Reibeingriff gebracht, wodurch das Planetengetriebe 13 in die gewünschte Drehrichtung über das Schwungrad 7 bzw. das Gehäuse 6 angetrieben wird.

Beim Hilfsbetriebsmodus wird zunächst wie beim Hauptbetriebsmodus über das Getriebe 29 das Reibrad 22 mit der entsprechenden Fläche (20a oder 21a) des axialen Ansatzes 20 oder 21 in Eingriff gebracht. Dieser Eingriff erfolgt, wie bereits beschrieben, mittels der Gewindeverbindung 37, welche dafür sorgt, daß über den Motor 3 eine axiale Verlagerung entsprechend den Pfeilen 23 erfolgen kann. Diese axiale Verlagerung wird durch die Bremswirkung der Rutschkupplung bzw. des Momentenbegrenzers 39 ermöglicht. Durch die Bremswirkung wird nämlich zunächst die Welle 30 gegen Verdrehung gesichert. Die Betätigung des Ausrückmechanismus 2 mittels des Motors 3 erfolgt erst dann, wenn das Bremsmoment des Drehmomentbegrenzers 39 durch erhöhte Leistungsabgabe des Motors 3 überwunden wird, so daß dann die Welle 30 in die der gewünschten Betätigungsrichtung der Reibungskupplung 5 entsprechende Drehrichtung angetrieben werden kann. Über die Schnecke 28 und das Schneckenrad 27 erfolgt dann eine entsprechende Verdrehung des Reibrades 22, welches sich dann in Reibeingriff befindet mit dem der gewünschten Betätigungsrichtung der Reibungskupplung 5 entsprechenden axialen Ansatz 20, 21. Die Verdrehung des Reibrades 22 bewirkt also einen Antrieb des Getriebes 13 und somit auch eine Betätigung der Reibungskupplung 5 in Ausrückrichtung oder Einrückrichtung. Während des Hilfsbetriebsmodus ist also der zumindest das Planetengetriebe 29 und die Schnecke 28 sowie das Schneckenrad 27 umfassende Getriebemechanismus 4 in sich verspannt, und zwar, weil sich der Getriebemechanismus einerseits an einem der axialen Ansätze 20, 21 und andererseits an der Gewindeverbindung 37 abstützt. Durch diese Verspannung ist die Leistungsabgabe über das Hohlrad 34 bzw. das Gehäuse 35 blockiert, so daß bei Überwindung des Momentenbegrenzers 39 ein Antrieb der Schnecke 28 durch den Planetenträger 31 erfolgen kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schrauben-Mutterverbindung 16, 17 selbsthemmend ausgebildet ist, so daß sich die Kupplung 5 nicht selbsttätig unbeabsichtigt verstellen kann. Der Schneckenantrieb 27, 28 ist zweckmäßigerweise ebenfalls selbsthemmend, so daß bei laufender Brennkraftmaschine keine Rückwirkung durch das Reibrad 22 auf den vorzugsweise durch einen Elektromotor gebildeten Motor 3 erfolgen kann. Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung wurde in Verbindung mit einer Reibungskupplung 5 beschrieben, welche über einen Energiespeicher in Form einer Tellerfeder 9 zwangsweise geschlossen wird, so daß zum Ausrücken der Reibungskupplung die von diesem Energiespeicher 9 erzeugte Schließkraft überwunden werden muß. In besonders vorteilhafter Weise kann jedoch eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung auch in Verbindung mit Kupplungen Anwendung finden, die zwangsweise zugedrückt werden. Das bedeutet also, daß die Schließkraft der Reibungskupplung über die Betätigungsvorrichtung bzw. den Ausrückmechanismus aufgebracht wird.

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 1 kann auch in Verbindung mit Reibungskupplungen Verwendung finden, bei denen ein Teil der erforderlichen Anpreßkraft für die Reibungskupplung durch einen Energiespeicher, wie eine Tellerfeder, aufgebracht wird, und der andere Teil über die Betätigungsvorrichtung 1 bzw. den Ausrückmechanismus 2 auf die Reibungskupplung übertragen wird.

Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das Betätigungselement 12 an den Kupplungsbetätigungsmitteln 8 derart angelenkt ist, daß über dieses in beide Kupplungsbetätigungsrichtungen, also sowohl in Einrückrichtung als auch in Ausrückrichtung eine Kraft übertragen werden kann, so daß also sowohl Schließkräfte als auch Ausrückkräfte durch das Betätigungselement 12 auf die Kupplungsbetätigungsmittel 8 übertragen werden können.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil­ dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili­ gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände der Unteransprüche bilden auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf das Ausführungsbeispiel der Beschreibung be­ schränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kom­ binationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Ab­ wandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeich­ nungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten erfinde­ risch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (25)

1. Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung, insbesondere für eine zwischen einem Antriebsmotor und einem Übersetzungsgetriebe vorzusehende Rei­ bungskupplung, wobei die Betätigungsvorrichtung ein Ausrückmechanismus zur Betätigung der Kupplungsbetätigungsmittel, wie z. B. Tellerfederzungen, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrückmechanismus ein axial verlagerbares Betätigungselement für die Kupplungsbetätigungsmittel auf­ weist, welches über ein eine drehende Bewegung in eine lineare Bewegung umwandelndes Getriebe axial in Ausrück- und Einrückrichtung der Kupplung bewegbar ist, wobei hierfür das Getriebe ein mit einem vom Antriebsmotor antreibbares Bauteil koppelbares Antriebselement sowie zwei über eine Ge­ triebeübersetzung mit dem Antriebselement antriebsmäßig gekoppelte Be­ wegungseinleitungselemente besitzt, wobei diese beiden Elemente über ei­ ne die Drehbewegung des Antriebselements in die lineare Bewegung um­ wandelnde Getriebeübersetzung mit dem Betätigungselement wirkungsmä­ ßig verbunden sind und bei angetriebenem Antriebselement die Ausrückbe­ wegung des Betätigungselementes durch Abbremsen des einen der beiden Bewegungseinleitungselemente und die Einrückbewegung des Betätigungs­ elementes durch Abbremsen des anderen der Bewegungseinleitungsele­ mente erzeugt wird.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe selbsthemmend ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Planetengetriebe umfaßt.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Betätigungselement über wenigstens eine Bewegungs­ schraube axial verlagerbar ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei auf einem Kreis gleichmäßig verteilte Bewegungsschrauben vorhanden sind.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsschraube mit einem am Betätigungselement vorgesehe­ nen Muttergewinde zusammenwirkt.

7. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewegungsschraube über ein Planetenzahnrad des Ge­ triebes verdrehbar ist.

8. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewegungsschraube am Antriebselement des Planeten­ getriebes verdrehbar gelagert ist.

9. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement einen Planetenträger bildet.

10. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der Bewegungseinleitungselemente das Hohlrad eines Planetengetriebes trägt und das andere der Bewegungseinleitungselemente ein Sonnenrad trägt.

11. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinleitungselemente ringförmig ausgebildet und konzentrisch zum Betätigungselement angeordnet sind.

12. Betätigungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement mit dem Gehäuse der Kupplung antriebsmäßig verbindbar bzw. verbunden ist.

13. Betätigungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinleitungselemente jeweils eine Angriffsfläche besitzen für ein Bremselement.

14. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement ein Reibrad ist.

15. Betätigungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinleitungselemente jeweils einen aalen, ringförmigen Ansatz aufweisen, die konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei radial zwischen den beiden Ansätzen ein wahlweise mit diesen in Eingriff bringbares Bremselement, wie z. B. ein Reibrad, vorgesehen ist.

16. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement über einen Motor, wie insbesondere Elektromotor, gegenüber den Bewegungseinleitungselementen radial verlagerbar ist.

17. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement durch ein Rad gebildet ist, welches über den Elektromotor um seine Achse verdrehbar ist.

18. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad über einen Schneckenantrieb mit dem Motor verbunden ist.

19. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad mitsamt dem Schneckenantrieb auf einem Träger vorgesehen sind, der über eine Blattfederaufhängung verlagerbar aufgehängt ist.

20. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Gehäuse zumindest für den Schneckenantrieb bildet.

21. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19, 20 dadurch gekennzeichnet, daß der Motor und der Träger vom Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeuges getragen sind.

22. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Motor und dem Schneckenantrieb ein weiteres Planetengetriebe vorgesehen ist.

23. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Planetengetriebe zumindest drei Elemente besitzt, nämlich einen Planetenträger mit darauf gelagerten Planetenrädern, ein Hohlrad und ein Sonnenrad, wobei eines der Elemente mit einer Antriebswelle, ein zweites der Elemente mit einer Abtriebswelle verbunden ist und das dritte Element eine Gewindeverbindung aufweist, über die es an einem feststehenden Gehäuseteil axial verlagerbar geführt ist.

24. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad mit einem elektrischen Antriebsmotor verbunden ist, der Planetenträger mit der Schnecke des Schneckenantriebes gekoppelt ist und das Hohlrad über die Gewindeverbindung axial verlagerbar an einem Gehäuse abgestützt ist.

25. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke über eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung, wie z. B. Rutschkupplung, verdrehgesichert ist.