具有磨损补偿机构的气动的操纵单元的制作方法

本发明涉及一种用于摩擦离合器的操纵装置。

背景技术：

已知一种具有磨损补偿机构的、气动的操纵装置。这种操纵装置具有多构件的活塞，该活塞为了操纵摩擦离合器而能够在轴向上相对于壳体来移动。所述工作活塞包括主活塞和调节活塞，所述主活塞和所述调节活塞能够通过夹紧机构来得到固定。所述工作活塞的作用长度通过主活塞和调节活塞的轴向的相对运动来跟随所述摩擦离合器的磨损程度。所述夹紧机构为相应的操纵过程固定所述作用长度。为此，所述夹紧机构包括两个夹紧面，用于固定所述作用长度的夹紧件被夹紧在所述两个夹紧面之间。所述夹紧件通常构造为球体，所述球体与柱面相接触。由此出现相对较高的表面压力。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是提供一种操纵装置，该操纵装置具有带有夹紧机构的磨损补偿机构，所述夹紧机构以较高的使用寿命来提供可靠的功能。

该任务通过一种按照权利要求1所述的操纵装置得到解决。在从属的权利要求中对所述操纵装置的有利的实施变型方案进行了解释。

所述操纵装置有利地构造为用于机动车、尤其是用于营运汽车的气动的操纵装置。在所述操纵装置上构造了单构件的或者多构件的壳体，所述壳体与能够运动的、尤其是能够轴向地运动的工作活塞一起限定了压力腔室。所述壳体比如能够通过与导管固定地连接的工作缸来构成。所述工作活塞在所述压力腔室内部的压力升高时朝摩擦离合器的方向移动。所述摩擦离合器的弹簧元件、尤其是膜片弹簧与所述工作活塞的分离轴承处于接触之中，从而在轴向移动时操纵、断开或者闭合所述摩擦离合器。

所述工作活塞构造为多构件的结构并且包括主活塞和调节活塞，所述主活塞和所述调节活塞构造为相对于彼此能够运动、尤其是能够轴向地运动的结构。所述工作活塞的主活塞和调节活塞也被称为所述工作活塞的子活塞。在一种示范性的实施变型方案中，所述调节活塞在所述导管上滑动，而所述主活塞则在所述调节活塞上滑动。在一种作为替代方案的变型方案中，所述主活塞在所述导管上滑动并且所述调节活塞在所述主活塞上滑动。

此外，在所述工作活塞上构造了夹紧机构，该夹紧机构在操纵过程中防止所述主活塞与所述调节活塞的相对运动。所述夹紧机构由此在操纵过程中固定所述工作活塞的作用长度。这种固定在所述操纵过程开始时开始并且随着所述操纵过程的结束而被解除。

为此，在所述工作活塞上构造了调节活塞侧的夹紧面、主活塞侧的夹紧面以及夹紧件。这些夹紧面也被称为第一夹紧面和第二夹紧面并且能够直接地或者间接地构造在相应的子活塞上。对于间接的布置来说，比如能够在所述调节活塞上布置调节元件并且/或者在所述主活塞上布置夹紧元件，所述调节元件和所述夹紧元件优选固定地与相应的子活塞相连接。

所述夹紧面之一优选沿着所述运动方向、尤其是沿着轴向的方向延伸，其中另一个夹紧面构造为锥状，从而在主活塞与调节活塞之间进行相对运动时所述夹紧件与所述锥状的夹紧面相接触并且所述夹紧件被夹紧在所述夹紧面之间。所述夹紧面至少沿着一个维度、优选沿着轴向方向通过一条笔直的线条来构成，其中这些线条、也就是所述夹紧面彼此间具有调节角α。这个调节角α不等于0°，优选在5°至20°之间。

此外，在所述工作活塞上为所述夹紧机构构造了罩壳元件该罩壳元件在所述夹紧件的自由的可运动性方面如此对其进行限制，使得这些夹紧件随时布置在所述夹紧面之间。此外，所述夹紧件提供第一止挡，所述第一止挡在所述操纵过程的开始能够使所述锥状的夹紧面移到所述夹紧件上，由此提供所述固定作用。由此不可能无功能地将所述夹紧件从所述锥状的夹紧面上推开。此外，所述夹紧元件具有用于所述夹紧件的第二止挡。这个第二止挡随着所述操纵过程的结束而将所述罩壳元件在所述壳体上的抵靠通过所述第二止挡来转递到所述夹紧件上，从而固定所述夹紧件并且使所述锥状的夹紧面从所述夹紧件上移开。

此外，在所述第一夹紧面上构造有幅面，所述幅面能够与所述夹紧件相接触。这个幅面示范性地通过凹槽、槽或者平坦的表面来构成，所述夹紧件能够在所述凹槽、槽或者平坦的表面上一同滚动。这种滚动尤其在使用寿命的期间在主活塞与调节活塞之间或者所述夹紧面之间进行渐进的相对运动时或者在所述操纵过程开始并且结束(ausleiten)时进行。所述夹紧件相应地具有滚动面，所述滚动面配属于所述夹紧面和所述幅面并且用于进行贴靠接触。

与夹紧件共同作用的幅面的构成能够实现小得多的表面压力。尤其所述幅面及其轮廓能够与所述夹紧件的轮廓、比如平面-柱体、圆形-球体或者椭圆形-椭球体相匹配。所述幅面沿着圆周方向仅仅在所述夹紧面的部分圆周或者子区段的范围内延伸。在所述夹紧面上有利地构造了多个幅面，所述幅面有利地沿着圆周方向彼此相邻并且有利地形成整个夹紧面。所述幅面、尤其是所述凹槽或者所述槽有利地沿着分离活塞的相对运动方向、尤其是沿着轴向方向延伸。由此，所述夹紧件能够理想地在所述幅面上滚动。

这样的夹紧面示范性地构造为多边形。

所述夹紧面有利地构造在基本上旋转对称的构件上并且有利地构造为沿着圆周方向封闭的结构。在此，所述夹紧面有利地在径向上在所述夹紧件的外部并且在径向上在所述夹紧件的内部构成，其中这些夹紧面有利地通过柱体或者锥体的侧面的形状来描绘。

所述幅面优选构造在径向上里面的夹紧面上。在熟知的实施变型方案中，迄今凸起的夹紧面碰到凸起的滚动面，比如球体碰到柱面，其中出现高的表面压力。通过所述幅面的构成，通过所述幅面产生的凹入的夹紧面碰到通过所述球体产生的凸起的滚动面。作为替代方案，平坦的夹紧面也能够通过柱体产生与平坦的滚动面彼此配对。

在一种有利的变型方案中，尤其在使用柱筒状的滚动件时也在径向上外部的夹紧面上构造了幅面。原则上，在现有技术中所述在径向上外部的表面配对已经构造为凸起-凹入的结构。与此相对应，幅面的使用在所述在径向上里面的夹紧面上特别有利。

所述夹紧件有利地构造为围绕着旋转轴线旋转对称的结构，其中所述旋转轴线同时也是滚动轴线，所述滚动轴线在所述操纵装置上有利地横向于轴向方向来延伸。与此相对应，所述夹紧件围绕着所述旋转轴线滚动。所述夹紧件的滚动面同样构造为旋转对称的结构。

接下来对所述操纵装置的有利的实施变型方案进行解释。

相应的夹紧面的幅面有利地具有与所述夹紧件的滚动面互补的形状。

通过所述互补的造型来实现大面积的贴靠接触(anlagekontakt)，由此将所述表面压力保持小的程度。比如构造为平坦的表面的幅面和柱体的侧面形成互补的形状。作为替代方案，所述滚动面也能够构造为凸起的结构，其中所述夹紧面构造为凹入的结构，因而所述滚动面和所述夹紧面提供大面积的接触。

在此提出，指向所述幅面的滚动面的轮廓构造为笔直的或者凸起的结构。

在所述夹紧件及其滚动轴线的截面视图中，看到所述滚动面的轮廓。在使用凸起的轮廓时，所述轮廓已经能够与在径向上在外面环绕的夹紧面相匹配。这个在径向上外面的夹紧面尤其能够具有圆形的轮廓，从而不必构造任何幅面。在此，只应该在径向上里面的夹紧面上构造与所述滚动件的轮廓相匹配的幅面。尽管如此，能够在所有夹紧面上构造幅面。对于柱筒状的夹紧件来说，这一点特别有利。

所述夹紧件有利地通过球体、柱体、旋转椭圆体或者具有凸起地弯曲的滚动面的筒体。

这代表着对于能够使用的夹紧件的选择，其中所述幅面或者相应的无幅面的夹紧面具有互补的形状，用于能够实现小的表面压力。柱体在其侧面上具有基本上笔直的轮廓。筒体基本上是柱体，其中所述侧面不是笔直地而是凸起地弯曲。

特别有利的是，将所述夹紧面或者所述夹紧面的幅面构造为凹入的结构。

与此相对应，整个夹紧面构造为凹入的结构或者所述夹紧面的幅面中的每个幅面本身都构造为凹入的结构。第一，对于在径向上在所述夹紧件的外部布置的并且构造为圆形的夹紧面来说就是这种情况。所述在径向上里面的夹紧面被划分为幅面，其中所述幅面的幅面表面按所使用的夹紧件而具有笔直的或者凹入的轮廓。如已经解释的那样，能够在径向上在里面并且也在径向上在外面在夹紧面上构造幅面。“凹入”在此总是涉及朝向所述夹紧件的表面。尤其所述夹紧面的幅面构造为沿着所述操纵方向或者所述轴向方向延伸的平坦的平面、切槽、沟或者凹槽。

在另一种实施变型方案中，所述夹紧面的幅面由平坦的表面构成。

在一种作为替代方案的实施方式中，所述夹紧面、所述幅面表面和/或所述滚动面具有圆形的轮廓。

所述夹紧面提供自身的表面或者通过各个幅面的幅面表面的总和来构成。所述圆形的轮廓比如在使用球体时产生。

在此提出，所述夹紧面或者幅面表面的轮廓的半径大于或者等于所述滚动面的轮廓的半径。

与此相对应，所述夹紧面的轮廓的半径大于或者等于所述滚动面的轮廓的半径。作为替代方案，所述幅面表面的轮廓的半径大于或者等于所述滚动面的轮廓的半径。这一方面适用于所述球形的夹紧件并且适用于所有具有球形的轮廓的夹紧件、也就是比如也适用于筒体状的夹紧件。由此大大减小表面压力。一方面，所述夹紧件最佳地装配入所述幅面中并且能够在所述幅面中运行，其中在夹紧过程中将力分布到大的表面上并且由此实现低的表面压力。

在另一种变型方案中，所述夹紧面、所述幅面表面和/或所述滚动面具有椭圆形的轮廓。

所述椭圆形的轮廓是圆形形状的一种改动方案，但是基本上提供了同样的优点。

所述夹紧面能够有利地构造在所述主活塞、所述调节活塞、调节元件或者夹紧元件上。

与此相对应，所述夹紧面间接地或者直接地构造在所述工作活塞的子活塞上。在所述主活塞上的布置就像在所述调节活塞上的构成一样代表着一种直接的布置方式。作为替代方案，所述夹紧面能够构造在调节元件或者夹紧元件上，其中不言而喻的是，至少一个夹紧面在调节活塞侧并且另一个夹紧面在主活塞侧构造在所述工作活塞上。所述调节元件和所述夹紧元件相应地被固定在所述主活塞或者所述调节活塞上并且与这些活塞一起执行共同的运动。所述夹紧面在相应的元件上的间接的布置拥有以下优点：这些夹紧面可以在加工技术上更为容易地制成。尤其可以比直接加入到所述子活塞中的方式更容易地将所述幅面加入到随后与所述子活塞相连接的元件中。此外，由此能够仅仅使所述元件经受另外的加工过程、比如淬火或者涂覆过程，由此节省成本。

附图说明

接下来借助于多张附图示范性地并且详细地对所述操纵装置进行解释。附图示出：

图1是操纵装置的横截面、崭新状态、基本位置；

图2是图1所示的操纵装置的横截面、崭新状态、分离状态；

图3是图1所示的操纵装置的横截面、磨损状态、基本位置；

图4是操纵装置的横截面、正视图；

图5是图4的放大示图；

图6是夹紧件和夹紧面的示图；

图7是调节元件；

图8是夹紧件和夹紧面的另一种变型方案。

具体实施方式

图1示出了一种气动的操纵装置10。所述气动的操纵装置10包括壳体12，多构件的工作活塞14以能够轴向运动的方式在所述壳体12中得到了导引。所述壳体12和所述工作活塞14形成压力腔室，该压力腔室能够用压力介质、尤其是空气来填充，用于提供所述工作活塞14相对于所述壳体的轴向的运动，以用于操纵未示出的摩擦离合器。所述工作活塞14为此通过分离轴承18与膜片弹簧处于接触之中。所述壳体12通过工作缸20来构成，所述工作缸固定地并且气密地与导管22相连接。

所述气动的操纵装置10及其构件基本上围绕着中轴线m旋转对称地布置。

所述多构件的工作活塞14包括主活塞24和调节活塞26，所述主活塞和调节活塞也被称为子活塞。所述主活塞24和所述调节活塞26构造为能够相对于彼此轴向地运动的结构。

此外，所述工作活塞14具有夹紧机构28，该夹紧机构在操纵过程中通过夹紧来固定所述工作活塞14的作用长度。只要所述工作活塞14保持在其基本位置中，那么所述子活塞就能够自由地相对于彼此运动并且就这样对所述摩擦离合器的磨损进行补偿。由此，在所述摩擦离合器的整个使用寿命期间，在所述压力腔室16的内部提供特别小的死区，由此能够实现对于所述摩擦离合器的快速而舒适的操纵。

在所述壳体12与所述子活塞24、26之间的接触面上构造了密封件，用于气密地将所述压力腔室封闭。

所述主活塞24在这种实施变型方案中构造为单构件的结构并且通过所述调节活塞26和所述壳体12得到导引。而所述调节活塞26则尤其是通过固定地与滑动件32相连接的法兰30构造为多构件的结构。所述调节活塞26通过所述滑动件32在所述导管22上得到了导引。此外，所述滑动件32提供用于所述主活塞24的滑动面。所述法兰30除了所述分离轴承18之外也接纳着用于位置传感装置34的位置传感器36。此外，弹簧元件37用于使分离轴承18持久地与所述膜片弹簧相接触。

所述夹紧机构28构造在所述主活塞24与所述调节活塞26之间并且包括多个夹紧件40，所述夹紧件能够被夹紧在两个夹紧面38与42之间。所述夹紧件40布置在分度圆上并且沿着圆周方向均匀地分布。

所述第一夹紧面38在此在径向上布置在所述夹紧件40的内部并且在调节活塞侧构造在夹紧元件46上。所述第二夹紧面在径向上布置在所述夹紧件40的外部并且在主活塞侧构造在夹紧元件46上。所述调节元件44固定地与所述调节活塞26相连接并且所述夹紧元件46固定地与所述主活塞24相连接。在一种作为替代方案的实施变型方案中，所述夹紧面38、42也能够直接地被固定在所述相应的子活塞24、26上。

所述第一夹紧面和所述第二夹紧面至少沿着所述表面的方向笔直地构成。在图1中是沿着轴向方向或者沿着所述轴向方向的投影以及所述工作活塞14的操纵装置。所述夹紧面38、42相对于彼此具有调节角α。

这个调节角与罩壳元件48的第一止挡50共同作用。所述夹紧件40通过所述夹紧面38、42沿着径向的方向在其自由的可运动性方面受到了限制。作为补充，所述罩壳元件48提供第一止挡50和第二止挡52，所述第一止挡和所述第二止挡沿着轴向的方向限制所述夹紧件40的自由的可运动性。

在操纵过程开始时，所述主活塞24朝调节活塞26的方向执行轴向的运动，使得所述第二夹紧面42朝所述夹紧件40的方向运动。所述夹紧元件至迟被所述第一止挡50拦停，使得所述锥形的第二夹紧面42能够相对于所述第一夹紧面32将所述夹紧件40夹紧。现在为整个操纵过程固定了所述工作活塞14的作用长度。

在所述操纵过程结束时，所述工作活塞沿着轴向的方向朝所述壳体12运动，其中所述罩壳元件48首先与所述壳体12的止挡54相接触。所述罩壳元件48相对于所述主活塞24的进一步的轴向的运动保持不动并且以其第二止挡52提供用于所述夹紧件40的闭锁装置。将所述夹紧件40从所述夹紧状态中松开，并且所述主活塞24和所述第二夹紧面42沿着轴向的方向一直运动到所述基本位置中。所述止挡54是一种传感器，这种传感器检测所述操纵过程的结束并且将这个止挡54通过所述第二止挡52转递给所述夹紧件40，以便引起所述夹紧状态的松开。

现在又重建了所述子活塞之间的自由的可运动性并且能够对所产生的磨损进行补偿。所述罩壳元件48通过弹簧元件56朝所述主活塞的方向被预紧，使得所述罩壳元件48和所述夹紧件40随时都正确地得到了定位，用于开始固定过程。

在图2中示出了所述气动的操纵装置10处于崭新状态中以及处于基本位置中的情况。图2示出了同一个气动的操纵装置处于崭新状态中以及处于分离的位置中的情况。此外，图3示出了所述气动的操纵装置在磨损的状态中处于基本位置中的情况。所述子活塞24、26在此完全移入到彼此当中。“磨损“在此涉及所述摩擦离合器的磨损状态。

在接下来的附图中再次更详细地示出了所述夹紧机构以及尤其是夹紧面和夹紧件的构成。图4以横截面示出了正视图。

所述夹紧件40布置在所述夹紧面38与42之间。在此，所述夹紧件40布置在分度圆上并且在所述圆周的范围内均匀地分布。

图5示出了图4的放大示图。所述夹紧件40构造为筒体状并且具有滚动面40a，该滚动面则具有圆形的轮廓40b。所述夹紧件40的轮廓40b在此构造为与所述第二夹紧面42的轮廓42b互补的结构。所述第二夹紧面的轮廓同样构造为圆形。通过所述轮廓40b相对于所述轮廓42b的互补的结构来实现大的接触面，由此在夹紧过程中所述表面压力变得更小。

所述第一夹紧面38通过多个幅面58来构成，所述幅面沿着圆周方向彼此相邻地构成。这些幅面58也可以在图7中看出，图7以透视的单个图示示出了所述调节元件。所述幅面58通过凹槽或者沟来构成，所述凹槽或者沟沿着轴向的方向延伸并且在截面中具有轮廓58。所述幅面58沿着圆周方向在所述第一夹紧面38的一部分的范围内延伸。

每个幅面58配备有一夹紧元件48，其中所述滚动面40a和所述幅面表面58a构造为彼此互补的结构。尤其所述幅面表面58a的轮廓58b同样构造为圆形。所述幅面表面38和第二夹紧面42的半径有利地一样大。

图6示出了单个的筒体状的夹紧元件40以及所属的第一夹紧面38和第二夹紧面42以及所述相应的幅面表面58a。所述夹紧件40构造为凸起的结构并且嵌合到所述凹入的幅面表面58a和所述凹入的夹紧面42中。所述凸起-凹入的表面配对引起大的接触面并且由此引起小的表面压力。

此外，所述夹紧元件40构造为围绕着旋转轴线s旋转对称的结构。因此，所述滚动面40a同样构造为旋转对称的结构。与此相对应，所述夹紧件40随着磨损的升高而通过所述滚动面相对于所述幅面表面58a来滚动。

此外，所述夹紧件40的轮廓40b的半径r小于或者等于所述幅面58的轮廓58a的半径r1并且小于或者等于所述第二夹紧面42的轮廓42b的半径r2。由此提供大面积的接触面，所述接触面提供将起作用的力最佳地分布到整个表面上的结果。

在图7中示出了所述具有幅面58的调节元件44。这个调节元件可以成本低廉地制造并且作为单件以简单的并且成本低廉的方式经受另外的处理过程、像比如淬火。所述调节元件44相应地固定地与所述调节活塞26相连接。尤其可以在以调节元件44或者夹紧元件46的形式构成的单独的构件上更加容易地并且成本更为低廉地提供所述幅面结构，由此避免用于具有幅面58的调节活塞26或者主活塞24的麻烦的制造过程。

图8示出了夹紧件-夹紧面-配对的另一种变型方案。在此仅仅示出了一个截面部分，其中所述夹紧件40构造为柱体，该柱体具有笔直的轮廓40b。所述幅面58的轮廓58b相应地同样笔直地构成。尤其所述幅面在此通过平坦的表面来构成。在此取代凸起-凹入的配对而使用笔直-笔直的表面配对。

作为补充，也在所述第二夹紧面42上构造了幅面60，所述幅面的幅面表面60a同样具有笔直的轮廓。由此提供另一种具有较小的表面压力的实施变型方案。

正如已经在通用的说明书部分中所提到的那样，所述轮廓也能够通过其它的形状、比如椭圆形来构造，只要由此提供足够大的接触面。附图标记列表：

10气动的操纵装置

12壳体

14工作活塞

16压力腔室

18分离轴承

20工作缸

22导管

24主活塞

26调节活塞

28夹紧机构

30法兰

32滑动件

34位置传感装置

36位置传感器

37弹簧元件

38第一夹紧面

40夹紧件

40a滚动面

40b轮廓

42第二夹紧面

42b轮廓

44调节元件

46夹紧元件

48罩壳元件

50第一止挡

52第二止挡

54止挡(壳体)

56弹簧元件

58幅面

58a幅面表面

58b轮廓

60幅面

60a幅面表面

60b轮廓

α调节角

m中轴线

r半径

r1半径

r2半径

s旋转轴线