CN104006135A - 具有牵引机构的用于内燃机机组的执行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机机组的执行器，所述执行器具有例如是绳索或拉索的牵引机构，所述牵引机构与调节元件、例如活塞作用关联，其中调节元件设计用于执行接合运动和分离运动，其中牵引机构至少部分地包围滚轮，所述滚轮经由偏心地连接在滚轮上的连杆与活塞连接。

Description

具有牵引机构的用于内燃机机组的执行器

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机机组的执行器，所述执行器具有例如是绳索或拉索（Seilzug）的牵引机构，所述牵引机构与调节元件、例如活塞作用关联，其中调节元件设计用于执行接合运动和分离运动。

背景技术

在内燃机的周围环境中，执行器通常例如使用在曲轴输入端上或在曲轴输出端上，此外使用在离合器中、在制动器中，然而尤其也使用在能换档的行星齿轮变速器上。

发明内容

本发明的目的是，消除现有技术中的缺陷并且提供改进方案。

根据本发明，所述目的通过使牵引机构至少部分地包围滚轮来实现，所述滚轮经由偏心地连接在滚轮上的连杆与活塞连接。

因此，换言之，能够实现两个不同的遵循该原理的变型：即其一，其中驱动装置，例如电动机驱动第一元件，然后所述第一元件经由携动连接件驱动第二元件，其中达到相应的传动比。在此，这些元件设置为，使得较小的轴向结构空间是必须的。一方面使用由拉索、弹簧和曲柄构成的机构并且曲柄在此驱动推杆/连杆并且将旋转运动转换为直线的往复运动，而另一方面也能够实现第二转换，其中（附加地）使用棘轮机构（Ratschenmechanismus）并且弃用外部的弹簧。

在第一变型中，拉索与曲柄和弹簧有效连接。拉索的力加载引起曲柄沿第一转动方向的转动并且同时预张紧弹簧。如果不再对拉索加载力，那么经由弹簧拉回绳索并且曲柄沿相反方向转动。在此，绳索能够围绕曲柄缠绕。也可行的是，牵引机构包围弹簧或者缠绕弹簧组（Federpaket）并且弹簧组与曲柄啮合。

所述根据本发明的原理也允许借助于自由轮类型的棘轮或棘轮机构来实现解决方案，其中扭转弹簧在绳索滚轮和壳体之间作用并且经由至少两个棘轮实现滚轮在仅一个方向上的转动。

也可以说，那么能够使用由拉索和绳索滚轮和曲柄构成的机构，其中曲柄又驱动推杆/连杆并且将旋转运动转换为直线的往复运动。因此，在曲柄和壳体之间，以及在曲柄和绳索滚轮之间当然分别设置有棘轮机构。

因此能够确保，曲柄能够相对于壳体总是仅在一个方向上运动并且借助于在旋转方向上的运动不仅引起活塞的牵拉运动而且也引起压缩运动。

为了使曲柄总是仅在一个方向上运动，棘轮机构能够设在绳索滚轮和曲柄之间，其中在绳索滚轮转动180°之后，绳索滚轮能够再转回到零位中而不携动曲柄。为此，当拉索无负荷时，扭转弹簧能够使用在绳索滚轮和壳体之间，所述扭转弹簧将绳索滚轮转回。绳索自己通过驱动装置、例如电动机至少在一个方向上被牵引并且再复位。在另一实施方案中，代替扭转弹簧也能够提供在活塞之外的直线作用的弹簧、所谓的外部弹簧。

但是，牵引机构不必强制性地直接贴靠到滚轮上以便包围滚轮，而是在牵引机构和滚轮之间也能够存在弹簧组，其中弹簧组与滚轮力配合地和/或形状配合地（例如经由啮合部）连接并且牵引机构围绕弹簧组被引导。在此使用的啮合部能够构成为直齿啮合部或斜齿啮合部。

有利的实施形式在本发明中说明并且在下面被详细地阐述。

因此，有利的是，牵引机构直接或间接地，例如经由滚轮与在牵引机构上牵引的复位元件、例如弹性元件、尤其机械的弹簧连接。机械的弹簧的使用刚好降低了制造成本并且提高了故障安全性。

外部的弹簧、预张弹簧、拉簧、压缩弹簧、螺旋弹簧或/或扭转弹簧的使用被证实为特别有利的。

也适宜的是，滚轮两件式地构成并且一方面具有这样的牵引机构引导部段，使得牵引机构在其环槽中被其引导以及另一方面具有曲柄式的连接区域以用于铰接地连接连杆，或者牵引机构引导部段集成在曲柄式的连接区域上。以这种方式，两个彼此分离的构件即牵引机构引导部段和曲柄区域（曲柄）能够在滚轮中结合，连杆接合在该曲柄区域上。为了能够满意地确保执行器的相对支承，有利的是，滚轮能转动地安置在壳体中。

因此，当在滚轮上存在至少一个自由轮装置、如棘轮机构时，能够实现在例如实施为绳索的牵引机构的相同的牵引方向时选择性地操纵执行器或选择性地触发活塞的不同的调节运动，所述棘轮机构配置为，使得从滚轮到连杆上的仅在滚轮的唯一的、确定的转动方向上的力传递是可行的和/或滚轮的相对于壳体的仅一个转动方向是可行的。

在此，也有利的是，第一棘轮机构存在于牵引机构引导部段和曲柄式的连接区域之间和/或第二棘轮机构存在于壳体和曲柄式的连接区域之间。

如果曲柄式的连接区域与包括弹簧的弹簧组经由啮合部来连接，那么能够实现特别优选的实施例。

当螺旋弹簧围绕对称轴线缠绕时，也能够特别好地利用结构空间，所述对称轴线定向成基本上垂直于滚轮的旋转轴线和/或平行于连杆的远离滚轮的端部的运动方向。

当所述执行器构成为起动/停止执行器，尤其构成在能换挡的行星齿轮变速器上，或者构成为离合执行器或构成为制动执行器时，能够多样地使用这样的执行器。

而现在能够放弃的是，在弯曲较小时，使用常规的鲍登索或钢管并且必须使用预张弹簧，例如具有比所需的压力更高的力的压缩弹簧。因为操纵负荷相对于有效的负荷相应地提高，所以能够避免至今常规的可惜总是具有差的效率的预张弹簧。也就是说，如下效应消失，即弹簧刚度跟随着由于路程所引起的负荷增长。

附图说明

在下文中，也借助于附图详细阐述本发明，在附图中图示不同的实施例。附图示出：

图1示出在第一实施形式中的部分剖开的执行器的立体图；

图2从侧面示出图1中的执行器的细节图；

图3示出图1和2的执行器在其中构造的由绳索缠绕的滚轮的细节图；

图4示出图1至3的实施例的具有专门的引导部的绳索的单个示图；

图5示出构造在图1至3的执行器中的由绳索缠绕的滚轮的俯视图；

图6至8示出相对于图1中的执行器变化的新型执行器的示意工作原理，其中代替螺旋弹簧使用外部的螺旋弹簧——在绳索的不同的牵引位置中；

图9至11示出在绳索的不同的牵引位置中的类似于图1中的执行器的执行器设计方案，其中在图9和10中示出仅一个原理图以及在图11中详细地描述剖切图；

图12至17示出另一实施例的原理图，其中然而弃用外部的弹簧，其中集成有两个棘轮机构；

图18从侧面示出实现图12至17中的两个棘轮的原理的执行器设计方案的剖视图；

图19示出图18中的执行器在两件式的滚轮和锥形的螺旋弹簧的区域中的放大立体图；

图20示出贯穿在图19中示出的元件的剖视图；

图21仅示出存在于执行器的壳体和曲柄式的连接区域之间的棘轮机构的立体图；

图22仅示出曲柄式的连接区域的立体图；

图23仅示出牵引机构引导部段的、在图18和19的实施例中构造的滚轮的立体图；

图24示出在图1、18和19的实施例中使用的连杆的立体图；以及

图25示出在图18和19的执行器中使用的弹簧的立体图。

附图仅是示意的，并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出根据本发明的执行器1的第一实施形式。执行器1使用在内燃机或这样的内燃机机组上。所述执行器具有牵引机构2，所述牵引机构构成为绳索3。也能够使用鲍登索。牵引机构2构造成与构成为活塞5的调节元件4作用关联。

调节元件4或活塞5设计为用于执行接合运动和分离运动。为此，牵引机构2设置成至少部分地直接或间接地贴靠滚轮6、包围所述滚轮。连杆7偏心地连接在所述滚轮上。

连杆7铰接地连接在滚轮6上。在所述铰接式连接的另一侧上，连杆7同样铰接地连接在活塞5上。为此，使用栓8。

绳索3连接在外壳9上，所述外壳又固定在弹性元件10上。弹性元件10是复位元件，即机械的弹性元件，尤其构成为机械作用的弹簧11，即构成为螺旋弹簧12。螺旋弹簧12如外壳9一样位于下述平面中，所述平面垂直于滚轮6所处的平面。也可以说，穿过外壳9或穿过螺旋弹簧12的旋转轴线定向成垂直于穿过滚轮6的旋转轴线。经由螺栓13，滚轮6的转动运动传递到连杆7上，然后所述连杆通过栓8的中间连接而引起活塞5的直线的平移运动。

在滚轮6的外侧上构成有两个环槽14，绳索3在所述环槽中伸展。环槽14也能够构成为螺旋槽。

代替螺旋弹簧12，在图6至8中原理上示出的变型中，使用螺旋拉簧15。在螺旋拉簧15的端部上接合有绳索3。原则上，也能够使用压缩弹簧。绳索3又在外侧上缠绕滚轮6，其中在滚轮6上偏心地连接有连杆7。

替选于所述原理的是在图9至11中示出的原理，所述原理也通过图1中的执行器实现。

在图1至11中示出的曲柄/连杆机构通过是滚轮6的一部分的曲柄的旋转实现活塞5的平移运动。构成为拉索的牵引机构2围绕滚轮6缠绕。拉索继续引导至弹性元件10，所述弹性元件也能够构成为弹簧组。拉索的端部固定在那。能够使用螺旋弹簧然而也能够使用其他拉簧。

在拉索输入端上的牵引力能够实现曲柄处的仅在一个方向上的扭矩。在另一方向上，弹簧组起作用然后在回程期间用作驱动装置。

曲柄/连杆机构能够实现在活塞5上的替选的牵引负荷或压力负荷，具有变化的传动比的附加的优点。在边界位置的附近提供更多的力。在活塞5的最小伸展和最大伸展之间的180°枢转幅度不是必须的。

当拉索***纵从最小伸展到最大伸展时，随之产生曲柄的以x度的转动运动。x在此是0°和180°之间的值，其中也能够包括180°。引起了活塞5的从其最小伸展到其最大伸展的牵引力。

在第二阶段中，拉索从其最小伸展移至其最大伸展并且随着曲柄的转动运动回到初始位置中。这一次，弹簧组或弹簧驱动曲柄，以便将活塞5经由压力从其最大伸展移动到其最小伸展。

通过所述驱动原理建立了在拉索位置和活塞位置之间的直接关联。

根据所述原理，预张弹簧安装在结构空间中的另一位置上，以便能够实现平缓的特征曲线。通过变化的传动比，更小的预张力是可行的。总效率由此得到改进。

由于拉索滚轮与曲柄同轴，90°转变具有特别好的效率，即栓13在90°位置中，因此实现从绳索到活塞5上的最大力传递。

尤其应当指出的是，曲柄能够经由啮合部与弹簧组连接。然而，未示出与此相关的设计方案。

也可能的并且在图1至5中除了图4以外示出的是，曲柄式的连接区域16（也可以称为曲柄）以及牵引机构引导部段17（环槽或凹槽或沟槽）集成在滚轮6中。牵引机构引导部段17也能够称为牵引机构导引部段。最后，由此在弱的电动机保持不变时能够实现在输出端上的更大的负荷。因此，执行器也作用为具有变化的传动比的变速器。

在图18中示出执行器1的另一实施形式，其中没有详细地示出牵引机构2或绳索3。但替代地，调节元件4又构成为活塞5。在此也存在滚轮6，所述滚轮具有牵引机构引导部段（图20）和曲柄式的连接区域16（图20）。滚轮6的所述两个部分是彼此不同的，因此没有形成整体构造的滚轮6，然而这也是可能的。

在任何情况下连杆7再经由螺栓13固定在滚轮6的牵引机构引导部段17上，相反，连杆7也经由栓8固定在活塞5上。

然而，与在之前提到的实施例中不同，现在使用棘轮机构、尤其两个棘轮机构18和19。

如尤其从图19和20中很好地得知的，棘轮机构18存在于壳体20和滚轮6的曲柄式的连接区域16之间。

另一棘轮机构19仅在曲柄式的连接区域16和牵引机构引导部段17之间示出。

在图21至25中示出棘轮机构18的、滚轮6的曲柄式的连接区域16的、滚轮6的牵引机构引导部段17的、连杆7的和螺旋弹簧式弹性元件10的单独的构件。

工作原理通过图12至17变得更清楚。因此，在图12中活塞5在其最小伸展中并且绳索3直至超过180°地位于滚轮6上，即在190°和220°之间缠绕在滚轮上。那么如果在示出的箭头的方向上牵引绳索3，那么如以图13和14的顺序能识别的那样，在其最小伸展中的活塞5移动到其最大伸展中。

因此，触发棘轮机构或触发两个棘轮机构18和19，使得滚轮6又能够转回在图12中示出的位置中，如在图15中示出的，其中然而连杆7在此不进行运动。如果现在，如在图16和17中示出的，在绳索3上在箭头的方向上再进行牵引，那么连杆7运动进而将活塞5从最大伸展位置中运动回其最小伸展位置中。

换言之，又实现了曲柄/连杆机构，借助于所述曲柄/连杆机构，曲柄的旋转引起活塞5的平移运动。在此，拉索也围绕滚轮6缠绕，所述滚轮具有曲柄式的连接区域16（曲柄）作为固定的组成部分。拉索的牵引力能够在一个方向上实现在曲柄上的扭矩。曲柄/连杆机构能够实现在活塞上彼此牵引或彼此推开。在此，相关于滚轮6在0°至180°之间实现牵引并且在180°至360°实现推压，附加的优点在于，能够实现可变的传动比。在此，在边界位置的附近也更加可能传递更大的力。

第一棘轮机构18存在于曲柄式的连接部段16和牵引机构壳体20之间。由此，在滚轮6转动时能够将拉索路程限制到180°。第二棘轮机构19存在于曲柄和牵引机构引导部段式的拉索滚轮之间。附加地，扭转弹簧存在于牵引机构引导部段17和壳体20之间。

当拉索从其最小伸展牵引到其最大伸展时，随之产生曲柄的从其0°位置至其180°位置的转动运动。因此，活塞5从其最小伸展位置移动到其最大伸展位置。因为，存在相应的棘轮机构，所以曲柄不能转回。借助于第二阶段，拉索从其最大伸展再回到其最小伸展。因为，扭转弹簧存在于拉索滚轮上，所以也确保滚轮6从其180°位置返回。然而，由于第二棘轮机构19，曲柄保持在其位置中。

在第三阶段中，拉索从其最小伸展移到其最大伸展并且引起曲柄从180°转动运动到其360°位置。现在，推压活塞5，更确切地说从其最大伸展位置到其最小伸展位置中。因为存在第一棘轮机构18，即在曲柄和壳体20之间存在第一棘轮机构18，所以能够防止部件进一步转回。

在第四阶段中，拉索从其最大伸展回到其最小伸展，并且因为扭转弹簧存在于拉索处，所以滚轮6再转回180°。借助于两个棘轮机构18和19，曲柄保持在其位置中。

现在，通过这四个阶段，曲柄被转动360°并且回到其初始位置中。然而，此时，拉索经历两个循环。

在所述原理中，能够取消预张弹簧并且不出现相应的效率降低。通过将拉索滚轮相对于曲柄同轴地设置能确保，在滚轮6的90°位置中具有最佳效率。

附图标记列表

1  执行器

2  牵引机构

3  绳索

4  调节元件

5  活塞

6  滚轮

7  连杆

8  栓

9  外壳

10 弹性元件

11 弹簧

12 螺旋弹簧

13 螺栓

14 环槽

15 螺旋拉簧

16 曲柄式的连接区域

17 牵引机构引导部段

18 第一棘轮机构

19 第二棘轮机构

20 壳体

Claims (10)

1.一种用于内燃机机组的执行器（1），所述执行器具有例如是绳索（3）或拉索的牵引机构（2），所述牵引机构与调节元件（4）、例如活塞（5）作用关联，其中所述调节元件（4）设计用于执行接合运动和分离运动，其特征在于，所述牵引机构（2）至少部分地包围滚轮（6），所述滚轮经由偏心地连接在所述滚轮上的连杆（7）与所述活塞（5）连接。

2.根据权利要求1所述的执行器（1），其特征在于，所述牵引机构（2）直接或经由所述滚轮（6）与在所述牵引机构（2）上牵引的复位元件，例如弹性元件、尤其机械的弹簧（11）连接。

3.根据权利要求2所述的执行器（1），其特征在于，所述弹簧（11）构成为外部的弹簧、预张弹簧、拉簧、压缩弹簧、螺旋弹簧或扭转弹簧。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的执行器（1），其特征在于，所述滚轮（6）两件式地构成并且一方面具有牵引机构引导部段（17），使得所述牵引机构（2）在环槽中被其引导以及另一方面具有曲柄式的连接区域（16）以用于铰接地连接所述连杆（7）或者所述牵引机构引导部段（17）集成在所述曲柄式的连接区域（16）上。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的执行器（1），其特征在于，所述滚轮（6）能转动地安置在壳体（20）中。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的执行器（1），其特征在于，在所述滚轮（6）上存在至少一个自由轮装置、例如棘轮机构（18，19），所述棘轮机构配置为，使得从所述滚轮（6）到所述连杆（7）上的仅在所述滚轮（6）的转动方向上的力传递是可行的和/或所述滚轮（6）相对于所述壳体（20）的仅一个转动方向是可行的。

7.根据权利要求6所述的执行器（1），其特征在于，第一棘轮机构（18）存在于所述牵引机构引导部段（17）和所述曲柄式的连接区域（16）之间和/或第二棘轮机构（19）存在于所述壳体（20）和所述曲柄式的连接区域（16）之间。

8.根据权利要求4至7中的任一项所述的执行器（1），其特征在于，所述曲柄式的连接区域（16）与包括所述弹簧（11）的弹簧组经由啮合部来连接。

9.根据权利要求4至8中的任一项所述的执行器（1），其特征在于，所述螺旋弹簧（12）围绕对称轴线缠绕，所述对称轴线定向成基本上垂直于所述滚轮（6）的旋转轴线和/或平行于所述连杆（7）的远离滚轮的端部的运动方向。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的执行器（1），其特征在于，所述执行器（1）构成为起动/停止执行器，尤其构成在能换挡的行星齿轮变速器上，或者构成为离合执行器或构成为制动执行器。