WO2018046059A1 - Aktuator zur betätigung einer reibkupplung - Google Patents

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WO2018046059A1 PCT/DE2017/100734 DE2017100734W WO2018046059A1 WO 2018046059 A1 WO2018046059 A1 WO 2018046059A1 DE 2017100734 W DE2017100734 W DE 2017100734W WO 2018046059 A1 WO2018046059 A1 WO 2018046059A1
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Jean-Francois Heyd
Michael Hofmann
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • 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
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    • 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 present invention relates to an actuator for actuating a friction clutch, which serves to interrupt a flow of torque from a drive motor to a drive train of a motor vehicle.
  • actuators are used for engagement and / or disengagement.
  • An actuator may, for example, be a master cylinder or slave cylinder of an actuating device of the friction clutch.
  • An actuator may, for example, be a master cylinder or slave cylinder of an actuating device of the friction clutch.
  • a master cylinder with a housing axially displaceably mounted in a piston is known, wherein the piston builds pressure when actuated in a pressure chamber formed by the housing and piston.
  • the master cylinder has a sensor with a sensor arranged in the housing and a magnet attached to the piston for determining the position of the piston in the housing.
  • the magnet is a neodynium-iron-boron, SmCo, AINiCo or ferrite magnet, which is connected to the piston at a side of the piston pointing in the direction of the pressure chamber.
  • a disadvantage of this known master cylinder is that the magnet for the travel paths of the piston (ie, a displacement along an axial direction) does not provide a sufficiently high magnetic flux density.
  • the object of the invention is at least partially to solve the problems described with reference to the prior art and in particular to provide an actuator for actuating a friction clutch, in which just at smaller travel of a Piston the position of the piston in a housing of the actuator can be reliably detected.
  • the invention relates to an actuator for actuating a friction clutch, comprising a housing and a piston movable in the housing along an axial direction, wherein on the piston a magnetic device with a first magnet and a second magnet is fixed, wherein on the housing, a sensor for measuring the magnetic fields of the magnets is arranged, wherein the two magnets are arranged in the axial direction at a distance from each other, wherein the first magnet in a first axial direction and the second magnet are magnetized in a, to the first axial direction oppositely directed second axial direction ,
  • the friction clutch is, in particular, a single-disc dry clutch or a double clutch. Such friction clutches are used to interrupt a torque flow from a drive motor to a drive train of a motor vehicle.
  • the friction clutch can be engaged and / or disengaged by an actuator in order to activate and / or deactivate a torque flow from a drive motor to a drive train of the motor vehicle.
  • the actuator may in particular be a master cylinder connected to a clutch pedal, for example, or a slave cylinder.
  • the slave cylinder can be connected directly to the friction clutch.
  • the actuator has a housing, which is preferably at least partially made of plastic and / or metal.
  • a piston is arranged movable.
  • a pressure in a pressure chamber be constructed for a hydraulic fluid through which a piston of a slave cylinder is movable via a hydraulic line.
  • the piston may act directly or indirectly on the friction clutch to actuate the friction clutch.
  • the piston has a magnetic device, in particular releasably connected to the piston, for. B. via a plug connection is connected.
  • the magnet device has a centering property with respect to the housing, so that the magnet device is movable as permanently as possible and coaxially with the piston in the housing along the axial direction.
  • the magnet device comprises a first magnet and a second magnet, which may be, for example, neodynium-iron-boron magnets or SmCo, AINiCo or ferrite magnets.
  • the first magnet and the second magnet are in particular part of a sensor device which serves to detect a position or a path of the piston in the housing of the actuator.
  • the first magnet and the second magnet are spaced from each other in a moving direction (axial direction) of the piston.
  • the distance is preferably 2 mm [millimeters] to 15 mm, preferably 3 mm to 7 mm.
  • the first magnet and / or second magnet preferably have a length (in the axial direction of 5 mm to 10 mm, preferably 7 mm, a height (in a radial direction) of 5 mm to 10 mm, preferably 6 mm, and a width (in a circumferential direction) of 2 mm to 10 mm, preferably 7 mm.
  • first magnet and the second magnet are magnetized in opposite axial directions.
  • the north pole and south pole of the first magnet point in opposite directions, such as the north pole and south pole of the second magnet.
  • a magnetic field can be generated which, despite the use of relatively small-volume and thus inexpensive magnets, has a high magnetic flux density via a travel of the piston and, moreover, a very good linearity.
  • a distance medium is arranged between the magnets, which is possibly provided to guide the magnetic field lines of the magnets.
  • the spacer medium is in particular at least partially made of a magnetic or magnetizable material.
  • a Hall sensor For measuring the magnetic field or the magnetic flux density of the magnetic field of the first magnet and of the second magnet, in particular a Hall sensor is arranged as a sensor on the housing. Such a Hall sensor uses the so-called Hall effect for measuring magnetic fields. By a displacement of the first magnet and the second magnet with the piston along the axial direction can be detected by the Hall sensor correlating therewith a change of the magnetic field in the region of the Hall sensor. This change causes a change in the Hall voltage. In this case, a change in the Hall voltage can be determined only above a predetermined minimum flux density of the magnetic field.
  • each magnet is arranged in a radial direction at a distance from the sensor.
  • an air gap or a distance in the radial direction is formed between the (Hall) sensor and the first magnet and the (Hall) sensor and the second magnet.
  • the air gap is formed, in particular, between the magnet device and the housing at least in the region in the axial direction in which the magnets are arranged in the magnet device.
  • the air gap surrounds the magnetic device at least partially and is in particular formed as a hollow cylinder.
  • the air gap has in particular a thickness of 2 mm to 10 mm, preferably 5 mm.
  • the magnets are in particular annular, cylindrical, cuboidal or ring-shaped.
  • an actuator for a friction clutch at least comprising an actuator according to the invention and one of the group: master cylinder and slave cylinder, wherein the actuator is connected via pressure lines for exchanging a pressure medium and for actuating the friction clutch with the master cylinder or slave cylinder.
  • the actuating device comprises at least one master cylinder or a slave cylinder, which is designed as an actuator.
  • FIGS. show a particularly preferred embodiment of the invention, but this is not limited thereto.
  • the same components are provided in the figures with the same reference numerals. They show schematically:
  • Fig. 2 a detail of Fig. 1;
  • FIG. 1 shows an actuator 1 of an actuating device 17 in a longitudinal section.
  • FIG. 2 shows a detail from FIG. 1.
  • the actuator 17 is here a master cylinder 18, which is designed as an actuator 1 and is connected via a pressure line 25 to a slave cylinder 19 for actuating a friction clutch.
  • the actuator 1 has a housing 2 and a piston 4 movable in the housing 2.
  • the piston 4 is movable in the housing 2 along an axial direction 3.
  • On the piston 4 is a Magneteinnchtung 5 is arranged, wherein the magnetic device 5 comprises two magnets 6, 7, which are arranged in the axial direction 3 at a distance 9 from each other.
  • a (Hall) sensor 8 for measuring the magnetic fields of the magnets 6, 7 is arranged, wherein between the sensor 8 and the two magnets 6, 7, an air gap is formed.
  • the magnets 6, 7 are arranged in the radial direction 12 at a distance 13 from the sensor 8.
  • the first magnet 6 is magnetized in a first axial direction 10 and the second magnet is magnetized in a second axial direction 1 1 oppositely directed to the first axial direction 10.
  • a spacer medium 20 is arranged between the magnets 6, 7, a spacer medium 20 is arranged.
  • the magnets 6, 7 have a length 27 in the axial direction 3, a height 28 in the radial direction 12 (wherein the radial direction 12 here in particular parallel to the (shortest) distance 13 between the sensor 8 and the magnets 6, 7 extends) and a width 29 in a circumferential direction 30, wherein the circumferential direction 30 is perpendicular to the radial direction 12.
  • FIG. 3 shows a profile of the magnetic flux densities 15, 21, 22 measured at the sensor 8 over the displacement 14 of the magnet device 5 along the axial direction 3.
  • the magnetic flux densities 15, 21, 22 measured by the sensor comprise the magnetic flux density Bx 21 of FIG
  • the magnetic flux density By 22 of the magnetic field lines running in the radial direction and the magnetic (normalized) total flux density Bnorm 15 Bnorm resulting from the flux densities Bx and By are determined as follows:
  • the magnetic flux densities are given in milliTesla [mT] and are plotted on the vertical axis.
  • the displacement 14 (horizontal axis) is given in millimeters [mm].
  • the measuring range 24 of the displacement 14 that can be detected by the sensor 8 extends over a displacement within which a total flux density has an amount of at least approximately 20 mT.
  • a starting position of the piston 4 is in particular about -10 mm, wherein this starting position should be selected so that as far as possible going beyond displacements 14 are detectable by the sensor 8.
  • FIG. 4 shows a linearized profile of a measuring signal of the sensor 8.
  • the measuring signal which is used here for the measurement is formed by the ArcTan of the two flux densities 21, 22 and referred to as the magnetic angle 23, which is plotted here on the vertical axis.
  • the displacement 14 is again plotted on the horizontal axis.
  • a maximum measuring range 24 is also shown here.
  • the very steep and substantially linear (with a constant pitch) curve of the measurement signal enables a high measurement accuracy of the sensor 8.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

Aktuator (1) zur Betätigung einer Reibkupplung, aufweisend ein Gehäuse (2) und einen in dem Gehäuse entlang einer axialen Richtung bewegbaren Kolben (4), wobei an dem Kolben eine Magneteinrichtung mit zwei Magneten (6, 7) befestigt ist, wobei an dem Gehäuse ein Sensor (8) zur Messung der Magnetfelder der Magnete angeordnet ist, wobei die zwei Magnete in der axialen Richtung in einem Abstand (9) voneinander angeordnet, wobei die Magnete in einander entgegengesetzte Richtungen und dabei jeweils in der axialen Richtung magnetisiert sind.

Description

Aktuator zur Betätigung einer Reibkupplung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktuator zur Betätigung einer Reibkupplung, die der Unterbrechung eines Drehmomentflusses von einem Antriebsmotor auf einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dient.
Zur Betätigung von Reibkupplungen, beispielsweise Einscheibentrockenkupplungen oder Doppelkupplungen, werden Aktuatoren zum Einrücken und/oder zum Ausrücken verwendet. Bei einem Aktuator kann es sich beispielsweise um einen Geberzylinder oder Nehmerzylinder einer Betätigungseinrichtung der Reibkupplung handeln. Aus der DE 10 2012 217 343 A1 ist beispielsweise ein Geberzylinder mit einem in einem Gehäuse axial verschiebbar gelagerten Kolben bekannt, wobei der Kolben bei Betätigung in einem vom Gehäuse und Kolben gebildeten Druckraum Druck aufbaut. Der Geberzylinder weist eine Sensorik mit einem im Gehäuse angeordneten Sensor und einem am Kolben befestigten Magneten zur Positionsbestimmung des Kolbens in dem Gehäuse auf. Bei dem Magnet handelt es sich um einen Neodyn-Eisen-Bore-, SmCo-, AINiCo- oder Ferritmagnet, der an einer in Richtung zum Druckraum weisenden Seite des Kolbens mit dem Kolben verbunden ist. Nachteilig an diesem bekannten Geberzylinder ist, dass der Magnet für die Stellwege des Kolbens (also eine Verlagerung entlang einer axialen Richtung) keine ausreichend hohe magnetische Flussdichte bereitstellt.
Zur Verbesserung der Messgenauigkeit für große Stellwege wurde bereits vorgeschlagen zwei Magnete einzusetzen, die in einer axialen Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind (unveröffentlichter Stand der Technik). Dabei wird eine Magnetisierung der Magnete in einer radialen Richtung (hin zum Sensor weisend) vorgeschlagen, wobei die Magnetisierungen der Magnete einander entgegengesetzt orientiert sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere einen Aktuator zur Betätigung einer Reibkupplung anzugeben, bei dem gerade bei kleineren Stellwegen eines Kolbens die Position des Kolbens in einem Gehäuse des Aktuators zuverlässig detek- tierbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Aktuator gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Die Erfindung betrifft einen Aktuator zur Betätigung einer Reibkupplung, aufweisend ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse entlang einer axialen Richtung bewegbaren Kolben, wobei an dem Kolben eine Magneteinrichtung mit einem ersten Magnet und einem zweiten Magnet befestigt ist, wobei an dem Gehäuse ein Sensor zur Messung der Magnetfelder der Magnete angeordnet ist, wobei die zwei Magnete in der axialen Richtung in einem Abstand voneinander angeordnet sind, wobei der erste Magnet in einer ersten axialen Richtung und der zweite Magnet in einer, zu der ersten axialen Richtung entgegengesetzt gerichteten zweiten axialen Richtung magnetisiert sind.
Bei der Reibkupplung handelt es sich insbesondere um eine Einscheibentrockenkupp- lung oder eine Doppelkupplung. Solche Reibkupplungen dienen der Unterbrechung eines Drehmomentflusses von einem Antriebsmotors auf einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Reibkupplung ist durch einen Aktuator einrückbar und/oder ausrückbar, um einen Drehmomentfluss von einem Antriebsmotor auf einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs zu aktivieren und/oder zu deaktivieren.
Bei dem Aktuator kann es sich insbesondere um einen, beispielweise mit einem Kupplungspedal verbundenen, Geberzylinder oder einen Nehmerzylinder handeln. Der Nehmerzylinder kann dabei unmittelbar mit der Reibkupplung verbunden sein. Der Aktuator weist ein Gehäuse auf, das bevorzugt zumindest teilweise aus Kunststoff und/oder Metall besteht. In dem Gehäuse ist ein Kolben bewegbar angeordnet. Im Falle eines Geberzylinders kann mittels des Kolbens ein Druck in einem Druckraum für ein hydraulisches Fluid aufgebaut werden, durch den über eine Hydraulikleitung ein Kolben eines Nehmerzylinders bewegbar ist. Im Falle eines Nehmerzylinders kann der Kolben direkt oder indirekt zur Betätigung der Reibkupplung auf die Reibkupplung einwirken.
Der Kolben weist eine Magneteinrichtung auf, die insbesondere lösbar mit dem Kolben, z. B. über eine Steckverbindung, verbunden ist. Die Magneteinrichtung weist insbesondere eine Zentrierungseigenschaft gegenüber dem Gehäuse auf, so dass die Magneteinrichtung möglichst dauerhaft unverändert und koaxial mit dem Kolben in dem Gehäuse entlang der axialen Richtung bewegbar ist.
Die Magneteinrichtung umfasst einen ersten Magneten und einen zweiten Magneten, bei denen es sich beispielsweise um Neodyn-Eisen-Bore Magnete oder um SmCo-, AINiCo- oder Ferritmagnete handeln kann. Der erste Magnet und der zweite Magnet sind insbesondere Teil einer Sensorvorrichtung, die dazu dient, eine Position oder einen Weg des Kolbens in dem Gehäuse des Aktuators zu erfassen. Der erste Magnet und der zweite Magnet sind in einer Bewegungsrichtung (axiale Richtung) des Kolbens, mit einem Abstand voneinander beabstandet. Der Abstand beträgt bevorzugt 2 mm [Millimeter] bis 15 mm, bevorzugt 3 mm bis 7 mm. Der erste Magnet und/oder zweite Magnet weisen bevorzugt eine Länge (in der axialen Richtung von 5 mm bis 10 mm, bevorzugt 7 mm, eine Höhe (in einer radialen Richtung) von 5 mm bis 10 mm, bevorzugt 6 mm, und eine Breite (in einer Umfangsrichtung) von 2 mm bis 10 mm, bevorzugt 7 mm, auf.
Weiterhin sind der erste Magnet und der zweite Magnet in einander entgegengesetzte axiale Richtungen magnetisiert. Dies bedeutet insbesondere, dass der Nordpol und Südpol des ersten Magnets in entgegengesetzte Richtungen weisen, wie der Nordpol und Südpol des zweiten Magnets. Durch den ersten Magnet und den zweiten Magnet kann dadurch ein Magnetfeld generiert werden, das trotz der Verwendung relativ kleinvolumiger und dadurch kostengünstiger Magnete eine hohe magnetische Flussdichte über einen Stellweg des Kolbens und darüber hinaus eine sehr gute Linearität aufweist. Insbesondere ist zwischen den Magneten ein Abstandsmedium angeordnet, dass ggf. dazu vorgesehen ist, die Magnetfeldlinien der Magnete zu führen. Das Abstandsmedium besteht insbesondere wenigstens teilweise aus einem magnetischem oder magne- tisierbaren Material.
Zur Messung des Magnetfeld beziehungsweise der magnetischen Flussdichte des Magnetfelds des ersten Magnets und des zweiten Magnets ist an dem Gehäuse insbesondere ein Hall-Sensor als Sensor angeordnet. Ein solcher Hall-Sensor nutzt den sogenannten Hall-Effekt zur Messung von Magnetfeldern. Durch eine Verlagerung des ersten Magnets und zweiten Magnets mit dem Kolben entlang der axialen Richtung kann durch den Hall-Sensor eine damit korrelierende Änderung des Magnetfelds im Bereich des Hall-Sensors erfasst werden. Diese Änderung bewirkt eine Änderung der Hallspannung. Dabei ist eine Änderung der Hallspannung nur oberhalb einer vorbestimmten minimalen Flussdichte des Magnetfeldes bestimmbar.
Insbesondere ist jeder Magnet in einer radialen Richtung in einer Distanz von dem Sensor angeordnet.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem (Hall-)Sensor und dem ersten Magnet sowie dem (Hall-)Sensor und dem zweiten Magnet ein Luftspalt bzw. eine Distanz in der radialen Richtung ausgebildet ist. Der Luftspalt ist insbesondere zwischen der Magneteinrichtung und dem Gehäuse zumindest in dem Bereich in der axialen Richtung ausgebildet, in dem die Magnete in der Magneteinrichtung angeordnet sind. Der Luftspalt umgibt die Magneteinrichtung zumindest teilweise und ist insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet. Der Luftspalt weist insbesondere eine Stärke von 2 mm bis 10 mm, bevorzugt 5 mm, auf.
Die Magnete sind insbesondere ringförmig, zylinderförmig, quaderförmig oder auch ringsegmentförmig ausgebildet.
Bevorzugt ist bei einer Verlagerung der Magneteinrichtung entlang der axialen Richtung am Sensor eine normierte Gesamtflussdichte messbar, die nur ein Maximum aufweist. Es wird weiter eine Betätigungseinrichtung für eine Reibkupplung vorgeschlagen, zumindest aufweisend einen erfindungsgemäßen Aktuator sowie einen aus der Gruppe: Geberzylinder und Nehmerzylinder, wobei der Aktuator über Druckleitungen zum Austausch eines Druckmediums und zur Betätigung der Reibkupplung mit dem Geberzylinder oder Nehmerzylinder verbunden ist.
Insbesondere umfasst die Betätigungseinrichtung zumindest einen Geberzylinder oder einen Nehmerzylinder, der als Aktuator ausgeführt ist.
Die Ausführungen zu dem Aktuator gelten gleichermaßen für die Betätigungseinrichtung und umgekehrt.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 : einen Aktuator im Längsschnitt;
Fig. 2: ein Detail aus Fig. 1 ;
Fig. 3: einen Verlauf der am Sensor gemessenen magnetischen Flussdichten;
und
Fig. 4: einen linearisierten Verlauf eines Messsignals des Sensors.
Die Fig. 1 zeigt einen Aktuator 1 einer Betätigungsvorrichtung 17 in einem Längsschnitt. Fig. 2 zeigt ein Detail aus Fig. 1 . Die Fig. 1 und 2 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Die Betätigungseinrichtung 17 ist hier ein Geberzylinder 18, der als Aktuator 1 ausgeführt ist und über eine Druckleitung 25 mit einem Nehmerzylinder 19 zur Betätigung einer Reibkupplung verbunden ist. Der Aktuator 1 weist ein Gehäuse 2 und einen in dem Gehäuse 2 bewegbaren Kolben 4 auf. Der Kolben 4 ist in dem Gehäuse 2 entlang einer axialen Richtung 3 bewegbar. An dem Kolben 4 ist eine Magneteinnchtung 5 angeordnet, wobei die Magneteinrichtung 5 zwei Magnete 6, 7 aufweist, die in der axialen Richtung 3 in einem Abstand 9 voneinander angeordnet sind. An dem Gehäuse 2 ist ein (Hall-) Sensor 8 zur Messung der Magnetfelder der Magnete 6, 7 angeordnet, wobei zwischen dem Sensor 8 und den beiden Magneten 6, 7 ein Luftspalt ausgebildet ist. Die Magnete 6, 7 sind in der radialen Richtung 12 in einer Distanz 13 von dem Sensor 8 angeordnet.
Der erste Magnet 6 ist in einer ersten axialen Richtung 10 und der zweite Magnet ist in einer, zu der ersten axialen Richtung 10 entgegengesetzt gerichteten zweiten axialen Richtung 1 1 magnetisiert.
Zwischen den Magneten 6, 7 ist ein Abstandsmedium 20 angeordnet.
Die Magnete 6, 7 weisen eine Länge 27 in der axialen Richtung 3, eine Höhe 28 in der radialen Richtung 12 (wobei die radiale Richtung 12 hier insbesondere parallel zur (kürzesten) Distanz 13 zwischen Sensor 8 und den Magneten 6, 7 verläuft) sowie eine Breite 29 in einer Umfangsrichtung 30 auf, wobei die Umfangsrichtung 30 senkrecht zur radialen Richtung 12 verläuft.
Fig. 3 zeigt einen Verlauf der am Sensor 8 gemessenen magnetischen Flussdichten 15, 21 , 22 über der Verlagerung 14 der Magneteinrichtung 5 entlang der axialen Richtung 3. Die durch den Sensor gemessenen magnetischen Flussdichten 15, 21 , 22 umfassen die magnetische Flussdichte Bx 21 der in der axialen Richtung verlaufenden Magnetfeldlinien, die magnetische Flussdichte By 22 der in der radialen Richtung verlaufenden Magnetfeldlinien und die aus den Flussdichten Bx und By resultierende magnetische (normierte) Gesamtflussdichte Bnorm 15. Bnorm wird dabei wie folgt ermittelt:
Bnorm = (Bx2 + By2)0 5
Die magnetischen Flussdichten werden in milliTesla [mT] angegeben und sind hier an der vertikalen Achse aufgetragen. Die Verlagerung 14 (horizontale Achse) ist in Millimetern [mm] angegeben. Der durch den Sensor 8 erfassbare Messbereich 24 der Verlagerung 14 erstreckt sich über eine Verlagerung, innerhalb der eine Gesamtflussdichte einen Betrag von mindestens ca. 20 mT aufweist. Auf der horizontalen Achse des Diagramms ist hier die Verlagerung 14 entlang der axialen Richtung 3 angegeben, wobei eine Verlagerung von 0 mm einer Nulllage der Magneteinrichtung 5 gegenüber dem Sensor 8 entspricht. Eine Ausgangsposition des Kolbens 4 liegt insbesondere bei ca. -10 mm, wobei diese Ausgangsposition so gewählt sein sollte, dass möglichst noch darüber hinaus gehende Verlagerungen 14 durch den Sensor 8 detektierbar sind.
Erkennbar ist, dass bei einer derartigen Magnetisierung und Anordnung der Magneten 6, 7 über einen (kleinen) Messbereich 24 eine hohe Gesamtflussdichte 15 messbar ist, wobei der Verlauf der Gesamtflussdichte 15 in dem Messbereich 24 nur ein Maximum 16 aufweist.
Fig. 4 zeigt einen linearisierten Verlauf eines Messsignals des Sensors 8. Das Messsignal, welches hier zur Messung verwendet wird, wird durch den ArcTan der beiden Flussdichten 21 , 22 gebildet und als magnetischer Winkel 23 bezeichnet, der hier an der vertikalen Achse aufgetragen ist. An der horizontalen Achse ist wieder die Verlagerung 14 aufgetragen. Ein maximaler Messbereich 24 ist auch hier dargestellt. Die sehr steil und dabei im Wesentlichen linear (mit konstanter Steigung) verlaufende Kurve des Messsignals ermöglicht eine hohe Messgenauigkeit des Sensors 8.
Bezugszeichenliste Aktuator
Gehäuse
axiale Richtung
Kolben
Magneteinrichtung
erster Magnet
zweiter Magnet
Sensor
Abstand
erste axiale Richtung
zweite axiale Richtung
radiale Richtung
Distanz
Verlagerung
Gesamtflussdichte Bnorm
Maximum
Betätigungseinrichtung
Geberzylinder
Nehmerzylinder
Abstandsmedium
Flussdichte Bx
Flussdichte By
Magnetischer Winkel
Messbereich
Druckleitung
Druckmedium
Länge
Höhe
Breite
Umfangsrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Aktuator (1 ) zur Betätigung einer Reibkupplung, aufweisend ein Gehäuse (2) und einen in dem Gehäuse (2) entlang einer axialen Richtung (3) bewegbaren Kolben (4), wobei an dem Kolben (4) eine Magneteinrichtung (5) mit einem ersten Magnet (6) und einem zweiten Magnet (7) befestigt ist, wobei an dem Gehäuse (2) ein Sensor (8) zur Messung der Magnetfelder der Magnete (6, 7) angeordnet ist, wobei die zwei Magnete (6, 7) in der axialen Richtung (3) in einem Abstand (9) voneinander angeordnet sind, wobei der erste Magnet (6) in einer ersten axialen Richtung (10) und der zweite Magnet (7) in einer, zu der ersten axialen Richtung (10) entgegengesetzt gerichteten zweiten axialen Richtung (1 1 ) magnetisiert sind.
2. Aktuator (1 ) nach Anspruch 1 , wobei jeder Magnet (6, 7) in einer radialen Richtung (12) in einer Distanz (13) von dem Sensor (8) angeordnet ist.
3. Aktuator (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer Verlagerung (14) der Magneteinrichtung (5) entlang der axialen Richtung (3) am Sensor (8) eine normierte Gesamtflussdichte (15) messbar ist, die nur ein Maximum (16) aufweist.
4. Betätigungseinrichtung (16) für eine Reibkupplung, aufweisend zumindest einen Aktuator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 sowie zumindest einen aus der Gruppe Geberzylinder (18) und Nehmerzylinder (19), wobei der Aktuator (1 ) über Druckleitungen (25) zum Austausch eines Druckmediums (26) und zur Betätigung der Reibkupplung mit dem Geberzylinder (18) oder Nehmerzylinder (19) verbunden ist.
5. Betätigungseinrichtung (16) nach Anspruch 4, wobei die Betätigungseinrichtung (17) zumindest den Geberzylinder (18) oder den Nehmerzylinder (19) umfasst, der als Aktuator (1 ) ausgeführt ist.
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