DE10156480B4

DE10156480B4 - Ausrückvorrichtung mit einer Bedienungsmechanik in Fahrzeugen

Info

Publication number: DE10156480B4
Application number: DE10156480A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Rieß (FH)
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2021-11-17
Also published as: GB2382115A; DE10156480A1; FR2832473A1; GB0220674D0

Abstract

Ausrückvorrichtung, insbesondere für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer hydraulischen Anlage mit einem von einem Pedal betätigbaren Geberzylinder und mit einem beim Einrücken Energie aufnehmenden und beim Ausrücken die Energie wieder freisetzenden Energiespeicher, wobei der Energiespeicher an dem Pedal oder einer mit dem Pedal verbundenen Hebeleinrichtung angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher ein Federelement (1) ist, welches an seinem ersten Ende (2) einen ersten Kugelkopf (4) und an seinem zweiten Ende (3) einen zweiten Kugelkopf (5) aufweist, wobei von den Kugelköpfen (4, 5) mindestens einer eine Lagerschale (6, 7) mit einer Kugellaufbahn aufweist, die das Federelement (1) an der Hebeleinrichtung zwischen dem Pedal (18) und dem Geberzylinder (19) schwenkbar und reibungsarm lagert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausrückvorrichtung, insbesondere für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer hydraulischen Anlage mit einem von einem Pedal betätigbaren Geberzylinder und mit einem beim Einrücken Energie aufnehmenden und beim Ausrücken die Energie wieder freisetzenden Energiespeicher, wobei der Energiespeicher an dem Pedal oder einer mit dem Pedal verbundenen Hebeleinrichtung angelenkt ist.

Eine Ausrückvorrichtung für eine hydraulisch betätigte Kupplung eines Kraftfahrzeuges ist aus der deutschen nachveröffentlichten Patentanmeldung DE 100 31 711 A1 bekannt, die einen Energiespeicher aufweist, der beim Auslenken des Pedals Energie aufnimmt und nach Überschreiten eines Totpunktes wieder abgibt. Er besteht aus einem Federelement zwischen zwei Kugelköpfen mit einem Kolben und einem Zylinder, die bei einer Betätigung des Federelementes des Energiespeichers Pumpbewegungen ausführen können. Neben der wichtigsten Funktion des Energiespeichers, nämlich mittels einer Drossel und eines Rückschlagsventils die verschleißbe dingte Erhöhung des Energieniveaus in der hydraulischen Anlage und somit die Pedalkräfte konstant zu halten, schwenkt der Energiespeicher mit seinen Kugelköpfen in Kugelpfannen, einmal am Pedal und einmal an einem feststehenden Bock, wobei diese Schwenkbewegungen unter hohen Anpresskräften stattfinden. Da das Federelement am Pedal mit einem bestimmten Winkel angelenkt ist, wird dieser beim Betätigen des Pedals gegen Null und darüber hinaus durchlaufen, wodurch ein Schwenkbereich in der Größe von bis zu 90 Winkelgraden entsteht. Hierbei können Reibungsverluste auftreten, die die Pedalkräfte spürbar erhöhen.

Es sind darüber hinaus noch Ausrückvorrichtungen bekannt ( AT 273 683 , DE 40 33 624 C1 , DE 24 40 039 C2 , DE 197 29 997 A1 ), bei denen sich jeweils eine Hebeleinrichtung direkt an einer Lagerschale und ein Kugelkopf sich an einer Kugelpfanne eines beweglichen Elementes abstützt.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine reibungsarme Lagerung der Kugelköpfe des Energiespeichers am Pedal beziehungsweise an einer Hebeleinrichtung, die eine Verbindung zwischen dem Pedal und dem Geberzylinder herstellt. Hierbei ist es unerheblich, ob der Energiespeicher aus einem einfachen Federelement, oder aus einer Kombination eines solchen mit einer Pumpeinrichtung mit Kolben und Zylinder besteht, vielmehr kommt es darauf an, dass das Federelement zwischen den zwei Kugelköpfen eine Feder zwischen zwei Anschlagplatten aufweist, die von einem Führungselement im entspannten Zustand in einem definierten Abstand gehalten werden. In dieser Position ist die Feder, die eine hohe Federkennung aufweist, bereits vorgespannt und übt auf die sie begrenzenden Anschlagplatten einen hohen Druck aus, der als innere Kraft auf das Federelement begrenzt bleibt, so dass das Federelement als Baueinheit bei seiner Montage im Kraftfahrzeug wie jedes andere Bauteil eingesetzt werden kann.

Wie bereits erwähnt, entsteht an den Kugelköpfen bei den Schwenkbewegungen Reibung, die vorschlagsgemäß dadurch verhindert wird, dass sich die Kugelköpfe nicht mehr offen in Kugelpfannen, sondern in Laufbahnen von an dem Federsystem vormontierten Lagerschalen bewegen, die die Kugelköpfe weitgehend umschließen und wahlweise zusätzlich ein Schmiermittel aufweisen, welches die Reibung auf ein verschwindend geringes Maß reduziert. Zur Erleichterung der Montage des Federsystems kann ein Rastfortsatz, der in eine Bohrung einschnappen kann, vorgesehen werden.

Eine Variante der vorbeschriebenen Lagerschale kommt dann zum Einsatz, wenn zu deren Befestigung an einem feststehenden Karosserieteil, am Pedal oder an der Hebeleinrichtung Bohrungen mit größeren Durchmessern anbringbar sind und konstruktive Umstände der Befestigung der Lagerschale mit einem Rastfortsatz entgegenstehen. Dort lassen sich Lagerschalen mit einer umlaufenden Befestigungsnut einschnappen, die sich bei der Montage eines Kugelkopfes nicht löst.

Wie bereits erwähnt, umgreifen beide Varianten der Lagerschalen die Kugelköpfe und bilden Kugellaufbahnen, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, diese Kugellaufbahnen etwas weiter um den Kugelkopf herum zu führen, um die Lagerschale auf den Kugelkopf lösbar aufschnappen zu können. Die Lagerschalen könnten somit auf den Kugelköpfen vormontiert werden, um dann die gewonnene Baueinheit schließlich im Kraftfahrzeug zu montieren. Der Vorteil hierbei läge in der vereinfachten Zulieferung an den Kunden.

Die Lagerschalen bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, mit Hilfe dessen eine kostengünstige Herstellung sicher gestellt ist. Dieser Kunststoff kann selbst schmierende Eigenschaften haben, die dadurch gewonnen werden, dass der Kunststoff der Lagerschale Additive enthält, die für eine Selbstschmierung während der gesamten Lebensdauer der Lagerschale sorgen. Ebenso hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Kugellaufbahn der Lagerschale mit Ausnehmungen zu versehen, die vor der Montage des Kugelkopfes mit einem Schmiermittel gefüllt werden, um so eine dauerhafte Schmierung zu ermöglichen. In bestimmten Fällen, nämlich dort, wo die vorgenannten Vorschläge einer Lebensdauerschmierung versagen, ist es zweckmäßig, der Lagerschale eine zusätzliche Dichtung an zu fügen, die die Öffnung zur Kugellaufbahn des Kugelkopfes in der Lagerschale abdeckt, indem sie als Ring aus gummielastischem Kunststoff an der Lagerschale befestigt ist und sich mit einer Lippe an der Anschlagplatte oder am Hals des Kugelkopfes anlegt und auf diese Weise einen Raum für ein Depot eines Schmiermittels zu bilden. Dieses Schmiermittel reicht in jedem Fall aus, eine Lebensdauerschmierung zu garantieren, auch wenn das Federelement in einer ungewöhnlichen Position und/oder mit großen Schwenkwinkeln zwischen dem Pedal und dem Geberzylinder angeordnet ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, in eine Ausrückvorrichtung, insbesondere für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges, eine hydraulischen Anlage zwischen einem Pedal und einem Geberzylinder zum Betätigen der Kupplung einen beim Einrücken Energie aufnehmenden und beim Ausrücken die Energie wieder freisetzenden Energiespeicher an zu ordnen, der als schwenkendes Federelement Kugelköpfe aufweist, deren Lagerung über die gesamte Lebensdauer reibungsarm bleibt.

Die Lösung ist im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschrieben. Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Energiespeicher als Federelement in einer hydraulischen Anlage zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges wird anhand zweier Zeichnungen erläutert. Es zeigen
1 einen Energiespeicher als Federelement, bestehend aus einem Führungselement mit einer Feder und zwei Anschlagplatten mit Kugelköpfen, von denen zumindest einer eine Lagerschale mit einer Dichtung aufweist;
2 Das Federelement mit einer abgewandelten Lagerschale;
3 die Winkelposition des Federelements zwischen einem Pedal und einem Geberzylinder in Skizzenform.
Gemäß 1 ist ein Federelement 1, als Energiespeicher in einer Ausrückvorrichtung für eine Kupplung in einem Kraftfahrzeug dargestellt, welches zwischen einem Pedal 18 und einem Geberzylinder 19 angeordnet ist und als Energiespeicher beim Einrücken der Kupplung Energie aufnehmen und beim Ausrücken die Energie wieder freisetzen kann, wobei das Federelement 1 aus einem Führungselement 14, einer ersten Anschlagplatte 12 und einer zweiten Anschlagplatte 13 besteht und wobei konzentrisch um das Führungselement 14 eine Feder 15 zwischen den beiden Anschlagplatten 12, 13 unter Vorspannung angeordnet ist. Das Führungselement 14 besteht vorzugsweise aus zwei ineinander teleskopartig verschiebbaren Rohrelementen, deren erstes mit der ersten Anschlagplatte 12 und deren zweites mit der zweiten Anschlagplatte 13 verbunden ist, wobei die Rohrelemente einen gegenseitigen Anschlag aufweisen, der den maximalen Abstand der Anschlagplatten 12, 13 zu einander festlegt. Dieser maximale Abstand stellt gleichzeitig die maximale Ausdehnung der Feder 15 in ihrer Ruhestellung dar, in welcher sie noch immer eine hohe Kraftentfaltung durch ihre Montage unter Vorspannung entwickelt.
Ein erstes Ende 2 des Federelementes 1 besteht aus einem ersten Kugelkopf 4, der mit der ersten Anschlagplatte 12 verbunden ist. Ebenso umfasst ein zweites En de 3 des Federelementes 1 einen zweiten Kugelkopf 5, der an der zweiten Anschlagplatte 13 angeordnet ist. Das so beschriebene Federelement 1 weist in seiner Ruhestellung die längste Erstreckung auf, die sich nur verkürzen kann, wenn die beiden Kugelköpfe 4, 5 gegen die Vorspannkraft der Feder 15 zusammen gedrückt werden.
Das Federelement 1 dient in der Praxis als Übertotpunktfeder, deren Mittellinie M in der Ruhestellung in einem bestimmten Winkel W zum Kraftvektor K der Betätigungsrichtung, nämlich des Pedals 18, steht, wie aus der 3 ersichtlich ist. Beim Betätigen des Pedals 18 geht der Winkel W gegen Null, wobei sich die Feder 15 auf ihre minimale Erstreckung zusammenpresst. Wird das Pedal 18 über den Totpunkt mit dem Winkel W = 0 hinaus betätigt, so kann sich die Feder 15 wieder ausdehnen und Energie an die Hebeleinrichtung abgeben.
Gemäß 1 ist eine erste Lagerschale 6 mit dem ersten Kugelkopf 4 durch Aufschnappen verbunden, wobei die erste Lagerschale 6 um den ersten Kugelkopf 4 schwenken kann, soweit es eine Einführschräge 16 erlaubt, beziehungsweise soweit es der Winkel W erfordert. Die Lagerschale 4 ist über einen Rastfortsatz 8 mit dem Pedal 18 oder mit der Hebeleinrichtung verbunden, wobei eine ringförmig angeordnete Auflagefläche 9 die Position der Lagerschale 4 bestimmt.
Zwischen der Lagerschale 4 und der ersten Anschlagplatte 12 ist eine Dichtung 11 angeordnet, die ein Depot 17 eines Schmiermittels enthält, um für die Schwenkbewegungen des ersten Kugelkopfes 4 in der Kugellaufbahn der ersten Lagerschale 6 über die gesamte Lebensdauer der Ausrückvorrichtung eine reibungsmindernde Schmierung sicher zu stellen sowie Schmutz und Kupplungsabrieb fern zu halten.
Gemäß 2 wird schließlich eine zweite Lagerschale 7 als Variante der ersten Lagerschale 6 beschrieben, die sich lediglich in der Art ihrer Befestigung am Pedal 18 oder an der Hebeleinrichtung unterscheidet. Sind dort größere Bohrungen anbringbar und lässt sich ein Rastfortsatz 8 nicht unterbringen, so kann die zweite Lagerschale 7 mit einer umlaufenden Befestigungsnut 10 in einer solchen Bohrung angeordnet werden. Mit den Kugelköpfen 4 oder 5 lässt sie sich ebenfalls durch Aufschnappen verbinden, wobei die Schmierung der Kugellaufbahn ebenso mit einem Depot 17 und einer Dichtung 11 oder mit den vorbeschriebenen Methoden bewerkstelligbar ist.

1: Federelement
2: Erstes Ende
3: Zweites Ende
4: Erster Kugelkopf
5: Zweiter Kugelkopf
6: Erste Lagerschale
7: Zweite Lagerschale
8: Rastfortsatz
9: Auflagefläche (ringförmig)
10: Befestigungsnut (umlaufend)
11: Dichtung
12: Erste Anschlagplatte
13: Zweite Anschlagplatte
14: Führungselement
15: Feder
16: Einführungsschräge
17: Depot
18: Pedal
19: Geberzylinder
M: Mittellinie
W: Winkel
K: Kraftvektor

Claims

Ausrückvorrichtung, insbesondere für eine Kupplung eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer hydraulischen Anlage mit einem von einem Pedal betätigbaren Geberzylinder und mit einem beim Einrücken Energie aufnehmenden und beim Ausrücken die Energie wieder freisetzenden Energiespeicher, wobei der Energiespeicher an dem Pedal oder einer mit dem Pedal verbundenen Hebeleinrichtung angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher ein Federelement (1) ist, welches an seinem ersten Ende (2) einen ersten Kugelkopf (4) und an seinem zweiten Ende (3) einen zweiten Kugelkopf (5) aufweist, wobei von den Kugelköpfen (4, 5) mindestens einer eine Lagerschale (6, 7) mit einer Kugellaufbahn aufweist, die das Federelement (1) an der Hebeleinrichtung zwischen dem Pedal (18) und dem Geberzylinder (19) schwenkbar und reibungsarm lagert.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerschale (6) des ersten Kugelkopfes (4) mit dem Pedal (18) oder einer zum Pedal (18) führenden Hebeleinrichtung und die zweite Lagerschale (7) mit dem Geberzylinder (19) oder einer zum Geberzylinder (19) führenden Hebeleinrichtung verbunden ist.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerschale (6) einen Rastfortsatz (8) und eine Auflagefläche (9) zu ihrer Lagefixierung als lösbare Verbindung mit den entsprechend vorbereiteten Elementen der Hebeleinrichtung aufweist.
Ausrückvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lagerschale (7) eine Befestigungsnut (10) zu ihrer Lagefixierung als lösbare Verbindung mit den entsprechend vorbereiteten Elementen der Hebeleinrichtung aufweist.
Ausrückvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (6, 7) aus Kunststoff besteht und mit dem Kugelkopf (4, 5) lösbar verbunden ist.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff der Lagerschale (6, 7) Additive für eine Selbstschmierung enthält.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen dem Kugelkopf (4, 5) und der Lagerschale (6, 7) eine Befüllung mit Schmiermittel aufweist.
Ausrückvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerschale (6, 7) eine Dichtung (11) aufweist, die zwischen dem Kugelkopf (4) und der ersten Lagerschale (6) angeordnet ist und ein Depot (17) von Schmiermittel nach außen hin abdichtet.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kugellaufbahn die Lagerschale (6, 7) Ausnehmungen zur Aufnahme von Schmiermittel angeordnet sind.