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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2011-0132266 , eingereicht beim Koreanischen Amt für geistiges Eigentum am 9. Dezember 2011, deren gesamter Inhalt für alle Zwecke durch diese Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Aktuator (bzw. ein Betätigungsmittel) einer Kupplung und insbesondere auf einen Aktuator zur Betätigung einer Kupplung in einem Getriebe eines Elektrofahrzeugs.
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Im Allgemeinen wandelt ein Aktuator eine elektrische, hydraulische oder pneumatische Energie in eine mechanische Energie um. Der Aktuator wird verwendet, um eine Kupplung eines Getriebes zu betätigen.
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In einem Fall eines Handschaltgetriebes wird ein Kupplungssteuersystem (bzw. Kupplungsbetätigungssystem) eines Kupplungsausrückzylinder-Typs (bzw. CRC-Typs für „clutch release cylinder”) oder eines Zentralausrücker-Typs (bzw. CSC-Typs für „concentric sleeve cylinder” bzw. „concentric slave cylinder”) verwendet.
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Beim Kupplungsausrückzylinder-Typ wird, wenn ein Fahrer ein Kupplungspedal drückt, ein Hydraulikdruck in einem Kupplungsgeberzylinder erzeugt, und ein Stößel eines Kupplungsausrückzylinders wird mittels der erzeugten Hydraulikdrucks betätigt.
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Zu diesem Zeitpunkt drückt der Stößel eine Kupplungsausrückgabel, um ein Kupplungsausrücklager in eine axiale Richtung zu bewegen. Danach betätigt das Kupplungsausrücklager, welches sich in die axiale Richtung bewegt hat, eine Kupplungsmembranfeder.
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In einem Fall eines Automatikgetriebes ist ein Kupplungsaktuator angepasst, die Kupplung automatisch ein- und auszukuppeln. Der Kupplungsaktuator des Automatikgetriebes erhält ein Signal von einer elektronischen Steuereinheit (ECU), um die Kupplung zu betätigen. Der Kupplungsaktuator weist einen Geberzylinder, eine Vorrichtung zum Konvertieren einer Bewegungsrichtung und einen Motor (Elektromotor) auf.
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Der Geberzylinder ist mit einem Nehmerzylinder verbunden, welcher in der Nähe einer Ausrückvorrichtung der Kupplung angeordnet ist. Die Vorrichtung zum Konvertieren einer Bewegungsrichtung weist eine Stange, ein Schneckenrad und ein Schneckengetriebe (bzw. Schnecke) auf. Die Stange berührt einen Kolben des Geberzylinders. Das Schneckenrad ist an einem Endabschnitt der Stange befestigt. Die Schnecke ist mit dem Schneckenrad gekoppelt und an einem Drehschaft eines Motors befestigt. Das heißt: wenn der Motor sich dreht, dreht sich das Schneckenrad aufgrund der Drehung der Schnecke. Dadurch wird die Stange linear bewegt, und der Kolben des Geberzylinders betätigt. Daher wird der Hydraulikdruck vom Geberzylinder dem Nehmerzylinder zugeführt, und der Nehmerzylinder ist angepasst, die Ausrückvorrichtung zu betätigen, um die Kupplung ein- oder auszukuppeln.
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Da allerdings die Anzahl der Komponenten von herkömmlichen Kupplungsaktuatoren hoch ist, können die Kosten steigen und eine räumliche Ausnutzung (im Fahrzeug) sich verschlechtern.
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Die hier im Zusammenhang mit dem Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen sollen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung dienen und sollen nicht als eine Anerkennung oder irgendeine Form von Hinweis verstanden werden, dass diese Informationen einen dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik darstellen.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, einen Aktuator für eine Kupplung bereitzustellen, welcher die Vorteile der reduzierten Kasten, des verbesserten Kraftstoffverbrauchs und der verbesserten räumlichen Ausnutzung aufweist.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Aktuatorvorrichtung für eine Kupplung, welche die Kupplung eines Getriebes gemäß einem Betrieb eines Motors betätigt aufweisen: den Motor (z. B. Elektromotor) mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor eine Antriebswelle und einen Rotorkern, welcher die Antriebswelle darin aufnimmt, aufweist; eine Gewindespindel (bzw. Leitspindel bzw. Bewegungsschraube), welche mit der Antriebswelle des Motors im Eingriff ist und in ihrer Längsrichtung bewegbar ist gemäß einem Betrieb der Antriebswelle im Motor; eine Stange (bzw. Stößel), welche im Abstand (bzw. separat) zur Antriebswelle angeordnet ist; ein Gleitstück (bzw. Schubglied), welches die Gewindespindel mit der Stange verbindet; und eine Führungsschiene, welche das Gleitstück berührend angeordnet ist und eine Linearbewegung des Gleitstücks führt.
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Die Antriebswelle des Motors weist vorzugsweise eine zylindrische Form mit einem Innenumfang und einem Außenumfang auf.
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Ein Schraubengewinde (bzw. Schneckengewinde) ist vorzugsweise an einem Außenumfang der Gewindespindel geformt, und ein Schraubengewinde ist an einem Abschnitt eines Innenumfangs der Antriebswelle geformt, um mit der Gewindespindel im Eingriff zu sein (z. B. als Schraubgetriebe) und die Gewindespindel linear in der Längsrichtung mittels Drehung der Antriebswelle zu bewegen.
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Vorzugsweise sind die Gewindespindel und die Stange koaxial angeordnet.
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Die Aktuatorvorrichtung kann ferner ein elastisches Element (z. B. eine Feder) aufweisen, welches innerhalb der Antriebswelle des Motors angeordnet ist und die Gewindespindel elastisch vorspannt.
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Die Aktuatorvorrichtung kann ferner ein Massenelement (bzw. ein Nockenelement) aufweisen, welches an die Antriebswelle an einer Position außerhalb des Motors gekoppelt ist.
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Vorzugsweise ist die Führungsschiene in der Längsrichtung der Gewindespindel angeordnet.
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Das Gleitstück kann aufweisen: eine Seitenfläche, an welche die Gewindespindel drehbar gekoppelt ist; eine andere Seitenfläche, an welche die Stange gekoppelt ist; und eine obere und eine untere Fläche, welche die Seitenfläche mit der anderen Seitenfläche verbinden.
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Die Führungsschiene ist vorzugsweise angeordnet, um zumindest eine von der oberen und der unteren Fläche des Gleitstücks verschiebbar zu berühren.
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Die Aktuatorvorrichtung kann ferner einen spaltbildenden Abschnitt (bzw. Abstandshalter) aufweisen, welcher mit dem Gleitstück und der Stange verbunden ist und das Gleitstück und die Stange miteinander mit einem Raum (bzw. Abstand) dortzwischen verbindet, so dass die Stange sich nach oben oder nach unten bewegt.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, wie im Detail aus den angehängten Zeichnungen, die hierin einbezogen sind, und den folgenden näheren Beschreibungen sichtbar werden, die zusammen zur Erläuterung gewisser Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen.
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1 ist eine schematische Abbildung eines Aktuators für eine Kupplung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Querschnittansicht eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine schematische Abbildung, welche den Betrieb eines Aktuators für eine Kupplung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und lediglich eine vereinfachte Darstellung der verschiedenen Merkmale gemäß den Grundprinzipien der Erfindung präsentieren. Die besonderen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich, zum Beispiel, besondere Dimensionen, Orientierungen, Lagen und Umrisse, werden in Teilen durch eine besonders beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumfeld bestimmt werden.
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In den Figuren kennzeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Bauteile der vorliegenden Erfindung in allen verschiedenen Figuren der Zeichnungen.
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Während die Erfindung im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindungen auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Auf der anderen Seite ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine schematische Abbildung eines Aktuators für eine Kupplung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 gezeigt, weist ein Aktuator 10 für eine Kupplung auf: einen Motor 20, ein Gehäuse 60, eine Gewindespindel 30, eine Stange 50, ein Gleitstück 40 und eine Führungsschiene 42.
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Der Motor 20 ist angepasst, eine Kraft bzw. Energie zum Betätigen des Aktuators 10 zu erzeugen. Das heißt, dass der Aktuator 10 gemäß dem Betrieb des Motors 20 betätigt wird.
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Komponenten, wie z. B. die Gewindespindel 30, das Gleitstück 40, die Führungsschiene 42 usw., können im Gehäuse 60 angeordnet sein. Das Gehäuse 60 ist mit dem Motor 20 gekoppelt und daran befestigt.
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Die Gewindespindel 30 bewegt sich linear in einer Längsrichtung davon gemäß dem Betrieb des Motors 20. Ferner ist ein Abschnitt der Gewindespindel 30 an die Antriebswelle 22 des Motors 20 gekoppelt.
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Die Stange 50 bewegt sich in der Längsrichtung zusammen mit der Gewindespindel 30. Die Stange 50 und die Gewindespindel 30 sind auf der gleichen Achse (koaxial) angeordnet. Ein Abschnitt der Stange 50 ist innerhalb des Gehäuses 60 angeordnet, und ein anderer Abschnitt der Stange 50 ist an einer Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet.
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Ein Faltenbalg 70 ist an der Stange 50 angeordnet zum Schutz der Stange 50, welche an einer Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet ist. Ein erster Stützabschnitt 56 und ein zweiter Stützabschnitt 62 sind an der Stange 50 in der Längsrichtung im Abstand zueinander angeordnet und stützen beide Endabschnitte des Faltenbalgs 70.
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Das Gleitstück 40 ist angepasst, die Gewindespindel 30 und die Stange 50 zu führen, so dass die Gewindespindel 30 und die Stange 50 sich in einfacher Weise in der Längsrichtung bewegen. Das heißt: das Gleitstück 40 ist zwischen der Gewindespindel 30 und der Stange 50 angeordnet und verbindet die Gewindespindel 30 mit der Stange 50. Daher bewegen sich die Gewindespindel 30, das Gleitstück 40 und die Stange 50 integral miteinander entlang der Längsrichtung der Gewindespindel 30.
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Das Gleitstück 40 weist eine Seitenfläche, welche mit der Gewindespindel 30 gekoppelt ist, eine andere Seitenfläche, welche mit der Stange gekoppelt ist, und eine obere sowie eine untere Fläche auf, welche die Seitenfläche mit der anderen Seitenfläche verbinden.
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Die Führungsschiene 42 ist angepasst, das Gleitstück 40 zu führen, so dass das Gleitstück 40 sich leicht bewegt. Die Führungsschiene 42 kann im Gehäuse 60 fest an der oberen und/oder der unteren Fläche des Gleitstücks 40 vorgesehen sein. Das heißt: die Führungsschiene 42 ist angepasst, zumindest eine von der oberen und der unteren Fläche des Gleitstücks 40 zu berühren. Die Führungsschiene 42 ist in der Längsrichtung der Gewindespindel 30 angeordnet, und dementsprechend bewegt sich das Gleitstück 40 in einer Bewegungsrichtung der Gewindespindel 30 entlang der Führungsschiene 42.
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Ein Halteabschnitt 32 ist an der Gewindespindel 30 angeordnet, um zu verhindern, dass das Gleitstück 40 sich von der Gewindespindel 30 loslöst. Der Halteabschnitt 32 ist an den Endabschnitt der Gewindespindel 30 gekoppelt, welcher mit dem Gleitstück 40 verbunden ist.
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2 ist eine Querschnittansicht eines Motors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 2 gezeigt, erzeugt der Motor 20 eine Rotationskraft mittels eines Stators 21, welcher ringförmig ausgebildet ist, und eines Rotors 25, welcher eine Antriebswelle 22, welche in dem Stator 21 angeordnet ist, und einen Rotorkern 23 aufweist, welcher an einem Außenumfang der Antriebswelle 22 angeordnet ist. Die Antriebswelle 22 des Motors 20 ist in einer zylindrischen Form mit einem Innenumfang und einem Außenumfang (Hohlzylinder) geformt. Ferner ist ein Gewindespindelaufnahmeloch 24 ein Lochabschnitt der Antriebswelle 22 des Motors 20, in welchen ein Abschnitt der Gewindespindel 30 eingesetzt ist.
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Ein Schraubengewinde ist an einem Abschnitt eines Innenumfangs der Antriebswelle 22 geformt. Ferner ist ein Schraubengewinde an einem Außenumfang der Gewindespindel 30 geformt. Daher, wenn der Motor 20 angetrieben ist, bewegt sich die Gewindespindel 30 in der Längsrichtung entlang des Schraubengewindes der Antriebswelle 22 gemäß der Drehung der Antriebswelle 22. Da ferner die Antriebswelle 22 sich in beide Richtungen drehen kann, kann die Gewindespindel 30 sich linear in der Längsrichtung hin und her bewegen.
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Ein elastisches Element 26 ist in dem Gewindespindelaufnahmeloch 24 angeordnet. Das elastische Element 26 ist mit einem Endabschnitt der Gewindespindel 30 verbunden. Daher kann das elastische Element 26 ein Antriebsdrehmoment des Motors 20 reduzieren und die Gewindespindel 30 effizient linear bewegen mittels Verwendung von elastischer Kraft (bzw. Federkraft) davon.
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Ein Massenelement 34 (bzw. eine scheibenförmige Masse) ist an dem anderen Abschnitt der Gewindespindel 30, welcher nicht in den Motor 20 eingesetzt ist, angeordnet. Da das Massenelement 34 ein rotatorisches Massenträgheitsmoment (bzw. Drehträgheit) der Gewindespindel 30 erhöht, kann das Massenelement 34 das Antriebsmoment des Motors 20 reduzieren.
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3 ist eine schematische Abbildung, welche den Betrieb eines Aktuators für eine Kupplung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie in 3 gezeigt, weist die Stange 50 einen Verbindungsabschnitt 54 und einen spaltbildenden Abschnitt 52 auf.
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Der Verbindungsabschnitt 54 ist an einem Endabschnitt der Stange 50 angeordnet. Das heißt: der Verbindungsabschnitt 54 ist an einem Abschnitt der Stange 50 geformt, welcher nicht vom Faltenbalg 70 überdeckt ist, und ist an der Außenseite des Gehäuses 60 angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 54 kann einen Verbindungshebel 82 berühren, welcher an eine Kupplung 80 gekoppelt ist. Das heißt: wenn die Stange 50 sich linear bewegt, berührt der Verbindungsabschnitt 54 den Verbindungshebel 82 und bewegt dann den Verbindungshebel 82. Dementsprechend wird die Kupplung 80 mittels der Hebelbewegung des Verbindungshebels 82 betätigt. Da die Stange 50 sich linear hin und her bewegen kann, kann die Kupplung 80 eingekuppelt oder ausgekuppelt werden.
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Der spaltbildende Abschnitt 52 ist an einem Anschnitt angeordnet, an welchem die Stange 50 und das Gleitstück 40 verbunden sind.
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Der spaltbildende Abschnitt 52 ist mit dem Gleitstück 40 und der Stange 50 verbunden und verbindet das Gleitstück 40 mit der Stange 50 mit einem Raum, welcher dortzwischen geformt ist, so dass die Stange 50 sich nach oben oder nach unten bewegt. Die Stange 50 neigt sich (bzw. schwenkt) in einer vertikalen Richtung der Längsrichtung, da die Hebelbewegung des Verbindungshebels 82 um einen Drehpunkt erfolgt. Dementsprechend kompensiert der spaltbildende Abschnitt 52 eine Neigung der Stange 50.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Kosten reduziert werden, da die Anzahl der Komponenten sinkt. Da die Gewindespindel 30 verwendet wird, kann ferner die räumliche Ausnutzung verbessert werden. Ferner benötigt die Kupplung 80 keine zusätzliche Energie zum Kuppeln. Daher kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.
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Zwecks Erläuterung und genauer Definition der angehängten Ansprüche werden Begriffe wie zum Beispiel „obere”, „untere”, „innere”, „äußere”, „vorwärts” und „rückwärts” zur Beschreibung der Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen verwendet, wie sie in den Figuren dargestellt sind.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden. Es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und damit dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2011-0132266 [0001]
