WO2014048427A1 - Ausrücksystem für eine kupplung eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Ausrücksystem für eine kupplung eines kraftfahrzeuges Download PDF

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WO2014048427A1
WO2014048427A1 PCT/DE2013/200147 DE2013200147W WO2014048427A1 WO 2014048427 A1 WO2014048427 A1 WO 2014048427A1 DE 2013200147 W DE2013200147 W DE 2013200147W WO 2014048427 A1 WO2014048427 A1 WO 2014048427A1
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piston
sensor
target
housing
integrated
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PCT/DE2013/200147
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Markus Dietrich
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F16D2025/081—Hydraulic devices that initiate movement of pistons in slave cylinders for actuating clutches, i.e. master cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/18—Sensors; Details or arrangements thereof

Definitions

  • the invention relates to a release system for a clutch of a motor vehicle, in particular in the manner of a hydraulic clutch actuator (HCA) with a device for displacement measurement and / or position determination of the piston.
  • HCA hydraulic clutch actuator
  • magnets designed as information transmitter / reference sensor (sensor elements) in cooperation with a sensor / a sen- sier.
  • the magnet is associated with the piston, which is the movable component of the fluidic cylinder, while the sensor is fixed to the cylinder housing fixed with respect to the piston.
  • a clutch actuator which consists of a drive motor such as an electric motor, wherein the electric motor via a transmission, such.
  • a transmission such as a worm gear, a spur gear, a crank gear or a threaded spindle gear, etc.
  • This effect on the master cylinder can be done directly or via a linkage.
  • the movement of the output part of the actuator, such. B. the master cylinder piston is detected with a clutch travel sensor which detects the position or position or the speed or the acceleration of a magnitude which is proportional to the position or engagement position or the speed or acceleration of the clutch.
  • the master cylinder is a pressure medium line, such. B. a hydraulic line, connected to the slave cylinder.
  • the output member of the slave cylinder is operatively connected to the disengagement means, eg, a disengagement lever, such that movement of the slave slave output member causes the disengagement means to also be moved or tilted to control the torque transmittable by the clutch.
  • the actuator can be druckstoffbetätigbar, ie, it may have a Druckstoffgeberund slave cylinder.
  • the actuation of the Druckstoffgeberzylinders can be done by an electric motor, wherein the drive element provided as an electric motor can be controlled electronically.
  • the drive element of the actuator may be in addition to an electric motor drive element and another, for example, pressure-medium-actuated drive element.
  • an actuator in which a drive with a gear with a threaded spindle (for example a ball screw) is used, which is driven by a rotary drive by an electric motor, whereby the spindle nut axially displaceable component axially displaced in the form of a piston for actuating a friction clutch.
  • the piston builds pressure in a pressure chamber formed by housing and piston, which actuates a slave cylinder via a pressure line, which acts on a hydraulically actuated in this way friction clutch, axially.
  • An axial travel of the threaded spindle is provided by means of a sensor device, for example a non-contact sensor such as a magnetic field sensor, a switched Hall sensor or the like, with a sensor part fixed to the housing and a sensor part arranged on the threaded spindle.
  • a sensor device for example a non-contact sensor such as a magnetic field sensor, a switched Hall sensor or the like, with a sensor part fixed to the housing and a sensor part arranged on the threaded spindle.
  • the distance measurement is usually carried out without contact by inductive sensors or Hall sensors, which are e.g. are attached to the housing of the cylinder and detect the movement of the actuated pistons.
  • inductive sensors or Hall sensors which are e.g. are attached to the housing of the cylinder and detect the movement of the actuated pistons.
  • Hall sensors which are e.g. are attached to the housing of the cylinder and detect the movement of the actuated pistons.
  • axial and radial it is not possible in most cases to place a sensor for the inner piston.
  • a further disadvantage is that the magnet must be guided exactly / repeatable and backlash to the Hall sensor and that the sensor integrated on a sensor board must be positioned very accurately and mounted at an angle of 90 ° on the motherboard.
  • the object of the invention is to provide a release system for a clutch of a motor vehicle, in which in a limited space, a simple and inexpensive displacement measurement / position determination of the piston is possible.
  • the disengagement system which is used for a clutch of a motor vehicle, has a drive which, via a transmission, has an axially displaceable in a housing. slidably mounted piston operatively connected and wherein the piston when actuated in a pressure chamber formed by the housing and piston builds pressure, a sensor for detecting the position of the piston is present and according to the invention an inductive sensor integrated into the release system, the housing-fixed inductive sensor with which the position of an electrically conductive object (targets) to be detected can be detected, wherein the target is integrated in the piston or in a complementary to the piston axially displaceable component of the disengagement system or in the form of at least a portion of a complementary to the piston displaceable component is.
  • targets electrically conductive object
  • an absolute inductive Linarwegsensor which uses existing parts as a target or the target integrated into existing parts, whereby additional components are not required. This realizes a reduction in the tolerance chain, reduces the assembly effort and provides a robust and cost-effective way of measuring the displacement of the piston, the accuracy requirement of the positioning of the target and sensor are lower than in the magnet-Hall system used in the prior art Sensor and thus a further cost reduction is possible.
  • the senor has a length which ensures that the target over the entire measuring path, which corresponds to the travel of the piston, the sensor is movable past.
  • the sensor is arranged on a sensor board and aligned substantially axially.
  • the target can be integrated in a component of the transmission which is axially movable with the piston, or at least a region of a component of the transmission which is movable axially with the piston can form the target.
  • the component of the transmission is made of an electrically conductive material, e.g. Steel, this or an area of this component forms the target.
  • this component made of an electrically non-conductive material, e.g. made of plastic this can be provided with the target or the target can be integrated therein.
  • the transmission is embodied, for example, in the form of a planetary roller transmission (PWG), with a threaded spindle which can be driven via the drive (preferably an electric motor) and planetary spindles meshing with an internal thread of a PWG sleeve, whereby the PWG sleeve is moved along the longitudinal axis of the disengagement system is movable, and with a PWG nut, with a drive end facing away from the PWG sleeve in active is binding and transmits an axial movement of the PWG sleeve on the piston, wherein at the opposite end of the drive a cover is arranged, for example, the PWG nut made of steel, at least with its radially outwardly facing portion of the target.
  • the arranged on the sensor board sensor is radially integrated into the outside of the PWG nut in the cap.
  • the PWG sleeve can also form the target (if the PWG sleeve is made of electrically conductive material) or the target can be integrated into the PWG sleeve (if the PWG sleeve is not made of electrically conductive material Sensor disposed in the housing or in the cap.
  • the PWG sleeve is secured against rotation by means of an anti-twist device engaged with the piston.
  • the anti-rotation device made of electrically conductive material, e.g. made of steel, this can be used as a target.
  • the anti-twist device is made of plastic, the target can be fastened or integrated thereon, preferably on the guide region of the anti-twist device in the piston.
  • the sensor is preferably arranged in a recess of the piston, in particular the guide groove of the piston for the rotation.
  • the target is integrated into the plastic piston, it is preferably located in / on the pressure chamber-side end of the piston.
  • the distance between the sensor and the target should be as low as possible.
  • the arranged on the sensor board sensor is connected via a connection with a preferably arranged on the drive side transmitter (which is also arranged on a circuit board), which is covered by an electronics housing cover, which protects the entire electronics assembly including engine electronics.
  • the senor is advantageously arranged in a substantially axially extending sensor dome of the electronics housing cover.
  • the solution according to the invention allows the piston position to be detected directly by measuring the position of the piston when the piston has the target, or by measuring the position of at least one part of the PWG which is analog / complementary to the piston.
  • the sensor board is preferably integrated in existing space of the release system. Furthermore, the previously required expensive magnet is replaced by a less expensive target. If an axially movable component of the transmission is used, no additional component is necessary and the very complex concept of the magnetic guide is no longer needed since the target itself is the parts to be detected or the target is attached directly to them.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a release system according to the invention
  • FIG. 2 shows a three-dimensional external view of a release system with a target and sensor arranged outside the housing, with the piston not shown here in a completely retracted position
  • Figure 3 three-dimensional exterior view of the section of the area with target
  • FIG. 5 shows a partial longitudinal section according to FIG. 4 with a target in the piston and a sensor board in the housing
  • FIG. 6 shows a partial longitudinal section according to FIG. 4 with the PWG sleeve as target and FIG.
  • FIG. 7 shows a partial longitudinal section according to FIG. 4 with a target in the anti-twist device and a sensor board in the housing,
  • Figure 8 is a schematic representation of a cross section through the piston / Getriebeesystens with the indicated positions of the target of the variants gem.
  • FIGS. 5 to 7 are schematic representations of a cross section through the piston / Gereteesystens with the indicated positions of the target of the variants gem.
  • FIG. 9 a longitudinal section through the release system, with the PWG nut as target and a sensor board integrated in the cover cap,
  • FIG. 10 shows the three-dimensional external view according to FIG. 9.
  • FIG. 1 shows the longitudinal section of a release system according to the invention for explaining the basic structure.
  • the release system is designed here as a release device in the form of a hydraulic clutch actuator (HCA), in which a master cylinder 1 can be actuated by means of a drive in the form of an electric motor 2 via a transmission 3.
  • HCA hydraulic clutch actuator
  • a piston 4 (annular piston) is arranged axially displaceable on actuation of the electric motor 2 via the gear 3.
  • the piston 4 builds upon actuation in the axial direction, here in the direction of the arrow to the right, in a pressure chamber 5 formed by the housing 1 and piston 4 pressure.
  • the pressure chamber 5 is connected via a pressure medium connection 6 and a hydraulic line (not shown) to a slave cylinder (also not shown) which actuates a clutch via disengagement means (not shown).
  • the gear 3 is in the form of a Planetenracelzgetriebes (PWG) with a drivable via the drive / electric motor 2 threaded spindle 7 and thus meshing planetary spindles 8, which mesh with an unspecified internal thread of a PWG sleeve 9, whereby the PWG sleeve 9 along the longitudinal axis A is movable.
  • PWG Planetengelzgetriebes
  • a PWG nut 10 is arranged, which bears against the end of the piston 4 facing away from the pressure chamber 5 and moves the piston 4 in the direction of the pressure chamber upon actuation of the electric motor 2.
  • this has an anti-rotation device 1 1, which engage with radially outwardly facing projections 1 1.1 in axially extending not designated grooves of the housing 1 .1.
  • a cap 12 On the side on which the PWG nut 10 is arranged, a cap 12 is arranged and on the opposite side of the release system, the electronic assembly 13 is provided, which is arranged with an electronics housing cover 14.
  • the determination of the position of the piston 4 is effected by means of an inductive sensor 15 and a target T according to the following variants, the target 14 being integrated into the piston or another component moving correspondingly to the piston or being formed by a moving component.
  • Target T and the sensor 15 integrated in a sensor board are arranged outside the housing 1.1.
  • the target T is integrated into a rod 16 which is axially adjustable with the piston 4 outside the housing 1. 1, and the sensor 15 is mounted in a substantially axially extending sensor dome 17 of the electronics housing cover 14.
  • FIG. 3 shows the target T in the linkage 16 a completely retracted position of the piston and not shown here
  • FIG. 3 shows the three-dimensional external view of the section of the region with the target T and the sensor 15 in a completely extended position of the piston, not shown here. bens. During its axial movement, the target T moves along the sensor 15, whereby its position and above the position of the piston 4 can be determined.
  • the target T is integrated into the end of the piston 4 directed in the direction of the pressure chamber 5, and the sensor 15 (on a non-designated board) is arranged at a short distance in the housing 1.1.
  • the PWG sleeve 9 consists of electrically conductive material (preferably jet), this can also form the target T as shown in FIG. 6, the sensor 15 being integrated in the housing 1 .1 or the covering cap. Complete the PWG sleeve 9 and thus the piston 4 an axial movement along the longitudinal axis A, this is detected via the sensor 15 and thus detects the position of the piston 4.
  • FIG. 7 shows a in a projection 1 1 .1 of the rotation 1 1 1 integrated target T when the rotation 1 1 consists of plastic.
  • the sensor 15 is integrated on the non-designated board in a recess of the housing 1 .1. Perform the PWG sleeve 9 and the rotation 1 1 and thus the piston 4 an axial movement along the longitudinal axis A, this is also detected via the sensor 15 and determines the absolute position of the piston 4.
  • FIG. 9 shows a longitudinal section through the release system, with the PWG nut 10 made of electrically conductive material, in particular steel, as the target T and a sensor board integrated in the cover cap 12 with the sensor 15, in the upper half of the section in the disengaged position and in FIG lower half in the engaged position of the piston 4 of the master cylinder 1, whereby the travel s is apparent.
  • the sensor 15 is connected via an electrical connection / a connection 18, for example in the form of a cable or punched grid with an arranged on the drive side not designated evaluation electronics, which is integrated into the electronic assembly 13, which is covered by the electronics housing cover 14.
  • the figure 10 illustrates the position of the sensors 15 in the caps 12.
  • the target T is moved past the sensor 15 via the measuring path s, thereby detecting with the sensor 15 the position of the target T and thus the absolute position of the piston 4.
  • the integrated into the sensor board sensor 15 is substantially aligned axially and has a length L and a position which ensures that the target T is guided over the entire travel s on the sensor 15 along.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ausrücksystem für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges,unter Verwendung eines Antriebes, welcher über ein Getriebe mit einem in einem Gehäuse axial verschiebbar gelagerten Kolben in Wirkverbindung steht und wobei der Kolben bei Betätigung in einer von Gehäuse und Kolben gebildeten Druckkammer Druck aufbaut, mit einer Sensorik zur Erfassung der Position des Kolbens, dadurch gekennzeichnet, dass eine induktive Sensorik in das Ausrücksystem integriert ist, die einen gehäusefesten induktiven Sensor aufweist, mit dem die Position eines zu detektierenden elektrisch leitfähigen Objektes (Targets) erfassbar ist, wobei das Target in den Kolben oder in ein komplementär zum Kolben axial verschiebbares Bauteil des Ausrücksystems integriert ist oder in Form zumindest eines Bereiches eines komplementär zum Kolben verschiebbaren Bauteils ausgebildet ist.

Description

Ausrücksvstem für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Ausrücksystem für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere in der Art eines hydraulischen Kupplungsaktors (HCA) mit einer Einrichtung zur Wegmessung und/oder Positionsbestimmung des Kolbens.
Zur Wegbestimmung oder Positionserfassung in Kupplungsausrücksystemen kommen vielfach technische Lösungen zum Einsatz, die als Magnete ausgebildete Informationsgeber/Referenzgeber (Sensorelemente) im Zusammenwirken mit einem Sensor/einer Sen- siereinrichtung verwenden. Üblicherweise ist der Magnet dem Kolben zugeordnet, der die bewegliche Komponente des fluidischen Zylinders darstellt, während der Sensor an dem in Bezug zum Kolben feststehenden Zylindergehäuse befestigt ist.
Aus der Druckschrift DE 103 16 422 A1 ist ein Kupplungsaktor bekannt, der aus einem Antriebsmotor wie z.B. einem Elektromotor besteht, wobei der Elektromotor über ein Getriebe, wie z. B. ein Schneckengetriebe, ein Stirnradgetriebe, ein Kurbelgetriebe oder ein Gewindespindelgetriebe usw. , auf einen Geberzylinder wirkt. Diese Wirkung auf den Geberzylinder kann direkt oder über ein Gestänge erfolgen. Die Bewegung des Ausgangsteiles des Aktors, wie z. B. des Geberzylinderkolbens, wird mit einem Kupplungswegsensor detektiert, welcher die Position oder Stellung oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung einer Größe detektiert, welche proportional zur Position bzw. Einrückposition respektive der Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kupplung ist. Der Geberzylinder ist über eine Druckmittelleitung, wie z. B. eine Hydraulikleitung, mit dem Nehmerzylinder verbunden. Das Ausgangselement des Nehmerzylinders ist mit dem Ausrückmittel, z.B. einem Ausrückhebel wirkverbunden, so dass eine Bewegung des Ausgangsteiles des Nehmerzylinders bewirkt, dass das Ausrückmittel e- benfalls bewegt oder verkippt wird, um das von der Kupplung übertragbare Drehmoment anzusteuern. Der Aktor kann druckmittelbetätigbar sein, d.h., er kann einen Druckmittelgeberund Nehmerzylinder aufweisen. Die Betätigung des Druckmittelgeberzylinders kann elektromotorisch erfolgen, wobei der als Antriebselement vorgesehene Elektromotor elektronisch angesteuert werden kann. Das Antriebselement des Aktors kann neben einem elektromotorischen Antriebselement auch ein anderes, beispielsweise druckmittelbetätigtes Antriebselement sein. Aus der Druckschrift DE 10 2010 049 618 A1 ist ein Aktor bekannt, bei dem ein Antrieb mit einem Getriebe mit einer Gewindespindel ( beispielsweise einer Kugelgewindespindel) verwendet wird, die mittels eines Drehantriebs durch einen Elektromotor angetrieben wird, wodurch die Spindelmutter ein axial zu verlagerndes Bauteil in Form eines Kolbens zur Betätigung einer Reibungskupplung axial verlagert. Dabei baut der Kolben in einer von Gehäuse und Kolben gebildeten Druckkammer Druck auf, die über eine Druckleitung einen Nehmerzylinder betätigt, der eine auf diese Weise hydraulisch betätigte Reibungskupplung, axial beaufschlagt. Es wird ein Axialweg der Gewindespindel mittels einer Sensoreinrichtung, beispielsweise einem berührungslosen Sensor wie Magnetfeldsensor, switched Hall-Sensor oder dergleichen mit einem gehäusefest montierten Sensorteil und einem an der Gewindespindel angeordneten Sensorteil vorgesehen.
Das Befestigen des Magneten des Hall-sensors in die Gewindespindel, beispielsweise mittels Einkleben ist kostenaufwendig und bedeutet eine erschwerte Montage. Auch benötigen die Lösungen des Standes der Technik einen relativ großen Bauraum. Dieser ist häufig nicht vorhanden. Insbesondere trifft dies auf hydraulisch betätigte Doppelkupplungen zu, die meist als Doppel-CSC (Concentric Slave Cylinder) oder als eine Kombination aus CSC und Mehrkolbenausrücker aufgebaut sind.
Auch hier erfolgt die Wegmessung üblicherweise berührungslos durch induktive Sensoren o- der Hall-Sensoren, die z.B. an dem Gehäuse des Zylinders angebracht sind und die Bewegung der betätigten Kolben erfassen. Aus Bauraumgründen, axial und radial, ist es in den meisten Fällen nicht möglich, einen Sensor für den inneren Kolben zu platzieren.
Nachteilig ist weiterhin, dass der Magnet exakt / wiederholbar und spielfrei zu dem Hall- Sensor geführt werden muss und dass der auf einer Sensorplatine integrierte Sensor sehr exakt positioniert und im einem Winkel von 90° auf der Grundplatine angebracht werden muss.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Ausrücksystem für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, bei welchem in einem begrenzten Bauraum eine einfache und kostengünstige Wegmessung/Positionsbestimmung des Kolbens möglich ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Ausrücksystem, welches für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges Anwendung findet, weist einen Antrieb auf, welcher über ein Getriebe mit einem in einem Gehäuse axial ver- schiebbar gelagerten Kolben in Wirkverbindung steht und wobei der Kolben bei Betätigung in einer von Gehäuse und Kolben gebildeten Druckkammer Druck aufbaut, wobei eine Sensorik zur Erfassung der Position des Kolbens vorhanden ist und erfindungsgemäß eine induktive Sensorik in das Ausrücksystem integriert ist, die einen gehäusefesten induktiven Sensor aufweist, mit dem die Position eines zu detektierenden elektrisch leitfähigen Objektes (Targets) erfassbar ist, wobei das Target in den Kolben oder in ein komplementär zum Kolben axial verschiebbares Bauteil des Ausrücksystems integriert ist oder in Form zumindest eines Bereiches eines komplementär zum Kolben verschiebbaren Bauteils ausgebildet ist.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein absoluter induktiver Linarwegsensor geschaffen, der vorhandene Teile als Target nutzt oder das Target in vorhandene Teile integriert, wodurch zusätzliche Bauteile nicht erforderlich sind. Dies realisiert eine Verkleinerung der Toleranzkette, verringert den Montageaufwand und stellt eine robuste und kostengünstige Variante der Wegmessung des Kolbens zur Verfügung, wobei die Genauigkeitsanforderung der Positionierung von Target und Sensor geringer sind, als bei den nach dem Stand der Technik verwendeten Messsystem mit Magneten und Hall-Sensor und damit eine weitere Kostenreduzierung möglich ist.
Dabei weist der Sensor eine Länge auf, die gewährleistet, dass das Target über den gesamten Messweg, der dem Stellweg des Kolbens entspricht, am Sensor vorbei bewegbar ist. Der Sensor ist dabei auf einer Sensorplatine angeordnet und im Wesentlichen axial ausgerichtet.
Neben der Anordnung des Target im Kolben kann dieser auch außerhalb des Gehäuses z.B. an einem mit dem Kolben axial verstellbaren Gestänge angeordnet sein, wobei dass der Sensor in das Gehäuse oder in einen am Gehäuse befestigten Deckel integriert.
Gemäß einer weiteren Variante kann das Target in ein mit dem Kolben axial bewegbares Bauteil des Getriebes integriert sein oder es kann zumindest ein Bereich eines mit dem Kolben a- xial bewegbaren Bauteils des Getriebes das Target bilden.
Besteht das Bauteil des Getriebes aus einen elektrisch leitfähigem Material, z.B. Stahl, bildet dieses oder ein Bereich von diesem Bauteil das Target. Besteht dieses Bauteil aus einem e- lektrisch nicht leitendem Werkstoff, z.B. aus Kunststoff, kann dieses mit dem Target versehen werden bzw. das Target darin integriert sein.
Ist das Getriebe beispielsweise in Form eines Planetenwälzgetriebes (PWG) ausgebildet, mit einer über den Antrieb (vorzugsweise ein Elektromotor) antreibbaren Gewindespindel und damit kämmenden Planetenspindeln, die mit einem Innengewinde einer PWG-Hülse kämmen, wodurch die PWG-Hülse entlang der Längsachse des Ausrücksystems bewegbar ist, und mit einer PWG-Mutter, die mit einem dem Antrieb abgewandten Ende der PWG-Hülse in Wirkver- bindung steht und eine Axialbewegung der PWG-Hülse auf den Kolben überträgt, wobei an dem dem Antrieb gegenüberliegenden Ende des Gehäuses eine Abdeckkappe angeordnet ist, bildet beispielsweise die aus Stahl bestehende PWG-Mutter zumindest mit ihren radial nach außen weisenden Bereich das Target. Der auf der Sensorplatine angeordnete Sensor ist radial außen zur PWG-Mutter in die Abdeckkappe integriert.
Alternativ kann auch die PWG-Hülse das Target bilden (wenn die PWG-Hülse aus elektrisch leitfähigen Material besteht) oder das Target in die PWG-Hülse integriert sein (wenn die PWG- Hülse nicht aus elektrisch leitfähigem Werkstoff besteht. In beiden Fällen wird der Sensor in dem Gehäuse oder in der Abdeckkappe angeordnet.
Bei den PWG-Getrieben ist die PWG-Hülse über eine mit dem Kolben in Eingriff stehende Verdrehsicherung verdrehgesichert. Besteht die Verdrehsicherung aus elektrisch leitfähigem Material, z.B. aus Stahl kann diese als Target eingesetzt werden. Besteht die Verdrehsicherung aus Kunststoff, kann an dieser das Target befestigt bzw. integriert sein, bevorzugt am Führungsbereich der Verdrehsicherung im Kolben. Der Sensor wird bevorzugt in einer Ausnehmung des Kolbens, insbesondere der Führungsnut des Kolbens für die Verdrehsicherung angeordnet.
Ist das Target in den aus Kunststoff bestehenden Kolben integriert, sitzt dieser bevorzugt im/am druckraumseitigen Ende des Kolbens.
Bei allen Varianten sollte der Abstand zwischen Sensor und Target möglichst gering sein.
Der auf der Sensorplatine angeordnete Sensor ist über einen Anschluss mit einer bevorzugt auf der Antriebsseite angeordneten Auswerteelektronik (die ebenfalls auf einer Platine angeordnet ist) verbunden, die von einem Elektronik-Gehäusedeckel ummantelt ist, der die gesamte Elektronikbaugruppe einschließlich Motorelektronik schützt.
Befindet sich das Target an dem außerhalb des Gehäuses vorgesehenen Gestänge ist der Sensor vorteilhafter Weise in einem sich im Wesentlichen axial erstreckenden Sensordom des Elektronik-Gehäusedeckels angeordnet.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht durch die Verwendung des induktiven Sensors die direkte Erfassung der Kolbenposition unter Messung der Position des Kolbens, wenn der Kolben das Target aufweist, oder unter Messung der Position zumindest eines analog/komplementär zum Kolben axial bewegbaren Teiles des PWG.
Die Sensorplatine wird dabei vorzugsweise in vorhandenen Bauraum des Ausrücksystems integriert. Weiterhin wird der bisher erforderliche teure Magnet durch ein kostengünstigeres Target ersetzt. Wird dabei ein axial bewegbares Bauteil des Getriebes verwendet, ist kein zusätzliches Bauteil notwendig und das sehr aufwendige Konzept der Magnetführung wird nicht mehr benötigt, da das Target die zu erfassenden Teile selbst sind bzw. auf ihnen direkt das Target angebracht wird.
Wenn ein (statisches) Aluminium-Gehäuse in der Umgebung stört, kann dies bei der Kalibrierung ausgeblendet werden. Meist besteht das Gehäuse jedoch aus Kunststoff.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Ausrücksystems,
Figur 2 dreidimensionale Außenansicht eines Ausrücksystems mit außerhalb des Gehäuses angeordnetem Target und Sensor, bei einer komplett eingefahrenen Position den hier nicht dargestellten Kolbens,
Figur 3 dreidimensionale Außenansicht des Ausschnitts des Bereiches mit Target und
Sensor in einer komplett ausgefahrenen Position des hier nicht dargestellten Kolbens,
Figur 4 Längsschnitt des Ausrücksystems im Bereich des Kolbens mit eingezeichnetem
Messweg s,
Figur 5 einen Teillängsschnitt gemäß Figur 4 mit einem Target im Kolben und einer Sensorplatine im Gehäuse,
Figur 6 einen Teillängsschnitt gemäß Figur 4 mit der PWG-Hülse als Target und einer
Sensorplatine im Gehäuse,
Figur 7 einen Teillängsschnitt gemäß Figur 4 mit einem Target in der Verdrehsicherung und einer Sensorplatine im Gehäuse,
Figur 8 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch das Kolben/Getriebesystens mit den angedeuteten Positionen des Targets der Varianten gem. der Figuren 5 bis 7,
Figur 9 einen Längsschnitt durch das Ausrücksystem, mit der PWG-Mutter als Target und einer in die Abdeckkappe integrierten Sensorplatine,
Figur 10 die dreidimensionale Außenansicht gemäß Figur 9. ln Figur 1 ist der Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Ausrücksystems zur Erläuterung des prinzipiellen Aufbaus dargestellt. Das Ausrücksystem ist hier als Ausrücker in Form eines hydraulischen Kupplungsaktors (HCA) ausgebildet, bei dem ein Geberzylinder 1 mittels eines Antriebes in Form eines Elektromotors 2 über ein Getriebe 3 betätigbar ist.
In dem Gehäuse 1.1 des Geberzylinders 1 ist ein Kolben 4 (Ringkolben) bei Betätigung des Elektromotors 2 über das Getriebe 3 axial verschiebbar angeordnet. Der Kolben 4 baut bei Betätigung in axialer Richtung, hier in Pfeilrichtung nach rechts, in einer von Gehäuse 1 und Kolben 4 gebildeten Druckkammer 5 Druck auf. Die Druckkammer 5 ist über einen Druckmit- telanschluss 6 und eine nicht dargestellte Hydraulikleitung mit einem ebenfalls nicht dargestellten Nehmerzylinder verbunden, der über Ausrückmittel eine Kupplung betätigt (nicht dargestellt).
Das Getriebe 3 ist in Form eines Planetenwälzgetriebes (PWG) mit einer über den Antrieb/Elektromotor 2 antreibbaren Gewindespindel 7 und damit kämmenden Planetenspindeln 8, die mit einem nicht bezeichneten Innengewinde einer PWG-Hülse 9 kämmen, wodurch die PWG-Hülse 9 entlang der Längsachse A bewegbar ist. An dem vom Elektromotor 2 abgewandten Ende der PWG-Hülse 9 ist eine PWG Mutter 10 angeordnet, die an der vom Druckraum 5 abgewandten Ende des Kolbens 4 anliegt und den Kolben 4 in Richtung zum Druckraum bei Betätigung des Elektromotors 2 bewegt. Zur Verdrehsicherung der PWG-Hülse weist diese eine Verdrehsicherung 1 1 auf, die mit radial nach außen weisenden Vorsprüngen 1 1.1 in axial verlaufende nicht bezeichnete Nuten der Gehäuses 1 .1 eingreifen.
Auf der Seite, auf welcher die PWG-Mutter 10 angeordnet ist, ist eine Abdeckkappe 12 angeordnet und an der gegenüberliegenden Seite des Ausrücksystems ist die Elektronikbaugruppe 13 vorgesehen, die mit einem Elektronik-Gehäusedeckel 14 angeordnet ist.
Die Bestimmung der Position des Kolbens 4 erfolgt mittels eines Induktiven Sensors 15 und eines Targets T gemäß der nachfolgenden Varianten, wobei das Target 14 in den Kolben o- der ein anderes korrespondierend mit dem Kolben bewegtes Bauteil integriert ist oder durch ein bewegtes Bauteil gebildet wird.
Eine erste Variante ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Dabei sind Target T und der in eine Sensorplatine integrierte Sensor 15 außerhalb des Gehäuses 1.1 angeordnet.
Das Target T ist in ein außerhalb des Gehäuses 1 .1 mit dem Kolben 4 axial verstellbaren Gestänge 16 integriert und der Sensor 15 in einem sich im Wesentlichen axial erstreckenden Sensordom 17 des Elektronik-Gehäusedeckels 14. Figur 3 zeigt das Target T im Gestänge 16 bei einer komplett eingefahrenen Position des hier nicht dargestellten Kolbens und
Figur 3 die dreidimensionale Außenansicht des Ausschnitts des Bereiches mit dem Target T und dem Sensor 15 in einer komplett ausgefahrenen Position des hier nicht dargestellten Kol- bens. Bei seiner Axialbewegung bewegt sich das Target T entlang des Sensors 15, wodurch dessen Position und darüber die Position des Kolbens 4 bestimmbar ist.
Ein Längsschnitt des Ausrücksystems im Bereich des aus Kunststoff bestehenden Kolbens 4 mit eingezeichnetem Messweg s ist in Figur 4 dargestellt. Darauf basierende Varianten zur Bestimmung der Position des Kolbens 4 mit einer Sensorbaugruppe innerhalb des Geberzylinders 1 sind in den Figuren 5 bis 7 dargestellt.
Gemäß Figur 5 ist das Target T in das in Richtung zum Druckraum 5 gerichtete Ende des Kolbens 4 integriert und der Sensor 15 (auf einer nicht bezeichneten Platine) ist in geringen Abstand dazu in dem Gehäuse 1.1 angeordnet.
Wenn die PWG Hülse 9 aus elektrisch leitendem Material (bevorzugt Strahl) besteht, kann diese auch wie in Figur 6 dargestellt das Target T bilden, wobei der Sensor 15 in das Gehäuse 1 .1 oder die Abdeckkappe integriert ist. Vollführen die PWG-Hülse 9 und damit der Kolben 4 eine Axialbewegung entlang der Längsachse A wird dies über den Sensor 15 detektiert und damit die Position des Kolbens 4 erfasst.
Eine weitere in Figur 7 dargestellte Variante zeigt einen in einen Vorsprung 1 1 .1 der Verdrehsicherung 1 1 integrierten Target T, wenn die Verdrehsicherung 1 1 aus Kunststoff besteht. Der Sensor 15 ist auf der nicht bezeichneten Platine in eine Ausnehmung des Gehäuses 1 .1 integriert. Vollführen die PWG-Hülse 9 und die Verdrehsicherung 1 1 und damit der Kolben 4 eine Axialbewegung entlang der Längsachse A wird dies ebenfalls über den Sensor 15 detektiert und die absolute Position des Kolbens 4 bestimmt.
Eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den Kolben 4 (Ringkolben und das Getriebe 3 mit den angedeuteten Positionen der Sensoren 15 mit ihren Sensorplatinen der
- Variante V1 - dem Target im Kolben 4 zugeordnet gemäß Figur 5,
- Variante V2 - der PWG-Hülse 9 zugeordnet gemäß Figur 6,
- Variante V3 - dem Target in der Verdrehsicherung 1 1 zugeordnet gemäß Figur 7, wird in Figur 8 verdeutlicht.
Figur 9 zeigt einen Längsschnitt durch das Ausrücksystem, mit der PWG-Mutter 10 aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere Stahl, als Target T und einer in die Abdeckkappe 12 integrierten Sensorplatine mit dem Sensor 15, in der oberen Hälfte des Schnittes in ausgerückter und in der unteren Hälfte in der eingerückten Position des Kolbens 4 des Geberzylinders 1 , wodurch der Stellweg s ersichtlich ist. Der Sensor 15 ist über eine elektrische Anbindung/einen Anschluss 18 beispielsweise in Form eines Kabels oder Stanzgitters mit einer auf der Antriebsseite angeordneten nicht bezeichnete Auswertelektronik verbunden, die in die Elektronikbaugruppe 13 integriert ist, welche von dem Elektronik-Gehäusedeckel 14 ummantelt ist.
Die Figur 10 verdeutlicht die Lage der Sensoren 15 in den Abdeckkappen 12. Es sind zwei Geberzylinder 1 in dem HCA miteinander kombiniert, die getrennt über jeweils einen Antrieb (Elektromotor - hier nicht sichtbar) betätigbar sind und zur Betätigung einer Doppelkupplung über einen entsprechenden Nehmerzylinder und zwei unabhängig voneinander betätigbare Ausrücklager (nicht dargestellt) dienen.
In den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird das Target T über den Messweg s am Sensor 15 vorbeibewegt und dadurch mit dem Sensor 15 die Position des Targets T und somit die absolute Position des Kolbens 4 erfasst..
Der in die Sensorplatine integrierte Sensor 15 ist dabei im Wesentlichen axial ausgerichtet und weist eine Länge L und eine Position auf, die gewährleistet, dass das Target T über den gesamten Stellweg s am Sensor 15 entlang geführt wird.
Bezuqszeichenliste
1 Geberzylinder
I .1 Gehäuse
2 Elektromotor
3 Getriebe
4 Kolben
5 Druckkammer
6 Druckmittelanschluss
7 Gewindespindel
8 Planetenspindeln
9 PWG-Hülse
10 PWG-Mutter
1 1 Verdrehsicherung
I I .1 Vorsprünge
12 Abdeckkappe
13 Elektronikbaugruppe
14 Elektronik-Gehäusedeckel
15 Sensor
16 Gestänge
17 Sensordom
18 Anschluss
A Längsachse
L Länge des Sensors 15

Claims

Patentansprüche
1 . Ausrücksystem für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges, unter Verwendung eines Antriebes, welcher über ein Getriebe (3) mit einem in einem Gehäuse (1 .1 )axial verschiebbar gelagerten Kolben (4) in Wirkverbindung steht und wobei der Kolben (4) bei Betätigung in einer von Gehäuse (1 .1 ) und Kolben (4) gebildeten Druckkammer (5) Druck aufbaut, mit einer Sensorik zur Erfassung der Position des Kolbens (4), dadurch gekennzeichnet, dass eine induktive Sensorik in das Ausrücksystem integriert ist, die einen gehäusefesten induktiven Sensor (15) aufweist, mit dem die Position eines zu detektierenden elektrisch leitfähigen Objektes - nachfolgend bezeichnet als Target (T) erfassbar ist, wobei das Target (T) in den Kolben (4) oder in ein komplementär zum Kolben (4) axial verschiebbares Bauteil des Ausrücksystems integriert ist oder in Form zumindest eines Bereiches eines komplementär zum Kolben (4) verschiebbaren Bauteils ausgebildet ist.
2. Ausrücksystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15) zumindest eine Länge (L) aufweist derart, dass das Target (T) über einen Messweg (s) am Sensor (15) vorbeibewegbar ist.
3. Ausrücksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15) in eine Sensorplatine integriert ist, und dass der Sensor (15) im Wesentlichen axial ausgerichtet ist.
4. Ausrücksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (T) außerhalb des Gehäuses (1 .1 ) an einem mit dem Kolben (4) axial verstellbaren Gestänge (16) angeordnet ist und dass der Sensor (15) in das Gehäuse (1.1 ) oder in einen am Gehäuse (1 .1 ) befestigten Deckel integriert ist.
5. Ausrücksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (T) in ein mit dem Kolben (4) axial bewegbares Bauteil des Getriebes (3) integriert ist oder dass zumindest ein Bereich eines mit dem Kolben (4) axial bewegbaren Bauteils des Getriebes (3) das Target (T) bildet.
6. Ausrücksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe in Form eines Planetenwälzgetriebes (PWG) mit einer über den Antrieb antreibbaren Gewindespindel (7) und damit kämmenden Planetenspindeln (8), die mit einem Innengewinde einer PWG-Hülse (9) kämmen, wodurch die PWG-Hülse (9) entlang der Längsachse (A) bewegbar ist, und mit einer PWG-Mutter (10), die mit einem dem Antrieb abgewandten Ende der PWG-Hülse (9) in Wirkverbindung steht und eine Axialbewegung auf den Kolben (4) überträgt, wobei an dem dem Antrieb gegenüberliegenden Ende des Gehäuses (1.1 ) eine Abdeckkappe (12) angeordnet ist und zumindest der radial nach außen weisende Bereich der PWG-Mutter (10) das Target (T) bildet und der Sensor (15) radial außen zur PWG-Mutter (10) in die Abdeckkappe (12) integriert ist.
7. Ausrücksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die PWG-Hülse (9) das Target (T) bildet oder das Target (T) in die PWG-Hülse (9) integriert ist und der Sensor (15) in das Gehäuse (1 .1 ) oder die Abdeckkappe (12) integriert ist.
8. Ausrücksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die PWG-Hülse (9) über eine mit dem Kolben (4) in Eingriff stehende Verdrehsicherung (1 1 ) verdrehgesichert ist und dass die Verdrehsicherung (1 1 ) als Target (T) wirkt oder in diese das Target (T) integriert ist und dass der der Sensor (15) in eine Ausnehmung des Gehäuses (1.1 ) integriert ist.
9. Ausrücksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15) über einen Anschluss (18) mit einer auf der Antriebsseite angeordneten Auswerteelektronik verbunden ist, die von einem Elektronik-Gehäusedeckel (14) ummantelt ist.
10. Ausrücksystem nach einem der Ansprüche 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem am Gestänge (16) angeordneten Target (T) der Sensor (15) in einem sich im Wesentlichen axial erstreckenden Sensordom (17) des Elektronik-Gehäusedeckels (14) angeordnet ist.
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