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WO2018065007A1 - Aktor für eine kupplung - Google Patents

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Publication number
WO2018065007A1
WO2018065007A1 PCT/DE2017/100815 DE2017100815W WO2018065007A1 WO 2018065007 A1 WO2018065007 A1 WO 2018065007A1 DE 2017100815 W DE2017100815 W DE 2017100815W WO 2018065007 A1 WO2018065007 A1 WO 2018065007A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seal
actuator
pressure medium
piston
sealing surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2017/100815
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lászlo Mán
Peter Greb
Dietmar Rudy
Lars Schumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE112017005069.3T priority Critical patent/DE112017005069A5/de
Priority to CN201780062023.7A priority patent/CN109844343B/zh
Priority to KR1020197009549A priority patent/KR102480373B1/ko
Publication of WO2018065007A1 publication Critical patent/WO2018065007A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D29/00—Clutches and systems of clutches involving both fluid and magnetic actuation
    • F16D29/005—Clutches and systems of clutches involving both fluid and magnetic actuation with a fluid pressure piston driven by an electric motor
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B7/005—With rotary or crank input
    • F15B7/006—Rotary pump input
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D28/00—Electrically-actuated clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
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    • F16H25/2418—Screw seals, wipers, scrapers or the like
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16D2025/081—Hydraulic devices that initiate movement of pistons in slave cylinders for actuating clutches, i.e. master cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2125/02—Fluid-pressure mechanisms
    • F16D2125/08—Seals, e.g. piston seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2247—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with rollers
    • F16H25/2252—Planetary rollers between nut and screw

Definitions

  • the invention relates to an actuator with a housing having a housing interior, wherein in the housing interior, a drive unit and a piston-cylinder unit and a pressure medium reservoir are arranged.
  • the actuator is in particular for actuating a clutch, for. B. a friction clutch, a motor vehicle.
  • the drive unit is in particular a rotor of an electric motor, wherein a volume of a pressure medium can be displaced toward a slave cylinder of an actuating device of a clutch by converting the rotational movement of the rotor into a translational movement of a piston.
  • the friction clutch is provided in particular for a drive train of a motor vehicle.
  • the friction clutch is arranged in particular between a drive device of the motor vehicle and a transmission and transmits a torque for driving the motor vehicle.
  • the actuating device comprises in particular a master cylinder which can be actuated by a clutch pedal, an actuator and a slave cylinder provided for actuating the friction clutch, which are connected to one another via pressure lines, wherein the slave cylinder can be actuated by the master cylinder and possibly by the actuator.
  • the pressure lines are filled with a pressure medium (eg an oil) so that the slave cylinder can be actuated by actuation of the master cylinder or of the actuator and thus the friction clutch can be opened or closed.
  • a pressure medium eg an oil
  • actuating devices with a master cylinder and a slave cylinder which are connected to each other via pressure lines.
  • the master cylinder is actuated by means of a clutch pedal by a driver of the motor vehicle.
  • the fluid is displaced from the master cylinder via the pressure line to the slave cylinder, which disengages the friction clutch and / or engages.
  • the slave cylinder may be, for example, a central release device (CSC- concentric slave cylinder).
  • CSC- concentric slave cylinder central release device
  • This actuator enables a so-called “sailing function", by means of which the drive unit of the motor vehicle can be switched off by opening the friction clutch during coasting of the motor vehicle Slave cylinder so connected to the master cylinder and the actuator, that both the master cylinder and the actuator to drive the slave cylinder and thus actuate the friction clutch
  • the master cylinder and the actuator are arranged in series, so that a transfer between the actuator and the master cylinder and As a result, the driver can still actuate the friction clutch even when the actuator has actuated the (normally closed) friction clutch.
  • the actuator according to WO 2015/149777 A1 comprises a housing with a housing interior, wherein in the housing interior a drive unit and a piston-cylinder unit and a pressure medium reservoir are arranged.
  • the piston-cylinder unit has a cylinder chamber with a piston displaceable therein along an axial direction, wherein the cylinder chamber is a part of the housing interior and forms a pressure chamber with a first seal cooperating with the piston.
  • the pressure medium in the pressure chamber is displaced by displacement of the piston in the axial direction to a slave cylinder.
  • the pressure medium reservoir forms a common volume with the cylinder space.
  • the pressure medium also acts on the drive unit and the transmission.
  • the object of the present invention is to at least partially solve the problems known from the prior art.
  • an actuator is to be proposed in which the drive unit is arranged in a housing interior but is not acted upon by a pressure medium.
  • the invention relates to an actuator with a housing having a housing interior, wherein in the housing interior, a drive unit and a piston-cylinder unit and a pressure medium reservoir are arranged, wherein the piston-cylinder unit has a cylinder chamber with a displaceable therein, along an axial direction piston, wherein the cylinder space is a part of the housing interior and forms a pressure chamber with a cooperating with the piston first seal, wherein the pressure medium reservoir with the cylinder chamber forms a common volume; wherein for sealing the drive unit relative to the pressure medium reservoir, a second seal is provided.
  • the second seal proposed here is the drive unit, in particular an electric motor with a stator and a rotor and a transmission for converting the rotational movement of the electric motor in a translational movement z.
  • B. has a threaded spindle, separate from the common volume of pressure medium reservoir and cylinder space, which is filled with the pressure medium.
  • only one transmission of the drive unit is separated by the second seal from the common volume of pressure medium reservoir and cylinder space which is filled with the pressure medium.
  • the drive unit (that is, for example, the electric motor and / or a transmission) has its own lubrication with a lubricant (eg, another oil or a grease), with mixing of the lubricant with the pressure medium (ie, a passage the lubricant via the second seal in the pressure medium reservoir and / or a passage of the pressure medium via the second seal towards the drive unit) is prevented or at least delayed by the second seal.
  • a lubricant eg, another oil or a grease
  • the drive unit has a threaded spindle drive with a threaded spindle connected to the piston and displaceable along the axial direction.
  • Such threaded spindle drives are known.
  • the spindle nut is fixed in the axial direction and drives a cooperating with the spindle nut threaded spindle, which is thus displaced along the axial direction.
  • the threaded spindle drive on a Planetenracelzgewindespindel PWG
  • the rotor of the electric motor is rotatably connected to a sleeve of a planetary gear, which comprises the Planetendoilzgewindespindel, and supported in the sleeve planet carrier, so that, in particular rotatably supported Planetenskylzgewindespindel upon rotation of the rotor and supported in the planet carrier planet gears in the axial direction is displaced.
  • the planetary roller screw is connected to the piston and displaces it along the axial direction.
  • the second seal is a labyrinth seal.
  • a labyrinth seal (also gap seal) is in particular a non-contact shaft seal.
  • the sealing effect is based on the extension of a flow path through the gap to be sealed, whereby the flow resistance is substantially increased.
  • the extension is usually by a meshing ("concealment") of Forming elements on the shaft and the stationary housing part achieved.
  • the gap to be sealed is additionally coated with a lubricant, for. B. a fat, so that a pressure medium from the pressure medium reservoir can not penetrate the gap.
  • the second seal forms an internal thread, which cooperates with an external thread of the threaded spindle or the Planetenskylzgewindespindel.
  • Such a configuration of the second seal also constitutes a labyrinth seal.
  • the second seal is an integral part of the threaded spindle drive.
  • Integral component means in particular that the second seal is already installed in the threaded spindle drive and is only arranged together with the threaded spindle drive in the actuator.
  • the second seal forms a first sealing surface, with a fixedly arranged in the axial direction of the first member of the actuator, and a second sealing surface, with a displaceable along the axial direction of the second component of the actuator, and has between the first sealing surface and the second sealing surface on a flexible connection area.
  • the flexible connection region bridges the region between the first sealing surface and the second sealing surface even during a displacement of the second sealing surface in the axial direction.
  • the second sealing surface is arranged in particular on a threaded spindle or on the piston.
  • the second seal on at least one of the first sealing surface and the second sealing surface per two sealing elements, wherein the first sealing element is provided for sealing against the pressure medium reservoir and the second sealing element for sealing against a lubricant of the drive unit.
  • the flexible connection region has a first material which is resistant to the pressure medium on a first side facing the pressure medium reservoir and on a second side facing the lubricant of the drive unit, a second material resistant to the lubricant.
  • the second seal on at least one of the first sealing surface and the second sealing surface on a mechanical clamping element that causes a pressing of the second seal to the first component or the second component.
  • an actuating device which comprises an actuatable by a clutch pedal master cylinder, an actuator according to the invention and a provided for actuating the friction clutch slave cylinder, which are interconnected via pressure lines, wherein the slave cylinder is actuated by the master cylinder and possibly by the actuator.
  • the actuating device is used in a motor vehicle for actuating a friction clutch.
  • FIG. 1 shows an actuator with a second seal according to a first embodiment, in a side view in section
  • FIG. 3 a detail of Fig. 1; 4 shows a detail of FIG. 1, with a second seal according to a second embodiment variant; FIG. and
  • FIG 5 shows an actuator with a second seal according to a second embodiment variant.
  • Fig. 1 shows an actuator 1 with a second seal 12 according to a first embodiment, in a side view in section.
  • the actuator 1 is a clutch actuator, wherein the actuator 1 comprises an electric motor as a drive unit 4, with a stator 32 and a rotor 33, and a threaded spindle drive 13.
  • the rotor 33 is rotatably connected to a sleeve 36 and the planet carrier supported in the sleeve 36, so that a Planetenéelzgewindespindel 15 upon rotation of the rotor 33 and the planet carrier 35 and upon rotation of the planet gears 37 in the axial direction 8 is displaceable.
  • the actuator 1 comprises a housing 2, which has a housing interior 3, wherein in the housing interior 3, a drive unit 4 and a piston-cylinder unit 5 and a pressure medium reservoir 6 are arranged.
  • the piston-cylinder unit 5 has a cylinder chamber 7 with a piston 9 displaceable therein along an axial direction 8, wherein the cylinder chamber 7 is a part of the housing interior 3 and forms a pressure chamber 11 with a first seal 10 cooperating with the piston 9.
  • the pressure medium reservoir 6 forms with the cylinder chamber 7 a common volume.
  • a second seal 12 is provided for sealing the drive unit 4 with respect to the pressure medium reservoir 6.
  • the now proposed second seal 12 separates the drive unit 4 from the common volume of pressure medium reservoir 6 and cylinder chamber 7, which is filled with the pressure medium 27.
  • the drive unit 4 comprises an electric motor with a stator 32 and a rotor 33 and a gear (here a threaded spindle drive 13 with a Planetenskylzgewindespindel 15 as a threaded spindle 14) for converting the rotational movement of the electric motor in a translational movement of a threaded spindle fourteenth
  • the drive unit 4 has its own lubrication with a lubricant 25 (eg another oil or a grease), wherein a mixing of the lubricant 25 with the pressure medium 27 (ie a passage of the lubricant 25 through the second seal 12 into the pressure medium reservoir 6 and / or a passage of the pressure medium 27 via the second seal 12 toward the drive unit 3) by the second seal 12 is prevented or at least delayed.
  • a lubricant 25 eg another oil or a grease
  • the drive unit 4 has a threaded spindle drive 13 with a, connected to the piston 9, along the axial direction 8 displaceable threaded spindle 14.
  • Fig. 2 shows a threaded spindle operation 13 in a perspective view.
  • the threaded spindle drive 13 of the drive unit 4 has a threaded spindle outlet 31 and the second seal 12, which is designed here as an internal thread 16.
  • Fig. 3 shows a detail of Fig. 1.
  • the second seal 12 is designed as a labyrinth seal.
  • the second seal 12 forms an internal thread 16, which cooperates with an external thread 17 of the threaded spindle 14 or the Planetenskylzgewindespindel 15.
  • the second seal 12 is here an integral part of the threaded spindle drive 13. Integral component means that the second seal 12 is already installed in the threaded spindle drive 13 and is only arranged together with the threaded spindle drive 13 in the actuator 1.
  • FIG. 4 shows a detail of FIG. 1, with a second seal 12 according to a second embodiment variant.
  • 5 shows an actuator 1 with a second seal 12 according to a second embodiment variant.
  • FIGS. 4 and 5 will be described together below.
  • the second seal 12 forms a first sealing surface 18, with a first component 19 of the actuator 1 arranged stationary in the axial direction 8, and a second sealing surface 20, with a second component 21 of the actuator 1 which can be displaced along the axial direction 8 has between the first sealing surface 18 and the second sealing surface 20 on a flexible connecting portion 22.
  • the flexible connection region 22 spans the region between the first sealing surface 18 and the second sealing surface 20 even during a displacement of the second sealing surface 20 in the axial direction 8.
  • the second sealing surface 20 is arranged on the threaded spindle 14.
  • the second seal 12 has two sealing elements 23, 24 on the first sealing surface 18 and on the second sealing surface 20, wherein the first sealing element 23 is provided for sealing against the pressure medium reservoir 6 and the second sealing element 24 for sealing against the lubricant 25 of the drive unit 4 is.
  • the flexible connection region 22 On a first side 26 facing the pressure medium reservoir 6, the flexible connection region 22 has a first material 28 which is resistant to the pressure medium 27 and a second side 29 which faces the lubricant 25 of the drive unit 4 a resistant to the lubricant 25 (different from the first material 28). second material 30.
  • the second seal 12 on the first sealing surface 18 and the second sealing surface 20 each have a mechanical clamping element 34 that causes a pressing of the second seal 12 to the first component 19 and to the second component 21.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktor mit einem Gehäuse, das einen Gehäuseinnenraum aufweist, wobei in dem Gehäuseinnenraum eine Antriebseinheit und eine Kolben-Zylindereinheit sowie ein Druckmittelreservoir angeordnet sind, wobei die Kolben-Zylindereinheit einen Zylinderraum mit einem darin entlang einer axialen Richtung verlagerbaren Kolben aufweist, wobei der Zylinderraum ein Teil des Gehäuseinnenraums ist und mit einer mit dem Kolben zusammenwirkenden ersten Dichtung einen Druckraum ausbildet, wobei das Druckmittelreservoir mit dem Zylinderraum ein gemeinsames Volumen bildet; wobei zur Abdichtung der Antriebseinheit gegenüber dem Druckmittelreservoir eine zweite Dichtung vorgesehen ist.

Description

Aktor für eine Kupplung
Die Erfindung betrifft einen Aktor mit einem Gehäuse, das einen Gehäuseinnenraum aufweist, wobei in dem Gehäuseinnenraum eine Antriebseinheit und eine Kolben- Zylindereinheit sowie ein Druckmittelreservoir angeordnet sind.
Der Aktor ist insbesondere zur Betätigung einer Kupplung, z. B. einer Reibkupplung, eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Die Antriebseinheit ist insbesondere ein Rotor eines Elektromotors, wobei über eine Umwandlung der rotatorischen Bewegung des Rotors in eine translatorische Bewegung eines Kolbens ein Volumen eines Druckmittels hin zu einem Nehmerzylinder einer Betätigungsvorrichtung einer Kupplung verschiebbar ist.
Die Reibkupplung ist insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Reibkupplung ist insbesondere zwischen einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeuges und einem Getriebe angeordnet und überträgt ein Drehmoment zum Antrieb des Kraftfahrzeuges.
Die Betätigungsvorrichtung umfasst insbesondere einen durch ein Kupplungspedal betätigbaren Geberzylinder, einen Aktor sowie einen zur Betätigung der Reibkupplung vorgesehenen Nehmerzylinder, die über Druckleitungen miteinander verbunden sind, wobei der Nehmerzylinder durch den Geberzylinder und ggf. durch den Aktor betätigbar ist. Die Druckleitungen sind mit einem Druckmittel (z. B. ein Öl) gefüllt, so dass durch Betätigen des Geberzylinders oder des Aktors der Nehmerzylinder betätigbar und damit die Reibkupplung zu öffnen oder schließbar ist.
Zur Betätigung von Reibkupplungen sind Betätigungsvorrichtungen mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder bekannt, die über Druckleitungen miteinander verbunden sind. Bei Kraftfahrzeugen mit manuellem Schaltgetriebe wird der Geberzylinder mittels eines Kupplungspedals durch einen Fahrer des Kraftfahrzeuges betätigt. Hierdurch wird das Fluid von dem Geberzylinder über die Druckleitung zu dem Nehmerzylinder verschoben, der die Reibkupplung ausrückt und/oder einrückt. Bei dem Nehmerzylinder kann es sich beispielsweise um einen Zentralausrücker (CSC- concentric slave cylinder) handeln. Zur Reduzierung eines C02-Ausstoßes von Kraftfahrzeugen mit manuellem Schaltgetriebe sind Betätigungsvorrichtungen für die Reibkupplung bekannt, die einen zusätzlichen Aktor aufweisen. Dieser Aktor ermöglicht eine sogenannte„Segelfunktion", mittels der die Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs durch Öffnen der Reibkupplung während des Ausrollens des Kraftfahrzeuges abgeschaltet werden kann. Die Segelfunktion kann auch bei normaler Fahrt eingeleitet werden, z. B. mit Abschaltung einer Antriebseinheit. Hierbei wird der Nehmerzylinder so mit dem Geberzylinder und dem Aktor verbunden, dass sowohl der Geberzylinder als auch der Aktor den Nehmerzylinder ansteuern und so die Reibkupplung betätigen können. Bevorzugt werden der Geberzylinder und der Aktor in Reihe angeordnet, so dass eine Übergabe zwischen dem Aktor und dem Geberzylinder und umgekehrt möglich ist. Hierdurch kann der Fahrer auch dann noch die Reibkupplung betätigen, wenn der Aktor die (normal geschlossene) Reibkupplung betätigt hat.
Aus der WO 2015/149777 A1 ist ein Aktor mit einer Planetenwälzgewindespindel (PWG) bekannt. Dabei wird eine von einem Elektromotor erzeugte Drehbewegung über ein Planetenwälzgetriebe in eine Bewegung entlang einer axialen Richtung umgewandelt. Damit kann der Kolben über den Elektromotor zur Betätigung des Nehmerzylinders und der Reibkupplung entlang der axialen Richtung verlagert werden.
Der Aktor gemäß der WO 2015/149777 A1 umfasst ein Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum, wobei in dem Gehäuseinnenraum eine Antriebseinheit und eine Kolben- Zylindereinheit sowie ein Druckmittelreservoir angeordnet sind. Die die Kolben- Zylindereinheit weist einen Zylinderraum mit einem darin, entlang einer axialen Richtung verlagerbaren Kolben auf, wobei der Zylinderraum ein Teil des Gehäuseinnenraums ist und mit einer mit dem Kolben zusammenwirkenden ersten Dichtung einen Druckraum ausbildet. Das in dem Druckraum befindliche Druckmittel wird durch Verlagerung des Kolbens in der axialen Richtung hin zu einem Nehmerzylinder verschoben. Das Druckmittelreservoir bildet mit dem Zylinderraum ein gemeinsames Volumen. Dabei beaufschlagt das Druckmittel auch die Antriebseinheit und das Getriebe.
Es wurde nun festgestellt, dass das Druckmittel zur Schmierung zumindest des Getriebes möglichst nicht eingesetzt werden sollte. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Aktor vorgeschlagen werden, bei dem die Antriebseinheit in einem Gehäuseinnenraum angeordnet ist aber nicht von einem Druckmittel beaufschlagt wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Die Erfindung betrifft einen Aktor mit einem Gehäuse, das einen Gehäuseinnenraum aufweist, wobei in dem Gehäuseinnenraum eine Antriebseinheit und eine Kolben- Zylindereinheit sowie ein Druckmittelreservoir angeordnet sind, wobei die Kolben- Zylindereinheit einen Zylinderraum mit einem darin, entlang einer axialen Richtung verlagerbaren Kolben aufweist, wobei der Zylinderraum ein Teil des Gehäuseinnenraums ist und mit einer mit dem Kolben zusammenwirkenden ersten Dichtung einen Druckraum ausbildet, wobei das Druckmittelreservoir mit dem Zylinderraum ein gemeinsames Volumen bildet; wobei zur Abdichtung der Antriebseinheit gegenüber dem Druckmittelreservoir eine zweite Dichtung vorgesehen ist.
Die oben angeführte WO 2015/149777 A1 wird im Hinblick auf den Aufbau und die Funktionalität des Aktors (also die Verlagerung eines Kolbens in der axialen Richtung) hiermit vollumfänglich in Bezug genommen.
Die hier nun vorgeschlagene zweite Dichtung soll die Antriebseinheit, die insbesondere einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor sowie ein Getriebe zur Umwandlung der rotatorischen Bewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung z. B. einer Gewindespindel aufweist, von dem gemeinsamen Volumen von Druckmittelreservoir und Zylinderraum abtrennen, das mit dem Druckmittel befüllt ist. Insbesondere wird nur ein Getriebe der Antriebseinheit durch die zweite Dichtung von dem gemeinsamen Volumen von Druckmittelreservoir und Zylinderraum, das mit dem Druckmittel befüllt ist, abgetrennt.
Insbesondere weist die Antriebseinheit (also z. B. der Elektromotor und/oder ein Getriebe) eine eigene Schmierung mit einem Schmiermittel (z. B. ein anderes Öl oder ein Fett) auf, wobei eine Vermischung des Schmiermittels mit dem Druckmittel (also ein Durchtritt des Schmiermittels über die zweite Dichtung in das Druckmittelreservoir und/oder ein Durchtritt des Druckmittels über die zweite Dichtung hin zur Antriebseinheit) durch die zweite Dichtung verhindert oder zumindest verzögert wird.
Insbesondere weist die Antriebseinheit einen Gewindespindeltrieb mit einer, mit dem Kolben verbundenen, entlang der axialen Richtung verlagerbaren Gewindespindel auf.
Derartige Gewindespindeltriebe sind bekannt. Dabei wird eine Spindelmutter z. B. durch den Rotor eines Elektromotors in eine rotatorische Bewegung versetzt. Die Spindelmutter ist in der axialen Richtung festgesetzt und treibt eine mit der Spindelmutter zusammenwirkende Gewindespindel an, die somit entlang der axialen Richtung verlagert wird.
Bevorzugt weist der Gewindespindeltrieb eine Planetenwälzgewindespindel (PWG) auf. Im Falle des PWG ist der Rotor des Elektromotors mit einer Hülse eines Planetengetriebes, das die Planetenwälzgewindespindel umfasst, und dem in der Hülse abgestützten Planetenträger drehfest verbunden, so dass eine, insbesondere drehfest abgestützte Planetenwälzgewindespindel bei Drehung des Rotors und der in dem Planetenträger abgestützten Planetenräder in der axialen Richtung verlagerbar ist. Die Planetenwälzgewindespindel ist mit dem Kolben verbunden und verlagert diesen entlang der axialen Richtung.
Insbesondere ist die zweite Dichtung eine Labyrinthdichtung. Eine Labyrinthdichtung (auch Spaltdichtung) ist insbesondere eine berührungsfreie Wellendichtung. Die Dichtwirkung beruht auf der Verlängerung eines Strömungsweges durch den abzudichtenden Spalt, wodurch der Strömungswiderstand wesentlich erhöht wird. Die Wegverlängerung wird in der Regel durch ein Ineinandergreifen („Verkämmung") von Formelementen auf der Welle und dem feststehenden Gehäuseteil erreicht. Bevorzugt wird der abzudichtende Spalt zusätzlich mit einem Schmiermittel, z. B. einem Fett gefüllt, so dass ein Druckmittel aus dem Druckmittelreservoir den Spalt nicht durchdringen kann.
Bevorzugt bildet die zweite Dichtung ein Innengewinde aus, das mit einem Außengewinde der Gewindespindel oder der Planetenwälzgewindespindel zusammenwirkt. Eine solche Ausgestaltung der zweiten Dichtung stellt ebenfalls eine Labyrinthdichtung dar.
Insbesondere ist die zweite Dichtung ein integraler Bestandteil des Gewindespindeltriebs. Integraler Bestandteil heißt insbesondere, dass die zweite Dichtung bereits in dem Gewindespindeltrieb verbaut ist und nur gemeinsam mit dem Gewindespindeltrieb in dem Aktor angeordnet wird.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung bildet die zweite Dichtung eine erste Dichtfläche, mit einem in der axialen Richtung ortsfest angeordneten ersten Bauteil des Aktors, und eine zweite Dichtfläche, mit einem entlang der axialen Richtung verlagerbaren zweiten Bauteil des Aktors, aus und weist zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche einen flexiblen Verbindungsbereich auf.
Insbesondere überbrückt also der flexible Verbindungsbereich den Bereich zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche auch während einer Verlagerung der zweiten Dichtfläche in der axialen Richtung. Die zweite Dichtfläche ist insbesondere auf einer Gewindespindel oder an dem Kolben angeordnet.
Bevorzugt weist die zweite Dichtung an zumindest einer von der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche je zwei Dichtelemente auf, wobei das erste Dichtelement zur Abdichtung gegenüber dem Druckmittelreservoir und das zweite Dichtelement zur Abdichtung gegenüber einem Schmiermittel der Antriebseinheit vorgesehen ist.
Insbesondere weist der flexible Verbindungsbereich auf einer dem Druckmittelreservoir zugewandten ersten Seite ein gegen das Druckmittel resistentes erstes Material und auf einer dem Schmiermittel der Antriebseinheit zugewandten zweiten Seite ein gegen das Schmiermittel resistentes zweites Material auf.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die zweite Dichtung an zumindest einer von der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche ein mechanisches Spannelement auf, dass eine Anpressung der zweiten Dichtung an das erste Bauteil oder das zweite Bauteil bewirkt.
Es wird weiter eine Betätigungsvorrichtung vorgeschlagen, die einen durch ein Kupplungspedal betätigbaren Geberzylinder, einen erfindungsgemäßen Aktor sowie einen zur Betätigung der Reibkupplung vorgesehenen Nehmerzylinder umfasst, die über Druckleitungen miteinander verbunden sind, wobei der Nehmerzylinder durch den Geberzylinder und ggf. durch den Aktor betätigbar ist.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Betätigungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug zur Betätigung einer Reibkupplung eingesetzt wird.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
Fig. 1 : einen Aktor mit einer zweiten Dichtung gemäß einer ersten Ausführungsvariante, in einer Seitenansicht im Schnitt;
Fig. 2: einen Gewindespindelbetrieb in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 3: ein Detail der Fig. 1 ; Fig. 4: ein Detail der Fig. 1 , mit einer zweiten Dichtung gemäß einer zweiten Ausführungsvariante; und
Fig. 5: einen Aktor mit einer zweiten Dichtung gemäß einer zweiten Ausführungsvariante.
Fig. 1 zeigt einen Aktor 1 mit einer zweiten Dichtung 12 gemäß einer ersten Ausführungsvariante, in einer Seitenansicht im Schnitt. Der Aktor 1 ist ein Kupplungsaktor, wobei der Aktor 1 einen Elektromotor als Antriebseinheit 4, mit einem Stator 32 und einem Rotor 33, sowie einen Gewindespindeltrieb 13 umfasst. Der Rotor 33 ist mit einer Hülse 36 und mit dem in der Hülse 36 abgestützten Planetenträger 35 drehfest verbunden, so dass eine Planetenwälzgewindespindel 15 bei Drehung des Rotors 33 und des Planetenträgers 35 und bei Drehung der Planetenräder 37 in der axialen Richtung 8 verlagerbar ist.
Der Aktor 1 umfasst ein Gehäuse 2, das einen Gehäuseinnenraum 3 aufweist, wobei in dem Gehäuseinnenraum 3 eine Antriebseinheit 4 und eine Kolben-Zylindereinheit 5 sowie ein Druckmittelreservoir 6 angeordnet sind. Die Kolben-Zylindereinheit 5 weist einen Zylinderraum 7 mit einem darin, entlang einer axialen Richtung 8 verlagerbaren Kolben 9 auf, wobei der Zylinderraum 7 ein Teil des Gehäuseinnenraums 3 ist und mit einer mit dem Kolben 9 zusammenwirkenden ersten Dichtung 10 einen Druckraum 1 1 ausbildet. Das Druckmittelreservoir 6 bildet mit dem Zylinderraum 7 ein gemeinsames Volumen. Zur Abdichtung der Antriebseinheit 4 gegenüber dem Druckmittelreservoir 6 ist eine zweite Dichtung 12 vorgesehen.
Die hier nun vorgeschlagene zweite Dichtung 12 trennt die Antriebseinheit 4 von dem gemeinsamen Volumen von Druckmittelreservoir 6 und Zylinderraum 7 ab, das mit dem Druckmittel 27 befüllt ist. Die Antriebseinheit 4 umfasst einen Elektromotor mit einem Stator 32 und einem Rotor 33 sowie ein Getriebe (hier ein Gewindespindeltrieb 13 mit einer Planetenwälzgewindespindel 15 als Gewindespindel 14) zur Umwandlung der rotatorischen Bewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung einer Gewindespindel 14. Die Antriebseinheit 4 weist eine eigene Schmierung mit einem Schmiermittel 25 (z. B. ein anderes Öl oder ein Fett) auf, wobei eine Vermischung des Schmiermittels 25 mit dem Druckmittel 27 (also ein Durchtritt des Schmiermittels 25 über die zweite Dichtung 12 in das Druckmittelreservoir 6 und/oder ein Durchtritt des Druckmittels 27 über die zweite Dichtung 12 hin zur Antriebseinheit 3) durch die zweite Dichtung 12 verhindert oder zumindest verzögert wird.
Die Antriebseinheit 4 weist einen Gewindespindeltrieb 13 mit einer, mit dem Kolben 9 verbundenen, entlang der axialen Richtung 8 verlagerbaren Gewindespindel 14 auf.
Fig. 2 zeigt einen Gewindespindelbetrieb 13 in einer perspektivischen Ansicht. Der Gewindespindeltrieb 13 der Antriebseinheit 4 weist einen Gewindespindelausgang 31 auf und die zweite Dichtung 12, die hier als Innengewinde 16 ausgeführt ist.
Fig. 3 zeigt ein Detail der Fig. 1. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 wird verwiesen. Hier ist die zweite Dichtung 12 als eine Labyrinthdichtung ausgeführt. Dabei bildet die zweite Dichtung 12 ein Innengewinde 16 aus, das mit einem Außengewinde 17 der Gewindespindel 14 oder der Planetenwälzgewindespindel 15 zusammenwirkt. Die zweite Dichtung 12 ist hier ein integraler Bestandteil des Gewindespindeltriebs 13. Integraler Bestandteil heißt, dass die zweite Dichtung 12 bereits in dem Gewindespindeltrieb 13 verbaut ist und nur gemeinsam mit dem Gewindespindeltrieb 13 in dem Aktor 1 angeordnet wird.
Fig. 4 zeigt ein Detail der Fig. 1 , mit einer zweiten Dichtung 12 gemäß einer zweiten Ausführungsvariante. Fig. 5 zeigt einen Aktor 1 mit einer zweiten Dichtung 12 gemäß einer zweiten Ausführungsvariante. Die Fig. 4 und 5 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
Dabei bildet die zweite Dichtung 12 eine erste Dichtfläche 18, mit einem in der axialen Richtung 8 ortsfest angeordneten ersten Bauteil 19 des Aktors 1 , und eine zweite Dichtfläche 20, mit einem entlang der axialen Richtung 8 verlagerbaren zweiten Bauteil 21 des Aktors 1 , aus und weist zwischen der ersten Dichtfläche 18 und der zweiten Dichtfläche 20 einen flexiblen Verbindungsbereich 22 auf. Der flexible Verbindungsbereich 22 überspannt den Bereich zwischen der ersten Dichtfläche 18 und der zweiten Dichtfläche 20 auch während einer Verlagerung der zweiten Dichtfläche 20 in der axialen Richtung 8. Die zweite Dichtfläche 20 ist auf der Gewindespindel 14 angeordnet.
Die zweite Dichtung 12 weist an der ersten Dichtfläche 18 und an der zweiten Dichtfläche 20 je zwei Dichtelemente 23, 24 auf, wobei das erste Dichtelement 23 zur Abdichtung gegenüber dem Druckmittelreservoir 6 und das zweite Dichtelement 24 zur Abdichtung gegenüber dem Schmiermittel 25 der Antriebseinheit 4 vorgesehen ist.
Der flexible Verbindungsbereich 22 weist auf einer dem Druckmittelreservoir 6 zugewandten ersten Seite 26 ein gegen das Druckmittel 27 resistentes erstes Material 28 und auf einer dem Schmiermittel 25 der Antriebseinheit 4 zugewandten zweiten Seite 29 ein gegen das Schmiermittel 25 resistentes (von dem ersten Material 28 unterschiedliches) zweites Material 30 auf.
Weiter weist die zweite Dichtung 12 an der ersten Dichtfläche 18 und der zweiten Dichtfläche 20 jeweils ein mechanisches Spannelement 34 auf, dass eine Anpressung der zweiten Dichtung 12 an das erste Bauteil 19 bzw. an das zweite Bauteil 21 bewirkt.
Bezugszeichenliste Aktor
Gehäuse
Gehäuseinnenraum
Antriebseinheit
Kolben-Zylindereinheit
Druckmittelreservoir
Zylinderraum
axiale Richtung
Kolben
erste Dichtung
Druckraum
zweite Dichtung
Gewindespindeltrieb
Gewindespindel
Planetenwälzgewindespindel
Innengewinde
Außengewinde
erste Dichtfläche
erstes Bauteil
zweite Dichtfläche
zweites Bauteil
Verbindungsbereich
erstes Dichtelement
zweites Dichtelement
Schmiermittel
erste Seite
Druckmittel
erstes Material
zweite Seite
zweites Material
Gewindespindelausgang

Claims

Patentansprüche
Aktor (1 ) mit einem Gehäuse (2), das einen Gehäuseinnenraum (3) aufweist, wobei in dem Gehäuseinnenraum (3) eine Antriebseinheit (4) und eine Kolben- Zylindereinheit (5) sowie ein Druckmittelreservoir (6) angeordnet sind, wobei die Kolben-Zylindereinheit (5) einen Zylinderraum (7) mit einem darin, entlang einer axialen Richtung (8) verlagerbaren Kolben (9) aufweist, wobei der Zylinderraum (7) ein Teil des Gehäuseinnenraums (3) ist und mit einer mit dem Kolben (9) zusammenwirkenden ersten Dichtung (10) einen Druckraum (1 1 ) ausbildet, wobei das Druckmittelreservoir (6) mit dem Zylinderraum (7) ein gemeinsames Volumen bildet; wobei zur Abdichtung der Antriebseinheit (4) gegenüber dem Druckmittelreservoir (6) eine zweite Dichtung (12) vorgesehen ist.
Aktor (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Antriebseinheit (4) einen Gewindespindeltrieb (13) mit einer, mit dem Kolben (9) verbundenen, entlang der axialen Richtung (8) verlagerbaren Gewindespindel (14) aufweist.
Aktor (1 ) nach Anspruch 2, wobei der Gewindespindeltrieb (13) eine Planeten- wälzgewindespindel (15) aufweist.
Aktor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 und 3, wobei die zweite Dichtung (12) eine Labyrinthdichtung ist.
Aktor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, wobei die zweite Dichtung (12) ein Innengewinde (16) ausbildet, das mit einem Außengewinde (17) der Gewindespindel (14) oder der Planetenwälzgewindespindel (15) zusammenwirkt.
Aktor (1 ) nach Anspruch 5, wobei die zweite Dichtung (12) ein integraler Bestandteil des Gewindespindeltriebs (13) ist.
Aktor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, wobei die zweite Dichtung (12) eine erste Dichtfläche (18) mit einem in der axialen Richtung (8) ortsfest angeordneten ersten Bauteil (19) des Aktors (1 ) und eine zweite Dicht- fläche (20) mit einem entlang der axialen Richtung (8) verlagerbaren zweiten Bauteil (21 ) des Aktors (1 ) ausbildet und zwischen der ersten Dichtfläche (18) und der zweiten Dichtfläche (20) einen flexiblen Verbindungsbereich (22) aufweist.
8. Aktor (1 ) nach Anspruch 7, wobei die zweite Dichtung (12) an zumindest einer von der ersten Dichtfläche (18) und der zweiten Dichtfläche (20) je zwei Dichtelemente (23, 24) aufweist, wobei das erste Dichtelement (23) zur Abdichtung gegenüber dem Druckmittelreservoir (6) und das zweite Dichtelement (24) zur Abdichtung gegenüber einem Schmiermittel (25) der Antriebseinheit (4) vorgesehen ist.
9. Aktor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 und 8, wobei der flexible Verbindungsbereich (22) auf einer dem Druckmittelreservoir (6) zugewandten ersten Seite (26) ein, gegen ein im Druckmittelreservoir (6) befindliches Druckmittel (27), resistentes erstes Material (28) und auf einem Schmiermittel (25) der Antriebseinheit (4) zugewandten zweiten Seite (29) ein gegen das Schmiermittel (25) resistentes zweites Material (30) aufweist.
10. Aktor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, wobei die zweite Dichtung (12) an zumindest einer von der ersten Dichtfläche (18) und der zweiten Dichtfläche (20) ein mechanisches Spannelement (31 ) aufweist, dass eine Anpressung der zweiten Dichtung (12) an das erste Bauteil (19) oder das zweite Bauteil (21 ) bewirkt.
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