-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drucksensoranordnung für einen hydraulischen Aktor, die einen Drucksensor aufweist, der über eine Federeinrichtung, insbesondere umfassend eine Tellerfeder, fixiert ist. Der hydraulische Aktor wird bevorzugt in hydraulischen Betätigungssystemen von Kraftfahrzeugen eingesetzt.
-
Hydraulische Aktoren zur hydraulischen Betätigung beispielsweise von Kupplungen im Kraftfahrzeug sind bekannt, auch mit einem Drucksensor zur Überwachung des hydraulischen Drucks in einem Hydraulikraum des Aktors, beispielsweise aus der
DE 10 2018 124 222 A1 . Hier wird der Drucksensor direkt kraft- und formschlüssig mit einem weiteren Bauteil des Aktors, beispielsweise einem Gehäuse, verbunden, beispielsweise durch ein Verstemmen. Dies stellt hohe Anforderungen an die ausgebildete Verbindung, da es bei einer ungleichmäßigen Verbindung zu ungewollten Verformungen des Drucksensors durch die aus dem anliegenden Hydraulikdruck resultierenden Kräfte kommen.
-
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Drucksensoranordnung für einen hydraulischen Aktor mit Drucksensor anzugeben, bei dem eine gleichmäßige Abstützung der anliegenden Kräfte mit einfachen Mitteln erreicht wird.
-
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können 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.
-
Die erfindungsgemäße Drucksensoranordnung für einen hydraulischen Aktor mit einem Drucksensor, umfasst ein erstes Bauteil mit einer Anlage für den Drucksensor, den an der Anlage anliegenden Drucksensor, ein zweites Bauteil, welches den Drucksensor hintergreift, und den Drucksensor zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil festlegt, eine Federeinrichtung, die eine Federkraft auf das zweite Bauteil in Richtung des ersten Bauteils ausübt und ein Abstützelement, an welchem sich die Federeinrichtung abstützt.
-
Der Drucksensor ist bevorzugt ein Drucksensor, der mindestens einen Dehnmessstreifen aufweist, der verformbar ist. Hierbei nimmt der Dehnmessstreifen bevorzugt eine Verformung einer mit dem zu messenden Druck beaufschlagen Membran auf. Alternativ ist die Ausbildung eines kapazitiven Drucksensors bevorzugt. In der hier geschilderten Drucksensoranordnung ist also der Drucksensor zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil ausgebildet und durch das den Drucksensor hintergreifende zweite Bauteil zwischen diesem und dem Anschlag des ersten Bauteils festgelegt, in dem durch die Federeinrichtung eine Abstützkraft auf das zweite Bauteil bewirkt wird und dieses mit der Abstützkraft gegen den Drucksensor und das erste Bauteil gepresst wird. Hierdurch wird auf einfache Art eine über eine zweite Auflagefläche zwischen erstem Bauteil und zweitem Bauteil gleichmäßige Abstützung der auf den Drucksensor wirkenden Kräfte bewirkt. Diese umfassen die Kräfte auf den Drucksensor, die durch den Druck im Hydraulikraum bewirkt werden.
-
Bevorzugt weist ein hydraulischer Aktor einen oder mehrere, insbesondere zwei, Drucksensoranordnungen auf. Weist der hydraulische Aktor mehre Drucksensoranordnungen auf, so sich diese bevorzugt einige Bauteile, beispielsweise das erste Bauteil und das Abstützelement. Das erste Bauteil stellt bevorzugt eine Hydraulikplatte des Aktors dar. Das zweite Bauteil stellt bevorzugt die Sensoraufnahme des Drucksensors dar. Das Abstützelement ist bevorzugt aus einem Blech ausgebildet. Das zweite Bauteil ist bevorzugt aus einem Kunststoff ausgebildet. Das erste Bauteil ist bevorzugt aus einem Metalldruckguss, insbesondere einem Aluminiumdruckguss, ausgebildet.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Abstützelement an dem ersten Bauteil festgelegt, insbesondere durch eine Schraube. Hierdurch kann ein einfacher Aufbau des Aktors und eine einfache Montage erreicht werden. Insbesondere wird bevorzugt eine einfache Montage gewährleistet, wenn sich mehrere Drucksensoranordnungen, beispielsweise zwei, ein gemeinsames Abstützelement teilen.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Federeinrichtung eine Tellerfeder. Mit einer Tellerfeder kann ein einfacher Aufbau des Aktors erreicht werden. Durch die Ausbildung der Tellerfeder weist diese eine ausgleichende Wirkung auf, die Toleranzen beispielsweise des zweiten Bauteils und des Abstützelements auszugleichen vermag. Dadurch können größere Toleranzen bei der Ausbildung des zweiten Bauteils und des Abstützelementes in Kauf genommen werden. Insbesondere muss das Abstützelement keine senkrecht zur axialen Richtung gleichmäßige Verformung aufweisen.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erste Bauteil eine Messöffnung auf, an der ein zu messender Druck anliegt. Dies bedeutet, dass die Messöffnung mit dem Hydraulikraum des hydraulischen Aktors verbunden ist. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang die Messöffnung durch eine Dichtung verschlossen, um ein Eindringen von Hydraulikmedium hinter das erste Bauteil und damit in den Bereich des Drucksensors zu verhindern. Bevorzugt weist die Dichtung einen Dichtring auf, mit dem die Dichtung einerseits an der Anlage des ersten Bauteils und andererseits am Drucksensor, insbesondere in einem radialen Außenbereich des Drucksensors, anliegt. Hierbei liegt der Dichtring in einer axialen Richtung, die der Richtung entspricht, in der der Drucksensor mit dem Druck in der Messöffnung beaufschlagt wird, an der Anlage des ersten Bauteils und dem Drucksensor an. Bevorzugt weist die Dichtung zusätzlich eine Dichtfläche auf, die den Innenbereich radial innen im Dichtring verschließt. In einer radialen Richtung, mithin senkrecht zur axialen Richtung, stabilisiert der Dichtring die im radial Inneren des Dichtrings ausgebildete Dichtfläche. Um eine genügend große Dichtwirkung zu bewirken, wird die Dichtung so eingesetzt, dass zumindest umfänglich eine Dichtkante zwischen Drucksensor und erstem Bauteil entsteht, insbesondere, in dem die Dichtung, bevorzugt der Dichtring, mit einer Dichtringkraft gegen den Drucksensor, insbesondere gegen eine Sensorplatte des Drucksensors, gepresst wird.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Dichtung zwischen dem Drucksensor und der Anlage des ersten Bauteils ausgebildet ist, so dass die Dichtung, bevorzugt ein Dichtring der Dichtung, im montierten Zustand fest zwischen der Anlage und dem Drucksensor, insbesondere einer Sensorplatte des Drucksensors, gepresst ist.
-
Weiterhin wird ein hydraulischer Aktor, insbesondere zum Einsatz in einem hydraulischen Betätgigungssystem, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Drucksensoranordnung wie hier vorgeschlagen, vorgeschlagen.
-
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1: ein Beispiel eines Aktors mit zwei Drucksensorbaugruppen im Querschnitt.
-
1 zeigt ein Beispiel eine hydraulischen Aktor 1 mit zwei Drucksensoranordnungen 2, der beispielsweise Teil einer hydraulischen Betätigungseinrichtung, beispielsweise eines Doppelkupplungssystems sind. Der hydraulische Aktor 1 wird bevorzugt in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, besonders bevorzugt bei der hydraulischen Betätigung von Kupplungen wie insbesondere Reibkupplungen oder Bremsen.
-
Jeder Drucksensoranordnung 2 umfasst ein erstes Bauteil 3. Dieses ist im vorliegenden Beispiel eines hydraulischen Aktors 1 identisch für beide Drucksensoranordnungen 2. Das erste Bauteil 3 ist insbesondere als Hydraulikplatte ausgebildet. Weiterhin umfasst jede Drucksensoranordnung 2 jeweils ein zweites Bauteil 4, welches auch als Sensorträger für einen Drucksensor 5, bezeichnet wird. Der Aktor 1 umfasst in vorliegendem Beispiel zwei Drucksensoranordnungen 2 und damit zwei Drucksensoren 5. In einer axialen Richtung 6 ist dabei jeder Drucksensor 5 zwischen dem ersten Bauteil 3 und einem zweiten Bauteil 4 ausgebildet. Das zweite Bauteil 4 hintergreift den Drucksensor 5 und legt diesen zwischen zweitem Bauteil 4 und erstem Bauteil 3 fest. Das erste Bauteil 3 weist weiterhin eine Messöffnung 7 auf, die mit einer Dichtung 8 verschlossen ist. Die Dichtung 8 ist bevorzugt einstückig ausgebildet und umfasst einen Dichtring 21, der radial außen liegt und im Inneren eine Dichtfläche 22 begrenzt. Die Dichtfläche 22 liegt also radial innerhalb des Dichtrings 22 und wird radial außen von diesem begrenzt. Die Messöffnung 7 ist dabei mit einem Hydraulikraum des Aktors 2 verbunden, so dass an der Dichtung 8 bzw. der Dichtfläche 22 der im Hydraulikraum des Aktors 2 anstehende Hydraulikdruck 9 anliegt. Über die Dichtung 8 und insbesondere über den Dichtring 21 liegt der Drucksensor 5 an einer Anlage 20 des ersten Bauteils 2 an.
-
Der Hydraulikdruck 9 bewirkt eine Druckkraft 10, die in axialer Richtung 6 auf die Dichtfläche 22 der Dichtung 8 wirkt, die zu einer Kraft auf eine verformbare Sensorplatte 11 des Drucksensors 5 führt. Die verformbare Sensorplatte 11 des Drucksensors 5 weist eine Membran 23 auf, die durch den anliegenden Druck verformt wird. Diese Verformung der Membran 23 wird durch mindestens einen nicht gezeigten Dehnmessstreifen aufgenommen und vom Drucksensor 5 in ein entsprechendes Signal umgewandelt, welches abgegriffen und verarbeitet werden kann. Gleichzeitig wirkt in axialer Richtung noch eine axiale Dichtringkraft 12, die ebenfalls in axialer Richtung 6 wirkt und die aus der Verformung der Dichtung 8 bzw. des Dichtrings 21 bei der Montage resultiert. Die Summe dieser Kräfte 10, 12 wirkt auf den Drucksensor 5 in axialer Richtung 6 und wird am zweiten Bauteil 4 in axialer Richtung 6 abgestützt. Um diese Kräfte 10, 12 sicher abzustützen, weist die Drucksensoranordnung 2 weiterhin eine Federeinrichtung 13 auf, die in diesem Beispiel als Tellerfeder 14 ausgebildet ist. Diese Federeinrichtung 13 bewirkt eine Abstützkraft 15 entgegengesetzt der axialen Richtung 6 auf das zweite Bauteil 4. Hierbei ist die Federeinrichtung 13 so ausgelegt, dass die Abstützkraft 14 betragsmäßig größer ist als die Summe der axialen Dichtringkraft 12 und die maximale im Betrieb zu erwartende aus dem Hydraulikdruck 9 entstehende Druckkraft 10. Die Abstützkraft 15 presst dabei das zweite Bauteil 3 gegen das erste Bauteil 2 und den Drucksensor 5 und diesen über eine untere Dichtringfläche 24 des Dichtrings 21 der Dichtung 8 an die Anlage 20 des ersten Bauteils 2.
-
Durch die als Tellerfeder 14 ausgebildete Federeinrichtung 13 wird die Abstützkraft 15 gleichmäßig über den Umfang und damit über die gesamte ringkreisförmige erste Auflagefläche 16 zwischen Tellerfeder 14 und zweitem Bauteil 4 verteilt, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Bauteil 4 und dem ersten Bauteil 3 über die gesamte zweite Auflagefläche 17 zwischen zweitem Bauteil 4 und erstem Bauteil 3 sichergestellt ist. Gleichzeitig wird hierzu nur ein geringer Bauraum in radialer Richtung, also senkrecht zur axialen Richtung 6, benötigt.
-
Die Federeinrichtung 13 ist dabei an einem Abstützelement 18 in axialer Richtung 6 abgestützt. Das Abstützelement 18 ist dabei in diesem Beispiel aus einem Blech ausgebildet. In diesem Beispiel einer Baugruppe 1 ist das Abstützelement 18 wieder beiden Drucksensoranordnungen 2 gemein. Das Abstützelement 18 ist über eine Schraube 19 an dem ersten Bauteil 3, der Hydraulikplatte, festgelegt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Hydraulischer Aktor
- 2
- Drucksensoranordnung
- 3
- Erstes Bauteil, Hydraulikplatte
- 4
- Zweites Bauteil, Sensoraufnahme
- 5
- Drucksensor
- 6
- Axiale Richtung
- 7
- Öffnung
- 8
- Dichtung
- 9
- Hydraulikdruck
- 10
- Druckkraft
- 11
- Sensorplatte
- 12
- Dichtringkraft
- 13
- Federeinrichtung
- 14
- Tellerfeder
- 15
- Abstützkraft
- 16
- Erste Auflagefläche
- 17
- Zweite Auflagefläche
- 18
- Abstützelement
- 19
- Schraube
- 20
- Anlage
- 21
- Dichtring
- 22
- Dichtfläche
- 23
- Membran
- 24
- untere Dichtringfläche
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102018124222 A1 [0002]
