CN109844342B - 用于操纵离合器的执行器和扭矩传递系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操纵离合器的执行器(1)，其包括能平移的驱动构件(10)，尤其螺杆传动机构的螺杆，和活塞缸单元(100)的活塞(110)，其中，所述驱动构件(10)与所述活塞(110)机械地耦联，并且所述执行器在驱动构件(10)的面向活塞(110)的端部(12)上具有径向伸出部(21)。所述执行器还包括由多个单壳(41，42)组成的并且与活塞(110)连接的壳单元(40)，所述壳单元至少部段地轴向地包围所述径向伸出部(21)并且至少部段地径向地包围所述径向伸出部(21)。此外，本发明涉及一种扭矩传递系。借助这里提出的执行器，可以在实现径向间隙补偿的同时实现液压活塞到线性驱动器的应力有利且构造和制造方面简单的连接。

Description

用于操纵离合器的执行器和扭矩传递系

技术领域

本发明涉及一种用于操纵离合器尤其机动车的摩擦离合器的执行器，以及机动车的扭矩传递系。

背景技术

摩擦离合器充分已知用于将扭矩从驱动装置传递到动力传动系上，例如机动车的动力传动系上。这种摩擦离合器通常作为非接合的离合器存在。这意味着它们必须借助分离系统来操纵，以便打开从而中断扭矩传递路径。

为此目的，越来越多地使用所谓的中央分离器。

在分离系统中使用的已知的中央分离器是例如电的中央分离器或液压地作用的中央分离器。后者具有活塞，该活塞可以通过流体压力加载而移动并以这种方式操纵离合器的杠杆弹簧。

从WO 2015/117 612 A2中已知一种具有行星滚柱丝杠的执行器，执行器以抗旋转且可平移的方式将螺杆支撑在螺杆传动机构中。螺杆作用在可移动地支承的活塞上，用于施加流体压力。在螺杆的面向活塞的端部处抗扭地设有压力件，该压力件用作为至活塞的接口。

此外，已知执行器，其例如如图1所示地实施。这种执行器1在螺杆端部和缸120之间具有构造成板材罐2的连接元件30，所述螺杆端部在此处被设计为构造成驱动构件10的螺杆的面向缸120的端部12。该连接元件是活塞缸单元的活塞，并在轴向方向上形状配合地作用到螺杆端部上的径向伸出部21上，使得经由这种形状配合，将力从可平移的螺杆施加到连接元件30中并且从该连接元件施加到构造为板材罐2的活塞上以平移板材罐2。驱动构件10或螺杆经由底切4与螺杆头20形状配合地和/或力配合地连接。从径向伸出部21构成为板材罐2并且用作为活塞的连接元件30同样经由形状配合部5在轴向方向上固定地保持密封环60。但是，为了建立在径向伸出部21和构造为板材罐2的连接元件30之间的形状配合，构造为板材罐2的连接元件30的构造为接板3的区域的变形过程或弯曲在安装执行器时是必要的。

发明内容

由此出发，本发明基于的目的是：提供一种执行器，其将简单且低成本的安装与最佳的功能性和长使用寿命结合。

权利要求的特征可以以任何技术上有意义的方式和方法组合，其中为此还可以求教来自以下描述的解释以及来自附图的特征，所述附图包括本发明的补充的实施方案。

在本发明的范围中，术语径向、轴向和环周方向总是涉及要连接到执行器上的摩擦离合器的旋转轴线或涉及驱动构件的纵向轴线。

本发明涉及一种用于操纵离合器尤其机动车的摩擦离合器的执行器。执行器包括可平移的驱动构件，尤其螺杆传动机构的螺杆，和活塞缸单元的活塞，其中所述驱动构件与活塞机械地耦联，并且执行器在驱动构件的面向活塞的端部处具有径向伸出部。

提出，执行器具有由多个单壳组成的并且与活塞连接的壳单元，所述壳单元至少部段地轴向地包围所述径向伸出部并且至少部段地径向地包围所述径向伸出部。

因此，根据本发明的执行器是所谓的MCA(modular clutch actuator模块化离合器执行器)，用于操纵离合器，即优选间接地经由合适的传递装置例如中央分离器来操纵。

所使用的螺杆传动机构优选地是行星滚柱传动机构，用于实现高效的直线推进。

由此，可以以简单、可靠和有效的方式实现驱动构件或螺杆以及与其耦联的活塞在轴向方向上的平移。

活塞缸单元的活塞的这种轴向移动液压地或气动地传递到另一活塞上。活塞缸单元也称为主缸或AMC(Actuator Master Cylinder执行器主缸)。

径向伸出部在此优选地由用作为驱动构件的螺杆本身形成，或者固定地设置在螺杆端部上。径向伸出部比驱动构件的在其面向活塞的端部处的最大径向延伸径向更远地向外延伸。

借助壳单元对径向伸出部的轴向包围进行为，使得壳单元在径向伸出部的径向外边缘上包围径向伸出部的环周的至少一个区段，使得壳单元相对于所述径向伸出部的轴向移位虽然优选借助一定的间隙是可行的，但通常被阻止。单壳至少部分地包围设计为缸的径向伸出部的区段的边缘。在一个有利的实施方案中，这种单壳如空心环面的径向外侧那样实施。在优选实施方式中，壳单元由两个相同的单壳组成。壳单元的该实施方式允许简单且低成本的安装。因此，与传统的设计为板材罐的连接元件相比，现在在此不再需要执行用于产生形状配合的弯曲过程。

因此，活塞与驱动构件的机械耦联通过径向伸出部和壳单元实现。径向伸出部在此优选固定地设置在驱动构件上，并且壳单元形状配合和/或力配合地作用到活塞上。

在一个优选的实施方式中，壳单元用作为用于将所述径向伸出部与所述活塞连接的连接元件，其中，所述壳单元具有用于容纳径向伸出部的内部空间，所述内部空间的最大径向延伸比位于所述内部空间中的径向伸出部的最大径向延伸更大，使得所述壳单元和所述径向伸出部相对于彼此具有径向间隙。优选地，径向伸出部实施为旋转对称的，使得根据本发明，内部空间的直径大于径向伸出部的直径。

因此，由壳单元形成的内部空间的最大径向延伸在旋转对称地构成的内部空间的情况下是内部空间的直径。

通过执行器的本发明的设计方案，可能出现的横向偏移和在一定范围中还有驱动构件的纵轴线相对于与活塞关联的缸的纵轴线的角度偏差是无害的，驱动构件的纵轴线也对应于平移运动方向。因此，可以将力均匀地引入活塞中，从而不存在对部件强烈加载的应力状态，并且因此减少了在执行器的使用寿命期间的磨损。

优选地，驱动构件是螺杆传动机构尤其行星滚柱传动机构的抗旋转地设置的且可平移的螺杆。螺杆被抗扭地支撑，使得在接合在螺杆的螺纹中的螺母旋转运动时，螺杆执行轴向行程。

在执行器的有利实施方式中提出，径向伸出部和内部空间基本上圆柱形地实施。在此可存在与圆柱形状的一定偏差，例如在侧表面和顶面之间的倒圆的区域。

所述内部空间的最大径向延伸REi与所述径向伸出部的最大径向延伸REa处于以下比例：REi＝1.03Rea至1.2REa，尤其是REi＝1.05REa。如所提到的，内部空间和径向伸出部优选地构造成旋转对称的，使得所述比例能应用于内部空间的和径向伸出部的直径。

径向伸出部可以由螺杆头形成，螺杆头机械地连接到形成驱动构件的螺杆的端部上。

为了形成防丢失，在一个实施方式中提出，螺杆具有在其面向所述活塞的端部区域上在环周上环绕的槽，其中，所述螺杆头具有至少一个径向地接合到所述槽中的成形元件。

这种结构设计防止在螺杆头和螺杆端部之间的轴向相对运动。在螺杆头处的成形元件在此可以是接合到螺杆中的槽或留空部中的环绕的隆起部(Sicke)或燕尾接合部，或也可以是径向接合到所述槽中的单个突起或多个突起。

执行器的另一有利实施方案是，所述壳单元和活塞至少沿着轴向彼此形状配合地机械地连接，其中所述形状配合的连接构成有轴向间隙。这意味着，壳单元的用于实现形状配合连接的相应形成的成形元件和活塞的用于实现形状配合连接的相应形成的成形元件的尺寸设计为使得它们在一定的距离上相对于彼此可轴向运动。活塞缸单元的缸中存在的压力作用在活塞上。在执行器的有利实施方案中提出，活塞的中心区域将压力传递到驱动构件的或径向伸出部的中心设置的区域上。在缸的径向外部区域中，压力传递到设置在那里的密封件上，密封件又将压力传递到壳单元上。由于在壳单元和活塞之间的轴向间隙，因此力引入区域将壳单元和驱动构件上的径向伸出部的中心区域彼此脱耦。由此，在活塞上，径向伸出部上和/或壳单元上可能出现的尺寸公差在此不会负面地被感觉到。通过这种划分，活塞受到的应力要小得多，因为在到密封底部的过渡部上或在活塞底部上不再能够出现弯曲力矩。

为了稳定地形成壳单元，执行器可以具有加强元件，该加强元件以力配合和/或形状配合的方式将壳单元的单壳的位置相对于彼此固定。加强元件为此目的优选地设计为环，接板或夹从该环的径向外侧延伸，所述接板或夹接合到在半壳上相应构成的成形元件中，使得半壳整体上形成同样环形的壳单元。

加强元件的材料优选是这样的材料，其使活塞缸单元的内侧的密封面在在其上进行摩擦运动时承受较低的磨蚀性磨损。优选地提出，加强元件至少在面向活塞缸单元的缸的内侧的一侧上由聚酰胺，尤其非纤维聚酰胺，例如非玻璃纤维填充的聚合物制成。缸的工作面的适合于减少磨损的材料可以例如是具有玻璃纤维填充物的热塑性塑料。

在执行器的另一个有利的实施方案中提出，该执行器具有密封环作为密封件，其至少形状配合地由活塞保持，其中，所述活塞形成至少一个径向突起，所述径向突起用于在轴向方向上对密封环进行力加载。该径向突起可以形成为径向环绕的环或凸肩或凸缘。活塞和密封环的直径比也可以设计成，使得除了在活塞和密封环之间的形状配合之外，密封环还被活塞力配合地固定。以这种方式，活塞形成凸缘作为密封件的防丢失装置。

因此，提供一种用于机动车的离合器的执行器，其中通过使用驱动器经由传动机构尤其行星滚柱传动机构移动在壳体中轴向可移动地支承的活塞，以便由此以流体技术移动另一活塞，该另一活塞又例如在已知的中央分离器中操纵摩擦离合器的杠杆弹簧。

本发明的另一个方面是扭矩传递系，其具有驱动单元、动力传动系和摩擦离合器以及根据本发明的用于操纵摩擦离合器的执行器，所述驱动单元具有从动轴，其中，所述从动轴借助摩擦离合器与动力传动系能松开地连接以传递扭矩。在此，操纵摩擦离合器应理解为将至少一个力导入到摩擦离合器中以在常闭的离合器中打开摩擦离合器，并且在常开的离合器中闭合摩擦离合器。

扭矩传递系设置用于可接通地和可断开地传递由驱动装置，例如能量转换机，优选内燃机或电的驱动机提供的并通过其从动轴输出的用于至少一个消耗器的扭矩。消耗器例如是机动车的驱动轮或用于提供电能的发电机。相反，也可以实现吸收由例如驱动轮引入的惯性能量。驱动轮于是形成驱动装置，其中，其惯性能量可在相应设计的动力传动系中借助摩擦离合器传递到用于再生即用于电地储存制动能量的发电机上。

附图说明

下面参考附图在相关技术背景下详细说明上述发明，附图示出了优选的实施方案。本发明不以任何方式局限于纯示意图，其中应注意，附图中所示的实施例局限于所示出的尺寸。图中示出：

图1以剖面图示出用于操纵离合器的传统的执行器，

图2以分解图示出根据本发明的执行器

图3示出根据本发明的执行器的局部，

图4以剖面图示出本发明的执行器。

具体实施方式

在说明书开头为了解释现有技术已经参考了图1中所示的用于操纵离合器的传统执行器。

图2和3示出了根据本发明的执行器的与本发明相关的区域。图2在此以分解图示出了执行器的零件。可以看出，驱动构件10构造为螺杆，该螺杆与在此仅部分地示出的螺杆传动机构11共同作用。在这里示出的实施方案中，驱动构件10或螺杆可平移地且抗旋转地支承，使得在螺杆螺母在螺杆螺纹上旋转时，螺杆执行直线行程。该行程作用于示出的活塞110。所谓的螺杆头20设置在驱动构件10的面向活塞110的端部12上。该螺杆头20形成清晰可见的径向伸出部21，该径向伸出部与驱动构件10本身相比径向显著更远地向外延伸。该径向伸出部21设计成被第一单壳41和第二单壳42包围，该第一单壳和第二单壳在安装状态下形成壳单元。为了固定两个单壳41，42以形成壳单元，与其同轴地设有加强元件50，该加强元件通过接合在环周上设置的且沿轴向延伸的夹52将单壳41，42形状配合和/或力配合地彼此固定。

还与其同轴地设置活塞110，其用于容纳密封环60。

图3示出了处于组装状态中的执行器的与本发明相关的区域的剖视图。在此可以看出，在这里所示的实施方式中，螺杆头20位于驱动构件10的面向活塞110的端部12上。设计为螺杆的驱动构件10在其环周上具有槽13，在这里所示的实施方案中在螺杆头20的内侧上的通过实施隆起部23构成的成形元件34接合到所述槽中。由此防止了在螺杆头20和驱动构件10之间的轴向移动。

从图3中还可以看到，两个单壳形成壳单元40，壳单元在此表示在螺杆头20和活塞110之间的连接元件30。径向伸出部21的径向外边缘22由壳单元40径向地包围并且在边缘区域中也轴向地包围。壳单元40因此形成内部空间31，其具有最大径向延伸32。内部空间31的该最大径向延伸32比径向伸出部21的最大径向延伸25稍大，使得由此在壳单元40和螺杆头20之间进而也相对于驱动构件10存在径向间隙70。该径向间隙70允许驱动构件10的纵向轴线相对于活塞缸单元100的纵向轴线的轻微横向偏移。

在轴向方向上在壳单元40和活塞110上的径向突起11之间设置有密封环60，密封环以其密封底部61支撑在加强元件50上。在这里所示的实施方式中，壳单元40或其各个壳容纳在活塞110中的槽112中。该槽112以及壳单元40的壳的接合到其中的部段的尺寸设计成，使得存在轴向间隙80。该轴向间隙80引起执行器的被压力130加载的部件的脱耦。如所示的，被加载压力130的活塞110以其中心区域直接作用在螺杆头20上进而作用在驱动构件10上。在缸120的径向外部区域中，压力130作用在密封环60上，并从密封环经由加强元件50作用在壳单元40上。由于在壳单元和活塞之间的轴向间隙80，可能存在的公差或角度偏差不会显著增加磨损地作用。

可以看出，加强元件50以其径向外部的滚道51直接贴靠在缸120的密封面122上。通过合适的材料配对，在此可以防止磨损。

因此通过操纵螺杆传动机构可以平移地移动驱动构件10，使得通过经由螺杆头20处的成形元件24进行的带动也带动该螺杆头，进而经由壳单元40连接到螺杆头20上的活塞110和密封环60也被带动并且在缸内部空间123中移动。平移运动可以进行得如此远，使得所示出的通气槽121被缸120的内部空间覆盖，进而可以进行流体补充到缸120中。在活塞110在相反方向上运动时，该活塞可以通过生成流体体积流来移动另外的在此未示出的活塞，该活塞在此施加用于操纵离合器元件例如杠杆弹簧的力。

图4示出了模块化的操纵离合器装置200，其中在此可以清楚地看到螺杆传动机构11，该螺杆传动机构实现构造为螺杆的驱动构件10的平移。由此导致活塞110在活塞缸单元100的缸120中的平移。

因此，借助在此提出的执行器能在实现径向间隙补偿的同时实现液压活塞到线性驱动器上的应力有利的且结构和制造方面简单的连接。

附图标记列表

1 执行器

2 板材罐

3 弯曲的接板

4 底切

5 形状配合部

10 驱动构件

11 螺杆传动机构

12 面向活塞的端部

13 槽

20 螺杆头

21 径向伸出部

22 径向外边缘

23 隆起部

24 成形元件

25 最大径向延伸REa

30 连接元件

31 内部空间

32 最大径向延伸REi

40 壳单元

41 第一单壳

42 第二单壳

50 加强元件

51 滚道

52 夹

60 密封环

61 密封件底部

70 径向间隙

80 轴向间隙

100 活塞缸单元

110 活塞

111 径向突起

112 槽

120 缸

121 通气槽

122 密封面

123 缸内部空间

130 压力

200 模块化的离合器操纵装置

Claims (9)

1.一种用于操纵离合器的执行器(1)，所述执行器包括能平移的驱动构件(10)，和活塞缸单元(100)的活塞(110)，其中，所述驱动构件(10)与所述活塞(110)机械地耦联，并且所述执行器在驱动构件(10)的面向所述活塞(110)的端部(12)上具有径向伸出部(21)，

其特征在于，所述执行器具有由多个单壳(41，42)组成的并且与所述活塞(110)连接的壳单元(40)，所述壳单元至少部段地轴向地包围所述径向伸出部(21)并且至少部段地径向地包围所述径向伸出部(21)；所述壳单元(40)和所述活塞(110)至少沿着轴向彼此形状配合地机械连接，其中所述形状配合的连接构成有轴向间隙(80)。

2.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，所述壳单元(40)用作为用于将所述径向伸出部(21)与所述活塞(110)连接的连接元件(30)，其中所述壳单元(40)具有用于容纳径向伸出部(21)的内部空间(31)，所述内部空间的最大径向延伸(32)比位于所述内部空间(31)中的径向伸出部(21)的最大径向延伸(25)更大，使得所述壳单元(40)和所述径向伸出部(21)相对于彼此具有径向间隙(70)。

3.根据权利要求2所述的执行器，其特征在于，所述驱动构件(10)是螺杆传动机构(11)的抗旋转地设置和能平移的螺杆。

4.根据权利要求3所述的执行器，其特征在于，所述内部空间(31)的最大径向延伸REi与所述径向伸出部(21)的最大径向延伸REa处于以下比例：REi＝1.03REa至1.2REa。

5.根据权利要求3所述的执行器，其特征在于，所述径向伸出部(21)由螺杆头(20)形成，所述螺杆头机械地连接在形成驱动构件(10)的螺杆的端部上。

6.根据权利要求5所述的执行器，其特征在于，所述螺杆具有在其面向所述活塞的端部(12)上在环周上环绕的槽(13)，其中，所述螺杆头(20)具有至少一个径向地接合到所述槽(13)中的成形元件(24)。

7.根据前述权利要求1-6中任一项所述的执行器，其特征在于，所述执行器具有加强元件(50)，其力配合和/或形状配合地将壳单元(40)的单壳(41，42)相对于彼此位置固定。

8.根据前述权利要求1-6中任一项所述的执行器，其特征在于，所述执行器具有至少形状配合地被所述活塞(110)保持的密封环(60)，所述活塞(110)形成至少一个径向突起(111)，所述径向突起用于沿轴向方向对密封环(60)加载力。

9.一种扭矩传递系，其具有驱动单元、动力传动系和摩擦离合器以及用于操纵所述摩擦离合器的根据权利要求1至8中任一项所述的执行器(1)，所述驱动单元具有从动轴，其中，所述从动轴借助摩擦离合器与动力传动系能松开地连接以传递扭矩。

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