WO2016188732A1 - Kennungswandler mit kurvenscheibe und querkraft-minimiert positioniertem stössel zur betätigung einer kupplung - Google Patents

Kennungswandler mit kurvenscheibe und querkraft-minimiert positioniertem stössel zur betätigung einer kupplung Download PDF

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WO2016188732A1
WO2016188732A1 PCT/EP2016/060393 EP2016060393W WO2016188732A1 WO 2016188732 A1 WO2016188732 A1 WO 2016188732A1 EP 2016060393 W EP2016060393 W EP 2016060393W WO 2016188732 A1 WO2016188732 A1 WO 2016188732A1
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actuating
rotation
axis
plunger
converter
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PCT/EP2016/060393
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Inventor
Peter Bolz
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F16H—GEARING
    • F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
    • F16H53/02—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams
    • 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
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • 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
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/123—Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms
    • 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
    • F16H—GEARING
    • F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
    • F16H53/06—Cam-followers

Definitions

  • the present invention relates to a characteristic converter for actuating a cylinder, in particular a master cylinder of a clutch of a motor vehicle, having an actuating disk, which is rotatable about an axis of rotation in and against a rotational direction, and is provided for actuating a plunger which is displaceable in and against a displacement direction is, wherein the actuating disk has a cross-sectional contour, which in an operating region in which the plunger rests against the actuation disk when actuated, has a steadily increasing center distance from the axis of rotation.
  • the present invention also relates to an actuator assembly comprising such a tag converter and a tell drive for automatically driving the tag converter.
  • the present invention relates to a clutch, in particular of a motor vehicle, with such a tag converter.
  • Dry clutches in a motor vehicle are actuated by a motor vehicle driver via a hydraulic master cylinder and a hydraulic slave cylinder, or with cables. Dry clutches are also known in which the actuation is automated. In automated dry clutches, the master cylinder of the system is actuated by a gear by an electric motor.
  • Such transmissions usually comprise an identification converter having a first stage with a helical or helical gear, and a second stage, the the rotational movement of the first stage in a linear movement, such as a plunger, converts.
  • the second stage often includes crank mechanisms or spindle drives. But there are also cams usable.
  • the publication DE 60 2004 01 1 168 T2 discloses an electromechanical actuator with a cam-like actuator which drives a member for actuating the master cylinder.
  • the member has the shape of a cylindrical member which is slidable in the direction of its own axis. By moving the member a slide is moved, which is housed in a hydraulic cartridge. As a result, a liquid is displaced in a tube attached to the cartridge.
  • the object of the present invention is to provide an identifier converter for actuating a cylinder, in particular a clutch of a motor vehicle, which converts a rotational movement into a linear movement with little loss, as well as a clutch with such an identifier converter.
  • the object is achieved with an identifier converter for actuating a cylinder.
  • the cylinder is preferably a hydraulic cylinder.
  • the invention is also suitable for actuating a pneumatic cylinder.
  • the cylinder is a master cylinder of a clutch of a motor vehicle. But is also preferred the operation of a pump.
  • the identification converter has an actuating disk, which is rotatable about an axis of rotation in and against a direction of rotation. In addition, it has a plunger which is displaceable in and against a displacement direction.
  • the actuating disk is provided for displacing the plunger.
  • the plunger is provided for actuating the cylinder.
  • the actuating disk has a cross-sectional contour which, in an actuating region in which the tappet rests on the actuating disk in a contact region when actuated, has at least partially a steadily increasing axial spacing relative to the axis of rotation.
  • the identification converter is characterized in that the contact area is punctiform or linear, and that in the operating area in which the cross-sectional contour has a steadily increasing center distance to the axis of rotation, a maximum curve of the
  • the plunger When turning the actuating disk in this operating range, the plunger is therefore at the maximum curve on the actuating disk.
  • the maximum curve is the point or linear contact area in which the local slope of the cross-sectional contour is just zero.
  • no force acts tangentially on the actuating disk in this operating range.
  • no lateral force caused by such a tangential force acts on the plunger.
  • the plunger is therefore lossy displaced, and the identifier converter low-loss operable. It is preferred that the plunger extends along an axis of action 31 along which it is displaced in the direction of displacement when the actuating disk is rotated.
  • Cross-sectional contour to the axis of rotation is formed monotonically rising.
  • the contact area can therefore be determined by forming the mathematical derivative of the cross-sectional contour.
  • the increase in the axial distance increases steadily.
  • the contact area of this embodiment can be determined by forming the second mathematical derivative of the cross-sectional contour.
  • the plunger is accelerated when rotating the actuating disk in this operating range.
  • Cross-sectional contour partially has a decreasing center distance to the axis of rotation, so that the plunger is decelerated when moving, or has a constant center distance to the axis of rotation, so that it remains in its position.
  • the cross-sectional contour is preferably continuous at least everywhere, preferably smooth.
  • the cross-sectional contour has a steadily increasing center distance to the axis of rotation in the entire operating range.
  • it is formed monotonically increasing in the entire operating range.
  • the contact area in the entire operating range is a maximum of the curve
  • the increase in the axial distance in the operating area is substantially the same everywhere.
  • the plunger is moved in the entire operating range at substantially constant speed.
  • the plunger preferably extends parallel to a first spatial direction extending in a radial direction of the axis of rotation, and is furthermore preferably spaced therefrom by an offset. It is therefore not aligned with the axis of rotation, but its axis of action is offset by the offset to the axis of rotation.
  • an embodiment is preferred in which the increase in the axial distance in the operating region is steadily increasing. As a result, the plunger is accelerated throughout the operating range.
  • the plunger extends at an angle> 0 ° to the first spatial direction, and is spaced from the offset in the contact region thereof.
  • a return torque acts on the actuating disk.
  • the plunger is loaded only in the direction of its axis of action, ie in the direction of displacement. Overall, almost no reaction forces act on the plunger in the actuation area. The plunger is thereby not only displaceable loss, but the storage of the plunger is much easier possible, and there are no complex multi-joint arrangements required.
  • the actuating disk preferably has an actuating surface in the actuating region, against which the plunger rests.
  • the actuating surface preferably extends transversely to the axis of action of the plunger, or to the direction of displacement.
  • the displacement direction extends transversely to the axis of rotation.
  • the displacement direction and the actuating surface extend at an angle of> 0 ° to the axis of rotation.
  • an actuating element is arranged on the plunger, which has a rolling-off means, which is rotatable about a rolling axis in and against a rolling direction.
  • the rolling-off means rolls when turning the actuating disk on the actuating surface.
  • the actuating disc is a cam disc with the actuating portion and an actuating stop.
  • the actuation region preferably extends from an actuation start to an actuation end. It is preferred that the actuation stop is formed by a contour which is rectilinear in cross-section and connects the actuation end to the actuation start. At the actuating stop, the cross-sectional contour of the actuating disk therefore extends in a jump shape.
  • the object is further achieved with an actuating arrangement for a cylinder, for example for a master cylinder of a clutch of a motor vehicle.
  • the actuating arrangement has such a detection converter, as well as a Versteilantrieb for automatically driving the identification converter. It is preferred that an output axis of the Versteilantriebs is arranged transversely to the axis of rotation. As a result, the actuator assembly is very flat / compact buildable. Depending on the space requirements but other arrangements are preferred. Particularly preferably, the output axis has an angle to the radial direction of the axis of rotation. As a result, the position of the Versteilantriebs is adjustable relative to the identifier converter.
  • the object is further achieved with a clutch, in particular a motor vehicle, with such a tag converter.
  • Fig. 1 shows in (a) schematically a first embodiment of a
  • FIG. 3 shows in (a) an actuating disk for an identification transformer according to the invention, and in (b) a table of values, and
  • FIG. 4 shows in (a) an actuating arrangement with an identifier converter according to the invention, and in (b) a detail of the actuating arrangement of FIG. 4 (a).
  • Fig. 1 (a) schematically shows a prior art ID converter 1.
  • the identifier converter 1 has an actuating disk 2, which is rotatably mounted in and against a direction of rotation 63 about a rotation axis 6.
  • the actuating disk 2 is a cam disk, which has a cross-sectional contour 20, with an actuating region 21 and an actuating stop 22.
  • the actuating region 21 extends from an actuating start 21 1 to an actuating end 212. In the illustrated embodiment, a distance A 2 increases
  • the cross-sectional contour 20 runs monotonously in the operating area. and smooth.
  • the actuating start 21 1 and the operating end 212 are connected to each other in a straight line.
  • the actuating disk 2 therefore has there a cross-sectional contour 20 with a jump.
  • the identifier converter 1 comprises a plunger 3, which is mounted displaceably in a first bearing 41 in and against a displacement direction 30.
  • the plunger 3 extends along an axis of action 31 and in a radial direction 62 of the axis of rotation 6. It is therefore aligned with the axis of rotation 6, so that its axis of action 31, the axis of rotation 6 intersects.
  • the displacement direction 30 therefore extends in the radial direction 62.
  • a spherical actuating element 7 is fixed, which is displaceable with the plunger 3 in and against the displacement direction 30.
  • the actuating element 7 is located in the operating region 21 on the actuating disk 2.
  • the plunger 3 When turning the actuating disk 2, the plunger 3, preferably against a spring force, according to the cross-sectional contour 20 of the actuating disk 2 is moved in the direction of displacement 30. Since the distance A 2 of the cross-sectional contour 20 from the axis of rotation 6 in the embodiment of the actuating disk shown here in the entire operating range 21 steadily increases, the plunger 3 is continuously displaced in the direction of displacement 30.
  • the identifier converter 1 therefore converts a rotational movement into a linear movement. In this case, a torque of the actuating disk 2 is converted into a counterforce F of the plunger 3.
  • the reaction force R acts on the actuation element 7, which effects the counterforce F of the plunger 3.
  • the reaction force R has an NEN effective angle ß to the radial direction 62.
  • the effective angle ⁇ corresponds to a pitch angle ⁇ of the cross-sectional contour 20 in the contact region P of the plunger 3, in which this rests against the actuating disk 2.
  • the reaction force R acting on the actuating disk 2 therefore has a tangential force component RR and an axial force component RA.
  • the axial force component RA acts in a first spatial direction x, which extends in a radial direction 62 of the axis of rotation 6.
  • the radial direction 62 in which the first spatial direction x extends, is referred to below as the first radial direction.
  • the terms first radial direction and first spatial direction x are used synonymously below.
  • the tangential force component RR acts in a second spatial direction y transversely to the first spatial direction y.
  • the second spatial direction also extends in a radial direction 62 of the axis of rotation.
  • the radial direction 62, in which the second spatial direction y extends, is referred to below as the second radial direction.
  • the terms second radial direction and second spatial direction y are used synonymously below.
  • the plunger 3 is aligned with the axis of rotation 6. Its axis of action 31 therefore intersects the axis of rotation 6. It extends in the first spatial direction x.
  • the displacement direction 30 is therefore the first radial direction x.
  • the pitch angle ß of the cross-sectional contour 20 in the contact area P of the plunger 3 acts on the plunger 3 not only an axial force FA in the direction 30, but also a transverse force FR transverse to the displacement direction 30.
  • the lateral force FR is greater, the greater the effective angle ß and / or the smaller the axial distance A 2 of the cross-sectional contour 20 from the axis of rotation 6.
  • the lateral force FR must be supported in the first bearing 41.
  • the lateral force FR must be applied by the actuating disk 2. It therefore causes a loss of power, since this proportion of the applied force can not be used for moving the plunger 3.
  • Direction of rotation 63 is rotated about its axis of rotation 6.
  • the contact area P shifts along the actuating surface 210 of the actuating disk 2 (or along the cross-sectional contour 20).
  • it is displaced from a basic position G, in which it is arranged approximately at the actuation start 21 1 of the actuation region 21, into an adjustment position V, in which it is displaced along the actuation region 21 in the direction of the actuation end 212.
  • the plunger 3 is moved in the direction of displacement 30.
  • a cylinder 9 for example, a master cylinder of a clutch (not shown) of a motor vehicle (not shown) is actuated.
  • the plunger 3 is operated against a restoring force, in particular a spring (not shown). As a result, it is pushed back against the direction of displacement 30 when the actuating disk 2 is rotated counter to the direction of rotation 63.
  • FIG. 1 (a) shows the identification converter 1 in the adjustment position V.
  • FIG. 1 (b) shows an actuation arrangement 100 with a further embodiment of a prior art identification converter 1 in the basic position G.
  • the identifier converter of FIG. 1 (b) differs from that of FIG. 1 (a) by the actuating element 7 fastened to the tappet.
  • the actuating element 7 of the identifier converter 1 of FIG. 1 (b) has an offset.
  • rolling means 71 with a rolling surface 70 which extends in the axial direction 61 of the axis of rotation 6.
  • the actuating disk 2 has an actuating surface 210 which extends in the axial direction 61 of the axis of rotation 6.
  • An axial distance A 2 of the actuating surface 2 from the axis of rotation 6 increases steadily.
  • the actuating disk 2 has a cross-sectional contour 20 which, analogously to that of the actuating disk 2 of FIG. 1 (a), permits a continuous displacement of the tappet 3.
  • the unrolling means 71 abuts against the actuating surface 210 of the actuating disk 2 along a linear contact area P.
  • the unrolling means 71 abuts against the actuating surface 210 of the actuating disk 2 along a linear contact area P.
  • the actuator disk 2 is driven by means of a Versteilantriebs 8, a
  • Output shaft 810 with a toothing 814 (see Fig. 4 (a)).
  • the output shaft 810 extends in an output direction 81 1 concentrically about an output axis 81.
  • the actuating disk 2 is arranged rotationally fixed to the drive wheel 27.
  • the drive wheel 27 has a counter-toothing 271 (see Fig. 4 (a)), which is formed corresponding to the toothing of the output shaft 810 and in engagement therewith. It is rotatably mounted about the axis of rotation 6. Preferably, it is arranged transversely to the axis of rotation 6. When rotating the output shaft 810 in a drive direction 813, therefore, the drive wheel 27 and the actuating disk 2 are simultaneously rotated in the rotational direction 63.
  • Fig. 1 (b) also shows a housing 10 with an interior 1 1, in which the identifier converter 1 is arranged.
  • the first camp 41, in which the Plunger 3 is mounted here is formed by a bushing which extends in the direction of displacement 30 and is arranged in the housing 10.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of an identifier converter 1 according to the invention schematically.
  • the identifier converter 1 has the actuating disk 2 rotatable in and counter to the direction of rotation 63 about the axis of rotation 6, as well as the plunger 3 displaceable in and against the displacement direction 30.
  • the plunger 3 is mounted in the first bearing 41.
  • the actuating disk 2 of the identifier converter 1 has a cross-sectional contour 20 in the entire actuating region 21, with a continuously increasing center distance A 2 relative to the axis of rotation 6. Namely, the cross-sectional contour 20 is designed to increase monotonously.
  • the plunger 3 is in the contact area P on the actuating disk 2, which is formed point-like or linear-shaped. In addition, the contact area P is the maximum curve of the cross-sectional contour 20.
  • the effective angle ⁇ (see FIG. 1 a) in the contact region is just 0 °. Therefore, at the actuation Disc 2 no tangential force component RR of the reaction force R on the plunger 3, but only the axial force component RA. Therefore, the plunger 3 can be moved in this arrangement with little loss in and against the sliding direction 30. In addition, no or at least virtually no transverse force FR (see Fig. 1 a) must be collected in the bearing 41 of the plunger 3. For storing the plunger 3, therefore, a cost-effective bearing 41, in particular a cost-saving socket can be used.
  • FIG. 2 shows the axial force FA of the plunger 3, directed counter to the reaction force R.
  • the plunger 3 extends parallel to the first spatial direction x, and therefore parallel to the first radial direction x of the axis of rotation 6. He is not aligned with the axis of rotation 6 out. Instead, it is offset by an offset ⁇ to the first radial direction x. Therefore, its axis of action 31 does not intersect the axis of rotation 6.
  • the contact area P is displaced along the cross-sectional contour 20 in the direction of rotation 63 of the axis of rotation 6.
  • 2 shows the identifier converter 1 in an adjustment position V, in which the abutment region P is displaced towards the actuating end 212. Since the axial distance A 2 of the cross-sectional contour 20 increases steadily in the operating region 21, the plunger 3 is displaced in the adjustment position V by an adjustment ⁇ in the direction 30.
  • Fig. 3 shows in (a) an actuating disk 2 for an identifier converter 1 according to the invention, and in (b) a table of values. It clarifies the determination of the contact area P for the inventive identifier converter 1 by forming the mathematical derivative of
  • Cross-sectional contour 20 The axis of rotation 6 of the actuating disk 2 is arranged in a zero point (0,0) of a coordinate cross whose axes extend in the first spatial direction x and in the second spatial direction y. A path in [mm] is shown on the axes / spatial directions x, y.
  • the actuating disk 2 is shown rotated in different directions of rotation um, which are each spaced by 30 ° from each other, about its axis of rotation 6 in the direction of rotation 63.
  • the actuating stop 22 extends in the first spatial direction x.
  • the value table shows a calculated result of the calculation of an optimal position of the plunger 3.
  • the mathematically determined value in which the cross-sectional contour 20 has its maximum curve is designated here by P, since this position is used according to the invention as a contact region P. It is visible that the Kurvenmaximunn P shifts approximately along a line L in the direction of displacement 30 upon rotation of the actuating disk. In the arrangement of the plunger 3 in the direction of the line L this is therefore always arranged approximately at the maximum curve P.
  • the line L is spaced by the offset ⁇ from the first spatial direction. In the basic position G, the plunger 3 is therefore spaced apart from the actuation start 21 1 by the offset ⁇ .
  • the table of values can be taken that the adjustment ⁇ , by which the axial distance A 2 of the contact area P increases when turning the actuating disk 2, slightly larger. Due to the only slight change of the plunger 3 is still arranged here substantially parallel to the first spatial direction x. Therefore, although slight tangential forces RR act on the plunger 3. However, these are small enough to allow a cost-effective storage 41 of the plunger 3.
  • FIG. 4 shows an actuating arrangement 100 with such an identifier converter 1 according to the invention.
  • a housing 10 of the actuator assembly 100 is shown open, so that the identifier converter 1 in the interior 1 1 of the housing 10 is visible.
  • the actuating arrangement 100 has the adjusting drive 8.
  • the plunger 3 component 9 in particular the cylinder on.
  • the cylinder 9 is here a hydraulic cylinder and comprises a tappet guide 91 and a cartridge 92.
  • the identifier converter 1 has the actuating disk 2, which is rotatable in and against the direction of rotation 93 about the axis of rotation 6.
  • the actuation disk 2 has the actuation region 21 and the actuation stop 22. In the actuation region 21, the cross-sectional contour 20 rises steadily from the actuation start 21 1 to the actuation end 212.
  • the bolt 28 cooperates with a groove (not shown) in the housing 10 of the tag converter 1, with a slot end (not shown) serving as a stop for the pin 28.
  • the actuating disk 2 is driven by means of Versteilantriebs 8, which has an output shaft 810 which extends in the driven direction 81 1 and in and against the drive direction 813 to a
  • Output shaft 81 is rotatable.
  • a worm gear 814 is arranged as positive engagement means, which is in engagement with a counter toothing 271 of the drive wheel 27.
  • Fig. 4 (a) shows only a section of the drive wheel 27 in dashed lines.
  • the drive wheel 27 When rotating the output shaft 810 in the drive direction 813, the drive wheel 27 is driven in the direction of rotation 63, so that the actuating disk 2 rotates about the axis of rotation 6 in the direction of rotation 63.
  • a rolling element 7 which is arranged around a Abrollachse 72 in and against a rolling direction 723 rotatably mounted on the plunger 3.
  • the rolling element 7 rotates when turning the actuating disk 2 in a rolling direction 723 opposite to the direction of rotation 63 of the actuating disk 2. It rests in the contact area P on the actuating disk 2.
  • the plunger 3 is therefore guided here in an inner space 50 of a linear guide frame 5.
  • the guide frame 5 has on opposite longitudinal sides 541, 542 each have a guide groove 53, in which a corresponding to the guide groove 53 formed guide web 33, which is arranged on opposite longitudinal sides 341, 342 of the plunger 3, engages.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kennungswandler (1) zum Betätigen eines Zylinders, insbesondere eines Geberzylinders einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Betätigungsscheibe, die um eine Drehachse (6) in und gegen eine Drehrichtung (63, 93) drehbar ist, und zum Betätigen eines Stössels vorgesehen ist, der in und gegen eine Verschieberichtung (30) verschiebbar ist, wobei die Betätigungsscheibe eine Querschnittskontur (20, 210) aufweist, die in einem Betätigungsbereich, in dem der Stössel in einem Anlagebereich beim Betätigen an der Betätigungsscheibe anliegt, zumindest teilweise einen Achsabstand (A1, A2) zur Drehachse (6) aufweist, der sich stetig vergrossert, wobei der Anlagebereich punkt- oder linienförmig ausgebildet ist, und in dem Betätigungsbereich, in dem sich der Achsabstand (A1, A2) zur Drehachse (6) stetig vergrossert, ein Kurvenmaximum der Querschnittskontur (20, 210) ist. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem eine Betätigungsanordnung, die einen solchen Kennungswandler (1) und einen Versteilantrieb (8) zum automatischen Antreiben des Kennungswandlers (1) umfasst. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Kupplung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem solchen Kennungswandler (1).

Description

Beschreibung
Kennungswandler mit Kurvenscheibe und Querkraft- minimiert positioniertem Stößel zur Betätigung einer Kupplung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kennungswandler zum Betätigen eines Zylinders, insbesondere eines Geberzylinders einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Betätigungsscheibe, die um eine Drehachse in und gegen eine Drehrichtung drehbar ist, und zum Betätigen eines Stößels vorgesehen ist, der in und gegen eine Verschieberichtung verschiebbar ist, wobei die Betätigungsscheibe eine Querschnittskontur aufweist, die in einem Betätigungsbereich, in dem der Stößel beim Betätigen an der Betätigungsscheibe anliegt, einen sich stetig vergrößernden Achsabstand zur Drehachse aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem eine Betätigungsanordnung, die einen solchen Kennungswandler und einen Vers- tellantrieb zum automatischen Antreiben des Kennungswandlers umfasst. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Kupplung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem solchen Kennungswandler.
Trockenkupplungen in einem Kraftfahrzeug werden von einem Kraftfahrzeugfahrer über einen hydraulischen Geberzylinder und einen hydraulischen Nehmerzylinder, oder mit Seilzügen betätigt. Es sind auch Trockenkupplungen bekannt, bei denen die Betätigung automatisiert erfolgt. Bei automatisierten Trockenkupplungen wird der Geberzylinder des Systems mittels eines Getriebes von einem Elektromotor betätigt. Solche Getriebe umfassen zumeist einen Kennungswandler, der eine erste Stufe mit einem Schraubrad- oder Stirnradgetriebe aufweist, sowie eine zweite Stufe, die die Drehbewegung der ersten Stufe in eine lineare Bewegung, beispielsweise eines Stößels, wandelt. Dafür umfasst die zweite Stufe häufig Kurbeltriebe oder Spindeltriebe. Es sind aber auch Nockenscheiben verwendbar.
Die Druckschrift DE 60 2004 01 1 168 T2 offenbart einen elektromechani- schen Aktuator mit einem nockenartigen Betätigungsglied, das zur Betätigung des Geberzylinders ein Bauglied antreibt. Das Bauglied weist die Form eines zylindrischen Elementes auf, welches in Richtung seiner eigenen Achse verschiebbar ist. Durch die Verschiebung des Baugliedes wird ein Schieber verschoben, der in einer hydraulischen Kartusche untergebracht ist. Dadurch wird eine Flüssigkeit in einem an die Kartusche angebrachten Schlauch verdrängt.
Bei Verwendung von Nockenscheiben werden auf den Stößel jedoch entsprechend der Steigung des Nockens nicht nur Nutzkräfte in Richtung des Stößels, sondern zudem Querkräfte ausgeübt. Diese werden herkömmlich über Mehrgelenkanordnungen abgefangen. Sie sind ebenfalls mit erheblichem Aufwand im Stößel selbst abfangbar.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kennungswandler zur Betätigung eines Zylinders, insbesondere einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs, zu schaffen, der eine rotatorische Bewegung verlustarm in eine lineare Bewegung wandelt, sowie eine Kupplung mit einem solchen Kennungswandler.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Kennungswandler zum Betätigen eines Zylinders. Der Zylinder ist bevorzugt ein Hydraulikzylinder. Die Erfindung eignet sich aber auch zur Betätigung eines Pneumatikzylinders. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zylinder ein Geberzylinder einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs. Bevorzugt ist aber auch die Betätigung einer Pumpe.
Der Kennungswandler weist eine Betätigungsscheibe auf, die um eine Drehachse in und gegen eine Drehrichtung drehbar ist. Zudem weist sie einen Stößel auf, der in und gegen eine Verschieberichtung verschiebbar ist. Die Betätigungsscheibe ist zum Verschieben des Stößels vorgesehen. Der Stößel ist zum Betätigen des Zylinders vorgesehen.
Die Betätigungsscheibe weist eine Querschnittskontur auf, die in einem Betätigungsbereich, in dem der Stößel beim Betätigen in einem Anlagebereich an der Betätigungsscheibe anliegt, zumindest teilweise einen sich stetig vergrößernden Achsabstand zur Drehachse aufweist.
Der Kennungswandler zeichnet sich dadurch aus, dass der Anlagebereich punkt- oder linienförmig ausgebildet ist, und dass er in dem Betätigungsbereich, in dem die Querschnittskontur einen sich stetig vergrößernden Achsabstand zur Drehachse aufweist, ein Kurvenmaximum der
Querschnittskontur ist.
Beim Drehen der Betätigungsscheibe in diesem Betätigungsbereich liegt der Stößel daher im Kurvenmaximum an der Betätigungsscheibe an. Das Kurvenmaximum ist der punkt- oder linienförmige Anlagebereich, in dem die lokale Steigung der Querschnittskontur gerade Null ist. Dadurch wirkt in diesem Betätigungsbereich keine Kraft tangential auf die Betätigungsscheibe. Somit wirkt auch keine durch eine solche tangentiale Kraft verursachte Querkraft auf den Stößel. Der Stößel ist daher verlustarm verschiebbar, und der Kennungswandler verlustarm betätigbar. Es ist bevorzugt, dass sich der Stößel entlang einer Wirkachse 31 erstreckt, entlang der er beim Drehen der Betätigungsscheibe in die Verschieberichtung verschoben wird.
Aufgrund des sich stetig vergrößernden Achsabstandes der
Querschnittskontur zur Drehachse ist diese monoton steigend ausgebildet. Der Anlagebereich ist daher durch Bildung der mathematischen Ableitung der Querschnittskontur bestimmbar.
Dabei ist die Vergrößerung des Achsabstandes, d. h. ein Verstellweg, um den sich der des Achsabstandes beim Drehen der Betätigungsscheibe verändert, in diesem Betätigungsbereich bevorzugt im Wesentlichen gleich. Dadurch wird der Stößel beim Drehen der Betätigungsscheibe in diesem Betätigungsbereich mit gleichbleibender Geschwindigkeit verschoben.
Es ist aber ebenfalls bevorzugt, dass sich die Vergrößerung des Achsabstandes stetig vergrößert. Vorzugsweise ist der Anlagebereich dieser Ausführungsform durch Bildung der zweiten mathematischen Ableitung der Querschnittskontur bestimmbar. In dieser Ausführungsform wird der Stößel beim Drehen der Betätigungsscheibe in diesem Betätigungsbereich beschleunigt.
Es sind auch Ausführungsformen bevorzugt, bei denen die
Querschnittskontur teilweise einen sich verkleinernden Achsabstand zur Drehachse aufweist, so dass der Stößel beim Verschieben abgebremst wird, oder einen gleichbleibenden Achsabstand zur Drehachse aufweist, so dass er in seiner Position verharrt. Dabei ist die Querschnittskontur vorzugsweise zumindest überall stetig, vorzugsweise glatt, ausgebildet. Diese Ausführungsformen haben aber den Nachteil, dass Querkräfte tangential auf die Betätigungsscheibe, und somit Reaktionskräfte auf den Stößel wirken, die zu Verlusten führen und in einem Lager, in dem der Stößel gelagert ist, abgefangen werden müssen.
Daher ist es besonders bevorzugt, dass die Querschnittskontur im gesamten Betätigungsbereich einen sich stetig vergrößernden Achsabstand zur Drehachse aufweist. Vorzugsweise ist sie im gesamten Betätigungsbereich monoton steigend ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Anlagebereich im gesamten Betätigungsbereich ein Kurvenmaximum der
Querschnittskontur.
Ganz besonders bevorzugt ist die Vergrößerung des Achsabstandes im Betätigungsbereich überall im Wesentlichen gleich. Dadurch wird der Stößel im gesamten Betätigungsbereich mit im Wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit verschoben.
Der Stößel erstreckt sich in dieser Ausführungsform bevorzugt parallel einer ersten, sich in eine radiale Richtung der Drehachse erstreckenden Raumrichtung, und ist weiterhin bevorzugt von dieser um einen Versatz beabstandet. Er ist daher nicht auf die Drehachse ausgerichtet, sondern seine Wirkachse ist um den Versatz zur Drehachse versetzt.
Weiterhin ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Vergrößerung des Achsabstandes im Betätigungsbereich stetig steigend ist. Dadurch wird der Stößel im gesamten Betätigungsbereich beschleunigt. In dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass sich der Stößel in einem Winkel >0° zur ersten Raumrichtung erstreckt, und im Anlagebereich von dieser um den Versatz beabstandet ist. [Kann man noch etwas mehr zu dem Winkel sagen? Gut wäre dazu eine Figur, oder eine Aussage, die herkömmliche Kennungswandler ausschließt, bei denen zwar nicht im Kurvenmaximum angeordnet sind, aber in einem Winkel zur radialen Richtung.] Durch den Versatz wirkt auf die Betätigungsscheibe zwar ein Rückdreh- moment. Der Stößel wird aber nur in Richtung seiner Wirkachse, also in Verschieberichtung, belastet. Insgesamt wirken im Betätigungsbereich nahezu keine Reaktionskräfte auf den Stößel. Der Stößel ist dadurch nicht nur verlustarm verschiebbar, sondern die Lagerung des Stößels ist erheblich einfacher möglich, und es sind keine aufwendigen Mehrgelenkanordnungen erforderlich.
Die Betätigungsscheibe weist im Betätigungsbereich bevorzugt eine Betätigungsfläche auf, an der der Stößel anliegt. Die Betätigungsfläche erstreckt sich bevorzugt quer zur Wirkachse des Stößels, beziehungsweise zur Verschieberichtung. Vorzugsweise erstreckt sich die Verschieberichtung quer zur Drehachse. Um den Kennungswandler an die Einbauverhältnisse anzupassen, ist es aber ebenfalls bevorzugt, dass sich die Verschieberichtung und die Betätigungsfläche in einem Winkel >0° zur Drehachse erstrecken. Beim Drehen der Betätigungsscheibe liegt der Stößel im Anlagebereich an der Betätigungsfläche an.
Da sich die Betätigungsscheibe beim Betätigen des Kennungswandlers um ihre Drehachse dreht, verschiebt sich der erste Anlagebereich entlang der Betätigungsfläche der Betätigungsscheibe. Um ein verlustarmes Betätigen des Kennungswandlers zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass am Stößel ein Betätigungselement angeordnet ist, das ein Abrollmittel aufweist, welches um eine Abrollachse in und gegen eine Abrollrichtung drehbar ist. Vorzugsweise rollt sich das Abrollmittel beim Drehen der Betätigungsscheibe an der Betätigungsfläche ab. Dadurch sind Reibungsverluste, die beim Verschieben des Stößels entlang der Betätigungsfläche auftreten, gering. Vorzugsweise ist die Betätigungsscheibe eine Nockenscheibe mit dem Betätigungsbereich und einem Betätigungsanschlag. Der Betätigungsbereich erstreckt sich bevorzugt von einem Betätigungsanfang aus zu einem Betätigungsende. Es ist bevorzugt, dass der Betätigungsanschlag durch eine im Querschnitt geradlinige Kontur gebildet ist, die das Betätigungsende mit dem Betätigungsanfang verbindet. Am Betätigungsanschlag verläuft die Querschnittskontur der Betätigungsscheibe daher sprungförmig.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Betätigungsanordnung für einen Zylinder, beispielsweise für einen Geberzylinder einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs. Die Betätigungsanordnung weist einen solchen Ken- nungswandler auf, sowie einen Versteilantrieb zum automatischen Antreiben des Kennungswandlers. Es ist bevorzugt, dass eine Abtriebsachse des Versteilantriebs quer zur Drehachse angeordnet ist. Dadurch ist die Betätigungsanordnung sehr flach / kompakt baubar. In Abhängigkeit von den Bauraumverhältnissen sind aber auch andere Anordnungen bevorzugt. Besonders bevorzugt weist die Abtriebsachse einen Winkel zur radialen Richtung der Drehachse auf. Dadurch ist die Lage des Versteilantriebs relativ zum Kennungswandler anpassbar.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Kupplung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem solchen Kennungswandler.
Da nahezu keine oder gar keine Querkräfte am Stößel auftreten, ist die Lagerung des Stößels kostengünstig herstellbar. Zudem ist der Stößel beim Betätigen des Kennungswandlers verlustarm verschiebbar. Daher weist die Kupplung, insbesondere die Lagerung des Stößels, eine sehr gute Lebensdauer auf. Die Kupplung ist daher sehr kosteneffizient herstellbar. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
Fig. 1 zeigt in (a) schematisch eine erste Ausführungsform eines
Kennungswandlers nach dem Stand der Technik, und in (b) eine weitere Ausführungsform eines Kennungswandlers nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 zeigt in (a) schematisch einen erfindungsgemäßen Ken- nungswandler,
Fig. 3 zeigt in (a) eine Betätigungsscheibe für einen erfindungsgemäßen Kennungswandler, und in (b) eine Wertetabelle, und
Fig. 4 zeigt in (a) eine Betätigungsanordnung mit einem erfindungsgemäßen Kennungswandler, und in (b) einen Ausschnitt aus der Betätigungsanordnung der Fig. 4 (a).
Die Fig. 1 (a) zeigt schematisch einen Kennungswandler 1 nach dem Stand der Technik. Der Kennungswandler 1 weist eine Betätigungsscheibe 2 auf, die in und gegen eine Drehrichtung 63 um eine Drehachse 6 drehbar gelagert ist. Die Betätigungsscheibe 2 ist eine Nockenscheibe, die eine Querschnittskontur 20 aufweist, mit einem Betätigungsbereich 21 und einem Betätigungsanschlag 22. Der Betätigungsbereich 21 erstreckt sich von einem Betätigungsanfang 21 1 aus zu einem Betätigungsende 212. In der dargestellten Ausführungsform steigt ein Abstand A2 der
Querschnittskontur 20 von der Drehachse im Betätigungsbereich 21 von dem Betätigungsanfang 21 1 bis zu dem Betätigungsende 212 stetig an. Die Querschnittskontur 20 verläuft im Betätigungsbereich monoton stei- gend und zudem glatt. Am Betätigungsanschlag 22 sind der Betätigungsanfang 21 1 und das Betätigungsende 212 geradlinig miteinander verbunden. Die Betätigungsscheibe 2 weist daher dort eine Querschnittskontur 20 mit einem Sprung auf.
Weiterhin umfasst der Kennungswandler 1 einen Stößel 3, der in einem ersten Lager 41 in und gegen eine Verschieberichtung 30 verschiebbar gelagert ist. Der Stößel 3 erstreckt sich entlang einer Wirkachse 31 und in eine radiale Richtung 62 der Drehachse 6. Er ist daher zur Drehachse 6 hin ausgerichtet, so dass seine Wirkachse 31 die Drehachse 6 schneidet. Die Verschieberichtung 30 erstreckt sich daher in die radiale Richtung 62.
Am Stößel 3 ist ein kugelförmiges Betätigungselement 7 befestigt, das mit dem Stößel 3 in und gegen die Verschieberichtung 30 verschiebbar ist. Das Betätigungselement 7 liegt im Betätigungsbereich 21 an der Betätigungsscheibe 2 an.
Beim Drehen der Betätigungsscheibe 2 wird der Stößel 3, vorzugsweise gegen eine Federkraft, entsprechend der Querschnittskontur 20 der Betätigungsscheibe 2 in die Verschieberichtung 30 verschoben. Da der Abstand A2 der Querschnittskontur 20 von der Drehachse 6 bei der hier dargestellten Ausführungsform der Betätigungsscheibe im gesamten Betätigungsbereich 21 stetig steigt, wird der Stößel 3 kontinuierlich in die Verschieberichtung 30 verschoben. Der Kennungswandler 1 wandelt daher eine rotatorische Bewegung in eine lineare Bewegung um. Dabei wird ein Drehmoment der Betätigungsscheibe 2 in eine Gegenkraft F des Stößels 3 gewandelt.
Da die Querschnittskontur 210 im Betätigungsbereich 21 überall eine Steigung aufweist, wirkt eine Reaktionskraft R am Betätigungselement 7, die die Gegenkraft F des Stößels 3 bewirkt. Die Reaktionskraft R weist ei- nen Wirkwinkel ß zur radialen Richtung 62 auf. Der Wirkwinkel ß entspricht einem Steigungswinkel ß der Querschnittskontur 20 im Anlagebereich P des Stößels 3, in dem dieser an der Betätigungsscheibe 2 anliegt. Die an der Betätigungsscheibe 2 wirkende Reaktionskraft R weist daher eine tangentiale Kraftkomponente RR und eine axiale Kraftkomponente RA auf. Die axiale Kraftkomponente RA wirkt in eine erste Raumrichtung x, die sich in eine radiale Richtung 62 der Drehachse 6 erstreckt. Die radiale Richtung 62, in die sich die erste Raumrichtung x erstreckt, ist im Folgenden als erste radiale Richtung bezeichnet. Die Begriffe erste radiale Richtung und erste Raumrichtung x werden im Folgenden synonym verwendet.
Die tangentiale Kraftkomponente RR wirkt in eine zweite Raumrichtung y quer zur ersten Raumrichtung y. Die zweite Raumrichtung erstreckt sich ebenfalls in eine radiale Richtung 62 der Drehachse. Die radiale Richtung 62, in die sich die zweite Raumrichtung y erstreckt, ist im Folgenden als zweite radiale Richtung bezeichnet. Die Begriffe zweite radiale Richtung und zweite Raumrichtung y werden im Folgenden synonym verwendet.
Der Stößel 3 ist zur Drehachse 6 hin ausgerichtet. Seine Wirkachse 31 schneidet daher die Drehachse 6. Er erstreckt sich in die erste Raumrichtung x. Die Verschieberichtung 30 ist daher die erste radiale Richtung x.
Aufgrund des Steigungswinkels ß der Querschnittskontur 20 im Anlagebereich P des Stößels 3 wirkt auf den Stößel 3 nicht nur eine Axialkraft FA in Verschieberichtung 30, sondern zudem eine Querkraft FR quer zur Verschieberichtung 30. Die Querkraft FR ist umso größer, je größer der Wirkwinkel ß und/oder je kleiner der Achsabstand A2 der Querschnittskontur 20 von der Drehachse 6 ist.
Die Querkraft FR muss im ersten Lager 41 abgestützt werden. Zudem muss die Querkraft FR von der Betätigungsscheibe 2 aufgebracht werden. Sie bewirkt daher einen Leistungsverlust, da dieser Anteil der aufzubringenden Kraft nicht für das Verschieben des Stößels 3 genutzt werden kann. Beim Betätigen des Kennungswandlers 1 wird die Betätigungsscheibe 2 in
Drehrichtung 63 um ihre Drehachse 6 gedreht. Dabei verschiebt sich der Anlagebereich P entlang der Betätigungsfläche 210 der Betätigungsscheibe 2 (beziehungsweise entlang der Querschnittskontur 20). Er wird dabei von einer Grundposition G, in der er etwa am Betätigungsanfang 21 1 des Betätigungsbereiches 21 angeordnet ist, in eine Verstellposition V, in der er entlang dem Betätigungsbereich 21 in Richtung zum Betätigungsende 212 hin verschoben angeordnet ist, verschoben.
Dabei wird der Stößel 3 in die Verschieberichtung 30 verschoben. Beim Verschieben des Stößels 3 wird ein Zylinder 9 (s. Fig. 4 (a)), beispielsweise ein Geberzylinder einer Kupplung (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt), betätigt.
Der Stößel 3 wird gegen eine Rückstellkraft, insbesondere einer Feder (nicht gezeigt), betätigt. Dadurch wird er gegen die Verschieberichtung 30 zurück geschoben, wenn die Betätigungsscheibe 2 gegen die Drehrichtung 63 gedreht wird.
Fig. 1 (a) zeigt den Kennungswandler 1 in der Verstellposition V. Fig. 1 (b) zeigt eine Betätigungsanordnung 100 mit einer weiteren Ausführungsform eines Kennungswandlers 1 nach dem Stand der Technik in der Grundposition G.
Der Kennungswandler der Fig. 1 (b) unterscheidet sich von dem der Fig. 1 (a) durch das am Stößel befestigte Betätigungselement 7. Denn das Betätigungselement 7 des Kennungswandlers 1 der Fig. 1 (b) weist ein Ab- rollmittel 71 auf, mit einer Abrollfläche 70, die sich in die axiale Richtung 61 der Drehachse 6 erstreckt. Zudem weist die Betätigungsscheibe 2 eine Betätigungsfläche 210 auf, die sich in die axiale Richtung 61 der Drehachse 6 erstreckt. Ein Achsabstand A2 der Betätigungsfläche 2 von der Drehachse 6 steigt stetig an. Dadurch weist das Betätigungsscheibe 2 eine Querschnittskontur 20 auf, die analog der der Betätigungsscheibe 2 der Fig. 1 (a) ein kontinuierliches Verschieben des Stößels 3 ermöglicht.
Das Abrollmittel 71 liegt entlang eines linienförmigen Anlagebereiches P an der Betätigungsfläche 210 der Betätigungsscheibe 2 an. Beim Drehen der Betätigungsscheibe 2 rollt es sich mit seiner Abrollfläche 70 an der Betätigungsfläche 210 ab.
Bei der Betätigungsanordnung 100 der Fig. 1 (b) wird die Betätigungsscheibe 2 mittels eines Versteilantriebs 8 angetrieben, der eine
Abtriebswelle 810 mit einer Verzahnung 814 (s. Fig. 4 (a)) aufweist. Die Abtriebswelle 810 erstreckt sich in eine Abtriebsrichtung 81 1 konzentrisch um eine Abtriebsachse 81 . Die Betätigungsscheibe 2 ist drehfest zum Antriebsrad 27 angeordnet.
Das Antriebsrad 27 weist eine Gegenverzahnung 271 (s. Fig. 4 (a)) auf, die zur Verzahnung der Abtriebswelle 810 korrespondierend ausgebildet und mit dieser in Eingriff ist. Es ist um die Drehachse 6 drehbar gelagert. Vorzugsweise ist es quer zur Drehachse 6 angeordnet. Beim Drehen der Abtriebswelle 810 in eine Antriebsrichtung 813 werden daher das Antriebsrad 27 und die Betätigungsscheibe 2 gleichzeitig in die Drehrichtung 63 gedreht.
Fig. 1 (b) zeigt zudem ein Gehäuse 10 mit einem Innenraum 1 1 , in dem der Kennungswandler 1 angeordnet ist. Das erste Lager 41 , in dem der Stößel 3 gelagert ist, ist hier durch eine Buchse gebildet, die sich in die Verschieberichtung 30 erstreckt und im Gehäuse 10 angeordnet ist.
Es hat sich gezeigt, dass die von dem ersten Lager 41 aufzunehmende Querkraft FR bei einem solchen herkömmlichen Kennungswandler 1 so groß ist, dass der Einsatz von herkömmlichen Gleitelementen 7, wie beispielsweise das Abrollmittel 7 der Fig. 1 (b), insbesondere im Automotive- Bereich, nicht ausreichend ist. Denn die Anzahl der Stellzyklen, die hohe Dynamik, die hohe Ansatztemperatur und die in der Regel nicht mögliche Nachschmierung führt zu einem zu schnellen Verschleiß und zu einem Ausfall der Komponente 9 (s. Fig. 4 (a)) bereits nach einer sehr kurzen Lebensdauer des Kennungswandlers 1 .
Die Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kennungswandlers 1 schematisch.
Der Kennungswandler 1 weist die in und gegen die Drehrichtung 63 um die Drehachse 6 drehbare Betätigungsscheibe 2 auf, sowie den in und gegen die Verschieberichtung 30 verschiebbaren Stößel 3. Der Stößel 3 ist in dem ersten Lager 41 gelagert.
Die Betätigungsscheibe 2 des Kennungswandlers 1 weist im gesamten Betätigungsbereich 21 eine Querschnittskontur 20 auf, mit einem sich stetig vergrößernden Achsabstand A2 zur Drehachse 6. Und zwar ist die Querschnittskontur 20 monoton steigend ausgebildet. Der Stößel 3 liegt in dem Anlagebereich P an der Betätigungsscheibe 2 an, der punkt- oder li- nienförmig ausgebildet ist. Und zudem ist der Anlagebereich P das Kurvenmaximum der Querschnittskontur 20.
Bei dieser Ausführungsform des Kennungswandlers 1 ist der Wirkwinkel ß (s. Fig. 1 a) im Anlagebereich gerade 0°. Daher wirkt an der Betätigungs- Scheibe 2 keine tangentiale Kraftkomponente RR der Reaktionskraft R auf den Stößel 3, sondern nur die axiale Kraftkomponente RA. Daher kann der Stößel 3 bei dieser Anordnung verlustarm in und gegen die Schieberichtung 30 verschoben werden. Zudem muss keine oder zumindest nahezu keine Querkraft FR (s. Fig. 1 a) im Lager 41 des Stößels 3 aufgefangen werden. Zum Lagern des Stößels 3 kann daher ein kostengünstiges Lager 41 , insbesondere eine kostengünstige Buchse, verwendet werden. Der Vollständigkeit halber zeigt die Fig. 2 die der Reaktionskraft R entgegen gerichtete Axialkraft FA des Stößels 3.
Sichtbar ist, dass sich der Stößel 3 parallel der ersten Raumrichtung x, und daher parallel der ersten radialen Richtung x der Drehachse 6, erstreckt. Dabei ist er aber nicht zur Drehachse 6 hin ausgerichtet. Sondern er ist um einen Versatz ε zur ersten radialen Richtung x versetzt. Daher schneidet seine Wirkachse 31 die Drehachse 6 nicht.
Beim Drehen der Betätigungsscheibe 2 wird der Anlagebereich P entlang der Querschnittskontur 20 in Drehrichtung 63 der Drehachse 6 verschoben. Fig. 2 zeigt den Kennungswandler 1 in einer Verstellposition V, in der der Anlagebereich P zum Betätigungsende 212 hin verschoben ist. Da sich der Achsabstand A2 der Querschnittskontur 20 im Betätigungsbereich 21 stetig vergrößert, ist der Stößel 3 in der Verstellposition V um einen Verstellweg ΔΑ in Verschieberichtung 30 verschoben.
Fig. 3 zeigt in (a) eine Betätigungsscheibe 2 für einen erfindungsgemäßen Kennungswandler 1 , und in (b) eine Wertetabelle. Sie verdeutlicht die Ermittlung des Anlagebereiches P für den erfindungsgemäßen Kennungswandler 1 durch Bildung der mathematischen Ableitung der
Querschnittskontur 20. Die Drehachse 6 der Betätigungsscheibe 2 ist in einem Nullpunkt (0,0) eines Koordinaten kreuzes angeordnet, dessen Achsen sich in die erste Raumrichtung x und in die zweite Raumrichtung y erstrecken. Auf den Achsen / Raumrichtungen x, y ist jeweils ein Weg in [mm] dargestellt.
Die Betätigungsscheibe 2 ist in verschiedenen Drehwinkeln Θ, die jeweils um 30° voneinander beabstandet sind, in Drehrichtung 63 um ihre Drehachse 6 gedreht dargestellt.
In der Grundposition G der Betätigungsscheibe 2, in der der Drehwinkel 0° beträgt, erstreckt sich der Betätigungsanschlag 22 in die erste Raumrichtung x.
Die Wertetabelle zeigt ein rechnerisch ermitteltes Ergebnis der Berechnung einer optimalen Position des Stößels 3.
In den Spalten der Tabelle sind dargestellt:
. Der Drehwinkel Θ, um den die Betätigungsscheibe 2 gegenüber der
Grundposition G gedreht ist;
. Der rechnerisch ermittelte Wert, in dem die Querschnittskontur 20 ihr
Kurvenmaximum aufweist;
. Der Achsabstand A2 des Anlagebereiches P von der die Drehachse 6 schneidenden zweiten Raumrichtung y;
. Der Verstellweg ΔΑ, um den sich der Anlagebereich P ausgehend von der Grundposition G in Verschieberichtung 30 verschiebt, und
. Die Differenz zwischen dem Achsabstand A2 in einer Verstellposition V und dem Achsabstand A1 (=A2(G)) in der Grundposition G.
Der rechnerisch ermittelte Wert, in dem die Querschnittskontur 20 ihr Kurvenmaximum aufweist, ist hier mit P bezeichnet, da diese Position erfindungsgemäß als Anlagebereich P genutzt wird. Sichtbar ist, dass sich das Kurvenmaximunn P bei Drehen der Betätigungsscheibe etwa entlang einer Linie L in die Verschieberichtung 30 verschiebt. Bei Anordnung des Stößels 3 in Richtung der Linie L ist dieser daher immer etwa im Kurvenmaximum P angeordnet. Die Linie L ist um den Versatz ε von der ersten Raumrichtung beabstandet. In der Grundposition G ist der Stößel 3 daher um den Versatz ε vom Betätigungsanfang 21 1 beabstandet.
Der Wertetabelle ist entnehmbar, dass der Verstellweg ΔΑ, um den sich der Achsabstand A2 des Anlagebereiches P beim Drehen der Betätigungsscheibe 2 vergrößert, geringfügig größer wird. Aufgrund der nur geringfügigen Änderung ist der Stößel 3 hier dennoch im Wesentlichen parallel der ersten Raumrichtung x angeordnet. Es wirken daher zwar geringfügige tangentiale Kräfte RR auf den Stößel 3. Diese sind aber klein genug, um eine kostengünstige Lagerung 41 des Stößels 3 zu ermöglichen.
Fig. 4 zeigt eine Betätigungsanordnung 100 mit einem solchen erfindungsgemäßen Kennungswandler 1 . Ein Gehäuse 10 der Betätigungsanordnung 100 ist geöffnet dargestellt, so dass der Kennungswandler 1 im Innenraum 1 1 des Gehäuses 10 sichtbar ist. Zum Antrieb des Kennungs- wandlers 1 weist die Betätigungsanordnung 100 den Versteilantrieb 8 auf. Zudem weist sie die mit dem Stößel 3 betätigte Komponente 9, insbesondere den Zylinder, auf. Der Zylinder 9 ist hier ein Hydraulikzylinder und umfasst eine Stößelführung 91 und eine Kartusche 92.
Der Kennungswandler 1 weist die Betätigungsscheibe 2 auf, die in und gegen die Drehrichtung 93 um die Drehachse 6 drehbar ist. Die Betätigungsscheibe 2 weist den Betätigungsbereich 21 auf, sowie den Betätigungsanschlag 22. Im Betätigungsbereich 21 steigt die Querschnittskontur 20 vom Betätigungsanfang 21 1 bis zum Betätigungsende 212 stetig an. An der Betätigungsscheibe 2 ist ein Begrenzungsmittel 28, hier ein Bolzen, angeordnet, der den Drehwinkel Θ, um den die Betätigungsscheibe 2 in die Drehrichtung 63 drehbar ist, begrenzt. Der Bolzen 28 wirkt mit einer Nut (nicht gezeigt) im Gehäuse 10 des Kennungswandlers 1 zusammen, wobei ein Nutende (nicht gezeigt) als Anschlag für den Bolzen 28dient.
Die Betätigungsscheibe 2 wird mittels des Versteilantriebs 8 angetrieben, der eine Abtriebswelle 810 aufweist, die sich in die Abtriebsrichtung 81 1 erstreckt und in und gegen die Antriebsrichtung 813 um eine
Abtriebsachse 81 drehbar ist. An der Abtriebswelle 810 ist als Formschlussmittel eine Schneckenverzahnung 814 angeordnet, die mit einer Gegenverzahnung 271 des Antriebsrades 27 in Eingriff ist. Der Übersichtlichkeit halber zeigt die Fig. 4 (a) nur einen Ausschnitt des Antriebsrades 27 in gestrichelten Linien.
Beim Drehen der Abtriebswelle 810 in die Antriebsrichtung 813 wird das Antriebsrad 27 in die Drehrichtung 63 angetrieben, so dass sich die Betätigungsscheibe 2 um die Drehachse 6 in die Drehrichtung 63 dreht.
An der Betätigungsscheibe 2 liegt ein Abrollelement 7 an, das um eine Abrollachse 72 in und gegen eine Abrollrichtung 723 drehbar am Stößel 3 angeordnet ist. Das Abrollelement 7 dreht sich beim Drehen der Betätigungsscheibe 2 in eine Abrollrichtung 723 entgegen gesetzt zur Drehrichtung 63 der Betätigungsscheibe 2. Es liegt dabei im Anlagebereich P an der Betätigungsscheibe 2 an.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Querschnittskontur 20 der Betätigungsscheibe 2, die einen sich stetig vergrößernden Achsabstand A2 zur Drehachse 6 aufweist, so dass der Anlagebereich P immer im Kurvenmaximum der Querschnittskontur 20 angeordnet ist, wirkt auf den Stößel 3 beim Drehen der Betätigungsscheibe 2 im Wesentlichen nur die Axialkraft RA (s. Fig. 2). Dadurch wird der Stößel 3 entlang einer geradlinigen Wirkachse 31 in die Verschieberichtung 30 verschoben. Querkräfte RR treten dabei nahezu nicht auf.
Der Stößel 3 ist hier daher in einem Innenraum 50 eines geradlinigen Führungsrahmens 5 geführt. Der Führungsrahmen 5 weist an gegenüberliegenden Längsseiten 541 , 542 jeweils eine Führungsnut 53 auf, in die ein korrespondierend zur Führungsnut 53 ausgebildeter Führungssteg 33, der an gegenüberliegenden Längsseiten 341 , 342 des Stößels 3 angeordnet ist, eingreift.
Dies ist in Fig. 4 (b) sichtbar, die die Betätigungsanordnungl OO ohne den Zylinder 9 zeigt. Dadurch ist der Stößel 3 mit den Führungsstegen 33 und der Führungsrahmen 5 mit den Führungsnuten 53 sichtbar.

Claims

Ansprüche
1 . Kennungswandler (1 ) zum Betätigen eines Zylinders (9), insbesondere eines Geberzylinders einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Betätigungsscheibe (2), die um eine Drehachse (6) in und gegen eine Drehrichtung (63) drehbar ist, und zum Betätigen eines Stößels (3) vorgesehen ist, der in und gegen eine Verschieberichtung (30) verschiebbar ist, wobei die Betätigungsscheibe (2) eine
Querschnittskontur (20) aufweist, die in einem Betätigungsbereich (21 ), in dem der Stößel (3) beim Betätigen in einem Anlagebereich (P) an der Betätigungsscheibe (2) anliegt, einen sich stetig vergrößernden Achsabstand (A2) zur Drehachse (6) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Anlagebereich (P) punkt- oder linienförmig ausgebildet ist, und dass er in dem Betätigungsbereich (21 ), in dem die Querschnittskontur (20) einen sich stetig vergrößernden Achsabstand (A2) zur Drehachse (6) aufweist, ein Kurvenmaximum der Querschnittskontur (20) ist.
2. Kennungswandler (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vergrößerung (ΔΑ) des Achsabstandes (A2) im Wesentlichen gleichbleibend ist.
3. Kennungswandler (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (3) sich parallel einer ersten, sich in eine radiale Richtung (62) der Drehachse (6) erstreckenden Raumrichtung (x) erstreckt und von dieser um einen Versatz (ε) beabstandet ist.
4. Kennungswandler (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vergrößerung (ΔΑ) des Achsabstandes (A2) stetig vergrößert.
5. Kennungswandler (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stößel (3) in einem Winkel >0° zur ersten Raumrichtung (x) der Drehachse (6) erstreckt, und im Anlagebereich (P) von dieser um den Versatz (ε) beabstandet ist.
6. Kennungswandler (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittskontur (20) im gesamten Betätigungsbereich einen sich stetig vergrößernden Achsabstand (A2) zur Drehachse (6) aufweist.
7. Kennungswandler (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagebereich (P) im gesamten Betätigungsbereich (21 ) ein Kurvenmaximum der Querschnittskontur (20) ist.
8. Kennungswandler (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsscheibe (2) im Betätigungsbereich (21 ) eine Betätigungsfläche (210) aufweist, die sich quer zur Verschieberichtung (30) erstreckt.
9. Kennungswandler (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Stößel ein Betätigungselement (7) angeordnet ist, mit einem Abrollmittel (71 ), welches um eine Abrollachse (70) in und gegen eine Abrollrichtung (721 ) drehbar ist.
10. Kennungswandler (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsscheibe (2) eine Nockenscheibe mit dem Betätigungsbereich (21 ) und einem Betätigungsanschlag (22) ist.
1 1 . Betätigungsanordnung (100) für einen Zylinder (9), insbesondere für einen Geberzylinder einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kennungswandler (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche und einem Versteilantrieb (8), der zum automatischen Antreiben der Betätigungsscheibe (2) vorgesehen ist.
12. Kupplung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kennungswandler (1 ) nach einem der Ansprüche 1 - 8.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180163710A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-14 KNAUER Wissenschaftliche Gerãte GMBH Cam mechanism for the implementation of a variable stroke
CN108869564A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 罗伯特·博世有限公司 用于操纵车辆离合器的致动器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3904726B1 (de) * 2019-05-07 2023-10-11 NSK Ltd. Nockenvorrichtung, vorrichtung zur herstellung, verfahren zur herstellung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1381162A (fr) * 1963-11-18 1964-12-04 Dispositif hydraulique de commande de direction
DE1750322B1 (de) * 1968-04-20 1971-01-14 Messerschmitt Boelkow Blohm Vorrichtung zum Umformen einer linearen in eine kreisfoermige Bewegung,und umgekehrt
DE602004011168T2 (de) 2003-10-31 2008-12-24 Sila Holding Industriale S.P.A., Nichelino Elektromechanischer Aktuator für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs
EP2431626A1 (de) * 2010-09-16 2012-03-21 Univance Corporation Kupplungssteuerungsvorrichtung
EP2503174A1 (de) * 2009-11-19 2012-09-26 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Kupplungsaktuator
WO2015082137A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-11 Robert Bosch Gmbh In maximalstellung verrastender aktuator zum betätigen eines hydraulischen kupplungsstellers sowie elektrisch betätigbares kupplungssystem

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1381162A (fr) * 1963-11-18 1964-12-04 Dispositif hydraulique de commande de direction
DE1750322B1 (de) * 1968-04-20 1971-01-14 Messerschmitt Boelkow Blohm Vorrichtung zum Umformen einer linearen in eine kreisfoermige Bewegung,und umgekehrt
DE602004011168T2 (de) 2003-10-31 2008-12-24 Sila Holding Industriale S.P.A., Nichelino Elektromechanischer Aktuator für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs
EP2503174A1 (de) * 2009-11-19 2012-09-26 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Kupplungsaktuator
EP2431626A1 (de) * 2010-09-16 2012-03-21 Univance Corporation Kupplungssteuerungsvorrichtung
WO2015082137A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-11 Robert Bosch Gmbh In maximalstellung verrastender aktuator zum betätigen eines hydraulischen kupplungsstellers sowie elektrisch betätigbares kupplungssystem

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180163710A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-14 KNAUER Wissenschaftliche Gerãte GMBH Cam mechanism for the implementation of a variable stroke
US10907623B2 (en) * 2016-12-08 2021-02-02 KNAUER Wissenschaftliche Geräte GmbH Cam mechanism for the implementation of a variable stroke
CN108869564A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 罗伯特·博世有限公司 用于操纵车辆离合器的致动器

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