DE112020006965T5

DE112020006965T5 - Hydraulischer Aktuator und hydraulisches Kupplungsstellglied mit einem Magnetfilter

Info

Publication number: DE112020006965T5
Application number: DE112020006965.6T
Authority: DE
Inventors: Peiheng Wu
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2023-01-12
Also published as: CN115023560A; WO2021189316A1; KR20220143915A

Abstract

Ein hydraulischer Aktuator mit einem Magnetfilter umfasst: ein Gehäuse (1) zum Aufnehmen einer Flüssigkeit; einen Zylinderblock (2), der an dem Gehäuse (1) ausgebildet oder montiert ist; eine Kolbenstange (3), die zumindest teilweise in das Gehäuse (1) hineinragt; einen Kolben (4), der an einem axialen Ende der Kolbenstange (3) montiert ist und in dem Zylinderblock (2) hin- und herbewegbar ist; und einen Magnetfilter (5), der an einem ersten Ende (21) des Zylinderblocks (2), das sich innerhalb des Gehäuses (1) befindet, angebracht ist, um Metallpartikel in der Flüssigkeit zu adsorbieren und zu filtern. Weiterin wird ein hydraulisches Kupplungsstellglied bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf einen hydraulischen Aktuator und insbesondere auf einen hydraulischen Aktuator und ein hydraulisches Kupplungsstellglied mit einem Magnetfilter.
Ein hydraulischer Aktuator wird weithin in einem Automobil verwendet, wie beispielsweise im Getriebesystem, Bremssystem und dergleichen. Gegenwärtig sind die metallischen Getriebeteile einiger hydraulischer Aktuatoren (wie Kugelgewindetriebe, Planetenrollengewindetriebe, Zahnräder usw.) während des Betriebs in Flüssigkeiten (wie Bremsflüssigkeit, Automatikgetriebeöl) eingetaucht. Nach einiger Zeit werden Metallpartikel aufgrund von Verschleiß der Metallteile erzeugt. Diese Metallpartikel gelangen in ein Hydrauliksystem und können nicht aus dem Hydrauliksystem ausgeschieden werden, was möglicherweise den Verschleiß der Dichtung beschleunigt oder ein Leck verursacht.
Die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung besteht darin, die oben erwähnten Mängel des Standes der Technik zu überwinden oder zumindest zu mildern und einen hydraulischen Aktuator und ein hydraulisches Kupplungsstellglied mit einem Magnetfilter bereitzustellen.
Bereitgestellt wird ein hydraulischer Aktuator mit einem Magnetfilter, umfassend:

ein Gehäuse zum Aufnehmen einer Flüssigkeit;
einen Zylinderblock, der an dem Gehäuse ausgebildet oder montiert ist;
eine Kolbenstange, die zumindest teilweise in das Gehäuse hineinragt;
einen Kolben, der an einem axialen Ende der Kolbenstange montiert ist und innerhalb des Zylinderblocks hin- und herbewegar ist; und
einen Magnetfilter, der an einem ersten Ende des Zylinderblocks, das sich innerhalb des Gehäuses befindet, angebracht ist, um Metallpartikel in der Flüssigkeit zu adsorbieren und zu filtern.

In mindestens einer Ausführungsform ist das erste Ende des Zylinderblocks mit einer Vielzahl von Montagenuten versehen, und enthält der Magnetfilter eine Vielzahl von magnetischen blattartigen Komponenten, die eineindeutig in der Vielzahl von Montagenuten montiert sind; oder
der Magnetfilter ist eine ringförmige Struktur, wobei das erste Ende des Zylinderblocks mit einer Montagenut versehen ist, in welcher der ringförmige Magnetfilter montiert ist.
In zumindest einer Ausführungsform wird die magnetische blattartige Komponente oder der ringförmige Magnetfilter in einer beliebigen Kombination aus Presspassung, Klebeverbindung, Rastenverbindung, Nut-Federverbindung in der Montagenut montiert.
In mindestens einer Ausführungsform steht die magnetische blattartige Komponente oder der ringförmige Magnetfilter teilweise von der Montagenut vor oder ragt aus dieser heraus.
In mindestens einer Ausführungsform ragt die magnetische blattartige Komponente oder der ringförmige Magnetfilter aus dem ersten Ende des Zylinderblocks in der axialen Richtung des Zylinderblocks heraus.
In mindestens einer Ausführungsform sind die Vielzahl von magnetischen blattartigen Komponenten in Umfangsrichtung des ersten Endes des Zylinderblocks beabstandet verteilt.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das erste Ende des Zylinderblocks eine Vielzahl von Abgas- und Flüssigkeitsnachfüllnuten, die in Umfangsrichtung des ersten Endes beabstandet sind, wobei durch die Vielzahl von Abgas- und Flüssigkeitsnachfüllnuten das erste Ende in mehrere Segmente unterteilt wird, wobei auf jedem der Segmente eine der magnetischen blattartigen Komponenten vorgesehen ist.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst der Kolben eine Dichtung aus einem elastischen Material.
Bereitgestellt wird ein hydraulisches Kupplungsstellglied, umfassend:

ein Gehäuse zum Aufnehmen einer Flüssigkeit;
einen Zylinderblock, der an dem Gehäuse ausgebildet oder montiert ist;
eine Kolbenstange, die zumindest teilweise in das Gehäuse hineinragt;
einen Kolben, der an einem axialen Ende der Kolbenstange montiert ist und innerhalb des Zylinderblocks hin- und herbewegbar ist, um Druck in einer Hydraulikkammer des Zylinderblocks aufzubauen; und
einen Magnetfilter, der an einem ersten Ende des Zylinderblocks, das sich innerhalb des Gehäuses befindet, angebracht ist, um Metallpartikel in der Flüssigkeit zu adsorbieren und zu filtern.

In mindestens einer Ausführungsform ist die Kolbenstange eine Gewindestange und umfasst der Kolben eine Dichtung aus einem elastischen Material.

1 zeigt einen Ausschnitt eines hydraulischen Aktuators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung in einer Schnittansicht.
2A zeigt eine perspektivische Ansicht in der Nähe eines ersten Endes eines Zylinderblocks des hydraulischen Aktuators in 1, wobei Magnetbleche weggelassen sind, um Montagenuten zu zeigen.
2B zeigt eine perspektivische Ansicht eines Magnetblechs des hydraulischen Aktuators in 1.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht in der Nähe des ersten Endes des Zylinderblocks des hydraulischen Aktuators in 1.

Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 bis 3 gezeigt, stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung einen hydraulischen Aktuator mit einem Magnetfilter bereit, der umfasst: ein Gehäuse 1 zum Aufnehmen einer Flüssigkeit, beispielsweise Bremsflüssigkeit oder Getriebeöl usw.; einen Zylinderblock 2, der an dem Gehäuse 1 ausgebildet oder montiert ist; eine Kolbenstange 3, die zumindest teilweise in das Gehäuse 1 hineinragt; einen Kolben 4, der an einem axialen Ende der Kolbenstange 3 montiert ist und innerhalb des Zylinderblocks 2 hin- und herbewegbar ist; und einen Magnetfilter 5, der an einem ersten Ende 21 des Zylinderblocks 2, das sich innerhalb des Gehäuses 1 befindet, angebracht ist, um Metallpartikel in der Flüssigkeit zu adsorbieren und zu filtern.
Unter Bezugnahme auf 1 wird zunächst die Gesamtstruktur des hydraulischen Aktuators unten beschrieben.
Der hydraulische Aktuator kann beispielsweise ein hydraulisches Kupplungsstellglied sein. Die Kolbenstange 3 kann eine Gewindestange sein, deren anderes axiales Ende (das linke Ende in 1) mit einer elektrischen Maschine als Antriebsquelle verbunden sein kann. Der Kolben 4 enthält eine Dichtung 41 aus einem elastischen Material wie Gummi.
Der Kolben 4 definiert eine Hydraulikkammer 22 im Zylinderblock 2 und der Kolben 4 dient zum Druckaufbau in der Hydraulikkammer 22 des Zylinderblocks 2. Eine Flüssigkeitsnachfüllkammer 11 im Gehäuse 1 wird von der Hydraulikkammer 22 im Zylinderblock 2 durch den Kolben 4 getrennt. Die Flüssigkeitsnachfüllkammer 11 kann mit einem externen Öltank zum Nachfüllen der verlorenen Flüssigkeit innerhalb des hydraulischen Aktuators oder eines Hydrauliksystems verbunden werden.
Ein zweites Ende 23 des Zylinderblocks 2 ist mit einem Drucksensoranschluss 231 und einem Flüssigkeitsauslass 232 versehen. Am Drucksensoranschluss 231 kann ein Drucksensor montiert werden, um den Druck in der Hydraulikkammer 22 zu messen, und der Flüssigkeitsauslass 232 kann mit einem Kupplungsausrücknehmerzylinder verbunden sein, um die mit Druck beaufschlagte Flüssigkeit an den Kupplungsausrücknehmerzylinder zu liefern.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 3 wird nachstehend die Struktur bezüglich des Magnetfilters 5 beschrieben.
Das erste Ende 21 des Zylinderblocks 2 kann mit einer Vielzahl von (beispielsweise drei oder vier) Montagenuten 211 versehen sein, und der Magnetfilter 5 kann eine Vielzahl von magnetischen blattartigen Komponenten, vorzugsweise Magnetbleche 51, aufweisen, wobei die Vielzahl von Magnetblechen 51 eineindeutig in der Vielzahl von Montagenuten 211 montiert sind, mit anderen Worten, in jeder Montagenut 211 ein Magnetblech 51 montiert wird. Die magnetische blattartige Komponente kann aus einem beliebigen existierenden magnetischen Material ausgewählt werden, wie etwa einem beliebigen bekannten magnetischen Material, das Eisen, Kobalt, Nickel enthält. Optional kann das Magnetblech 51 durch Presspassung in der Montagenut 211 montiert werden.
Im Hinblick auf die Zerbrechlichkeit eines Magnets kann das Magnetblech 51 auch in die Montagenut 211 eingeklebt werden. Es versteht sich, dass sowohl eine Presspassung als auch ein Kleben gleichzeitig verwendet werden können. Optional können natürlich auch andere Befestigungsverfahren übernommen werden, wie beispielsweise eine Rastenverbindung, Nut-Federverbindung usw. oder eine beliebige Kombination der oben erwähnten Montageverfahren.
Der Magnetfilter 5 kann auch eine ringförmige Komponente sein, und eine entsprechende Montagenut ist passend dazu an dem ersten Ende 21 des Zylinderblocks vorgesehen, wobei die Montagenut eine durchgehende Ringform haben oder eine Vielzahl von diskreten Montagenuten sein kann, was von der Verbindungsmontagestruktur des ringförmigen Magnetfilters und des Zylinderblocks abhängt, wobei die durchgehende oder diskrete Montagenut mit dem ringförmigen Magnetfilter 5 zusammenwirkt, um den Magnetfilter 5 an dem ersten Ende 21 zu befestigen. Der ringförmige Magnetfilter 5 kann mit der Montagenut in einer beliebigen Kombination aus Presspassung, Kleben, Rastenverbindung, Nut-Federverbindung usw. zusammengebaut werden.
Wie in 1 und 3 gezeigt, können die Magnetbleche 51 in der radialen Richtung des Zylinderblocks 2 teilweise von den Montagenuten 211 vorstehen, was die exponierte Fläche der Magnetbleche vergrößert, wodurch die Filterungsfähigkeit und die Menge an adsorbierbaren Metallpartikeln erhöht werden.
Außerdem kann das Magnetblech 51 in der axialen Richtung A des Zylinderblocks 2 auch aus dem ersten Ende 21 des Zylinderblocks 2 herausragen. Die radiale Innenseite des Magnetblechs 51 ist dem Kolben 4 bzw. der Kolbenstange 3 zugewandt, was die Adsorption von Metallpartikeln in der Nähe des Kolbens 4 erleichtert und den Verschleiß der Dichtung 41 des Kolbens 4 vermeiden kann.
Die Montagenut 211 kann eine Bodenwand 211A, zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegende Seitenwände 211C und eine einer axialen Seite (der linken Seite in 1) zugewandte Seitenwand 211 B aufweisen. Dies erleichtert das Herausragen des Magnetblechs 51 aus dem ersten Ende 21 des Zylinderblocks 2.
Die Vielzahl von Magnetblechen 51 können in Umfangsrichtung des ersten Endes 21 des Zylinderblocks 2 beabstandet verteilt sein.
Optional kann das erste Ende 21 des Zylinderblocks 2 eine Vielzahl von Abgas- und Flüssigkeitsnachfüllnuten 212, die in Umfangsrichtung des ersten Endes 21 beabstandet sind, umfassen, wobei durch die Vielzahl von Abgas- und Flüssigkeitsnachfüllnuten 212 das erste Ende 21 in mehrere Segmente 213 unterteilt wird, wobei auf jedem Segment 213 ein Magnetblech 51 vorgesehen ist. Die Abgas- und Flüssigkeitsnachfüllnuten 212 können verwendet werden, um Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsnachfüllkammer 11 in die Hydraulikkammer 22 nachzufüllen, wenn der Kolben 4 den Zylinderblock 2 nicht oder nicht vollständig verlässt. Die Innenumfangsfläche eines distalen Endes (eines der Kolbenstange 3 zugewandten Endes) des Segments 213 kann als geneigte Fläche ausgebildet sein, so dass der Kolben 4 leicht in den Zylinderblock 2 geführt wird.
In einem exemplarischen, aber nicht einschränkenden Beispiel kann das Magnetblech 51 eine fliesenartige (gekrümmte blattartige) Struktur von ungefähr 8 mm × 10 mm × 4 mm aufweisen.
Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Anmeldung das Magnetblech 51 als Magnetfilter zum Sammeln von Metallpartikeln in dem hydraulischen Aktuator verwendet. Die Magnetbleche werden in die Montagenuten 211 des Gehäuses 1 durch Presspassung und/oder Kleben eingepasst. In einem Beispiel werden vier um 90° voneinander beabstandete Magnetbleche 51 verwendet.

(i) Die Verwendung der Magnetkraft des Magnetblechs zum Sammeln von Metallpartikeln kann die Dichtung vor Beschädigung schützen und den Verschleiß des hydraulischen Aktuators (insbesondere des Kolbens 4, des Zylinderblocks 2 und der Gewindestange als Kolbenstange 3) verringern, wodurch die Zuverlässigkeit des hydraulischen Aktuators erhöht wird.
(ii) Der Magnetfilter ist in mehrere Teile unterteilt, damit er einfach zusammengebaut werden kann und Kosten gespart werden können.
(iii) Der blechförmige Magnet mit mehr Kontaktflächen ist vorteilhaft, um die Filterfunktion zu verbessern.
(iv) Die Länge des Magnetblechs kann die Länge der Montagenut überschreiten, um die Kontaktfläche zu vergrößern.
(v) Der Magnetfilter wird mit der Montagenut 211 des Zylinderblocks 2 durch Presspassung und/oder Kleben zusammengebaut, was sicherstellen kann, dass der Filter für eine lange Zeit in einer feuchten Umgebung verwendet werden kann.

Die Lösung der vorliegenden Anmeldung kann in verschiedenen Hydrauliksystemen verwendet werden, insbesondere in dem hydraulischen Aktuator und dem hydraulischen Kupplungsstellglied.
Natürlich ist die vorliegende Anmeldung nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt, und der Fachmann kann verschiedene Modifikationen an den oben erwähnten Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung unter der Lehre der vorliegenden Anmeldung vornehmen, ohne den Umfang der vorliegenden Anmeldung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
11: Flüssigkeitsnachfüllkammer
2: Zylinderblock
21: Erstes Ende
211: Montagenut
211A: Bodenwand
211 B, 211C: Seitenwand
212: Abgas- und Flüssigkeitsnachfüllnut
213: Segment
22: Hydraulikkammer
23: Zweites Ende
231: Drucksensoranschluss
232: Flüssigkeitsauslass
3: Kolbenstange
4: Kolben
41: Dichtung
5: Magnetfilter
51: Magnetblech
A: Axiale Richtung

Claims

Hydraulischer Aktuator mit einem Magnetfilter, umfassend: ein Gehäuse (1) zum Aufnehmen einer Flüssigkeit; einen Zylinderblock (2), der an dem Gehäuse (1) ausgebildet oder montiert ist; eine Kolbenstange (3), die zumindest teilweise in das Gehäuse (1) hineinragt; einen Kolben (4), der an einem axialen Ende der Kolbenstange (3) montiert ist und in dem Zylinderblock (2) hin- und herbewegbar ist; und einen Magnetfilter (5), der an einem ersten Ende (21) des Zylinderblocks (2), das sich innerhalb des Gehäuses (1) befindet, angebracht ist, um Metallpartikel in der Flüssigkeit zu adsorbieren und zu filtern.
Hydraulischer Aktuator nach Anspruch 1, wobei das erste Ende (21) des Zylinderblocks (2) mit einer Vielzahl von Montagenuten (211) versehen ist, und der Magnetfilter (5) eine Vielzahl von magnetischen blattartigen Komponenten enthält, die eineindeutig in der Vielzahl von Montagenuten (211) montiert sind; oder, der Magnetfilter (5) eine ringförmige Struktur ist, wobei das erste Ende (21) des Zylinderblocks (2) mit einer Montagenut versehen ist, in welcher der ringförmige Magnetfilter montiert ist.
Hydraulischer Aktuator nach Anspruch 2, wobei die magnetische blattartige Komponente oder der ringförmige Magnetfilter in einer beliebigen Kombination aus Presspassung, Klebenverbindung, Rastenverbindung, Nut-Federverbindung in die Montagenut (211) montiert wird.
Hydraulischer Aktuator nach Anspruch 2, wobei die magnetische blattartige Komponente oder der ringförmige Magnetfilter teilweise von der Montagenut (211) vorsteht oder aus dieser herausragt.
Hydraulischer Aktuator nach Anspruch 2, wobei in axialer Richtung (A) des Zylinderblocks (2) die magnetische blattartige Komponente oder der ringförmige Magnetfilter aus dem ersten Ende (21) des Zylinderblocks (2) herausragt.
Hydraulischer Aktuator nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von magnetischen blattartigen Komponenten in Umfangsrichtung des ersten Endes (21) des Zylinderblocks (2) beabstandet verteilt sind.
Hydraulischer Aktuator nach Anspruch 2, wobei das erste Ende (21) des Zylinderblocks (2) eine Vielzahl von Abgas- und Flüssigkeitsnachfüllnuten (212), die in Umfangsrichtung des ersten Endes (21) beabstandet sind, umfasst, wobei durch die Vielzahl von Abgas- und Flüssigkeitsnachfüllnuten (212) das erste Ende (21) in mehrere Segmente (213) unterteilt wird, wobei auf jedem der Segmente (213) eine der magnetischen blattartigen Komponenten vorgesehen ist.
Hydraulischer Aktuator nach Anspruch 1, wobei der Kolben (4) eine Dichtung (41) aus einem elastischen Material aufweist.
Hydraulisches Kupplungsstellglied, umfassend: ein Gehäuse (1) zum Aufnehmen einer Flüssigkeit; einen Zylinderblock (2), der an dem Gehäuse (1) ausgebildet oder montiert ist; eine Kolbenstange (3), die zumindest teilweise in das Gehäuse (1) hineinragt; einen Kolben (4), der an einem axialen Ende der Kolbenstange (3) montiert ist und in dem Zylinderblock (2) hin- und herbewegbar ist, um Druck in einer Hydraulikkammer (22) des Zylinderblocks (2) aufzubauen; sowie einen Magnetfilter (5), der an einem ersten Ende (21) des Zylinderblocks (2), das sich innerhalb des Gehäuses (1) befindet, angebracht ist, um Metallpartikel in der Flüssigkeit zu adsorbieren und zu filtern.
Hydraulisches Kupplungsstellglied nach Anspruch 9, wobei die Kolbenstange (3) eine Gewindestange ist, und der Kolben (4) eine Dichtung (41) aus einem elastischen Material enthält.