静液压系统和具有该静液压系统的静液压致动器

摘要

本发明涉及一种静液压系统(1.1)和具有该静液压系统的静液压致动器，所述静液压系统具有：主动缸(5)，所述主动缸具有可直线移位的、对主动缸的压力室(A.1)可变地限界的主动缸活塞(18)；从动缸(22)，所述从动缸具有对从动缸的压力室限界的从动缸活塞；用压力介质填充的静液压的管线(24)，所述管线位于压力室之间；用压力介质填充的补偿容器(3)；以及通气孔(5.8)，所述通气孔设置在静液压的管线和补偿容器之间且根据主动缸活塞的位置被控制。为了降低静液压系统和静液压致动器的结构空间或者至少将其更紧凑地构成，在主动缸的压力室(A.1)之外进行通气孔的控制。

说明书

技术领域

本发明涉及一种静液压系统和具有该静液压系统的静液压致动器，所述静液压系统具有主动缸，所述主动缸具有可直线移位的、对主动缸的压力室可变地限界的主动缸活塞；从动缸，所述从动缸具有对从动缸的压力室限界的从动缸活塞；用压力介质填充的静液压的管线，所述管线位于压力室、用压力介质填充的补偿容器以及通气孔之间，所述通气孔设置在静液压的管线和补偿容器之间，并且所述通气孔根据主动缸活塞的位置被控制。

背景技术

这种类型的静液压系统用于将尤其在动力传动系中的机组的构件轴向移位，以用于操纵摩擦离合器，其中所述静液压系统具有例如借助于电动机自动化操纵或者借助于操纵元件、例如踏板操纵的主动缸，和借助于静液压管线、例如压力管道静液压地有效连接的从动缸。在此，在无压力的状态下，主动缸中的主动缸活塞例如移位到回移位置、例如起始位置、零位置等中。为了操纵从动缸，通过降低主动缸的压力室的容积将主动缸活塞直线地在主动缸的壳体中移位，使得经由静液压管线在从动缸中构建相应的压力并且将从动缸活塞移位。

由于作用于静液压系统上的温度影响，包含在静液压系统中的压力介质的压力条件发生改变。此外，静液压系统的非密封性、负压等能够导致将空气吸收到静液压系统中，所述空气必须再次被导出。因此，优选地，在主动缸的回移位置中接入连接部，即通向基本上无压地储备压力介质的补偿容器的所谓的通气孔。从DE 10 2009 009 145 A1例如已知一种自动的离合器系统，其中在主动缸的压力室之内在主动缸活塞和主动缸活塞中的通气槽回移的情况下绕开设置在主动缸活塞和主动缸壳体之间的密封件，以便在摩擦离合器未被操纵的情况下建立与补偿容器的连接。

此外，从DE 10 2010 047 800 A1中已知一种构成为静液压致动器的自动的离合器致动器，其中具有主动缸活塞的主动缸和操纵该主动缸的电动机在中间接入行星滚柱传动装置的情况下彼此同轴地设置，并且构成一个功能单元。借助于行程传感器监控主动缸活塞的直线行程。

发明内容

本发明的目的是提出静液压系统和具有其的静液压致动器的有利的改进形式，其尤其用于降低结构空间和节省行程传感器。

所述目的通过权利要求1和9的主题实现。其从属权利要求描述权利要求1和9的主题的有利的实施方式。

所提出的静液压系统包含主动缸，所述主动缸具有可直线移位的、对主动缸的压力室可变地限界的主动缸活塞，其横截面以圆形、环形或类似方式构成。借助于静液压管线将从动缸的压力室与主动缸的压力室连接。从动缸的压力室被从动缸活塞可变地限界，所述从动缸活塞在直线移位时经由操纵机构、例如操纵轴承根据摩擦离合器作为强制打开或闭合的摩擦离合器的设计方案来优选接合或分离摩擦离合器。就此而言，能够将被操纵的摩擦离合器理解为各一个在静液压系统构建压力的情况下且根据设计方案闭合或打开的摩擦离合器。

静液压管线能够由连接压力室的压力管道形成。就更上位的意义而言，静液压管线能够包括这两个压力室。静液压管线用常用的液态压力介质填充。可就更上位的意义而言理解的静液压管线能够与优选无压的、即与环境空气处于压力平衡的、用压力介质填充的补偿容器连接。连接借助于通气孔进行，所述通气孔根据在静液压系统中存在的压力情况，优选在静液压系统非操纵的状态下进而必要时在未操纵摩擦离合器的情形下、即在主动缸活塞回移的情况下打开，进而能够在静液压管线和补偿容器之间进行压力补偿，并且将必要时存在于压力介质中的空气夹杂物例如通过静液压升力输送到补偿容器中。

以尤其有利的方式，在主动缸的压力室之外控制通气孔从关闭状态到打开状态，并且反之亦然，使得在压力室中能够弃用控制机构，例如主动缸活塞处的通气槽和在主动缸活塞和主动缸壳体之间相应地设置的密封件，所述密封件由于存在通气槽的多个相交点而必须稳固地构成或者是容易磨损的。由此，能够节省主动缸的轴向的结构空间并且提出紧凑的静液压系统以及具有该静液压系统的紧凑的静液压致动器。

根据一个有利的实施方式，平行于主动缸设有例如一件式引入到主动缸壳体中的通气缸。在通气缸中设有可直线移位的通气活塞，所述通气活塞在直线移位时在压力室之外控制通气孔，即控制在主动缸的压力室和补偿容器之间的连接。在此，通气活塞优选相对于通气缸壳体朝外密封并且根据其开断位置相对于压力室和静液压管线密封。通气孔在此由于从外部进行控制而能够设置在压力室的任意部位处。优选地，通气孔设置在端侧区域上，所述端侧区域在起始位置中在压力室中开始构建压力时与主动缸活塞相对置。有利地，静液压管线和通气孔在相同的通入开口处通入压力室中，使得在通气活塞的通气位置中能够在补偿容器和静液压管线之间建立直接的连接，使得可能存在的空气夹杂物能够尤其有效地导出到后续容器中，而不必须经过主动缸的压力室，其中所述后续容器以相对于静液压管线在静液压方面更高的方式设置。

在一个尤其节约轴向结构空间的实施方式中能够提出：构成主动缸活塞的端面，所述端面在压力室中轴向地搭接通气孔，其中在主动缸活塞处，在主动缸壳体和主动缸活塞之间设有密封件，所述密封件在主动缸活塞的最大移位的末端位置处相对于通气孔回缩。以该方式能够通过主动缸活塞实现基本上完全地最小化压力室的容积，而密封件、例如槽环密封件没有越过通气孔。

通气活塞的操纵能够与主动缸活塞的操纵无关地例如通过单独的控制在有计划的通气过程中进行。然而证实为尤其有利的是：通气活塞的操纵耦联于主动缸的操纵。优选地，在主动缸活塞的相对于起始位置向回移位的位置中，执行通气活塞的移位，使得通气孔从闭合状态到打开状态，其中在所述起始位置中，主动缸活塞开始构建压力。这表示：在起始位置和末端位置、如主动缸活塞的末端位置之间的常规的移位区域中，在主动缸的压力室的容积最小的情况下闭合通气孔。在此，通气活塞例如在自动的静液压系统中例如由闭合弹簧以弹簧加载的方式保持在通气孔的闭合位置中。如果主动缸活塞比起始位置更远地向回位移，那么通气活塞克服闭合弹簧的作用由主动缸活塞带动到零位置和/或参考位置中，其中打开通气孔。要理解的是：在非自动的静液压系统中，通气活塞在主动缸活塞的起始或静止位置中已经能够由主动缸移位到通气孔打开位置中，使得相应在静液压系统的未被操纵的状态下进而例如在摩擦离合器未被操纵的情况下能够进行在静液压管线和补偿容器之间的补偿。

为了借助于主动缸活塞操纵通气活塞，通气活塞具有为了通气活塞的移位而贴靠主动缸活塞的带动件。该带动件能够由通气活塞的活塞杆形成，所述活塞杆为了该目的能够在端侧移放到主动缸活塞的横截面中。在主动缸活塞中，为了容纳带动件而能够设有互补的凹部，例如以用模具的方式(werkzeugfallend)设置在借助于注塑方法制造的主动缸活塞中。

为了能够弃用用于检测主动缸的直线移位的行程传感器，在主动缸活塞相对于起始位置回移的情况下，根据回位力克服轴向相对于主动缸活塞作用的能量储存器执行主动缸活塞的位置识别。在此，例如能够在主动缸活塞贴靠能量储存器时，确定零位置，并且在能量储存器的阻挡位置处确定主动缸活塞的参考位置。贴靠或阻挡位置的检测在自动的静液压系统中例如能够借助于对将主动缸活塞移位的电动机的电参数进行检测来分配。此外，基于所确定的零位置和/或参考位置能够借助于检测和评估电子整流的电动机的转角增量来在包括必要时在主动缸活塞和电动机的转子之间的单义的传动比的情况下确定主动缸活塞的各个位置。由此，能够在相应经常地对零位置和参考位置进行校准和进行可信度测试的情况下以足够的精度从转角增量的计数中确定末端位置和起始位置、末端位置和起始位置之间的位置和预设的通气位置。

所提出的静液压致动器包含所提出的静液压系统，其中主动缸活塞在中间连接传动装置的情况下被电动机直线地驱动，所述传动装置将电动机的转子的旋转运动变换成直线运动并且必要时提供传动比，所述传动装置例如是行星滚柱传动装置、螺杆传动装置如球螺纹传动装置等。在相应的静液压致动器中能够借助于电动机的第一电参数调节零位置，并且能够借助于第二电参数调节参考位置，所述第二电参数相对于第一参数提供电动机的更高功率。电参数能够是电压、电流、电动机的脉宽控制装置的电压的脉冲宽度、电动机的电功率等。例如，施加在电动机上的第一电压或电压峰值能够被用于识别主动缸活塞在能量储存器上的贴靠，并且更高的第二电压或电压峰值能够被用于识别能量储存器的止挡或阻挡位置。

附图说明

根据图1至12中示出的实施例详细阐述本发明。在此示出：

图1示出静液压致动器的3D视图，

图2示出贯穿图1的静液压致动器的剖面，

图3示出在电动机壳体被取下的情况下的图1的主动缸壳体的视图，

图4从变化的观察角度示出图3的主动缸壳体，

图5示出图2的行星滚柱传动装置与构造的主动缸活塞的剖面图，

图6示出图2的行星滚柱传动装置与构造的主动缸活塞的视图，

图7示出图2的通气活塞的剖面图，

图8示出处于完全操纵的末端位置中的图1和2的静液压致动器，

图9示出处于起始位置中的图1和2的静液压致动器，

图10示出处于零位置中的图1和2的静液压致动器，

图11示出处于参考位置中的图1和2的静液压致动器，和

图12示出处于装入位置中的图1和2的静液压致动器的剖面图。

具体实施方式

图1示出静液压致动器1，其具有借助于螺钉21拧紧在电动机壳体8上的静液压系统1.1和容纳电子模块的电子设备壳体2，所述电子设备壳体具有插头2.1。在主动缸5的主动缸壳体5.0中容纳有不可见的主动缸活塞，所述主动缸活塞由安装在电动机壳体8中的电动机直线移位。带有盖4的补偿容器3可开断地连接于由主动缸活塞和主动缸壳体5.0包围的压力室。检测压力室中的压力的压力传感器7容纳在接口8.1处。压力传感器7通到压力接口5.1中。呈压力管道25形式的静液压管线24借助操纵轴承、如分离轴承连接在压力接口处，所述压力管道处于主动缸和示意示出的、操纵摩擦离合器23的从动缸22之间。优选由铝压铸件制造的电动机壳体8借助于固定点8.2容纳在机动车的电动机室中。在主动缸壳体5.0处设有用于主动缸壳体的干室的压力补偿盒6。

图2示出具有电动机的图1的静液压致动器1的剖面图，所述电动机容纳在电动机壳体8中并由定子12和转子13形成。转子13借助于优选同步的行星滚柱传动装置15与主动缸活塞18连接。在此，转子13驱动螺杆套15.1，使得螺杆15.6轴向地移位并且根据转子13的旋转方向将主动缸活塞18轴向地在主动缸壳体中前移和回移，所述螺杆抗旋转地且轴向可移位地容纳在螺杆引导装置、如旋转支撑装置2.2上。转子13借助于转子轴承10支承。所述转子的旋转运动由旋转信号传感器11检测。装入电子设备壳体2中的电子模块9控制电动机进而控制主动缸活塞18的轴向移位。

静液压系统1.1包含：具有主动缸壳体5.0的主动缸5，以及基本上无压的湿室A，和由主动缸活塞加载压力的压力室A1，以及干室B，所述主动缸壳体具有固定点5.2。平行于主动缸孔5.5，在主动缸壳体5.0中设有具有通气活塞20的通气缸5.4，所述通气活塞具有密封件承载件20.2，所述通气活塞开断通气孔5.8的和通风开口5.11的控制，进而经由通气孔5.8开断在补偿容器的湿室A和主动缸的压力室A.1之间的连接。通气活塞20由主动缸活塞18移位。对此，活塞杆20.1借助于其端侧弯折的带动件20.6在主动缸活塞18回移的情况下在干室B中接合在其后侧上。在此，借助于支撑在支撑装置19处的压缩弹簧16克服压缩弹簧16的作用将定位在闭合的通气孔5.8处的通气活塞20移位并且打开通气开口5.8。

在电动机壳体8和主动缸壳体5.0之间设有轴向作用的、例如由碟形弹簧、碟形弹簧组等设置的能量储存器，所述能量储存器用作为参考弹簧，用于对主动缸活塞18的位置进行参考和进行可信性测试。

图3从取下电动机壳体8的视角中示出空的主动缸壳体5.0，所述主动缸壳体具有压力接口5.1、固定点5.2、用于联接电动机壳体的法兰5.3、通气缸5.4、主动缸孔5.5、到干室的压力补偿盒的压力补偿孔5.6、用于通气活塞的活塞杆的凹陷部5.7、通气孔5.8和用于压力接口5.1的压力输出部5.9。

图4示出在取下补偿容器3的盖的情况下的主动缸壳体5.0。在用于通气缸的壳体的拱起的外侧上可见设置在补偿容器3中的通气孔5.8和通风开口5.11。此外，从该观察角度可见用于压力传感器的接口5.10、法兰5.3、用于通气活塞的凹陷部5.7、主动缸孔5.5和压力补偿孔5.6。

图5示出行星滚柱传动装置15，其具有由电动机旋转驱动的螺杆15.6、在端侧设置在其上的旋转支撑装置17，和容纳在另一端部处的主动缸活塞18。两件式的螺杆套15.1借助于轴向轴承15.2容纳齿圈15.3，所述齿圈借助于齿部与行星件15.4啮合。行星件15.4容纳在行星架15.5中并且借助于螺纹轴向地移位螺杆15.6。

螺杆15.6与主动缸活塞18固定地连接，如旋紧，进而用作为主动缸活塞18的活塞杆。主动缸活塞18由密封件承载件18.4、密封件18.2和轴向止动装置18.3形成。主动缸活塞18借助于容纳在密封件承载件18.4上的密封件18.2、如槽环密封件相对于主动缸壳体密封。端侧的轴向止动装置18.3锁止密封件18.2并且形成主动缸活塞18的前端面。轴向止动装置18.3在主动缸活塞18的末端位置中轴向地搭接通气孔5.8(图2)，而密封件18.2相对于所述轴向止动装置向回移位，使得主动缸活塞18以有效的方式在遵守相对于主动缸壳体5.0的最小的剩余容积的情况下能够移位到末端位置中，使得能够基本上节省通气孔5.8的轴向结构空间。

图6示出行星滚柱传动装置15的3D视图，所述行星滚柱传动装置具有螺杆15.6和设置在其上的旋转支撑装置17和主动缸活塞18。在主动缸活塞18中设有凹陷部18.4a，如凹槽，通气活塞20的带动件20.6(图2)挂入所述凹陷部中。

图7示出通气活塞20的剖面图，所述通气活塞具有活塞杆20.1和密封件承载件20.2。密封件承载件20.2包含三个轴向彼此间隔开的密封件20.3、20.4、20.5，所述密封件根据通过主动缸活塞导致的通气活塞20的移位开断通气孔5.8的连接(图2)。对此，密封件20.3、20.4参照图2在压力室A1和湿室A之间密封，并且密封件20.5在湿室A和干室B之间密封。密封件20.3、20.4、20.5能够构成为槽环密封件。活塞杆20.1在端侧具有卡入主动缸活塞18的凹陷部18.4a(图6)中的带动件20.6，所述带动件在所示出的实施例中通过弯折活塞杆20.1形成。

图8示出处于主动缸活塞18的末端位置中的图2中描述的静液压致动器1。该主动缸活塞直线地移位成，使得密封件18.2稍微处于通气孔5.8之前，并且使得轴向地跨接通气孔5.8的轴向止动装置18.3将压力室A.1降低到最小的剩余容积。通气活塞20将湿室A相对于压力室A1密封。对此，密封件20.3、20.4将通气孔相对于压力室A.1密封并且密封件20.5将湿室A相对于干室B密封。

图9示出处于起始位置中的静液压致动器1，其中主动缸活塞18开始在压力室A.1中构建压力。在起始位置中，通气活塞20的带动件20.6尽管贴靠主动缸活塞18的凹陷部18.4a，然而通气活塞20不移位。因此，通气活塞20的密封功能对应于图8中的功能。在起始位置和图8中示出的末端位置之间，在正常情况下且在没有通气过程的情况下操纵图1的摩擦离合器23。

如果要执行通气过程并且对操纵缸活塞18的位置进行参考或可信性测试，那么首先向图10中示出的零位置运动。在此朝能量储存器14的方向移动主动缸活塞18，直至主动缸活塞18贴靠能量储存器14。借助于评估电动机的电参数、例如电压来进行该零位置的检测。如果达到预设的电压值，那么将零位置分配给主动缸活塞18的位置。在该零位置中，通气活塞20克服压缩弹簧16的作用移位，并且通气孔5.8形成湿室A和压力室A1之间的通道。同时，开断通风开口5.11。

为了对主动缸活塞18贴靠能量储存器进行可信性测试，主动缸活塞18如在图11中示出那样进一步克服能量储存器14的作用移动，直至能量储存器14达到止挡或阻挡位置。如果电参数、例如电动机的电压超过预设值，那么将所调节的位置认为是参考位置。在该参考位置中，通气活塞最大地移位，并且在湿室A和压力室A.1之间的压力介质的交换能够以与在零位置中类似的方式进行。

图12示出处于装入位置中的静液压致动器1的剖面图，所述静液压致动器具有湿室A、A.1、干室B、静液压系统1.1和借助于电动机26和行星滚柱传动装置15实现的驱动器。

附图标记列表

1 静液压致动器

1.1 静液压系统

2 电子设备壳体

2.1 插头

2.2 旋转支撑装置

3 补偿容器

4 盖

5 主动缸

5.0 主动缸壳体

5.1 压力接口

5.2 固定点

5.3 法兰

5.4 通气缸

5.5 主动缸孔

5.6 压力补偿孔

5.7 凹陷部

5.8 通气孔

5.9 压力输出部

5.10压力传感器的接口

5.11通风开口

6 压力补偿盒

7 压力传感器

8 电动机壳体

8.1 压力传感器的接口

8.2 固定点

9 电子模块

10转子轴承

11旋转信号传感器

12定子

13转子

14能量储存器

15行星滚柱传动装置

15.1螺杆套

15.2轴向轴承

15.3齿圈

15.4行星件

15.5行星架

15.6螺杆

16压缩弹簧

17旋转支撑装置

18主动缸活塞

18.1护板

18.2密封件

18.3轴向止动装置

18.4密封件承载件

18.4a 凹陷部

19支撑装置

20通气活塞

20.1活塞杆

20.2密封件承载件

20.3密封件

20.4密封件

20.5密封件

20.6带动件

21螺旋件

22从动缸

23摩擦离合器

24静液压管线

25压力管道

26电动机

A 湿室

A1压力室

B 干室