KR20220148244A - 피스톤과 피스톤 로드의 베이어닛 조인트를 갖는 가압 매체 작동식 클러치를 위한 마스터 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액추에이터 및 이 액추에이터를 포함하는 특히, 마찰 클러치로서 설계된 토크 전달 장치에 관한 것이다.
상기 액추에이터(1)는 토크 전달 장치를 작동시키기 위한 유체 체적 흐름을 형성할 목적으로 피스톤-실린더 유닛의 가동 피스톤(20)과 병진 이동 가능한 구동 부재(10)를 포함하며, 이 경우 상기 구동 부재(10)와 피스톤(20)은, 구동 부재(10)에 의한 피스톤(20)의 변위를 위해 축 방향으로 상기 피스톤(20)과 구동 부재(10)의 자체 형상 요소들을 통해서만 형상 결합 방식으로 서로 단단히 연결되어 있다.
본원에 제안된 액추에이터와 이를 구비한 토크 전달 장치에 의해서는, 간단하고 경제적이면서 공간을 절약하는 구조로 액추에이터 피스톤의 정확한 위치 설정을 보장하고, 결과적으로 연결된 클러치의 정확한 작동을 보장하는 장치들이 사용될 수 있다.

Description

피스톤과 피스톤 로드의 베이어닛 조인트를 갖는 가압 매체 작동식 클러치를 위한 마스터 유닛

본 발명은 액추에이터 및 이 액추에이터를 포함하고 특히, 마찰 클러치로서 설계된 토크 전달 장치에 관한 것이다.

자동차의 구동 유닛에서 드라이브 트레인으로의 토크 전달을 위해서는 마찰 클러치들이 공지되어 있다. 상기와 같은 마찰 클러치들은 종종 정상 상태에서 체결되지 않은 클러치 또는 체결된 클러치이다. 이는, 상기 마찰 클러치들이 체결 해제 상태가 되어 토크 전달 경로를 차단하기 위해서는 릴리스 시스템에 의해 작동되어야 함을 의미한다.

이를 위해서는, 예를 들면 전기식 중앙 릴리스 또는 유압 작동식 중앙 릴리스와 같은 소위 중앙 릴리스들이 사용될 수 있다. 상기 중앙 릴리스들은 피스톤을 가지며, 이 피스톤은 가압 하에서는 유체 압력에 의해 이동될 수 있고, 이러한 방식으로 연결된 클러치의 압착 요소의 변위가 발생할 수 있다.

WO 2015/117 612 A2호에는, 유성 롤링 나사산 스핀들을 갖는 액추에이터가 공지되어 있으며, 이 경우 스핀들 기어에서 상기 스핀들이 회전 고정 방식으로 그리고 병진 이동 가능하게 지지되어 있다. 병진 이동된 스핀들은 유체 압력을 가하기 위해서 스핀들과 결합된 피스톤의 이동을 야기한다. 피스톤을 향하는 스핀들의 단부 상에는 압력 부재가 회전 고정 방식으로 배치되어 있고, 이 압력 부재는 피스톤에 대한 인터페이스로서 사용된다.

DE 10 2016 221 159 A1호에는 클러치, 특히 자동차의 마찰 클러치를 작동시키기 위한 액추에이터가 공지되어 있으며, 상기 액추에이터는 병진 이동 가능한 구동 부재, 특히 스핀들 드라이브의 스핀들 및 피스톤-실린더 유닛의 피스톤을 포함하고, 이 경우 상기 구동 부재는 상기 피스톤과 기계적으로 결합되어 있다. 액추에이터는 피스톤을 향하는 구동 부재의 단부 상에 반경 방향 벌지(bulge)를 갖는다. 또한, 액추에이터는 복수의 개별 셸로 구성되고 피스톤과 연결된 셸 유닛을 가지며, 상기 셸 유닛은 적어도 섹션별로 축 방향으로 그리고 적어도 섹션별로 반경 방향으로 반경 방향 벌지를 둘러싼다. 이러한 설계는 특히 조립을 용이하게 하는 역할을 하지만, 피스톤의 축 방향 위치 검출을 불확실하게 만드는 긴 공차 체인이 있다는 것을 의미하기도 한다.

제조 및/또는 조립과 관련하여, 스핀들 축과 실린더 축이 공차로 인해 동축으로 서로 겹쳐지 않는 것이 항상 허용되지는 않기 때문에, 피스톤은 시일 시트(seal seat)와 실린더 벽 사이 거리 또는 기밀성을 보장하기 위해 반경 방향 오프셋을 보상할 수 있어야 한다. 이에 필요한 반경 방향 자유도는 피스톤을 스핀들 상에 부착할 때 그리고 시일(seal)과 피스톤 사이에서 축 방향 유격을 야기한다.

전반적으로 축 방향으로 서로 결합된 많은 부품들의 사용은 긴 공차 체인을 야기하여, 결과적으로 반경 방향과 축 방향 유격이 배제될 수 없다. 또한, 이러한 유형의 구성은 제조 및 조립 기술상 상대적으로 복잡하다. 상대적으로 큰 축 방향 유격이 존재한다는 사실이 배제될 수 없기 때문에 피스톤의 개별 현재 위치 및 이에 따라 피스톤에 의해 이동되는 유체 체적도 정확하게 결정할 수 없으며, 그 결과 궁극적으로 작동된 개별 클러치 상태도 약간의 불확실성을 갖는다.

이로부터 출발하여, 본 발명의 과제는 간단하고 경제적이면서 공간을 절약하는 구조로 액추에이터 피스톤의 정확한 위치 설정을 보장하고, 결과적으로 연결된 클러치의 정확한 작동을 보장하는 액추에이터 및 이를 구비한 토크 전달 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항 1에 제시된 본 발명에 따른 액추에이터 및 청구항 10에 제시된 본 발명에 따른 토크 전달 장치에 의해서 해결된다. 본 발명에 따른 액추에이터의 바람직한 실시 형태들은 종속항 2 내지 9에 제시되어 있다.

청구항들의 특징들은 기술적으로 유의적인 임의의 방식으로 결합될 수 있으며, 이를 위해서는 본 발명의 추가 구현 예들을 포함하는 하기 설명 및 도면의 특징들도 사용될 수 있다.

본 발명은 토크 전달 장치, 특히 마찰 클러치를 작동시키기 위한 액추에이터에 관한 것이다. 상기 액추에이터는 토크 전달 장치를 작동시키기 위한 유체 체적 흐름을 형성할 목적으로 병진 이동 가능한 구동 부재 및 피스톤-실린더 유닛의 가동 피스톤을 포함한다. 축 방향으로 상기 피스톤과 구동 부재는, 구동 부재에 의한 피스톤의 이동을 위해서 피스톤과 구동 부재 자체의 형태 요소들을 통해서만 형상 결합 방식으로 서로 단단하게 연결되어 있다. 특히, 액추에이터는 마찰 결합 방식으로 토크를 전달할 수 있는 접촉 요소들을 변위시키기 위한 목적으로 마찰 클러치를 작동시키는 역할을 한다.

이때 축 방향은 구동 부재와 피스톤의 이송축을 따라서 정의되어 있다. 바람직하게 구동 부재와 피스톤 사이의 기계적 연결은 본질적으로 그리고 특히 완전히 축 방향 유격 없이 설계되어 있다. 이것은 피스톤이 추가 부품들과의 결합 없이 구동 부재 상에 고정되어 축 방향과 반경 방향으로 장착되거나 해제되는 것을 의미한다. 피스톤 형태의 단일 부품에의 기능 통합에 의해 작은 공차와 짧은 공차 체인이 달성된다. 이로 인해 부품들 사이의 유격들이 작아지고, 그에 따라 구동 부재 위치와 피스톤 위치 사이의 편차가 더 줄어든다.

이와 동시에 구동 부재와 피스톤 사이의 중간 패드들 또는 중간층들의 사용이 배제되지 않는다. 그러나 구동 부재와 피스톤 사이 축 방향 힘의 전달은 구동 부재와 피스톤에 의해 형성되거나 그들의 일체형 구성 부품인 형상 요소들을 통해서 이루어지므로, 구동 부재를 피스톤과 결합하는 추가 연결 요소들을 사용할 필요가 없다. 이러한 방식으로 구동 부재와 피스톤 사이의 힘 전달 경로에는 단지 상호 작용하는 최소한의 부품들만 존재하므로 이러한 부품들의 공차 합이 매우 작고, 상응하게는 피스톤이 매우 높은 정확도로 축 방향으로 위치 설정될 수 있다.

특히, 기계적 연결을 구현하는 피스톤과 구동 부재의 형상 요소들은 피스톤을 구동 부재 상에 고정하는 베이어닛 조인트(bayonet joint)의 부품이다. 베이어닛 조인트는 이 베이어닛 조인트의 양 측면을 형성하는 기본적으로 원통형인 2개의 부분의 기계적 연결이다. 연결은 두 측면 또는 부분이 회전 시 회전축에 상응하는 베이어닛 조인트의 종축을 따라서 연결되도록 상기 두 측면을 서로 안으로 맞추어 넣고 반대 방향 회전함으로써 달성된다.

한 바람직한 실시 형태에서, 구동 부재는 스핀들 드라이브, 특히 유성 롤링 접촉 기어의 회전 고정 방식으로 배치되고 병진 이동 가능한 스핀들이다.

이와 동시에 스핀들은 구동 부재의 단부 영역을 형성하는 스핀들 헤드를 가지며, 베이어닛 조인트의 한 측면은 상기 스핀들 헤드에 의해 형성되어 있다. 베이어닛 조인트의 다른 한 측면은 피스톤에 의해 형성되어 있으며, 그 결과 스핀들 헤드 상에 피스톤이 기계적으로 고정된다. 이 경우 스핀들 헤드는 스핀들의 나사산 생크 상에 고정된 요소이다. 이때 스핀들 헤드의 위치는 특히 로터 위치 센서에 의해 결정될 수 있으며, 이 경우 스핀들은 유성 롤링 나사산 드라이브의 구성 부품으로서, 상기 유성 롤링 나사산 드라이브는 회전 고정된 스핀들을 축 방향으로 전방 이동시키는 회전 가능한 구동식 스핀들 너트를 포함한다. 로터 위치 센서와 매우 낮은 축 방향 공차 또는 작은 축 방향 유격으로 인해, 압력 상승 또는 압력 감소 및 이동된 유체 체적을 상응하게 정확히 결정하기 위해 결정된 회전에 따라 피스톤의 현재 위치를 결정하는 것이 최적의 방법으로 가능하다.

더욱이, 액추에이터는 보강 요소를 가질 수 있으며, 이 보강 요소는 베이어닛 조인트의 양 측면을 서로에 대한 원주 위치들에서 서로 강제 결합 및/또는 형상 결합 방식으로 고정한다. 보강 요소에 의해서는, 베이어닛 조인트가 의도치 않게 분리되지 않도록 하는 것이 보장된다.

이와 동시에 베이어닛 조인트는 양 측면에 각각 하나 이상의 맞물림 요소를 가질 수 있고, 한 측면의 개별 맞물림 요소는 상기 베이어닛 조인트의 다른 한 측면의 맞물림 요소에 맞물리거나 다른 한 측면의 맞물림 요소에 의해 맞물리도록 설정될 수 있으며, 그 결과 상기 베이어닛 조인트가 서로 맞물리는 적어도 한 쌍의 맞물림 요소를 갖는다.

이러한 경우 보강 요소는 링 영역을 가질 수 있으며, 이 링 영역으로부터 축 방향으로 복수의 웨브가 연장되며, 이 경우 상기 웨브들은 형상 결합 방식으로 쌍으로 배치된 맞물림 요소의 상대 회전 운동을 차단하는 방식으로 배치되어 있다.

특히, 보강 요소는 베이어닛 조인트의 비틀림 방지 장치를 형성하는 4개의 축 방향 돌출 웨브를 포함한다. 이 목적을 위해 베이어닛 조인트의 양 측면에 추가 비틀림 방지 장치를 형성하는 웨브들을 국부적으로 수용하기 위해 반경 방향으로 내부에 설계된 4개의 대응하는 홈이 존재할 수 있으며, 그 결과 베이어닛 조인트의 다른 한 측면과 관련하여 베이어닛 조인트의 한 측면의 회전 운동이 발생하지 않을 수 있다. 기본적으로 보강 요소의 통합을 위해서는 축 방향 삽입 이동만 필요하기 때문에 설치되는 부품들의 수 감소에도 불구하고 간단한 조립이 가능하다.

이 경우 웨브들은 사출 성형 부품으로 설계된 보강 요소의 사출 지점으로서 형성될 수 있다. 상기 웨브들은 결합 라인(binding line) 강도가 더 높아져, 결과적으로 증가된 수명을 갖는다. 상기 사출 지점들은 오염으로부터 해당 위치의 끼워맞춤부를 보호하기 위해 특히 반경 방향 내부 측면에서 웨브들 상에 배치되어 있다.

더욱이, 보강 요소는 실링 링의 동적 실링 립을 지지하고 마모 또는 다른 기계적 손상으로부터 보호하기 위해 반경 방향 외측면에 복수의 슬라이딩 표면을 가질 수 있다.

또한, 한 쌍의 제1 맞물림 요소가 반경 방향 돌출부를 가질 수 있고, 상기 쌍의 제2 맞물림 요소는 적어도 원주 방향으로 개방되어 있고 축 방향으로 형성된 언더컷을 가질 수 있으며, 이 경우 상기 언더컷에 의해 형성된 공간의 반경 방향 폭은 제1 맞물림 요소의 돌출부의 반경 방향 연장부보다 크거나 같아 상기 쌍의 맞물림 요소들 사이의 상대 회전 운동 시 제1 맞물림 요소의 돌출부가 언더컷에 의해 형성된 공간 안쪽으로 선회할 수 있다.

언더컷은 특히, 절삭 공구에 의해 형성된 반경 방향 리세스일 수 있으므로 축 방향으로 매우 작은 제조 공차만 가질 수 있다. 마찬가지로 언더컷은 이러한 방식으로 반경 방향으로 매우 정밀하게 형성될 수 있다.

특히, 제1 맞물림 요소의 반경 방향 돌출부는 원호에 의해 반경 방향으로 제한되어 있으며, 그리고 언더컷에 의해 형성된 공간은 마찬가지로 원호 형태의 반경 방향 외부 윤곽을 가지므로, 결과적으로 제1 맞물림 요소가 제2 맞물림 요소의 언더컷 공간 안쪽으로 선회한 다음 돌출부가 기본적으로 반경 방향으로 상기 공간을 채운다.

특수 실시 형태에서, 돌출부의 원호로부터 시작하여 반경 방향으로, 원주 방향으로 베이어닛 조인트를 차단하기 위해 융기부로도 지칭되는 하나 이상의 압착 요소가 더 배치되어 있다. 특히, 돌출부 원호의 단부 영역 상에는 각각 압착 요소가 배치될 수 있다.

이 경우 돌출부는 언더컷에 의해 형성된 공간의 축 방향 폭에 상응하는 축 방향 폭을 가질 수 있으며, 그 결과 베이어닛 조인트가 축 방향으로 유격 없이 설계되어 있다. 돌출부가 축 방향 초기 응력에 의해 언더컷에 의해 형성된 공간 내에 배치된 경우 추가로 유격 자유도가 확보된다. 이 경우에는 언더컷 상에 그리고/또는 돌출부 상에 삽입 경사를 제공하고, 상기 삽입 경사는 돌출부를 언더컷에 의해 형성된 공간으로 돌려 넣는 것을 용이하게 한다.

피스톤이 실린더의 중앙에 위치할 수 있도록 하는 상기 피스톤은 반경 방향 외측면에 끼워맞춤부를 가질 수 있다. 또한, 피스톤은 외부 표면을 가질 수 있으며, 이 외부 표면은 특히 보강 요소 및/또는 실링 링이 정해진 마모 한계에 도달한 경우, 적어도 일시적으로 밀봉 효과를 구현하기 위해 실린더 내에서 비상 작동 특성을 갖는다.

추가의 바람직한 구현 예에서, 액추에이터는 피스톤에 의해 적어도 형상 결합 방식으로 유지되는 실링 링을 갖고, 이 경우 상기 피스톤은 축 방향으로 상기 실링 링에 힘을 가하는 역할을 하는 하나 이상의 제1 반경 방향 숄더를 형성한다.

상기 제1 반경 방향 숄더는 특히, 스핀들 구동 장치로부터 멀어지는 피스톤의 운동 시 실링 링을 함께 움직일 목적으로 구동 부재와의 기계적 연결로부터 축 방향으로 떨어져서 마주보는 피스톤의 측면에 구현될 수 있다.

피스톤의 제2 반경 방향 숄더는 스핀들 구동 장치 쪽 방향으로 수행되는 피스톤의 운동 시 실링 링을 함께 움직일 목적으로 축 방향으로 대향하는 피스톤의 측면에 배치될 수 있다.

두 숄더는 피스톤의 축 방향 접촉면들에 의해 구현될 수 있다. 상기 숄더들 또는 접촉면들은 피스톤의 통합 구성 부품이기 때문에 특히 그들의 상호 간격에서 매우 작은 공차를 갖는다. 축 방향 접촉면들 사이에서 피스톤은 실링 링을 수용하기 위한 시일 시트 또는 넓은 외주 홈을 형성한다. 이로 인해 실링 링의 위치 설정 정확도가 크게 증가되어 재현 가능한 압력 상승이 가능하다. 상기 실시 형태의 추가 효과는 피스톤이 실링 링과 함께 매우 콤팩트한 구조 유닛으로서 설계될 수 있고, 그 결과 공간 절약 방식으로 설계될 수 있다는 것이다.

특히, 실링 링은 링 형태로 설계된 보강 요소에 의해 축 방향으로 지지될 수 있다. 예를 들어, 보강 요소는 자신의 반경 방향 외부 영역 상에 축 방향으로 돌출되는 접촉 영역을 가질 수 있으며, 이 접촉 영역은 축 방향으로 실링 링의 반경 방향으로 돌출되는 실링 립에 인접하고 그곳에서 실링 립을 축 방향으로 지지한다.

또한, 실링 링은 축 방향 단부면 상에서 원주에 걸쳐 분포되는 방식으로 복수의 접촉 요소를 가질 수 있으며, 이들 접촉 요소는 피스톤의 제2 숄더 상에서 상기 실링 링을 축 방향으로 지지하는 역할을 한다. 이러한 접촉 요소들은 크라운으로도 지칭되는데, 이 크라운은 축 방향으로 연장되고, 축 방향으로 피스톤 상에 실링 링을 정확하게 위치 설정하기 위해 상기 피스톤 상에서 공차 없는 접촉을 위해 사용된다. 특히, 이러한 접촉 요소는 축 방향으로 스프링 효과를 가질 수 있으므로, 조립된 상태에서는 실링 링이 접촉 요소들에 축 방향으로 대향하는 측면에 위치하는 피스톤의 숄더에 인접하는 것이 보장된다.

본 발명의 또 다른 양상으로는 액추에이터의 조립 방법이 제시될 수 있으며, 상기 방법에서는 피스톤이 베이어닛 조인트에 의해, 스핀들 헤드와 관련하여 피스톤의 회전에 의해, 상기 스핀들 헤드와 기계적으로 단단히 연결된다. 그 다음 보강 요소의 웨브들은, 베이어닛 조인트의 양 측면의 상대 회전 운동을 차단하고 이와 같은 방식으로 상기 베이어닛 조인트를 고정하기 위해 베이어닛 조인트 상에 또는 내부에 통합, 특히 삽입된다. 보강 요소의 병진 자유도를 차단할 목적으로, 이러한 경우 실링 링은 보강 요소의 측면에서 축 방향으로, 숄더들 또는 피스톤의 축 방향 접촉 표면들 사이에서 그곳에 형성된 넓은 외주 홈에 삽입된다. 실링 링의 탄성으로 인해, 보강 요소의 축 방향 고정이 간단한 방식으로 수행되는데, 그 이유는 상기 보강 요소가 피스톤 홈에 형상 결합 방식으로 가열 수축 조립되기 때문이다.

또한, 토크 전달 장치가 제공되며, 상기 토크 전달 장치는 이러한 토크 전달 장치에 의해 토크 전달 경로를 개방하거나 폐쇄하기 위해 축 방향으로 이동 가능한 힘 전달 요소의 변위를 목적으로 유체 체적 흐름을 구현하기 위한 본 발명에 따른 액추에이터를 포함한다.

특히, 토크 전달 장치는 마찰 클러치이며, 이 경우 액추에이터는 토크의 마찰 결합 방식 전달을 위해 토크 전달 장치의 마찰 요소의 축 방향 변위를 위한 힘 전달 역할을 한다.

위에서 설명한 발명은 하기에서는 관련된 기술적인 배경으로 인해, 바람직한 구현 예들을 나타내는 해당 도면들을 참조하여 상세히 설명된다. 본 발명은 전적으로 개략적인 도면들에 의해 제한되지 않으며, 이 경우 도면에 도시된 실시 예들은 도시된 치수로 한정되지 않는다는 점을 유의해야 한다.

도면부에서:
도 1은 투시도에서 스핀들 헤드, 피스톤, 보강 요소 및 실링 링의 조립체를 사시 단면도로 도시하며,
도 2는 스핀들 헤드를 사시도로 도시하고,
도 3은 피스톤을 사시도로 도시하며,
도 4는 보강 요소를 사시도로 도시하고,
도 5는 실링 링을 사시도로 도시하며,
도 6은 전체 액추에이터를 사시도로 도시하고,
도 7은 스핀들 헤드를 조립하는 단계를 도시하며,
도 8은 피스톤을 조립하는 단계를 도시하고,
도 9는 보강 요소를 조립하는 단계를 도시하며,
도 10은 실링 링을 조립하는 단계를 도시하고,
도 11은 구동 요소와 액추에이터의 피스톤 사이의 연결 영역의 추가 실시 형태를 부분적으로 분해한 사시 단면도를 도시하며, 그리고
도 12는 상기 실시 형태의 조립체를 사시 단면도로 도시한다.

액추에이터는 도 1에 도시된 바와 같이, 구동 부재(10)에서 피스톤(20)으로 넘어가는 전환 영역에 형성되어 있다. 본원에서 구동 부재(10)는 여기에 도시되지 않은 스핀들 상에 회전 고정 방식으로 배치된 스핀들 헤드(14)를 포함한다. 여기에 도시된 실시 형태에서, 피스톤(20)은 베이어닛 조인트(30)에 의해 스핀들 헤드(14)와 직접 결합되어 있다. 베이어닛 조인트(30)의 의도하지 않은 풀림을 방지하기 위해, 보강 요소(40)가 배치되어 있으며, 이 보강 요소는 동시에 축 방향으로 마찬가지로 피스톤(20) 상에 배치된 실링 링(50)의 실링 립(51)을 지지한다.

피스톤(20)은 반경 방향 제1 숄더(21) 및 축 방향으로 대향하는 제2 반경 방향 숄더(22)를 갖는다. 이 두 숄더(21, 22) 사이에서, 축 방향 탄성 실링 링(50)은 그곳에 형성된 넓은 외주 홈(23) 내에 축 방향 초기 응력에 의해 장착되어 있으며, 그 결과 피스톤(20)은 축 방향 운동 시 실링 링(50)을 영구적으로 종동하는 것이 보장된다.

도 2는 스핀들 헤드(14)를 사시도로 도시한다. 베이어닛 조인트(30)를 형성하기 위한 스핀들 헤드(14)가 서로 직경으로 대향하는 2개의 제1 맞물림 요소(31)를 갖는다는 것을 알 수 있으며, 이때 상기 맞물림 요소들은 반경 방향으로 연장되는 돌출부(32)에 의해 각각 형성되어 있다. 원주 방향으로 위치하는 개별 돌출부(32)의 단부 영역들에는 압착 요소(33)가 각각 배치되어 있다.

도 3은 피스톤(20)을 사시도로 도시한다. 피스톤(2)이 마찬가지로 직경으로 서로 대향하는 제2 맞물림 요소(34)들을 갖는다는 것을 알 수 있다. 상기 제2 맞물림 요소(34)들은 각각 언더컷(35)을 형성하며, 이들 언더컷은 재차 스핀들 헤드(14)의 제1 맞물림 요소(31)의 돌출부(32)를 수용하는 역할을 하는 공간(36)을 각각 형성한다. 이 경우 관련 언더컷(35)의 각각의 반경 방향 내측면(37) 및 돌출부(32)들 상에 있는 압착 요소(33)들의 반경 방향 연장부는 스핀들 헤드(14)와 피스톤의 상대 회전을 보장하기 위해 상기 압착 요소(33)들이 관련 언더컷(35)의 반경 방향 개별 내측면(37)을 따라서 슬라이딩될 수 있도록 설계되어 있다.

스핀들 헤드(14)와 피스톤(20)이 베이어닛 조인트(30)를 형성하기 위한 결합 각도 위치 설정에 도달한 후, 압착 요소(33)들은 스핀들 헤드(14)와 피스톤(20)의 추가 회전 운동 또는 역방향 회전 운동을 차단하여 베이어닛 조인트(30)의 결합 효과를 보장한다.

원주 방향으로 위치하는 언더컷(35)의 단부 영역들에는, 피스톤(20) 상에 고정될 보강 요소(40)의 웨브(42)들을 수용하는 역할을 하는 반경 방향으로 형성된 홈(24)들이 있다.

이와 동시에 보강 요소(40)는 원주 방향으로 압착 요소(33)들에 의해서도 형상 결합 방식으로 유지된다.

이 보강 요소(40)는 도 4에 사시도로 도시되어 있다. 4개의 웨브(42)가 링 영역(41)으로부터 축 방향으로 연장되는 것을 알 수 있다. 이러한 웨브(42)들은 피스톤(20)과 스핀들 헤드(14) 사이의 상대 회전 운동을 방지하고, 이에 따라 베이어닛 조인트(30)가 체결되어 있도록 하는 역할을 한다.

웨브(42)들은 본원에서 스핀들 헤드(41) 상에서 정해진 접촉을 구현하기 위해 반경 방향으로 내측을 향하는 자신의 측면들에 끼워맞춤 표면(44)들을 갖는다. 제1 슬라이딩 표면(45)과 제2 슬라이딩 표면(46)은 링 영역(41)의 반경 방향 외측면에 구현되어 있으며, 이들 슬라이딩 표면은 실링 립(51) 자체의 상태 또는 마모에 따라 지지 및/또는 밀봉 효과를 달성할 수 있다.

또한, 보강 요소(40)는 축 방향으로 돌출하는 접촉 영역(43)을 포함하며, 상기 접촉 영역은 도 1에 도시된 바와 같이 실링 링(50)의 실링 립(51)과 접촉하고 지지하는 역할을 한다.

도 5는 실링 링(50)을 사시도로 도시한다.

실링 링(50)은 액추에이터의 실린더 작동 표면에서 충분한 밀봉을 달성하기 위해, 본질적으로 반경 방향으로 돌출하는 실링 립(51)을 갖는다는 것을 알 수 있다. 또한, 축 방향 단부 영역에서 실링 링(50)은 크라운으로도 지칭되는 원주에 걸쳐 분포되는 복수의 접촉 요소(52)를 갖는다는 것을 알 수 있다. 상기 접촉 요소(52)들은 스프링 효과를 가지며, 그 결과 실링 링(50)은 도 1에 도시된 바와 같이 초기 응력 하에서 피스톤(20) 상에 축 방향으로 정확하게 위치 설정될 수 있다.

도 6은 전체 액추에이터(1)를 사시도로 도시하고, 이때 도 1에 도시된 조립체는 여기에서 사시도로 도시되어 있다. 또한, 여기서는 구동 부재(10)로서 제공된 스핀들(11)을 볼 수 있으며, 상기 스핀들의 축 방향 단부 상에는 스핀들 헤드(14)가 장착되어 있다. 피스톤(20), 보강 요소(40) 및 실링 링(50)은 조립 순서에 따라 별도로 도시되어 있다.

도 7 내지 10은 개별 조립 단계를 도시한다.

도 7은, 스핀들 헤드(14)가 스핀들(11)의 축 방향 단부 상에 단단히 연결되어 나사산 생크(12)의 단부 상에서 스핀들(11)과 단단히 연결되어 있는 것을 도시한다.

이어서 도 8에 따르면, 피스톤(20)은 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 베이어닛 조인트(30)를 생성하기 위해 여기에 표시된 피스톤(20)의 회전 운동에 의해 조립된다.

그다음 도 9는 피스톤(20) 상에서의 보강 요소(40)의 조립을 도시한다.

마지막으로 도 10에 도시된 바와 같이, 축 방향으로 보강 요소(40)에 인접하는 실링 링(50)이 장착된다.

도 11 및 12는 피스톤(20)을 스핀들 헤드(14)와 연결하는 영역의 추가 실시 형태를 도시한다. 여기서에서는, 피스톤(20)이 반경 방향 외측면에 외부 나사산(26)을 갖는 동축으로 형성된 핀(25)을 갖는다는 것을 알 수 있다. 상기 핀(25) 또는 그곳에 배치된 외부 나사산(26)은 자석 가이드(60)를 수용하는 역할을 한다. 상기 자석 가이드(60)는 중공 실린더의 형태로 설계된 자석(62)을 수용하는 역할을 하는 수용 요소(61)를 포함한다. 자석 가이드(60)는 자신의 반경 방향 내측면에서 피스톤(20)의 핀(25)에 대해 상보적으로 형성되어 있으며, 그 결과 상기 위치에 있는 외부 나사산(26)에 의해 자석 가이드(60)는 핀(25)에 꽂힌 상태로 일시적으로 고정될 수 있다. 조립된 상태에서, 자석 가이드(60)를 피스톤(20) 상에 고정하기 위해 핀(25)과 자석 가이드(60) 또는 그 수용 요소(61) 사이에는 점착성 실링(64)이 구현되어 있다. 자석 가이드(60)는 또한 측면적(63)을 형성하고, 이 측면적에 의해서는 마찬가지로 비상 작동 특성이 축 방향 가이드와 동시에 액추에이터의 실린더에서 구현될 수 있다.

도 12는 상기 실시 형태를 조립된 상태에서 도시하며, 이 경우 수용 요소(61)가 피스톤(20)의 핀(25)에 고정되어 있는 것을 볼 수 있다.

본원에 제안된 액추에이터와 이를 구비한 토크 전달 장치에 의해서는, 간단하고 경제적이면서 공간을 절약하는 구조로 액추에이터 피스톤의 정확한 위치 설정을 보장하고, 결과적으로 연결된 클러치의 정확한 작동을 보장하는 장치들이 사용될 수 있다.

1: 액추에이터
10: 구동 부재
11: 스핀들
12: 나사산 생크
14: 스핀들 헤드
20: 피스톤
21: 반경 방향 제1 숄더
22: 반경 방향 제2 숄더
23: 외주 홈
24: 홈
25: 핀
26: 외부 나사산
30: 베이어닛 조인트
31: 제1 맞물림 요소
32: 돌출부
33: 압착 요소
34: 제2 맞물림 요소
35: 언더컷
36: 공간
37: 언더컷의 반경 방향 내측면
40: 보강 요소
41: 링 영역
42: 웨브
43: 축 방향으로 돌출하는 접촉 영역
44: 끼워맞춤 표면
45: 제1 슬라이딩 표면
46: 제2 슬라이딩 표면
50: 실링 링
51: 실링 립
52: 접촉 요소
60: 자석 가이드
61: 수용 요소
62: 자석
63: 측면적
64: 점착성 실링

Claims (10)

1. 토크 전달 장치를 작동시키기 위한 액추에이터(1)로서, 토크 전달 장치를 작동시키기 위한 유체 체적 흐름을 형성할 목적으로 피스톤-실린더 유닛의 가동 피스톤(20)과 병진 이동 가능한 구동 부재(10)를 포함하고, 상기 구동 부재(10)와 피스톤(20)은, 구동 부재(10)를 이용한 피스톤(20)의 이동을 위해서 축 방향으로 상기 피스톤(20)과 구동 부재(10) 자체의 형상 요소들을 통해서만 형상 결합 방식으로 서로 단단히 연결된, 액추에이터.
2. 제1항에 있어서, 기계적 연결을 구현하는 상기 피스톤(20)과 구동 부재(10)의 형상 요소들이 베이어닛 조인트(30)의 구성 부품이고, 상기 베이어닛 조인트에 의해 상기 피스톤(20)이 상기 구동 부재(10) 상에 고정된 것을 특징으로 하는, 액추에이터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 부재(10)가 스핀들 드라이브, 특히 유성 롤링 접촉 기어의 회전 고정 방식으로 배치되고 병진 이동 가능한 스핀들(11)인 것을 특징으로 하는, 액추에이터.
4. 제3항에 있어서, 상기 스핀들(11)이 상기 구동 부재(10)의 단부 영역을 형성하는 스핀들 헤드(14)를 구비하며, 상기 베이어닛 조인트(30)의 일 측면은 상기 스핀들 헤드(14)에 의해 형성되어 있고, 상기 베이어닛 조인트(30)의 다른 일 측면은 상기 피스톤(20)에 의해 형성된 것을 특징으로 하는, 액추에이터.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터가 보강 요소(40)를 구비하며, 이 보강 요소는 상기 베이어닛 조인트(30)의 양 측면을 서로 원주 위치들에서 서로 강제 결합 방식으로 그리고/또는 형상 결합 방식으로 고정하는 것을 특징으로 하는, 액추에이터.
6. 제5항에 있어서, 상기 베이어닛 조인트(30)는 양 측면에 각각 하나 이상의 맞물림 요소(31, 34)를 구비하며, 일 측면의 각각의 맞물림 요소(31, 34)는 상기 베이어닛 조인트(30)의 다른 일 측면의 맞물림 요소(31, 34)에 맞물리거나 다른 일 측면의 맞물림 요소(31, 34)에 의해 맞물리도록 설계되어, 상기 베이어닛 조인트(30)가 서로 맞물리는 적어도 한 쌍의 맞물림 요소(31, 34)를 구비하고, 상기 보강 요소(40)는 링 영역(41)을 가지며, 이 링 영역으로부터는 축 방향으로 복수의 웨브(42)가 연장되며, 상기 웨브(42)들은 쌍으로 배치된 맞물림 요소(31, 34)들의 상대 회전 운동을 형상 결합 방식으로 차단하는 것을 특징으로 하는, 액추에이터.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이어닛 조인트(30)가 양 측면에 각각 하나 이상의 맞물림 요소(31, 34)를 구비하며, 일 측의 각각의 맞물림 요소(31, 34)는 상기 베이어닛 조인트(30)의 다른 일 측의 맞물림 요소(31, 34)에 맞물리거나 다른 일 측의 맞물림 요소(31, 34)에 의해 맞물리도록 설계되어, 상기 베이어닛 조인트(30)가 서로 맞물리는 적어도 한 쌍의 맞물림 요소(31, 34)를 구비하고, 한 쌍의 제1 맞물림 요소(31)는 반경 방향 돌출부(32)를 갖고, 이러한 쌍의 제2 맞물림 요소(34)는 적어도 원주 방향으로 개방되어 있고 축 방향으로 형성된 언더컷(35)을 가지며, 상기 언더컷(35)에 의해 형성된 공간(36)의 반경 방향 폭은 상기 제1 맞물림 요소의 돌출부(32)의 반경 방향 연장부보다 크거나 같으므로, 상기 쌍으로 이루어진 맞물림 요소(31, 34)들 사이 상대 회전 운동 시, 상기 제1 맞물림 요소(31)의 돌출부(32)가 상기 언더컷(35)에 의해 형성된 공간(36) 안쪽으로 선회 가능한 것을 특징으로 하는, 액추에이터.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터(1)가 상기 피스톤(20)에 의해 적어도 형상 결합 방식으로 유지되는 실링 링(50)을 갖고, 상기 피스톤(20)은 축 방향으로 상기 실링 링(50)에 힘을 가하는 역할을 하는 하나 이상의 제1 반경 방향 숄더(21)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 액추에이터.
9. 제8항에 있어서, 상기 실링 링(50)이 축 방향 단부면의 원주에 걸쳐 분포되는 방식으로 복수의 접촉 요소(52)를 가지며, 이들 접촉 요소는 상기 피스톤(20)의 제2 숄더(22) 상에서 상기 실링 링(50)을 축 방향으로 지지하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는, 액추에이터.
10. 축 방향으로 이동 가능한 힘 전달 요소의 변위를 목적으로, 토크 전송 장치에 의해 토크 전송 경로를 개방하거나 폐쇄하기 위해 유체 체적 흐름을 구현하기 위한 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 액추에이터(1)를 포함하는, 토크 전달 장치.

Images