DE102014210696A1 - Electric central release (EZA) with self-locking spring - Google Patents
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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- F16D2023/123—Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms
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- F16D27/004—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with permanent magnets combined with electromagnets
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung mit einer Statoreinrichtung, mit einer zur Statoreinrichtung verdrehbaren Rotoreinrichtung und einer durch die Drehung der Rotoreinrichtung in axialer Richtung zumindest begrenzt verlagerbaren Schlitteneinrichtung, die zum Aufbringen von Zug- und/oder Schubkräften auf eine Zug- und Schubeinrichtung ausgelegt ist, um eine Bewegung eines Hebelelementes, wie einer Tellerfeder zu erzwingen, wobei die Schlitteneinrichtung durch eine Vorspanneinheit auf das Hebelelement gedrängt ist.The invention relates to an actuating device for a clutch with a stator device, with a rotor device that can be rotated relative to the stator device and a slide device that can be displaced at least to a limited extent in the axial direction as a result of the rotation of the rotor device and that is designed to apply tensile and / or thrust forces to a pulling and pushing device is to force a movement of a lever element, such as a plate spring, wherein the slide device is urged onto the lever element by a biasing unit.
Description
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung mit einer Statoreinrichtung, mit einer zur Statoreinrichtung verdrehbaren Rotoreinrichtung, und einer durch die Drehung der Rotoreinrichtung in axialer Richtung zumindest begrenzt verlagerbaren Schlitteneinrichtung, die zum Aufbringen von Zug- und/oder Schubkräften auf eine Zug- und Schubeinrichtung ausgelegt ist, um eine Bewegung eines Hebelelementes, wie einer Tellerfeder, zu erzwingen.The invention relates to an actuating device for a clutch with a stator, with a rotor device rotatable to the stator device, and a by the rotation of the rotor device in the axial direction at least limited displaceable carriage means for applying tensile and / or shear forces on a pulling and pushing device is designed to force a movement of a lever element, such as a plate spring.
Die Erfindung betrifft auch eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere eine nasse oder trockene Kupplungsvorrichtung, die auch als Doppelkupplung ausgebildet sein kann, mit einer als elektrischer Zentralausrücker ausgebildeten Betätigungsvorrichtung.The invention also relates to a coupling device, in particular a wet or dry coupling device, which may also be designed as a double clutch, with an actuating device designed as an electrical Zentralausrücker.
Aus dem Stand der Technik, etwa der
Eine Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung mit einer Statoreinrichtung, einer bzgl. der Statoreinrichtung verdrehbaren Rotoreinrichtung und einer bzgl. der Rotoreinrichtung in axialer Richtung begrenzt verlagerbaren, Zug- und Schubkräfte aufbringenden Schlitteneinrichtung ist ebenfalls bekannt, wobei sich die Schlitteneinrichtung mit einer Zug- und Schubeinrichtung in Wirkverbindung befindet, die ausgebildet ist, auf ein Hebelelement der Kupplung Zug- und Schubkräfte aufzubringen, wobei die Zug- und Schubeinrichtung zumindest ein Zugelement und zumindest ein Schubelement aufweist, zwischen denen das Hebelelement aufnehmbar ist, und die miteinander verbindbar sind. An actuating device for a clutch having a stator device, a rotatable with respect to the stator rotatable rotor device and a. With respect to the rotor device in the axial direction limited displaceable, tensile and shear forces applying carriage device is also known, wherein the carriage means with a pulling and pushing device in operative connection is formed, which is applied to a lever element of the coupling tensile and shear forces, wherein the pulling and pushing device has at least one tension element and at least one thrust element, between which the lever element is receivable, and which are connectable.
Auch ist eine Kupplungsvorrichtung bekannt, insbesondere eine Zuschaltkupplung für einen Verbrennungsmotor eines Hybridfahrzeugs, mit einer Gegendruckplatte, einer in Axialrichtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte, zur reibschlüssigen Klemmung einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte, einem auf die Anpressplatte wirkenden Hebelelement zur Verlagerung der Anpressplatte in axialer Richtung, einem zumindest teilweise zwischen der Anpressplatte und dem Hebelelement angeordneten Zentralflansch mit zumindest einer Durchgriffsmöglichkeit für die Anpressplatte und/oder das Hebelelement, und einer Verschleißnachstelleinrichtung zur automatischen Nachstellung von Kupplungsverschleiß, wobei zur Verhinderung einer ungewollten Nachstellung von Kupplungsverschleiß das Hebelelement mit dem Zentralflansch in Anlage bringbar ist.Also, a coupling device is known, in particular a connection clutch for an internal combustion engine of a hybrid vehicle, with a counter-pressure plate, a limited axially displaceable pressure plate for frictionally clamping a clutch disc between the pressure plate and the counter-pressure plate, acting on the pressure plate lever member for displacing the pressure plate in the axial Direction, an at least partially disposed between the pressure plate and the lever element Zentralflansch with at least one penetration possibility for the pressure plate and / or the lever element, and a wear adjustment for automatic adjustment of clutch wear, to prevent unwanted adjustment of clutch wear the lever element with the central flange in abutment can be brought.
Die Erfindung betrifft den Bereich elektrischer Zentralausrücker (EZA), wobei beim aktuellen Baustand schon in vielen Betriebspunkten eine Selbsthaltung vorliegt. Dies kann aber nicht in allen Betriebspunkten und über die komplette Lebensdauer gewährleistet werden. Um im statischen Zustand, insbesondere unter Last, etwa bei geöffneter Kupplung, nicht als bordnetzbelastender Verbraucher aufzutreten, ist eine Selbsthaltung erwünscht. Weiterhin ergeben sich hinsichtlich funktionaler Sicherheit große Vorteile, wenn der Aktor in allen Betriebspunkten eine Selbsthaltung / Selbsthemmung aufweist, ohne aber auf eine elektrische Versorgung angewiesen zu sein.The invention relates to the field of electrical Zentralausrücker (EZA), which is present at many operating points in the current building state latching. However, this can not be guaranteed at all operating points and over the entire service life. To occur in the static state, especially under load, such as when the clutch is open, not as on-board load consumers, latching is desired. Furthermore, there are great advantages in terms of functional safety, if the actuator has a latching / self-locking in all operating points, but without relying on an electrical supply.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen und eine Selbsthaltung / Selbsthemmung eines elektrischen Zentralausrückers (EZA) selbst im stromlosen Zustand unter allen erwartbaren Randbedingungen, insbesondere temperatur-, axialkraft-, vibrationsunabhängig, zu gewährleisten.It is therefore the object of the present invention to eliminate the disadvantages of the prior art and to ensure a self-locking / self-locking of an electrical central release (EZA) even in the de-energized state under all expected boundary conditions, in particular temperature, axialkraft-, vibration-independent.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schlitteneinrichtung durch eine vorzugsweise von einer elektrischen Kraft unabhängige und möglichst rein mechanische Vorspanneinheit auf das Hebelelement gedrängt ist. This object is achieved in that the carriage device is urged by a preferably independent of an electrical force and purely purely mechanical biasing unit on the lever member.
Während gegenwärtig in vielen Betriebspunkten des elektrischen Zentralausrückers eine Selbsthaltung/Selbsthemmung vorliegt, kann nun in allen Betriebspunkten über die komplette Lebensdauer eine Selbsthemmung/Selbsthaltung gewährleistet werden. Das Bordnetz wird nicht unnötig belastet, während sich der elektrische Zentralausrücker in einem statischen Zustand befindet, z. B. wenn die Kupplung ausgerückt ist. Eine Selbsthalteeinrichtung, die eine nicht-elektrifizierte Vorspanneinheit einsetzt, wird dabei verwendet. Insbesondere werden mehrere Selbsthaltefedern vorgeschlagen, die den Schlitten / die Schlitteneinrichtung mit einem Ausrücklager in axialer Richtung entgegen einem Hebelelement, wie einer Tellerfeder beaufschlagt/beaufschlagen.While currently in many operating points of the electrical central release latching / self-locking is present, a self-locking / latching can now be guaranteed at all operating points over the entire life. The electrical system is not unnecessarily burdened while the electrical Zentralausrücker is in a static state, e.g. B. when the clutch is disengaged. A self-holding device employing a non-electrified biasing unit is used. In particular, a plurality of self-retaining springs are proposed, which act on the carriage / the slide device with a release bearing in the axial direction against a lever element, such as a plate spring / act.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn die Schlitteneinrichtung so an der Vorspanneinheit angebunden ist, dass eine von der Vorspanneinheit aufgebrachte Vorspannkraft die Schlitteneinrichtung in jede Axialposition der Schlitteneinrichtung auf das Hebelelement drängt. Als probate Anbindungsarten hat sich ein Abstützen, ein Eingeklinkt sein, oder sonstige form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindungen durchgesetzt.Thus, it is advantageous if the carriage device is connected to the biasing unit such that a biasing force applied by the biasing unit urges the carriage device into each axial position of the carriage device on the lever element. As probate connection types, a support, a latched, or other form, force and / or material connections has prevailed.
Kostengünstig kann die Vorspanneinheit realisiert werden, wenn sie als Federelement oder Federpaket ausgebildet ist.Cost-effective, the biasing unit can be realized when it is designed as a spring element or spring assembly.
Die Auslegungsfreiheit kann in großem Umfang genutzt werden, wenn die Vorspanneinheit eine einzelne oder mehrere zur Betätigungsvorrichtung konzentrische Federelemente umfasst oder mehrere jeweils radial außerhalb einer Längsachse der Betätigungsvorrichtung verteilte Federelemente oder Federpakete umfasst. The freedom of design can be widely used when the biasing unit comprises a single or a plurality of spring elements concentric with the actuating device or comprises a plurality of spring elements or spring assemblies distributed radially outside a longitudinal axis of the actuating device.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Vorspanneinheit als mechanische Feder, die als Selbsthaltefeder ausgebildet ist, etwa als Selbsthaltetellerfeder, Selbsthaltedruckfeder, Selbsthaltezugfeder oder Selbsthalteschraubenfeder. Auf diese Weise kann eine geschickt gewählte und gewünschte Selbsthaltefederkennlinie gesucht und eingesetzt werden.It is particularly useful if the biasing unit as a mechanical spring, which is designed as a self-retaining spring, such as self-holding plate spring, self-holding spring, self-holding tension spring or self-holding coil spring. In this way, a cleverly chosen and desired self-holding spring characteristic can be searched for and used.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Selbsthaltefeder eine solche Selbsthaltefederkennlinie aufweist, dass die Betätigungsvorrichtung bei Erreichen eines Tastpunktes im Wesentlichen kraftfrei ist und/oder eine Tellerfederkennlinie des als Tellerfeder ausgebildeten Hebelelementes einen Nulldurchgang aufweist. Wenn bspw. in einem Tastpunkt, also beim Beginnen des Schleifens der Kupplung, ergo der Anpressplatte und Gegendruckplatte an der Kupplungsscheibe, der kraftfreie Zustand des Gesamtsystems erreicht ist, so kann ohne elektrisches Stromerforderniss hier eine stabile Position erreicht werden / stabile Punkte definiert werden.It is advantageous if the self-holding spring has such a self-holding spring characteristic that the actuating device is substantially free of force when reaching a touch point and / or a plate spring characteristic of the lever element formed as a plate spring has a zero crossing. If, for example, in a touch point, so when starting the grinding of the clutch, ergo the pressure plate and counter-pressure plate on the clutch disc, the power-free state of the entire system is reached, then a stable position can be achieved here / stable points are defined without electrical current requirement.
Wenn die Schlitteneinrichtung mit einer hebelabgewandten Stirnfläche und/oder einer Abstützfläche an der Vorspanneinheit direkt oder indirekt anliegt, so kann eine dauerhafte Krafteinleitung in der Schlitteneinrichtung sichergestellt werden.If the carriage device bears directly or indirectly against the pretensioning unit with a lever-facing end face and / or a support surface, a permanent introduction of force in the carriage device can be ensured.
Damit die Kupplungskennlinie optimal verläuft, ist es von Vorteil, wenn die Selbsthaltefederkennlinie eine positive oder negative Steigung aufweist und/oder einen Nulldurchgang aufweist. Durch geschicktes Auslegen der Kurvenverläufe können stabile Punkte auf der (Gesamtsystem-)Kennlinie definiert werden. In order for the clutch characteristic to run optimally, it is advantageous if the self-holding spring characteristic has a positive or negative gradient and / or has a zero crossing. By skillfully designing the curves, stable points on the (overall system) characteristic can be defined.
Als besonders vorteilhaft hat es sicher herausgestellt, wenn die Selbsthaltefederkennlinie an die Tellerfederkennlinie angepasst ist, insbesondere so, dass stabile Punkte definiert sind, bspw. ein Nulldurchgang der Selbsthaltefederkennlinie irgendwann erreicht ist und/oder das Gesamtsystem kraftfrei stellbar ist.It has proven to be particularly advantageous if the self-holding spring characteristic is adapted to the plate spring characteristic, in particular so that stable points are defined, for example, a zero crossing of the self-holding spring characteristic is reached and / or the entire system is force-adjustable.
Mit anderen Worten basiert eine erfinderische Lösung der eingangs definierten Aufgabe darin, eine (z.B. mechanische) Feder jeglicher Art einzubauen, welche eine Kraft auf den Schlitten / die Schlitteneinrichtung der Betätigungsvorrichtung / des elektrischen Zentralausrückers in Richtung einer Kupplung / einer Kupplungsscheibe ausübt. Die Feder kann als Druckfeder ausgeführt sein und konzentrisch zur Kupplung und zum elektrischen Zentralausrücker eingebaut sein. Alternativ ist es aber auch möglich, mehrere kleinere (z.B. mechanische) Federn, über den Umfang verteilt, zu nutzen, die eine Kraft auf den Schlitten ausüben.In other words, an inventive solution to the above-defined object is to incorporate a (e.g., mechanical) spring of any type that exerts a force on the carriage / slide assembly of the actuator / electric release mechanism in the direction of a clutch / clutch disc. The spring may be designed as a compression spring and be installed concentrically to the clutch and the electrical Zentralausrücker. Alternatively, however, it is also possible to utilize a plurality of smaller (e.g., mechanical) springs distributed around the circumference, which exert a force on the carriage.
Die Feder kann auch als kupplungsfeste Zugfeder eingebaut werden. The spring can also be installed as a clutch-proof tension spring.
Die Federkennlinie kann linear sein, kann aber auch eine progressive oder degressive oder zusammengesetzte Abschnitte aufweisende Kennlinienarchitektur besitzen. Die Kennlinie kann so ausgeführt sein, dass sie gegenläufig zur Ausrückkraftlinie einer „normally closed“ Kupplung wirkt. Durch geschickte Wahl der Selbsthaltefederkennlinie ist es möglich, dass diese Wirkkraft auf den Schlitten / die Schlitteneinrichtung des EZAs im Bereich der gelüfteten Kupplung (d.h. Kupplung offen) negativ wird. Ist die Kupplung offen, bspw. eine Trennkupplung beim elektrischen Fahren offen, und der elektrische Zentralausrücker nicht selbsthemmend, so bräuchte man einen gewissen Haltestrom, so dass der Aktor seine Ist-Position halten kann. Dies wird aber mit der Erfindung unnötig. Kommt es im althergebrachten Fall der „geöffneten Kupplung“ zu einem Fehlerfall oder will man aus energietechnischen Gründen keinen Haltestrom aufbringen, so würde bisher der Aktor in Richtung einer positiven Axialposition „weglaufen“ und die Kupplung weiter lüften. Mit der Erfindung wird dies ausgeschlossen. The spring characteristic may be linear, but may also have a progressive or degressive or composite sections characteristic curve architecture. The characteristic can be designed so that it acts in opposite directions to the release force of a "normally closed" coupling. By skillful selection of the self-holding spring characteristic, it is possible that this effect on the carriage / the carriage device of the EZA in the area of the released clutch (ie clutch open) is negative. If the clutch is open, for example, a disconnect clutch during electric driving open, and the electrical Zentralausrücker not self-locking, so you would need a certain holding current, so that the actuator can hold its actual position. However, this is unnecessary with the invention. If it comes in the traditional case of the "open clutch" to a fault or you want to apply power holding reasons no holding current, so far would the actuator in the direction of a positive axial position "run away" and the Continue to air the clutch. This is excluded with the invention.
Eine stabile Position stellt sich am Schnittpunkt zwischen einer Wirkkennlinie des elektrischen Zentralausrückers und einer x-Achse ein. Dadurch ist bspw. in einem Fehlerfall, d.h. etwa Wegfall der Energieversorgung des elektrischen Zentralausrückers, bei geöffneter Kupplung immer gewährleistet, dass die Kupplung offen bleibt und nicht ungewollt schließt. Eine gleichmäßige Aktor-Dynamik in beide Richtungen ist die Folge.A stable position is established at the intersection between an action characteristic of the electrical central release and an x-axis. As a result, for example, in the event of an error, i. about omitting the power supply of the electric central release, always guaranteed with the clutch open that the clutch remains open and not accidentally closes. A uniform actuator dynamics in both directions is the result.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel mit unterschiedlichen Federkennlinien dargestellt ist. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of a drawing, in which an embodiment is shown with different spring characteristics. Show it:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
In
Die Betätigungsvorrichtung ist mit dem Bezugszeichen
Es ist eine Statoreinrichtung
Dabei weist die Schlitteneinrichtung
Eine Vorspanneinheit
Auch können mehrere Federn über den Umfang verteilt eingesetzt sein. Grundsätzlich sind auch Elastomer-Selbsthaltefedern denkbar, wobei jedoch metallische Federn bevorzugt sind. Theoretisch möglich sind auch hydraulische oder pneumatische Federn, die zwar gewisse Vorteile bieten, aber aufgrund ihrer Komplexität im Fazit eher als nachteilig betrachtet werden.Also, several springs can be used distributed over the circumference. In principle, elastomer self-retaining springs are conceivable, but metallic springs are preferred. Theoretically, hydraulic or pneumatic springs are also possible, which, although offering certain advantages, are more likely to be considered disadvantageous due to their complexity in the conclusion.
Ein Rotorlager
In den
Die Erfindung ist prädestiniert für modulare Längsbaukästen und/oder Hybridmodule.The invention is predestined for modular longitudinal kits and / or hybrid modules.
Die Schlitteneinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Betätigungsvorrichtung actuator
- 22
- Kupplungsvorrichtung coupling device
- 33
- Statoreinrichtung stator
- 44
- Rotoreinrichtung rotor means
- 55
- Schlitteneinrichtung carriage means
- 66
- Längsachse longitudinal axis
- 77
- Aktor actuator
- 88th
- Hebelelement lever member
- 99
- Tellerfeder Belleville spring
- 1010
- Zentralflansch central flange
- 1111
- Anpressplatte pressure plate
- 1212
- Gegendruckplatte Platen
- 1313
- Kupplungsscheibe clutch disc
- 1414
- Rotor rotor
- 1515
- Stator stator
- 1616
- Vorspanneinheit biasing unit
- 1717
- Selbsthaltefeder Even retaining spring
- 1818
- Träger carrier
- 1919
- Zwischenwand partition
- 2020
- Rotorlager rotor bearing
- 2121
- Abstützlager support bearing
- 2222
- Joch yoke
- 2323
- Tellerfederkennlinie Diaphragm spring curve
- 2424
- Selbsthaltefederkennlinie Latching spring characteristic
- 2525
- Wirkkennlinie More characteristic
- 2626
- geschlossene Kupplung closed clutch
- 2727
- Tastpunkt touch point
- 2828
- gelüftete Kupplung ventilated clutch
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 1020122007325 A1 [0003] DE 1020122007325 A1 [0003]
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