CN106104052A - 用于操作液压离合器调节器的促动器以及可电操作的离合器 - Google Patents

Abstract

本发明说明一种用于操作液压离合器调节器的活塞(17)的促动器(13)，如该促动器可被应用于车辆可电操作的离合器系统的液压系统中。电动机(11)驱动调节盘(55)。在该调节盘(55)上布置第一月牙盘结构(31)以及第二月牙盘结构(63)。第一月牙盘结构(31)构成挤压面(33)，该挤压面的半径(r)相对轴线(65)从最小半径处连续增大至最大半径。操作杆(41)与离合器调节器的活塞(17)嵌接并且这样被导向并且支撑在第一月牙盘结构(31)上，使得在调节盘(55)转动时，该第一月牙盘结构(31)施加压力到操作杆(41)上。附加设置的第二月牙盘结构(63)在此这样构成，使得在调节盘(55)反向转动时，由第二月牙盘结构(63)至少局部地施加拉力到操作杆(41)上。因此，可借助第二月牙盘结构(3)将该离合器调节器的活塞(17)向外拉回越过通流孔，而不必在此设置持续作用的弹簧。

Description

用于操作液压离合器调节器的促动器以及可电操作的离合器

技术领域

本发明涉及一种用于操作液压离合器调节器的促动器以及一种装备有该促动器的、可电操作的离合器系统。

背景技术

在车辆中，传统上装有离合器，用来暂时切断发动机和与车辆的车轮耦合的传动系之间的动力流。

传统上，离合器在此通过由驾驶员踩踏的脚踏板来操作。在现代车辆中，施加在脚踏板上的力常通过液压管路传递到离合器上。在脚踏板处，在此有一个液压缸，该液压缸被称为主动缸。在离合器分离装置处有一个与主动缸通过液压管路连接的液压缸，该液压缸被称为从动缸或者离合器调节器。离合器在不操作的状态下通常是闭合的(常闭：“normaly-closed”)。当驾驶员想中断发动机和传动系之间的动力流时，驾驶员操作脚踏板，由此，一定体积的液压液被压向从动缸方向。从动缸中的活塞因此被推移，由此，离合器克服离合器弹簧力被分离。如果驾驶员重新松开脚踏板，则离合器弹簧力将液压油从从动缸沿主动缸方向压回。

由于泄漏和温度变化，必须不时地向这种系统中补充液压油。这可例如由此实现：主动缸内的活塞推到这种程度，使得所谓的“通流孔”被释放，油可通过该通流孔从储油器中补充流入液压缸中并从而流入液压系统中。这种活塞的推回至今常通过附加的弹簧或者螺杆-螺母系统实现，该系统也可克服小的负压工作。

作为要通过驾驶员操作的离合器系统的继续发展，目前用于现代车辆的可电操作的离合器系统得以发展。在这些离合器上，离合器踏板不再直接与液压系统机械连接。替代地，传感器获取当前的踏板位置并且然而将相应的信号发送到控制器上。该控制器基于所述信号操作电液式促动器或者执行器，该执行器常通过电动机的旋转运动使液压系统主动缸中的活塞运动。这种执行器可例如这样实现，使得机电驱动的螺杆螺母使螺杆运动，该螺杆又压到液压活塞上。

在正常状态下闭合的离合器中，离合器弹簧通常提供为闭合离合器所必需的、施加在离合器盘上的力。在传统的、要由驾驶员直接机械操作的离合器中，这种离合器弹簧的特性或者说特性曲线决定了从离合器经液压系统传递到离合器踏板上并且从而被驾驶员所感知的力响应。离合器弹簧通常不具有线性的力特性曲线，而是具有S形特性曲线。在操作离合器时，通常有这样的希望或要求：在特性曲线的第一部分中，即在初始压下离合器踏板时，可用小的力快速移动。在第二部分中具有明显更大的力，即弹簧被高度压紧，并且具有高的精度。线性系统不能满足这些要求，如前所述的螺杆-螺母促动器。

发明内容

本发明的实施方式可实现用于操作液压离合器调节器的促动器，该促动器一方面可产生用于操作离合器的、适合的力特性曲线，另一方面可简单地安装并且可靠地工作。尤其，在该促动器情况下，液压离合器调节器在适合的运行状态下可这样移动，使得活塞能够释放通流孔并且液压油可补充流入。

根据本发明的第一方面提出一种用于操作液压离合器调节器的促动器，该促动器具有电动机、由电动机驱动围绕轴转动的调节盘、与调节盘耦合的第一月牙盘结构以及具有操作杆。该第一月牙盘结构在此构成挤压面，该挤压面的、相对于调节盘转动所围绕的轴线的半径从最小半径点沿围绕该轴线的操作回转方向连续增大到最大半径点。该操作杆在一端部上与离合器调节器嵌接，即，例如与主动缸的活塞嵌接。该操作杆在此这样被导向并且支撑在第一月牙盘结构上，使得在调节盘沿操作回转方向转动时，由第一月牙盘结构施加压力到操作杆上。该促动器的特征为，以耦合到所述调节盘上的方式构成第二月牙盘结构。该第二月牙盘结构这样实施，使得在调节盘沿操作回转方向的反方向转动时，至少局部地由第二月牙盘结构施加拉力到操作杆上。

本发明的实施方式的想法还可被认为基于下述的构思和认知：

如前所述，在可电操作的离合器系统中，线性地产生操作力的促动器，例如螺杆-螺母促动器，通常不满足用于操作离合器的力特性曲线的要求。一种解决方案是，给促动器设置月牙盘式结构，在该月牙盘上，挤压面具有曲线轨迹，该曲线轨迹不是呈围绕转动中心的圆形，而是呈螺旋状。在这样螺旋状构成的月牙盘结构挤压面上，所述半径，即挤压面和转动中心间的距离，作为转角的函数增大。月牙盘结构的曲率或者曲线在此与离合器的特性曲线和产生的要求相符。

所述螺旋状的月牙盘结构可安装在由电动机驱动的调节盘上或者至少与该调节盘机械耦合，使得在调节盘通过电动机围绕调节盘的轴转动时，该月牙盘结构同样转动。操作杆的一端部在此支撑在通过月牙盘结构构成的挤压面上。由于月牙盘结构的半径变化，可通过调节盘的转动并且因此通过月牙盘结构的转动移动操作杆。

所述操作杆在它的另一端部上与液压离合器调节器耦合，该调节器又通过液压系统与弹簧预紧的离合器连接，该操作杆通常情况下以相应的预紧力被压向月牙盘结构的挤压面。只要该液压离合器调节器产生足够的复位力，就可因此确保，该操作杆与月牙盘结构的挤压面保持机械接触。

然而，如前所述，需要不时地向液压系统中补油。为此，离合器调节器的活塞应能越过通流孔被拉回，以便油或者液压液体可通过该通流孔流入离合器调节器的缸内。

在传统的系统中可为此设置附加弹簧，借助该附加弹簧可产生弹簧力，将离合器调节器中的活塞拉至超过通流孔。但这种解决方案的缺点是，在促动器的整个运行范围内必须克服这个附加弹簧力工作，使得促动器电动机总体上必须输出更大的功率。

根据本发明的实施方式，可不考虑这种用于拉回离合器调节器的活塞至越过通气口的附加弹簧。替代地，在促动器中设置与调节盘耦合的第二月牙盘结构。该第一月牙盘结构被构成用于在调节盘沿操作回转方向转动时施加压力到贴靠在月牙盘结构的挤压面上的操作杆上，而该第二月牙盘结构被构成用于在相反的操作方向上施加拉力到操作杆上。

换句话说，所提出的促动器不再仅依赖于：该操作杆仅被液压离合器调节器或者被与该离合器调节器共同作用的离合器弹簧压紧在第一月牙盘结构的挤压面上并且经过整个月牙盘结构运动行程而持续地压在挤压面上。替代地，附加设置第二月牙盘结构，当通过离合器调节器作用的复位力不足以将操作杆的一端部保持在第一月牙盘结构的挤压面上时，该第二月牙盘结构将所述操作杆主动拉回。

所述第二月牙盘结构因此类似抓钩形式作用于这样的情况：当所述操作杆与第一月牙盘结构的挤压面脱离或即将脱离时，用该抓钩将操作杆“抓住”，并将操作杆主动地拉离液压离合器调节器。由第二月牙盘结构在这作用的拉力可例如用于将离合器调节器的活塞暂时向后拉至超过通流孔，而不必为此设置另一弹簧。

根据实施方式这样实施所述第二月牙盘结构，使得仅在调节盘沿操作回转方向的反方向转动时，该第二月牙盘结构在靠近最小半径点的角度区域中施加拉力到操作杆上。换句话说，该第二月牙盘结构不必在调节盘的整个可能的旋转行程上施加拉力到操作杆上，而是第二月牙盘结构仅在第一月牙盘结构的最小半径点附近、即当通过液压离合器调节器作用的复位力最小时“抓住”操作杆，已经足够了。

根据实施方式布置所述第二月牙盘结构与第一月牙盘结构平行，即相互间距离不变。这不强制意味着该第二月牙盘结构具有与第一月牙盘结构相同的长度，而是仅规定，通常比第一月牙盘结构明显短的第二月牙盘结构平行于第一月牙盘结构的至少部分区域走向。例如，第二月牙盘结构可平行于第一月牙盘结构被构成在靠近第一月牙盘结构的第一端部的局部区域中，即，在该第一月牙盘结构具有相对于旋转轴线的最小半径处构成并且在那里与第一月牙盘结构平行。该第二月牙盘结构可因此类似第一月牙盘结构地具有沿操作回转方向半径不断增大的蜗旋状的结构。

根据实施方式，所述操作杆通过安装在其上的轴承支撑在第一月牙盘结构上，其中，该轴承可围绕导向轴转动，并且，这样实施所述第二月牙盘结构，使得在调节盘沿操作回转方向的反方向转动时，第二月牙盘结构施加拉力到该导向轴上。即，该第二月牙盘结构不必直接与操作杆共同作用，而是可与安装在该操作杆上的轴承共同作用，以便可施加希望的拉力到操作杆上。该操作杆支撑在第一月牙盘结构上所借助的轴承不必与第一月牙盘结构直接机械接触，而是可在该轴承上例如设置被支承的滚子，轴承可通过该滚子支撑在第一月牙盘结构上并且该滚子可沿第一月牙盘结构滚动。

根据实施方式可在电动机轴上布置螺杆并且所述调节盘构成为蜗轮，该蜗轮的齿部与螺杆啮合。在该具体实施方式中，作为蜗轮构成的调节盘可通过电动机借助在电动机轴上设置的螺杆被驱动，与蜗轮蜗杆传动装置相似。调节盘的角速度在此与电动机的转速呈线性关系。但由与调节盘耦合的第一月牙盘结构施加到操作杆上的力由于月牙盘结构的蜗轮状形式而与电动机的转速不呈线性关系。

根据本发明实施方式，所述调节盘与第一和第二月牙盘结构构成一体。换句话说，所述两个月牙盘结构可直接在调节盘上成形。例如该整个构件可作为压铸件制造。

根据实施方式，电动机轴和调节杆以一定的相互倾斜角度布置。例如可这样布置调节杆，使得该调节杆从以它的一端部贴靠在第一月牙盘结构上的位置相对电动机轴倾斜地、并从而以它的另一端部朝向电动机返回地倾斜布置。布置在调节杆第二端部上的离合器调节器可因此靠近电动机旁布置，使得可减小包括离合器调节器在内的促动器整体结构尺寸。

具有根据本发明实施方式的促动器的可电操作的离合器系统一方面可在操作离合器时产生所希望的非线性的力响应，另一方面可对此不时地将液压离合器调节器的活塞向后拉回超越通流孔，而无需另外弹性元件。

这里指出，本发明实施方式的可能的特征和优点在这通过本发明不同的实施方式描述。专业人员认识到，这些特征可以适合的方式被替换或被合并，以获得本发明的其它实施方式。

附图说明

本发明的实施方式参照附图进一步描述，其中，本发明既不局限于附图也不局限于描述。

图1：示意性示出可电操作的离合器系统

图2：示出促动器，在该促动器上，复位力由附加弹簧支撑在操作杆上。

图3和图4：示出根据本发明的实施方式的促动器的不同的透视图以及局部剖面图。

图5和图6：示出根据本发明另一实施方式的促动器的不同透视图以及局部剖面图。

附图仅为示意性的并非比例正确。不同附图中的相同的或者功能相同的特征用相同的标记标注。

具体实施方式

图1示出用于车辆的可电操作的离合系统1。脚踏板3可由驾驶员抵着弹簧5方向压下。脚踏板3的当前位置可在这借助传感器7确定并发送给控制器9。基于传感器7的信号，该控制器9控制促动器13的电动机11，用于通过适合的力传递装置15，(例如呈传动装置的形式)使活塞17在构成离合器调节器14的一部分的主动缸19内部移动。由此可将液压油通过管路21压入从动缸23中。从动缸23中的活塞25与离合器27机械连接并且可通过操作从动缸23使离合器分离。设置在离合器27上的复位弹簧29在此产生作用在从动缸23上的反压力，使得当脚踏板3松开并且相应地操控促动器13时，该离合器27重新接合。

在构成离合器调节器14的主动缸19的后部区域中设置通流孔18。当所述活塞17足够远地向后移动超过该通流孔18时，液压油可从储油器16流入主动缸19的内部。但为此，该活塞17通常必须被主动地向后拉越过通流孔18。

图2示出促动器13’，在该促动器中，电动机11旋转地驱动月牙盘结构31。该月牙盘结构31在示出的实施例中在它的外壳面上构成挤压面33，当与该月牙盘结构耦合的调节盘(图2中由于透视图不可看到)将该月牙盘结构31沿操作回转方向39转动时，该挤压面的半径r从最小半径点35持续增大至最大半径点37。操作杆41的一端部43与液压离合器调节器(图2中未示出)耦合，该操作杆41的另一端部45通过安装在它上的轴承47支撑在月牙盘结构31的挤压面33上。当该月牙盘结构31沿操作回转方向39旋转时，该挤压面31由于半径r不断增大而将该操作杆41沿方向49持续压向该液压离合器调节器。

在图2中示出的构型中，该操作杆41通过支撑在轴承53上的附加弹簧51逆着方向49被预紧，即背离该离合器调节器的方向。由于通过该弹簧51作用的复位预紧力，离合器调节器的活塞17可向后移动越过通流孔18，使得液压油可补充流入所述液压系统20中。但必须在该促动器13运行时持续地克服由弹簧51产生的预紧力工作。

在图3和4中示出了本发明的促动器13的第一实施方式的不同透视视图。

电动机11在此通过轴57驱动螺杆59。该螺杆59与在这种情况下构造为蜗轮61的调节盘55的齿部56啮合。该电动机11因此可使所述调节盘55沿着或者逆着操作回转方向39运动。

在调节盘55上，在两个端面上分别构成第一月牙盘结构31。每个第一月牙盘结构31构成一个挤压面33，该挤压面的、相对于调节盘55的轴线65的半径r沿操作回转方向39连续增大。

如果该调节盘55相应地被电动机11转动，则与操作杆41连接的轴承47通过滚子67在挤压面33上沿挤压面33滚动。由于挤压面33的不断增大的半径r，在此，压力施加到该操作杆41上并且该操作杆41沿活塞17的方向49被逐渐推移。由此通过该活塞17产生的液压压力可相应地使离合器分离，即，将离合器解耦。

为使该离合器27之后重新接合，促动器13沿相反方向运行。当电动机11转动该调节盘55时，轴承47的滚子67首先持续被压向第一月牙盘结构31的挤压面33，因为，离合器27的复位弹簧29施加复位力到与轴承47耦合的操作杆41上。

但在第一月牙盘结构31的最小半径r的点35的附近，该复位力可能不足以使轴承47可靠地压在挤压面33上。因此在该区域中，在调节盘55上设置一个或多个第二月牙盘结构63。该第二月牙盘结构63与第一月牙盘结构31相似，分别从所述调节盘55的两个端面中的一个端面处突起。在示出的实施例中，所述第一和第二月牙盘结构31，63与该调节盘55构成一体。每个第二月牙盘结构63构成朝向所述轴线65的贴靠面64。该第二月牙盘结构63和第一月牙盘结构31的贴靠面64或者挤压面33在此相互平行地构成。该第一和第二月牙盘结构31，63在径向方向上这样相互间隔，使得在该调节盘55沿操作回转方向39的反方向转动时，与操作杆41机械连接的轴承47嵌接在第一和第二月牙盘结构31，63之间。该第一和第二月牙盘结构分别呈弧形构成。

一旦该调节盘55在离合器接合过程中以这样程度被移回：使得通过该操作杆41施加在轴承47上的复位压力即将衰减，则在一侧上贴靠在所述挤压面33上的滚子67在其对置侧上贴靠在第二月牙盘结构63的贴靠面64上。由于第二月牙盘结构63的半径r在沿操作回转方向的反方向旋转时不断减小，该第二月牙盘结构因此通过在其上贴靠的轴承47施加拉力到该操作杆41上。由于该拉力，通过操纵杆41可将活塞17向外拉回越过通流孔的位置，而不必在此设置附加弹簧并且不必持续地克服由这样的附加弹簧所产生的力来工作。

在图3和4中示出的实施方式中，操作杆41基本平行于电动机11的轴57延伸。

在替代构型中，如图5和6中不同的透视图所示，操作杆41相对电动机11的轴57呈一定倾斜角度地布置，确切地说朝向电动机11方向倾斜。离合器调节器14可因此布置在电动机11旁，借此减少该离合器系统1的整体安装空间。

除操作杆41的布置外，在图5和6中示出的促动器13的部件的结构和作用方式与在图3和4中示出的系统类似。由电动机13驱动的调节盘55虽然不与所述第一和第二月牙盘结构31，63构成一体，但该调节盘与单独的、构成月牙盘结构31，63的构件69固定连接。该调节盘55和构成月牙盘结构的构件69可围绕共同的轴线65转动。操作杆41通过轴承47支撑在通过第一月牙盘结构31构成的挤压面33上，滚子67在该轴承上可绕轴71转动。一旦调节盘55足够多地转回并且在此将操作杆41向远离该离合器调节器14的方向牵拉，以便将处于其中的活塞17越过通流孔18向外拉回，则第二月牙盘结构63的贴靠面64在此从后面将所述轴承47的轴71卡住

在替代的实施方式中，第一和第二月牙盘结构可构成为调节盘中的轴向贯通的缝槽。在此，操作杆的导向元件，尤其是操作杆的导向销，轴向嵌入该缝槽中，该缝槽优选呈螺旋状构成。

Claims (10)

1.用于操作液压离合器调节器(14)的促动器(13)，具有：

-电动机(11)，

-由电动机(11)驱动、围绕轴线(65)转动的调节盘(55)，

-与调节盘(55)耦合的第一月牙盘结构(31)以及

-操作杆(41)，

其中，所述第一月牙盘结构(31)构成挤压面(33)，该挤压面的相对于所述轴线(65)的半径(r)尤其连续地从最小半径点(35)沿围绕所述轴线(65)的操作回转方向(39)增大至最大半径点(37)，

其中，所述操作杆(41)在它的端部(43)上与所述离合器调节器(14)嵌接，

其中，所述操作杆(41)这样被导向并且支撑在第一月牙盘结构(31)上，使得在该调节盘(55)沿操作回转方向(39)转动时，该第一月牙盘结构(31)施加压力到该操作杆(41)上，

其中，以耦合在调节盘(55)上的方式构成第二月牙盘结构(63)，该第二月牙盘结构这样被实施，使得在该调节盘(55)沿操作回转方向(39)的反方向转动时，至少局部地由该第二月牙盘结构(63)施加拉力到该操作杆(41)上。

2.根据权利要求1所述的促动器，其中，所述第二月牙盘结构(63)这样实施，使得在该调节盘(55)沿操作回转方向(39)的反方向转动时，该第二月牙盘结构(63)仅在靠近最小半径点(35)的角度区域中施加拉力到该操作杆(41)上。

3.根据权利要求1或2所述的促动器，其中，所述第二月牙盘结构(63)与所述第一月牙盘结构(31)平行。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的促动器，其中，所述第一和第二月牙盘结构(31，63)在径向方向上这样相互间隔，使得在调节盘(55)沿操作回转方向(39)的反方向转动时，与该操作杆(41)机械连接的轴承(47)能够嵌接在第一和第二月牙盘结构(31，63)之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的促动器，其中，所述操作杆(41)通过安装在其上的轴承(47)支撑在所述第一月牙盘结构(31)上，其中，该轴承(47)能够围绕导向轴(71)转动，并且，该第二月牙盘结构(63)这样实施，使得在调节盘(55)沿操作回转方向(39)的反方向转动时，第二月牙盘结构(63)施加拉力到该导向轴(71)上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的促动器，其中，在所述电动机(11)的轴(57)上布置螺杆(59)，并且，该调节盘(55)构成为蜗轮(61)，该蜗轮的齿部(56)与螺杆(59)啮合。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的促动器，其中，所述调节盘(55)和第一月牙盘结构以及第二月牙盘结构(31，63)构成一体。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的促动器，其中，电动机(11)的轴(57)和该调节杆(41)相互呈一倾斜角度地布置。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的促动器，其中，所述第一和第二月牙盘结构(31，63)分别呈弧形。

10.可电操作的离合器系统(1)，具有根据权利特征要求1至9中任一项所述的用于操作液压离合器调节器(14)的促动器(13)。