DE102016207102A1 - Linear force limiter and use of such a linear force limiter for testing of test objects - Google Patents
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Abstract
Linearkraftbegrenzer, aufweisend einen Zylinder mit einem Druckraum für ein Druckmedium, wobei ein Volumen des Druckraums durch einen in dem Zylinder bewegbaren Kolben veränderbar ist und wobei der Druckraum über ein in einer ersten Leitung angeordnetes Überdruckventil mit einem Reservoir für das Druckmedium verbunden ist, sodass das Druckmedium bei überschreiten eines Auslösedrucks des Überdruckventils über die erste Leitung von der Druckkammer in das Reservoir verschiebbar ist. Weiterhin wird eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Linearkraftbegrenzers zur Prüfung von Reibkupplungen für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen.Linearkraftbegrenzer, comprising a cylinder having a pressure space for a pressure medium, wherein a volume of the pressure chamber is variable by a movable piston in the cylinder and wherein the pressure chamber is connected via a arranged in a first line pressure relief valve with a reservoir for the pressure medium, so that the pressure medium is displaceable over the first line from the pressure chamber into the reservoir when a release pressure of the pressure relief valve is exceeded. Furthermore, a use of a linear force limiter according to the invention for testing friction clutches for motor vehicles is proposed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearkraftbegrenzer, der insbesondere der Begrenzung von auf einen Prüfgegenstand wirkenden Kräften dient. Linearkraftbegrenzer kommen zum Beispiel in Zusammenhang mit Linearantrieben zum Einsatz, mittels denen beispielweise Maschinenelemente und/oder Anlagenteile translatorisch oder anderweitig bewegbar sind.The present invention relates to a Linearkraftbegrenzer, which serves in particular the limitation of forces acting on a test object. Linear force limiters are used, for example, in connection with linear drives, by means of which, for example, machine elements and / or plant parts are translational or otherwise movable.
Solche Linearantriebe werden beispielweise an Prüfständen zur Bestimmung beziehungsweise zur Simulation von Kennlinien von Reibkupplungen für Kraftfahrzeuge verwendet. Zur Vermeidung von Überlastungen oder Beschädigungen an den Reibkupplungen werden an solchen Prüfständen Linearkraftbegrenzer nach Art von Federn, wie zum Beispiel Tellerfedern in Reihenschaltung, eingesetzt. Allerdings kann es trotz der bekannten Linearkraftbegrenzer zu Beschädigungen an den Reibkupplungen kommen.Such linear drives are used for example on test benches for determining or for simulating characteristic curves of friction clutches for motor vehicles. To avoid overloads or damage to the friction clutches Linearkraftbegrenzer on the type of springs, such as disc springs in series, are used on such test benches. However, despite the known linear force limiters, damage to the friction clutches can occur.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere einen Linearkraftbegrenzer anzugeben, mit dem Überlastungen beziehungsweise Beschädigungen an Prüfgegenständen zuverlässig vermeidbar sind. Zudem soll auch eine Verwendung eines solchen Linearkraftbegrenzers angegeben werden, durch die Beschädigungen an Reibkupplungen an Prüfständen verhinderbar sind.The object of the invention is therefore to solve the problems described with reference to the prior art at least partially and in particular to provide a linear force limiter, with the overloads or damage to test objects are reliably avoidable. In addition, a use of such a Linearkraftbegrenzers should be specified, can be prevented by the damage to friction clutches on test benches.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Linearkraftbegrenzer und einer Verwendung des Linearkraftbegrenzers gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.This object is achieved with a linear force limiter and a use of the linear force limiter according to the features of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent formulated claims. It should be noted that the features listed individually in the dependent claims can be combined in any technologically meaningful manner and define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, wherein further preferred embodiments of the invention are shown.
Bei dem hier vorgeschlagenen Linearkraftbegrenzer handelt es sich insbesondere um einen hydraulischen Linearkraftbegrenzer. Der Linearkraftbegrenzer weist einen Zylinder mit einer Druckkammer für ein Druckmedium auf, der insbesondere zumindest teilweise aus Metall und/oder Kunststoff gefertigt ist. Bei dem Druckmedium handelt es sich insbesondere um ein im Wesentlichen inkompressibles Medium, wie zum Beispiel eine Hydraulikflüssigkeit. Die Druckkammer wird zumindest teilweise durch den Zylinder und einen Kolben begrenzt, wobei ein Volumen der Druckkammer durch eine Bewegung des Kolbens veränderbar ist. Hierzu ist der Kolben zumindest teilweise in dem Zylinder entlang eines Stellwegs des Kolbens bewegbar. Der Kolben ist ebenfalls zumindest teilweise aus Metall und/oder Kunststoff gefertigt. Weiterhin ist der Kolben insbesondere parallel zu einer Längsachse des Linearkraftbegrenzers bewegbar.The linear force limiter proposed here is, in particular, a hydraulic linear force limiter. The linear force limiter has a cylinder with a pressure chamber for a pressure medium, which is in particular at least partially made of metal and / or plastic. In particular, the pressure medium is a substantially incompressible medium, such as a hydraulic fluid. The pressure chamber is at least partially bounded by the cylinder and a piston, wherein a volume of the pressure chamber is variable by a movement of the piston. For this purpose, the piston is at least partially movable in the cylinder along a travel of the piston. The piston is also at least partially made of metal and / or plastic. Furthermore, the piston is movable in particular parallel to a longitudinal axis of the linear force limiter.
Durch eine Relativbewegung zwischen dem Zylinder und dem Kolben ist ein Druck des Druckmediums in der Druckkammer erzeugbar beziehungsweise variierbar. An einem Prüfstand ist der Linearkraftbegrenzer insbesondere in einem Kraftfluss zwischen einem Antrieb und einem Prüfgegenstand angeordnet. Der Kolben wird dabei insbesondere durch den Antrieb, beispielsweise einem (elektrischen) Linearantrieb, mit einer Kraft beaufschlagt, die über den Kolben, das Druckmedium in der Druckkammer und den Zylinder auf einen Prüfgegenstand übertragbar ist. Hierbei erzeugt der Prüfgegenstand insbesondere auf dem Zylinder des Linearkraftbegrenzers eine Gegenkraft.By a relative movement between the cylinder and the piston, a pressure of the pressure medium in the pressure chamber can be generated or varied. On a test bench, the linear force limiter is arranged in particular in a force flow between a drive and a test object. The piston is acted upon in particular by the drive, for example, an (electric) linear drive, with a force which is transferable via the piston, the pressure medium in the pressure chamber and the cylinder to a test object. In this case, the test object generates a counter force, in particular on the cylinder of the linear force limiter.
Zur Verhinderung einer Überlastung des Prüfgegenstands ist die Druckkammer über ein in einer ersten Leitung angeordnetes Überdruckventil mit einem Reservoir für das Druckmedium verbunden. Das Überdruckventil schützt vor einem unzulässigen Druckanstieg des Druckmediums in der Druckkammer und verhindert dadurch eine Beschädigung des Prüfgegenstands. Bei zu hohen auf den Linearkraftbegrenzer wirkenden Kräften beziehungsweise zu hohen Drücken in dem Druckmedium in der Druckkammer öffnet das Überdruckventil, sodass das Druckmedium aus der Druckkammer ausströmt und somit der Kolben und/oder der Zylinder nachgeben können. Hierzu weist das Überdruckventil einen Auslösedruck auf, bei dessen Überschreiten das Überdruckventil die erste Leitung zwischen der Druckkammer und dem Reservoir freigibt. Hierdurch kann das Druckmedium aus der Druckkammer über die erste Leitung in das Reservoir strömen, wodurch der Kolben weiter in die Druckkammer bewegbar ist, sodass sich die an dem Kolben und/oder Zylinder anliegenden Kräfte reduzieren. Dies bedeutet mit anderen Worten auch, dass sich bei einer Überschreitung des Auslösedrucks eine (axiale) Länge des Linearkraftbegrenzers reduzieren kann beziehungsweise der Linearkraftbegrenzer nachgibt. Sobald der Druck des Druckmediums in der Druckkammer auf einen Wert unterhalb des Auslösedrucks sinkt, schließt das Überdruckventil die erste Leitung wieder. Bei der ersten Leitung handelt es sich insbesondere um einen Kanal des Zylinders und/oder eine Hydraulikleitung, beispielsweise nach Art eines (flexiblen) Schlauchs. Das Reservoir kann sowohl in dem Zylinder als auch außerhalb, das heißt separat von dem Zylinder, ausgebildet sein. Das durch das Reservoir aufnehmbare Volumen des Druckmediums entspricht mindestens dem Volumen des Druckmediums, das durch den Kolben aus der Druckkammer bei einer maximalen Verstellung des Kolbens entlang des Stellwegs verdrängbar ist. Durch den vorgeschlagenen Linearkraftbegrenzer können an Prüfständen eingesetzte Linearantriebe bei Erreichen von zulässigen Höchstdrücken an den geprüften Gegenständen größere Bremswege aufweisen, ohne dass die Prüfgegenstände überlastet werden. Weiterhin wirkt das Druckmedium dämpfend gegenüber einer Lösung mit Federn.To prevent overloading of the test object, the pressure chamber is connected via a arranged in a first line pressure relief valve with a reservoir for the pressure medium. The pressure relief valve protects against an inadmissible pressure increase of the pressure medium in the pressure chamber and thereby prevents damage to the test object. If the forces acting on the linear force limiter are too high or too high in the pressure medium in the pressure chamber, the overpressure valve opens so that the pressure medium flows out of the pressure chamber and thus the piston and / or the cylinder can yield. For this purpose, the pressure relief valve on a release pressure, when exceeded, the pressure relief valve releases the first line between the pressure chamber and the reservoir. As a result, the pressure medium can flow from the pressure chamber via the first line into the reservoir, as a result of which the piston can be moved further into the pressure chamber so that the forces acting on the piston and / or cylinder are reduced. In other words, this means that when the triggering pressure is exceeded, an (axial) length of the linear force limiter can be reduced or the linear force limiter yields. As soon as the pressure of the pressure medium in the pressure chamber drops to a value below the triggering pressure, the pressure relief valve closes the first line again. The first line is in particular a channel of the cylinder and / or a hydraulic line, for example in the manner of a (flexible) hose. The reservoir may be formed both in the cylinder and outside, that is separate from the cylinder. That through the reservoir Recordable volume of the pressure medium corresponds at least to the volume of the pressure medium, which is displaceable by the piston from the pressure chamber at a maximum displacement of the piston along the travel. Due to the proposed linear force limiter, linear drives used on test benches can have greater braking distances on reaching the maximum permissible loads on the tested objects, without the test objects being overloaded. Furthermore, the pressure medium acts dampening against a solution with springs.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn der Auslösedruck des Überdruckventils variabel einstellbar ist. Hierdurch können ja nach Prüfgegenstand geeignete Auslösedrücke eingestellt werden.In addition, it is advantageous if the trigger pressure of the pressure relief valve is variably adjustable. As a result, appropriate triggering pressures can be set after the test object.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Reservoir über ein in einer zweiten Leitung angeordnetes Rückschlagventil mit dem Druckraum verbunden ist. Bei dem Rückschlagventil handelt es sich um ein Bauteil, das ein Verschieben beziehungsweise Strömen des Druckmediums in der zweiten Leitung lediglich von dem Reservoir in Richtung der Druckkammer, nicht jedoch von der Druckkammer in Richtung des Reservoirs zulässt. Hierdurch kann das Druckmedium aus dem Reservoir zurück in die Druckkammer strömen, wenn der Linearkraftbegrenzer entlastet und/oder der Kolben beispielsweise durch eine Rückholfeder aus der Druckkammer herausbewegt wird. Bei der zweiten Leitung handelt es sich ebenfalls um einen Kanal des Zylinders und/oder eine Hydraulikleitung, beispielsweise nach Art eines (flexiblen) Schlauchs.Furthermore, it is advantageous if the reservoir is connected to the pressure chamber via a check valve arranged in a second line. The check valve is a component which allows a displacement or flow of the pressure medium in the second line only from the reservoir in the direction of the pressure chamber, but not from the pressure chamber in the direction of the reservoir. In this way, the pressure medium from the reservoir flow back into the pressure chamber when the linear force limiter relieved and / or the piston is moved out of the pressure chamber, for example by a return spring. The second line is also a channel of the cylinder and / or a hydraulic line, for example in the manner of a (flexible) hose.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Rückschlagventil ein Verschieben des Druckmediums über die zweite Leitung von der Druckkammer in das Reservoir verhindert.Moreover, it is advantageous if the check valve prevents displacement of the pressure medium via the second line from the pressure chamber into the reservoir.
Vorzugsweise ist das Druckmedium über die zweite Leitung von dem Reservoir zu der Druckkammer verschiebbar, wenn ein erster Druck des Druckmediums in dem Reservoir größer ist als ein Rückstelldruck des Überdruckventils. Beim dem Rückstelldruck des Überdruckventils handelt es sich insbesondere um denjenigen Druck, den eine Schließfeder auf ein Schließelement des Überdruckventils ausübt. Nach Überschreiten des Rückstelldrucks öffnet das Überdruckventil, sodass das Druckmedium von dem Reservoir über die zweite Leitung in die Druckkammer zurückfließen kann.Preferably, the pressure medium via the second line from the reservoir to the pressure chamber is displaceable when a first pressure of the pressure medium in the reservoir is greater than a return pressure of the pressure relief valve. The return pressure of the pressure relief valve is, in particular, that pressure which a closing spring exerts on a closing element of the pressure relief valve. After the return pressure is exceeded, the pressure relief valve opens so that the pressure medium can flow back from the reservoir via the second line into the pressure chamber.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Druckmedium über die zweite Leitung von dem Reservoir zu der Druckkammer verschiebbar ist, wenn ein erster Druck des Druckmediums in dem Reservoir größer ist als ein zweiter Druck des Druckmediums in der Druckkammer.Furthermore, it is advantageous if the pressure medium via the second line from the reservoir to the pressure chamber is displaceable when a first pressure of the pressure medium in the reservoir is greater than a second pressure of the pressure medium in the pressure chamber.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn das Druckmedium über die zweite Leitung von dem Reservoir zu der Druckkammer verschiebbar ist, wenn eine Bewegung des Kolbens das Volumen der Druckkammer vergrößert.In addition, it is advantageous if the pressure medium via the second line from the reservoir to the pressure chamber is displaceable, when a movement of the piston increases the volume of the pressure chamber.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Volumen der Druckkammer in Folge einer Bewegung des Kolbens durch eine Rückholfeder vergrößerbar ist. Die Rückholfeder ist dabei insbesondere zumindest teilweise in der Druckkammer angeordnet und kann den Kolben bei einer Entlastung des Linearkraftbegrenzers aus der Druckkammer herausbewegen.Furthermore, it is advantageous if the volume of the pressure chamber can be increased as a result of a movement of the piston by a return spring. The return spring is arranged in particular at least partially in the pressure chamber and can move the piston out of the pressure chamber when the linear force limiter is relieved of load.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein Überschreiten das Auslösedrucks mittels eines Sensors detektierbar ist. Der Sensor kann dabei insbesondere eine Bewegung des Kolbens in dem Druckraum detektieren. Der Sensor kann datenleitend mit eine Steuerung verbunden sein, die bei Überschreiten des Auslösedrucks einen Antrieb deaktiviert.Furthermore, it is advantageous if exceeding the triggering pressure is detectable by means of a sensor. The sensor can in particular detect a movement of the piston in the pressure chamber. The sensor can be connected to a controller that deactivates a drive when the trigger pressure is exceeded.
Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird auch eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Linearkraftbegrenzers zur Prüfung von Prüfgegenständen vorgeschlagen, bei der der Linearkraftbegrenzer in einen Kraftfluss zwischen einem Antrieb und dem Prüfgegenstand angeordnet ist. Bei dem Prüfgegenstand handelt es sich insbesondere um eine Reibkupplung, wie zum Beispiel eine Einscheibentrockenkupplung, für ein Kraftfahrzeug. Solche Reibkupplungen dienen insbesondere einer Unterbrechung eines Drehmomentflusses von einem Antriebsmotor auf einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs. Die Prüfung erfolgt insbesondere an einem Prüfstand zur Bestimmung und/oder Simulation von Kennlinien solcher Reibkupplungen. Mittels des Linearkraftbegrenzers ist der Prüfgegenstand vor einer Überlastung durch den Antrieb, insbesondere Linearantrieb, geschützt.A further aspect of the invention also proposes a use of a linear force limiter according to the invention for testing test objects, in which the linear force limiter is arranged in a force flow between a drive and the test object. The test object is in particular a friction clutch, such as a single-disc dry clutch, for a motor vehicle. Such friction clutches serve in particular to interrupt a torque flow from a drive motor to a drive train of the motor vehicle. The test is carried out in particular on a test stand for the determination and / or simulation of characteristic curves of such friction clutches. By means of the linear force limiter, the test object is protected against overloading by the drive, in particular linear drive.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figur eine besonders bevorzugte Variante der Erfindung zeigt, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigt beispielhaft und schematisch:The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to the figure. It should be noted that the figure shows a particularly preferred variant of the invention, but this is not limited thereto. It shows by way of example and schematically:
Die
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass Prüfgegenstände besonders zuverlässig gegen Überlastungen geschützt werden können.The present invention is characterized in particular by the fact that test objects can be protected particularly reliably against overloads.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Linearkraftbegrenzer Linearkraftbegrenzer
- 22
- Zylinder cylinder
- 33
- Druckkammer pressure chamber
- 44
- Druckmedium print media
- 55
- Kolben piston
- 66
- erste Leitung first line
- 77
- Überdruckventil Pressure relief valve
- 88th
- Reservoir reservoir
- 99
- zweite Leitung second line
- 1010
- Rückschlagventil check valve
- 1111
- Rückholfeder return spring
- 1212
- Dichtung poetry
- 1313
- Schließfeder closing spring
- 1414
- Sensor sensor
- 1515
- Antrieb drive
- 1616
- Prüfstand test bench
- 1717
- erstes axiales Ende first axial end
- 1818
- zweites axiales Ende second axial end
- 1919
- Längsachse longitudinal axis
- 2020
- Stellweg Travel Range
- 2121
- Prüfgegenstand test article
- 2222
- Schließelement closing element
- 2323
- Sitz Seat
Claims (10)
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DE7637986U1 (en) * | 1974-10-31 | 1978-02-09 | Svenska Ab Bromsregulator, Malmoe (Schweden) | FORCE LIMITING DEVICE FOR A PARKING BRAKE OPERATING DEVICE |
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- 2016-04-27 DE DE102016207102.5A patent/DE102016207102B4/en active Active
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |