DE102013209281A1

DE102013209281A1 - clutch

Info

Publication number: DE102013209281A1
Application number: DE102013209281.4A
Authority: DE
Inventors: Gerd Ahnert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Ein Kupplungsaktuator zur Betätigung einer Kupplung umfasst ein Betätigungselement zur Verbindung mit der Kupplung, eine Antriebseinrichtung zur Bereitstellung einer Antriebskraft, ein zyklisches Hubgetriebe zur Umsetzung der Antriebskraft in eine Betätigungskraft am Betätigungselement und eine Nachstelleinrichtung zur zusätzlichen Bewegung des Betätigungselements. Dabei ist die Nachstelleinrichtung dazu eingerichtet, mittels der Antriebseinrichtung betätigt zu werden, und es ist eine mechanische Kraftbegrenzungseinrichtung zur Begrenzung der Betätigungskraft auf einen maximalen Wert vorgesehen.A clutch actuator for actuating a clutch comprises an actuating element for connection to the clutch, a drive device for providing a driving force, a cyclic lifting gear for converting the driving force into an actuating force on the actuating element and an adjusting device for additional movement of the actuating element. The adjusting device is set up to be actuated by means of the drive device, and a mechanical force limiting device is provided for limiting the actuating force to a maximum value.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kupplungsaktuator zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung in einem Antriebsstrang, insbesondere an Bord eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a clutch actuator for the hydraulic actuation of a clutch in a drive train, in particular on board a motor vehicle.

Ein Kupplungsaktuator ist zur fahrerunabhängigen Betätigung einer Kupplung eingerichtet, die in einem Antriebsstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeordnet ist. Der Kupplungsaktuator umfasst ein Betätigungselement zur Verbindung mit der Kupplung, eine Antriebseinrichtung zur Bereitstellung einer Antriebskraft und ein Getriebe zur Umsetzung der Antriebskraft in eine Betätigungskraft am Betätigungselement. Die Antriebseinrichtung ist üblicherweise elektrisch steuerbar. Ferner kann eine Nachstelleinrichtung vorgesehen sein, um das Betätigungselement zu verstellen. Diese Bewegung kann erforderlich sein, um beispielsweise eine Abnutzung der Kupplung oder einen Verschleiß von Elementen des Kupplungsaktuators auszugleichen.A clutch actuator is arranged for driver-independent actuation of a clutch, which is arranged in a drive train, in particular of a motor vehicle. The clutch actuator includes an actuator for connection to the clutch, a drive device for providing a driving force and a transmission for converting the driving force into an actuating force on the actuating element. The drive device is usually electrically controllable. Furthermore, an adjusting device may be provided to adjust the actuating element. This movement may be required to compensate for, for example, wear of the clutch or wear of elements of the clutch actuator.

Beispielsweise ist aus der DE 19700935 A1 ein nachstellbarer Kupplungsaktuator mit einem zyklischen Hubgetriebe bekannt. Ein ähnlicher Aktuator ist in FR 2783581 A1 gezeigt.For example, is from the DE 19700935 A1 a adjustable clutch actuator with a cyclic lifting gear known. A similar actuator is in FR 2783581 A1 shown.

FR 2790806 A1 zeigt einen Kupplungsaktuator mit einem linearen Hubgetriebe. Eine hier vorgeschlagene Nachstelleinrichtung umfasst einen Ratschenmechanismus. FR 2790806 A1 shows a clutch actuator with a linear screw jack. An adjusting device proposed here comprises a ratchet mechanism.

WO 2007/138216 A1 zeigt einen weiteren Kupplungsaktuator mit einem linearen Hubgetriebe. Eine Nachstelleinrichtung umfasst ein Schrittschaltwerk, das ein Spindelhubgetriebe antreibt. Unterschiedliche Schrittweiten des Schaltwerks ermöglichen alternativ eine Vor- oder Zurückstellung eines Betätigungselements. WO 2007/138216 A1 shows a further clutch actuator with a linear screw jack. An adjusting device comprises a stepping mechanism which drives a screw jack. Different step sizes of the derailleur alternatively allow a forward or backward position of an actuator.

Einige der beschriebenen Kupplungsaktuatoren umfassen Nachstelleinrichtungen, die starken mechanischen Kräften ausgesetzt sein können. In einigen Fällen ist eine Nachstellung nur in einer Richtung möglich. Einige der Kupplungsaktuatoren erfordern bauartbedingt einen relativ großen Bauraum.Some of the clutch actuators described include adjusting devices which may be subjected to strong mechanical forces. In some cases, re-adjustment is only possible in one direction. Some of the clutch actuators require a relatively large amount of space due to the design.

Ein Kupplungsaktuator mit einem zyklischen Hubgetriebe kann beim Betätigen der Nachstelleinrichtung das Betätigungselement so weit verschieben, dass die Kupplung zu stark betätigt wird. Bei einem sogenannten Überdrücken können einerseits die Bauteile des Kupplungsaktuators überlastet werden und andererseits können Bewegungsbereiche bzw. Bauräume der Kupplung überschritten werden. Beispielsweise kann die Kupplung eine Tellerfeder mit Federzungen umfassen, die beim Überdrücken überdehnt werden können, so dass sie sich plastisch verformen. Dadurch können permanente Schäden an der Kupplung hervorgerufen werden. A clutch actuator with a cyclic screw jack can move the actuating element so far when the adjusting device is actuated that the clutch is too strongly actuated. In a so-called overpressures, on the one hand, the components of the clutch actuator can be overloaded and, on the other hand, ranges of movement or installation spaces of the clutch can be exceeded. For example, the clutch may include a plate spring with spring tongues that can be overstretched when overpressing, so that they deform plastically. This can cause permanent damage to the clutch.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kupplungsaktuator mit einem zyklischen Hubgetriebe und einer Nachstelleinrichtung bereitzustellen, der das Überdrücken der Kupplung verbessert vermeidet. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Kupplungsaktuators mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. It is an object of the present invention to provide a clutch actuator with a cyclic lifting gear and an adjusting device, which avoids the overpressing of the clutch improved. The invention solves this problem by means of a Kupplungsaktuators with the features of the independent claim. Subclaims give preferred embodiments again.

Ein erfindungsgemäßer Kupplungsaktuator zur Betätigung einer Kupplung umfasst ein Betätigungselement zur Verbindung mit der Kupplung, eine Antriebseinrichtung zur Bereitstellung einer Antriebskraft, ein zyklisches Hubgetriebe zur Umsetzung der Antriebskraft in eine Betätigungskraft am Betätigungselement und eine Nachstelleinrichtung zur zusätzlichen Bewegung des Betätigungselements, wobei die Nachstelleinrichtung dazu eingerichtet ist, mittels der Antriebeinrichtung betätigt zu werden. Ferner ist eine mechanische Kraftbegrenzungseinrichtung zur Begrenzung der Betätigungskraft auf einen maximalen Wert vorgesehen. An inventive clutch actuator for actuating a clutch comprises an actuating element for connection to the clutch, a drive device for providing a driving force, a cyclic lifting gear for converting the driving force into an actuating force on the actuating element and an adjusting device for additional movement of the actuating element, wherein the adjusting device is adapted thereto be actuated by means of the drive device. Furthermore, a mechanical force limiting device is provided for limiting the actuating force to a maximum value.

Wird die Nachstelleinrichtung zusammen mit dem zyklischen Hubgetriebe betätigt, ist also nur ein Aktuator sowohl für die Betätigung als auch das Nachstellen vorgesehen, wobei die Verstellung erfolgt, indem das Betätigungselement über einen zur Betätigung erforderlichen Weg hinaus betätigt wird, so kann die Kraftbegrenzungseinrichtung verhindern, dass die Kupplung übermäßig stark bzw. weit betätigt wird. Ein solches Überdrücken der Kupplung und eventuell damit verbundene Schäden am Kupplungsaktuator oder der Kupplung können so vermieden werden. If the adjusting device is actuated together with the cyclic lifting gear, then only one actuator is provided both for the actuation and the readjustment, wherein the adjustment takes place by the actuating element being actuated beyond a travel required for actuation, then the force limiting device can prevent the clutch is excessively strong or widely actuated. Such overpressure of the clutch and any associated damage to the clutch actuator or the clutch can be avoided.

Die Kraftbegrenzungseinrichtung ist bevorzugterweise im Kraftfluss der Betätigungskraft angeordnet und dazu eingerichtet, nachzugeben, wenn die Betätigungskraft den maximalen Wert übersteigt. So kann die Betätigungskraft der Kupplung auf einfache und effiziente Weise begrenzt sein. The force limiting device is preferably arranged in the force flow of the actuating force and adapted to give way when the actuating force exceeds the maximum value. Thus, the operating force of the clutch can be limited in a simple and efficient manner.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kraftbegrenzungseinrichtung ein vorgespanntes Federelement. Dabei kann die Vorspannung im Bereich einer maximalen Betätigungskraft beim üblichen Betätigen der Kupplung liegen. Idealerweise weist das Federelement eine relativ flache Federkennlinie auf, so dass die Betätigungskraft des Federelements über einen Betätigungsweg des Federelements nur noch schwach ansteigt. Bevorzugterweise umfasst das Federelement eine Druckfeder.In a particularly preferred embodiment, the force limiting device comprises a prestressed spring element. In this case, the bias can be in the range of a maximum actuation force in the usual operation of the clutch. Ideally, the spring element has a relatively flat spring characteristic, so that the actuation force of the spring element increases only slightly over an actuating travel of the spring element. Preferably, the spring element comprises a compression spring.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Hubgetriebe ein Umsetzelement zur Umsetzung einer durch die Abtasteinrichtung bewirkten rotatorischen Bewegung in eine translatorische Bewegung des Betätigungselements. Dabei ist das Hubgetriebe dazu eingerichtet, das Umsetzelement weniger als einen vorbestimmen Winkel zu drehen, um die Kupplung zu betätigen, und mehr als den vorbestimmten Winkel, um den Arbeitspunkt des Betätigungselements zu verschieben. Das Hubgetriebe umfasst somit ein Summier- oder Überlagerungsgetriebe zur Überlagerung einer zyklischen Bewegung des Umsetzelements mit einer monotonen Bewegung der Nachstelleinrichtung. Das Hubgetriebe kann beispielsweise ein Kurvengetriebe oder ein Schubkurbelgetriebe umfassen. Insbesondere ist jedoch bevorzugt, dass das Hubgetriebe ein Taumelscheibengetriebe umfasst.In a particularly preferred embodiment, the lifting gear comprises a Conversion element for converting a caused by the scanning rotary motion in a translational movement of the actuating element. In this case, the lifting gear is arranged to rotate the conversion element less than a predetermined angle to actuate the clutch, and more than the predetermined angle to move the operating point of the actuating element. The lifting gear thus comprises a summation or superposition gear for superimposing a cyclic movement of the Umsetzelements with a monotonous movement of the adjusting device. The screw jack may comprise, for example, a cam mechanism or a slider crank mechanism. In particular, however, it is preferred that the screw jack comprises a swash plate mechanism.

In einer ersten Variante ist die Kraftbegrenzungseinrichtung zwischen dem Betätigungselement und der Kupplung angeordnet. In einer zweiten Variante ist die Kraftbegrenzungseinrichtung zwischen einem Element des Hubgetriebes und einer Verankerung des Kupplungsaktuators angeordnet. Je nach vorhandenen Platzverhältnissen kann die geeignete Variante ausgewählt werden, um den Kupplungsaktuator möglichst einfach und kompakt aufzubauen. Dabei ist insbesondere bevorzugt, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung im Bereich des Kupplungsaktuators angeordnet ist. In diesem Bereich ist üblicherweise genug Bauraum vorhanden, um die Beweglichkeit der Kraftbegrenzungseinrichtung auch über den üblichen Betätigungsweg des Betätigungselements hinaus zu gewährleisten. In a first variant, the force limiting device is arranged between the actuating element and the clutch. In a second variant, the force limiting device is arranged between an element of the lifting gear and an anchoring of the clutch actuator. Depending on the available space, the appropriate variant can be selected to build the clutch actuator as simple and compact as possible. It is particularly preferred that the force limiting device is arranged in the region of the clutch actuator. In this area usually enough space is available to ensure the mobility of the force limiting device beyond the usual actuation of the actuator addition.

In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst der Kupplungsaktuator eine weitere Kraftbegrenzungseinrichtung zur Begrenzung einer entgegen der Betätigungskraft wirkenden Kraft. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Kupplungsaktuator keine Kompensationsfeder umfasst, die in Betätigungsrichtung auf das Betätigungselement wirkt. Ohne die Kompensationsfeder stellt der Kupplungsaktuator alternierend eine ziehende und eine drückende Kupplungsbetätigung bereit. Die maximale Betätigungslast kann durch den Einsatz der zusätzlichen Kraftbegrenzungseinrichtung reduziert sein.In yet another embodiment, the clutch actuator comprises a further force limiting device for limiting a force acting counter to the actuating force. This embodiment is particularly advantageous when the clutch actuator comprises no compensation spring which acts in the direction of actuation on the actuating element. Without the compensation spring, the clutch actuator alternately provides a pulling and a pushing clutch operation. The maximum actuation load can be reduced by the use of the additional force limiting device.

In einer Variante ist ein Zusammenhang zwischen der Betätigungskraft und einem Betätigungsweg der Kupplung nicht monoton und der Nachstellmechanismus ist mit einem Anschlag zur Begrenzung des Betätigungswegs des Betätigungselements verbunden. So kann sichergestellt werden, dass das Betätigungselement nicht über einen Punkt hinaus betätigt wird, bis zu dem eine schadensfreie Betätigung der Kupplung oder des Kupplungsaktuators zu erwarten ist. In one variant, a relationship between the actuating force and a clutch actuation travel is not monotone, and the adjustment mechanism is connected to a stop for limiting the actuation travel of the actuation element. Thus, it can be ensured that the actuating element is not actuated beyond a point up to which a damage-free actuation of the clutch or of the clutch actuator is to be expected.

Dabei ist es bevorzugt, dass die Begrenzung des Betätigungswegs von einer Stellung des Nachstellmechanismus abhängig ist. So kann die Funktion des Nachstellmechanismus dafür mitverwendet werden, den Betätigungspunkt über einen Verschleißweg der Kupplung dynamisch anzupassen.It is preferred that the limitation of the actuation path of a position of the adjusting mechanism is dependent. Thus, the function of the adjusting mechanism can be used for dynamically adapting the actuation point via a wear path of the coupling.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

1 ein System aus einer Kupplung und einem Kupplungsaktuator; 1 a system of a clutch and a clutch actuator;

2 ein Kraft-Weg-Diagramm des Kupplungsaktuators von 1; 2 a force-displacement diagram of the clutch actuator of 1 ;

3 den Kupplungsaktuator von 1 in einer ersten Ausführungsform; 3 the clutch actuator of 1 in a first embodiment;

4 den Kupplungsaktuator von 1 in einer zweiten Ausführungsform; 4 the clutch actuator of 1 in a second embodiment;

5 eine Betätigung einer Kraftbegrenzungseinrichtung am Kupplungsaktuator von 1; 5 an actuation of a force limiting device on the clutch actuator of 1 ;

6 Kraft-Weg-Diagramme der Kupplung aus 1; 6 Force-displacement diagrams of the clutch 1 ;

7 den Kupplungsaktuator von 1 in einer weiteren Ausführungsform, und 7 the clutch actuator of 1 in a further embodiment, and

8 eine Betätigung einer Wegbegrenzungseinrichtung am Kupplungsaktuator von 7
darstellt. 8th an actuation of a travel limiting device on the clutch actuator of 7
represents.

1 zeigt ein System 100 aus einer Kupplung 105 und einem Kupplungsaktuator 110. Die Kupplung 105 ist insbesondere zur trennbaren Kraftübertragung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Reibelemente 115 werden axial aneinandergepresst, um die Kraftübertragung herzustellen, und voneinander getrennt, um die Kraftübertragung zu unterbrechen. In einer Ausführungsform ist eine Kupplungsfeder 120 vorgesehen, um die Anpresskraft bereitzustellen; eine entgegen der Kupplungsfeder wirkende Betätigungskraft kann dann ein Ausrücken bzw. Trennen der Kupplung 105 bewirken. In exemplarischer Weise ist die Kupplung 105 mit dem Kupplungsaktuator 110 mittels eines Ausrückhebels 125 gekoppelt. 1 shows a system 100 from a clutch 105 and a clutch actuator 110 , The coupling 105 is particularly intended for separable power transmission in a drive train of a motor vehicle. friction 115 are pressed together axially to produce the power transmission, and separated from each other to interrupt the power transmission. In one embodiment, a clutch spring 120 provided to provide the contact pressure; a force acting against the clutch spring actuating force can then disengage or disconnect the clutch 105 cause. In an exemplary way, the clutch 105 with the clutch actuator 110 by means of a release lever 125 coupled.

Der Kupplungsaktuator 110 umfasst eine Antriebseinrichtung 130 zur Bereitstellung einer Antriebskraft, ein zyklisches Hubgetriebe 135 zur Umsetzung der Antriebskraft in eine Betätigungskraft und ein Betätigungselement 140 zur Übermittlung der Betätigungskraft an die Kupplung 105. Die Antriebseinrichtung 130 umfasst bevorzugterweise einen Elektromotor, optional mit integriertem Untersetzungsgetriebe. Ferner umfasst der Kupplungsaktuator 110 eine Nachstelleinrichtung 145 zur zusätzlichen Bewegung des Betätigungselements 140 und eine mechanische Kraftbegrenzungseinrichtung 150 zur Begrenzung der Betätigungskraft auf einen maximalen Wert. Bevorzugterweise umfasst die Kraftbegrenzungseinrichtung 150 ein vorgespanntes elastisches Element 155, beispielsweise eine Feder oder eine Anordnung aus mehreren Federn. In der Darstellung von 1 wirkt die Betätigungskraft zum Ausrücken der Kupplung 105 am Betätigungselement 140 nach rechts und das elastische Element 155 umfasst eine Druckfeder. Bevorzugterweise wird eine Druckfeder mit einer möglichst flachen Kennlinie verwendet. Darüber hinaus umfasst der Kupplungsaktuator 110 eine Verankerung 160 zur Abstützung gegenüber einer externen Einrichtung, beispielsweise einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs.The clutch actuator 110 includes a drive device 130 for providing a driving force, a cyclic screw jack 135 for converting the driving force into an actuating force and an actuating element 140 for transmitting the actuating force to the clutch 105 , The drive device 130 preferably comprises an electric motor, optionally with integrated reduction gear. Furthermore, the clutch 110 an adjustment device 145 for additional movement of the actuating element 140 and a mechanical force limiting device 150 for limiting the actuating force to a maximum value. Preferably, the force limiting device comprises 150 a prestressed elastic element 155 For example, a spring or an arrangement of several springs. In the presentation of 1 the actuating force acts to disengage the clutch 105 on the actuator 140 to the right and the elastic element 155 includes a compression spring. Preferably, a compression spring is used with a flat as possible characteristic. In addition, the clutch actuator includes 110 an anchorage 160 for supporting against an external device, such as a body of a motor vehicle.

Optional ist weiter eine Kompensationsfeder 165 vorgesehen, die zwischen der Verankerung 160 und dem Betätigungselement 140 in Richtung der Betätigungskraft wirkt. Dadurch kann ein Teil der Federkraft der Kupplungsfeder 120 kompensiert werden, um die durch die Antriebseinrichtung 130 aufzubringenden Kräfte zur Betätigung der Kupplung 105 zu verringern.Optionally, there is also a compensation spring 165 provided between the anchorage 160 and the actuator 140 acts in the direction of the actuating force. As a result, part of the spring force of the clutch spring 120 be compensated by the drive means 130 applied forces to actuate the clutch 105 to reduce.

Bevorzugterweise umfasst das Hubgetriebe 135 ein Umsetzelement 170 zur Umsetzung einer Drehbewegung der Antriebseinrichtung 130 in eine Zug- oder Schubbewegung des Betätigungselements 140. Vorliegend umfasst das Umsetzelement 170 eine Taumelscheibe, in anderen Ausführungsformen kann es beispielsweise auch auf der Basis einer Kurvenscheibe, einer Kurvenwalze oder einer Schubkurbel realisiert sein. Mittels eines optionalen zwischengeschalteten Getriebes 175, hier eines Schneckengetriebes, kann die Antriebseinrichtung 130 ein Verdrehen eines radial inneren Abschnitts des Umsetzelements 170 bewirken. Der innere Abschnitt schließt einen spitzen Winkel mit der Drehachse ein, so dass der innere Abschnitt um die Drehachse taumelt. Der äußere Abschnitt des Umsetzelements 170, der bevorzugterweise mittels eines Wälzlagers mit dem inneren Abschnitt gekoppelt ist, folgt der Taumelbewegung, wird aber von der Drehbewegung entkoppelt. Ein radiales Ende des äußeren Abschnitts des Umsetzelements 170 greift in das Betätigungselement 140 ein, wobei die Taumel- bzw. Schwenkbewegung des äußeren Abschnitts des Umsetzelements 170 in eine Zugoder Schubbewegung umgewandelt wird. Preferably, the lifting gear comprises 135 a conversion element 170 for implementing a rotational movement of the drive device 130 in a pulling or pushing movement of the actuating element 140 , In the present case, the conversion element comprises 170 a swash plate, in other embodiments, it may for example also be realized on the basis of a cam, a cam roller or a crank. By means of an optional intermediate gearbox 175 , here a worm gear, the drive device 130 a rotation of a radially inner portion of the Umsetzelements 170 cause. The inner portion subtends an acute angle with the axis of rotation so that the inner portion wobbles about the axis of rotation. The outer portion of the transfer element 170 , which is preferably coupled by means of a rolling bearing with the inner portion, follows the tumbling motion, but is decoupled from the rotational movement. A radial end of the outer portion of the Umsetzelements 170 engages in the actuator 140 a, wherein the wobbling or pivoting movement of the outer portion of the Umsetzelements 170 is converted into a pulling or pushing movement.

Die Nachstelleinrichtung 145 umfasst in exemplarischer Weise eine Spindelmutter 180, in der eine Spindel 185 aufgenommen ist, die rotatorisch mit der Antriebseinrichtung 130 gekoppelt ist. Dreht sich die Antriebseinrichtung 130, so wird das gesamte Umsetzelement 170 entlang seiner Drehachse verschoben. Diese Bewegung ist, bezogen auf die Drehbewegung der Antriebseinrichtung 130, wesentlich kleiner als die Schwenkbewegung des äußeren Abschnitts des Umsetzelements 170. Optional ist ein zusätzliches Lager 190 vorgesehen, um das Hubgetriebe 135 bezüglich seiner Drehachse radial und axial beweglich zu lagern. The adjusting device 145 exemplarily comprises a spindle nut 180 in which a spindle 185 is received, which rotatory with the drive device 130 is coupled. Rotates the drive device 130 so becomes the entire conversion element 170 moved along its axis of rotation. This movement is based on the rotational movement of the drive device 130 , much smaller than the pivotal movement of the outer portion of the Umsetzelements 170 , Optional is an additional warehouse 190 provided to the screw jack 135 to store radially and axially movable with respect to its axis of rotation.

2 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm des Kupplungsaktuators von 1 mit einer Übertragungskennlinie 202. In einer horizontalen Richtung ist ein Drehwinkel Φ der Antriebseinrichtung 130 und in vertikaler Richtung eine Verschiebebewegung des Betätigungselements 140 angetragen. An ersten Positionen 205 ist die Kupplung 105 vollständig geöffnet. An zweiten Positionen 210 ist die Kupplung 105 maximal betätigt, also ausgerückt. In beiden Positionen 205 und 210 ist das elastische Element 155 der Kraftbegrenzungseinrichtung 150 vorgespannt, aber nicht weiter betätigt. Wird das zyklische Hubgetriebe 135 mittels der Antriebseinrichtung 130 von einer ersten Position 205 über eine zweite Position 210 und darüber hinaus in einen Überdrückbereich 215 betätigt, so erreicht es anschließend eine weitere zweite Position 210 und von dort aus optional eine weitere erste Position 205. Die beiden ersten Positionen 205 bzw. die beiden zweiten Positionen 210 unterscheiden sich durch einen geringen Betrag, um den die Antriebseinrichtung 130 entlang der vertikal dargestellten Betätigungsrichtung bewegt wurde. Durch einen oder mehrere dieser Übergänge wird das Nachstellen mittels der Nachstelleinrichtung 145 realisiert. Im Überdrückbereich 215 wird das elastische Element 155 der Kraftbegrenzungseinrichtung 150 komprimiert, so dass die Kupplung 105 nicht zu stark bzw. zu weit betätigt wird. Das Nachstellen kann in beide Richtungen erfolgen. 2 shows a force-displacement diagram of the clutch actuator of 1 with a transfer characteristic 202 , In a horizontal direction is a rotation angle Φ of the drive means 130 and in the vertical direction, a sliding movement of the actuating element 140 plotted. At first positions 205 is the clutch 105 fully open. At second positions 210 is the clutch 105 maximum actuated, that is disengaged. In both positions 205 and 210 is the elastic element 155 the force limiting device 150 biased, but not further pressed. Will the cyclic screw jack 135 by means of the drive device 130 from a first position 205 about a second position 210 and moreover in an overpressing area 215 actuated, it then reaches another second position 210 and from there optionally another first position 205 , The first two positions 205 or the two second positions 210 differ by a small amount to the drive device 130 was moved along the actuating direction shown vertically. By one or more of these transitions readjustment by means of the adjusting device 145 realized. In the overpressure area 215 becomes the elastic element 155 the force limiting device 150 compressed, so the clutch 105 not too strong or too far. The adjustment can be done in both directions.

3 zeigt den Kupplungsaktuator 110 von 1 in einer ersten Ausführungsform. Hier ist die Kraftbegrenzungseinrichtung 150 zwischen dem Betätigungselement 140 und dem Umsetzelement 170 vorgesehen. Im oberen Bereich ist der Kupplungsaktuator 110 in einer minimal nachgestellten Position gezeigt, das Getriebe 175 befindet sich in einer maximal rechten Position. Im unteren Bereich ist der Kupplungsaktuator 110 in einer maximal nachgestellten Position dargestellt, hier befindet sich das Getriebe 175 in einer maximal linken Position. In beiden Darstellungen ist das Betätigungselement 140 zur Betätigung der Kupplung 105 nicht betätigt. 3 shows the clutch actuator 110 from 1 in a first embodiment. Here is the force limiting device 150 between the actuator 140 and the conversion element 170 intended. In the upper area is the clutch actuator 110 shown in a minimally trailing position, the transmission 175 is in a maximum right position. In the lower area is the clutch actuator 110 shown in a maximum retarded position, here is the gearbox 175 in a maximum left position. In both illustrations, the actuator is 140 for actuating the clutch 105 not activated.

4 zeigt den Kupplungsaktuator 110 von 1 in einer zweiten Ausführungsform. Hier ist die Kraftbegrenzungseinrichtung 150 zwischen dem Getriebe 175 und der Verankerung 160 vorgesehen. Der im oberen Bereich von 4 dargestellte Kupplungsaktuator 110 ist nur teilweise ausgerückt bis zu einer der zweiten Position 210 der Darstellung von 2. Dieser Betätigungsweg steht für eine übliche Betätigung der Kupplung 105, um sie zu trennen bzw. auszurücken, zur Verfügung. Das Betätigungselement 140 ist zur Betätigung der Kupplung 105 zwar voll ausgerückt, das elastische Element 155 der Kraftbegrenzungseinrichtung 150 ist jedoch nur vorgespannt und nicht weiter komprimiert. 4 shows the clutch actuator 110 from 1 in a second embodiment. Here is the force limiting device 150 between the gearbox 175 and anchoring 160 intended. The upper part of 4 illustrated clutch actuator 110 is only partially disengaged to one of the second position 210 the representation of 2 , This actuation path represents a common operation of the clutch 105 to separate them. The actuator 140 is for actuating the clutch 105 Although fully disengaged, the elastic element 155 the force limiting device 150 but is only biased and not compressed further.

Im unteren Bereich der Darstellung von 4 ist der gleiche Kupplungsaktuator 110 zur Verstellung zusätzlich betätigt, diese Stellung entspricht dem Überdrückbereich 215 aus 2. Dabei hat sich eine Position des Betätigungselements 140 für die Kupplung 105 gegenüber der oberen Darstellung nicht verändert. Stattdessen ist das gesamte Getriebe 175 in der Darstellung nach rechts verschoben und das elastische Element 155 der Kraftbegrenzungseinrichtung 150 ist über seine Vorspannung hinaus komprimiert.In the lower part of the representation of 4 is the same clutch actuator 110 additionally actuated for adjustment, this position corresponds to the overpressure area 215 out 2 , This has a position of the actuating element 140 for the clutch 105 not changed with respect to the upper illustration. Instead, the entire transmission 175 shifted to the right in the illustration and the elastic element 155 the force limiting device 150 is compressed beyond its bias.

Die Kraftbegrenzungseinrichtung 150 kann auch an einer anderen Stelle am Kupplungsaktuator 110 vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Kraftbegrenzungseinrichtung 150 zwischen der Verankerung 160 und einem Ankerpunkt, etwa einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs, angeordnet sein.The force limiting device 150 can also be at another location on the clutch actuator 110 be provided. For example, the force limiting device 150 between anchoring 160 and an anchor point, such as a body of a motor vehicle, be arranged.

5 zeigt eine Betätigung der Kraftbegrenzungseinrichtung 150 am Kupplungsaktuator 110 von 3. Im oberen Bereich ist der Kupplungsaktuator 110 in einer Stellung entsprechend der ersten Position 205, im mittleren Bereich in einer zweiten Position entsprechend der Position 210 und im unteren Bereich im Überdrückbereich 215 aus 2 dargestellt. Es ist zu sehen, wie die Kraftbegrenzungseinrichtung 150 zwischen den Positionen 205 und 210 steif ist und erst im Überdrückbereich 215 nachgibt. 5 shows an actuation of the force limiting device 150 on the clutch actuator 110 from 3 , In the upper area is the clutch actuator 110 in a position corresponding to the first position 205 , in the middle area in a second position according to the position 210 and at the bottom in the overpressure area 215 out 2 shown. It can be seen as the force limiting device 150 between the positions 205 and 210 is stiff and only in Überdrückbereich 215 gives way.

6 zeigt Kraft-Weg-Diagramme der Kupplung 105 aus 1. In horizontaler Richtung ist ein Betätigungsweg des Betätigungselements 140 und in vertikaler Richtung eine hierfür erforderliche Betätigungskraft angetragen. Im linken Bereich ist eine monotone erste Kennlinie 605 und im rechten Bereich eine nicht monotone zweite Kennlinie 610 eingezeichnet. 6 shows force-displacement diagrams of the clutch 105 out 1 , In the horizontal direction is a Betätigungsweg of the actuating element 140 and in the vertical direction required for this actuation force. In the left area is a monotone first characteristic 605 and in the right area a non-monotone second characteristic 610 located.

Im Fall der ersten Kennlinie 605 wird zur Betätigung des Betätigungselements 140 zwischen der ersten Position 205 und der zweiten Position 210 eine monoton ansteigende Kraft benötigt. Von der zweiten Position 210 aus wird das Betätigungselement 140 durch die Kraftbegrenzungseinrichtung 150 nicht weiter ausgelenkt, aber die Betätigungskraft kann durch die Wirkung des elastischen Elements 155 bei weiterer Betätigung noch ansteigen. In the case of the first characteristic 605 is used to actuate the actuator 140 between the first position 205 and the second position 210 requires a monotonically increasing force. From the second position 210 out becomes the actuator 140 through the force limiting device 150 not deflected further, but the operating force can by the action of the elastic element 155 continue to increase if you continue to operate.

Im Fall der zweiten Kennlinie 610 fällt die zur Betätigung des Betätigungselements 140 erforderliche Kraft bei der Betätigung nach einem Zwischenmaximum wieder ab. Eine solche Charakteristik ist insbesondere an einigen Kupplungen mit Lamellenfedern anzutreffen. In diesem Fall kann die Kraftbegrenzungseinrichtung 150 allein nicht dazu verwendet werden, eine Bewegung des Betätigungselements 140 im Überdrückbereich 215 zu realisieren, weil die Kraftbegrenzungseinrichtung 150 dann entweder schon früher, im Bereich der maximalen Kraft, oder erst zu spät, nachdem bereits eine gefährliche Belastung auf die Kupplung 105 wirkt, nachgeben würde. In the case of the second characteristic 610 falls to the actuation of the actuator 140 Required force on actuation after an intermediate maximum again. Such a characteristic can be found in particular on some couplings with leaf springs. In this case, the force limiting device 150 not used alone, a movement of the actuator 140 in the overpressing area 215 to realize because the force limiting device 150 then either earlier, in the range of maximum force, or only too late, after already a dangerous load on the clutch 105 acts, would yield.

7 zeigt den Kupplungsaktuator 110 von 1 in noch einer weiteren Ausführungsform, die auch dieses Problem löst. In exemplarischer Weise baut die dargestellte Ausführungsform auf der in 4 gezeigten Variante auf, in der die Kraftbegrenzungseinrichtung 150 mit dem Betätigungselement 140 verbunden ist. Eine andere Ausführungsform auf der Basis der in 3 gezeigten Variante ist ebenfalls möglich. Der vorliegende Kupplungsaktuator 110 umfasst einen Anschlag 705 zur Begrenzung eines Betätigungswegs des Betätigungselements 140 und ist dazu eingerichtet, auch eine Kupplung 105 sicher zu betätigen, die eine Kennlinie aufweist, die der zweiten Kennlinie 610 von 6 entspricht. 7 shows the clutch actuator 110 from 1 in yet another embodiment that also solves this problem. By way of example, the illustrated embodiment builds on the in 4 shown variant in which the force limiting device 150 with the actuating element 140 connected is. Another embodiment based on the in 3 shown variant is also possible. The present clutch actuator 110 includes a stop 705 for limiting an actuating travel of the actuating element 140 and is set up, also a clutch 105 safe to operate, which has a characteristic that the second characteristic 610 from 6 equivalent.

In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist der Anschlag 705 mit der Nachstelleinrichtung 145 verbunden. Das elastische Element 155 der Kraftbegrenzungseinrichtung 150 wird komprimiert, wenn der Anschlag 705 der Kraftbegrenzungseinrichtung 150 gegen das axiale Ende der Spindel 185 läuft. Die Position der Spindel 185 ist davon abhängig, wie weit die Nachstelleinrichtung 145 bereits betätigt ist. Im oberen Bereich von 7 ist die Nachstelleinrichtung 145 minimal betätigt und im unteren Bereich maximal. Es ist zu sehen, wie der Betätigungsweg des Betätigungselements 140 jeweils so beschränkt wird, dass die Antriebseinrichtung 130 auch nach Erreichen der jeweils dargestellten zweiten Position 210 in den Überdrückbereich 210 weiterlaufen kann, um die Nachstelleinrichtung 145 unter Kompression der Kraftbegrenzungseinrichtung 150 zu betätigen. Der Anschlag 705 bildet zusammen mit dem axialen Ende der Spindel 185 eine Wegebegrenzungseinrichtung 710, die die Betätigungseinrichtung 140 davon abhält, die Kupplung 105 zu überdrücken. In the illustrated preferred embodiment, the stopper 705 with the adjusting device 145 connected. The elastic element 155 the force limiting device 150 is compressed when the stop 705 the force limiting device 150 against the axial end of the spindle 185 running. The position of the spindle 185 depends on how far the adjuster 145 already operated. In the upper area of 7 is the adjuster 145 minimally operated and in the lower area maximum. It can be seen as the actuating travel of the actuating element 140 is each limited so that the drive device 130 even after reaching the second position shown 210 in the overpressure area 210 can continue to the adjuster 145 under compression of the force limiting device 150 to press. The stop 705 forms together with the axial end of the spindle 185 a route limitation device 710 that the actuating device 140 prevents the clutch 105 to overpress.

8 zeigt eine Betätigung der Kraftbegrenzungseinrichtung 150 am Kupplungsaktuator 110 von 7. Im oberen Bereich ist der Kupplungsaktuator 110 in der ersten Position 205, in einem mittleren Bereich in der zweiten Position 210 und in einem unteren Bereich im Überdrückbereich 215 dargestellt. 8th shows an actuation of the force limiting device 150 on the clutch actuator 110 from 7 , In the upper area is the clutch actuator 110 in the first position 205 , in a middle area in the second position 210 and in a lower area in the overpressure area 215 shown.

Erst in der zweiten Position 210 gelangt der Anschlag 705 in Eingriff mit dem axialen Ende der Spindel 185. Nun stützt sich das elastische Element 155 zwischen dem Betätigungselement 140 und der Nachstelleinrichtung 145 ab. Die axiale Position der Spindel 185 kann dabei als nahezu konstant angesehen werden, da die Nachstelleinrichtung 145 eine viel kleinere axiale Bewegung als das Hubgetriebe 135 bewirkt.Only in the second position 210 the stopper arrives 705 in engagement with the axial end of the spindle 185 , Now the elastic element is supported 155 between the actuator 140 and the adjusting device 145 from. The axial position of the spindle 185 can be regarded as almost constant, since the adjustment 145 a lot smaller axial movement than the screw jack 135 causes.

Bei der weiteren Betätigung entsprechend dem Überdrückbereich 215 wird das elastische Element 155 der Kraftbegrenzungseinrichtung 150 komprimiert. Die Position der Betätigungseinrichtung 140 wird durch die axiale Position der Spindel 185 bestimmt und bleibt praktisch unverändert. Upon further actuation according to the overpressure area 215 becomes the elastic element 155 the force limiting device 150 compressed. The position of the actuator 140 is determined by the axial position of the spindle 185 determined and remains virtually unchanged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: System system
105105: Kupplung clutch
110110: Kupplungsaktuator clutch
115115: Reibelement friction
120120: Kupplungsfeder clutch spring
125125: Ausrückhebel release lever
130130: Antriebseinrichtung driving means
135135: zyklisches Hubgetriebe cyclic screw jack
140140: Betätigungselement actuator
145145: Nachstelleinrichtung readjustment
150150: Kraftbegrenzungseinrichtung Load limiting device
155155: elastisches Element elastic element
160160: Verankerung anchoring
165165: Kompensationsfeder compensation spring
170170: Umsetzelement conversion element
175175: Getriebe transmission
180180: Spindelmutter spindle nut
185185: Spindel spindle
190190: Lager camp
202202: Übertragungskennlinie Transfer characteristic
205205: erste Position: Kupplung geöffnet first position: clutch open
210210: zweite Position: Kupplung geschlossen second position: clutch closed
215215: Überdrückbereich Overpressure range
605605: erste Kennlinie (monoton) first characteristic (monotone)
610610: zweite Kennlinie (nicht monoton) second characteristic (not monotonic)
705705: Anschlag attack
710710: Wegebegrenzungseinrichtung Way restrictor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19700935 A1 [0003]
FR 2783581 A1 [0003]
FR 2790806 A1 [0004]
WO 2007/138216 A1 [0005]

Claims

Clutch actuator ( 110 ) for actuating a clutch ( 105 ), wherein the clutch actuator ( 110 ) comprises: - an actuator ( 140 ) for connection to the coupling ( 105 ); A drive device ( 130 ) for providing a driving force; - a cyclic screw jack ( 135 ) for converting the driving force into an actuating force on the actuating element ( 140 ); An adjusting device ( 145 ) for additional movement of the actuating element ( 140 ), the adjusting device ( 145 ) is arranged, by means of the drive device ( 130 ) to be actuated; A mechanical force limiting device ( 150 ) for limiting the operating force to a maximum value.

Clutch actuator ( 110 ) according to claim 1, wherein the force limiting device ( 150 ) is arranged in the power flow of the actuating force and is adapted to yield when the operating force exceeds the maximum value.

Clutch actuator ( 110 ) according to claim 2, wherein the force limiting device ( 150 ) a prestressed spring element ( 155 ).

Clutch actuator ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein - the lifting gear ( 135 ) a conversion element ( 170 ) for implementing a by the drive device ( 130 ) caused rotational movement in a translational movement of the actuating element ( 140 ), - the lifting gear ( 135 ) is adapted to the conversion element ( 170 ) less than a predetermined angle to turn the clutch ( 105 ), and - the conversion element ( 170 ) more than the predetermined angle to the operating point of the actuating element ( 140 ) to move.

Clutch actuator ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the force limiting device ( 150 ) between the actuator ( 140 ) and the clutch ( 105 ) is arranged.

Clutch actuator ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the force limiting device ( 150 ) between an element ( 175 ) of the lifting gear ( 135 ) and anchoring ( 160 ) of the clutch actuator ( 110 ) is arranged.

Clutch actuator ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the lifting gear ( 135 ) a non-linear transfer characteristic ( 202 ) owns.

Clutch actuator ( 110 ) according to one of the preceding claims, further comprising a further force limiting device ( 150 ) for limiting a force acting against the actuating force.

Clutch actuator ( 110 ) according to any one of the preceding claims, wherein a relationship ( 610 ) between the actuating force and an actuating travel of the clutch ( 105 ) not monotone and the adjustment mechanism ( 145 ) with a stop ( 705 ) for limiting the actuation path of the actuating element ( 140 ) connected is.

Clutch actuator ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the limitation of the actuation travel from a position of the readjustment mechanism ( 145 ) is dependent.