DE102017123116A1

DE102017123116A1 - Magnetorheologischer Aktor für ein Fahrzeugtürschließsystem

Info

Publication number: DE102017123116A1
Application number: DE102017123116.1A
Authority: DE
Inventors: Uwe Reddmann
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2019-04-11
Also published as: WO2019068285A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen magnetorheologischen Aktor für ein Fahrzeugtürschließsystem, insbesondere MRF-Kupplung oder MRF-Bremse, wobei der magnetorheologische Aktor einen Mitnehmerdrehkörper 1 umfasst, der mindestens eine Mitnehmerkontur 2 zum Übertragen eines Drehmoments von dem Mitnehmerdrehkörper 1 auf einen Anschlussdrehkörper 4, insbesondere eine Reibscheibe, aufweist, wobei eine Länge der Mitnehmerkontur 2 in Richtung einer Rotationsachse 6 des Mitnehmerdrehkörpers 1 größer ist im Vergleich zu einer weiteren Mitnehmerkontur 3 für einen weiteren Anschlussdrehkörper 5. Die Erfindung betrifft ferner einen Mitnehmerdrehkörper für den magnetorheologischen Aktor. Ein definierter Abstand zwischen Reibscheiben sowie eine einfache Montage werden so ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetorheologischen Aktor für ein Fahrzeugtürschließsystem, insbesondere Kupplung oder Bremse, wobei der magnetorheologische Aktor einen Mitnehmerdrehkörper umfasst, der mindestens eine Mitnehmerkontur zum Übertragen eines Drehmoments von dem Mitnehmerdrehkörper auf einen Anschlussdrehkörper, insbesondere eine Reibscheibe, aufweist. Die Erfindung betrifft ferner einen Mitnehmerdrehkörper.
Bei einem magnetorheologischen Aktor, auch abgekürzt MRF-Aktor genannt, kann allgemein ein Drehkörper mit einem weiteren Drehkörper durch eine dazwischen befindliche magnetorheologische Flüssigkeit und mithilfe eines Magnetfeldes gezielt gekoppelt, gebremst und/oder entkoppelt werden. In der magnetorheologischen Flüssigkeit sind magnetisch polarisierbare Partikel verteilt, so dass die Viskosität der magnetorheologischen Flüssigkeit magnetfeldabhängig ist. Wird die magnetorheologische Flüssigkeit zwischen den Drehkörpern mit einem Magnetfeld beaufschlagt, nimmt die Viskosität des magnetorheologischen Mediums zu und die erzeugte Reibung sorgt für ein mechanisches Koppeln der Drehkörper. Durch Steuern des Magnetfeldes kann darüber hinaus der Grad der Kopplung, also die Reibkraft, gezielt verändert werden. Es kann so auch gezielt gebremst werden.
Die Druckschriften US4896754 A , DE102008033156 A1 , WO06128636 A1 und CN202484131 U offenbaren MRF-Aktoren.
Ein MRF-Aktor umfasst häufig mehrere Reibscheiben, die innen an der Welle oder außen an einem Hohlkörper angebracht sind und beispielsweise mittels Hülsen beabstandet werden. Der damit verbundene Aufwand ist vergleichsweise hoch.
Die vorgenannten, aus dem Stand der Technik bekannten Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination mit einem der nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Gegenstände und Ausführungsformen kombiniert werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Lösung für die oben beschriebenen Probleme bereitzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe dienen ein magnetorheologischer Aktor gemäß dem Hauptanspruch sowie ein Mitnehmerdrehkörper gemäß dem Nebenanspruch. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen magnetorheologischen Aktor für ein Fahrzeugtürschließsystem mit einem Mitnehmerdrehkörper und/oder durch einen Mitnehmerdrehkörper für den zuvor erwähnten magnetorheologischen Aktor. Insbesondere ist der Aktor eine Kupplung oder eine Bremse. Der Mitnehmerdrehkörper weist mindestens eine Mitnehmerkontur zum Übertragen eines Drehmoments von dem Mitnehmerdrehkörper auf einen Anschlussdrehkörper, insbesondere eine Reibscheibe, auf, wobei eine Länge der Mitnehmerkontur in Richtung einer Rotationsachse des Mitnehmerdrehkörpers größer ist im Vergleich zu einer weiteren Mitnehmerkontur für einen weiteren Anschlussdrehkörper. Mit anderen Worten ist die Länge der Mitnehmerkontur größer als die Länge der weiteren Mitnehmerkontur.
Mitnehmerdrehkörper meint ein um die Rotationsachse drehbares Bauteil, das insbesondere im Wesentlichen eine rotationssymmetrische Grundform besitzt, also beispielsweise ringartig oder wellenförmig mit nicht rotationssymmetrischen Oberflächenkonturen zum Mitnehmen eines Anschlussdrehkörpers ist. Ein um eine Rotationsachse drehbares Bauteil ist bevorzugt so eingerichtet, dass beim Drehen um die Rotationsachse keine oder keine nennenswerte Unwucht entsteht. Bevorzugt ist der Mitnehmerdrehkörper drehsymmetrisch, d.h. bring sich bei einer Drehung um die Rotationsachse in einer Mehrzahl bestimmter Winkelstellungen auf sich selbst zur Deckung oder bildet sich auf sich selbst ab.
Anschlussdrehkörper meint ein Bauteil, das zumindest in Umfangrichtung bewegungsfest oder drehfest an den Mitnehmerdrehkörper angeschlossen werden kann. Anschließen meint grundsätzlich ein mechanisches Verbinden von einer Kontur mit einer entsprechend an die Kontur angepassten Gegenkontur. Insbesondere ist der Anschlussdrehkörper ein um die Rotationsachse drehbares Bauteil. Vorzugsweise dreht sich der Anschlussdrehkörper im angeschlossenen Zustand bei einem Drehen des Mitnehmerdrehkörpers mit.
Mitnehmerkontur meint einen Oberflächenabschnitt, dessen Kontur zur Rotationsachse nicht rotationssymmetrisch ist, um ein Drehmoment auf ein Anschlussteil oder einen Anschlussdrehkörper zu übertragen.
Länge der Mitnehmerkontur in Richtung einer Rotationsachse bedeutet die Länge, innerhalb der ein Anschlussdrehkörper für das Übertragen des Drehmoments angeschlossen werden kann. Es ist möglich, dass bei einer Mitnehmerkontur das Drehmoment von dem Mitnehmerdrehkörper auf den Anschlusskörper über die gesamte Länge oder nur über einen Teil der Länge übertragen wird. In Richtung der Rotationsachse bedeutet parallel zu der Rotationsachse.
Weitere Mitnehmerkontur bedeutet eine andere Mitnehmerkontur, die nicht unmittelbar an die Mitnehmerkontur angrenzt.
Die Mitnehmerkontur und die weitere Mitnehmerkontur sind also zwei separate Mitnehmerkonturen, die an zwei unterschiedlichen Stellen gleichzeitig ein Drehmoment von dem Mitnehmerdrehkörper übertragen können, und zwar von der Mitnehmerkontur auf den Anschlusskörper und von der weiteren Mitnehmerkontur auf den weiteren Anschlusskörper. Der Anschlusskörper und der weitere Anschlusskörper sind zwei separate Bauteile.
Dadurch, dass eine Länge der Mitnehmerkontur in Richtung einer Rotationsachse des Mitnehmerdrehkörpers größer ist im Vergleich zu einer weiteren Mitnehmerkontur für einen weiteren Anschlussdrehkörper, kann ein definierter Abstand zwischen dem Anschlussdrehkörper und dem weiteren Anschlussdrehkörper in Richtung der Rotationsachse besonders zuverlässig definiert werden. Das zuverlässige Definieren des parallelen Abstands zwischen Anschlussdrehkörpern, die typischerweise einen Kopplungsspalt für das magnetorheologische Medium begrenzen, ermöglicht wiederum die Bereitstellung eines MRF-Aktors mit besonders geringer Inhomogenität, Fluktuation oder Störung der magnetischen Flussdichte durch den Kopplungsspalt.
Gleichzeitig wird durch die unterschiedlich großen Längen eine besonders einfache Bauteilgeometrie ermöglicht, die sowohl kostengünstig herstellbar ist als auch einen Zusammenbau des Mitnehmerdrehkörpers mit dem Anschlussdrehkörper und dem weiteren Anschlusskörper mit besonders geringem Aufwand ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mitnehmerdrehkörpers ermöglicht eine axiale Positionierung eines Anschlussdrehkörpers. Die sich unterscheidenden Mitnehmerkonturen ermöglichen ein Festlegen von unterschiedlichen Positionen der Anschlussdrehkörper.
Insbesondere ist der Anschlussdrehkörper eine Reibscheibe. Typischerweise begrenzt bei einem magnetorheologischen Aktor eine Reibscheibe unmittelbar einen Kopplungsspalt, der im Betrieb mit einem magnetorheologischen Medium gefüllt ist.
Insbesondere gibt es mindestens eine innere Reibscheibe, d.h. innen fixierte Reibscheibe, die von außen an eine Welle angeschlossen ist, um die Welle zu umschließen, und/oder mindestens eine äußere Reibscheibe, d.h. außen fixierte Reibscheibe, die von innen an einem hohlzylinderartigen Drehkörper angeschlossen ist, um sich ausgehen von dem hohlzylinderartigen Drehkörper radial in Richtung der Rotationsachse zu erstrecken. Normalerweise weist die äußere Reibscheibe eine zentrale Durchgangsöffnung koaxial zur Rotationsachse auf, durch die im zusammengebauten Zustand eines MRF-Aktors die Welle reicht. Die sich von der Welle radial nach außen erstreckende innere Reibscheibe ist zu der sich von dem hohlzylinderartigen Drehkörper radial nach innen erstreckenden äußeren Drehkörper typischerweise parallel orientiert, d.h. die gegenüberliegenden Oberflächen der Reibscheiben verlaufen parallel zueinander mit einer konstanten Spaltweite. Die innere und äußere Reibscheibe bilden so den Kopplungsspalt für das magnetorheologische Medium. Wenn mehrere innere und äußere Reibscheiben vorgesehen sind, werden die inneren und äußeren Reibscheiben abwechselnd in Richtung der Rotationsachse angeordnet. Vorzugsweise weist eine Reibscheibe oder ein Anschlussdrehkörper im Wesentlichen eine rotationssymmetrische Grundform auf oder ist drehsymmetrisch. Reibscheiben können als Lamellen ausgebildet sein. Die Reibscheibe ist bevorzugt aus einem nicht magnetisierbaren Material hergestellt. Eine sonst abschirmende Wirkung kann dadurch vermieden werden. Bevorzugt ist die Reibscheibe aus Kunststoff, insbesondere durch Spritzgießen hergestellt.
Die magnetorheologische Flüssigkeit eines MRF-Aktors enthält im Wesentlichen ein Trägermedium, insbesondere Öl, und magnetisch polarisierbare Partikeln, insbesondere Eisenpartikel oder Carbonyleisenpulver. Wird der Kopplungsspalt mit einem Magnetfeld beaufschlagt, nimmt die Viskosität des magnetorheologischen Mediums zu und durch die ansteigende Reibung wird eine mechanische Kopplung zwischen der inneren und äußeren Reibscheibe hergestellt, so dass ein Drehmoment von der inneren Reibscheibe auf die äußere Reibscheibe und damit von einer Welle auf den hohlzylinderartigen Drehkörper übertrag werden kann, oder umgekehrt. In einer Ausführungsform wird der MRF-Aktor zum Bremsen eingesetzt.
In einer Ausführungsform erstrecken sich die Mitnehmerkontur und die weitere Mitnehmerkontur bis zu einem Stirnende des Mitnehmerdrehkörpers in Richtung der Rotationsachse. Der Anschlussdrehkörper kann dadurch von der Stirnseite des Mitnehmerdrehkörpers in die Mitnehmerkontur und der weitere Anschlussdrehkörper in die weitere Mitnehmerkontur durch ein Schieben in Richtung der Rotationsachse angeschlossen werden. Die Mitnehmerkontur und die weitere Mitnehmerkontur können dadurch also von der gleichen Seite aus angeschlossen und montiert werden. Bevorzugt kann jeweils bis zu einem Anschlag geschoben werden, wobei die jeweilige Länge der Mitnehmerkontur bzw. der weiteren Mitnehmerkontur im Wesentlichen den Abstand des jeweiligen Anschlags bis zum Stirnende des Mitnehmerdrehkörpers definieren.
Insbesondere sind die Mitnehmerkontur und die weitere Mitnehmerkontur in Richtung der Rotationsachse bündig angeordnet. Dies ermöglicht, dass die Mitnehmerkontur und die weitere Mitnehmerkontur von der Stirnseite aus für ein Anschließen in oder auf den Mitnehmerdrehkörper geschoben werden können.
In einer Ausführungsform weist der Mitnehmerdrehkörper mehrere gleichgeformte Mitnehmerkonturen und/oder mehrere gleichgeformte weitere Mitnehmerkontur auf. Ein besonders zuverlässiges paralleles Anschließen und Fixieren von zwei äußeren Reibscheiben an dem Mitnehmerdrehkörper kann so ermöglicht werden.
In einer Ausführungsform weist der Mitnehmerdrehkörper mindestens zwei und/oder höchstens zehn, bevorzugt genau drei Mitnehmerkonturen und/oder weitere Mitnehmerkonturen auf. Mindestens zwei Mitnehmerkonturen oder mindestens zwei weitere Mitnehmerkonturen dienen dem Vermeiden einer Neigung oder eines Kippelns aus der gewünschten Position, d.h. aus einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse. Die Begrenzung auf höchstens zehn Mitnehmerkonturen oder weitere Mitnehmerkonturen ermöglicht ein besonders leichtgängiges Einführen des Anschlussdrehkörpers bzw. weiteren Anschlussdrehkörpers, so dass beispielsweise ein Verkanten beim Einführen verbessert vermieden werden kann.
Genau drei Mitnehmerkonturen oder genau drei weitere Mitnehmerkonturen ermöglichen ein besonders einfache Montage der Anschlussdrehkörper an bzw. in dem Mitnehmerdrehkörper, insbesondere direkt manuell oder mittels eines Stiftwerkzeugs.
In einer Ausführungsform sind die Mitnehmerkonturen und/oder weitere Mitnehmerkonturen gleichmäßig über den Umfang des Mitnehmerdrehkörpers verteilt. Umfang meint die sich in Umfangrichtung erstreckende Ausdehnung des Mitnehmerdrehkörpers um die Rotationsachse herum, also z.B. ein Mantelfläche. Gleichmäßig meint in gleichen Abständen. Somit haben die Mitnehmerkonturen zueinander einen gleichen Winkelabstand, die weiteren Mitnehmerkonturen zueinander einen gleichen Winkelabstand, und/oder die Mitnehmerkonturen zu den weiteren Mitnehmerkonturen den gleichen Winkelabstand. Bevorzugt sind alle genannten Winkelabstände identisch, um einen Mitnehmerdrehkörper mit keiner nennenswerten Unwucht zu erhalten. Durch die gleichmäßige Verteilung über den Umfang wird ein besonders stabiler Sitz des Anschlussdrehkörpers bzw. des weiteren Anschlussdrehkörpers erzielt. Vorzugsweise ist der Mitnehmerdrehkörpers genau an den Winkelstellungen drehsymmetrisch, an denen sich die Mitnehmerkontur oder die weitere Mitnehmerkontur befindet. Insbesondere ist im angeschlossenen Zustand der Anschlussdrehkörper nur an den Winkelstellungen drehsymmetrisch, an denen sich die Mitnehmerkontur befindet und/oder der weitere Anschlussdrehkörper ist nur an den Winkelstellungen drehsymmetrisch, an denen sich die weitere Mitnehmerkontur befindet.
In einer Ausführungsform sind die Mitnehmerkontur bzw. die weitere Mitnehmerdrehkontur so beschaffen, dass für ein drehfestes Anschließen mit den Mitnehmerkonturen bzw. weiteren Mitnehmerkonturen der Anschlussdrehkörper bzw. weitere Anschlussdrehkörper in Richtung der Rotationsachse relativ zu dem Mitnehmerdrehkörper geschoben wird, insbesondere auf oder in den Mitnehmerdrehkörper. Ein besonders schnelles und einfaches Montieren von zwei Reibscheiben an demselben Mitnehmerdrehkörper kann so ermöglicht werden. Vorzugsweise kann das Schieben nur in Richtung der Rotationsachse und/oder nur von einem Stirnende oder einer Stirnseite des Mitnehmerdrehköpers aus erfolgen. Dies hilft Fehler bei der Montage zu vermeiden.
In einer Ausführungsform sind die Mitnehmerkontur und/oder die weitere Mitnehmerkontur furchenartig oder nutförmig und/oder erstrecken sich geradlinig in Richtung der Rotationsachse. Durch die furchenartige oder nutförmige Ausgestaltung wird eine besonders zuverlässige Drehmomentübertragung an jeder Stelle der Länge der Mitnehmerkontur bzw. der weiteren Mitnehmerkontur erzielt. Die geradlinige Erstreckung in Richtung der Rotationsachse ermöglicht eine besonders einfache Montage.
In einer Ausführungsform wird die Mitnehmerkontur durch einen Vorsprung und/oder eine Ausnehmung gebildet. In einer weiteren Ausführungsform wird die weitere Mitnehmerkontur durch einen Vorsprung und/oder eine Ausnehmung gebildet.
Durch eine Ausnehmung wird die Dicke des Mitnehmerdrehkörpers reduziert, insbesondere radial ausgehend von einer Mantelfläche des Mitnehmerdrehkörpers, in welche die Ausnehmung bevorzugt eingebracht ist. Die Drehmomentübertragung kann somit durch Abstützung an dem verbleibenden Material des Mitnehmerdrehkörpers besonders zuverlässig und robust erfolgen. Eine vorsprungartige Gegenkontur ist bevorzugt vorgesehen, um an die Ausnehmung angeschlossen zu werden, die vorzugsweise furchenartig oder nutförmig und/oder geradlinig zur Rotationsachse ist. Insbesondere reicht die Ausnehmung bis zum Stirnende, um ein direktes Anschließen von der Stirnseite aus zu ermöglichen.
Eine durch einen Vorsprung erzeugte Mitnehmerkontur oder weitere Mitnehmerkontur führen zu einer besonders geringen Materialschwächung des Mitnehmerdrehkörpers. Ferner kann durch einen Vorsprung eine schienenförmige Kontur erzeugt werden, auf die eine Ausnehmung als Gegenkontur angeschlossen werden kann. Insbesondere ist der Vorsprung durch einen Versatz von dem Stirnende beabstandet, um ein Einfädeln eines Anschlussdrehkörpers oder eines weiteren Anschlussdrehkörpers in die Mitnehmerkontur bzw. weitere Mitnehmerkontur zu erleichtern. Zusammen mit einer bis zum Stirnende reichenden Ausnehmung kann so der Benutzer die Gegenkonturen zunächst an dem Stirnende an die entsprechenden Ausnehmungen ansetzten und beim Einführen ausrichten, so dass erst im bereits ausgerichteten Zustand der Vorsprung erreicht und passiert wird, um bis zum Anschlag zu gelangen.
Vorzugsweise ist ein Klick-Mechanismus, Clip-Mechanismus und/oder Rastmechanismus vorgesehen, damit der Benutzer bei der Montage eine akustische oder haptische Rückmeldung erhält, wenn der Anschlussdrehkörper oder eine Reibscheibe in der vorgesehenen Endposition mit Anliegen gegen den Anschlage oder die entsprechenden Anschläge erreicht ist. Darüber hinaus kann so zusätzlich zu der axialen Haftreibung eine besonders hohe Haltekraft in der vorgesehenen Endposition erzielt werden.
In einer Ausführungsform werden die furchenartige oder nutförmige Mitnehmerkontur und/oder weitere Mitnehmerkontur durch eine U-förmige Wandung definiert, wobei ein Grund der U-Form in Richtung der Rotationsachse zeigt. Der Grund kann somit besonders einfach einen Anschlag für den Anschlussdrehkörper oder weiteren Anschlussdrehkörper bilden.
Die Wandungshöhe definiert die Tiefe der Mitnehmerkontur bzw. der weiteren Mitnehmerkontur. Eine Breite der Mitnehmerkontur bzw. der weiteren Mitnehmerkontur ist die Bogenlänge in Umfangrichtung.
In einer Ausführungsform ist bei der Mitnehmerkontur dessen Breite geringer als die Länge der Mitnehmerkontur in Richtung der Rotationsachse, also parallel zur Rotationsachse. In einer weiteren Ausführungsform ist bei der weiteren Mitnehmerkontur dessen Länge kürzer als dessen Breite. Insbesondere sind die Breite der Mitnehmerkontur und die breite der weiteren Mitnehmerkontur gleich groß.
In einer Ausführungsform ist die Länge der Mitnehmerkontur genau doppelt so groß wie die Länge der weiteren Mitnehmerkontur, also in Richtung der Rotationsachse betrachtet. Gleichmäßige Abstände oder Rasterabstände zum Erhalt einheitlicher Spaltweiten von parallelen Kopplungsspalten insbesondere bei Vorsehen von mehreren inneren und äußeren Reibscheiben können somit konstruktiv besonders einfach realisiert werden.
Insbesondere ist in Richtung der Rotationsachse die maximale Ausdehnung des Mitnehmerdrehkörpers größer ist als die Länge der Mitnehmerkontur, bevorzugt mindestens das Eineinhalbfache und/oder höchstens das Doppelte. Ein robuster Sitz für ein Anschlussdrehkörper oder weiteren Anschlussdrehkörper kann so erhalten werden.
In einer Ausführungsform weisen die Mitnehmerkontur und die weitere Mitnehmerkontur die gleiche Tiefe in radialer Richtung zur Rotationsachse auf. Ein Drehmoment kann somit einheitlich von dem Mitnehmerdrehkörper auf den Anschlussdrehkörper und den weiteren Anschlussdrehkörper übertragen werden. Insbesondere ist die Tiefe ungefähr so groß wie die radiale Ausdehnung oder Dicke des Hohlzylinders des Mitnehmerdrehkörpers. Vorzugsweise setzt sich die Tiefe aus einem Anteil der Ausnehmung und einem Anteil des Vorsprungs zusammen, die insbesondere gemeinsam die Wandung ausbilden. Die Tiefe ist insbesondere geringer als die Hälfte der Dicke der äußeren oder inneren Reibscheibe. Die Dicke der äußeren oder inneren Reibscheibe als der Anschlussdrehkörper bzw. der weitere Anschlussdrehkörper ist wiederum vorzugsweise weniger als halb so groß wie die Breite der Mitnehmerkontur bzw. der weiteren Mitnehmerkontur.
In einer Ausführungsform ist der Mitnehmerdrehkörper im Wesentlichen hohlzylinderförmig und/oder ein Lagerring oder eine Lagerschale. Ein Lagerring hat die Form eines Mantels, einer Ummantelung oder einer Lagerschale, die vollständig die Rotationsachse umschließt. Eine Lagerschale und/oder ein Lagerring haben eine größere Ausdehnung in Richtung der Rotationsachse als in radialer Richtung. Eine Mehrzahl in Richtung der Rotationsachse paralleler Reibscheiben können so an eine Lagerschale oder einen Lagerring angeschlossen werden.
In einer Ausführungsform sind die mindestens eine Mitnehmerkontur und/oder die mindestens eine weitere Mitnehmerkontur innenseitig am Mitnehmerdrehkörper bzw. am weiteren Mitnehmerdrehkörper angeordnet. Ein Anschlussdrehkörper und/oder ein weiterer Anschlussdrehkörper können so besonders bewegungssteif angeschlossen werden.
In einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform ist der Mitnehmerdrehkörper eine Welle.
In einer Ausführungsform sind die mindestens eine Mitnehmerkontur und/oder die mindestens eine weitere Mitnehmerkontur außenseitig am Mitnehmerdrehkörper bzw. am weiteren Mitnehmerdrehkörper angeordnet. Ein besonders einfaches Anschließen kann so ermöglicht werden.
In einer Ausführungsform verläuft eine Welle als ein erster Mitnehmerdrehkörper durch einen hohlzylinderförmigen zweiten Mitnehmerdrehkörper, um durch die jeweils angeschlossenen Anschlussdrehkörper und weiteren Anschlussdrehkörper mehrere Kopplungsspalte in Richtung der Rotationsachse auszubilden.
In einer Ausführungsform erstreckt sich die Wandung radial oder im Wesentlichen radial zur Rotationsachse. Ein besonders leichtgängiges Anschließen und eine besonders einfache Herstellbarkeit mittels Spritzgießen kann so ermöglicht werden. Insbesondere ist die Wandung bei der Erstreckung in die radiale Richtung teilweise oder vollständig abgeflacht, also geneigt oder weist eine Phase auf. Die Neigung oder Abflachung sind so orientiert, dass sich daraus kein Hinterschnitt ergibt. Dies erleichtert das Entformen beim Spritzgießen.
In einer Ausführungsform begrenzt die Wandung einen U-förmigen Absatz. Eine besonders robuste Wandung zur Übertragung eines Drehmoments kann somit geschaffen werden.
In einer Ausführungsform ist eine Gesamtlänge des U-förmigen Absatzes der Mitnehmerkontur und der weiteren Mitnehmerkontur gleich groß und/oder die Teillänge des Absatzes am Grund der U-Form bei der Mitnehmerkontur ist geringer als bei der weiteren Mitnehmerkontur. Gesamtlänge meint die gesamte Ausdehnung des U-förmigen Absatzes in Richtung der Rotationsachse. Teillänge des Absatzes am Grund der U-Form meint die Ausdehnung in Richtung der Rotationsachse nur von einem Bereich des U-förmigen Absatzes, der den Grund der U-Form bildet. Die die Absätze, welche zumindest teilweise die Mitnehmerkontur und die weitere Mitnehmerkontur bilden, sind also von außen betrachtet gleich lang und teilen sich jeweils auf in einen Längenabschnitt der Mitnehmerkontur bzw. der weiteren Mitnehmerkontur und einen sich daran anschließenden Längenabschnitt des Bereichs des Absatzes am Grund der U-Form. Durch die unterschiedlichen Längen der Mitnehmerkonturen bei gleicher Gesamtlänge der Absätze resultierend daher ebenfalls umgekehrt proportional unterschiedliche Teillängen der Bereiche am Grund der U-Formen. Ein besonders zuverlässiger Betrieb auch bei hohen Drehzahlen kann so ermöglicht werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Merkmale der Ausführungsbeispiele und weiterer nachfolgend beschriebener alternativer oder ergänzender Ausgestaltungen können einzeln oder in einer Mehrzahl mit den beanspruchten Gegenständen kombiniert werden. Die beanspruchten Schutzbereiche sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
Es zeigen:

1 Schematische Darstellung eines Mitnehmerdrehkörpers;
2 Schematische Darstellung eines Mitnehmerdrehkörpers mit einem angeschlossenem Anschlussdrehkörper;
3 Schematische Darstellung eines Mitnehmerdrehkörpers mit einem angeschlossenem Anschlussdrehkörper und einem angeschlossenen weiteren Anschlussdrehkörper.

Die 1 zeigt einen Mitnehmerdrehkörper 1 für einen schematisch angedeuteten MRF-Aktor 17, der eine MRF-Kupplung oder eine MRF-Bremse sein kann. Der MRF-Aktor 17,z.B. als die MRF-Kupplung bzw. die MRF-Bremse, kann für eine Feststelleinrichtung zum Halten einer Kraftfahrzeugtür eingesetzt werden. Der Mitnehmerdrehkörper 1 ist in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel hohlzylinderförmig und/oder ist als ein Ringlager oder eine Ringschale ausgestaltet.
Der Mitnehmerdrehkörper 1 ist bevorzugt zum Anschließen eines Anschlussdrehkörpers 4 und eines weiteren Anschlussdrehkörpers 5 eingerichtet, wie exemplarisch in den 2 und 3 dargestellt.
Zum Anschließen des Anschlussdrehkörpers 4 weist der Mitnehmerdrehkörper 1 gleichmäßig in Umfangrichtung 8 verteilte und/oder gleichgeformte Mitnehmerkonturen 2 auf. Zum Anschließen des weiteren Anschlussdrehkörpers 5 weist der Mitnehmerdrehkörper 1 gleichmäßig in Umfangrichtung 8 verteilte und/oder gleichgeformte weitere Mitnehmerkonturen 3 auf. Insbesondere sind wie in 1 dargestellt die Mitnehmerkonturen 2 und die weiteren Mitnehmerkonturen 3 gleichmäßig und/oder abwechselnd in Umfangrichtung 8 verteilt.
Die Mitnehmerkonturen 2 und die weiteren Mitnehmerkonturen 3 weisen jeweils eine furchenartige Ausnehmung10 auf, die alle mit dem Stirnende 7 des Mitnehmerdrehkörpers 1 fluchten. Der Anschlussdrehkörper 4 und der weitere Anschlussdrehkörper 5 können dadurch beide direkt von dem Stirnende 7 aus in den Mitnehmerdrehkörper 1 eingeschoben werden.
Bündig oder mit einem geringfügigen Versatz zum Stirnende 7 werden die Mitnehmerkonturen 2 und die weiteren Mitnehmerkonturen 3 jeweils darüber hinaus durch einen als Absatz 12 ausgestalteten Vorsprung 9 gebildet. An Stellen der Mitnehmerkontur 2 und der weiteren Mitnehmerkontur 3, an denen der Vorsprung 9 sich an die Ausnehmung 10 anschließt, wird die Wandung 11 der Ausnehmung 10 durch den Vorsprung 9 bzw. den Absatz 12 verlängert und zwar in radialer Richtung zur Rotationsachse 6 hin.
Die Wandung 11 der Mitnehmerkontur 2 und der weiteren Mitnehmerkontur 3 bildet eine U-Form mit einem Grund 13 in Richtung der Rotationsachse 6 aus, wobei die Wandung 11 am Grund 13 einen Anschlag für den Anschlussdrehkörper 4 bzw. den weiteren Anschlussdrehkörper 5 bildet.
Insbesondere ist ein Steg 14 an der äußeren Mantelfläche des Mitnehmerdrehkörpers 1 vorgesehen, um den Mitnehmerdrehkörper 1 drehfest und/oder formschlüssig mit einem angrenzenden Gehäuse einer MRF-Kupplung oder einer MRF-Bremse verbinden zu können. Der mindestens eine Steg 14 erstreckt sich radial von der Rotationsachse 6 weg und/oder parallel zur Rotationsachse 6 bevorzugt bündig zum Stirnende 7. Vorzugsweise ist der mindestens eine Steg 14 zentriert zu der U-Form einer Mitnehmerkontur 2 angeordnet. Vorzugsweise ist für jede Mitnehmerkontur 2 ein Steg 14 vorgesehen, insbesondere jedoch kein Steg bei den weiteren Mitnehmerkonturen 3. Insbesondere ist der Steg 14 in radialer Richtung um ein Vielfaches dicker als die Ausnehmung 10 und/oder in Richtung der Rotationsachse 6 kürzer als die furchenförmige oder nutförmige Ausnehmung 10 der Mitnehmerkontur 2. Insbesondere weist der Steg 14 ungefähr die gleiche Breite auf wie die furchenförmige Ausnehmung 10 der Mitnehmerkontur 2.
Die 2 zeigt den Mitnehmerdrehkörper 1 insbesondere der 1, nachdem durch eine Schubbewegung 15 von dem Stirnende 7 bis zum Anschlag ein Anschlussdrehkörper 4 in die Mitnehmerkonturen 2 anschlossen wurde.
Die 3 zeigt denselben Mitnehmerdrehkörper 1 der 2, nachdem durch eine Schubbewegung 15 von dem Stirnende 7 bis zum Anschlag ein weiterer Anschlussdrehkörper 5 in die weiteren Mitnehmerkonturen 3 anschlossen wurde. Zuerst wurde also der Anschlussdrehkörper 4 angeschlossen und erst danach der weitere Anschlussdrehkörper 5.
Insbesondere sind der Anschlussdrehkörper 4 und/oder der weitere Anschlussdrehkörper 5 als Reibscheibe ausgeführt.
In einer Ausführungsform weisen der Anschlussdrehkörper 4 und/oder der weitere Anschlussdrehkörper 5 eine an die Mitnehmerkontur 2 bzw. weitere Mitnehmerkontur 3 angepasste Gegenkontur auf, die das Reinschieben, also die Schubbewegung 15, in Richtung der Rotationsachse 6 von dem Stirnende, also von der Stirnseite aus, ermöglicht. Die Gegenkontur ist insbesondere in Form einer radialen Auskragung 16 ausgestaltet. Die radiale Auskragung 16 hat insbesondere die Form einer Nase, die sich im angeschlossenen Zustand radial entlang der Wandung 11 und dem Furchenboden der Ausnehmung 10 erstreckt. Bevorzugt weist die Auskragung 16 eine Spielpassung zum Furchenboden und/oder der Absatzoberfläche auf. Vorzugsweise weist die Auskragung 16 eine Übergangspassung zu dem Bereich der seitlichen Wandung 11 auf, der parallel zur Rotationsachse 6 verläuft und an den Furchenboden angrenzt. Dadurch kann ein besonders leichtes Reinschieben und Anschließen ermöglicht werden und gleichzeitig zuverlässig eine Drehmomentübertragung um die Rotationsachse 6 sichergestellt werden, und zwar ohne Bewegungsspiel in Umfangrichtung 8. Der feste Sitz in Umfangrichtung 8 reduziert das Risiko eines unerwünschten Lösens des Anschlussdrehkörpers 4 oder weiteren Anschlussdrehkörpers 5, die in der angeschlossenen Position bevorzugt jeweils an der Wandung 11 am Grund der U-Form anliegen.
Insbesondere weist der Anschlussdrehkörper 4 und/oder der weitere Anschlussdrehkörper 5 in Umfangrichtung 8 in den Bereichen zwischen zwei Gegenkonturen einen Radius des äußeren Randes auf, der dem geringsten Innenradius in einem Querschnitt durch eine Mitnehmerkontur 2 bzw. weitere Mitnehmerkontur 3 entspricht oder dem Innenradius des Absatzes 12 entspricht. Ein besonders leichtes Einschieben und Anschließen bei gleichzeitig besonders zuverlässiger drehfesten Kopplung kann so ermöglicht werden. Bevorzugt ist der Radius des äußeren Randes derart ausgestaltet, dass in den Bereichen zwischen zwei Gegenkonturen im angeschlossenen Zustand ein Spalt vorliegt. Dies ermöglicht ein besonders einfaches Einführen und Anschließen.
Insbesondere können somit äußere Reibscheiben in einem käfigartigen Mitnehmerdrehkörper zuverlässig gelagert werden.
Bevorzugt können zwei oder mehr Reibscheiben in analoger Weise an dem Mitnehmerdrehkörper drehfest angeschlossen werden, in dem entsprechend zusätzliche Mitnehmerkonturen vorgesehen werden, die eine unterschiedliche Länge 20 für eine Drehmomentübertragung verglichen mit der Mitnehmerkontur 2 und der weiteren Mitnehmerkontur 3 in Richtung der Rotationsachse 6 aufweisen. Bevorzugt sind die Gesamtlängen 19 der Mitnehmerkonturen 2, der weiteren Mitnehmerkonturen 3 und bevorzugt der zusätzlichen Mitnehmerkonturen gleich.
In einer Ausführungsform hat eine Reibscheibe einen Abstandshalter ausgeformt, der insbesondere nicht-magnetisch ist. Ein zuverlässiges Einhalten der Abstände der Reibscheiben kann so besonders einfach unterstützt werden.
Zusammenfassend werden also um die Übertragung des Kupplungsmoments und/oder Bremsmoments besonders zuverlässig zu gewährleisten und um die äußeren Reibscheiben axial in der richtigen Position besonders zuverlässig zu halten, die Reibscheiben in unterschiedlich lange Mitnehmerkonturen gelagert. Alternativ oder ergänzend ist auch ein Lagern der Reibscheibe mittels Mitnehmerkonturen mit einer unterschiedlichen Tiefe 18 möglich. Dadurch wird ein definierter axialer Abstand zwischen den Reibscheiben gewährleistet.
Zudem wird ein besonders einfaches Montieren von inneren Reibscheiben an einer Welle und äußeren Reibscheiben an einem Hohlzylinderkörper nacheinander und/oder abwechselnd ermöglicht.
In einer Ausführungsform ist der Mitnehmerdrehkörper 1, der Anschlussdrehkörper 4 und/oder der weitere Anschlussdrehkörper 5 aus nicht magnetisierbarem Material, insbesondere Kunststoff, hergestellt. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung durch Spritzgießen.
Bezugszeichenliste

1: Mitnehmerdrehkörper
2: Mitnehmerkontur
3: Weitere Mitnehmerkontur
4: Anschlussdrehkörper
5: Weiterer Anschlussdrehkörper
6: Rotationsachse
7: Stirnende
8: Umfangrichtung
9: Vorsprung
10: Ausnehmung
11: Wandung
12: Absatz
13: Grund
14: Steg
15: Schubbewegung
16: Auskragung
17: Aktor
18: Tiefe
19: Gesamtlänge
20: Länge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4896754 A [0003]
DE 102008033156 A1 [0003]
WO 06128636 A1 [0003]
CN 202484131 U [0003]

Claims

Magnetorheologischer Aktor (17) für ein Fahrzeugtürschließsystem, insbesondere Kupplung oder Bremse, wobei der magnetorheologische Aktor (17) einen Mitnehmerdrehkörper (1) umfasst, der mindestens eine Mitnehmerkontur (2) zum Übertragen eines Drehmoments von dem Mitnehmerdrehkörper (1) auf einen Anschlussdrehkörper (4), insbesondere eine Reibscheibe, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge (20) der Mitnehmerkontur (2) in Richtung einer Rotationsachse (6) des Mitnehmerdrehkörpers (1) größer ist im Vergleich zu einer weiteren Mitnehmerkontur (3) für einen weiteren Anschlussdrehkörper (5).
Magnetorheologischer Aktor (17) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mitnehmerkontur (2) und die weitere Mitnehmerkontur (3) bis zu einem Stirnende (7) des Mitnehmerdrehkörpers (1) in Richtung der Rotationsachse (6) erstrecken.
Magnetorheologischer Aktor (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerdrehkörper (1) mehrere gleichgeformte Mitnehmerkonturen (2) und/oder mehrere gleichgeformte weitere Mitnehmerkonturen (3) aufweist.
Magnetorheologischer Aktor (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerdrehkörper (1) mindestens zwei und/oder höchstens zehn, bevorzugt genau drei Mitnehmerkonturen (2) und/oder weitere Mitnehmerkonturen (3) aufweist.
Magnetorheologischer Aktor (17) nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerkonturen (2) und/oder weitere Mitnehmerkonturen (3) gleichmäßig über den Umfang des Mitnehmerdrehkörpers (1) verteilt sind.
Magnetorheologischer Aktor (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerkontur (2) und/oder die weitere Mitnehmerkontur (3) furchenartig oder nutförmig sind und/oder sich geradlinig in Richtung der Rotationsachse (6) erstrecken.
Magnetorheologischer Aktor (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerkontur (2) und/oder die weitere Mitnehmerkontur (3) durch einen Vorsprung (9) und/oder eine Ausnehmung (10) gebildet werden.
Magnetorheologischer Aktor (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine furchenartige oder nutförmige Mitnehmerkontur (2) und/oder weitere Mitnehmerkontur (3) durch eine U-förmige Wandung (11) definiert werden, wobei ein Grund (13) der U-Form in Richtung der Rotationsachse (6) zeigt.
Magnetorheologischer Aktor (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerkontur (2) und die weitere Mitnehmerkontur (3) die gleiche Tiefe (18) in radialer Richtung zur Rotationsachse (6) aufweisen.
Magnetorheologischer Aktor (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerdrehkörper (1) im Wesentlichen hohlzylinderförmig ist und/oder ein Lagerring oder eine Lagerschale ist.
Magnetorheologischer Aktor (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wandung (11) radial zur Rotationsachse (6) erstreckt und/oder einen U-förmigen Absatz (12) begrenzt.
Magnetorheologischer Aktor (17) nach dem vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtlänge (19) des U-förmigen Absatzes (12) der Mitnehmerkontur (2) und der weiteren Mitnehmerkontur (3) gleich groß ist und/oder die Teillänge des Absatzes (12) am Grund (13) der U-Form bei der Mitnehmerkontur (2) geringer ist als bei der weiteren Mitnehmerkontur (3).
Mitnehmerdrehkörper (1) für einen magnetorheologischen Aktor (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei der Mitnehmerdrehkörper (1) mindestens eine Mitnehmerkontur (2) zum Übertragen eines Drehmoments von dem Mitnehmerdrehkörper (1) auf einen Anschlussdrehkörper (4), insbesondere eine Reibscheibe, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge (20) der Mitnehmerkontur (2) in Richtung einer Rotationsachse (6) des Mitnehmerdrehkörpers (1) größer ist im Vergleich zu einer weiteren Mitnehmerkontur (3) für einen weiteren Anschlussdrehkörper (5).