DE102017120036A1 - Actuator with multistage spring characteristic and clutch actuator with actuator - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Aktor (1) für eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem in dem Gehäuse (2) verschiebbar aufgenommenen und mit dem Gehäuse (2) einen Druckraum (3) begrenzenden Hauptkolben (4), einem eine Verschiebestellung des Hauptkolbens (4) einstellenden Motor (5) und einem einen verschiebbaren Speicherkolben (6) aufweisenden Druckmittelreservoir (7), wobei das Druckmittelreservoir (7) so angeordnet und ausgebildet ist, dass in zumindest einer Verschiebestellung des Hauptkolbens (4) der zwischen dem Hauptkolben (4) und einem Nehmerzylinderanschluss (8) des Gehäuses (2) begrenzte Druckraum (3) von einem Geberzylinderanschluss (9) des Gehäuses (2) abgetrennt und das Druckmittelreservoir (7) mit dem Geberzylinderanschluss (9) verbunden ist, und wobei der Speicherkolben (6) entgegen seiner ein Volumen des Druckmittelreservoirs (7) vergrößernden Ausfahrrichtung mittels einer Federeinrichtung (10) abgestützt ist, wobei eine Federkennlinie (11) der Federeinrichtung (10) mehrstufig ausgebildet ist. Zudem betrifft die Erfindung eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung mit diesem Aktor (1).The invention relates to an actuator (1) for a clutch actuating device of a motor vehicle, having a housing (2), a housing (2) slidably received and the housing (2) a pressure chamber (3) limiting the main piston (4), a Displacement position of the main piston (4) adjusting motor (5) and a displaceable accumulator piston (6) having pressure medium reservoir (7), wherein the pressure medium reservoir (7) is arranged and designed so that in at least one displacement position of the main piston (4) between the Main piston (4) and a slave cylinder port (8) of the housing (2) limited pressure chamber (3) from a master cylinder connection (9) of the housing (2) separated and the pressure medium reservoir (7) with the master cylinder connection (9) is connected, and wherein the Accumulator piston (6) against its a volume of the pressure medium reservoir (7) enlarging extension direction by means of a spring device (10) is supported, wherein e ine spring characteristic (11) of the spring device (10) is formed in several stages. In addition, the invention relates to a clutch actuating device with this actuator (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Aktor für eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse verschiebbar aufgenommenen und mit dem Gehäuse einen Druckraum begrenzenden Hauptkolben, einem eine Verschiebestellung des Hauptkolbens einstellenden Motor und einem einen verschiebbaren Speicherkolben aufweisenden Druckmittelreservoir, wobei das Druckmittelreservoir so angeordnet und ausgebildet ist, dass in zumindest einer Verschiebestellung des Hauptkolbens der zwischen dem Hauptkolben und einem Nehmerzylinderanschluss des Gehäuses begrenzte Druckraum von einem Geberzylinderanschluss des Gehäuses abgetrennt und das Druckmittelreservoir mit dem Geberzylinderanschluss verbunden ist, und wobei der Speicherkolben entgegen seiner ein Volumen des Druckmittelreservoirs vergrößernden Ausfahrrichtung mittels einer Federeinrichtung abgestützt / vorgespannt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit diesem Aktor.The invention relates to an actuator for a clutch actuation device of a motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, with a housing, a slidably received in the housing and the housing a pressure chamber limiting main piston, a displacement position of the main piston adjusting motor and a a pressure medium reservoir having a displaceable accumulator piston, the pressure medium reservoir being arranged and configured such that in at least one displacement position of the main piston the pressure space bounded between the main piston and a slave cylinder port of the housing is separated from a master cylinder port of the housing and the pressure medium reservoir is connected to the master cylinder port, and wherein the accumulator piston is supported / prestressed by means of a spring device, counter to its extension direction, which enlarges a volume of the pressure medium reservoir. Furthermore, the invention relates to a clutch actuating device for a motor vehicle with this actuator.
Gattungsgemäßer Stand der Technik ist mit der
Des Weiteren ist der Anmelderin Stand der Technik in Form der
Somit sind bereits Aktoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, die im Betrieb in Betätigungsvorrichtungen, in einer hydraulischen Strecke zwischen einem Nehmerzylinder und einem Geberzylinder, eingesetzt sind. Der Aktor ermöglicht im Betrieb insbesondere die so genannte „Segelfunktion“, mittels der der Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs durch Ausrücken der Kupplung während des (Aus-)Rollens (es wird kein Gas gegeben) abgeschaltet werden kann. Hierfür wird beim (Aus-)Rollen des Kraftfahrzeuges der Aktor aktiviert und der Hauptkolben derart verschoben, dass der Aktor so auf den Nehmerzylinder fluidisch / hydraulisch einwirkt, dass die entsprechende Kupplung geöffnet ist.Thus, actuators are already known according to the preamble of
Als Nachteil hat es sich bei bekannten Ausführungen jedoch herausgestellt, dass sich im aktivierten Zustand des Aktors, d.h. in der zumindest einen Verschiebestellung des Hauptkolbens, eine von dem Druckmittelreservoir beeinflusste Pedalkraftkennlinie unter Umständen stark von der gewöhnlichen Pedalkraftkennlinie, wie sie bei einer üblichen Betätigung der Kupplung auftritt (wenn Geberzylinderanschluss mit dem Druckraum und somit mit dem Nehmerzylinder verbunden ist und somit das Kupplungspedal über hydraulische Strecke verstellend auf Ausrückelement, wie Tellerfeder, der Kupplung einwirkt), unterscheidet. Dies bedeutet wiederum Komforteinbußen seitens des Fahrers an dem Kupplungspedal.As a disadvantage, however, it has been found in known embodiments that in the activated state of the actuator, i. in the at least one shift position of the main piston, a pedal force characteristic influenced by the pressure medium reservoir may be greatly affected by the usual pedal force characteristic as it occurs in a conventional operation of the clutch (when master cylinder connection is connected to the pressure chamber and thus to the slave cylinder and thus the clutch pedal via hydraulic Distance adjusting to disengaging element, such as disc spring, the clutch acts) differs. This in turn means loss of comfort on the part of the driver on the clutch pedal.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen Aktor für eine hydraulische Strecke zwischen einem Nehmerzylinder und einem Geberzylinder zur Verfügung zu stellen, der den Betätigungskomfort eines Kupplungspedals möglichst geringfügig beeinflusst.It is therefore an object of the present invention to overcome the known from the prior art disadvantages and in particular to provide an actuator for a hydraulic path between a slave cylinder and a master cylinder available, which affects the operating comfort of a clutch pedal as little as possible.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Federkennlinie (d.h. eine Kraft-Weg-Kennlinie) der Federeinrichtung mehrstufig (vorzugsweise zumindest zweistufig) ausgebildet ist.This is inventively achieved in that a spring characteristic (i.e., a force-displacement characteristic) of the spring device is formed in multiple stages (preferably at least two stages).
Durch eine solche mehrstufige Ausbildung ist es möglich, auch in dem aktivierten Zustand des Aktors eine möglichst realitätsnahe Pedalkraftkennlinie zum Ausrücken der Kupplung seitens des Kupplungspedals simuliert bereit zu stellen. Ein Unterschied der am Kupplungspedal einwirkenden Kräften zwischen einem normalen Kupplungsbetrieb, in dem der Nehmerzylinder direkt über dem Geberzylinder bedient wird, und einem Unterstützungsbetrieb, in dem der aktivierte Aktor den Nehmerzylinder betätigt, wird somit deutlich reduziert.Such a multi-stage design makes it possible, even in the activated state of the actuator, to simulate, as far as possible, a realistic pedal force characteristic for disengaging the clutch on the part of the clutch pedal. A difference in the forces acting on the clutch pedal between a normal clutch operation, in which the slave cylinder is operated directly above the master cylinder, and a support operation, in which the activated actuator actuates the slave cylinder, is thus significantly reduced.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed with the subclaims and explained in more detail below.
Von Vorteil ist es, wenn das Druckmittelreservoir durchgehend / ständig / untrennbar (d.h. unabhängig von der Verschiebestellung des Hauptkolbens) mit dem Geberzylinderanschluss verbunden ist.It is advantageous if the pressure medium reservoir is continuously / permanently / inseparably connected (i.e., independent of the displacement position of the main piston) to the master cylinder connection.
Ist die Federeinrichtung derart ausgebildet, dass die Federkennlinie eine Kupplungskennlinie, die vorzugsweise wellenförmig verläuft, nach deren (erstem) Maximum (in einem degressiven Bereich) kreuzt, ist die Federkennlinie besonders eng an die Kupplungskennlinie angepasst.If the spring device is designed in such a way that the spring characteristic crosses a clutch characteristic, which preferably runs in a wave shape, after its (first) maximum (in a degressive range), the spring characteristic is particularly closely matched to the clutch characteristic.
Die Federeinrichtung weist zweckmäßigerweise mehrere, vorzugsweise zwei, in Reihe zueinander angeordnete Federeinheiten auf. Dadurch ist die Federeinrichtung besonders kostengünstig herstellbar verglichen dazu, wenn die Kennlinie durch eine weitere Tellerfeder erzeugt werden würde.The spring device expediently has a plurality of, preferably two, spring units arranged in series with one another. As a result, the spring device is particularly inexpensive to produce compared to when the characteristic would be generated by a further plate spring.
Diesbezüglich ist es zudem vorteilhaft, wenn die Federeinrichtung eine erste Federeinheit und eine zweite Federeinheit aufweist, wobei die Federeinheiten derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt sind, dass die zweite Federeinheit komprimiert wird, wenn die erste Federeinheit vollständig komprimiert ist, über einen mechanischen Anschlag auf die zweite Federeinheit wirkt oder die beiden Federeinheiten dasselbe Kraftniveau erreichen. Die erste Federeinheit ist somit weicher ausgebildet als die zweite Federeinheit, sodass eine definierte Federkennlinie, die möglichst nahe an der Kupplungskennlinie ausgerichtet ist, erzeugt wird.In this regard, it is also advantageous if the spring device comprises a first spring unit and a second spring unit, wherein the spring units are designed and matched to one another are that the second spring unit is compressed when the first spring unit is fully compressed, acts on the second spring unit via a mechanical stop or the two spring units reach the same level of force. The first spring unit is thus softer than the second spring unit, so that a defined spring characteristic, which is aligned as close as possible to the clutch characteristic is generated.
Ist die erste Federeinheit als ein mehrteiliges Federpaket ausgebildet, ist diese in der dargestellten Ausführungsform besonders platzsparend umsetzbar. Auch ist es von Vorteil, wenn die zweite Federeinheit zusätzlich oder alternativ als ein mehrteiliges Federpaket ausgebildet ist.If the first spring unit is designed as a multi-part spring assembly, this can be implemented in a particularly space-saving manner in the illustrated embodiment. It is also advantageous if the second spring unit is additionally or alternatively designed as a multi-part spring assembly.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere zweckmäßig, wenn das Federpaket mehrere vorzugsweise axial aneinander abgestützte (d.h. in Reihe angeordnete) oder parallel angeordnete plattenförmige Federsegmente (vorzugsweise in Form von Blatt-/ Tellerfedern) aufweist. Die einzelnen Federsegmente sind bevorzugt so aufeinander abgestimmt, dass sie bei Druckbelastung gleichzeitig einfedern.In this connection, it is particularly expedient for the spring assembly to have a plurality of plate-shaped spring segments (preferably in the form of leaf / plate springs) which are preferably supported axially (ie arranged in series) or arranged in parallel. The individual spring segments are preferably coordinated so that they compress at the same time under pressure.
Weist die die erste Federeinheit und/oder zweite Federeinheit eine Druckfeder oder mehrere (in Reihe oder parallel zueinander angeordnete) Druckfedern auf, wobei die jeweilige Druckfeder bevorzugt als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, wird der Aufbau der Federeinrichtung weiter vereinfacht.If the first spring unit and / or second spring unit has a pressure spring or a plurality of pressure springs (arranged in series or parallel to one another), wherein the respective compression spring is preferably designed as a helical compression spring, the structure of the spring device is further simplified.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Kolbendichtung des Speicherkolbens derart ausgebildet ist, dass sie eine ein Aufschwingen der Federeinrichtung dämpfende (gezielte) Reibung zu ihren relativbeweglichen Bauteilen hin ausbildet. Dadurch wird der Bedienkomfort des Aktors weiter verbessert.Furthermore, it is advantageous if a piston seal of the accumulator piston is designed such that it forms a (swinging) of the spring device damping (targeted) friction to their relatively movable components out. As a result, the ease of use of the actuator is further improved.
Ist ein eine Maximalkompressionsstellung der ersten Federeinheit definierender Anschlag vorhanden, wird die Betriebssicherheit des Aktors weiter erhöht.If there is a stop defining a maximum compression position of the first spring unit, the reliability of the actuator is further increased.
Diesbezüglich ist es weiterhin insbesondere vorteilhaft, wenn ein weiterer Anschlag (vorzugsweise gehäusefester Endanschlag oder durch den verschobenen Speicherkolben vorgegeben) für die zweite Federeinheit vorgesehen ist.In this regard, it is furthermore particularly advantageous if a further stop (preferably housing-fixed end stop or predetermined by the displaced storage piston) is provided for the second spring unit.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn auf übliche Weise der Hauptkolben einen mittels des Motors verschiebbaren Kolbennehmer und einen auf den Kolbennehmer und relativ zu dem Kolbennehmer verschiebbar aufgenommenen Schwimmkolbenbestandteil aufweist.Furthermore, it is advantageous if, in the usual way, the main piston has a piston displaceable by means of the motor and a floating piston component which is displaceably received on the piston retainer and relative to the piston retainer.
Der Druckraum ist bevorzugt in Abhängigkeit der Stellung des Kolbennehmers sowie des Schwimmkolbenbestandteils mit dem Geberzylinderanschluss und/oder dem Nehmerzylinderanschluss verbunden. Der Druckraum ist jedoch stets / dauerhaft mit dem Nehmerzylinderanschluss verbunden.The pressure chamber is preferably connected to the master cylinder connection and / or the slave cylinder connection as a function of the position of the piston receiver and of the floating piston component. However, the pressure chamber is always / permanently connected to the slave cylinder connection.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit dem erfindungsgemäßen Aktor nach zumindest einen der zuvor beschriebenen Ausführungen, einem an dem Nehmerzylinderanschluss (fluidisch / hydraulisch) angeschlossenen Nehmerzylinder und einen an dem Geberzylinderanschluss (fluidisch / hydraulisch) angeschlossenen Geberzylinder aufweist.Furthermore, the invention relates to a clutch actuation device for a motor vehicle, having the actuator according to the invention according to at least one of the embodiments described above, a slave cylinder connected to the slave cylinder port (fluidic / hydraulic) and a slave cylinder connected to the master cylinder (fluidic / hydraulic) master cylinder.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein auch als „MT+-Aktor“ bezeichneter Aktor mit einer zweistufigen Federkennlinie umgesetzt, um den Fahrkomfort für den Fahrer zu verbessern. Eine zweistufige Federkennlinie wird dadurch erzeugt, dass eine erste Feder (erste Federeinheit) mit einer ersten Federrampe und eine zweite Feder (zweite Federeinheit), die vorgespannt ist und eine zweite Federrampe erzeugt, vorgesehen sind. Zudem überkreuzt die zweistufige Federkennlinie eine Kupplungskennlinie.In other words, according to the invention, therefore, an actuator also referred to as "MT + -arctor" is implemented with a two-stage spring characteristic in order to improve the ride comfort for the driver. A two-stage spring characteristic is produced by providing a first spring (first spring unit) with a first spring ramp and a second spring (second spring unit) which is prestressed and generates a second spring ramp. In addition, the two-stage spring characteristic crosses a clutch characteristic.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to figures.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Detaildarstellung eines erfindungsgemäßen Aktors nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Bereich eines Druckmittelreservoirs, wobei ein Speicherkolben sowie eine den Speicherkolben bei seiner Verschiebung in Ausfahrrichtung elastisch abstützende Federeinrichtung veranschaulicht sind, -
2 ein Diagramm, aus dem eine durch die Federeinrichtung des Druckmittelreservoirs bewirkte Speicherkennlinie sowie eine zum Ausrücken eines Ausrückelementes der Kupplung definierte Kupplungskennlinie veranschaulicht sind, -
3 ein Diagramm, das alleine die Kupplungskennlinie nach2 zeigt, -
4 ein Diagramm, das ausschließlich eine durch die Federeinrichtung bewirkte Federkennlinie zeigt, -
5 ein Diagramm, das wiederum die Federkennlinie sowie die Kupplungskennlinie mit auftretender Hysterese zeigt, -
6 eine Prinzipdarstellung, die in ihrem oberen Teil die Federkennlinie, ähnlich zu4 , und in einem unteren Teil drei ähnlich zu1 umgesetzte jeweils in dem oberen Teil einen der markierten Zustände repräsentierende Detaildarstellungen des Druckmittelreservoirs samt Speicherkolben und Federienrichtung dargestellt sind, und -
7 eine Längsschnittdarstellung des gesamten Aktors, wie er in den1 und6 schematisch abgebildet ist, sodass eine Übersicht über den Aufbau des Aktors gegeben ist.
-
1 a schematic detail of an actuator according to the invention according to a preferred embodiment in the region of a pressure medium reservoir, wherein a storage piston and the storage piston in its displacement in the extension direction elastically supporting spring means are illustrated, -
2 a diagram illustrating a storage characteristic caused by the spring device of the pressure medium reservoir as well as a clutch characteristic curve defined for disengaging a disengagement element of the clutch, -
3 a diagram that alone the clutch characteristic after2 shows, -
4 a diagram which shows only a spring characteristic caused by the spring device, -
5 a diagram which in turn shows the spring characteristic as well as the clutch characteristic with occurring hysteresis, -
6 a schematic diagram, in its upper part, the spring characteristic, similar to4 , and in a lower part three similar to1 converted in each case in the upper part one of the marked states representing detailed representations of the pressure medium reservoir, including storage piston and Federienrichtung are shown, and -
7 a longitudinal sectional view of the entire actuator, as in the1 and6 is shown schematically, so that an overview of the structure of the actuator is given.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
In
Wie in Verbindung mit
Der Aktor
Ein Druckraum
Um ein zwischen dem Geberzylinder und dem Aktor
Auch weist das Druckmittelreservoir
Der Speicherkolben
An dem Punkt „0“ der Federkennlinie
Wie in Verbindung mit der Federkennlinie
In diesem Ausführungsbeispiel wird erst bei komprimierter erster Federeinheit
Die erste Federeinheit
In Verbindung mit den
Zudem ist es beabsichtigt, eine Kolbendichtung
In anderen Worten ausgedrückt, wird somit durch den erfindungsgemäßen Gedanken eine zweistufige Federkennlinie
Somit ergibt sich durch die Federkennlinie
Somit wird eine Kopplung von Einzelfedern
Die Speicherkennlinie geht im Realfall in die Kupplungskennlinie
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Aktoractuator
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Druckraumpressure chamber
- 44
- Hauptkolbenmain piston
- 55
- Motorengine
- 6 6
- Speicherkolbenaccumulator piston
- 77
- DruckmittelreservoirPressure fluid reservoir
- 88th
- NehmerzylinderanschlussSlave cylinder connection
- 99
- GeberzylinderanschlussMaster cylinder connection
- 1010
- Federeinrichtungspring means
- 1111
- FederkennlinieSpring characteristic
- 1212
- KupplungskennlinieClutch characteristic
- 1313
- Maximummaximum
- 14a, 14c14a, 14c
- erster Ruheanschlagfirst rest stop
- 14b14b
- zweiter Ruheanschlagsecond rest stop
- 1515
- erste Federrampefirst spring ramp
- 1616
- Knickpunktinflection point
- 1717
- Vorspannpunktbias point
- 1818
- zweite Federrampesecond spring ramp
- 1919
- Kreuzungspunktintersection
- 2020
- Anschlagattack
- 2121
- erste Federeinheitfirst spring unit
- 2222
- zweite Federeinheitsecond spring unit
- 2323
- Kolbendichtungpiston seal
- 2424
- erster Verbindungstopffirst connection pot
- 2525
- zweiter Verbindungstopfsecond connecting pot
- 2626
- Kolbennehmerpiston takers
- 2727
- SchwimmkolbenbestandteilFloating piston component
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102016217826 B3 [0002, 0027]DE 102016217826 B3 [0002, 0027]
- DE 102016205310 B3 [0003, 0027]DE 102016205310 B3 [0003, 0027]
Claims (10)
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DE102017120036.3A DE102017120036A1 (en) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | Actuator with multistage spring characteristic and clutch actuator with actuator |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102017120036.3A DE102017120036A1 (en) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | Actuator with multistage spring characteristic and clutch actuator with actuator |
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DE102017120036.3A Pending DE102017120036A1 (en) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | Actuator with multistage spring characteristic and clutch actuator with actuator |
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Citations (2)
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DE102016217826B3 (en) | 2016-09-19 | 2017-06-08 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Actuating a friction clutch with an actuator |
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2017
- 2017-08-31 DE DE102017120036.3A patent/DE102017120036A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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