CN101167033B - 用于操作车辆离合器的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作车辆离合器的装置，在该装置中，离合器踏板的运动可借助于一个运动学机构传递给离合器的分离装置，其中，该离合器踏板(1)通过该运动学机构与至少一个能量储存器借助于一个可沿着预确定的轮廓区域(5，5′)运动的接触元件相耦合以便适配踏板力特性曲线。根据本发明，该轮廓区域至少区段式地通过一个作为能量储存器设置的弹簧元件的造型来预给定。此外，本发明提出了一种用于操作车辆离合器的装置，在该装置中，作为能量储存器设置有一个板式弹簧，在该板式弹簧上固定着该接触元件，并且在该装置中，设置在一个盘形凸轮上的轮廓区域与该离合器踏板固定地相连接。

Description

用于操作车辆离合器的装置

技术领域

本发明涉及一种用于操作车辆离合器的装置，在该装置中，离合器踏板的运动可借助于一个运动学机构传递给一个分离装置，其中，该离合器踏板通过该运动学机构与至少一个能量储存器借助于一个可沿着预确定的轮廓区域运动的接触元件相耦合以便适配踏板力特性曲线。

背景技术

例如已由公开文献DE 10104665A1公知了一种用于被液压地操作的机动车离合器的分离装置。该分离装置具有一个与液压设备相连接的能量储存器。该能量储存器与踏板通过一个运动学机构相连接，通过该运动学机构可实现踏板力与踏板位移的适配。通过使能量储存器铰接在踏板上，踏板力可沿着踏板位移的第二半部明显减小，以便在接近踏板位移的终点时可更容易地克服在机动车离合器中起作用的最大弹簧力。

在该公知的分离装置的一个实施形式中，能量储存器的端部与一个杆相连接，在该杆上设置有滚压凸轮，一个设置在离合器踏板的悬臂上的滚子可在该滚压凸轮上滚动。在越过死点之后，滚子沿着滚压凸轮滚动并且通过能量储存器获得支持力，由此使待施加的踏板力减小。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种开头所述类型的用于操作车辆离合器的装置，该装置被构造得尽可能简单并且可实现最佳的踏板力适配。

该任务通过根据本发明的用于操作车辆离合器的装置来解决，该装置具有离合器踏板，该离合器踏板通过一个运动学机构与一个分离装置作用连接，其中，该离合器踏板通过该运动学机构与至少一个能量储存器借助于一个可沿着预确定的轮廓区域运动的接触元件相耦合以便适配踏板力特性曲线，作为能量储存器设置有一个板式弹簧，在该板式弹簧上固定着该接触元件；设置在一个盘形凸轮上的所述轮廓区域与该离合器踏板固定地相连接，其特征在于：该板式弹簧构造成具有V形的凹口的梯形。

由此可仅通过选择弹簧元件的预确定的形状以最简单的方式实现用于离合器的成本最佳化的踏板力特性曲线适配，而不产生例如关系到该装置的功能的损失。以此方式不仅可实现成本最佳化，而且可实现在通过根据本发明的装置操作车辆离合器时舒适性提高。

在本发明的一个特别有利的构型的范围内，作为弹簧元件可设置有一个轮廓板式弹簧或类似装置，一个滚轮或类似装置作为接触元件可沿着该弹簧元件的预确定的轮廓区域运动，以便为操作者实现离合器踏板上的预确定的踏板力变化曲线。板式弹簧由于它的外部造型而特别适合投入使用，但也可使用具有类似特性的其它能量储存器。通过直接在弹簧元件上设置轮廓区域，在根据本发明的装置中不需要其它构件，由此在根据本发明的装置中获得特别简单且成本低廉的结构。

为了在弹簧元件上或者在轮廓板式弹簧上产生相应的补偿力，背离接触元件的端部位置固定地例如夹紧或固定在壳体或者类似装置上。通过板式弹簧的造型预给定的轮廓区域特征通常在于变化的轮廓角变化曲线。从该确定的轮廓角变化曲线最终则得到总是与所使用的系统相适配的踏板力特性曲线。

在根据本发明的装置中，根据下一个进一步构型，通过表明特征的轮廓角变化曲线而使压力通过弹簧元件产生并且按照轮廓角传递给接触元件或滚轮。所产生和传递的压力与相应的轮廓角相关地分解为径向的力分量和切向的力分量。这些力分量借助于运动学机构传递给离合器踏板。运动学机构可优选包括一个与离合器踏板刚性地相连接的杆元件，其中，杆元件在背离离合器踏板的端部上具有该接触元件或该滚轮。以此方式使补偿力通过运动学机构转变为补偿转矩，因为离合器踏板和杆元件优选可绕一个共用的转动点摆动地被支承着。由于该装置的根据本发明的构型，径向的力分量支撑在转动点上，其中，切向的力分量通过杆元件在离合器踏板上引起补偿转矩。

在使用板式弹簧时另一个优点这样得到：在使用板式弹簧时由于其高的单位面积压力而不必通过附加费用专门硬化该板式弹簧，由此使轮廓区域不会通过接触元件的滚压遭受过早的磨损。

本发明的任务也通过一种用于操作车辆离合器的装置来解决，在该装置中，离合器踏板的运动可通过一个运动学机构传递给一个分离装置，其中，离合器踏板通过运动学机构与至少一个能量储存器借助于一个可沿着预确定的轮廓区域运动的接触元件相耦合以便适配踏板力特性曲线。根据本发明，作为能量储存器可设置一个板式弹簧或类似装置，在该板式弹簧上固定着该接触元件，其中，设置在一个盘形凸轮上的所述轮廓区域与离合器踏板固定地相连接。

通过根据本发明的所述另外的实施形式也可实现所需的踏板力与离合器特性曲线最佳适配。该方案的特征尤其在于，该方案成本特别低廉。与上面描述的方案不同，在该实施形式中轮廓区域在一定程度上刚性地与离合器踏板相连接，其中，接触元件与板式弹簧这样耦合，使得接触元件可沿着预确定的轮廓区域运动。通过该作用连接可用最简单的方式实现踏板力特性曲线与离合器的操作期望地适配。在这种类型的装置中可特别有利地实现没有功能损失的成本最佳化。

本发明的下一个进一步构型提出，板式弹簧的一个端部夹紧或固定在车辆侧，其中，板式弹簧的背离的自由端部与接触元件固定。通常板式弹簧在车辆侧的连接设置在车辆车架上或踏板座上，以便可以可靠地接收在操作离合器踏板时出现的转矩、纵向力和法向力。

为了实现板式弹簧与预确定的轮廓区域之间的最佳作用连接，作为接触元件可优选使用滚轮或类似装置。滚轮可在操作离合器踏板时以最简单的方式沿着预确定的轮廓区域滚压。通过滚轮被加载以板式弹簧的弹簧力，可在轮廓区域上施加压力。

在本发明的所描述的实施形式中，轮廓区域可构造成刚性地与离合器踏板相连接的盘形凸轮或类似装置。优选盘形凸轮具有变化的轮廓角或轮廓角变化曲线。为了可相应地适配踏板力特性曲线，这是必需的。在离合器踏板操作离合器时，盘形凸轮和离合器踏板可绕一个共用的转动点摆动。

在根据本发明提出的装置中，可通过变化的轮廓角变化曲线使压力与盘形凸轮的相应的轮廓角相关地分解为径向的力分量和切向的力分量，以便由此实现预确定的踏板力变化曲线。这尤其是可这样来实现：径向的力分量以有利的方式支撑在离合器踏板和盘形凸轮的共用的转动点上，其中，切向的力分量通过运动学机构传递到离合器踏板转动点并且因此在离合器踏板上引起补偿转矩，以便实现期望地适配踏板力特性曲线。

盘形凸轮的轮廓角变化曲线可由离合器的实际特性曲线、期望特性曲线和板式弹簧及离合器踏板的几何数据这样计算和设计，使得离合器和补偿装置的合成的总力矩在离合器踏板的脚踏点上产生力求达到的期望力特性曲线。

为了以最简单的方式实现期望的踏板力特性曲线适配，根据下一个构型可提出，板式弹簧构造成具有大致V形的凹口或类似结构的大致梯形。也可考虑板式弹簧的其它结构构型，但梯形构型以尤其是应力最佳化而出众，由此得到最佳的材料利用。由此使这种实施形式尤其是结构空间和成本最佳化。

为了实现在板式弹簧上对滚轮导向，板式弹簧的端部区段各构造成用于滚轮的轴接收部。由此可用有利的方式节省用于支承滚轮的附加构件。梯形的板式弹簧的端部区段尤其可实现滚轮的侧向导向，因为端部区段可具有相应成形的弯折部。这些弯折部例如可具有合适的槽口或者类似结构作为轴接收部，滚轮的轴支承在这些轴接收部中。通过滚轮的这种接收部尤其可以可靠地接收作用在滚轮上的纵向力和横向力，因为板式弹簧在这些方向上构造得特别稳定。

优选端部区段相对于板式弹簧面弯曲大于90°。也可设置其它角度。但通过优选的角度设置可实现通过板式弹簧的弯曲的端部区段以及通过利用由此形成的弹簧作用来最佳地固定滚轮的轴。也可考虑其它实施形式来相应地对滚轮的轴进行支承和导向。在上面描述的方式中除了成本和空间最佳化之外由于简单的结构构型还产生很少的装配费用。

根据本发明的下一个进一步构型，板式弹簧可构造成单件式的。由此在板式弹簧中不需要分层的结构方式。由此产生很少的构件数量和最小的滞后。

通过有目的的应用，除了成本最佳化之外还可在结构空间要求最低的情况下以期望的特性曲线适配实现功能可靠性。为了确定预确定的凸轮轮廓，补偿特性曲线首先可作为由没有补偿装置的特性曲线和期望特性曲线构成的差来构成。在考虑给定的弹簧和踏板几何特征的情况下于是可计算出获得期望特性曲线所需的凸轮轮廓。

为了避免重复，也可参阅根据本发明的装置的第一实施方案的说明。尤其可在这些装置方案中至少部分地相互组合。

附图说明

下面借助于附图详细描述本发明。附图表示：

图1根据本发明的装置的一个第一实施形式的示意性原理视图；

图2图1中根据本发明的装置的第一实施形式的三维局部视图；

图3根据本发明的装置的一个第二实施形式的示意性原理视图；

图4根据本发明的装置的第二实施形式的板式弹簧的三维布置。

具体实施方式

图1中示出了一个根据本发明的用于操作未进一步示出的车辆离合器的装置的第一实施形式的示意性局部视图。

据此，根据本发明的装置包括一个离合器踏板1，该离合器踏板的运动借助于一个运动学机构传递给离合器的未进一步示出的分离装置。在所示实施例中，该运动学机构包括离合器踏板1和一个杆元件2，它们可相互间刚性地绕一个共用的转动点3摆动。当离合器踏板1被踩踏时，踏板角

变化。

在杆元件2的背离离合器踏板1的端部上作为接触元件设置有一个具有滚子轴承11的滚轮4。滚轮4与构造成板式弹簧8的能量储存器的一个预确定的轮廓区域5相接触以便适配踏板力特性曲线。滚轮4可沿着轮廓区域5运动，由此通过在图1中用ξ标记的变化的轮廓角传递给运动学机构或离合器踏板1，其中，通过板式弹簧8产生的压力与相应的轮廓角ξ相关地分解成径向的力分量6和切向的力分量7。

径向的力分量6可支撑在转动点3上。但切向的力分量7通过杆元件2作为补偿转矩作用在离合器踏板1上。

根据本发明，在该装置的第一实施形式中轮廓区域5通过板式弹簧8的造型来预给定。在此，轮廓板式弹簧8的背离滚轮的端部位置固定地例如夹紧在车辆车架上。通过沿着轮廓区域5运动的滚轮4，通过板式弹簧8产生压力，该压力通过相应变化的轮廓角ξ传递给滚轮4并且由此传递给杆元件2以及离合器踏板1。

板式弹簧8的轮廓引起上面提到的分解成各个力分量。板式弹簧8的轮廓角变化曲线这样选择，使得离合器踏板1上的合成的总力矩通过离合器以及通过补偿系统在脚踏点上产生力求达到的期望力特性曲线。

通过根据本发明的装置由于构件数量减少而可在结构空间要求低的情况下以构造成简单的过死点弹簧的板式弹簧8产生高的功能可靠性。例如该装置可与一个伺服支持的系统组合。此外，板式弹簧材料允许高的单位面积压力，所述高的单位面积压力使得轮廓区域5的硬化成为多余。优选根据本发明的装置可在具有高的发动机转矩的车辆中在手动的离合器中使用。但也可考虑其它使用领域。

图2作为三维视图示出了根据本发明的装置的已经描述的第一实施形式。从该视图中可看到，轮廓板式弹簧8在一侧保持在夹紧装置9中。夹紧装置9固定在踏板座10上，该踏板座位置固定地安置在车辆上。

图3中示出了根据本发明的装置的一个可能的第二实施形式或一个第二实施方案的示意性原理视图。

第二实施方案作为运动学机构包括一个板式弹簧12，该板式弹簧以一个端部夹紧在车辆侧。板式弹簧12的自由端部与一个构造成接触元件的滚轮4′通过一个相应的滚子轴承11′相连接。作为轮廓区域5′在该实施方案中设置有一个与离合器踏板1′刚性地相连接的盘形凸轮13。盘形凸轮13沿着它的轮廓区域5′具有变化的轮廓角ξ。盘形凸轮13与离合器踏板1′一起可绕转动点3′摆动地被支承着。

图4示出了根据图3的板式弹簧12的三维视图。从该视图中可看到，板式弹簧12大致梯形地作为所谓的梯形弹簧构造。板式弹簧12具有大致V形的凹口14。此外，板式弹簧12具有一个夹紧区域19，该板式弹簧可通过该夹紧区域固定在车辆侧。通过板式弹簧12上的大致V形的凹口14在板式弹簧12的自由端部上得到端部区段15、15′。端部区段15、15′用于支承滚轮4′的轴16。为了保证最佳地支承滚轮4′，端部区段15、15′各具有弯曲的弯折部17、17′或弯曲部，这些弯折部或弯曲部在板式弹簧12的下侧与端部区段17、17′的面之间具有80°至100°、优选小于等于90°的角度α。

为了接收滚轮4′的轴16，在弯折部17、17′上设置有相应的槽口18、18′。以此方式可最佳地支承滚轮4′的轴16。

以此方式支承在板式弹簧12的自由端部上的滚轮4′由于板式弹簧12的弹簧力而被压在盘形凸轮13的轮廓区域上，以致由此使压力传递给盘形凸轮13。盘形凸轮13的轮廓或轮廓角ξ引起压力分解为径向的力分量6′和切向的力分量7′。径向的力分量6′传递给盘形凸轮13和离合器踏板1′的共用的转动点3′，其中，切向的力分量7′通过盘形凸轮13将补偿转矩传递给离合器踏板1′。由此，补偿转矩在根据本发明的装置中可用于优化踏板力特性曲线。

参考标号清单

1，1′离合器踏板        11，11′滚子轴承

2杆元件                 12板式弹簧

3，3′转动点            13盘形凸轮

4，4′滚轮              14V形的凹口

5，5′轮廓区域          15，15端部区段

6，6′径向的力分量      16轴

7，7′切向的力分量      17，17′弯折部

8轮廓板式弹簧           18，18′槽口

9夹紧装置               19夹紧区域

10踏板座

Claims (21)

1.用于操作车辆离合器的装置，在该装置中，离合器踏板(1，1′)的运动可通过一个运动学机构传递给一个分离装置，其中，该离合器踏板(1，1′)通过该运动学机构与至少一个能量储存器借助于一个可沿着预确定的轮廓区域(5，5′)运动的接触元件相耦合以便适配踏板力特性曲线，作为能量储存器设置有一个板式弹簧(12)，在该板式弹簧上固定着该接触元件；设置有所述轮廓区域(5′)的一个盘形凸轮(13)与该离合器踏板(1′)刚性地相连接，其特征在于：该板式弹簧(12)构造成梯形，所述梯形具有V形的凹口(14)。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于：在该板式弹簧(12)的通过该V形的凹口构成的端部区段(15，15′)上分别设置有用于接收一个滚轮(4′)的弯折部(17，17′)。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于：这些弯折部(17，17′)具有用于接收该滚轮(4′)的轴(16)的槽口(18，18′)。

4.根据权利要求2或3的装置，其特征在于：这些弯折部(17，17′)相对于下部的板式弹簧面弯曲80°至100°的角度(α)。

5.根据权利要求1的装置，其特征在于：作为板式弹簧(8)设置有一个轮廓板式弹簧(8)，一个滚轮(4)作为接触元件可沿着该轮廓板式弹簧的预确定的轮廓区域(5)运动，以便实现预确定的踏板力变化曲线。

6.根据权利要求5的装置，其特征在于：该轮廓板式弹簧(8)在背离该接触元件的端部上位置固定地保持在一个夹紧装置(9)中。

7.根据权利要求5的装置，其特征在于：该轮廓板式弹簧(8)的轮廓区域(5)具有变化的轮廓角(ξ)。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于：可通过该变化的轮廓角(ξ)使压力传递给该接触元件，其中，该压力可与相应的轮廓角(ξ)相关地分解为径向的力分量(6)和切向的力分量(7)。

9.根据权利要求8的装置，其特征在于：该运动学机构包括一个与该离合器踏板(1)刚性地相连接的杆元件(2)，该杆元件在背离该离合器踏板(1)的端部上具有该接触元件。

10.根据权利要求9的装置，其特征在于：该离合器踏板(1)和该杆元件(2)可绕一个共用的转动点(3)摆动地被支承着。

11.根据权利要求10的装置，其特征在于：该径向的力分量可支撑在该转动点(3)上。

12.根据权利要求9至11之一的装置，其特征在于：该切向的力分量通过该杆元件(2)将补偿转矩传递给该离合器踏板(1)。

13.根据权利要求5的装置，其特征在于：该轮廓板式弹簧(8)由具有高强度的材料制成，以便设置高的单位面积压力。

14.根据权利要求1的装置，其特征在于：该板式弹簧(12)的一个端部夹紧在车辆侧，其中，该板式弹簧(12)的自由端部与该接触元件固定。

15.根据权利要求1，2或14之一的装置，其特征在于：该接触元件构造成滚轮(4′)。

16.根据权利要求1或2的装置，其特征在于：通过被加载以该板式弹簧(12)的弹簧力的滚轮(4′)可使压力传递给该盘形凸轮(13)的预确定的轮廓区域(5′)。

17.根据权利要求1的装置，其特征在于：该离合器踏板(1′)和该盘形凸轮(13)可绕一个共用的转动点(3′)摆动地被支承着。

18.根据权利要求17的装置，其特征在于：该盘形凸轮(13)沿着该轮廓区域(5′)具有变化的轮廓角(ξ)。

19.根据权利要求18的装置，其特征在于：可通过该变化的轮廓角(ξ)使压力传递给该盘形凸轮(13)，其中，该压力可与相应的轮廓角(ξ)相关地分解为径向的力分量(6′)和切向的力分量(7′)。

20.根据权利要求19装置，其特征在于：该径向的力分量(6′)可支撑在该转动点(3′)上，其中，该切向的力分量(7′)通过该盘形凸轮(13)将补偿转矩传递给该离合器踏板(1)。

21.根据权利要求4的装置，其特征在于：这些弯折部(17，17′)相对于下部的板式弹簧面弯曲小于等于90°的角度(α)。

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