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Die Erfindung betrifft eine fluidische Betätigungsanordnung zum fluidischen Betätigen von mindestens einer Komponente, wie einer Kupplung, mit einem Aktorgehäuse, einem elektronischen Bauteil und einer Drucksensoreinrichtung zum Erfassen eines Fluiddrucks in dem Aktorgehäuse.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 014 932 A1 ist ein Hydrostataktor mit einem Geberzylinder bekannt, enthaltend ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse axial verlagerbaren, eine mit Druckmittel gefüllte Druckkammer beaufschlagenden Kolben, der von einem einen drehantreibenden Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor mittels eines den Drehantrieb in eine Axialbewegung wandelnden Planetenwälzgetriebes angetrieben wird, wobei zur Überwachung der Funktion des Geberzylinders ein direkt auf einer Platine kontaktierter Drucksensor vorgesehen ist, der den Druck in der Druckkammer und damit den Betriebsdruck des Hydrostataktors und des über einen Druckanschluss mit diesem verbundenen Nehmerzylinders erfasst. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 015 640 A1 ist ein Steuergerät mit einem Gehäuse bekannt, das einen Deckel aufweist, wobei ein Drucksensor so außen an dem Deckel angebracht ist, dass ein elektrischer Anschlussbereich zwischen dem Deckel und dem Drucksensor gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, wobei der Drucksensor auf einer dem elektrischen Anschlussbereich abgewandten Seite einen hydraulischen Anschlussbereich aufweist, in welchem eine Druckleitung an den Drucksensor angeschlossen ist, wobei der Drucksensor teilweise von einem Aktorgehäuse umgriffen ist, das die Druckleitung umfasst, die in dem hydraulischen Anschlussbereich an den Drucksensor angeschlossen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine fluidische Betätigungsanordnung zum fluidischen Betätigen von mindestens einer Komponente, wie einer Kupplung, mit einem Aktorgehäuse, einem elektronischen Bauteil und einer Drucksensoreinrichtung zum Erfassen eines Fluiddrucks in dem Aktorgehäuse, insbesondere im Hinblick auf die Herstellkosten und/oder den benötigten Bauraum, zu optimieren.
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Die Aufgabe ist bei einer fluidischen Betätigungsanordnung zum fluidischen Betätigen von mindestens einer Komponente, wie einer Kupplung, mit einem Aktorgehäuse, einem elektronischen Bauteil und einer Drucksensoreinrichtung zum Erfassen eines Fluiddrucks in dem Aktorgehäuse, dadurch gelöst, dass die Drucksensoreinrichtung direkt und fluiddicht in dem Aktorgehäuse angeordnet ist. Direkt bedeutet ohne Zwischenschaltung weiterer Bauteile, insbesondere Adapterteile, wie sie aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 015 640 A1 bekannt sind. Darüber hinaus sind vorteilhaft keine Dichtelemente zwischen der Drucksensoreinrichtung und dem Aktorgehäuse angeordnet. Durch die Integration der Drucksensoreinrichtung in das Aktorgehäuse kann ein begrenzt zur Verfügung stehender Bauraum für die fluidische Betätigungsanordnung optimal ausgenutzt werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Betätigungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoreinrichtung kraftschlüssig mit dem Aktorgehäuse verbunden ist. Durch den Kraftschluss kann auf einfache Art und Weise eine fluiddichte Verbindung zwischen der Drucksensoreinrichtung und dem Aktorgehäuse dargestellt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Betätigungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorgehäuse aus einer Leichtmetall-Legierung, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, gebildet ist. Bei dem Aktorgehäuse handelt es sich vorzugsweise um ein Druckgussteil, das kostengünstig herstellbar ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Betätigungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorgehäuse, zumindest im Bereich der kraftschlüssigen Verbindung mit der Drucksensoreinrichtung, eine so geringe Porosität aufweist, dass ein unerwünschter Fluiddurchtritt sicher verhindert wird. Zu diesem Zweck ist das Aktorgehäuse vorteilhaft aus einer Knetlegierung gebildet. Alternativ oder zusätzlich ist eine Porenklasse der zur Bildung des Aktorgehäuses verwendeten Leichtmetall-Legierung so gewählt, dass der unerwünschte Fluiddurchtritt sicher verhindert wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Aktorgehäuse, zumindest im Bereich der kraftschlüssigen Verbindung der Drucksensoreinrichtung, mit heißem Wasser nachverdichtet werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Betätigungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoreinrichtung einen Sensorkörper mit einem Presszapfen umfasst, mit dem die Drucksensoreinrichtung in ein Durchgangsloch in dem Aktorgehäuse eingepresst ist, das einen Fluiddruckraum in dem Aktorgehäuse mit dem elektronischen Bauteil verbindet. Bei dem elektronischen Bauteil handelt es sich zum Beispiel um eine elektronische Leiterplatte, die an dem Aktorgehäuse befestigt ist. Das Durchgangsloch verbindet vorzugsweise den Fluiddruckraum in dem Aktorgehäuse mit einem Aufnahmeraum für die Drucksensoreinrichtung. Die Drucksensoreinrichtung wiederum ist mit ihrem dem Fluiddruckraum abgewandten Ende vorteilhaft an das elektronische Bauteil angeschlossen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Betätigungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Kontaktierung zwischen der Drucksensoreinrichtung und dem elektronischen Bauteil mindestens eine Kontaktfeder umfasst. Die elektrische Kontaktierung zwischen der Drucksensoreinrichtung und dem elektronischen Bauteil umfasst vorteilhaft zwei oder mehr Kontaktfedern. Die Kontaktfedern sind zum Beispiel an einem Federhalter angebracht. Über den Federhalter können die Kontaktfedern mit der Drucksensoreinrichtung kombiniert sein.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Betätigungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Federhalter mit der mindestens einen Kontaktfeder an dem elektronischen Bauteil befestigt ist. Der Federhalter mit der mindestens einen Kontaktfeder ist vorteilhaft mit Hilfe einer Schnappverbindung an dem elektronischen Bauteil befestigt. Zur Darstellung der Schnappverbindung kann der Federhalter in das elektronische Bauteil eingeklipst oder geklippt sein.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Betätigungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Federhalter mit der mindestens einen Kontaktfeder an dem Aktorgehäuse befestigt ist. Der Federhalter mit der mindestens einen Kontaktfeder kann zum Beispiel in das Aktorgehäuse eingeschraubt sein.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der fluidischen Betätigungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorgehäuse einen hydrostatischen Aktor, insbesondere einen hydrostatischen Kupplungsaktor, umfasst. Der hydrostatische Aktor umfasst als Antrieb vorzugsweise einen drehantreibenden Elektromotor und ein Planetengetriebe, das dazu dient, einen Drehantrieb des Elektromotors in eine Axialbewegung eines Kolbens des hydrostatischen Aktors umzuwandeln.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Aktorgehäuse und/oder eine Drucksensoreinrichtung für eine vorab beschriebene fluidische Betätigungsanordnung. Die genannten Teile sind separat handelbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Aktoreinrichtung mit einem Aktorgehäuse, in welchem eine Drucksensoreinrichtung direkt und fluiddicht angeordnet ist;
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2 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie II-II in 1 und
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3 eine ähnliche Darstellung wie in 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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In
1 ist eine fluidische Betätigungsanordnung mit einer Aktoreinrichtung
1 und einem Aktor
2 ausschnittsweise perspektivisch dargestellt. Bei der Aktoreinrichtung
1 handelt es sich um einen Hydrostataktor mit einem Elektromotor und einem Planetenwälzgetriebe, wie er in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 014 932 A1 offenbart ist. Im Unterschied zu dem bekannten Hydrostataktor umfasst die erfindungsgemäße Aktoreinrichtung
1 ein Aktorgehäuse
3, in welchem eine Drucksensoreinrichtung
14 direkt und fluiddicht angeordnet ist.
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Das Aktorgehäuse 3 umfasst einen Gehäusekörper 5 mit einer Befestigungseinrichtung 8. Die Befestigungseinrichtung 8 ist außen an dem Gehäusekörper 5 angebracht und dient zur Befestigung der Aktoreinrichtung 1 an einer (in 1 nicht dargestellten) Kupplungsglocke. Die Befestigungseinrichtung 8 ist vorzugsweise einstückig mit dem Gehäusekörper 9 verbunden. Zur Befestigung der Aktoreinrichtung 1 dienen zum Beispiel zwei (nicht dargestellte) Schrauben, mit denen die Befestigungseinrichtung 8 an der Kupplungsglocke festgeschraubt wird.
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Das Aktorgehäuse 3 ist, vorzugsweise im Druckgussverfahren, aus einem Aluminiummaterial, insbesondere einer Aluminium-Knetlegierung, gebildet. Der Gehäusekörper 5 ist an seinem in den 2 und 3 oberen Ende durch einen Deckel 9 verschlossen. In dem Gehäusekörper 5 dient ein Aktorraum 10 zur Aufnahme eines (ebenfalls nicht dargestellten) Aktors.
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Der Aktorraum 10 ist mit einem Fluiddruck beaufschlagt und steht mit einem Fluiddruckraum 12 in Verbindung. Der Fluiddruck in dem Fluiddruckraum 12 wird mit der Drucksensoreinrichtung 14 erfasst. Die Messung des Fluiddrucks in dem Fluiddruckraum 12 ist insbesondere deshalb notwendig, um eine thermische Schwindung eines Fluids, mit welchem die Aktoreinrichtung 1 betrieben wird, unter Temperaturschwankungen kompensieren zu können. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung betrifft die Integration der Drucksensoreinrichtung 14 in das Aktorgehäuse 3.
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In den 2 und 3 werden zwei unterschiedliche Lösungen dargestellt, wie die Drucksensoreinrichtung 14 direkt und fluiddicht in dem Aktorgehäuse 3 angeordnet werden kann. Durch die in den 2 und 3 dargestellten Lösungen wird ein robustes und platzsparendes Konzept für die Integration der Drucksensoreinrichtung 14 dargestellt.
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Durch eine kraftschlüssige Verbindung wird die Drucksensoreinrichtung 14 robust und vibrationsfest in dem Aktorgehäuse 3 angeordnet beziehungsweise in das Aktorgehäuse 3 integriert. Dabei werden hohe Anforderungen an die Positionsgenauigkeit von elektrischen Kontaktierungen 29 der Drucksensoreinrichtung 14 erfüllt.
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Die Drucksensoreinrichtung 14 umfasst einen Sensorkörper 15 mit einem Presszapfen 16. Mit dem Presszapfen 16 ist die Drucksensoreinrichtung 14 kraftschlüssig mit dem Aktorgehäuse 3 verbunden. Der Presszapfen 16 ist in ein Durchgangsloch 18 in dem Aktorgehäuse 3 beziehungsweise dem Gehäusekörper 5 des Aktorgehäuses 3 eingepresst.
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Das Durchgangsloch 18 ist in einem Verbindungsbereich 19 des Aktorgehäuses 3 ausgespart. Der Verbindungsbereich 19 des Aktorgehäuses 3 schafft eine Verbindung zwischen dem Fluiddruckraum 12 und einem Aufnahmeraum 20 für die Drucksensoreinrichtung 14 in dem Gehäusekörper 5 des Aktorgehäuses 3.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein elektronisches Bauteil 25 ebenfalls direkt an dem Aktorgehäuse 3 befestigt. Das elektronische Bauteil 25 umfasst zum Beispiel eine Leiterplatte, die in einem Elektronikraum 26 des Aktorgehäuses 3 angeordnet ist, der durch den Deckel 9 verschlossen ist.
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Zur elektrischen Kontaktierung 29 dient bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kontaktfeder 21. Die Kontaktfeder 21 ist an einem Federhalter 27 angebracht. Der Federhalter 27 wiederum ist über einen Anschlusskörper 28 mit dem Sensorkörper 15 der Drucksensoreinrichtung 14 verbunden.
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Durch die Integration der Drucksensoreinrichtung 14 in das Aktorgehäuse 3, das auch zur Befestigung des elektronischen Bauteils 25 dient, kann auf ein zusätzliches Adapterteil und/oder eine zusätzliche Dichteinrichtung verzichtet werden. Darüber hinaus werden durch die Integration der Drucksensoreinrichtung 14 axiale und radiale Toleranzen einer elektrischen Schnittstelle zu dem elektronischen Bauteil 25 verbessert.
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Durch das direkte Einpressen des Presszapfens 16 in das Durchgangsloch 18 des Gehäusekörpers 5 des Aktorgehäuses 3 wird auf einfache Art und Weise ein fluiddichter Pressverband geschaffen. Bei der Legierung zur Darstellung des Aktorgehäuses 3, das vorzugsweise als Aluminium-Druckgussteil ausgeführt ist, wird vorteilhaft eine Aluminium-Knetlegierung verwendet.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Aktorgehäuse 3 in einer Druckgusstechnologie zusätzlich bearbeitet werden. Bei dem Aluminiummaterial handelt es sich vorzugsweise um ein Material, das eine möglichst hohe Bruchdehnung aufweist.
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In 3 sieht man, dass das elektronische Bauteil 25 mit Hilfe einer Schraube 34 an dem Gehäusekörper 5 des Aktorgehäuses 3 befestigt ist. Die elektrische Kontaktierung 29 zwischen der Drucksensoreinrichtung 14 und dem elektronischen Bauteil 25 umfasst in 3 zwei Kontaktfedern 31 und 32.
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Die Kontaktfedern 31, 32 sind in einem Federhalter 37 gehalten. Der Federhalter 37 wiederum ist bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel an dem elektronischen Bauteil 25 befestigt. Alternativ kann der Federhalter mit den Kontaktfedern auch an dem Aktorgehäuse 3 befestigt werden. Die Kontaktfedern schaffen nach dem Einpressen der Drucksensoreinrichtung 14 in das Aktorgehäuse 3 eine elektrische Verbindung mit dem elektronischen Bauteil 25.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aktoreinrichtung
- 2
- Aktor
- 3
- Aktorgehäuse
- 5
- Gehäusekörper
- 8
- Befestigungseinrichtung
- 9
- Deckel
- 10
- Aktorraum
- 12
- Fluiddruckraum
- 14
- Drucksensoreinrichtung
- 15
- Sensorkörper
- 16
- Presszapfen
- 18
- Durchgangsloch
- 19
- Verbindungsbereich
- 20
- Aufnahmeraum
- 21
- Kontaktfeder
- 25
- elektronisches Bauteil
- 26
- Elektronikraum
- 27
- Federhalter
- 28
- Anschlusskörper
- 29
- elektrische Kontaktierung
- 31
- Kontaktfeder
- 32
- Kontaktfeder
- 34
- Schraube
- 37
- Federhalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011014932 A1 [0002, 0018]
- DE 102011015640 A1 [0002, 0004]
