Die Erfindung betrifft eine Aktorvorrichtung für eine hydraulische Betätigungsvorrichtung zur Betätigung einer Fahrzeugkomponente, mit einem eine Zylinderbohrung aufweisenden Hydraulikzylinder, einem in der Zylinderbohrung entlang einer Längsachse dieser Zylinderbohrung linear verfahrbar angeordneten Hydraulikkolben, einem elektromotorischen Spindelantrieb mit einer Spindel zum linearen Verfahren des Hydraulikkolbens und einer Abstützanordnung zur Abstützung eines im Betrieb des Spindelantriebs auftretenden Stützmomentes. Die Erfindung betrifft weiterhin eine hydraulische Betätigungsvorrichtung zur Betätigung einer Fahrzeugkomponente, insbesondere einer Bremse oder einer Reibungskupplung, mit mindestens einer Aktorvorrichtung.

Die DE 10 2010 047 800 A1 zeigt eine solche Aktorvorrichtung für eine hydraulische

Betätigungsvorrichtung zur Betätigung einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs

(Hydrostat-Aktorvorrichtung). Die Aktorvorrichtung umfasst: einen eine Zylinderbohrung aufweisenden Hydraulikzylinder, einen im Hydraulikzylinder entlang einer Längsachse der Zylinderbohrung linear verfahrbar angeordneten Hydraulikkolben und einen elektromotorischen Spindelantrieb mit einer Spindel zum linearen Verfahren des Hydraulikkolbens. Weiterhin weist die Aktorvorrichtung sicher eine Abstützanordnung zur Abstützung eines im Betrieb des Spindelantriebs auftretenden Stützmomentes auf. Diese Abstützung erfolgt in der Regel über einen Formschluss eines Gewindetriebgehäuses beziehungsweise der Spindel (je nach dem welches dieser Bauteil vom elektromotorisch angetrieben wird) gegenüber einem

Aktorgehäuse beziehungsweise dem Hydraulikzylinder. Dazu gibt es zum Beispiel mindestens einen radialen Fortsatz am Gewindetriebgehäuse beziehungsweise der Spindel und mindestens eine entsprechende Nut im Aktorgehäuse beziehungsweise dem Hydraulikzylinder. Diese Nut muss sich über die gesamte Betätigungslänge der Aktorvorrichtung erstrecken, da über den gesamten Weg ein Drehmoment ab gestützt werden muss. Dieser Formschluss über diese mindestens eine Nut lässt sich nicht in den Hydraulikkolben integrieren, da die Nut einen Widerspruch zur Kolbendichtung darstellt. Daraus resultiert, dass in der Regel axial versetzt zum Kolben zusätzlich noch einmal eine Hub-Länge Bauraum für den Formschluss erforderlich ist. Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Aktorvorrichtung und eine entsprechende Betätigungsvorrichtung anzugeben, die eine alternative Art der Abstützung eines im Betrieb des Spindelantriebs auftretenden Stützmomentes ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.

Bei der erfindungsgemäßen Aktorvorrichtung ist vorgesehen, dass die Abstützanordnung über den Formschluss des Kolbens in der Zylinderbohrung erfolgt, wobei der Querschnitt des Hydraulikkolbens eine von der Kreisform um die Längsachse der (Gewinde-)Spindel abweichende Kontur aufweist. Bei einer derartigen Aktorvorrichtung wird das im Betrieb des Spindelantriebs auftretende Stützmoment über den Formschluss zwischen dem Hydraulikkolben und der Zylinderbohrung abgestützt. Insbesondere weist sowohl der Querschnitt des Hydraulikkolbens als auch der Querschnitt der Zylinderbohrung eine von der Kreisform um die Längsachse der Spindel abweichende Kontur auf. Eine solche Aktorvorrichtung mit Hydraulikzylinder wird auch als Hydrostat-Aktorvorrichtung bezeichnet.

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung hat nun den Vorteil, dass Bauraum in der Umgebung des Spindelantriebs frei wird, da eine Abstützanordnung an dieser Stelle entfallen kann.

Der Begriff„Zylinderbohrung" beschreibt einen Innenraum des Hydraulikzylinders, in dem der Hydraulikkolben verfahren wird, ohne diesen Innenraum mit der Art seiner Herstellung zu verknüpfen. Mit anderen Worten muss eine solche Zylinderbohrung also nicht unbedingt durch Bohren erstellt sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Querschnitt des Kolbens (und bevorzugt auch der Querschnitt der Zylinderbohrung) eine ovale Kontur auf. Eine derartige Kontur ermöglicht es, die Abstützanordnung über den Formschluss zwischen dem Hydraulikkolben und der Zylinderbohrung bei hinreichender Abdichtung dieser Bauteile gegeneinander zu realisieren. Ein entsprechender Dichtring als Kolbendichtung hat eine entsprechend ovale Grundform.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Querschnitt des Kolbens (und bevorzugt auch der Querschnitt der Zylinderbohrung) eine kreisförmige Kontur auf, deren Mittelpunkt jedoch beabstanded zur Längsachse der Spindel angeordnet ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Aktorvorrichtung mindestens einen weiteren Hydraulikzylinder mit je einer parallel zu der einen Zylinderbohrung verlaufende weitere Zylinderbohrung aufweist, in der entlang deren Längsachse je ein weiterer Hydraulikkolben linear verfahrbar angeordnet ist, wobei alle Hydraulikkolben über die eine Spindel des Spindelantriebs gleichzeitig linear verfahrbar beziehungsweise antreibbar sind. Bei dieser Ausgestaltung fällt die Längsachse mindestens eines der Hydraulikzylinder nicht mit der Längsachse der Spindel zusammen. Zum gleichzeitigen Verfahren der Hydraulikkolben mittels der einen Spindel des Spindelantriebs ist zwischen diese Spindel und die einzelnen Hydraulikkolben insbesondere ein gabelartiges Zwischenelement zwischengeschaltet.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Hydraulikzylinder symmetrisch um die

Längsachse der Spindel angeordnet sind und/oder dass die Hydraulikzylinder alle den gleichen Querschnitt aufweisen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der elektromotorische Spindelantrieb weiterhin eine elektrische Antriebsmaschine und ein Gewindetriebgehäuse aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aktorvorrichtung weiterhin ein Aktorgehäuse aufweist, das den Spindelantrieb zumindest teilweise einhaust und mit dem mindestens einen Hydraulikzylinder verbunden ist.

Weiterhin ist vorgesehen, dass ein sich ergebener Hydraulikraum (Arbeitsraum) des

Hydraulikzylinders an eine Hydraulikleitung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung anschließbar ist oder angeschlossen ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hydraulikkolben oder jeder der Hydraulikkolben

eine Kolbendichtung zur Abdichtung gegenüber der von der entsprechenden Zylinderbohrung gebildeten Lauffläche und/oder

einen Gleitring aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Betätigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Aktorvorrichtung oder zumindest eine der Aktorvorrichtungen als vorstehend genannte Aktorvorrichtung ausgebildet ist. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:

Fig. 1 : in einer schematischen Darstellung einen Längsschnitt durch eine Aktorvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A - A durch die in Fig. 1 gezeigte Aktorvorrichtung,

Fig. 3: einen Längsschnitt durch eine Aktorvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4: eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B - B durch die in Fig. 3 gezeigte Aktorvorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aktorvorrichtung 10 für eine hydraulische Betätigungsvorrichtung zur Betätigung einer Kraftfahrzeugkupplung, genauer gesagt einen Längsschnitt durch diese Aktorvorrichtung 10. Die Aktorvorrichtung 10 weist einen Hydraulikzylinder ^ mit einer Zylinderbohrung 14 auf. Entlang der Längsachse 16 dieser Zylinderbohrung 14 ist ein Hydraulikkolben 18 des Hydraulikzylinders 12 linear verfahrbar angeordnet. Weiterhin weist die Aktorvorrichtung 10 einen elektromotorischen Spindelantrieb 20 mit einer Spindel 22 auf. Der Hydraulikkolben 18 wird über die Spindel 22 des Spindelantriebs 20 zum linearen Verfahren in der Zylinderbohrung 14 angetrieben. Die Längsachse 24 der Spindel 22 ist gleichzeitig die Längsachse des gesamten Spindelantriebs 20. Dieser weist als weitere Komponenten eine als Elektromotor ausgebildete elektrische Antriebsmaschine 26 und ein Gewindetriebgehäuse 28 auf. Die Antriebsmaschine 26, das Gewindetriebgehäuse 28 und ein Teil der Spindel 22 werden von einem Aktorgehäuse 30 der Aktorvorrichtung 10 eingehaust, das mit dem Hydraulikzylinder 12 verbunden ist. Der Hydraulikkolben 18 des Hydraulikzylinders 12 weist weiterhin eine Kolbendichtung 32 zur Abdichtung des Kolbens 18 gegenüber der von der Zylinderbohrung 14 gebildeten Lauffläche des Hydraulikzylinders 12 und einen axial zu der Dichtung 32 beabstanded angeordneten Gleitring 34 auf. Die Kolbendichtung 32 ist in der Regel als Dichtring ausgebildet.

Auf der dem Spindelantrieb 20 gegenüberliegenden Seite des Hydraulikkolbens 18 ist der mit Hydraulikfluid gefüllte Hydraulikraum (Arbeitsraum) 36 des Hydraulikzylinders 12 angeordnet. Über einen Anschluss des Hydraulikzylinders 12 ist der Hydraulikraum 36 mit einer Hydraulikleitung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung verbunden.

Der Hydraulikzylinder 12 und der Spindelantrieb 20 sind fluchtend angeordnet, sodass die Längsachse 16 der Zylinderbohrung 14 und die Längsachse 24 der Spindel 22 zusammenfallen. Die Spindel 22 greift somit zentral am Hydraulikkolben 18 des Hydraulikzylinders an.

Die Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Aktorvorrichtung 10 in einer Schnittdarstellung entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittebene A - A durch den im Hydraulikzylinder 12 befindlichen Hydraulikkolben 18. Sowohl der Querschnitt 40 des Hydraulikkolbens 18 als auch der entsprechende Querschnitt 42 der Zylinderbohrung 14 weist eine von der Kreisform um die Längsachse 16 der Spindel 22 abweichende Kontur auf. Konkret weist bei dieser Ausführungsform sowohl der Querschnitt 40 des Hydraulikkolbens 18 als auch der entsprechende Querschnitt 42 der Zylinderbohrung 14, in der der Kolben 18 läuft, eine ovale Kontur auf. Bezüglich der bei Drehung (Pfeil 44) um Längsachse 24 der Spindel 22 die auftretenden Drehmomente ergibt sich ein Formschluss des Hydraulikkolbens 18 in der Zylinderbohrung 14. Dieser Formschluss wird als Abstützung (Pfeile 46) des im Betrieb des Spindelantriebs 20 auftretenden Stützmomentes genutzt und ist daher eine entsprechende Abstützanordnung für den Spindelantrieb 20.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der Aktorvorrichtung 10. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Aktorvorrichtung, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen werden soll.

Die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Aktorvorrichtung 10 weist neben dem Hydraulikzylinder 12 noch einen weiteren Hydraulikzylinder 48 auf, der parallel zu dem einen Hydraulikzylinder 12 angeordnet ist. Dabei hat der weitere Hydraulikzylinder 48 eine zu der Zylinderbohrung 14 des einen Hydraulikzylinders 12 verlaufende Zylinderbohrung 50 mit einer Längsachse 52. Entlang dieser Längsachse 52 ist ein weiterer Hydraulikkolben 54 linear verfahrbar angeordnet, der ebenfalls von dem Spindelantrieb 20 mit der einen Spindel 22 angetrieben wird. Analog zu dem einen Hydraulikzylinder 12 weist auch der weitere Hydraulikzylinder 48 einen Hydraulikraum (Arbeitsraum) 56 auf, der ebenfalls über einen Anschluss an die Hydraulikleitung 38 angeschlossen ist. Die beiden Hydraulikzylinder 18, 54 sind dabei symmetrisch um die Längsachse der Spindel 22 angeordnet und haben Kolben 18, 54, deren Querschnitte 40 gleich sind. Alle (beiden) Hydraulikkolben 18, 54 sind also über die eine Spindel 22 des Spindelantriebs 20 gleichzeitig linear verfahrbar angetrieben. Dazu ist zwischen der Spindel 22 und den Hydraulikkolben 18, 54 der beiden Hydraulikzylinder 12, 48 ein gabelförmiges Zwischenelement 58 zwischengeschaltet.

Die Fig. 4 zeigt die in Fig. 3 dargestellte Aktorvorrichtung 10 in einer Schnittdarstellung entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittebene B - B durch die in den Hydraulikzylindern 12, 48 befindlichen Hydraulikkolben 18, 54. Jeder dieser beiden Kolben 18, 54 weist eine bezüglich der jeweiligen Längsachse 16, 52 der entsprechenden Zylinderbohrung 14, 50 kreisförmige Kontur 40 auf. Entsprechend hat auch jede der Zylinderbohrungen 14, 50 eine bezüglich der jeweiligen Längsachse 16, 52 der entsprechenden Zylinderbohrung 14, 50 kreisförmige Kontur 40. Anders als bei der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 fällt jedoch für keinen der Hydraulikzylinder 12, 48 die Längsachse der Zylinderbohrung 14, 50 mit der Längsachse der Spindel 22 zusammen.

Somit weist auch bei dieser Ausführungsform sowohl für jeden der Hydraulikzylinder 12, 48 der Querschnitt 40 des Hydraulikkolbens 18, 54 als auch der Querschnitt 42 der Zylinderbohrung 14, 50 eine von der Kreisform um die Längsachse 16 der Spindel 22 abweichende Kontur auf.

Im Weiteren wird nun die Erfindung in Bezug auf die gezeigten Beispiele noch einmal mit anderen Worten beschrieben:

Gemäß der ersten gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind nun die Kontur des mindestens einen Kolbens 18, 54 und die Kontur des mindestens einen Zylinders 12, 48 beziehungsweise die Kontur von dessen Zylinderbohrung 14 abweichend von einer kreisrunden Form um die Längsachse 16 der Spindel 22. Bevorzugt gibt es zwei Möglichkeiten:

(i) Kolben 18 und Zylinder 12 sind elliptisch. Dieses hat den Vorteil, dass die Kontaktflächen überall eine Krümmung haben, was eine besonders stabile Dichtung ermöglicht.

(ii) Es liegt ein aus Einzelkolben 18, 54 bestehender geteilter Gesamtkolben vor. Z.B. könnte der Kolben 18, 54 und die Zylinder 12, 48 doppelt oder dreifach ausgeführt sein. Hier kommt es dann nicht mehr auf die Formgebung des Kolben-Zylinder Systems an, da die Mehrteiligkeit als solche schon eine Verdrehung verhindert. Die Mehrteiligen Kolben-Zylinder sollten dabei nicht radial verschachtelt sein. Da nun bauartbedingt eine Verdrehung des Kolbens 18, 54 im Zylinder 12, 48 verhindert ist kann sich hier das Drehmoment der Spindel 22 abstützen, so dass eine Rotationsbewegung in eine translatorische Bewegung umgewandelt wird.

Eine Erweiterung besteht noch darin, dass eine axial zum Kolben 18, 54 vorgelagerte Gleitfläche (zum Beispiel als Gleitring 34) vorgesehen ist, die die abstützende Kraft von der Dichtfläche der Dichtung 32 ableitet. Die Dichtung 32 wird zum Dichten, die Gleitfläche zum Abstützen an der Wandung der Zylinderbohrung (Lauffläche des Kolbens 18, 54) genutzt.

Analog zu den Ausführungsformen, bei denen das Gewindetriebgehäuse 28 des Spindelantriebs 20 angetrieben wird (Rotor) und die Spindel 22 abgestützt werden muss wird bei alternativen Ausführungsformen die Spindel 22 angetrieben und das Gewindetriebgehäuse 28 muss abgestützt werden.

Die Aktorvorrichtung 10 ist eine Aktorvorrichtung 10 zur Wandlung der Rotationsbewegung der elektrischen Antriebsmaschine 26 in eine Linearbewegung mindestens eines Hydraulikkolbens (Hubkolbens) 18, 54 um einen Volumenstrom zu generieren. Die Ausführungsformen dieser Aktorvorrichtung 10 sind durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

Einzelner Hydraulikzylinder 12 mit über dem Umfang variablem Radius (Ellipse etc.)

Einzelner Hydraulikzylinder 12 mit vorzugsweise symmetrischem Querschnitt.

Zwei oder mehr vorzugsweise kreisrunde Hydraulikzylinder 12, 48, wobei diese (a) symmetrisch um die Zentralachse angeordnet sind und (b) vorzugsweise die gleiche Querschnittfläche aufweisen.

Zur Kolbendichtung 32 axial versetzt angeordneter Gleitring 34.

Der Gleitring 34 ist in radialer Richtung steifer als die Kolbendichtung 32.

Funktion von Gleit- und Dichtring 32,34 in ein Bauteil integriert:

Der Gleitring 34 ist vorzugsweise im Hydraulikraum 36 angeordnet. Bezugszeichenliste Aktorvorrichtung

Hydraulikzylinder

Zylinderbohrung

Längsachse (Zylinderbohrung)

Hydraulikkolben

Spindelantrieb

Spindel

Längsachse (Spindel)

Antriebsmaschine, elektrisch

Gewindetriebgehäuse

Aktorgehäuse

Kolbendichtung

Gleitring

Hydraulikraum

Hydraulikleitung

Querschnitt (Kolben)

Querschnitt (Bohrung)

Pfeil

Pfeil

Hydraulikzylinder, weiterer

Zylinderbohrung (weiterer Zylinder)

Längsachse

Hydraulikkolben (weiterer Zylinder)

Hydraulikraum (weiterer Zylinder)

Zwischenelement