具有牽引機構的用於內燃機機組的執行器的製造方法

2023-12-10 18:47:17

具有牽引機構的用於內燃機機組的執行器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於內燃機機組的執行器，所述執行器具有例如是繩索或拉索的牽引機構，所述牽引機構與調節元件、例如活塞作用關聯，其中調節元件設計用於執行接合運動和分離運動，其中牽引機構至少部分地包圍滾輪，所述滾輪經由偏心地連接在滾輪上的連杆與活塞連接。
【專利說明】具有牽引機構的用於內燃機機組的執行器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於內燃機機組的執行器，所述執行器具有例如是繩索或拉索(Seilzug)的牽引機構,所述牽弓I機構與調節元件、例如活塞作用關聯，其中調節元件設計用於執行接合運動和分離運動。
【背景技術】
[0002]在內燃機的周圍環境中，執行器通常例如使用在曲軸輸入端上或在曲軸輸出端上，此外使用在離合器中、在制動器中，然而尤其也使用在能換檔的行星齒輪變速器上。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是，消除現有技術中的缺陷並且提供改進方案。
[0004]根據本發明，所述目的通過使牽引機構至少部分地包圍滾輪來實現，所述滾輪經由偏心地連接在滾輪上的連杆與活塞連接。
[0005]因此，換言之，能夠實現兩個不同的遵循該原理的變型:即其一，其中驅動裝置，例如電動機驅動第一元件，然後所述第一元件經由攜動連接件驅動第二元件，其中達到相應的傳動比。在此，這些元件設置為，使得較小的軸向結構空間是必須的。一方面使用由拉索、彈簧和曲柄構成的機構並且曲柄在此驅動推桿/連杆並且將旋轉運動轉換為直線的往復運動，而另一方面也能夠實現第二轉換，其中(附加地)使用棘輪機構(Ratschenmechanismus)並且棄用外部的彈簧。
[0006]在第一變型中，拉索與曲柄和彈簧有效連接。拉索的力加載引起曲柄沿第一轉動方向的轉動並且同時預張緊彈簧。如果不再對拉索加載力，那麼經由彈簧拉回繩索並且曲柄沿相反方向轉動。在此，繩索能夠圍繞曲柄纏繞。也可行的是，牽引機構包圍彈簧或者纏繞彈簧組(Federpaket)並且彈簧組與曲柄嚙合。
[0007]所述根據本發明的原理也允許藉助於自由輪類型的棘輪或棘輪機構來實現解決方案，其中扭轉彈簧在繩索滾輪和殼體之間作用並且經由至少兩個棘輪實現滾輪在僅一個方向上的轉動。
[0008]也可以說，那麼能夠使用由拉索和繩索滾輪和曲柄構成的機構，其中曲柄又驅動推桿/連杆並且將旋轉運動轉換為直線的往復運動。因此，在曲柄和殼體之間，以及在曲柄和繩索滾輪之間當然分別設置有棘輪機構。
[0009]因此能夠確保，曲柄能夠相對於殼體總是僅在一個方向上運動並且藉助於在旋轉方向上的運動不僅引起活塞的牽拉運動而且也引起壓縮運動。
[0010]為了使曲柄總是僅在一個方向上運動，棘輪機構能夠設在繩索滾輪和曲柄之間，其中在繩索滾輪轉動180°之後，繩索滾輪能夠再轉回到零位中而不攜動曲柄。為此，當拉索無負荷時，扭轉彈簧能夠使用在繩索滾輪和殼體之間，所述扭轉彈簧將繩索滾輪轉回。繩索自己通過驅動裝置、例如電動機至少在一個方向上被牽引並且再復位。在另一實施方案中，代替扭轉彈簧也能夠提供在活塞之外的直線作用的彈簧、所謂的外部彈簧。[0011]但是，牽引機構不必強制性地直接貼靠到滾輪上以便包圍滾輪，而是在牽引機構和滾輪之間也能夠存在彈簧組，其中彈簧組與滾輪力配合地和/或形狀配合地(例如經由嚙合部)連接並且牽引機構圍繞彈簧組被引導。在此使用的嚙合部能夠構成為直齒嚙合部或斜齒嚙合部。
[0012]有利的實施形式在本發明中說明並且在下面被詳細地闡述。
[0013]因此，有利的是，牽引機構直接或間接地，例如經由滾輪與在牽引機構上牽引的復位元件、例如彈性元件、尤其機械的彈簧連接。機械的彈簧的使用剛好降低了製造成本並且提高了故障安全性。
[0014]外部的彈簧、預張彈簧、拉簧、壓縮彈簧、螺旋彈簧或/或扭轉彈簧的使用被證實為特別有利的。
[0015]也適宜的是，滾輪兩件式地構成並且一方面具有這樣的牽引機構引導部段，使得牽引機構在其環槽中被其引導以及另一方面具有曲柄式的連接區域以用於鉸接地連接連杆，或者牽引機構引導部段集成在曲柄式的連接區域上。以這種方式，兩個彼此分離的構件即牽引機構引導部段和曲柄區域(曲柄)能夠在滾輪中結合，連杆接合在該曲柄區域上。為了能夠滿意地確保執行器的相對支承，有利的是，滾輪能轉動地安置在殼體中。
[0016]因此，當在滾輪上存在至少一個自由輪裝置、如棘輪機構時，能夠實現在例如實施為繩索的牽引機構的相同的牽引方向時選擇性地操縱執行器或選擇性地觸發活塞的不同的調節運動，所述棘輪機構配置為，使得從滾輪到連杆上的僅在滾輪的唯一的、確定的轉動方向上的力傳遞是可行的和/或滾輪的相對於殼體的僅一個轉動方向是可行的。
[0017]在此，也有利的是，第一棘輪機構存在於牽引機構引導部段和曲柄式的連接區域之間和/或第二棘輪機構存在於殼體和曲柄式的連接區域之間。
[0018]如果曲柄式的連接區域與包括彈簧的彈簧組經由嚙合部來連接，那麼能夠實現特別優選的實施例。
[0019]當螺旋彈簧圍繞對稱軸線纏繞時，也能夠特別好地利用結構空間，所述對稱軸線定向成基本上垂直於滾輪的旋轉軸線和/或平行於連杆的遠離滾輪的端部的運動方向。
[0020]當所述執行器構成為起動/停止執行器，尤其構成在能換擋的行星齒輪變速器上，或者構成為離合執行器或構成為制動執行器時，能夠多樣地使用這樣的執行器。
[0021]而現在能夠放棄的是，在彎曲較小時，使用常規的鮑登索或鋼管並且必須使用預張彈簧，例如具有比所需的壓力更高的力的壓縮彈簧。因為操縱負荷相對於有效的負荷相應地提高，所以能夠避免至今常規的可惜總是具有差的效率的預張彈簧。也就是說，如下效應消失，即彈簧剛度跟隨著由於路程所引起的負荷增長。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]在下文中，也藉助於附圖詳細闡述本發明，在附圖中圖示不同的實施例。附圖示出:
[0023]圖1示出在第一實施形式中的部分剖開的執行器的立體圖；
[0024]圖2從側面示出圖1中的執行器的細節圖；
[0025]圖3示出圖1和2的執行器在其中構造的由繩索纏繞的滾輪的細節圖；
[0026]圖4示出圖1至3的實施例的具有專門的引導部的繩索的單個示圖；[0027]圖5示出構造在圖1至3的執行器中的由繩索纏繞的滾輪的俯視圖；
[0028]圖6至8示出相對於圖1中的執行器變化的新型執行器的示意工作原理，其中代替螺旋彈簧使用外部的螺旋彈簧——在繩索的不同的牽引位置中；
[0029]圖9至11示出在繩索的不同的牽引位置中的類似於圖1中的執行器的執行器設計方案，其中在圖9和10中示出僅一個原理圖以及在圖11中詳細地描述剖切圖；
[0030]圖12至17示出另一實施例的原理圖，其中然而棄用外部的彈簧，其中集成有兩個棘輪機構；
[0031]圖18從側面示出實現圖12至17中的兩個棘輪的原理的執行器設計方案的剖視圖；
[0032]圖19示出圖18中的執行器在兩件式的滾輪和錐形的螺旋彈簧的區域中的放大立體圖；
[0033]圖20示出貫穿在圖19中示出的元件的剖視圖；
[0034]圖21僅示出存在於執行器的殼體和曲柄式的連接區域之間的棘輪機構的立體圖；
[0035]圖22僅示出曲柄式的連接區域的立體圖；
[0036]圖23僅示出牽引機構引導部段的、在圖18和19的實施例中構造的滾輪的立體圖；
[0037]圖24示出在圖1、18和19的實施例中使用的連杆的立體圖；以及
[0038]圖25示出在圖18和19的執行器中使用的彈簧的立體圖。
[0039]附圖僅是示意的，並且僅用於理解本發明。相同的元件設有相同的附圖標記。
【具體實施方式】
[0040]在圖1中示出根據本發明的執行器I的第一實施形式。執行器I使用在內燃機或這樣的內燃機機組上。所述執行器具有牽引機構2，所述牽引機構構成為繩索3。也能夠使用鮑登索。牽引機構2構造成與構成為活塞5的調節元件4作用關聯。
[0041]調節元件4或活塞5設計為用於執行接合運動和分離運動。為此，牽引機構2設置成至少部分地直接或間接地貼靠滾輪6、包圍所述滾輪。連杆7偏心地連接在所述滾輪上。
[0042]連杆7鉸接地連接在滾輪6上。在所述鉸接式連接的另一側上，連杆7同樣鉸接地連接在活塞5上。為此，使用栓8。
[0043]繩索3連接在外殼9上，所述外殼又固定在彈性元件10上。彈性元件10是復位元件，即機械的彈性元件，尤其構成為機械作用的彈簧11，即構成為螺旋彈簧12。螺旋彈簧12如外殼9 一樣位於下述平面中，所述平面垂直於滾輪6所處的平面。也可以說，穿過外殼9或穿過螺旋彈簧12的旋轉軸線定向成垂直於穿過滾輪6的旋轉軸線。經由螺栓13，滾輪6的轉動運動傳遞到連杆7上，然後所述連杆通過栓8的中間連接而引起活塞5的直線的平移運動。
[0044]在滾輪6的外側上構成有兩個環槽14，繩索3在所述環槽中伸展。環槽14也能夠構成為螺旋槽。
[0045]代替螺旋彈簧12，在圖6至8中原理上示出的變型中，使用螺旋拉簧15。在螺旋拉簧15的端部上接合有繩索3。原則上，也能夠使用壓縮彈簧。繩索3又在外側上纏繞滾輪6，其中在滾輪6上偏心地連接有連杆7。
[0046]替選於所述原理的是在圖9至11中示出的原理，所述原理也通過圖1中的執行器實現。
[0047]在圖1至11中示出的曲柄/連杆機構通過是滾輪6的一部分的曲柄的旋轉實現活塞5的平移運動。構成為拉索的牽引機構2圍繞滾輪6纏繞。拉索繼續引導至彈性元件10，所述彈性元件也能夠構成為彈簧組。拉索的端部固定在那。能夠使用螺旋彈簧然而也能夠使用其他拉簧。
[0048]在拉索輸入端上的牽引力能夠實現曲柄處的僅在一個方向上的扭矩。在另一方向上，彈簧組起作用然後在回程期間用作驅動裝置。
[0049]曲柄/連杆機構能夠實現在活塞5上的替選的牽引負荷或壓力負荷，具有變化的傳動比的附加的優點。在邊界位置的附近提供更多的力。在活塞5的最小伸展和最大伸展之間的180°樞轉幅度不是必須的。
[0050]當拉索被操縱從最小伸展到最大伸展時，隨之產生曲柄的以X度的轉動運動。X在此是0°和180°之間的值，其中也能夠包括180°。引起了活塞5的從其最小伸展到其最大伸展的牽引力。
[0051]在第二階段中，拉索從其最小伸展移至其最大伸展並且隨著曲柄的轉動運動回到初始位置中。這一次，彈簧組或彈簧驅動曲柄，以便將活塞5經由壓力從其最大伸展移動到其最小伸展。
[0052]通過所述驅動原理建立了在拉索位置和活塞位置之間的直接關聯。
[0053]根據所述原理，預張彈簧安裝在結構空間中的另一位置上，以便能夠實現平緩的特徵曲線。通過變化的傳動比，更小的預張力是可行的。總效率由此得到改進。
[0054]由於拉索滾輪與曲柄同軸，90°轉變具有特別好的效率，即栓13在90°位置中，因此實現從繩索到活塞5上的最大力傳遞。
[0055]尤其應當指出的是，曲柄能夠經由嚙合部與彈簧組連接。然而，未示出與此相關的設計方案。
[0056]也可能的並且在圖1至5中除了圖4以外示出的是，曲柄式的連接區域16 (也可以稱為曲柄)以及牽引機構引導部段17 (環槽或凹槽或溝槽)集成在滾輪6中。牽引機構引導部段17也能夠稱為牽引機構導引部段。最後，由此在弱的電動機保持不變時能夠實現在輸出端上的更大的負荷。因此，執行器也作用為具有變化的傳動比的變速器。
[0057]在圖18中示出執行器I的另一實施形式，其中沒有詳細地示出牽引機構2或繩索
3。但替代地，調節元件4又構成為活塞5。在此也存在滾輪6，所述滾輪具有牽引機構引導部段(圖20)和曲柄式的連接區域16 (圖20)。滾輪6的所述兩個部分是彼此不同的，因此沒有形成整體構造的滾輪6，然而這也是可能的。
[0058]在任何情況下連杆7再經由螺栓13固定在滾輪6的牽引機構引導部段17上，相反，連杆7也經由栓8固定在活塞5上。
[0059]然而，與在之前提到的實施例中不同，現在使用棘輪機構、尤其兩個棘輪機構18和19。
[0060]如尤其從圖19和20中很好地得知的，棘輪機構18存在於殼體20和滾輪6的曲柄式的連接區域16之間。
[0061]另一棘輪機構19僅在曲柄式的連接區域16和牽引機構引導部段17之間示出。
[0062]在圖21至25中示出棘輪機構18的、滾輪6的曲柄式的連接區域16的、滾輪6的牽引機構引導部段17的、連杆7的和螺旋彈簧式彈性元件10的單獨的構件。
[0063]工作原理通過圖12至17變得更清楚。因此，在圖12中活塞5在其最小伸展中並且繩索3直至超過180°地位於滾輪6上，即在190°和220°之間纏繞在滾輪上。那麼如果在示出的箭頭的方向上牽引繩索3，那麼如以圖13和14的順序能識別的那樣，在其最小伸展中的活塞5移動到其最大伸展中。
[0064]因此,觸發棘輪機構或觸發兩個棘輪機構18和19，使得滾輪6又能夠轉回在圖12中示出的位置中，如在圖15中示出的，其中然而連杆7在此不進行運動。如果現在，如在圖16和17中示出的，在繩索3上在箭頭的方向上再進行牽引，那麼連杆7運動進而將活塞5從最大伸展位置中運動回其最小伸展位置中。
[0065]換言之，又實現了曲柄/連杆機構，藉助於所述曲柄/連杆機構，曲柄的旋轉引起活塞5的平移運動。在此，拉索也圍繞滾輪6纏繞，所述滾輪具有曲柄式的連接區域16(曲柄)作為固定的組成部分。拉索的牽引力能夠在一個方向上實現在曲柄上的扭矩。曲柄/連杆機構能夠實現在活塞上彼此牽引或彼此推開。在此，相關於滾輪6在0°至180°之間實現牽引並且在180°至360°實現推壓，附加的優點在於，能夠實現可變的傳動比。在此，在邊界位置的附近也更加可能傳遞更大的力。
[0066]第一棘輪機構18存在於曲柄式的連接部段16和牽引機構殼體20之間。由此，在滾輪6轉動時能夠將拉索路程限制到180°。第二棘輪機構19存在於曲柄和牽引機構引導部段式的拉索滾輪之間。附加地，扭轉彈簧存在於牽引機構引導部段17和殼體20之間。
[0067]當拉索從其最小伸展牽引到其最大伸展時，隨之產生曲柄的從其0°位置至其180°位置的轉動運動。因此，活塞5從其最小伸展位置移動到其最大伸展位置。因為，存在相應的棘輪機構，所以曲柄不能轉回。藉助於第二階段，拉索從其最大伸展再回到其最小伸展。因為，扭轉彈簧存在於拉索滾輪上，所以也確保滾輪6從其180°位置返回。然而，由於第二棘輪機構19，曲柄保持在其位置中。
[0068]在第三階段中，拉索從其最小伸展移到其最大伸展並且引起曲柄從180°轉動運動到其360°位置。現在，推壓活塞5，更確切地說從其最大伸展位置到其最小伸展位置中。因為存在第一棘輪機構18，即在曲柄和殼體20之間存在第一棘輪機構18，所以能夠防止部件進一步轉回。
[0069]在第四階段中，拉索從其最大伸展回到其最小伸展，並且因為扭轉彈簧存在於拉索處，所以滾輪6再轉回180°。藉助於兩個棘輪機構18和19，曲柄保持在其位置中。
[0070]現在，通過這四個階段，曲柄被轉動360°並且回到其初始位置中。然而，此時，拉索經歷兩個循環。
[0071]在所述原理中，能夠取消預張彈簧並且不出現相應的效率降低。通過將拉索滾輪相對於曲柄同軸地設置能確保，在滾輪6的90°位置中具有最佳效率。
[0072]附圖標記列表
[0073]I執行器
[0074]2牽引機構[0075]3 繩索
[0076]4調節元件
[0077]5 活塞
[0078]6 滾輪
[0079]7 連杆
[0080]8 栓
[0081]9 外殼
[0082]10彈性元件
[0083]11 彈簧
[0084]12螺旋彈簧
[0085]13 螺栓
[0086]14 環槽
[0087]15螺旋拉簧
[0088]16曲柄式的連接區域
[0089]17牽引機構引導部段
[0090]18第一棘輪機構
[0091]19第二棘輪機構
[0092]20 殼體
【權利要求】
1.一種用於內燃機機組的執行器(1)，所述執行器具有例如是繩索(3)或拉索的牽引機構(2)，所述牽引機構與調節元件(4)、例如活塞(5)作用關聯，其中所述調節元件(4)設計用於執行接合運動和分離運動，其特徵在於，所述牽引機構(2)至少部分地包圍滾輪(6)，所述滾輪經由偏心地連接在所述滾輪上的連杆(7)與所述活塞(5)連接。
2.根據權利要求1所述的執行器(1)，其特徵在於，所述牽引機構(2)直接或經由所述滾輪(6)與在所述牽引機構(2)上牽引的復位元件，例如彈性元件、尤其機械的彈簧(11)連接。
3.根據權利要求2所述的執行器(I)，其特徵在於，所述彈簧(11)構成為外部的彈簧、預張彈簧、拉簧、壓縮彈簧、螺旋彈簧或扭轉彈簧。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的執行器(I)，其特徵在於，所述滾輪(6)兩件式地構成並且一方面具有牽引機構引導部段(17)，使得所述牽引機構(2)在環槽中被其引導以及另一方面具有曲柄式的連接區域(16)以用於鉸接地連接所述連杆(7)或者所述牽引機構引導部段(17)集成在所述曲柄式的連接區域(16)上。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的執行器(1)，其特徵在於，所述滾輪(6)能轉動地安置在殼體(20)中。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的執行器(1)，其特徵在於，在所述滾輪(6)上存在至少一個自由輪裝置、例如棘輪機構(18，19)，所述棘輪機構配置為，使得從所述滾輪(6)到所述連杆(7)上的僅在所述滾輪(6)的轉動方向上的力傳遞是可行的和/或所述滾輪(6)相對於所述殼體(20)的僅一個轉動方向是可行的。
7.根據權利要求6所述的執行器(I)，其特徵在於，第一棘輪機構(18)存在於所述牽弓I機構引導部段(17)和所述曲柄式的連接區域(16)之間和/或第二棘輪機構(19)存在於所述殼體(20)和所述曲柄式的連接區域(16)之間。
8.根據權利要求4至7中的任一項所述的執行器(1)，其特徵在於，所述曲柄式的連接區域(16)與包括所述彈簧(11)的彈簧組經由嚙合部來連接。
9.根據權利要求4至8中的任一項所述的執行器(I)，其特徵在於，所述螺旋彈簧(12)圍繞對稱軸線纏繞，所述對稱軸線定向成基本上垂直於所述滾輪(6)的旋轉軸線和/或平行於所述連杆(7)的遠離滾輪的端部的運動方向。
10.根據權利要求1至9中的任一項所述的執行器(1)，其特徵在於，所述執行器(I)構成為起動/停止執行器，尤其構成在能換擋的行星齒輪變速器上，或者構成為離合執行器或構成為制動執行器。
【文檔編號】F16H37/00GK104006135SQ201410069268
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2013年2月27日
【發明者】拉斯洛·曼, 熱羅姆·馬利圖爾內 申請人:舍弗勒技術有限兩合公司