CN105765259B - 操作液压离合器调节器的致动器和可电操作的离合器系统 - Google Patents

Abstract

描述一种用于操作液压离合器调节器的活塞(17)的致动器(13)，如它可以在用于机动车的可电操作的离合器系统的液压系统中使用的那样。电动机(11)驱动调节盘(55)。在调节盘(55)上布置月牙板结构(31)。月牙板结构(31)形成压紧面(33)，它的半径(r)关于一个轴线(65)从一个最小半径的点(35)增大到一个最大半径的点(37)。操作杆(41)与离合器调节器的活塞(17)啮合并且被这样地导向和支撑在第一月牙板结构(31)上，在调节盘(55)转动时由第一月牙板结构(31)将一个压力施加到操作杆(41)上。在月牙板结构(31)上构造例如凹部(40)形式的保持结构，它这样地设计，操作杆(41)由于保持结构(40)的作用保持在一个基本上相对于离合器调节器(14)最大地脱离啮合的位置上。因此可以使致动器(13)保持在一个状态下，在该状态下离合器是脱离啮合的，而不必使电动机(11)持久地通电流。这尤其是对于惯性滑行功能可以是有利的，尤其是节能的，在惯性滑行功能下离合器应该在较长的持续时间上保持打开。

Description

操作液压离合器调节器的致动器和可电操作的离合器系统

发明的领域

本发明涉及一种用于操作液压离合器调节器的致动器以及一种装备了这种致动器的、可电操作的离合器系统。

现有技术

在机动车中常规的离合器被使用，以便能够暂时地分离在发动机和与机动车的车轮耦联的传动系之间的能流。

作为尤其是用于要通过驾驶员操作的离合器系统的扩展方案，当前开发用于现代机动车的可电操作的离合器。其中离合器踏板不再直接地机械地与液压装置连接。取而代之地，例如传感器探测当前的踏板位置并且随之发送相应的信号到控制器。基于该信号，控制器操作电液压致动器或执行机构，其大多数通过电动机的转动运动使在离合器系统的液压系统的主动缸中的活塞运动。

这种执行机构例如可以这样地实施，电机地驱动的主轴螺母使主轴运动，主轴又压到液压活塞上。

在在正常状态下闭合的离合器中，一般地，离合器弹簧负责将用于闭合离合器需要的力施加到离合器片上。这种离合器弹簧的特征或特征线在常规的、要由驾驶员直接地机械地操作的离合器中决定从离合器经由液压装置传递到离合器踏板上的并且因此被驾驶员在触觉上可探测到的离合器的力特性。典型地，离合器弹簧不具有线性的力特征线，而是S形的特征线。在操作离合器时一般地存在希望或要求，即，在特征线的第一部分中，也就是说，在离合器踏板的开始的压下中，能够以小的力快速地操作并且在第二部分中以大得多的力，也就是说，弹簧被强烈地张紧，和以高的精确度操作。

线性的系统，如上所述的主轴-螺母-执行机构，不满足这种要求。

此外为现代机动车开发附加的功能，以便例如降低燃料消耗或提高驾驶舒适性。因此当前例如开发一种所谓的“惯性滑行”的功能，其中机动车在合适的行驶状况下自由滚动，其中暂时地在机动车的车轮和驱动单元之间的力束（力流）通过离合器的自动化的操作被中断。在这种惯性滑行期间，离合器必要时在较长的持续时间上保持打开。

本发明的公开

本发明的实施方式实现一种用于操作液压离合器调节器的致动器，其一方面可以产生用于操作离合器的合适的力特征线和另一方面可以简单地构造和可靠地工作。尤其地，在液压离合器调节器的致动器中在确定的运行状态下可以这样地操作，离合器调节器可以保持在，也就是说被锁定在一个位置上，在该位置上离合器是打开的，而为此致动器不必持久地被供给大的功率。

按照本发明的第一方面建议一种用于操作液压离合器调节器的致动器，它具有电动机，由电动机围绕一个轴线转动地驱动的调节盘，与调节盘耦联的月牙板结构和操作杆。月牙板结构在此形成压紧面，它的半径关于调节盘转动所围绕的轴线连续地从一个最小半径的点在围绕轴线的操作转动方向上增大到一个最大半径的点。操作杆在其一个端部处与离合器调节器，也就是说例如与主动缸的活塞，啮合。操作杆在此情况下这样地导向和支撑在月牙板结构上，在在操作转动方向上转动调节盘时由月牙板结构施加一个压力到操作杆上。致动器的特征在于，在月牙板结构上靠近最大半径的点处构造一个保持结构，它这样地实施，操作杆由于保持结构的作用保持在基本上最大地相对于离合器调节器脱开啮合的位置上。本发明的实施方式的构思除了其它方面以外可以认为是以以下描述的想法和认识为基础的:

如开头所述的，在可电操作的离合器系统中，线性地产生操作力的致动器，例如主轴-螺母-致动器，一般地不能够满足对用于操作离合器的力特征线的要求。一种解决方法是为致动器配置一种月牙板盘，其中，一个压紧面描述一个曲线轨道，它不是圆形地围绕转动中心，而是螺旋形的。在月牙板结构的这种螺旋形构造的压紧面情况下，半径，也就是说在压紧面和转动中点之间的距离，作为转动角的函数增大。月牙板结构的弯曲部或曲线部在此情况下可以与离合器的特征线和在此出现的要求相匹配。

螺旋形的月牙板结构可以安装在由电动机驱动的调节盘上或至少与其机械地耦联，由此，如果调节盘通过电动机围绕其轴线转动，它也转动。操作杆的一个端部在此情况下支撑在通过月牙板结构形成的压紧面上。由于月牙板结构的半径改变，通过转动调节盘和由此转动月牙板结构可以移动操作杆。

操作杆在其另一个端部处与液压离合器调节器耦联，该液压离合器调节器又经由液压装置与弹簧预张紧的离合器连接，操作杆在正常情况下以一个相应的弹性的预紧力被压在月牙板结构的压紧面上。由于这种作用于压紧面上的力和特性，即压紧面的半径在朝着最小半径的点上减小，一个复位的扭矩作用到与月牙板结构连接的调节盘上。这个扭矩导致调节盘移动到一个位置上，在该位置上离合器不被操作杆操作。如果应该操作离合器，那么这个扭矩必须借助于作用在调节盘上的电动机来过度补偿，以便将调节盘移动到一个位置上，在该位置上操作杆操作离合器。

为了将离合器例如在惯性滑行时在较长的时间段上保持在一个被操作的状态下，在常规致动器中由此驱动调节盘的电动机必须持久地工作，克服作用于调节盘上的复位的扭矩并且由此必须被连续地通电流。

因此建议，在月牙板结构上在压紧面的最大半径的点的附近设置一个保持结构。这个保持结构应该这样地构造，即它使得操作杆锁定在一个基本上最大地脱开啮合的位置上。换言之，保持结构应该这样地构造，操作杆在一个位置上，在该位置上它操作离合器，被这样地保持和与调节盘共同作用，即它在调节盘上不施加复位的扭矩。因为由此在该锁定的状态下没有复位的扭矩需由电动机过度补偿，所以当离合器例如在惯性滑行期间应该较长时间地保持被持续操作时不需要对电动机通电流。

按照一个实施方式，操作杆在朝着月牙板结构的方向上被弹性地预张紧和月牙板结构这样地构造，一个力由操作杆基于保持结构被这样地施加到调节盘上，即为了逆着操作转动方向转动调节盘，必须至少短时间地由电动机在逆着操作转动方向的方向上将一个力施加到调节盘上。换言之，如果操作杆被锁定在脱开啮合的位置上，致动器位于一种准稳定的状态下，只有通过由电动机将一个力逆着操作转动方向施加到调节盘上，它才由此能够从这种状态中再从其中运动出来。

按照一个实施方式，保持结构实施成在月牙板结构的压紧面中靠近最大半径的点处的局部的凹部。换言之，压紧面的半径不是以相同的尺度，也就是说相同的斜率，从最小半径的点一直增大到最大半径的点并且压紧面然后终止，而是该斜率在靠近最大半径的点处局部地减小或者甚至是负的。以这种方式在压紧面中局部地构造一个凹部或凹槽。支撑在压紧面上的并且相对于压紧面弹性地预张紧的操作杆可以锁定在这个凹部中。在这样地锁定的状态下操作杆尽管仍然压在压紧面上，当时在此作用的力不再能够使调节盘运动。相反，只要没有扭矩由电动机施加到调节盘上，调节盘就保持在这个锁定的位置上。

按照前述实施方式的一个特别的扩展方案，凹部这样地构造，半径(r)从在凹部的开始处的一个点在围绕轴线的操作转动方向上朝着在凹部的中心上的一个点减小。换言之，压紧面的半径从最小半径的点在操作转动方向上连续地增大，直到凹部的开始处。但是此外在操作转动方向上，半径然后至少短时间地减小并且在此之后又可以增大，由此凹部在压紧面中形成，其可以作为保持结构作用，以便操作杆可以锁定在最大地脱开啮合的位置上。

备选地，保持结构可以构造成具有恒定的半径的区域，其中尤其是操作杆在进一步转动调节盘超过最大半径的点时，不被轴向地移动。

在另一个实施方案中，保持结构构造成月牙板结构的平的、直的平面，尤其是调节盘的周面，其中操作杆在进一步转动调节盘超过最大半径的点时被轴向地朝着轴线移动。

按照一个实施方式，操作杆通过一个安装在操作杆上的轴承支撑在月牙板结构上。操作杆通过轴承支撑在月牙板结构上，该轴承不需要与月牙板结构处于直接的机械接触中，而是可以设置例如一个滚子，其支承在轴承上，通过该滚子，轴承可以支承在月牙板结构上并且可以沿着月牙板结构的压紧面滚动。

按照一个实施方式，在电动机的轴上可以布置一个主轴（蜗杆）并且调节盘由蜗轮构造，它的齿部与主轴啮合。在这个具体的实施方式中，构造成蜗轮的调节盘可以通过电动机借助于设置在它的轴上的主轴驱动，类似于蜗轮蜗杆传动装置。调节盘的角速度在此线性地取决于电动机的转速。但是，由于蜗杆式形式的月牙板结构，由与调节盘耦联的第一月牙板结构施加到操作杆上的力与电动机的转速不是线性相关的。

按照本发明的一个实施方式，调节盘和月牙板结构一体地构造。换言之，月牙板结构可以直接地成形在调节盘上。例如该共同的部件可以由压铸件制造。

按照一个实施方式，电动机的轴和调节杆相互间在一个倾斜角下布置。例如调节杆可以这样地布置，它从一个位置，在该位置上它以其一个端部顶靠在第一月牙板结构上，相对于电动机的轴倾斜地并且由此以其相对置的端部倾斜地向后地朝着电动机布置。在调节杆的第二端部处布置的离合器调节器由此可以靠近地布置在电动机旁边，由此包括离合器调节器在内的致动器的总的结构尺寸可以最小化。

一种可电操作的离合器系统，其包含按照本发明的一个实施方式的致动器，一方面可以在操作离合器时产生希望的非线性的力特性，另一方面致动器或设置在其上的操作杆可以在基本上最大地脱开啮合的状态下被锁定，由此离合器可以在较长的持续时间上保持被操作状态，而电动机不必被持续地通电流。

在此指出，本发明的实施方式的可能的特征和优点在此处针对本发明的不同的实施方式进行了描述。专业人员认识到这些特征可以以合适的方式交换或组合，以便实现本发明的其它的实施方式。

附图简述

以下参照附图描述本发明的实施方式，其中，附图和描述都不应解释为对本发明的限制。

图1示意地显示一个可电操作的离合器系统。

图2显示按照本发明的一个实施方式的致动器的透视图。

图3显示按照本发明的另一个实施方式的致动器的透视图。

图4显示按照本发明的又另一个实施方式的致动器的透视图。

附图仅仅是示意图并且是没有按照正确比例尺的。相同的附图标记在各个图中表示相同的或相同作用的特征。

本发明的实施方式

图1显示用于机动车的可电操作的离合器系统1。脚踏板3可以逆着弹簧5由驾驶员踩下。脚踏板3的当前的位置在此借助于传感器7确定并且传递给控制器9。基于传感器7的信号，控制器9控制致动器13的电动机11，通过一个合适的力传递装置15，例如形式为传动机构（变速器），使活塞17在形成离合器调节器14的一部分的主动缸19中移动。由此可以将液压油通过管道21压入从动缸23中。在从动缸23中的活塞25与离合器27处于机械连接中并且可以通过从动缸23的操作将离合器分离。设置在离合器27上的复位弹簧29在此负责相应的反压力作用于从动缸23上，由此在对脚踏板3的减小的操作力和对致动器13的相应的控制下离合器27又被接合。在形成离合器调节器14的主动缸19的一个后部的区域中设置通气孔18。如果活塞17被足够远地向后移动超过这个通气孔18，那么液压油可以从容器16流入主动缸19的内部中。

图2显示致动器13的透视图，其中电动机11转动地驱动具有安装在其上的月牙板结构31的调节盘(在图2中由于透视图不能够看见)。月牙板结构31在示出的示例中在其外周面上形成压紧面33，它的半径r连续地从最小半径的点35朝着最大半径的点37增大，如果与月牙板结构耦联的调节盘在操作转动方向39上转动月牙板结构31的话。操作杆41在其一个端部43处与一个液压离合器调节器(在图2中没有示出)耦联。操作杆41以其另一个端部45通过安装在其上的轴承47支撑在月牙板结构31的压紧面33上。如果月牙板结构31在操作转动方向39上被转动，压紧面31由于增大的半径r而将操作杆41连续地在朝着液压离合器调节器的方向49上挤压。在此情况下在另一个端部处与离合器调节器耦联的离合器被操作，也就是说离合器片脱离啮合和由此相互分开。将离合器片相互预张紧的弹簧在此在离合器调节器上产生复位力，由此操作杆41被压向压紧面33。补充地，在图2中示出的设计方案中，操作杆41通过附加的弹簧51，其支撑在轴承53上，逆着方向49，也就是说离开离合器调节器地，被预张紧和由此被压向压紧面33。

在靠近最大半径的点37处，压紧面33具有局部的凹部40。在这个凹部40的开始42处，也就是说直接在最大半径的点37后面，压紧面33的半径r局部地稍微减小，直到它自凹部40的中心44起又增大。如果月牙板结构31由此在操作转动方向39上被进一步转动超过最大半径的点37，那么在沿着压紧面33上滚动的操作杆41的轴承47的滚子67进入与凹部40啮合中，由此操作杆41准态地锁定。在这种锁定的状态下操作杆近似最大地脱开啮合，由此离合器被操作。该锁定的状态是准稳定的，也就是说月牙板盘31由于由操作杆41传递的复位力，其逆着操作方向49作用，不被转动而是保持在其位置上。由此操作杆41也保持在其脱开啮合的位置上，而电动机11不必持久地产生扭矩。

在图3中示出按照本发明的致动器13的另一个实施方式的透视图。电动机11在此情况下经由轴57驱动主轴（蜗杆）59。主轴59与在这种情况下构造成蜗轮61的调节盘55的齿部56啮合。电动机11由此可以使调节盘55沿着或者逆着操作转动方向39的方向运动。

在调节盘55上在两个端面上分别构造月牙板结构31构造。这些月牙板结构31中的每一个都形成一个压紧面33，它的半径r关于调节盘55的轴线65在操作转动方向39上连续地增大直到点37。

如果调节盘55相应地被电动机11转动，那么与操作杆41处于连接中的轴承47经由滚子67在沿着压紧面33上滚动。由于压紧面33的增大的半径r，此时压力被施加到操作杆41上和操作杆41逐步地在活塞17的方向49上移动。由此通过活塞17产生的液压力可以相应地使离合器27分离，也就是说脱开啮合。

为了接下来再次接合离合器27，使致动器13在相反的方向上运行。在电动机11转动调节盘55期间，轴承47的滚子67此时被持久地压向第一月牙板结构31的压紧面33，因为由离合器27的复位弹簧29施加一个复位力到与轴承47耦联的操作杆41上。

在每个压紧面33上又设置一个凹部40。如果致动器被操作直到它的最大位置，轴承47的滚子67则啮合到凹部40中并且防止操作杆41通过由它传递到压紧面33上的复位力使调节盘55往回转动而能够自行地往回运动。只有当电动机11主动地将调节盘55逆着操作方向39转动，直到滚子67从凹部40中已经运动出来时，调节盘55才能够在借助于或没有通过电动机11的支持下返回，逆着操作转动方向39转动。

在图3中示出的实施方式中，操作杆41基本上与电动机11的轴57平行地延伸。

在一个备选的设计方案中，如其在图4的透视图中示出的，相反，操作杆41相对于电动机11的轴57在一个倾斜的角度下布置，并且是倾斜地在相对于电动机11往后的方向上。离合器调节器14由此可以布置在电动机11旁边，由此用于离合器系统1的总的结构空间可以减小。

除了操作杆41的布置以外，在图4中示出的致动器13的部件的结构和作用方式在很大程度上与在图3中示出的系统中的类似。

Claims (12)

1.用于操作液压离合器调节器(14)的致动器(13)，具有:

电动机(11)，

由电动机(11)围绕一个轴线(65)转动地驱动的调节盘(55)，

与调节盘(55)耦联的月牙板结构(31)，和操作杆(41)，

其中，月牙板结构(31)形成压紧面(33)，它的半径(r)关于所述轴线(65)从一个最小半径的点(35)在围绕轴线(65)的操作转动方向(39)上朝着一个最大半径的点(37)增大，其中，操作杆(41)在它的一个端部(43)处与离合器调节器(14)啮合，

其中，操作杆(41)被这样地导向和支撑在月牙板结构(31)上，在调节盘(55)在操作转动方向(39)上转动时由月牙板结构(31)将一个压力施加到操作杆(41)上，

其中，

在月牙板结构(31)上构造一个保持结构(40)，所述保持结构这样地实施，操作杆(41)由于保持结构(40)的作用保持在一个基本上最大地相对于离合器调节器(14)脱开啮合的位置上，

其中所述保持结构(40)构造成具有恒定的半径(r)的区域，或者

所述保持结构构(40)造成月牙板结构(31)的平的、直的面，其中操作杆(41)在调节盘(55)进一步转动超过最大半径的点(37)时被轴向地朝着轴线(65)的方向移动。

2.根据权利要求1所述的致动器，其中，操作杆(41)在朝着月牙板结构(31)的方向上被弹性地预张紧并且月牙板结构(31)这样地构造，由操作杆(41)将一个复位力由于保持结构(40)这样地施加到调节盘(31)上，为了逆着操作转动方向(39)转动调节盘(55)，必须至少短时间地由电动机(11)将一个力在逆着操作转动方向(39)的方向上施加到调节盘(31)上。

3.根据权利要求1或2所述的致动器，其中，保持结构实施成在月牙板结构(31)中的局部的凹部(40)。

4.根据权利要求3所述的致动器，其中，凹部(40)这样地构造，半径(r)从在凹部(40)的开始 (42) 处的一个点在围绕轴线(65)的操作转动方向(39)上朝着凹部(40)的中心(44)减小。

5.根据权利要求1所述的致动器，其中，所述压紧面的半径(r)关于所述轴线(65)连续地从一个最小半径的点(35)在围绕轴线(65)的操作转动方向(39)上朝着一个最大半径的点(37)增大。

6.根据权利要求3所述的致动器，其中，所述保持结构靠近最大半径的点(37)实施成在月牙板结构(31)中的局部的凹部(40)。

7.根据权利要求1或2所述的致动器，其中，操作杆(41)通过安装在其上的轴承(47)支撑在月牙板结构(31)上。

8.根据权利要求1或2所述的致动器，其中，在电动机(11)的轴(57)上布置蜗杆(59)并且其中，调节盘(55)构造成蜗轮(61)，它的齿部(56)与蜗杆(59)啮合。

9.根据权利要求1或2所述的致动器，其中，调节盘(55)与月牙板结构(31)一体地构造。

10.根据权利要求1或2所述的致动器，其中，电动机(11)的轴(57)和操作杆(41)在相互间的一个倾斜角下布置。

11.根据权利要求1所述的致动器，其中，在月牙板结构(31)上靠近最大半径的点(37)构造所述保持结构(40)。

12.可电操作的离合器系统(1)，具有根据权利要求1至11中任一项所述的用于操作液压离合器调节器(14)的致动器(13)。