CN106065909A - 具有使用抱簧元件的摩擦装置的执行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有使用抱簧元件的摩擦装置的执行器，其中摩擦装置具有至少两个可相对彼此转动的构件并且在能相对彼此转动的构件之间设置有在构件相对转动时影响效率/摩擦的抱簧元件，所述抱簧元件具有至少两个彼此连接的作用区域。抱簧元件的这两个作用区域中的一个在内径或外径处具有支持弹簧，其中支持弹簧设置在抱簧元件的锁定的区域中。

Description

具有使用抱簧元件的摩擦装置的执行器

技术领域

本发明涉及一种具有使用抱簧元件的摩擦装置的执行器，其中摩擦装置具有至少两个可相对彼此转动的构件并且执行器尤其使用在机动车的变速器中。

背景技术

执行器例如用于操作车辆的离合器，并且能够将构件的转动运动转换成另一构件的轴向运动。在此，执行器本身能够是任意类型的线性执行器，例如PWG执行器(PWG＝行星滚子螺纹驱动器)、液压从动缸等。

行星滚子螺纹驱动器(PWG)由螺杆、螺杆螺母和在其之间设置在环周之上的、容纳在行星架中的行星滚子体形成。在此，螺杆、螺杆螺母和行星滚子体具有用于在螺杆和螺杆螺母之间传递转动运动的轮廓部，其中这些部件中的一个-螺杆或螺杆螺母-转动驱动并且另一部件在抗转动设置的情况下沿着螺杆的纵轴线移位对应于所设定的传动比的轴向位移。在此，行星滚子体具有两个不同的轮廓部段，所述轮廓部段一方面与螺杆啮合并且另一方面与螺杆螺母啮合，其中行星滚子体上的一个轮廓部段是沟槽形的并且行星滚子体上的另一轮廓通常是沟槽形的并且根据实施方式在螺杆或螺杆螺母上具有互补的螺纹部段并且相应地沟槽部段设置在另一部件上。由此相对于在螺杆螺母上直接容纳螺杆实现如下传动比，借助所述传动比，螺杆每转一圈在少量进给的情况下实现更高的力。

例如，从EP 320 621 A1中已知一种PWG，其中螺杆具有螺纹并且螺杆螺母具有沟槽，各行星滚子体在所述沟槽上分别借助于相应互补构成的轮廓部段滚动。在此，轴向固定支承的且例如由电动机转动驱动的螺杆相对于抗转动设置的螺杆螺母旋转，使得螺杆螺母强制地且通过行星体在螺杆螺母的沟槽中摩擦配合的滚动而轴向地移位。在此，经由螺杆螺母的轴向位移得到与螺杆的转速成比例的运动。对此，根据旋转部件即螺杆或螺杆螺母的直径的设计，具有行星滚子的行星架相应于行星变速器地以一半的转速或其他的比例旋转。

DE 10 2010 047 800 A1示出行星滚子传动装置的应用，其中将静液压执行器的构成为从动缸的活塞的执行器部件轴向固定地与抗转动且可轴向移位设置的螺杆耦联，其中由电动机转动驱动轴向固定的螺杆螺母，使得在螺杆螺母旋转时螺杆和螺杆螺母相对于彼此沿着轴向位移移位。因为容纳活塞的且与其形成压力腔的缸壳体固定地设置并且螺杆螺母本身轴向地支承在所述缸壳体上，所以活塞根据螺杆螺母的转动驱动而构建压强，例如用于操作机动车部件如制动器、摩擦离合器等。在此，尤其在摩擦离合器中期望的是：借助于高的节距快速地以小的负载要求跨过气隙并且在摩擦离合器的有效区域中借助于小的节距能够借助具有小功率的电动机施加高的负载。

在例如尤其在执行器中，例如静液压离合器执行器(Hydrostatic ClutchActuator-简称HCA)中借助于电动机驱动的优化效率的螺杆传动装置(例如PWG)中存在如下问题：在要求保持位置的情况下在电动机中需要保持电流进而需要保持转矩，因为螺杆传动装置(例如在PWG中)不自锁，其中所述静液压离合器执行器克服负载、例如离合器特征曲线工作。具有抗转动的齿圈螺母的HCA中的PWG中，在其上(相对于螺杆)截取轴向运动的螺杆被驱动时，在理想的滚动运动中(如在咬合的行星轮传动装置中/没有滑移)进行附加地减小螺杆节距，所述螺杆节距通过改变螺杆和/或行星滚子直径能够在极限中自由地选择。这种执行器的决定性的缺点在于：所述执行器需要持久的保持电流或者在电流失效/故障(例如线缆断裂、插头脱落)时不能够保持位置。于是，在通过执行器压开的离合器中存在不期望地闭合离合器的危险。

此外，已知抱簧用于离合器的应用。抱簧通常由在多个螺旋中围绕柱形部件延伸的金属线构成。在所述弹簧和柱形部件之间，在柱形部件转动时引起摩擦力。所述摩擦力能够通过抱簧的拧紧或释放来影响。

在本申请人的尚未公开的技术方案中提出具有摩擦装置的组件，所述摩擦装置具有至少两个可彼此相互转动的构件、尤其是用于操作机动车的离合器的组件，其中在能相对彼此转动的构件之间设置有在构件相对转动时影响效率/摩擦的螺旋弹簧。在此，螺旋弹簧至少局部地形成抱簧，所述抱簧能够是单抱簧或双抱簧或抱扭簧。在此应用的双抱簧具有两个作用面，所述作用面轴向地依次设置。

本申请人的另一尚未公开的技术方案同样描述具有摩擦装置的组件，所述摩擦装置具有至少两个可彼此相互转动的构件，在所述构件之间设置有抱簧，所述抱簧具有两个彼此耦联的抱簧区域，其中在构件相对转动时沿一个转动方向能够产生小的摩擦并且沿另一方向能够产生高的摩擦。在此，这两个抱簧区域的耦联通过连接件进行，所述连接件构成为套筒或环，并且这两个径向地彼此嵌套的抱簧元件相互定位成，使得能够将转矩从第一抱簧区域传递到第二抱簧区域上并且反之亦然。在此，这两个抱簧区域由两个不同的抱簧实现。该解决方案的特征在于在轴向方向上的较小的空间需求。此外，在该实施方案中通过内部的和外部的弹簧的不同的横截面/直径能够实现较大的牵引力矩差。当然，在此存在如下缺点：通过抱簧的多件式的构成使安装变难以及由于使用将这两个抱簧区域连接的连接元件而提高成本。

在本申请人的另一尚未公开的技术方案中，描述具有摩擦装置和具有至少两个能相对彼此转动的构件的组件，其中在能相对彼此转动的构件之间设置有在构件相对转动时影响效率/摩擦的抱簧元件，所述抱簧元件具有至少两个径向彼此嵌套的一件式彼此连接的作用区域。在此，抱簧元件的位于径向内部的作用区域以其内径抗转动地或摩擦配合地与第一构件的外径有效连接，并且抱簧元件的位于径向外部的作用区域以其外径摩擦配合地或抗转动地与第二构件的内径有效连接。

通过为这两个弹簧部段应用共同的线，为了实现高的摩擦力矩而得到径向高的和轴向短的线横截面。在由于公差引起具有小的摩擦的抱簧部段叠加时在该区域中得到不期望高的摩擦力矩。

发明内容

本发明的目的在于，研发具有使用抱簧元件的摩擦装置的执行器，其中抱簧元件具有简单的抱簧几何形状并且提高牵引力矩的比。

所述目的通过一种执行器实现。从下文中得出有利的设计方案。

具有摩擦装置的执行器具有至少两个可相对彼此转动的构件，其中在能相对彼此转动的构件之间设置有在构件相对转动时影响效率/摩擦的抱簧元件。抱簧元件具有至少两个彼此连接的作用区域，其中抱簧元件的这两个作用区域中的至少一个在内径或外径处具有支持弹簧，其中支持弹簧优选设置在抱簧元件的锁定的区域中。

抱簧的第一作用区域与毂形成接触区域并且第二作用区域形成与轴的接触区域。在轴上的期望摩擦力矩高的情况下，支持弹簧在抱簧元件之外位于轴之上地构建在作用区域中，如果在毂中期望高的摩擦力矩，那么支持弹簧在抱簧元件内安装在毂之内的作用区域中。

支持弹簧能够关于抱簧元件同步地或非同步地构建，其中同步构建的支持弹簧优选具有轮廓部，所述轮廓部与抱簧元件的与该轮廓部适配的相对应的轮廓部有效连接。

在由支持弹簧和抱簧元件构成的非同步的系统中优选选择支持弹簧和抱簧之间的力配合的连接。

抱簧元件的螺旋方向尤其相应于支持弹簧的螺旋方向。此外，为了降低成本，抱簧元件和支持弹簧的带的横截面是相同的。

第一作用区域和第二作用区域具有带有不同摩擦力矩的至少两个轴向分离的区域，其中第一作用区域引起较高的摩擦力矩并且第二作用区域引起较小的摩擦力矩。

因为抱簧元件的带横截面针对第二作用区域中的所需要的摩擦力矩设计并且所述横截面对于第一作用区域过低，所以借助于支持弹簧提高第一作用区域中的摩擦力矩。

抱簧元件具有如下特征：

-由弹簧线构成的抱簧元件在第一作用区域中以比在第二区域中的用于较小的摩擦力矩的区域中更大的直径缠绕

和/或

-在用于较小的摩擦力矩的第二作用区域中具有比在用于较高的摩擦力矩的第一作用区域中更大数量的螺旋。

为了成本适宜地制造和简单的安装，支持弹簧以单螺旋弹簧的方式构成并且在其内部的或外部的带端部处具有安装辅助装置。

附图说明

下面，根据实施例和所属的附图详细阐述本发明，而本发明在此不应限制于此。在此示出：

图1示出具有PWG和根据本发明的抱簧元件的执行器，

图2示出具有根据本发明的支持弹簧的装入的抱簧元件的细节图，

图3示出具有同步构建的支持弹簧的抱簧元件，

图4示出用于同步安装的支持弹簧，

图5示出具有非同步构建的支持弹簧的抱簧元件，

图6示出具有内置的安装辅助装置的支持弹簧。

具体实施方式

在图1中示出具有行星滚子螺纹驱动器(PWG)1的根据本发明的执行器，所述执行器具有螺杆2和齿圈3，行星滚子4啮合在其之间。齿圈3(套筒)在其作用为轴的外径上借助于双抱簧形式的抱簧元件5与毂6有效连接。图2示出齿圈3和毂6的原理图，在其之间设置有抱簧元件5。

根据图2，抱簧元件5具有带有与毂6的接触区域的第一作用区域A和具有带有与齿圈3的接触区域的第二作用区域B，其中具有外径dA的第一作用区域A接触毂6的内径D6并且与所述内径在第一转动方向上力配合地连接。第二作用区域B以其内径DB位于齿圈3的外径d3上并且包围所述外径。沿着第一作用区域A以径向内置的方式设置有支持弹簧7，所述支持弹簧与抱簧元件5同步地构建。在此，抱簧元件5和支持弹簧7的螺旋方向是相同的。支持弹簧7位于齿圈3之前，其中支持弹簧的内径D7小于轴的外径d3。

支持弹簧7借助第一作用区域A中的毂6提高摩擦力矩。由此，抱簧元件5的带横截面能针对作用区域B中低的摩擦力矩设计。

抱簧元件1的外径在第一作用区域A中大于在第二作用区域B中。与此相反，第二作用区域B具有抱簧1的比第一作用区域A多的螺旋。

在图1和2中组装的抱簧元件5详细地在图3中示出。支持弹簧7在区域A中同步地装入到抱簧元件5中，其中螺旋方向相同并且不存在各个螺旋的叠加。根据图4，支持弹簧7在每个螺旋处在环周侧具有增高部7.1，其中所述增高部与第一作用区域A的内径DA处的环绕的槽5.1相对应。

也能够在抱簧元件5和支持弹簧7之间选择其他的力配合的或形状配合的连接。

在图5中示出安置在抱簧元件5的第一作用区域A中的非同步的支持弹簧。抱簧元件5和支持弹簧7的各个螺旋在作用区域A中叠加。抱簧元件5和支持弹簧7之间的连接借助于力配合的连接进行并且弃用彼此接合的轮廓。抱簧元件5的第一作用区域A也在该视图中具有螺旋的较大的直径，并且第二作用区域B比作用区域A具有更多的螺旋，所述螺旋在组装状态下与齿圈(在此未示出)处于有效连接。

图6示出支持弹簧的一个变型形式，所述支持弹簧在其内部的带端部处具有安装辅助装置7.2。在此，将带以钩的形式以更小的半径成形。

在实施例中描述的系统也能够构成为，使得在套筒(毂6)中产生低的力矩并且产生到轴(齿圈3)上的高的力矩。于是，支持弹簧7在外部围绕抱簧元件5组装在用于齿圈3的作用区域B中，以便在作用区域B中提高摩擦力矩。

出于成本的原因，抱簧元件5和支持元件7的带横截面是相同的。此外，单螺旋弹簧(einfache Schraubenfeder)适合作为支持弹簧7。

附图标记列表

1 行星滚子螺纹传动装置

2 螺杆

3 齿圈

d3 轴的外径

4 行星滚子

5 抱簧元件

5.1 槽

6 毂

D6 毂的内径

7 支持弹簧

7.1 增高部

7.2 安装辅助装置

d7 支持弹簧的外径

D7 支持弹簧的内径

A 第一作用区域

dA 第一作用区域的外径

DA 第一作用区域的内径

B 第二作用区域

dB 第二作用区域的外径

DB 第二作用区域的内径

Claims (10)

1.一种执行器，其具有使用至少一个抱簧元件(5)的摩擦装置，其中所述摩擦装置具有至少两个能相对彼此转动的构件，并且在能相对彼此转动的所述构件之间设置有在所述构件相对转动时影响效率/摩擦的抱簧元件，所述抱簧元件具有至少两个彼此连接的、具有内径(DA，DB)和外径(dA，dB)的作用区域(A，B)，其特征在于，所述抱簧元件(5)的两个所述作用区域中的至少一个在所述内径(DA，DB)或所述外径(dA，dB)处具有支持弹簧(7)。

2.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述支持弹簧(7)设置在所述抱簧元件(5)的锁定区域中。

3.根据权利要求1或2所述的执行器，其特征在于，所述第一作用区域(A)与毂(6)形成接触区域，并且所述第二区域(B)形成与齿圈(3)的接触区域，其中在所述齿圈(3)上的摩擦力矩高的情况下所述支持弹簧(7)在所述抱簧元件(5)之外位于所述作用区域B中，并且在所述毂(6)中的摩擦力矩高的情况下，所述支持弹簧(7)在所述抱簧元件(5)内构建在所述作用区域A中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的执行器，其特征在于，所述支持弹簧(7)相对于所述抱簧元件(5)同步地或非同步地构建，并且同步构建的所述支持弹簧(7)具有轮廓部(7.1)，所述轮廓部与所述抱簧元件(5)的与该轮廓部适配的相对应的轮廓部(5.1)有效连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的执行器，其特征在于，所述支持弹簧(7)与所述抱簧元件(5)力配合地连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的执行器，其特征在于，所述支持弹簧(7)构建在所述第一作用区域(A)的所述内径(DA)中或构建在所述第二作用区域(B)的所述外径(dB)处，并且所述抱簧元件(5)的螺旋方向相应于所述支持弹簧(7)的螺旋方向。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的执行器，其特征在于，所述抱簧元件(5)的所述第一作用区域(A)和所述第二作用区域(B)是具有不同摩擦力矩的至少两个轴向分离的区域，其中所述第一作用区域(A)引起相对于所述毂(6)的较高的摩擦力矩并且所述第二作用区域(B)引起相对于所述齿圈(3)的较小的摩擦力矩。

8.根据权利要求7所述的执行器，其特征在于，所述抱簧元件(5)的带横截面针对所述第二作用区域(B)中的所需要的摩擦力矩设计并且借助于所述支持弹簧(7)提高所述第一作用区域(A)中的摩擦力矩。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的执行器，其特征在于，

-所述抱簧元件(5)在所述第一作用区域(A)中缠绕到比在用于较小的摩擦力矩的区域(B)中更大的直径上

和/或

-所述抱簧元件(5)在用于较小的摩擦力矩的所述第二作用区域(B)中具有比在用于较高的摩擦力矩的所述第一作用区域(A)中更大数量的螺旋。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的执行器，其特征在于，所述支持弹簧(7)以单螺旋弹簧的方式构成并且具有安装辅助装置。