CN111448401B - 用于操纵车辆离合器的离合器执行机构 - Google Patents

用于操纵车辆离合器的离合器执行机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于操纵车辆离合器的离合器执行机构(1)，其包括被压力介质填充的缸(3)，环形活塞(4)以能轴向移动的方式布置在缸中，其中，环形活塞(4)与滑动套筒(5)固定地作用连接，滑动套筒又以能轴向移动的方式支承在引导套筒(6)上，其中，环形活塞(4)的径向靠下的周侧面(16)具有半径(Ri)，并且径向接近引导套筒(6)地布置，并且离合器执行机构包括至少一个滑环(18；19)，滑环使滑动套筒(5)承载在引导套筒(6)上，其中，至少一个滑环(18；19；18a)置入到环形活塞(4)的径向靠内的周侧面(16)中的槽(27；28)中。为了可以安装未分开的滑环而设置的是，至少一个滑环(18；19；18a)的槽(27；28)具有唯一的径向延伸的槽壁(29；32)，并且槽(27；28)朝环形活塞(4)的轴向靠外的或轴向靠内的端侧(30；33)敞开。

Description

用于操纵车辆离合器的离合器执行机构
技术领域
本发明涉及用于操纵车辆离合器的离合器执行机构。
背景技术
用于操纵车辆离合器的离合器执行机构是已知的，其中，所谓的中央脱接器的能加载以压缩空气的环形活塞利用滑动套筒以沿引导套筒轴向移动的方式受支承。在这种中央脱接器(其也在英语中作为“同心的气动离合器执行机构(concentric pneumaticclutch actuators)”已知)中，通常设置有至少一个滑环，其用于沿引导套筒移动环形活塞。
迄今为止，一个滑环或多个滑环分别支承在径向靠内的周侧面中的槽中。该槽分别具有两个径向延伸的槽壁，槽壁轴向限界滑环或将滑环保持在其位置中。由于结构条件的原因，以前只能使用分别开槽的滑环。这种布置尤其是由DE 102 53 021 A1已知。将开槽的滑环置入到配属的槽中在此不会由于制造过程而引起任何问题，并且这种布置已经证明是成功的。类似的布置由DE 10 2013 219 842 A1、EP 2 539 579 B1和EP 2 539 598 B1已知。
在这种离合器执行机构的运行中，环形活塞的位置检测是特别重要的。在此，借助布置在离合器执行机构的外部的传感器元件测量：环形活塞相对于引导套筒位于哪个轴向位置上。即使环形活塞的最小的公差或倾斜也会导致测量误差，从而本领域技术人员长期以来一直力求尽可能完全消除测量误差的误差源。证实的是，滑环本身也可以有助于测量误差，即通过围绕分别保持的槽的旋转运动有助于测量误差。这种运动的原因是开槽的且碰撞式置入槽中的滑环。因为碰撞式移位的、分开的滑环在离合器执行机构的运行时总是倾向于运动，所以在理论上有利的是，可以使用未分开的滑环，从而各个滑环的任何旋转或轴向的运动都是不可能的。然而，这与槽的迄今为止的构型相抵触，该构型使得几乎不可能使用未分开的滑环。
发明内容
在此，本发明的任务是改进开头提到的类型的离合器执行机构，从而使未分开的滑环可以用于该离合器执行机构。
该任务利用一种用于操纵车辆离合器的离合器执行机构解决，所述离合器执行机构包括被压力介质填充的缸，环形活塞以能轴向移动的方式布置在所述缸中，其中，所述环形活塞与滑动套筒固定地作用连接，所述滑动套筒又以能轴向移动的方式支承在引导套筒上，其中，所述环形活塞的径向靠下的周侧面具有半径并且径向上直接接近所述引导套筒地布置，并且所述离合器执行机构还包括至少一个滑环，所述至少一个滑环使所述滑动套筒承载在所述引导套筒上，其中，所述至少一个滑环置入到所述环形活塞的径向靠内的周侧面中的槽中，所述至少一个滑环的槽具有唯一的、径向延伸的槽壁，并且所述槽朝所述环形活塞的轴向靠外的或轴向靠内的端侧敞开，所述滑环是未分开的滑环。
该任务以非常简单的方式解决，其方法是，槽在此不再设有如之前由现有技术已知那样的两个限界滑环的槽壁，而是用于滑环的槽朝环形活塞的轴向端面敞开。也就是说，在此分别设置仅一个槽壁，滑环轴向抵靠到该槽壁上。这种设计方案能够实现(例如根据本发明的改进方案设置这一点)使用闭合的滑环，并且能够实现一种方法，在该方法中，分别闭合的滑环利用压配合轴向压入到环形活塞的径向靠内的周侧面中。
在本发明的实际的改进方案中可以设置的是，缩进部引入到环形活塞的轴向靠外的和/或轴向靠内的端侧中，由于缩进部，环形活塞的径向靠内的周侧面的内半径一直恒定，直到达到至少一个滑环的槽壁才减小为更小的缩进部半径，其中，缩进部半径减小了缩进部的缩进值或槽的槽壁的径向高度。
同样有利的是本发明的改进方案，根据改进方案设置的是，在环形活塞的径向靠内的周侧面中置入有两个滑环，其中，在其中分别置入有滑环的槽分别具有唯一的、径向延伸的槽壁，其中，槽分别朝环形活塞的轴向靠外的或轴向靠内的端侧敞开。
该设计方案可以以如下来补充，即设置了：缩进部分别引入环形活塞的轴向靠外的和轴向靠内的端侧中，由于缩进部，环形活塞的径向靠内的周侧面的内半径一直恒定，直到达到各自的滑环的槽壁才减小为更小的缩进部半径，其中，缩进部半径减小了缩进部的缩进值或槽的槽壁的径向高度。
同样有利的是本发明的实际的改进方案，其中设置了：两个缩进部具有相同的缩进部半径。在该情况下可以使用结构相同的滑环。
本发明的如下设计方案是特别优选的，其中设置的是：至少一个径向靠下的滑环构造为闭合的环。
本发明的如下补充方案同样是特别优选的，其中设置的是：至少一个径向靠下的滑环由塑料构成。
备选地可以设置的是，至少一个径向靠下的滑环具有由金属材料构成的芯，围绕该芯施装有塑料涂层n，其中，芯的厚度是在1mm与2mm之间、优选1.5mm，并且其中，塑料涂层的层厚是在0.2mm至1mm之间、优选0.5mm。
该设计方案此外还可以以如下来补充，即设置了：至少一个径向靠下的滑环径向上分开地构造并且具有分开缝，其中，在滑环压入在滑动套筒的所属的槽中的状态下，滑环的接合棱边相互碰撞。如开头提到的那样，虽然未分开的滑环是优选的，但具有朝轴向的端部敞开的槽(具有仅一个径向延伸的槽壁)的环形活塞的滑动套筒的设计方案也在置入径向分开的滑环方面是非常有利的，即当滑环具有由钢或金属材料构成的芯时，芯是非常硬的，并且已经基于其厚度不能够或至少仅能够不充分地置入到分别具有两个环形槽壁的常规的环形槽中。
本发明同样涉及一种用于制造根据本发明的用于操纵车辆离合器的离合器执行机构的方法，其中，在环形活塞的至少一个端侧产生至少一个缩进部，闭合的滑环以压配合轴向地压入缩进部中。为了产生缩进部，环形活塞可以通过压注法已经设有缩进部，或缩进部可以在制成环形活塞的坯件后以切削加工的方式引入环形活塞的径向靠内的周侧面中。在一个缩进部或多个缩进部完成之后，相应的滑环轴向地以压配合压入所属的缩进部中。在此，滑环可以具有一定的尺寸过大，这改进了压配合。
附图说明
应该借助随后的附图描述详细阐述本发明。其中
图1以半个纵截面图示出了离合器执行机构的实施例；
图2以细节图示出了图1的离合器执行机构的环形活塞；并且
图3以再次放大的剖切截面图示出了图2的环形活塞的滑动套筒。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的用于操纵能切换的车辆离合器的离合器执行机构1的实施例的半个纵截面图，从纵截面图象征性示出了分离杆2，其形式为薄膜弹簧的凸舌。离合器执行机构1包括利用液压压力介质或气态压力介质填充的缸3，在缸中布置有能轴向移动的环形活塞4。滑动套筒5与环形活塞4方位固定地作用连接，滑动套筒又支承在引导套筒6上。方位固定地作用连接可以意味着的是，环形活塞4和滑动套筒5单件式地实施，例如实施为铸造件，并且这在图1中示出。但也在本发明的范围内的是，滑动套筒5是单独的构件，其以适当的方式与环形活塞4连接。
缸3、环形活塞4和滑动套筒5与引导套筒6一起形成工作空间7，其任意被填充以压力介质，并且因此触发环形活塞4和滑动套筒5的移动运动。环形活塞4沿轴向的中轴线A的轴向的移动运动可以通过在图1中未示出的预紧弹簧支持并且传递至轴承8，轴承又将环形活塞4的移动运动传递至车辆离合器2。环形活塞4的轴向的移动运动或环形活塞在引导套筒上的各自的轴向位置通过仅在图1中示出的传感器S检测。
工作空间7由在环形活塞4上的两个环形密封件9、10并且由在滑动套筒5与引导套筒6之间的两个密封件11、12密封。滑环13置入径向靠上的环形槽14中。径向靠上的环形槽14进入环形活塞4的径向靠上或靠外的周侧面15中。
“径向靠上”、径向“靠外”、“径向靠下”或“径向靠内”随后应该是指环形活塞4的详细部分相对于环形活塞4的半径R的布置；因此，环形活塞4的径向靠下或靠内的周侧面16直接接近引导套筒6的表面地布置，而环形活塞4的径向靠上或靠外的周侧面15直接接近缸3的径向靠外布置的靠内的周侧面17地布置。
两个滑环18、19径向靠内地置入到环形活塞4的径向靠内的周侧面16中。在此，轴向靠外且径向靠内的滑环18与工作腔7轴向间隔开地布置，并且径向布置在轴承8之下，而轴向靠内且径向靠内的滑环19径向布置在工作腔7之下，并且轴向布置在缸3的后壁20的附近。
径向靠下的滑环18、19分别构造为闭合的环，并且由具有良好的滑动特性的塑料构成。为了提高连续负载，环设有金属嵌件。
图2以放大图示出了图1的环形活塞4的剖切放大图。图2示出了环形活塞4的用于置入径向靠下的滑环18、19的径向靠内的周侧面16的特别的设计。
用于置入在图2中未示出的密封件11、12常规的槽21、22设有轴向限界槽的、径向延伸的槽壁23、24和25、26，而槽27、28分别轴向向外或轴向向内敞开地设计，用于保持和支承径向靠下的滑环18、19。也就是说，用于保持和支承轴向靠外且径向靠内的滑环18的槽27仅具有一个轴向靠内布置的槽壁29，而槽27还轴向向外敞开。为此，缩进部31引入环形活塞4的轴向靠外的端侧30中，由于该缩进部，环形活塞4的径向靠内的周侧面16的内半径Ri一直恒定，直到达到轴向靠外的滑环18的槽壁29才减小为相应较小的缩进部半径Ri-A，其中，半径Ri-A减小了缩进部31的数值或槽27的槽壁29的径向高度。
相应的情况适用于轴向靠内的滑环19的槽28。径向靠内且轴向靠内的滑环19的槽28也仅具有一个槽壁32，其轴向靠外地布置，即朝缸4的后壁20指向地布置，而槽28还轴向向内敞开。为此，缩进部34引入环形活塞4的轴向靠内的端侧33中，由于该缩进部，环形活塞4的径向靠内的周侧面16的内半径Ri一直恒定，直到达到轴向靠外的滑环18的槽壁32才减小为相应较小的半径Ri-A，其中，半径Ri-A减小了缩进部34的高度的数值或槽28的槽壁32的径向高度。
两个缩进部31、34具有相同的半径，这可以是有利的，因为由此可以使用分别具有相同的结构大小的滑环18、19。
为了安装未分开的滑环18、19，滑环以压配合轴向压入到缩进部31、32中，这以箭头P1、P2表示。通过轴向向外或轴向向内敞开的缩进部31、34才能够实现压入未分开的滑环。由于缩进部具有延伸到环形活塞4的分别配属的端侧30、33都是恒定的半径Ri-A，所以槽21的槽壁24、24的径向长度或高度也减小了该半径，否则该径向长度或高度将延伸到周侧面16或内半径Ri，但这是可接受的，因为在图2中未示出的密封件11总是还被充分地引导，并且可以满足其密封功能。
仍然需要的是，引导密封件21通过更长的或径向更深的槽壁，因此在安装滑环18、19之后，适配环35、36可以置入到缩进部31中，由此，环形活塞4同时被防尘式地封闭。适配环35、36在此以点线示出。相应地，轴向靠内的缩进部34也可以通过封闭环37密闭；该封闭环37也通过点线示出。为了使轴向压入滑环18、19变得容易，活塞4或滑动套筒5的轴向靠外的端侧30通过锥形部38过渡为缩进部31。相应地，活塞4或滑动套筒5的轴向靠内的端侧33也通过锥形部39过渡为缩进部34。
也可以根据径向靠内的滑环18、19的槽27、28设计径向靠上的滑环13的槽14，即将其同样轴向向外敞开地设计。在该情况下，径向靠上的环形槽14也仅具有径向延伸的槽壁，由此，径向靠上的滑环13也可以单件式地设计，并且可以被轴向挤压。
图3以再次放大的-剖切截面图示出了图2的环形活塞4的滑动套筒5。滑动套筒5在此精确地相应于图2的滑动套筒4，从而参考图2所作的实施方案也适用于根据图3的滑动套筒5。仅轴向靠外且径向靠内的滑环18a与图1和2的滑环18不同。图1和2的滑环18、19分别作为闭合的滑环并且由具有良好的滑动轴承特性的塑料构成，而根据图3的滑环18a构造为开槽的或径向分开的环。滑环18a的芯40由金属材料构成，即由轧钢构成。芯40具有1mm～2mm、优选1.5mm的厚度。塑料涂层41围绕芯40施装。在所示的实施例中，塑料涂层41由聚四氟乙烯(PTFE)构成，并且具有0.2mm至1mm、优选0.5mm的层厚。为了提高滑环18a的使用寿命，塑料涂层41至少在其径向靠内的周侧面42上设有孔43，其被填充以润滑脂颗粒44。
分开的滑环18a具有分开缝45；在压入的状态下，接合棱边46、47相互碰撞。
根据滑环18、19的之前描述的安装来进行滑环18a的安装。在挤压滑环18a的情况下也存在防扭转的压配合，由此提供的是，滑环18a的初始直径比在受压状态下至少高了分开缝45的宽度。在任何情况下，滑环18a的外直径ADG比滑动套筒5的内半径Ri的假想线高了一定的数值。在图3中未示出的轴向靠内且径向靠内的滑环可以刚好和滑环18a一样地构造；备选地也可能的是，根据图2的滑环19构造出轴向靠内且径向靠内的滑环，即将其构造为由塑料、例如PTFE构成的闭合的滑环。
具有前述的槽27、28(分别仅具有一个槽壁29、32)的环形活塞4的滑动套筒5的设计方案也在安装滑环18a方面是非常有利的，因为迄今为止当分开的环具有由钢构成的相对厚且硬的芯40时，也不能够安装这个分开的环。因为这种芯太硬，以致其不能在具有各两个槽壁的普通的环形槽中使用。
图1所示的离合器执行机构1优选作为所谓的“中央气动离合器执行机构”(CPCA)，即作为重型商用车的自动化换挡变速器的气动操纵的中央脱接器使用。在此，离合器执行机构1也可以自主再调节地构造，这例如在迄今为止未公开的德国专利申请DE 10 2016012 865.8和DE 10 2017 001 410.8中描述。
附图标记列表(说明书的组成部分)
1 离合器执行机构
2 分离杆
3 缸
4 环形活塞
5 滑动套筒
6 引导套筒
7 工作空间
8 轴承
9 环形密封件
10 环形密封件
11 密封件
12 密封件
13 滑环
14 径向靠上的环形槽
15 活塞4的径向靠外的周侧面
16 活塞4的径向靠内的周侧面
17 缸3的周侧面17
18 轴向靠外且径向靠内的滑环
18a 轴向靠外且径向靠内的滑环(变型方案)
19 轴向靠内且径向靠内的滑环
20 缸4的后壁
21 密封件11的槽
22 密封件12的槽
23 槽21的槽壁
24 槽21的槽壁
25 槽22的槽壁
26 槽22的槽壁
27 槽
28 槽
29 槽27的槽壁
30 活塞4的轴向靠外的端侧
31 缩进部
32 槽28的槽壁
33 活塞4的轴向靠内的端侧
34 缩进部
35 适配环
36 适配环
37 封闭环
38 锥形部
39 锥形部
40 芯
41 塑料涂层
42 塑料涂层的径向靠内的周侧面
43 孔
44 润滑脂颗粒
45 分开缝
46 接合棱边
47 接合棱边
A 轴线
ADG 滑环18a的外直径
P1 箭头
P2 箭头
R 半径
Ri 内半径
Ri-A 缩进部31、34的半径
S 传感器

Claims (12)

1.用于操纵车辆离合器的离合器执行机构(1)，所述离合器执行机构包括被压力介质填充的缸(3)，环形活塞(4)以能轴向移动的方式布置在所述缸中，其中，所述环形活塞(4)与滑动套筒(5)固定地作用连接，所述滑动套筒又以能轴向移动的方式支承在引导套筒(6)上，其中，所述环形活塞(4)的径向靠下的周侧面(16)具有半径(Ri)并且径向上直接接近所述引导套筒(6)地布置，并且所述离合器执行机构还包括至少一个滑环(18；19；18a)，所述至少一个滑环使所述滑动套筒(5)承载在所述引导套筒(6)上，其中，所述至少一个滑环(18；19；18a)置入到所述环形活塞(4)的径向靠内的周侧面(16)中的槽(27；28)中，其特征在于，所述至少一个滑环(18；19)的槽(27；28)具有唯一的、径向延伸的槽壁(29；32)，并且所述槽(27；28)朝所述环形活塞(4)的轴向靠外的或轴向靠内的端侧(30；33)敞开，所述滑环是未分开的滑环。
2.根据权利要求1所述的离合器执行机构，其特征在于，缩进部(31；34)引入到所述环形活塞(4)的轴向靠外的和/或轴向靠内的端侧(30；33)中，由于所述缩进部，所述环形活塞(4)的径向靠内的周侧面(16)的内半径(Ri)一直恒定，直到达到所述至少一个滑环(18；19)的槽壁(29；32)才减小为更小的缩进部半径(Ri-A)，其中，所述缩进部半径(Ri-A)减小了所述缩进部(31；34)的数值或所述槽(27；28)的槽壁(29；32)的径向高度。
3.根据权利要求1所述的离合器执行机构，其特征在于，在所述环形活塞(4)的径向靠内的周侧面(16)中置入有两个滑环(18、19；18a)，其中，在其中分别置入有所述滑环(18、19)的槽(27、28)分别具有唯一的、径向延伸的槽壁(29、32)，其中，所述槽(27、28)分别朝所述环形活塞(4)的轴向靠外的或轴向靠内的端侧(30、33)敞开。
4.根据权利要求3所述的离合器执行机构，其特征在于，缩进部(31、34)分别引入所述环形活塞(4)的轴向靠外的和轴向靠内的端侧(30、33)中，由于所述缩进部，所述环形活塞(4)的径向靠内的周侧面(16)的内半径(Ri)一直恒定，直到达到各自的滑环(18、19；18a)的槽壁(29、32)才减小为更小的缩进部半径(Ri-A)，其中，所述缩进部半径(Ri-A)减小了所述缩进部(31、34)的数值或所述槽(27、28)的槽壁(29、32)的径向高度。
5.根据权利要求4所述的离合器执行机构，其特征在于，两个缩进部(31、34)具有相同的缩进部半径(Ri-A)。
6.至少根据权利要求1所述的离合器执行机构，其特征在于，至少一个径向靠下的滑环(18；19)构造为闭合的环。
7.根据权利要求6所述的离合器执行机构，其特征在于，所述至少一个径向靠下的滑环(18；19)由塑料构成。
8.根据权利要求7所述的离合器执行机构，其特征在于，所述至少一个径向靠下的滑环(18a)具有由金属材料构成的芯(40)，围绕所述芯(40)施装有塑料涂层(41)，其中，所述芯(40)的厚度在1mm与2mm之间，并且其中，所述塑料涂层(41)的层厚在0.2mm至1mm之间。
9.根据权利要求8所述的离合器执行机构，其特征在于，所述至少一个径向靠下的滑环(18a)径向上分开地构造并且具有分开缝(45)，其中，在所述滑环(18a)压入在所述滑动套筒(5)的所属的槽(27)中的状态下，所述滑环(18a)的接合棱边(46、47)相互碰撞。
10.根据权利要求7所述的离合器执行机构，其特征在于，所述至少一个径向靠下的滑环(18a)具有由金属材料构成的芯(40)，围绕所述芯(40)施装有塑料涂层(41)，其中，所述芯(40)的厚度是1.5mm，并且其中，所述塑料涂层(41)的层厚在0.2mm至1mm之间。
11.根据权利要求7所述的离合器执行机构，其特征在于，所述至少一个径向靠下的滑环(18a)具有由金属材料构成的芯(40)，围绕所述芯(40)施装有塑料涂层(41)，其中，所述芯(40)的厚度在1mm与2mm之间，并且其中，所述塑料涂层(41)的层厚是0.5mm。
12.用于制造权利要求1所述的用于操纵车辆离合器的离合器执行机构(1)的方法，其中，在环形活塞(4)的至少一个端侧(30；33)中产生至少一个缩进部(31；34)，闭合的滑环(18；19)以压配合轴向地压入所述至少一个缩进部(31；34)中。
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