DE102009034393A1

DE102009034393A1 - Actuation device for actuating friction clutch, has compensation device acting over actuating path and comprising energy storage that is charged by profile element over actuating path

Info

Publication number: DE102009034393A1
Application number: DE102009034393A
Authority: DE
Inventors: Peter Greb; Andreas Dr. Stuffer
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2010-02-11

Abstract

The device (1) has a drive (14) i.e. electric motor (15), and an actuator (17) i.e. hydrostatic or pneumatic actuator, for axially shifting a driven element (7), where the actuator converts the drive movement of the drive into the actuating movement along an actuating path. A compensation device (19) acting over the actuating path reduces the drive force which is provided by the drive, over a part of the actuating path. The compensation device has an energy storage (20) that is charged by a profile element (21) over the actuating path.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung mit einem Antrieb und einer Aktorik zur axialen Verlagerung eines angetriebenen Elements.The The invention relates to an actuating device with a Drive and an actuator for the axial displacement of a driven Element.

Betätigungseinrichtungen dieser Art sind insbesondere zur automatisierten oder hilfskraftbetätigten Betätigung von Reibungskupplungen bekannt. Beispielsweise zeigt die DE 19823089 A1 ein Betätigungssystem mit einem Elektromotor als Antrieb, wobei der Drehantrieb von der Aktorik in eine Axialbewegung gewandelt wird. Im Weiteren enthält die Aktorik ein hydrostatisches Geber-/Nehmerzylindersystem, wobei der Nehmerzylinder das Hebelsystem in Form einer Tellerfeder der zu betätigenden Reibungskupplung axial beaufschlagt.Actuators of this type are known in particular for automated or power-operated actuation of friction clutches. For example, the shows DE 19823089 A1 an actuating system with an electric motor as a drive, wherein the rotary drive is converted by the actuators in an axial movement. In addition, the actuator includes a hydrostatic master cylinder / slave cylinder system, wherein the slave cylinder axially urges the lever system in the form of a plate spring to be actuated friction clutch.

Zur Verminderung der Betätigungskraft ist eine Kompensationsfeder zwischen der Aktorik und dem Gehäuse des Betätigungssystems vorgesehen, die in Betätigungsrichtung vorgespannt ist und die Betätigungskraft über den gesamten Betätigungsweg linear verringert. Mit dieser Anordnung können über Teile des Betätigungswegs auftretende Betätigungskraftspitzen nicht abgedeckt werden, da bei entsprechender Kompensation eine selbstständige Rückkehr der Aktorik nach Betätigung der Reibungskupplung nicht mehr sichergestellt ist. Weiterhin verursachen derartig vorgespannte Energiespeicher hohe Verspannkräfte im Betätigungssystem.to Reduction of the actuating force is a compensation spring between the actuator and the housing of the actuation system provided, which is biased in the actuating direction and the operating force over the entire actuation linear reduced. With this arrangement can be about parts the actuating travel occurring actuating force peaks are not covered, since with appropriate compensation a Independent return of the actuators after actuation the friction clutch is no longer guaranteed. Continue to cause Such prestressed energy storage high clamping forces in the actuation system.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Betätigungseinrichtung vorzuschlagen, das an nicht lineare Betätigungskräfte anpassbar ist und mit geringen Verspannkräften auskommt.task the invention is therefore to propose an actuating device, that is adaptable to non-linear actuation forces is and manages with low clamping forces.

Die Aufgabe wird durch eine Betätigungseinrichtung insbesondere zur Betätigung einer Reibungskupplung mit einem Antrieb und einer eine Antriebsbewegung des Antriebs in eine axiale Betätigungsbewegung entlang eines Betätigungswegs übersetzenden Aktorik zur axialen Verlagerung eines angetriebenen Elements sowie einer über einen Betätigungsweg wirksamen Kompensationseinrichtung zur Verringerung einer vom Antrieb aufzuwendenden Antriebskraft über zumindest einen Teil des Betätigungswegs gelöst, wobei die Kompensationseinrichtung aus einem über den Betätigungsweg von einem Profilelement beaufschlagten Energiespeicher gebildet ist. Durch die Beaufschlagung des Energiespeichers mit dem Profilelement wird der Energiespeicher über den Betätigungsweg an die Betätigungskraft angepasst, so dass dieser bei geringeren Betätigungskräften verspannt und bei hohen Betätigungskräften die gespeicherte Energie wieder an die Aktorik abgeben kann. Hieraus resultiert über den gesamten Betätigungsweg eine gleichmäßige, im Mittel geringere Betätigungskraft, so dass der Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor, auf die geringere Betätigungskraft ausgelegt werden kann.The Task is by an actuator in particular for actuating a friction clutch with a drive and a drive movement of the drive in an axial actuating movement along an actuation path translating actuator for the axial displacement of a driven element and an over an actuating path effective compensation device for Reduction of expended by the drive drive over solved at least part of the actuation path, wherein the compensation means comprises one via the actuation path formed by a profile element acted energy storage is. By applying the energy storage with the profile element the energy storage is via the actuation path adapted to the operating force, so that this at lower Operating forces braced and high operating forces the stored energy can return to the actuators. From this results over the entire actuation a uniform, on average, lower operating force, so that the drive, for example, an electric motor, on the lower Operating force can be designed.

Weiterhin kann bei Betätigungswegen mit einem Maximum der Betätigungskraft, wie dies insbesondere bei Verwendung von eine Reibungskupplung beaufschlagenden Tellerfedern der Fall sein kann, vermieden werden, dass über den Betätigungsweg eine nicht eindeutige Zuordnung der Betätigungskraft zum Betätigungsweg auftritt. Vielmehr kann mittels der Kompensationseinrichtung eine über den Betätigungsweg eindeutig ansteigende Betätigungskraft eingestellt werden.Farther can with actuation paths with a maximum of the actuation force, as this particularly when using a friction clutch acts on Disc springs may be the case, avoiding that over the actuation a non-unique assignment of Actuating force to the actuating path occurs. Rather, by means of the compensation means one over the Actuation clearly increasing actuating force be set.

Die Kompensationseinrichtung kann dabei seriell zwischen dem Antrieb und dem angetriebenen Element angeordnet sein. Dies bedeutet, dass in die Aktorik ein Profilelement angeordnet ist, das auf den Energiespeicher einwirkt, wobei ein Teil der Betätigungskraft vom Profilelement auf den Energiespeicher übertragen wird. Dabei kann die Betätigungskraft vom Antrieb kommend auf das Profilelement oder auf den Energiespeicher übertragen werden. Die Betätigungsbewegung kann axial vorgesehen werden, indem beispielsweise entlang der Drehachse der Reibungskupplung ein Aktor die Tellerfederzungen einer Tellerfeder beaufschlagt. Alternativ kann der Betätigungsweg in Form einer radialen oder einer Drehbewegung aufgebracht werden, indem über Gelenk oder Nockenantriebe die Verpressung der Druckplatte gegen die Anpressplatte der Reibungskupplung bewirkt wird.The Compensation device can be connected in series between the drive and the driven element. This means that in the actuators a profile element is arranged on the energy storage acting, wherein a part of the actuating force of the profile element is transferred to the energy storage. It can the Actuating force coming from the drive on the profile element or be transferred to the energy storage. The actuating movement can be provided axially, for example, along the axis of rotation the friction clutch an actuator, the diaphragm spring tongues of a diaphragm spring applied. Alternatively, the actuating travel in shape a radial or a rotary motion are applied by Joint or cam drives the pressing of the pressure plate against the pressure plate of the friction clutch is effected.

In bevorzugter Weise ist die Kompensationseinrichtung parallel zur Aktorik angeordnet, indem die Kompensationseinrichtung vom Antrieb beaufschlagt wird, beziehungsweise je nach Einwirkung des Profilelements auf den Energiespeicher dieser den Antrieb unterstützt und dabei gespeicherte Energie in die Aktorik einleitet. Dabei wird der Energiespeicher von dem Profilelement im Wesentlichen senkrecht zur Betätigungsbewegung beaufschlagt. Auf diese Weise kann beispielsweise das Profilelement an einem feststehenden Bauteil der Aktorik oder des Antriebs angeordnet und der Energiespeicher an einem in Bewegungsrichtung beweglichen Teil der Aktorik befestigt sein. Alternativ kann der Energiespeicher an einem feststehenden Bauteil der Aktorik oder des Antriebs angeordnet und das Profilelement an einem in Bewegungsrichtung beweglichen Teil der Aktorik befestigt sein.In Preferably, the compensation device is parallel to Actuators arranged by the compensation device from the drive is acted upon, or depending on the action of the profile element on the energy storage this supports the drive and thereby initiates stored energy in the actuators. It will the energy storage of the profile element substantially perpendicular acted upon the actuating movement. This way you can For example, the profile element on a fixed component arranged the actuator or the drive and the energy storage attached to a movable part in the direction of movement of the actuator be. Alternatively, the energy store at a fixed Component of the actuator or the drive arranged and the profile element attached to a movable part in the direction of movement of the actuator be.

Die Komprimierungseinrichtung kann in der Weise vorgesehen sein, dass der Energiespeicher auf dem Profilelement abrollt. Hierzu kann der Energiespeicher mit zwei elastischen Armen versehen sein, an deren freien Enden Rollen vorgesehen sind, die gegeneinander auf jeweils einer Profilfläche des Profilelements verspannt sind. Auf diese Weise wird der Energiespeicher gegen sich selbst verspannt, so dass die Kompensationseinrichtung lediglich die Kompensationskraft nach außen abstützen muss.The compression device may be provided in such a way that the energy storage rolls on the profile element. For this purpose, the energy storage device may be provided with two elastic arms, at the free ends of which rollers are provided which are braced against each other on a respective profile surface of the profile element. In this way, the energy storage is braced against itself, so that the compensation device only the Compensation force must support outward.

Das Betätigungssystem kann einen Antrieb enthalten, der aus einem Elektromotor gebildet ist, wobei von der Aktorik die Wandlung des Drehantriebs in eine lineare Betätigungsbewegung in an sich bekannter Weise erfolgt. Der Elektromotor kann mittels einer rein mechanischen Aktorik das angetriebene Element direkt beaufschlagen, beispielsweise die Tellerfeder einer Reibungskupplung. Alternativ kann die Aktorik ein Geber-/Nehmerzylindersystem enthalten, wobei der Geberzylinder vom Elektromotor angetrieben und der Nehmerzylinder mittels einer Druckleitung mit diesem verbunden ist. Wird das in dem Geber-/Nehmerzylindersystem enthaltene Druckmittel durch eine Beaufschlagung des Geberzylinders durch den Elektromotor über die Druckleitung in den Nehmerzylinder verdrängt, wird das angetriebene Element axial verlagert.The Actuation system may include a drive that out an electric motor is formed, wherein the Aktorik the conversion of the rotary drive in a linear actuation movement in in a known manner takes place. The electric motor can by means of a purely mechanical actuators apply directly to the driven element, for example, the plate spring of a friction clutch. alternative The actuators may include a master / slave cylinder system, wherein the master cylinder driven by the electric motor and the slave cylinder is connected by a pressure line with this. Will that be in the Donor / slave cylinder system contained pressure medium by an admission of the master cylinder by the electric motor via the pressure line displaced into the slave cylinder, the driven Axially displaced element.

Alternativ hierzu kann ein Nehmerzylinder pneumatisch betätigt werden, indem von einem Steuerventil gesteuert Druck auf diesen Nehmerzylinder gegeben wird. Dabei wird in besonders vorteilhafter Weise durch eine zwischen Kolben des Nehmerzylinders und dem Nehmerzylindergehäuse wirksame angeordnete Kompensationseinrichtung so ausgelegt, dass ein über den Betätigungsweg linearer Anstieg der Betätigungskraft, die als Betätigungsdruck von einem als Antrieb wirkenden Druckspeicher zur Verfügung gestellt wird, resultiert. Ein Durchschnappen des Nehmerzylinders bei einem Betätigungskraftmaximum kann vermieden werden, indem die Kompensationseinrichtung eine ein Betätigungskraftmaximum aufweisende Kennlinie in eine im Wesentlichen über den Betätigungsweg kontinuierliche Betätigungskraft wandelt.alternative For this purpose, a slave cylinder can be actuated pneumatically, by controlled by a control valve put pressure on this slave cylinder becomes. It is in a particularly advantageous manner by a between Piston of the slave cylinder and the slave cylinder housing effectively arranged compensation device designed so that an over the actuation linear increase in the Operating force, the operating pressure of a provided as a drive pressure accumulator available is, results. A snapping of the slave cylinder at a Operating force maximum can be avoided by the Compensation device an an operating force maximum having characteristic in a substantially over the Actuation stroke continuous operating force converts.

In den rein mechanisch oder hydrostatisch/mechanisch ausgeführten Anwendungsformen des Betätigungssystems kann das Profilelement an einem Gehäuse wie einem Gehäuse des Elektromotors, an einem Geberzylinder- oder Nehmerzylindergehäuse oder einem anderen gehäusefesten Bauteil vorgesehen sein. Der Energiespeicher ist dabei auf einem den Betätigungsweg ausführenden Bauteil vorgesehen und wird vom Profilelement über den Betätigungsweg beaufschlagt. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Energiespeicher gehäusefest angeordnet und das Profilelement auf dem verlagerbaren Bauteil angeordnet sein.In purely mechanical or hydrostatic / mechanical Application forms of the actuating system, the profile element on a housing such as a housing of the electric motor, on a master cylinder or slave cylinder housing or be provided another housing-fixed component. Of the Energy storage is on a the actuating path executing component provided and is the profile element over acted upon the actuation path. In further embodiments the energy storage can be fixed to the housing and the Profile element may be arranged on the displaceable component.

Die Betätigungseinrichtung wird nach dem erfinderischen Gedanken automatisiert oder hilfskraftbetätigt eingesetzt. Bei einer automatisierten Betätigung erfolgt die Steuerung des Antriebs durch ein Steuergerät, das über entsprechende Daten und Sensoreingangssignale verfügt, die eine selbstständige Betätigung der Betätigungseinrichtung zulassen.The Actuator is according to the inventive idea automated or power-assisted used. At a automated control, the drive is controlled through a control unit that has appropriate Data and sensor input signals has a self-contained Allow actuation of the actuator.

Eine Alternative hierzu ist eine hilfskraftbetätigte Betätigung, die im Falle einer hilfskraftbetätigten Reibungskupplung als Clutch-by-wire bekannt geworden ist. Eine derartige Reibungskupplung wird abhängig von der Betätigung eines Kupplungspedals betätigt, wobei ein Sensor die Bewegung des Kupplungspedals erfasst. In einem Steuergerät werden aus den Signalen Daten zur Betätigung ermittelt, beispielsweise der Pedalweg, die Art der Betätigung, beispielsweise die Betätigungsgeschwindigkeit, und dergleichen. Abhängig von diesen ermittelten Daten wird die Reibungskupplung mittels eines Betätigungssystems betätigt.A An alternative to this is a power-operated actuation, in the case of a power-operated friction clutch became known as clutch-by-wire. Such a friction clutch is operated depending on the operation of a clutch pedal, wherein a sensor detects the movement of the clutch pedal. In one Controller become from the signals data for actuation determined, for example, the pedal travel, the type of operation, for example the operation speed, and the like. Dependent From these determined data, the friction clutch by means of a Actuating system actuated.

Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 9 gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is based on the in the 1 to 9 shown embodiments explained in more detail. Showing:

1 und 2 verschiedene Beschaltungsarten einer Betätigungseinrichtung in Blockdarstellung, 1 and 2 various types of wiring of an actuator in a block diagram,

3 schematische Darstellung einer Betätigungseinrichtung mit Kompensationseinrichtung, 3 schematic representation of an actuator with compensation device,

4 ein Detail der Betätigungseinrichtung der 3 in Ansicht, 4 a detail of the actuator of the 3 in view,

5 eine weitere Betätigungseinrichtung in schematischer Darstellung und 5 another actuator in a schematic representation and

6 bis 8 grafische Darstellungen vorteilhafter Betätigungskraftkennlinien. 6 to 8th graphical representations of advantageous operating force characteristics.

Die 1 und 2 zeigen in Blockdarstellung die beiden Arten einer Beschaltung einer Betätigungseinrichtung mit einer durch eine Kompensationseinrichtung bereitgestellten, wegabhängigen Kompensationskraft 2 zur Betätigung eines angetriebenen Elements. Dabei wird das angetriebene Element von einer Aktorik mittels einer Betätigungskraft 4, die von einem nicht dargestellten Antrieb betätigt wird, betätigt. Die Betätigung erfolgt in Form einer axialen Verlagerung entgegen eines gehäusefesten, axial wirksamen Widerlagers 5, das bei einer Reibungskupplung ein Kurbelwellenlager sein kann. Je nach Charakteristik des angetriebenen Elements, beispielsweise der Tellerfeder einer Reibungskupplung, ergibt sich eine wegabhängige Last 3, die über den Betätigungsweg stark variieren kann. Die Kompensationseinrichtung wird daher so ausgelegt, dass der Last 3 des angetriebenen Elements eine wegabhängige Kraft gegengeschaltet wird, die die Last über den Betätigungsweg nivelliert. Hierzu ist in der 1 eine seriell zwischen die Aktorik 4 und das angetriebene Element 3 geschaltete Kompensationseinrichtung geschaltet. Ein Energiespeicher der Kompensationseinrichtung stützt sich dabei gehäuesefest ab und wird von einem Profilelement in der Weise beaufschlagt, dass dieser bei großen Lasten die Aktorik 4 mit einer hohen Kompensationskraft unterstützt, während bei kleinen Lasten die Wirkung des Energiespeichers gering ist.The 1 and 2 show in block diagram the two types of wiring of an actuator with a provided by a compensation device, path-dependent compensation force 2 for actuating a driven element. In this case, the driven element of an actuator by means of an actuating force 4 , which is actuated by a drive, not shown, actuated. The actuation takes place in the form of an axial displacement against a housing-fixed, axially effective abutment 5 which may be a crankshaft bearing in a friction clutch. Depending on the characteristic of the driven element, such as the plate spring of a friction clutch, results in a path-dependent load 3 , which can vary widely over the actuation path. The compensation device is therefore designed so that the load 3 the driven member is counteracted a path-dependent force which levels the load over the actuating path. This is in the 1 a serial between the actuators 4 and the driven element 3 switched compensation device switched. An energy storage device of the compensation device is supported by the housing and is acted on by a profile element in such a way that it acts on large loads the actuators 4 supported with a high compensation force, while at low loads, the effect of the energy storage is low.

2 zeigt eine parallele Anordnung der Kompensationskraft 2 und der Last 3 des angetriebenen Elements. Der Betätigungskraft 4 der Aktorik wird zur Nivellierung der wegabhängigen Last 3, die infolge der Beaufschlagung eines Energiespeichers durch ein Profilelement komplementär über den Betätigungsweg wirksame Kompensationskraft 2 der Kompensationseinrichtung überlagert, so dass eine über den Betätigungsweg gleichmäßige Betätigungskraft 4 der Aktorik erfolgt. Wie bei der seriellen Anordnung stützt sich die resultierende Gesamtkraft an einem Widerlager 5 ab. 2 shows a parallel arrangement of the compensation force 2 and the load 3 of the driven element. The operating force 4 The actuator is used to level the path-dependent load 3 , due to the application of an energy storage by a profile element complementary over the actuation path effective compensation force 2 superimposed on the compensation device, so that a uniform over the actuating travel actuating force 4 the actuators take place. As with the serial arrangement, the resulting total force is based on an abutment 5 from.

3 zeigt schematisch eine Betätigungseinrichtung 1 zur Betätigung der Reibungskupplung 6 mit einem angetriebenen Element 7, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Tellerfeder 8 ist. Die Tellerfeder 8 wird von einem Kolben 9 eines Nehmerzylinders 10 axial beaufschlagt, wodurch in der Reibungskupplung 6 eine Druckplatte aus einem verspannten Zustand gelöst wird und eine Kupplungsscheibe aus der Verspannung gelöst und damit die Reibungskupplung 6 geöffnet wird. Der Nehmerzylinder 10 steht mittels der Druckleitung 11 in hydrostatischer Verbindung mit dem Geberzylinder 12, der mittels einer Kolbenstange 13 von einem Antrieb 14, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von einem Elektromotor 15 gebildet wird, betätigt wird. Zur Wandlung des Drehantriebs des Elektromotors 15 in eine axiale Bewegung der Kolbenstange 13 in Richtung des Doppelpfeils 16 ist ein beispielsweise in den Elektromotor 15 integriertes Getriebe 15a vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bilden das Getriebe 15a, die Kolbenstange 12, der Geberzylinder 12, die Druckleitung 11 sowie der Nehmerzylinder 10 die Aktorik 17. 3 schematically shows an actuator 1 for actuating the friction clutch 6 with a driven element 7 in the embodiment shown, a plate spring 8th is. The plate spring 8th is from a piston 9 a slave cylinder 10 axially loaded, whereby in the friction clutch 6 a pressure plate is released from a strained state and a clutch disc released from the tension and thus the friction clutch 6 is opened. The slave cylinder 10 is by means of the pressure line 11 in hydrostatic connection with the master cylinder 12 that by means of a piston rod 13 from a drive 14 in the embodiment shown by an electric motor 15 is formed, is operated. For conversion of the rotary drive of the electric motor 15 in an axial movement of the piston rod 13 in the direction of the double arrow 16 is an example in the electric motor 15 integrated transmission 15a intended. In the embodiment shown, form the transmission 15a , the piston rod 12 , the master cylinder 12 , the pressure line 11 as well as the slave cylinder 10 the actuators 17 ,

Bei einer Verlagerung des Kolbens 18 des Geberzylinders 12 durch die von dem Elektromotor 15 angetrieben Kolbenstange 13 wird Druckmittel über die Druckleitung 11 in den Nehmerzylinder 10 verdrängt, dessen Kolben 9 axial verlagert wird und die Tellerfeder 8 axial beauf schlagt. Dabei wird die Tellerfeder 8 elastisch entgegen ihrer Verspannung gegenüber dem Kupplungsgehäuse verformt. Wird die kraftgebundene Beaufschlagung der Tellerfeder 8 gelöst, indem der Elektromotor 15 nicht mehr oder mit weniger Energie als zur Aufrechterhaltung der Betätigungskraft notwendig bestromt wird, kehrt die Tellerfeder 8 selbstständig unter Rückstellung der Aktorik 17 in ihre Ausgangsposition bei geschlossener Reibungskupplung 6 zurück.At a displacement of the piston 18 of the master cylinder 12 by the of the electric motor 15 driven piston rod 13 is pressure medium via the pressure line 11 in the slave cylinder 10 displaced, whose pistons 9 is displaced axially and the diaphragm spring 8th axially beauf beat. This is the plate spring 8th elastically deformed against its tension against the coupling housing. Is the force-fed admission of the diaphragm spring 8th solved by the electric motor 15 energized no more or with less energy than necessary to maintain the operating force, the diaphragm spring returns 8th self-employed with provision of actuators 17 in its starting position with closed friction clutch 6 back.

Die Betätigungskraft zur axialen Verlagerung der Tellerfeder 8 ist infolge der nichtlinearen Federkonstante der Tellerfeder 8 und weiteren einflussnehmenden Kräften, beispielsweise Belagfederkräften der Reibbeläge der Kupplungsscheibe, den die Druckplatte mit dem Kupplungsgehäuse verbindenden Blattfedern und dergleichen, über den Betätigungsweg nicht linear. Vielmehr weist diese ein Kraftmaximum auf. Um die über den Betätigungsweg nicht lineare Betätigungskraft zu linearisieren, ist eine Kompensationseinrichtung 19 vorgesehen, die aus einem Energiespeicher 20 und einem Profilelement 21 gebildet ist. Der Energiespeicher 20 ist an einem axial verlagerten Teil der Aktorik 17 – hier an der Kolbenstange 13 – befestigt, während das Profilelement 21 gehäusefest – hier an dem Gehäuse 22 des Elektromotors 15 aufgenommen ist. Der aus den Bauteilen 23 zweiteilig gebildete Energiespeicher 20 ist mittels eines Stifts 24 an der Kolbenstange 13 aufgenommen, wobei die Bauteile 23 jeweils zwei Arme 25 ausbilden, an deren freien Enden 26 jeweils eine Rolle 27 angebracht ist, die auf den Profilflächen 28 des Profilelements abrollt.The actuating force for the axial displacement of the diaphragm spring 8th is due to the nonlinear spring constant of the diaphragm spring 8th and other influencing forces, for example, pad spring forces of the friction linings of the clutch disc, the leaf springs connecting the pressure plate to the clutch housing, and the like, are not linear over the actuating travel. Rather, this has a maximum force. In order to linearize over the actuating travel non-linear actuation force, is a compensation device 19 provided, consisting of an energy store 20 and a profile element 21 is formed. The energy storage 20 is at an axially displaced part of the actuators 17 - here on the piston rod 13 - fastened while the profile element 21 fixed to the housing - here on the housing 22 of the electric motor 15 is included. The from the components 23 two-part formed energy storage 20 is by means of a pen 24 on the piston rod 13 taken, the components 23 two arms each 25 train, at the free ends 26 each one role 27 attached to the profile surfaces 28 of the profile element unrolls.

4 zeigt ein Detail der 3 in Seitenansicht. Die Kompensationseinrichtung 19 zeigt das an dem Elektromotor 15 mittels der Stifte 29 oder Schrauben angebrachte Profilelement 21 mit den Profilflächen 28. Auf den Profilflächen 28 rollen die Rollen 27 ab, die an den freien Enden 26 der Arme 25 der Bauteile 23 des Energiespeichers 20 gegeneinander in Richtung der Profilflächen 28 verspannt sind. Die Form der Profilflächen 28 ist so ausgestattet, dass entlang des Betätigungsweges beziehungsweise Verfahrweges der Kolbenstange 13 die Rollen 27 einen Widerstand durch ein ansteigendes Profil entgegen der Wirkung des Energiespeichers 20 erfahren, so dass abhängig vom Kraftverhalten der übrigen in der Aktorik vorhandenen Bestandteile, beispielsweise einer Tellerfeder zur Betätigung der Reibungskupplung, eine gewünschte Gesamtkraftkennlinie eingestellt werden kann. Wird ein Verfahrweg der Kolbenstange 13 durchschritten, der einen Betätigungsweg mit einem Betätigungskraftmaximum der Tellerfeder entspricht, ist die durch die Kompensationseinrichtung 19 eingebrachte Kompensationskraft durch ein Minimum 30 der Profilflächen 28 minimal. Durch die Gestaltung der Profilflächen 28 kann dabei die Last der Reibungskupplung über den Betätigungsweg weitgehend linearisiert werden. 4 shows a detail of 3 in side view. The compensation device 19 shows that on the electric motor 15 by means of the pins 29 or screws attached profile element 21 with the profile surfaces 28 , On the profile surfaces 28 Roll the roles 27 off, at the free ends 26 the poor 25 of the components 23 of the energy store 20 against each other in the direction of the profile surfaces 28 are tense. The shape of the profile surfaces 28 Is equipped so that along the actuation path or travel of the piston rod 13 the roles 27 a resistance by a rising profile against the action of the energy storage 20 experienced, so that depending on the force behavior of the other existing in the actuator components, such as a plate spring for actuating the friction clutch, a desired total power curve can be adjusted. Will a travel of the piston rod 13 passed through, which corresponds to a actuation path with an actuation force maximum of the plate spring, which is through the compensation device 19 introduced compensation force by a minimum 30 the profile surfaces 28 minimal. By the design of the profile surfaces 28 In this case, the load of the friction clutch can be largely linearized via the actuating travel.

Die 5 zeigt ein gegenüber der Betätigungseinrichtung 1 der 3 ähnliches Ausführungsbeispiel eines Betätigungssystems 31, bei dem die Kompensationseinrichtung 32 zwischen dem Gehäuse 33 des Nehmerzylinders 10 und dem Kolben 9 des Nehmerzylinders 10 angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Kompensationseinrichtung 32 unmittelbar an den Betätigungsweg der Reibungskupplung 6 ohne Berücksichtigung der Hysterese und gegebenenfalls sich einstellender Übersetzungen angepasst werden. Besonders vorteilhaft ist eine derartige Anordnung bei ausreichendem Bauraum in der Kupplungsglocke, wobei die schematische Darstellung keinen Aufschluss über den erforderlichen Bauraum der Kompensationseinrichtung 32 zulässt. Die Funktionsweise entspricht im Wesentlichen der unter 3 beschriebenen Kompensationseinrichtung 19 mit dem Unterschied, dass bei der in der 5 dargestellten Kompensationseinrichtung 32 das Profilelement 35 auf dem axial beweglichen Teil, nämlich dem Kolben 9 oder einem mit diesem verbundenen Bauteil, beispielsweise einem Bauteil des Ausrücklagers oder einem Teil zu dessen Befestigung, und der Energiespeicher 34 gehäusefest, nämlich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel am Gehäuse 33 des Nehmerzylinders 10 aufgenommen ist.The 5 shows a relative to the actuator 1 of the 3 similar embodiment of an actuating system 31 in which the compensation device 32 between the case 33 the slave cylinder 10 and the piston 9 the slave cylinder 10 is arranged. In this way, the compensation device 32 directly to the actuation path of the friction clutch 6 be adjusted without taking into account the hysteresis and, where appropriate, adjusting translations. Such an arrangement is particularly advantageous with sufficient space in the Kupp ment bell, wherein the schematic representation no information about the required space of the compensation device 32 allows. The functionality essentially corresponds to the below 3 described compensation device 19 with the difference that when in the 5 illustrated compensation device 32 the profile element 35 on the axially movable part, namely the piston 9 or an associated with this component, such as a component of the release bearing or a part for its attachment, and the energy storage 34 fixed to the housing, namely in the embodiment shown on the housing 33 the slave cylinder 10 is included.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Kompensationseinrichtung 32 in Abänderung zu dem in 5 dargestellten, mittels des Elektromotors 15 betätigten Geberzylinders 12 mit Druckluft betrieben werden, wobei die Druckleitung 11 mit von einem Ventil gesteuerten Druckluftstrom versorgt wird, wobei der Nehmerzylinder 10 als pneumatischer Nehmerzylinder ausgebildet ist. Bei derartigen unkompensierten Nehmerzylindern kann sich ein Betätigungskraftmaximum durch die nicht eindeutig zugeordnete Druck-/Wegfunktion in einem Durchschnappen des Nehmerzylinders äußern. Durch die Kompensationseinrichtung 32 kann eine Bildung eines Betätigungskraftmaximums ausgeschlossen und eine kontinuierlich mit dem Betätigungsweg ansteigende Druckluftkennlinie dargestellt werden, so dass die Reibungskupplung sicher und eindeutig betätigt werden kann.In a particularly advantageous manner, the compensation device 32 in amendment to the 5 represented, by means of the electric motor 15 operated master cylinder 12 be operated with compressed air, wherein the pressure line 11 is supplied with controlled by a valve compressed air flow, wherein the slave cylinder 10 is designed as a pneumatic slave cylinder. In such uncompensated slave cylinders, an actuation force maximum can be expressed by the not clearly assigned pressure / path function in a snap-through of the slave cylinder. By the compensation device 32 For example, it is possible to preclude the formation of an actuation force maximum and to display a compressed-air characteristic which increases continuously with the actuating travel, so that the friction clutch can be actuated safely and unambiguously.

6 zeigt den Kraftverlauf eines Betätigungssystems über den Betätigungsweg in willkürlichen Einheiten. Der Graph 41 zeigt die hysteresebehaftete Lastkennlinie einer Reibungskupplung mit Tellerfeder. Bei kleinen Betätigungswegen steigt die Betätigungskraft an und durchschreitet bei größeren Betätigungswegen ein Maximum, um bei großen Betätigungen wieder abzufallen. Der Graph 42 zeigt den ebenfalls leicht hysteresebehafteten Kraftverlauf einer Kompensationseinrichtung, so dass sich für ein beispielsweise in 3 gezeigtes Betätigungssystem 1 ein Kraftverlauf über den Betätigungsweg gemäß Graph 43 ergibt. Die Auslegung erfolgt ohne Kraftrichtungsumkehr auf eine minimale Betätigungskraft des Antriebs. Die Kraft bei der Rückkehr der Aktorik in die Ausgangslage bei sich schließender Reibungs kupplung liegt über dem Kraftnullpunkt, so dass bei einem Teilschleifenbetrieb mit nicht vollständig geöffneter Reibungskupplung ein Umkehrspiel unterbleibt. 6 shows the force curve of an actuation system via the actuation path in arbitrary units. The graph 41 shows the hysteresis load characteristic of a friction clutch with disc spring. For small actuation paths, the actuation force increases and exceeds for maximum actuation paths a maximum to drop off again at large actuations. The graph 42 shows the likewise slightly hysteresis force curve of a compensation device, so that, for example, in 3 shown actuating system 1 a force curve over the actuating travel according to graph 43 results. The design is carried out without force reversal to a minimum operating force of the drive. The force in the return of the actuator in the starting position at closing frictional clutch is above the zero point of force, so that in a partial loop operation with not fully open friction clutch, a backlash does not occur.

7 zeigt in einem der 6 vergleichbaren Diagramm und unter Zugrundelegung derselben Lastkennlinie im Graph 41 die Lastkennlinie einer Reibungskupplung. Die im Graph 44 gezeigte Kompensationskennlinie ist dabei so ausgelegt, dass sich für die im Graph 45 dargestellten Betätigungskräfte des Antriebs für den Betrieb und die Rückkehr bei sich schließender Reibungskupplung minimale Kräfte ergeben. Eine derartige Auslegung kann erfolgen, wenn Umkehrspiele vermieden werden können oder für die Betätigungskräfte unkritisch sind. 7 shows in one of the 6 comparable diagram and on the basis of the same load curve in the graph 41 the load characteristic of a friction clutch. The in the graph 44 shown compensation characteristic is designed so that for the in the graph 45 shown actuating forces of the drive for operation and return at closing friction clutch minimal forces. Such an interpretation can be done when backlashes can be avoided or are uncritical for the actuation forces.

8 zeigt eine Auslegung für eine pneumatische Betätigung einer Betätigungseinrichtung. Um in konventionellen Systemen eine monoton mit dem Betätigungsweg steigende Kraft- beziehungsweise Druckkennlinie zu erzielen wird im Bereich der abfallenden Lastkennlinie des Graphen 48 ein Energiespeicher geschaltet, dessen zusätzliche Kennlinie in Form des gestrichelten Graphen 49 dargestellt ist. Daraus resultiert eine Lastkennlinie mit hoher Betätigungskraft. Die Kompensationskennlinie des Graphen 46 berücksichtigt dabei den Graphen 49 des zusätzlichen Energiespeichers, so dass auf diesen verzichtet werden kann. Aus der Kombination der aus den Graphen 41, 49 gebildeten Lastkennlinie mit der aus den Graphen 46, 50 gebildeten Kompensationskennlinie resultiert eine monoton steigende, im Graphen 48 gezeigte Betätigungskraftkennlinie, die im Endbereich des Betätigungswegs geringere oder höchstens gleiche Betätigungskräfte erfordert wie das Maximum der unkompensierten, in den Graphen 41, 49 gezeigten Lastkennlinie. 8th shows a design for a pneumatic actuation of an actuator. In order to achieve a force or pressure characteristic that increases monotonically with the actuation path in conventional systems, it is in the region of the falling load characteristic of the graph 48 an energy storage connected, the additional characteristic in the form of the dashed graph 49 is shown. This results in a load characteristic with high operating force. The compensation characteristic of the graph 46 takes the graph into account 49 the additional energy storage, so that it can be dispensed with. From the combination of the graphs 41 . 49 formed load characteristic with the from the graphs 46 . 50 formed compensation characteristic results in a monotonically increasing, in the graph 48 shown operating force characteristic curve that requires in the end of the actuation path lower or at most equal actuation forces as the maximum of the uncompensated, in the graphs 41 . 49 shown load characteristic.

11: Betätigungseinrichtungactuator
22: Kompensationskraftcompensation force
33: Lastload
44: Betätigungskraftoperating force
55: Widerlagerabutment
66: Reibungskupplungfriction clutch
77: angetriebenes Elementpowered element
88th: TellerfederBelleville spring
99: Kolbenpiston
1010: Nehmerzylinderslave cylinder
1111: Druckleitungpressure line
1212: GeberzylinderMaster cylinder
1313: Kolbenstangepiston rod
1414: Antriebdrive
1515: Elektromotorelectric motor
15a15a: Getriebetransmission
1616: Doppelpfeildouble arrow
1717: Aktorikactuators
1818: Kolbenpiston
1919: Kompensationseinrichtungcompensator
2020: Energiespeicherenergy storage
2121: Profilelementprofile element
2222: Gehäusecasing
2323: Bauteilcomponent
2424: Stiftpen
2525: Armpoor
2626: EndeThe End
2727: Rollerole
2828: Profilflächeprofile surface
2929: Stiftpen
3030: Minimumminimum
3131: Betätigungssystemactuating system
3232: Kompensationseinrichtungcompensator
3333: Gehäusecasing
3434: Energiespeicherenergy storage
3535: Profilelementprofile element
4141: Graphgraph
4242: Graphgraph
4343: Graphgraph
4444: Graphgraph
4545: Graphgraph
4646: Graphgraph
4747: Markierungmark
4848: Graphgraph
4949: Graphgraph
5050: Graphgraph

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19823089 A1 [0002]

Claims

Actuating device ( 1 . 31 ) in particular for actuating a friction clutch ( 6 ) with a drive ( 14 ) and a drive movement of the drive ( 14 ) in an actuating movement along an actuating path translating actuator ( 17 ) for the axial displacement of a driven element ( 7 ) and a compensation device which is effective via an actuation path ( 19 . 32 ) to reduce one of the drive ( 14 ) driving force over at least a part of the actuation path , characterized in that the compensation device ( 19 . 32 ) from a via the actuating travel of a profile element ( 21 . 35 ) acted upon energy storage ( 20 . 34 ) is formed.

Actuating device ( 1 . 31 ) according to claim 1, characterized in that the energy store ( 20 . 34 ) of the profile element ( 21 . 35 ) is applied perpendicular to the actuating movement.

Actuating system according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the compensation means serially between the drive and the driven element is arranged.

Actuating device ( 1 . 31 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the compensation device ( 19 . 32 ) parallel to the actuators ( 17 ) is arranged.

Actuating device ( 1 . 31 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drive ( 14 ) an electric motor ( 15 ).

Actuating device ( 1 . 31 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuators ( 17 ) is a hydrostatic or pneumatic actuator.

Actuating device ( 1 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the profile element ( 21 ) on a fixed component of the actuators or of the drive ( 14 ) is arranged and the energy storage ( 20 ) on a moving part of the actuator system ( 17 ) is attached.

Actuating device ( 31 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the energy store ( 34 ) is arranged on a stationary component of the actuator or the drive and the profile element ( 35 ) is attached to a movable part in the direction of movement of the actuator.

Actuating device ( 1 . 31 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the energy store ( 20 . 34 ) on the profile element ( 21 . 35 ) rolls off.

Actuating device ( 1 . 31 ) according to claim 9, characterized in that the energy store ( 20 . 34 ) with two elastic arms ( 25 ) is provided at the free ends ( 26 ) Roll ( 27 ) are provided, which against each other on each one profile surface ( 28 ) of the profile element ( 28 . 35 ) are braced.