SE527565C2

SE527565C2 - Aggregates for indication of clutch wear and clutch actuators

Info

Publication number: SE527565C2
Application number: SE0402503A
Authority: SE
Inventors: Sten Jiewertz
Original assignee: Scania Cv Abp
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-11
Also published as: SE0402503D0; SE0402503L; DE112005002408B4; DE112005002408T5; WO2006041350A1

Abstract

A sensor assembly capable of signaling a position between a first sensor body (26) and a second sensor body (30) in an automotive clutch. The second sensor body, responsive to clutch wear is gradually displaceable to new positions by a reciprocable clutch actuator component (20) including the first sensor body (26). For the sensor assembly to be capable also of signaling a worn clutch, the assembly, in combina-tion, has means (14) for preventing further displacement of the second sensor body (30) at an end position corresponding to a critical wear state of the clutch, and com-pliant means (40) to be compressed between the actuator component (20) and the second sensor body (30) when the second sensor body (30) has reached the end position. The assembly is thereby capable of signaling a position between said sen-sor bodies (26, 30) that is indicative of said critical wear state.

Description

20 25 30 35 527 565 208-04 2 För ett stort eller medelstort lastfordon kan ett sådant område typiskt motsvara en kvarvarande tjocklek hos friktionsmateríalet uppgående till omkring 5 mm. For a large or medium-sized truck, such an area can typically correspond to a residual thickness of the friction material amounting to about 5 mm.

Genom ett sådant aggregat kan ett existerande kopplingssensoraggregat enkelt modiﬁeras för att även kunna avkänna kopplingsslitage utan att göra avkall på den höga noggrannheten hos kopplingens ingreppssensor. Aggregatet kan även framställas mycket utrymmessparande och med mycket låg vikt.Through such an assembly, an existing clutch sensor assembly can be easily modified to also be able to detect clutch wear without sacrificing the high accuracy of the clutch engagement sensor. The unit can also be manufactured very space-saving and with very low weight.

De efterglvliga organ innefattar företrädesvis ett elastiskt ettergivligt organ och mest företrädesvis ett förspänt fjäderorgan. Genom användning av en förspänd fjäder med en förspänning som är större än en friktionskraft som motverkar förflyttning av den andra sensorkroppen, kommer signalema från sensoraggregatet att fortsätta att noggrant och upprepat motsvara det faktiska ingreppstillståndet hos kopplingen, oberoende av kopplingsslitage.The resilient means preferably comprise an elastic resilient member and most preferably a biased spring member. By using a biased spring with a bias voltage greater than a frictional force that counteracts the movement of the second sensor body, the signals from the sensor assembly will continue to accurately and repeatedly correspond to the actual engagement state of the clutch, independent of clutch wear.

Andra fördelar och särdrag hos uppﬁnningen framgår av patentkraven och den detaljerade beskrivningen.Other advantages and features of the invention will be apparent from the claims and the detailed description.

Kortfattad ritningsbeskrivning FIG. 1 är en vy med bortbrutna delar, delvis i snitt, visande ett aggregat för indikering av kopplingsslitage enligt uppﬁnningen, avkännande ett inkopplat normalt kopplingstillstànd; FIG. 2 är en vy motsvarande FIG. 1, visande aggregatet med mycket stort kopplings-slitage i ett urkopplat kopplingstillstánd; FIG. 3 är en vy motsvarande FIG. 2, visande aggregatet avkännande ett inkopplat kopplingstillstånd samt även avkännande det mycket stora kopplingsslitaget; FIG. 4 är en vy i större skala, delvis i snitt, visande det inringade området 4 i FIG. 2 mer detaljerat; och FIG. 5 är en vy, delvis i snitt, visande ett kopplingsställdon införlivat med ett sensor- aggregat enligt uppﬁnningen.Brief Description of the Drawings FIG. 1 is a view with broken away parts, partly in section, showing an assembly for indicating clutch wear according to the invention, sensing a connected normal clutch condition; FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1, showing the unit with very large clutch wear in a disengaged clutch condition; FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2, showing the unit sensing a switched-on clutch condition and also sensing the very large clutch wear; FIG. 4 is a view on a larger scale, partly in section, showing the circled area 4 in FIG. 2 more detailed; and FIG. 5 is a view, partly in section, showing a coupling actuator incorporated with a sensor assembly according to the invention.

Detaljerad beskrivning Med hänvisning till FIG.1 visas ett aggregat med en närhetssensor monterat i ett bakre ändparti av ett kopplingsställdon 70 (helt visat i FIG. 5) för ett motorfordon. Ett hus för kopplingsställdonet har en ställdonskomponent innefattande en cylindrisk hylsa 10. En fram- och åter rörlig kolvstång 20 hos ett kopplingsställdon år förskjutbart styrd i huset för att sträcka sig axiellt in i hylsan 10 med radiellt spel till hylsans 10 cylindriska inneryta 12.Detailed Description Referring to FIG. 1, there is shown an assembly having a proximity sensor mounted in a rear end portion of a clutch actuator 70 (fully shown in FIG. 5) for a motor vehicle. A housing for the clutch actuator has an actuator component comprising a cylindrical sleeve 10. A reciprocating piston rod 20 of a clutch actuator is slidably guided in the housing to extend axially into the sleeve 10 with radial play to the cylindrical inner surface 12 of the sleeve 10.

En första sensorkropp 26 i form av en axiell tapp år monterad i ett cylindriskt urtag 22 hos den fram och åter rörliga kolvstången 20 för att vara rörlig med denna. Den första sensorkroppen 26 framskjuter axiellt förbi en ändyta av kolvstången 20.A first sensor body 26 in the form of an axial pin is mounted in a cylindrical recess 22 of the reciprocating piston rod 20 to be movable therewith. The first sensor body 26 projects axially past an end face of the piston rod 20.

En andra sensorkropp 30 är förskjutbart lagrad med friktionsingrepp i den cylindriska innerytan 12 hos hylsan 10. Nännare bestämt utövar ett hylstjäderelement 32 av metall P-Uﬁnmtmente :ru-I šnttínnehacefneﬂ nr-al Qnttínncffømnnrøm lnhrnnt Filnﬂﬂl K1 WIWÜR-ﬂd SV MY? FIN". 10 15 20 25 30 35 527 565 208-04 3 monterat pà den cylindriska ytterytan av sensorkroppen 30 en bestämd radiell kraft pä den cylindriska innerytan 12, så att den andra sensorkroppen 30 ej kommer att glida av sig själv i innerytan 12 - exempelvis under inverkan av normala mekaniska vibrationer. En framskjutande del av den andra sensorkroppen 30, avsedd att upptagas i urtaget 22, har en koaxiell borrning 34 anordnad att uppta den framskjutande första sensorkroppen utan varje mekanisk kontakt som annars skulle kunna skada den första sensorkroppen 26 eller skadligt inverka pà den resulterande signalen.A second sensor body 30 is slidably mounted with frictional engagement in the cylindrical inner surface 12 of the sleeve 10. More specifically, a sleeve support member 32 of metal P-U FIN 15. Mounted on the cylindrical outer surface of the sensor body 30 a certain radial force on the cylindrical inner surface 12, so that the second sensor body 30 will not slide by itself in the inner surface 12 - A projecting portion of the second sensor body 30, intended to be received in the recess 22, has a coaxial bore 34 arranged to receive the projecting first sensor body without any mechanical contact which could otherwise damage the first sensor body 26 or adversely affect the resulting signal.

Pâ ett välkänt sätt inom tekniken, som ej därför kommer att helt beskrivas, kan den andra sensorl 3), graden av närhet till den första sensorkroppen 26 - dvs. framskridande av den första sensorkroppen 26 i borrningen 34. Graden av närhet, motsvarande ett inbördes läge mellan de förslitningselement i kopplingen som kan ingripa med varandra, signaleras genom en signalledning 62 till en elektronisk signalbehandlande utrustning 64 i fordonet som en representation av kopplingsdriftens rådande tillstànd dvs. en bestämd grad av urkoppling eller inkoppling i kopplingen. Pâ grundval av sensorsignalema kan den elektroniska utrustningen 64 styra kopplingsställdonets drift i samband med manuell eller automatisk växling i fordonets drivtransmission (ej visat).In a manner well known in the art, which will not therefore be fully described, the second sensor1 3), the degree of proximity to the first sensor body 26 - i.e. advancing the first sensor body 26 into the bore 34. The degree of proximity, corresponding to a mutual position between the wear elements in the coupling which can engage with each other, is signaled through a signal line 62 to an electronic signal processing equipment 64 in the vehicle as a representation of the coupling operation. . a certain degree of disconnection or engagement in the clutch. Based on the sensor signals, the electronic equipment 64 can control the operation of the clutch actuator in connection with manual or automatic shifting of the vehicle's drive transmission (not shown).

När kopplingen slits kommer ingreppsslaget hos kopplíngens fram och åter rörliga kolvstàngsände 24 att gradvis nä längre och längre in i hylsan 10. För att amplituden hos de på varandra följande sensorsignalema skall vara oberoende av kopplingsslitage, dvs. förslitning av friktionselementen i kopplingen under deras livslängd, kommer den andra sensorkroppen 30 att kompensera för förslitningen genom att vara gradvis förﬂyttad genom anslagskraften hos den framskridande kolvstängsänden 24 som övervinner fjäderkraften hos tjäderelementet 32. För nännare beskrivning av en närhetssensor av denna typ hänvisas till sökandens ovannämnda svenska patentansökan nr 0401859-4.When the clutch wears, the engagement stroke of the reciprocating piston rod end 24 of the clutch will gradually reach further and further into the sleeve 10. In order for the amplitude of the successive sensor signals to be independent of clutch wear, i.e. wear of the friction elements in the clutch during their service life, the second sensor body 30 will compensate for the wear by being gradually displaced by the impact force of the advancing piston rod end 24 which overcomes the spring force of the capercaillie element 32. Swedish patent application no. 0401859-4.

Ovan beskrivna närhetssensoraggregat är även försett med ett aggregat för indikering av kopplingsslitage, i kombination innefattande ett ändanslag 14 för att hindra ytterligare förflyttning av den andra sensorkroppen 30 vid ett läge motsvarande ett nästan utslitet tillstànd hos kopplingen, och ett fjäderaggregat 40 placerat mellan den första sensorkroppen 26 och den andra sensorkroppen 30.The proximity sensor assembly described above is also provided with a coupling wear indicating assembly, in combination comprising an end stop 14 to prevent further movement of the second sensor body 30 at a position corresponding to an almost worn condition of the coupling, and a spring assembly 40 located between the first sensor body 26 and the second sensor body 30.

I den visade utföringsforrnen innefattar ändanslaget 14 en ringformig làsring 18 lokaliserad nära den fria änden av den cylindriska innerytan 12 hos hylsan 10 och hallen pä plats av en klämring 16 införd i ett ringformigt spår hos innerytan 12.In the embodiment shown, the end stop 14 comprises an annular locking ring 18 located near the free end of the cylindrical inner surface 12 of the sleeve 10 and the hall in place of a clamping ring 16 inserted in an annular groove of the inner surface 12.

Med hänvisning till FIG. 4 har ﬁäderaggregatet 40 en ringformig trycktjäder 42.Referring to FIG. 4, the spring assembly 40 has an annular pressure cap 42.

Medan andra ﬁädrar kan vara lika användbara, är fjädern 42 i den visade utföringsforrnen en "Smalley® crest-to-crest spiral wave spring”. En axiell ände av tryckﬁädem 42 är understödd av en yttre radiell ﬂäns 36 hos den andra sensorkroppen 30. Den motsatta axiella änden hos P-Hﬁnnumanáe and Qaßinnnhaeeﬁxeﬂ anal QøNinne\Tau-|nnrnn: Inkarnat Filø§\ﬁ| V1 1ﬁ\9ﬂRJ\Å BU COW dnr”. 10 15 20 25 30 527 565 208-04 4 tjädem 42 vilar mot en bricka 44. Brickan är i sin tur understödd mot en radiell ﬂäns hos en delad klämring 46 uppvisande en yttre L-formad ringforrnig sektion och upptagen i ett ringfonnlgt urtag 48 i den andra sensorkroppen 30, så att brickan 44 kan glida pà en cylindrisk yta 52 hos den andra sensorkroppen när ﬁädem 42 sammanpressas eller avlastas.While other springs may be equally useful, the spring 42 in the illustrated embodiment is a "Smalley® crest-to-crest spiral wave spring". opposite axial end of P-H ﬁ nnumanáe and Qaßinnnhaee ﬁ xe ﬂ anal QøNinne \ Tau- | nnrnn: Inkarnat Filø§ \ ﬁ | V1 1ﬁ \ 9ﬂ RJ \ Å BU COW dnr ”. 10 15 20 25 30 527 565 208-04 4 tjädem 42 vilar mot en washer 44. The washer is in turn supported against a radial axis of a split clamping ring 46 having an outer L-shaped annular section and received in an annular recess 48 in the second sensor body 30 so that the washer 44 can slide on a cylindrical surface 52 of the second sensor body when ﬁ edema 42 is compressed or relieved.

För att underlätta monteringen av klämringen 46 i urtaget 48, har den andra sensorkroppen en stympat konisk yta 50 avsmalnande i riktningen mot kolvstången 20. Å ena sidan väljs avståndet mellan de motsatta ytoma hos den radiella ﬂänsen 36 och brickan 44, och à andra sidan väljs fjädems 42 obelastade längd pà sådant sätt, att ljädem 42 är förspänd av en bestämd kraft, vilken är så mycket större än ovan nämnda friktionskraft som motverkar förﬂyttningen av den andra sensorkroppen 30, att tjädem 42 ej kommer att ytterligare sammanpressas under normal obehindrad förﬂyttning av sensorkroppen 30.To facilitate the mounting of the clamping ring 46 in the recess 48, the second sensor body has a frustoconical surface 50 tapered in the direction of the piston rod 20. On the one hand, the distance between the opposite surfaces of the radial end 36 and the washer 44 is selected, and on the other hand the unloaded length of the spring 42 in such a way that the lid 42 is biased by a certain force, which is so much greater than the above-mentioned frictional force which counteracts the ﬂ of the second sensor body 30, that the cuff 42 will not be further compressed during normal unobstructed ﬂ movement of the sensor body 30.

När under drift med en nästan utsllten koppling den andra sensorkroppen 30 under dess gradvisa förﬂyttning når Iàsringen 18, som antyds i FIG. 2, resulterar ytterligare slitage ' hos friktionskopplingen i att kolvstángens 20 ändyta 24 börja sammanpressa tjâdem 42 vid ändpunkten av varje ingreppsslag hos kopplingens kolv, som antyds i FIG. 3. Detta resulterar i sin tur i att den första sensorkroppens tapp 26 sträcker sig djupare in i den andra sensor- kroppens borrning 24 än vad som varit tidigare möjligt. Denna större närhet mellan sensor- kroppama orsakar nu att sensoraggregatet avger en signal av högre amplitud än tidigare till den elektroniska utrustningen 84. Signalens högre amplitud vid varje ingreppsslag detekteras av den elektroniska utrustningen 64, vilken då förmår att även indikera ovannämnda kritiska förslitningstillstànd, dvs. graden av förslitning nära ett helt utslitet tillstånd hos kopplingen, på ett lämpligt sätt, exempelvis genom att kommunicera ett vamingsmeddelande till en display 66 (FIG. 3) i en förarhytt hos fordonet.When during operation with an almost exhausted coupling the second sensor body 30 during its gradual displacement reaches the locking ring 18, as indicated in FIG. 2, further wear of the friction clutch results in the end face 24 of the piston rod 20 beginning to compress the tether 42 at the end point of each engagement stroke of the piston of the clutch, as indicated in FIG. 3. This in turn results in the pin 26 of the first sensor body extending deeper into the bore 24 of the second sensor body than has previously been possible. This greater proximity between the sensor bodies now causes the sensor assembly to emit a signal of higher amplitude than before to the electronic equipment 84. The higher amplitude of the signal at each engagement stroke is detected by the electronic equipment 64, which is then able to also indicate the above-mentioned critical wear conditions. the degree of wear near a completely worn condition of the clutch, in a suitable manner, for example by communicating a warning message to a display 66 (FIG. 3) in a driver's cab of the vehicle.

Sensoraggregatet 30 har typiskt ett effektivt slagavkännande intervall som uppgår till omkring 30 mm, däromkring 25 mm används för detektering av kopplingens drittstillstànd och omkring 5 mm för kopplingens kritiska förslitningstillstånd. Genom användning av en sensor med en tillräckligt hög upplösning är det även möjligt att använda en första kort del av det kritiska förslitningsintervallet för att signalera och kommunicera även en ytterligare, tidig förslitningsvarning (ej visat) före den verkliga vamingen.The sensor assembly 30 typically has an effective stroke sensing range of about 30 mm, about 25 mm being used to detect the third state of the clutch and about 5 mm for the critical wear condition of the clutch. By using a sensor with a sufficiently high resolution, it is also possible to use a first short part of the critical wear interval to signal and also communicate an additional, early wear warning (not shown) before the actual warning.

(HDnr-.rrmenle and šøttlnneleeefridl Anal Søftlnneﬁømnnrnm lnlnmet Filøelﬁl K1 lﬁﬁñkfld. sv tmn dnr.(HDnr-.rrmenle and šøttlnneleeefridl Anal Søftlnne ﬁ ømnnrnm lnlnmet Filøel ﬁ l K1 l ﬁﬁ ñkfld. Sv tmn dnr.

Claims

10 15 20 25 527 565 208-04 Patent claims

Sensor assembly capable of signaling a position between a first sensor body (26) and a second sensor body (30) in a vehicle coupling, the second sensor body, in response to clutch wear, being gradually movable to new positions of a reciprocating component (20) of a clutch actuator comprising the first sensor body (26); characterized in that the sensor assembly comprises means (14) for further preventing the movement of the second sensor body (30) at an end position corresponding to a critical state of wear of the coupling; and resilient means (40) arranged to be compressed between said component (20) of the switching actuator and the second sensor body (30) when the second sensor body (30) has reached the end position, so that the assembly can signal a position between the sensor bodies (26, 30) which is an indication of the critical wear condition.

The assembly of claim 1, wherein said resilient means comprises resiliently resilient means (42).

The assembly of claim 2, wherein said elastic resilient means comprises biased capercaillie means (42).

An assembly according to claim 3, wherein a bias voltage of said spring means (42) is greater than a frictional force which counteracts the movement of the second sensor body (30).

An assembly according to claim 3 or 4, wherein said spring means (42) are arranged to be mounted on a cylindrical surface (52) of the second sensor body (30) between a radial end (36) of the second sensor body (30) and a washer. (44) biasing the edema (42) by means of a clamping ring (46) received in a recess (48) of the cylindrical surface (52).

An assembly according to any one of the preceding claims, further comprising means (64, 66) for signaling and indicating said position between the sensor bodies.

Coupling actuator (70) provided with an assembly according to any one of the preceding claims. G: \ Files \ 208-04 \ 208-04 SE \ 208-04 SE nva requirements Before svmddoc