DE10011760A1 - Device for actuating operating device in vehicle has linkage joined to pedal and connected to pivotable element at other end, whereby spring engages linkage between joint positions - Google Patents

Device for actuating operating device in vehicle has linkage joined to pedal and connected to pivotable element at other end, whereby spring engages linkage between joint positions

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Abstract

The device has a pedal (10) pivotably mounted on a structure and a fixed beyond top-dead-center spring acting on the pedal, which exerts an inner or restoring force on the pedal in its rest position and a supporting force when the pedal is operated. A linkage (20) joined to the pedal is connected to a pivotable element (26) at the other end , whereby the spring engages the linkage between its joint positions (22,24).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen einer Betriebseinrich­ tung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einer Kupplung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for actuating an operating device device in a motor vehicle, in particular a clutch, according to Preamble of claim 1.

Derartige Vorrichtungen insbesondere zum Betätigen der Kupplung eines Kraftfahrzeuges sind vielfach bekannt und dienen dazu, die aufzubringenden Pedalkräfte zu vermindern. Dazu werden in die Kupplungsbetätigung ein oder mehrere Federn eingebaut, die auf das Kupplungspedal in dessen Ru­ helage eine Rückstellkraft (oder eine innere Kraft) und beim Betätigen des Pedales eine entgegengerichtete Unterstützungskraft ausüben. Dabei ist eine sogenannte über Totpunktfunktion durch die geometrische Ausrichtung der Feder gewählt, bei der die Kraftwirkungslinie der am Pedal angreifenden Feder durch die Pedallagerung hindurchwandert, so dass sich die Kraftrich­ tung umkehrt.Such devices, in particular for actuating the clutch Motor vehicle are widely known and are used to apply To reduce pedal forces. To do this, one in the clutch actuation or several springs installed on the clutch pedal in its Ru helage a restoring force (or an internal force) and when pressing the Pedals exert opposite support. It is a so-called dead center function due to the geometric alignment the spring chosen, in which the line of action of the force acting on the pedal The spring moves through the pedal bearing, so that the power train reverses.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung vorzuschla­ gen, die bei geringem Mehraufwand eine verbesserte Anpassung des Kraft- Weg-Verlaufs an die Kupplungsreaktionskräfte ermöglicht.The object of the invention is to propose a generic device conditions that, with little additional effort, allow an improved adjustment of the force Enables the course of the coupling reaction forces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.This object is achieved with the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous developments of the invention can be found in the further claims.

Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, an dem Pedal eine Koppel an­ zulenken, die an einer aufbauseitig schwenkbar gelagerten Schwinge abge­ stützt ist und an der die Feder angreift. Daraus resultiert eine Viergelenk-La­ gerung der Koppel mit einem sich einstellenden Momentanpol, der in Verbin­ dung mit der Kraftwirkungslinie der an der Koppel angreifenden Feder in weit größerem Maße die Beeinflussung bzw. die Bestimmung des Kraftweg-Ver­ laufs der Kupplungsbetätigung ermöglicht.According to the invention, it is therefore proposed to attach a coupling to the pedal steer, the abge on a swing arm mounted on the body side is supported and on which the spring engages. This results in a four-bar linkage the coupling with an instantaneous pole which is connected with the line of action of the spring acting on the coupling in wide  the influence or the determination of the Kraftweg-Ver enabled during clutch actuation.

Die Patentansprüche 2 bis 5 beschreiben ferner eine vorteilhafte Anordnung der Vorrichtung bei einem hängend gelagerten Kupplungspedal, bei der die Koppel und die Schwinge räumlich günstig in der Nähe der Pedallagerung liegen und somit günstig in ein ggf. vorhandenes Fußhebelwerk einbaubar sind.Claims 2 to 5 also describe an advantageous arrangement the device in a hanging clutch pedal, in which the Coupling and the swing arm are conveniently located near the pedal mounting lie and can therefore be installed inexpensively in an existing foot pedal mechanism are.

Gemäß Anspruch 6 kann die Feder eine Schraubendruckfeder sein, obwohl auch andere an der Koppel angreifende Federn, z. B. eine Zugfeder oder eine Schenkelfeder vorgesehen sein können.According to claim 6, the spring can be a helical compression spring, although other springs acting on the paddock, e.g. B. a tension spring or a leg spring can be provided.

Bevorzugt kann die Feder über deren ortsfesten Abstützpunkt hinaus in ei­ nem die Feder aufnehmenden Gehäuse angeordnet sein, so dass der Schwenkpunkt bzw. Abstützpunkt der Feder nahe deren Angriffspunkt bzw. Gelenkstelle an der Koppel liegt. Dies führt zu einem quasi-kippen der Schraubendruckfeder um deren Schwenkpunkt herum bzw. zu einem hohen Übersetzungsverhältnis im Vergleich zum Pedalweg, so dass bereits bei ge­ ringen Pedalbetätigungen eine hohe Unterstützungskraft verwirklichbar ist.Preferably, the spring beyond its fixed support point in egg Nem the spring receiving housing can be arranged so that the Pivot point or support point of the spring near its point of application or Hinge point on the paddock. This leads to a quasi-tilting of the Helical compression spring around its pivot point or to a high one Gear ratio in comparison to the pedal travel, so that already at ge wrestle pedal operations a high level of support can be achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel­ heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt inAn embodiment of the invention is in the following with further details explained in more detail. The schematic drawing shows in

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Betätigen einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges mit einem hängend gelagertem Kupplungspedal, einer daran ange­ lenkten Koppel und einer Schwinge in Viergelenkanordnung und einer an der Koppel angreifenden Schraubendruckfeder; Figure 1 shows a device for actuating a clutch of a motor vehicle with a hanging clutch pedal, a coupling coupled to it and a rocker in a four-bar arrangement and a helical compression spring acting on the coupling.

Fig. 2 eine geometrische Darstellung der an der Vorrichtung nach Fig. 1 wir­ kenden Kräfte; und Fig. 2 is a geometric representation of the forces acting on the device according to Fig. 1; and

Fig. 3 eine Graphik des Kraft-Wegverlaufes des Kupplungspedales gemäß den Fig. 1 und 2. Fig. 3 is a graph of the force-displacement curve of the clutch pedal, shown in FIGS. 1 and 2.

In der Fig. 1 ist mit 10 ein Kupplungs-Pedal zur Betätigung einer Reibungs­ kupplung eines Kraftfahrzeuges bezeichnet. In Fig. 1, 10 denotes a clutch pedal for actuating a friction clutch of a motor vehicle.

Das Pedal 10 ist über in Lagerauge 12 an einem nicht dargestellten Fußhe­ belwerk hängend gelagert und dementsprechend über eine Drehachse 14 schwenkbar. Das Fußhebelwerk ist am Aufbau des Kraftfahrzeuges befes­ tigt. Ferner weist das Pedal 10 eine Trittplatte 16 zur Fußbetätigung in Pfeil­ richtung 18 auf. Die Kupplungsbetätigung als solches - z. B. ein hydrauli­ scher Geberzylinder - ist nicht dargestellt; sie kann bekannter Bauart sein. Beim Niedertreten des Pedals 10 sind in bekannter Weise die Kupplungs- Reaktionskräfte (Ausrückkräfte) zu überwinden.The pedal 10 is suspended in the bearing eye 12 on a not shown Fußhe belwerk and accordingly pivotable about an axis of rotation 14 . The foot pedal mechanism is attached to the body of the motor vehicle. Furthermore, the pedal 10 has a tread plate 16 for foot actuation in the direction of arrow 18 . The clutch actuation as such - e.g. B. a hydraulic shear master cylinder - is not shown; it can be of a known type. When the pedal 10 is depressed, the clutch reaction forces (disengagement forces) must be overcome in a known manner.

Unterhalb des Lagerauges 12 des Pedales 10 ist eine Koppel 20 über eine Gelenkstelle 22 (z. B. ein Bolzengelenk) angelenkt, die über eine weitere Gelenkstelle 24 mit einer Schwinge 26 verbunden ist.A coupling 20 is articulated below the bearing eye 12 of the pedal 10 via an articulation point 22 (for example a pin joint) which is connected to a rocker arm 26 via an additional articulation point 24 .

Die Schwinge 26 wiederum ist über ein Lagerauge 28 über eine nicht darge­ stellte Bolzenlagerung ebenfalls an dem nicht dargestellten Fußhebelwerk angelenkt. Die Schwinge 26 ist damit um eine ortsfeste Schwenkachse 30 schwenkbar.The rocker 26 in turn is also articulated via a bearing eye 28 via a pin bearing not shown Darge to the foot lever mechanism, not shown. The rocker 26 is thus pivotable about a fixed pivot axis 30 .

An der Koppel 20 greift eine Schraubendruckfeder 32 über eine Gelenkstelle 34 an, deren Angriffspunkt zwischen den Gelenkstellen 22, 24 der Koppel 20 liegt.A helical compression spring 32 acts on the coupling 20 via a joint point 34 , the point of engagement of which lies between the joint points 22 , 24 of the coupling 20 .

Die Schraubendruckfeder 32 ist innerhalb eines zylindrischen, einseitig ge­ schlossenen Gehäuses 36 angeordnet bzw. abgestützt, wobei an dem Ge­ häuse 36 zwei diametral gegenüberliege Lagerzapfen 38 (es ist nur ein La­ gerzapfen 38 ersichtlich) angeformt sind. Die Lagerzapfen 38 sind in nicht dargestellten Lageraufnahmen am Fußhebelwerk des Kraftfahrzeuges auf­ genommen und bilden eine Drehachse 40, die nahe der Gelenkstelle 34 an der Koppel 20 liegt.The helical compression spring 32 is arranged or supported within a cylindrical, one-sided GE closed housing 36 , wherein on the Ge housing 36 two diametrically opposite bearing journals 38 (only one bearing journal 38 can be seen) are formed. The journals 38 are taken up in bearing mounts (not shown) on the foot pedal mechanism of the motor vehicle and form an axis of rotation 40 which is close to the articulation point 34 on the coupling 20 .

In der Fig. 2 ist die geometrische Auslegung der Vorrichtung nach Fig. 1 ver­ einfacht dargestellt, wobei die ausgezogenen Linien der Ruhelage des Pe­ dales 10 und die gestrichelten Linien einem teilweise durchgetretenem Pedal 10 entsprechen.In FIG. 2, the geometric design of the device according to Fig. 1 is shown simplified ver, the solid lines correspond to the rest position of the Pe dales 10 and the dashed lines a partially down pedal 10.

Betrachtet man zunächst die ausgezogenen Linien, so sind folgende Ausle­ gungen ohne weiteres erkennbar: If you first look at the solid lines, the following are the following easily recognizable:  

Die Lagerstellen bzw. Gelenkstellen des Pedales 10, der Koppel 20 (hier als Dreieck gezeichnet) und der Schwinge 26 bilden ein Gelenkviereck mit den Gelenkpunkten 14, 22, 24 und 28. Daraus resultiert, dass die Koppel 20 sich bei einem Durchtreten des Pedales 10 jeweils mit dem Momentanpol MP bewegt, der in der Ruhelage bei MP1 und in der gestrichelt gezeichneten Lage bei MP2 liegt.The bearing points or articulation points of the pedal 10 , the coupling 20 (shown here as a triangle) and the rocker arm 26 form a quadrilateral joint with the articulation points 14 , 22 , 24 and 28 . As a result, when the pedal 10 is depressed, the coupling 20 moves with the instantaneous pole MP, which is MP 1 in the rest position and MP 2 in the position shown in broken lines.

Der Abstand und die Lage der verlängerten Kraftwirkungslinie KW1 und KW2 der Schraubendruckfeder 32 in beiden Positionen zum jeweiligen Momen­ tanpol MP1,MP2 der Koppel 20 bestimmen das auf die Koppel 20 bzw. das Pedal 10 wirkende Moment.The distance and the position of the extended line of action KW 1 and KW 2 of the helical compression spring 32 in both positions to the respective moment tanpol MP 1 , MP 2 of the coupling 20 determine the moment acting on the coupling 20 or the pedal 10 .

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, verlaufen in der Ruhelage des Pedals die Kraftwirkungslinie KW1 der Feder 32 und eine Gerade durch die Gelenk­ punkte 24, 28 der Schwinge 26 im wesentlichen parallel zueinander.As can be seen from FIG. 2, in the rest position of the pedal, the line of action KW 1 of the spring 32 and a straight line through the articulation points 24 , 28 of the rocker 26 run essentially parallel to one another.

Ferner bilden eine Gerade zwischen den Anlenkpunkten 14, 22 des Pedals 10 und der Koppel 20 sowie die vorgenannte Gerade durch die Gelenk­ punkte 22, 24 der Schwinge 26 einen Winkel α vom ca. 55°.Furthermore, a straight line between the articulation points 14 , 22 of the pedal 10 and the coupling 20 and the aforementioned straight line through the articulation points 22 , 24 of the rocker 26 form an angle α of approximately 55 °.

Es ist somit aus der Fig. 2 ersichtlich, dass in der Ruhelage des Pedales 10 die Schraubendruckfeder 32 ein Moment gegen den Uhrzeigersinn um den Momentanpol MP1 ausübt, das an dem Pedal 10 eine dem Pfeil 18 entgegengerichtete Rückstellkraft ergibt. Das Pedal 10 wird in der Ruhelage gehalten.It can thus be seen from FIG. 2 that in the rest position of the pedal 10, the helical compression spring 32 exerts a counterclockwise torque around the instantaneous pole MP 1 , which gives the pedal 10 a restoring force opposite the arrow 18 . The pedal 10 is held in the rest position.

Wird das Pedal 10 gegen diese Kraft F niedergedrückt, so wandert der Mo­ mentanpol MP der Koppel 20 auf der Zeichnung nach rechts in die Position MP2. Gleichzeitig wandert die Kraftwirkungslinie KW2 nach links aus, wobei sich in der gestrichelt gezeichneten Position des Pedales 10 die Kraftwir­ kungslinie KW2 eingestellt hat. Nunmehr übt die Schraubendruckfeder 32 ein Moment im Uhrzeigersinn auf die Koppel 20 aus und erzeugt eine in Richtung des Pfeiles 18 wirkende Unterstützungskraft am Pedal 10.If the pedal 10 is depressed against this force F, the momentary pole MP of the coupling 20 on the drawing moves to the right into the position MP 2 . Simultaneously, the force action line KW 2 moves to the left, with the Kraftwir galvanizing line KW 2 has stopped in the broken line position of the pedal 10th The helical compression spring 32 now exerts a moment in a clockwise direction on the coupling 20 and generates a support force acting on the pedal 10 in the direction of the arrow 18 .

Durch die geometrische Auslegung der beschriebenen Gelenkpunkte und Lagerstellen kann eine Kraft-Wegkennlinie am Pedal 10 erzielt werden, wie sie beispielsweise der Graphik nach Fig. 3 entnehmbar ist. Dabei ist der Kraftverlauf F über den Weg s der Pedal-Trittplatte 16 dargestellt. The geometric design of the articulation points and bearing points described enables a force-displacement characteristic to be achieved on the pedal 10 , as can be seen, for example, from the graph in FIG. 3. The force curve F is shown over the path s of the pedal tread plate 16 .

In der Ruhelage des Pedales 10 liegt eine Kraft F von z. B. 38 Nm Rückstell­ kraft an. Bei einem Pedalweg s von 30 mm wirkt die Schraubendruckfeder mit der Kraft 0, also als innere Kraft (die Kraftwirkungslinie der Schrauben­ druckfeder 32 verläuft durch den Momentanpol MP). Danach kehrt sich die Federkraft F in eine Unterstützungskraft -F mit dem eingezeichneten Verlauf um.In the rest position of the pedal 10 , a force F of z. B. 38 Nm reset force. With a pedal travel s of 30 mm, the helical compression spring acts with the force 0, that is, as an internal force (the force action line of the helical compression spring 32 runs through the instantaneous pole MP). The spring force F then reverses into a support force -F with the curve shown.

Es versteht sich, dass abhängig vom verwendeten Kupplungstyp und den entsprechenden Reaktionskräften bzw. Ausrückkräften auch andere Kraft- Wegkennlinien verwirklichbar sind, in dem die beschriebenen Lagerstellen und Gelenkstellen von Pedal 10, Koppel 20, Schwinge 26 und Feder 32 ent­ sprechend modifiziert oder im Rahmen der Patentansprüche anders ange­ ordnet werden. Auch die Kennlinie der verwendeten Feder ist dabei relevant.It goes without saying that, depending on the type of clutch used and the corresponding reaction forces or disengagement forces, other force-displacement characteristics can also be achieved, in which the described bearing points and articulation points of pedal 10 , coupling 20 , rocker arm 26 and spring 32 are modified accordingly or within the scope of Claims are arranged differently. The characteristic curve of the spring used is also relevant.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Betätigen einer Betriebseinrichtung in einem Kraftfahr­ zeug, insbesondere einer Kupplung, mit einem schwenkbar an einem Aufbau gelagertem Pedal und einer auf das Pedal wirkenden, ortsfest abgestützten Übertotpunkt-Feder, die in Ruhelage des Pedals eine innere Kraft oder eine Rückstellkraft und bei betätigtem Pedal eine Unter­ stützungskraft ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Pedal (10) eine Koppel (20) angelenkt ist, die andernends mit einer aufbauseitig schwenkbar gelagerten Schwinge (26) verbunden ist, wobei die Feder (32) an der Koppel (20) zwischen deren Gelenkstellen (22, 24) angreift.1. Device for actuating an operating device in a motor vehicle, in particular a clutch, with a pivotally mounted pedal on a body and a pedal acting on the pedal, stationarily supported over-center spring, which in the rest position of the pedal an internal force or a restoring force and actuated pedal exerts a support force, characterized in that a coupling ( 20 ) is articulated on the pedal ( 10 ), which is connected at the other end to a rocker arm ( 26 ) pivotally mounted on the body side, the spring ( 32 ) on the coupling ( 20 ) between their articulations ( 22 , 24 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pedal (10) hängend gelagert ist und dass die Koppel (20) zwischen der Lage­ rung (14) des Pedals (10) und der Pedalplatte (16) angelenkt ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the pedal ( 10 ) is suspended and that the coupling ( 20 ) between the position tion ( 14 ) of the pedal ( 10 ) and the pedal plate ( 16 ) is articulated. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (26) ebenfalls hängend gelagert ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the rocker ( 26 ) is also suspended. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Ruhelage des Pedals (10) die Wirkungsrichtung (KW) der Feder (32) und eine Gerade der Gelenkpunkte (24, 28) der Schwinge (26) im wesent­ lichen parallel zueinander verlaufen.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that in the rest position of the pedal ( 10 ) the direction of action (KW) of the spring ( 32 ) and a straight line of the articulation points ( 24 , 28 ) of the rocker ( 26 ) in parallel union wesent to each other. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Ruhelage des Pedals (10) eine Gerade zwischen den Anlenkpunkten (14, 22) des Pedals (10) und der Koppel (20) und die Gerade der Gelenk­ punkte (22, 24) der Schwinge (26) einen Winkel (α) von ca. 40° bis 80°, insbesondere ca. 55°, einschließen.5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that in the rest position of the pedal ( 10 ) a straight line between the articulation points ( 14 , 22 ) of the pedal ( 10 ) and the coupling ( 20 ) and the straight line of the articulation points ( 22nd , 24 ) of the rocker ( 26 ) form an angle (α) of approximately 40 ° to 80 °, in particular approximately 55 °. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder zumindest eine Schraubendruckfeder (32) ist, die entgegengesetzt der Schwinge (26) und diese auf Druck be­ lastend angeordnet ist.6. The device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the spring is at least one helical compression spring ( 32 ) which is arranged opposite to the rocker ( 26 ) and this be loaded on pressure. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (32) in einem Gehäuse (36) abgestützt ist, dass einen ortsfesten Schwenkpunkt (40) definiert und dass der Schwenkpunkt (40) nahe dem Anlenkpunkt (34) der Feder (32) an der Koppel (20) zugeordnet ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the spring ( 32 ) is supported in a housing ( 36 ) that defines a fixed pivot point ( 40 ) and that the pivot point ( 40 ) near the articulation point ( 34 ) of the spring ( 32 ) is assigned to the coupling ( 20 ). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (32) in einem zylindrischen Gehäuse (36) aufgenommen ist und dass an dem zylindrischen Gehäuse (36) zwei den Schwenkpunkt (40) definie­ rende Lagerzapfen (38) ausgebildet sind.8. The device according to claim 7, characterized in that the spring ( 32 ) is accommodated in a cylindrical housing ( 36 ) and that two pivot pins ( 38 ) defining the pivot point ( 40 ) are formed on the cylindrical housing ( 36 ).
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