CN103403382B - 用于操作车辆离合器的自调整离合器促动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作车辆离合器的自调整离合器促动器，该类型的车辆离合器长期偏置于完全接合位置，该自调整离合器促动器包括伺服驱动设备(1)，可滑动地安装用于在轴向上线性运动的活塞(2)，该活塞设置为通过传动构件(8)作用在该车辆离合器上，该离合器促动器设置为使得当该伺服驱动设备(1)激活时，该活塞(2)移动该传动构件(8)以将该车辆离合器移动至其脱离位置，反之当该伺服驱动设备去激活时，该车辆离合器返回到其接合位置的偏置运动驱动该传动构件的运动，并因而驱动该活塞在轴向上的返回至其端部停止位置的运动。

Description

用于操作车辆离合器的自调整离合器促动器

技术领域

本发明涉及一种用于操作车辆离合器的自调整离合器促动器，该类型的车辆离合器长期偏置于完全接合位置，该离合器促动器包括伺服驱动设备，可滑动地安装为用于由该伺服驱动设备驱动在轴向上线性运动的活塞；该活塞设置为通过传动构件作用于车辆离合器上，该离合器促动器设置为使得在该伺服驱动设备激活时，该活塞在轴向移动传动构件，以将该车辆离合器移动至其脱离位置，反之在该伺服驱动设备去激活时，车辆离合器返回至其接合位置的偏置运动驱动传动构件的运动，并驱动活塞在轴向上返回至其端部停止位置的运动；其中，补偿机构设置在活塞和传动构件之间，该补偿机构能够在非锁定状态和锁定状态之间转换，其中，在非锁定状态下，该补偿机构能够调整其长度以在车辆离合器的接合状态下跟随传动构件的轴向位置，在锁定状态下，该补偿机构锁定到固定长度。

背景技术

离合器促动系统应用于机动车辆以用于操作离合器。通常，离合器设置为以使得其偏置于完全接合状态，即，一旦外部操作力被释放，离合器总是返回至其完全接合状态。离合器促动器包括伺服驱动设备，例如，可滑动地容纳有活塞的气压缸。该气压缸可选择性地连接至压力流体源。当增压时，活塞从端部停止位置移动到促动位置。这种运动通过传动构件，例如，推杆，被传递到车辆离合器，使得该传动构件在其轴向上移动以将离合器从其完全接合状态移动到其脱离状态。由于离合器的磨损或离合器在操作条件下的其他变化，传动构件的对应于完全接合和脱离位置的轴向位置可能随着时间改变。由于伺服驱动设备和活塞的定位和移动范围没有相应的变化，需要补偿机构来避免活塞和传动构件之间的任何间隙，或者换句话说，以调整伺服驱动设备(例如气压缸)的活塞行程以适应移动离合器从其完全接合到脱离位置的离合器行程。为此，补偿机构设置在活塞和传动构件之间，该补偿机构能够在非锁定状态和锁定状态之间转换，其中，在非锁定状态下，该补偿机构能够调整其长度，在锁定状态下，补偿机构被锁定到固定长度并且能够在没有长度变化的情况下，将力从活塞传递到推杆。

美国专利5,390,497描述了这种伺服辅助的离合器促动器的例子，其中，伺服驱动设备包括气压缸，活塞容纳在该气压缸中用于由气压缸的选择性增压驱动而滑动。离合器促动器促动推杆操作的车辆主离合器，该车辆主离合器通常偏置于完全接合位置，并且适应于由推杆的轴向运动驱动到脱离位置。该促动器包括主促动器活塞，该主促动器活塞可滑动地容纳在主气压缸中并限定腔室，该腔室连接至可选择性地气体作用式加压或排气的管。该促动器进一步包括由所述主活塞承载的液压安装组件，该液压安装组件用于可调整地安装所述推杆至所述主促动器活塞，以为了其轴向运动。该液压安装组件包括第二缸体和第二活塞，该第二缸体由所述主促动活塞限定，该第二活塞可滑动地容纳在第二缸体并且限定充满液压流体的调整腔室，其中，所述推杆轴向固定于所述第二活塞。该调整腔室通过流体通道与液压储液器连通，该流体通道由通常关闭的阀所控制，在所述主促动活塞移动到预先选择的轴向位置时该阀打开。在这种结构下，该第二活塞提供主动驱动运动，以用于实现主活塞和推杆之间的长度补偿。因为第二液压系统的任何中断或失败将导致长度补偿不足或补偿的完全失败，所以这种具有用于执行活塞和推杆之间的相对运动的另外的主动驱动的结构非常复杂并且不是非常可靠。

在美国专利5,984,072中，描述了一种用于离合器促动器的自调整补偿机构。该补偿机构包括三个同轴布置的部件。第一部件相对于中间部件可轴向移动。该第一部件相对于第二部件从第一到第二轴向位置的移动使得锁定主体从释放状态进入到与第三部件摩擦接触的锁定状态。该第一部件包括锥形端部部分，以使得锥形端部部分的轴向向前运动推动锁定主体径向向外，以与环绕的第三部件摩擦锁定接触，从而使得补偿机构进入锁定状态。当第一部件再次缩回，中间部件被移动到抵住停靠件，以使得第一部件相对于中间和第三部件后退，由于第一部件的锥形端部部分的后退运动，这将释放锁定主体，从而使得补偿机构进入非锁定状态。在非锁定状态下，如有需要，弹簧将作用在第一和第三部件之间以驱动补偿运动。在非锁定状态下，补偿机构的第一和第三部件之间的弹簧与促进离合器进入到其接合状态的偏置力达到平衡状态。

在EP1531278A1中，描述了另一种用于离合器促动器的机械长度补偿机构。在该机构中，两个互补楔形构件设置在该补偿机构的第三部件的孔中。通过该两个楔形构件的相对运动，这些楔形构件进入锁定状态，在锁定状态中，由楔形构件相互之间的移动引起的向外的力导致与第三部件的孔的内壁摩擦接触。通过在相反方向移动楔形构件，可以使得该结构进入非锁定状态。其中，楔形构件中的一个构件被移动到抵住停靠件以将其保持，然后另一个楔形构件的进一步运动导致楔形部件与第三部件的孔的内壁脱离，然后作用在楔形构件和第三部件之间的弹簧可以引起补偿机构的调整运动。

与这些机械补偿机构相关的问题是，为了实现部件之间的锁定状态，需要产生非常高的力，该锁定状态能够经得住用于车辆离合器促动的通过补偿机构向传递构件传递的力传递，。换句话说，锁定状态下的摩擦接合需要由在法线方向上针对接触面的较大的力来实现，其中，这种摩擦接合力必须比力传递期间用以促动离合器的可能发生的最大力要大。为了实现这种具有高可靠性摩擦接合的锁定状态，协作部件的设计和误差需要被控制，以使得协作部件的非常高的尺寸精度和材料性能得到保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有补偿机构的自调整离合器促动器，该补偿机构能够在锁定和非锁定状态之间变换，该补偿机构具有较高的可靠性且对协作部件的要求较低，这些协作部件实现从锁定到非锁定状态的转换，反之亦然，特别地，需要实现较小的力等级以提供给锁定接合，以通过促动器支持更大的力传递。

根据本发明，离合器促动器的补偿机构包括主动锁定传动装置，该主动锁定传动装置能够将补偿机构的任何长度调整运动转化为该补偿机构的第一和第二部件的相对运动，反之亦然。该补偿机构设置成以使得其向锁定状态的转换通过移动所述第一和第二部件至相互摩擦接合来实现，从而通过阻止该第一和第二部件的所述相对运动来阻止补偿机构的任何长度调整运动。该主动锁定传动装置具有的传动比大于1。换句话说，在非锁定状态下，补偿机构在传动构件的轴向上通过第一距离的长度调整运动导致所述第一和第二部件相对于彼此通过第二距离的相对运动，该第二距离大于该第一距离。

在补偿机构的锁定状态下，补偿机构的第一和第二部件的能够引起补偿机构的长度变化运动的任何运动都需要被阻止，以确保促动力能够通过补偿机构传递至传动构件(例如，推杆)。为了保证这种力传递能力，第一和第二部件之间的摩擦接合必须能够经得住由于被传递通过主动锁定传动装置的促动力而作用在第一和第二部件之间的力。通过设置这种传动比大于1的传动装置，使得为了保证长度补偿机构的力传递能力，针对第一和第二部件之间的摩擦接触的要求没那么关键。换句话说，在促动力需要通过长度补偿机构从活塞传递到传动构件时，补偿机构的保持在锁定状态的能力能够由具有高安全范围的第一和第二部件之间的摩擦接触来保证，使得影响第一和第二部件之间的摩擦接合的制造公差没那么关键。同样，该离合器促动器能够经得住变化的和不利的操作条件。例如，如果夹杂有油的空气进入了系统，尽管摩擦减小，仍然能够实现锁定接合。

由于锁定状态由第一和第二部件之间的锁定接合来实现，并且由于主动锁定传动装置通过主动锁定传动装置将长度变化与第一和第二部件的运动关联起来，大于1的传动比对应于将其保持在锁定状态下的锁定接合的增强杠杆作用，或者换句话说，能够通过补偿机构传递更大的力而没有以下风险，即被传递的力(产生由传动装置传递至第一和第二部件的相应反作用力)能够导致补偿机构允许长度变化运动的风险。

通常，能够使用各种类型的主动锁定传动装置，例如，将沿着传动构件纵轴的轴向运动转换为具有更高速度的其它轴向运动的传动装置，或转换为垂直于长度补偿机构的轴向运动的线性运动的传动装置。然而，具有更好空间效率的方案是长度补偿机构的长度补偿运动向旋转运动的转换，该旋转运动的旋转轴与长度补偿机构的纵轴对齐。长度补偿机构的纵轴是该机构的长度补偿运动沿其产生的轴。这种线性轴向运动向旋转运动的转换可以通过导螺杆和螺母结构实现，其中，导螺杆通过引起螺母部件的旋转运动的轴向长度补偿运动来驱动。以下将描述这种导螺杆和螺母结构的非常有效的实施例，其中，螺母驱动空腔中的盘形截头锥锁定主体的旋转运动，该空腔具有互补的截头锥内侧壁。位于截头锥空腔的盘形截头锥锁定主体的结构对应于摩擦离合器结构，其中，通过沿轴向移动盘形截头锥锁定主体使得该离合器被移动到接合状态，以使得该锁定主体与空腔的内侧壁摩擦接合，这对应于补偿机构从非锁定到锁定状态的转换。在这种情况下，盘形截头锥锁定主体和内部形成有空腔的构件是补偿机构的第一和第二相对可移动的部件。

在这种具有盘形截头锥锁定主体和互补的空腔的结构下，通过正确选择导螺杆和螺母结构的螺纹的螺距以及该锁定主体的外径，主动锁定传动装置的传动比能够在较宽的范围内变化。以下将针对优选实施例的附图中示出的盘形截头锥锁定主体以及导螺杆和螺母结构来详细说明，其中，摩擦力将被忽略以说明操作原理。在这种结构下，基于以下关系式，盘形锁定主体的外侧壁面上的点的移动路径长度与补偿机构在其轴向的长度补偿运动相关：

$\frac{l}{x}=\mathrm{\π}\·\frac{{\mathrm{\Φ}}_D}{\mathrm{\Δ}}$

其中，l是该盘的外表面上的点的运动，x是补偿机构的轴向位移(长度补偿)，Φ_D是盘形锁定主体的外径，以及Δ是导螺杆及螺母结构的螺距(毫米每转)。

描述补偿机构的第一和第二部件的表面的相对运动与补偿机构在轴向上的长度补偿运动的比值的传动比gr由以下公式给出：

$\mathrm{gr}=\frac{l}{x}=\mathrm{\π}\·\frac{{\mathrm{\Φ}}_D}{\mathrm{\Δ}}$

另一方面，当促动力F_A通过活塞和补偿机构作用在传动构件(例如，推杆)上时，能够计算作用在盘形锁定主体上的扭矩：

$T_D=\frac{{\mathrm{\Φ}}_D}{2}\·F_{\mathrm{DN}}\·{\mathrm{\μ}}_D=\frac{{\mathrm{\Φ}}_D}{2}\·\frac{F_A}{\cos \left({\mathrm{\α}}_D\right)}\·{\mathrm{\μ}}_D$

其中，μ_D是锁定主体在空腔的内壁上的摩擦系数，α_D是截头锥锁定盘的侧壁相对于与锁定主体的旋转轴垂直的线的倾斜角度，F_DN是在法线方向上作用在盘形锁定主体的倾斜侧壁上的力。

进一步地，能够计算从螺母传入螺杆的扭矩：

$T_s=\frac{{\mathrm{\Φ}}_D}{2}\·F_A\·\tan \left({\mathrm{\α}}_D\right)=\frac{{\mathrm{\Φ}}_D}{2}\·F_A\·\frac{\mathrm{\Δ}}{\mathrm{\π}\·{\mathrm{\Φ}}_D}$

为了保持锁定状态，需要保证T_D≥T_s，通过插入上述关系式，这对应于：

$\frac{{\mathrm{\Φ}}_D\·{\mathrm{\μ}}_D}{\cos \left({\mathrm{\α}}_D\right)}\≥\frac{\mathrm{\Δ}}{\mathrm{\π}}$

或将上述关系应用于传动比时：

$\mathrm{gr}\≥\frac{\cos \left({\mathrm{\α}}_D\right)}{{\mathrm{\μ}}_D}$

对于μ_D和cos(α_D)，可以考虑更糟的场景。这将具有非常低的摩擦系数0.05(以防润滑材料到达锁定主体和其对立面的接口)，以及尽可能大的角度α_D，其中，α_D＝75°，因为超过该角度，锁定主体将会卡住。这些值相当于cos(α_D)/μ_D＝5。为了保证长度补偿机构在这种极限条件下的锁定能力，传动比为5已经足够。从以上关于传动比gr的公式可以看到，相比于导螺杆的螺距，该值可以通过合适地选择盘形锁定主体的外径而轻易地实现，这是由于相比于螺距，外径可以做得大，从而具有较大值的传动比可以轻易地实现。虽然在极限场景下，需要考虑值为5的传动比，但是可以发现在正常和一般条件下，传动比大于1已经足够。

在该伺服辅助离合器促动器的优选实施例中，该伺服驱动设备包括气压缸或液压缸，其中，活塞可滑动地容纳在其中以限定腔室，该腔室可选择性地连接至压力流体源用于伺服驱动设备的激活，且该腔室可选择性地减压用于伺服驱动设备的去激活。

在优选实施例中，长度补偿机构布置为响应于活塞的运动状态，以使得当由于腔室的减压，活塞达到端部停止位置时，产生从锁定到非锁定状态的转换，并使得当由于腔室的再次增压，活塞离开其端部停止位置时，产生从非锁定到锁定状态的转换。在该实施例中，在每一次离合器促动器促动之后，长度补偿机构都将到达非锁定状态，从而在每一次促动之后，均可能进行长度补偿。无论传动构件(例如，推杆)的端部位置相对于活塞何时改变，在离合器促动器的促动之后，这种补偿均会发生。然后，通过调整自身长度以到达新端部位置，该补偿机构将会适应于传动构件的新端部位置。该调整在两个方向均是可能的，即，加长该补偿机构的长度，或缩短该补偿机构的长度。这种补偿由弹簧力和反向的偏置力来驱动，其中，该弹簧力推动长度补偿机构至更长的长度，该反向的偏置力推动车辆离合器至其完全接合位置，该偏置力通过传动构件传递至长度补偿机构。当两种弹簧力达到平衡时，达到补偿的长度状态。

在可选的实施例中，用于长度补偿的机会并不是在离合器促动器的每次促动之后都产生，补偿机构设置为只有在车辆离合器的接合位置下传动构件的位置中的预定变化实现时，才从锁定状态转换为非锁定状态。此外，该长度补偿机构包括弹簧机构，该弹簧机构施加反作用于离合器的偏置力的第一力，其中，该第一力和偏置力反作用于对方，以驱动处于非锁定状态的补偿机构去执行长度变化，以达到传动构件的与接合的车辆离合器相对应的新端部位置以补偿该位置变化。

为了使得只在传动构件的位置中的预定变化产生之后，才发生向非锁定状态的变换，该补偿机构优选地设置有阈值弹簧机构。该阈值弹簧机构推动活塞远离腔室中的端部停止位置，使得只在车辆离合器的接合位置下传动构件的位置中的预定变化发生之后，补偿机构才发生从锁定状态到非锁定状态的转换，该预定变化是充分的，以使得该车辆离合器的偏置力克服阈值弹簧机构的偏置力，从而推动活塞至端部停止位置，并且引起补偿机构从锁定状态到非锁定状态的转换。该补偿机构进一步地设置为使得当由于腔室的再次增压，活塞离开其端部停止位置时，产生从非锁定到锁定状态的转换。

在优选实施例中，主动锁定传动装置包括导螺杆和螺母结构，该导螺杆和螺母结构包括沿传动构件的轴向定向的导螺杆，使得导螺杆的轴向上的长度补偿运动转换为螺母部件的旋转运动。在优选实施例中，螺母连接至锁定主体，使得导螺杆的轴向运动转换为锁定主体的旋转运动。在这种结构中，传动比由相对轴向的导螺杆运动与锁定主体表面相对于长度补偿机构的第二部件的相关表面的运动的比值限定，其中，在锁定状态，该锁定主体与该相关表面摩擦接合。在这种第一和第二部件之间的速度(或相对运动)取决于位置的结构中，例如，在锁定状态下盘形锁定主体的圆形端面以摩擦接触的方式与相对的平面靠接的情况下，该传动比可以定义为盘形锁定主体的表面上的点行进的平均距离与在轴向上导螺杆相对于螺母的长度补偿运动的比。

在优选实施例中，活塞构成补偿机构的一部分，且包括柱形活塞主体，在该柱形活塞主体的中心处设有空腔，该空腔包括分叉的侧壁以形成截头锥腔。该导螺杆和螺母结构的一个部件的延伸件延伸至空腔内并承载互补形状的盘形锁定主体至活塞主体的截头锥空腔，即，锁定主体同样为截头锥形。该锁定主体安装为使得在长度补偿机构的轴向上是可移动的，从而使得其可以与空腔的内侧壁在空间上分开，并因此可以围绕导螺杆和螺母结构的旋转轴旋转，并从而使得其可以与活塞主体的截头锥腔的内侧壁摩擦接合接触，以因此进一步阻止锁定主体的旋转运动，并实现补偿机构的锁定状态。优选地，截头锥部件的方位为使得锁定主体的锥形结构的假定顶点远离长度补偿机构和传动构件，或者换句话说，截头锥锁定主体和互补截头锥腔定位为使得截头锥锁定主体的更小直径的端部部分远离导螺杆和螺母结构以及传动构件。然后，补偿机构从锁定状态到非锁定状态的转换由锁定主体在补偿机构的轴向上向传动构件的移位实现，上述移位能够引起锁定主体从与缸主体的空腔中的内侧壁摩擦接触的位置，向不与该空腔中的内侧壁摩擦接触的第二位置移位，以允许锁定主体在该空腔中旋转。在该结构中，当活塞通过补偿机构驱动传动构件而脱离车辆离合器时，通过离合器促动器的再次激活时施加在长度补偿机构的反作用力，截头锥锁定主体自动地返回至与截头锥空腔摩擦接触的锁定状态。

在优选实施例中，截头锥锁定主体在其较小直径端面，即，朝向气压缸的端壁，设置有销。该销延伸穿过活塞端壁的通孔，该通孔面向气压缸的腔室。该销设置为与气压缸的对面端壁部配合使用，使得当活塞靠近其端部停止位置时，在与所述端壁部靠接时，该销推动活塞的空腔中的锁定主体上升脱离其第一接合位置到其第二非接合位置，从而使得补偿机构进入其非锁定状态。

在优选实施例中，活塞设置有中心管状延伸件，该中心管状延伸件内设有导螺杆和螺母结构。导螺杆和螺母结构的螺母部件的一个端部部分延伸至活塞的空腔中，并且导螺杆从与螺母连接的接合部分延伸至附着于安装主体的端部部分，该安装主体容纳在管状延伸件的内部中，其中，安装主体安装在管状延伸件中以使得其锁定为不能旋转运动但是允许沿着管状延伸件的轴向的移位运动。相对地，该安装主体链接至活塞杆，以能够在该活塞杆上施加力。在这种方式下，力从活塞传递至传动构件。

附图说明

以下将结合优选实施例以及附图进一步描述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的离合器促动器的示意性横截面图；

图2至6示出了在促动操作期间，离合器促动器在一系列操作状态下的相应的横截面图；

图7与以上附图一样以横截面图示出了离合器促动器的可选实施例；以及

图8至11示出了图7的实施例中的阈值弹簧机构在一系列操作状态下的放大细节；

图12示出了具有可选伺服驱动设备的离合器促动器的实施例；和

图13示出了具有可选主动锁定传动装置的离合器促动器的示意图。

具体实施方式

下面将结合一些实施例描述本发明，在这些实施例中，伺服驱动设备由气压驱动装置提供，该气压驱动装置包括内部容纳有活塞的气压缸，该活塞通过气压激活和去激活移动。应该理解的是，通常也能够使用其它能够实现活塞的线性运动的驱动机构，例如，通过齿轮和齿条结构或通过导螺杆和螺母机构驱动活塞的电动机。同样，应该理解的是，这里使用的术语活塞不限定为活塞和缸结构中的活塞，而是可以覆盖任何安装成可线性移动的元件(该种移动有时在这里也指活塞沿轴向方向的运动或轴向运动)。在以下实施例中，传递力至车辆离合器或传递来自车辆离合器的力的传动构件以推/拉杆形式设置，推/拉杆在这里以简写的形式称为推杆。

图1中示意性示出截面的离合器促动器包括气压缸1和活塞2，该活塞2可滑动的容纳在气压缸1中以限定腔室，该腔室通过缸端壁中的开口可选择性地连接至压力流体源(未示出)。通过加入或排出加压流体实现的腔室的增压和减压由双箭头示意性指示。当气压缸1的腔室增压时，活塞2向右手侧的方向移动，当腔室减压时，活塞2向左手侧方向移动。活塞2具有轴向管状延伸件4。导螺杆12同轴设置在该管状延伸件4内。导螺杆12附着到安装构件20，该安装构件20容纳在管状延伸件4的端部中。该安装构件20保持在管状延伸件4的端部中，使得该安装构件的任意旋转运动被阻止，然而管状延伸件4和导螺杆12在轴向上的轴向运动是可能的。安装构件20作用于延伸至车辆离合器的推杆8。

车辆离合器通常偏置于其接合位置。作用于离合器并将其推动至其通常的接合位置的偏置力通过推杆8和安装构件20作用在活塞2上，使得气压缸1中的腔室的减压导致离合器的偏置力向图1的左手侧方向移动推杆8和活塞2，从而活塞2到达其端部停止位置，在该位置中，来自于车辆离合器的偏置力与来自于弹簧机构18且作用在安装构件20和活塞2之间的第一力达到平衡。

作用在活塞2和推杆8之间的长度补偿机构除了包括导螺杆12之外，还包括从活塞2同轴延伸的套筒14。该套筒14包括与导螺杆12的螺纹咬合的内螺纹。套筒14在与容纳导螺杆12的端部相反的端部承载有通常为盘形的锁定主体10。该锁定主体10可以与套筒14一体成型。该锁定主体10的侧壁倾斜以使得该锁定主体具有截头锥形。锁定主体10容纳在活塞2中形成的中心空腔中。活塞2中的空腔的内侧壁也倾斜，与锁定主体2的侧面倾斜相似的角度，优选地倾斜相同的角度。通过套筒14在轴向上的运动，使得锁定主体在活塞2的中心空腔内相应地移动。通过锁定主体10的这种轴向运动，可以使得锁定主体10从接合状态转换为非锁定状态，其中，在接合状态下，锁定主体10的侧壁与活塞2中的空腔的内壁摩擦接合，在非锁定状态下，锁定主体10上升脱离活塞2中的空腔的锥形内壁。在该非锁定状态下，锁定主体的摩擦接合被解除，锁定主体围绕套筒14的纵向轴自由旋转。

在该实施例中，盘形锁定主体10和活塞2形成补偿机构的第一和第二部件，其中，在非锁定状态下，第一和第二部件相对于彼此可移动，并且在锁定状态下，第一和第二部件相互之间摩擦接合。

在图1所示的操作状态下，锁定主体10与活塞2摩擦接合，使得长度补偿机构处于其锁定状态下。该长度补偿机构被锁定至固定长度，且当气压缸1的腔室增压时，该长度补偿机构能够传递力到推杆8，该力通过推杆进一步传递到车辆离合器(未示出)。

在由气压缸1的腔室的增压实现离合器促动器的促动，并且从而推动推杆和车辆离合器到其脱离状态之后，通过缸1内的腔室的减压，促动器被再次释放。在该状态下，车辆离合器的推动其回到通常接合位置的偏置力推动推杆8，并从而使得活塞2的管状延伸件4后退，以便于活塞2移动返回至其端部停止位置。当靠近其端部停止位置时，活塞2将通过销11靠接气压缸2的端壁部分。这种靠接促使锁定主体10在活塞的空腔内产生轴向移位，使得锁定主体10从与活塞的空腔的内侧壁摩擦接触的接合位置移动至被充分降低摩擦接触的释放位置，即移动到当被返回至接合位置的离合器的偏置力驱动时，锁定主体10能够旋转的程度。通过该机构，使得长度补偿机构从其锁定状态(被锁至固定长度)进入到非锁定状态，在该非锁定状态下，长度补偿机构能够执行长度补偿运动。长度补偿运动将继续直到离合器的推动其到接合位置的偏置力与弹簧18施加的力达到平衡状态(原则上，摩擦力也对该平衡状态有所贡献)。

随着离合器促动器的下一次操作，气压缸的腔室被再次增压，并且当活塞离开其静止位置时，长度补偿机构从非锁定状态变为锁定状态，由此锁定主体10的销11上升离开气压缸1的端壁部分。然后，来自于离合器的通过推杆8和安装构件20施加的反作用力，通过导螺杆12和套筒14，使得锁定主体10与活塞2的空腔的内侧壁摩擦接合，以阻止锁定主体10的进一步旋转。一旦锁定主体10的旋转被阻止，由于导螺杆12和套筒14的主动锁定传动装置被锁定，长度补偿机构再次处于锁定状态，从而阻止任何长度调整。

以下将结合图2至6示出的一系列状态，描述离合器促动器及其补偿机构的一系列操作和运动状态。

图2示出了在其端部停止位置的离合器促动器，即，气压缸1的腔室被减压。销11与气压缸1的端壁部分靠接。由于这种接触，盘形锁定主体10保持在气压缸1中的固定位置。然而，活塞到其端部停止位置的一定程度的进一步运动导致盘形主体10在活塞2的空腔内的相对运动，以使得锁定主体10上升脱离空腔的截头锥内侧壁，从而当锁定主体10被离合器的偏置力驱动到接合位置时，锁定主体10能够旋转。请注意，销11的直径毫无疑问地能够比图中示出的小，使得销的端面与气压缸的相对端壁部分之间的摩擦小。在这种状态下产生长度补偿运动，直到弹簧18和将车辆离合器偏置到其接合位置的弹簧力达到平衡状态。图2示出的状态为下次激活发生之前，离合器促动器的静止状态。

图3示出了在气压缸1的腔室新增压刚开始之后的状态，在该状态下，活塞2移动离开气压缸1的端壁。活塞2的这种运动导致盘形的锁定主体10相对于活塞2，返回至与活塞2的空腔的截头锥内侧壁摩擦接合的相反运动(锁定主体10在反向上与活塞2的这种相对运动由车辆离合器的反向的偏置力所引起，该力通过推杆8、轴向可移动的安装构件20、导螺杆12和套筒18施加在锁定主体10上，从而推动锁定主体10与空腔的截头锥内侧壁部分靠接接触)。在这种方式下，当离合器促动器的气压缸增压时，引起长度补偿机构返回至其锁定状态。由于在这种状态下，锁定主体10的旋转被阻止，所以套筒14相对于导螺杆12的任何旋转运动也被阻止，从而锁定补偿机构到固定长度。在这种状态下，施加在活塞2的力能够通过长度补偿机构传递至推杆8。

在图4中，活塞2进一步移动，并且在图5中，活塞2达到与车辆离合器的完全脱离状态相应的满行程。

当换档操作完成时，驱动器释放离合器促动器，并且气压缸1的腔室被减压。然后，活塞2、补偿机构的部件以及推杆8跟随反向顺序，做出从图5到图2的转换。当活塞最终靠近图2中的位置，锁定主体10在活塞2的空腔内轴向移位，从而使得锁定主体10的截头锥外侧壁与活塞2的空腔的截头锥内侧壁脱离。这对应于长度补偿机构从其锁定状态到非锁定状态的转换，在非锁定状态下，锁定主体10自由旋转。在这种状态下，如果活塞2和推杆8之间的距离需要适用于可以归因于车辆离合器的磨损或其他改变的环境条件(温度变化等)或装配期间的变换情形，能够产生长度补偿。

然后，通过套筒14相对于导螺杆12的旋转，长度补偿将会产生，直到来自弹簧18与将离合器偏压返回至其完全接合位置的弹簧的弹簧力达到平衡。应该注意的是，长度补偿机构能够双向执行长度补偿运动，即，增加推杆8与活塞2的距离，或减小该距离。

图6示出了产生长度补偿至更短距离后的情形，在该情形下，安装构件20移动至相对更靠近于活塞2，并且导螺杆12拧入套筒14更深。需要注意的是，在图6所示的状态中，由于腔室的增压使得活塞2远离其端部停止位置，锁定主体10实际上应该与活塞2的空腔的内侧壁摩擦接触。

图7示出了对应于图1至图6的首次描述的实施例的进一步实施例，但是该进一步实施例还包括阈值弹簧机构。该阈值弹簧机构包括弹簧30和杆34。杆34安装在铰接点32处。在空间上远离于铰接点32的部分处，杆34靠在弹簧30上。由于该阈值弹簧机构，长度补偿机构将不会在气压缸1的腔室每次减压时转换为非锁定状态。其原因是活塞2将会处于静止位置，在该静止位置下，弹簧30平衡推动离合器返回至其完全接合位置的车辆离合器偏置力。起初，在销11没有接触杆34时，将会达到这种平衡状态。这种情形在图8至图11中更具体地示意性示出。在图8中，活塞靠近阈值弹簧机构。在图9中，活塞2与杆34接触，并且弹簧30平衡这种保持力。在该阶段，销11还没达到杆34。因此，在该阶段，当活塞2到达其静止位置时，长度补偿机构将会保持在锁定状态。当离合器的条件或其他环境条件改变，进一步导致在车辆离合器的完全接合状态下推杆8的更远位移时，为了平衡在平衡状态下的保持力，阈值弹簧机构的弹簧30将被进一步压缩，如图10所示。如果活塞2移动的更远，销11接触杆34并且抬升锁定主体10脱离活塞2中的空腔的截头锥内侧壁，从而导致长度补偿机构从锁定状态到非锁定状态的转换。在这种方式下，将引进具有以下效果的阈值，即只有在离合器的接合位置下推杆位置的预定变化实现时，长度补偿机构才从锁定向非锁定状态转换。

图12是根据本发明的具有可选伺服驱动设备的离合器促动器的示意性图。在该实施例中，活塞2不是气压或液压活塞和缸结构中的活塞，而是一种安装用于线形运动(图12表明的垂直运动)的部件。导螺杆和螺母结构的其他部件原则上相应于先前实施例示出的那些部件，特别是螺母14、导螺杆12、安装主体20和推杆8。补偿机构的第一和第二部件也以相应的方式设置，即，通过截头锥锁定主体10作为容纳在互补成形的凹锁定部中的凸锁定部，其中，该凹锁定部形成在活塞2的下端部中。在该可选的实施例中，活塞2不是由气压驱动机构驱动，而是由诸如电动机的旋转驱动机50驱动。该旋转驱动机50的输出轴连接至与螺母54配合使用的导螺杆或蜗杆52，该螺母54链接至活塞2。通过旋转驱动机50的促动，使得导螺杆52旋转，并且这种旋转传递至螺母54的线形运动，这导致活塞2的相应的线形运动。通过正确地控制旋转驱动机50的旋转方向，来控制线形运动的方向。可以在旋转驱动机50和活塞2之间安装压缩弹簧56，该压缩弹簧56支撑活塞2并且因此减小需要由旋转驱动机50产生的用于移动活塞2的力的大小。

在图13中，示出了补偿机构的主动锁定传动装置的可选实施例。伺服驱动设备50、52和54对应于与图12关联描述的驱动设备。主动锁定传动装置包括球形锁定面64，该球形锁定面64连接至伺服驱动设备的螺母54。锁定面64形成补偿机构的第一和第二可移动部件中的一个部件。另一部件由杆臂62形成，该杆臂62形成示出的剪刀驱动机构的一部分。在剪刀驱动机构的一个铰接点和锁定面64之间，作用有压缩弹簧60。该剪刀驱动机构将剪刀驱动机构的上铰接点或推杆8的线形运动转换成杆臂62的铰接运动。杆臂62的外端部形成主动锁定传动装置的第二部件。该外端部相对于作为主动锁定传动装置的第一部件的锁定面64是可移动的，除非该第一和第二部件摩擦接合。通过正确选择杆元件的长度l₁和l₂以及角度θ，该传动装置的传动比能够按照要求选择。对于该剪刀驱动机构，能够通过以下公式简单计算传动比gr：

$\tan \left(\mathrm{\θ}\right)\·\mathrm{\μ}\·\frac{l_2}{l_1}=\mathrm{gr}$

其中，μ是杆臂62的端部在锁定面64上的摩擦系数，θ是图13中所示出的角度。对于该主动锁定传动装置，传动比大于1意味着推杆8通过距离x的线形运动对应于杆臂62的端部相对于锁定面64通过距离y的切向运动，其中，y大于x。

Claims (8)

1.一种用于操作车辆离合器的自调整离合器促动器，所述车辆离合器为长期偏置于完全接合位置类型的离合器，所述离合器促动器包括伺服驱动设备(1)，可滑动地安装为用于由所述伺服驱动设备驱动在轴向上线性运动的活塞(2)，所述活塞设置为通过传动构件(8)作用在所述车辆离合器上，所述离合器促动器设置为使得当所述伺服驱动设备(1)激活时，所述活塞(2)在轴向上移动所述传动构件(8)以将所述车辆离合器移动至其脱离位置，反之当所述伺服驱动设备去激活时，所述车辆离合器返回到其接合位置的偏置运动驱动所述传动构件的运动，并因而驱动所述活塞在轴向上返回至所述活塞的端部停止位置的运动，其中，补偿机构设置在所述活塞(2)和所述传动构件(8)之间，所述补偿机构能够在非锁定状态和锁定状态之间转换，在所述非锁定状态下，所述补偿机构能够调整其长度以在所述车辆离合器的接合状态下跟随所述传动构件(8)的轴向位置，在所述锁定状态下，所述补偿机构锁定到固定长度；其中，所述补偿机构包括主动锁定传动装置，所述主动锁定传动装置将任何长度调整运动转换为所述补偿机构的第一部件和第二部件的相应的相对运动，反之亦然；其中，所述补偿机构设置为使得通过移动所述第一部件和所述第二部件至相互之间摩擦接触来实现所述补偿机构的锁定状态，从而通过阻止所述第一部件和所述第二部件的所述相对运动来阻止所述补偿机构的长度调整运动，其中，所述主动锁定传动装置的传动比大于1；其中，所述伺服驱动设备包括气压缸或液压缸，所述活塞(2)可滑动地容纳于所述气压缸或液压缸中以限定腔室，所述腔室可选择性地连接至压力流体源以用于所述伺服驱动设备的激活，并且可选择性地减压以用于所述伺服驱动设备的去激活；其特征在于，

所述补偿机构设置为响应于所述活塞(2)的运动状态，以使得当由于所述腔室减压，所述活塞(2)达到所述端部停止位置时，产生从所述锁定状态到所述非锁定状态的转换，并使得当由于所述腔室的下一次增压，所述活塞离开所述端部停止位置时，产生从所述非锁定状态到所述锁定状态的转换，其中，长度补偿机构包括弹簧机构(18)，所述弹簧机构(18)施加第一力以抵抗所述离合器的偏置力，在需要时，所述第一力和所述偏置力驱动在所述非锁定状态下的所述补偿机构以执行长度改变，以使得所述第一力和所述偏置力达到平衡状态。

2.根据权利要求1所述的用于操作车辆离合器的自调整离合器促动器，其特征在于，所述主动锁定传动装置包括导螺杆和螺母结构(12，14)，以通过导螺杆(12)和螺母(14)的相对旋转实现所述补偿机构的长度改变，所述导螺杆和螺母结构相对于所述补偿机构的所述第一部件和所述第二部件中的一个部件驱动另一个部件。

3.根据权利要求2所述的自调整离合器促动器，其特征在于，所述活塞(2)包括在中心设有空腔的柱形活塞主体，所述空腔具有分叉的内侧壁以形成截头锥腔，其中，所述导螺杆和螺母结构中的一个部件的延伸件延伸到所述空腔内，并承载截头锥形的锁定主体(10)，所述锁定主体(10)安装为使其能够围绕所述导螺杆和螺母结构(12，14)的旋转轴旋转，并能够与所述活塞主体的所述截头锥腔的内侧壁形成摩擦接合接触，以实现所述补偿机构的所述锁定状态，并且其中所述补偿机构从所述锁定状态到所述非锁定状态的转换由所述锁定主体在轴向上的移位实现，所述移位导致所述锁定主体从与缸主体中的所述空腔的侧壁摩擦接触的第一位置到不与所述活塞主体的所述空腔的侧壁摩擦接触的第二位置的移位，其中，所述活塞主体和所述锁定主体形成能够相对于彼此移动的所述第一部件和所述第二部件。

4.根据权利要求3所述的自调整离合器促动器，其特征在于，截头锥形的所述锁定主体(10)和互补的所述截头锥腔定向为使得截头锥形的所述锁定主体的小直径端部远离所述导螺杆和螺母结构(12，14)以及所述传动构件(8)。

5.根据权利要求3所述的自调整离合器促动器，其特征在于，截头锥形的所述锁定主体(10)在其小直径端面设置有销(11)，所述销(11)延伸通过所述活塞的端壁中的通孔，所述通孔面对所述气压缸的腔室，所述销(11)设置为与所述气压缸的相对端壁部分配和，以使得当所述活塞靠近其端部停止位置时，在与所述端壁部分靠接时，所述销(11)推动所述空腔中的所述锁定主体从第一位置上升脱离到第二位置，从而使得所述补偿机构进入到所述非锁定状态。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的自调整离合器促动器，其特征在于，所述活塞设置有中心管状延伸件(4)，所述导螺杆和螺母结构(12，14)设置在所述中心管状延伸件(4)中，所述导螺杆和螺母结构的螺母(14)的一个端部延伸到所述活塞主体的所述空腔中，并且导螺杆从连接所述螺母的接合部分延伸到端部部分，所述端部部分附着于容纳在所述中心管状延伸件(4)的内部的安装主体(20)，其中，所述安装主体(20)安装在所述中心管状延伸件(4)中，以使得所述安装主体被锁定成抵抗旋转运动但允许沿着所述中心管状延伸件的轴向的移位运动，并使得所述安装主体(20)与所述传动构件(8)链接，以能够在轴向上向所述传动构件(8)施加力。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的自调整离合器促动器，其特征在于，所述主动锁定传动装置设置为具有大于2的传动比。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的自调整离合器促动器，其特征在于，所述主动锁定传动装置设置为具有大于3的传动比。