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Die
Erfindung betrifft eine Ausrückeinrichtung
für eine
Kraftfahrzeugkupplung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Ausrückeinrichtungen
mit einem Kupplungshebel zur Übertragung
einer Betätigungskraft
auf einen axial verschiebbaren Ausrücker sind allgemein bekannt.
Eine derartige Anordnung geht beispielsweise aus der
DE 197 00 930 A1 hervor,
bei der ein als Schwinge ausgebildeter Kupplungshebel mittels eines
Kugelgelenks schwenkbar an einer Getriebewandung gelagert ist und
auf welchen über
das andere Ende einer Betätigungskraft
zum Betätigen
einer Reibungskupplung eingeleitet werden kann. Der dort dargestellte
Kupplungshebel besitzt in dessen Längsmitte eine Ausnehmung, welche
einen auf einem Führungsrohr
angeordneten Ausrücker
umschließt
und wobei eine Anlagefläche
der Schwinge an einer an dem Ausrücker ausgebildeten und zur Getriebeseite
konvex vorstehend gewölbten
Fläche zur
Kraftübertragung
anliegt.
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Es
besteht bei einer solchen Anordnung das grundsätzliche Problem, dass die Anlagefläche des üblicherweise
am Getriebegehäuse
schwenkbar gelagerten Kupplungshebels eine Kreisbahn beschreibt,
während
der Ausrücker
auf dem Führungsrohr
in axialer Richtung zwangsgeführt
ist.
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Durch
diese Anordnung ist eine durchgehend axiale Krafteinleitung während eines
Betätigungshubes
des Kupplungshebels nicht möglich. Vielmehr
gleitet die Kraftangriffsposition bzw. die Kraftangriffslinie des
Kupplungshebels quer zur Ausrückachse
an dem Anlagebereich des Ausrückers ab,
was wiederum ein von der Radialposition der Anlagefläche abhängiges Kippmoment
erzeugt und wodurch die Ausrückkraft
infolge der zwischen dem Ausrücker
und dessen Führungsrohr
wirkenden Reibung unerwünscht
erhöht
wird. Dieser Effekt äußert sich
in der Kupplungspedalkennlinie als Krafthysterese und bewirkt insgesamt
eine Pedalkrafterhöhung.
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Eine
diesbezüglich
verbesserte Ausrückeinrichtung
für eine
Kraftfahrzeugkupplung wird in der
GB 539 689 A beschrieben, wobei der Kupplungshebel
mittels einer am Fahrzeugchassis bezüglich der Ausrückachse
radial verschwenkbaren Abstützung gelagert
ist. Bei einer Betätigung
des Kupplungshebels kann sich diese Lagerstelle verschwenken. Dabei
bleiben die gegenseitige Lage des am Kupplungshebel angeordneten
Lagerelements und des an der ortsfesten Baugruppe angeodneten Lagerelements
erhalten. Durch diese Ausgleichsbewegung wird die Anlageposition
des Kupplungshebels am Ausrücker
während
dessen Verschwenkbewegung radial nicht mehr verschoben, so dass
damit eine rein axiale Krafteinleitung in den Ausrücker erfolgen
kann und auf diesen einwirkende Querkräfte eliminiert sind.
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Eine
Ausrückeinrichtung
der eingangs genannten Art ist mit der
EP 1703 161 A1 bekannt geworden.
Dort ist zur Ermöglichung
einer radialen Ausgleichsbewegung bei einem Ausrückvorgang, die bisher übliche feste
Lagezuordnung von dem ersten und dem zweiten Lagerelement der Lagerstelle
des Kupplungshebels aufzuheben und stattdessen eine Relativbewegung
der beiden Elemente zu ermöglichen,
indem sich ein ortsfester z. B. am Getriebe angeordneter Kugelkopf
einen gewissen Betrag in Richtung der Längsachse des Kupplungshebels
in einer daran ausgebildeten Längskalotte
verschieben kann.
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Die
Erfindung stellt sich von diesem Stand der Technik ausgehend die
Aufgabe, alternativ zu der bereits bekannten Ausrückeinrichtung
eine weitere Ausrückeinrichtung
der eingangs genannten Art bereitzustellen, die bei einer Kupplungsbetätigung das Einwirken
von Radialkräften
auf den Ausrücker
vermeidet.
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Die
Erfindung löst
die gestellte Aufgabe durch eine gattungsgemäße Ausrückeinrichtung mit den im Kennzeichen
des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.
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Es
wird demnach eine Ausrückeinrichtung für eine Kraftfahrzeugkupplung
vorgeschlagen mit einem axial, entlang einer Ausrückachse
verschiebbaren Ausrücker,
welcher zur Übertragung
einer Betätigungskraft
mit einem Ausrückorgan
der Kupplung in Wirkverbindung steht oder gebracht werden kann. Die
Ausrückeinrichtung
weist einen um eine Lagerstelle innerhalb einer Verschwenkebene
schwenkbar gelagerten Kupplungshebel auf mit einem Kraftaufnahmebereich
zur Aufnahme einer Betätigungskraft von
einem Stellglied und mit einem Kraftübertragungsbereich, welcher
zur Übertragung
der Betätigungskraft
an einer Anlageposition an dem Ausrücker angreift. Dabei weist
die Lagerstelle des Kupplungshebels ein erstes Lagerelement mit
einer ersten Eingriffskontur an einer zu der Ausrückeinrichtung ortsfesten
Baugruppe und ein mit diesem über
einen gegenseitigen Eingriffsbereich in Eingriff stehendes und radial
zur Ausrückachse
verlagerbares zweites Lagerelement mit einer zweiten Eingriffskontur
am Kupplungshebel auf.
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Gemäß der Erfindung
ist dabei vorgesehen, dass die erste Eingriffskontur entlang einer
ersten Kreislinie mit einem Radius R mit Mittelpunkt auf der Ausrückachse
ausgebildet ist und dass die zweite Eingriffskontur entlang einer
zweiten Kreislinie mit einem Radius r ausgebildet ist, wobei für die Radien die
Beziehung R = 2r gilt und wobei beide Kreislinien innerhalb der
Verschwenkebene des Kupplungshebels angeordnet sind.
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Bei
dieser Ausgestaltung ist die erste Eingriffskontur als eine ortsfeste
Leitkurve ausgebildet und z. B. an einem Getriebe festgelegt. Die
zweite, an dem Kupplungshebel ausgeführte Eingriffskontur stellt
eine Steuerkurve dar, welche bei einer Verschwenkung des Kupplungshebels
an der ersten Eingriffskontur abrollen kann. Der Kupplungshebel
ist zur Einleitung einer reinen Axialkraft mittig am Ausrücker angeordnet,
was bedeutet, dass dessen Anlageposition auf der Ausrückachse
liegt. Bei einer Verschwenkbewegung des Kupplungshebels beschreibt bei
dem vorgenannten Radienverhältnis
ein auf dem zweiten Kreis liegender Punkt, welcher hierbei die Anlageposition
des Kupplungshebels am Ausrücker darstellt,
geometrisch eine Hypozykloide, die hierbei als eine mit der Ausrückachse
zusammenfallende Gerade ausgebildet ist. Bei einer Verschwenkbewegung
des Kupplungshebels wird sozusagen die bei einem konventionellen
Betätigungssystem
radial von der Ausrückachse
auswandernde Anla geposition infolge einer gemäß der Erfindung entgegengerichteten
Bewegung der Lagerstelle auf der Ausrückachse beibehalten.
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Geometrisch
bildet der Kupplungshebel für den
Steuer- und den Leitkreis eine Sekante mit dem Sonderfall einer
Kreisdurchmesserlinie. Der Begriff Kupplungshebel erfasst zum einen
eine klassische Hebelanordnung mit einer Lagerstelle im inneren Längsbereich
des Hebels und mit davon zu beiden Seiten angeordneten Kraftaufnahme-
bzw. Kraftübertragungsbereichen.
Zum anderen wird dadurch auch die Anordnung als Schwinge erfasst,
wobei die Lagerstelle und der Kraftaufnahmebereich endseitig mit einem
zwischen diesen liegenden Kraftübertragungsbereich
angeordnet sind.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
somit gleichermaßen
für eine
klassische Hebelanordnung und für
eine Schwingenanordnung uneingeschränkt anwendbar, wobei die Kupplung
auch gleichermaßen gedrückt oder
gezogen betätigbar
ausgeführt
sein kann.
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Die
in den abhängigen
Ansprüchen
aufgeführten
Merkmale geben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen
der Erfindung an.
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Die
Erfindung wird im Folgenden mittels der beigefügten Figuren anhand einer gedrückt betätigbaren
Kupplung beispielhaft erläutert.
Gleiche oder gleichwirkende Teile sind dabei jeweils mit gleichen Bezugsziffern
bezeichnet.
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Es
zeigen:
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1 eine
Darstellung einer Ausrückeinrichtung
mit einem endseitig gelagerten Kupplungshebel gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei der Kupplungshebel einen Durchmesser eines Leitkreises
bildet;
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2 eine
geometrische Darstellung zur Entstehung einer Hypozykloide,
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3 eine
Darstellung einer Ausrückeinrichtung
mit einem endseitig gelagerten Kupplungshebel gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei der Kupplungshebel eine Sekante eines Leitkreises
bildet;
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4 eine
Darstellung einer Ausrückeinrichtung
mit einem in einem Mittenbereich gelagerten Kupplungshebel gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei der Kupplungshebel auf einer Durchmesserlinie eines
Leitkreises angeordnet ist.
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1 zeigt
als ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eine Ausrückeinrichtung 10a für eine hier
zeichnerisch nicht dargestellte Kraftfahrzeugkupplung. Die Ausrückeinrichtung 10a umfasst
einen axial, entlang einer Ausrückachse
A verschiebbaren Ausrücker 18,
der zur Übertragung
einer Betätigungskraft
mit einem hier nur angedeuteten Ausrückorgan in Form von Membranfederzungenenden 20 der
Kupplung in Wirkverbindung steht bzw. mit diesem in Wirkverbindung
gebracht werden kann. Die Ausrückeinrichtung 10a umfasst weiter
einen um eine Lagerstelle 24 innerhalb einer Verschwenkebene
schwenkbar gelagerten Kupplungshebel 22 mit einem Kraftaufnahmebereich 26 zur
Aufnahme der Betätigungskraft
von einem als hydraulischer Nehmerzylinder ausgeführten Stellglied 28.
An dem Kupplungshebel 22 ist des Weiteren ein Kraftübertragungsbereich 44 ausgebildet,
der zur Übertragung
der Betätigungskraft
an einer in 1 auf der Ausrückachse
A liegenden Anlageposi tion 19 an dem Ausrücker 18 anliegt
und dort angreift. Es ist erkennbar, dass der Kupplungshebel 22 als
Schwinge ausgebildet und somit endseitig gelagert ist.
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Die
Lagerstelle 24 weist an einem zu der Ausrückeinrichtung 10 räumlich benachbarten,
hier nur schematisch angedeuteten Getriebe 34, ein erstes
Lagerelement 32 mit einer ersten Eingriffskontur 32a und
ein mit diesem über
einen gegenseitigen Eingriffsbereich 33 in Eingriff stehendes
und radial zur Ausrückachse
A verlagerbares zweites Lagerelement 36 mit einer zweiten
Eingriffskontur 36a am Kupplungshebel 22 auf,
wobei beide Eingriffskonturen 32a, 36a als Zahnradsegmente
ausgeführt
sind. Insbesondere ist die erste Eingriffskontur 32a entlang der
inneren Seite einer ersten Kreislinie 38 mit einem Radius
R ausgebildet, dessen Mittelpunkt sich auf der Ausrückachse
A befindet. Die zweite Eingriffskontur 36a ist entlang
der äußeren Seite
einer zweiten Kreislinie 40 mit einem Radius r ausgebildet,
wobei für
die Radien R, r die Beziehung R = 2r gilt und wobei beide Kreislinien 38, 40 innerhalb
der Verschwenkebene des Kupplungshebels 22 angeordnet sind.
Zur gegenseitigen Lagezuordnung ist der Kupplungshebel 22 mit
dem daran ausgeführten
zweiten Lagerelement 36 beweglich mittels eines Federelements 42 an
dem ersten Lagerelement 32 unverlierbar angeordnet ist.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausrückeinrichtung 10a ist
die erste Eingriffskontur 32a als ein verzahntes, mit dem
Getriebe 34 fest verbundenes Hohlradsegment ausgeführt und
bildet eine ortsfeste Leitkurve. Die zweite, als Zahnradsegment
an dem Kupplungshebel 22 ausgeführte Eingriffskontur 36a stellt
eine Steuerkurve dar, welche bei einer Verschwenkung des Kupplungshebels 22 an
der ersten Eingriffskontur 32a ab rollen kann. Der Kupplungshebel 22 ist
zur Einleitung einer reinen Axialkraft mittig an dem konvex gewölbten Kraftübertragungsbereich 44 des
Ausrückers 18 angeordnet,
so dass in dem gezeigten Axialschnitt dessen Anlageposition 19 auf der
Ausrückachse
liegt. Bei einer Verschwenkbewegung des Kupplungshebels 22 beschreibt
bei dem vorgenannten Radienverhältnis
ein auf dem zweiten Kreis 40 liegender Punkt, welcher hierbei
die Anlageposition 19 des Kupplungshebels 22 am
Ausrücker 18 darstellt,
geometrisch eine Hypozykloide H, die sich hierbei als eine mit der
Ausrückachse
A zusammenfallende Gerade ergibt.
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Das
geometrische Grundprinzip ist nochmals in 2 veranschaulicht.
Es ist dort erkennbar, dass ein auf der Kreislinie 40 liegender
Punkt P beim Abrollen des Kreises 40 auf der Innenseite
der gegenüber
dem Kreis 40 mit dem zweifachen Radius ausgeführten kreisförmigen Leitkurve 38 eine
Gerade H ergibt.
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Bei
einer Verschwenkbewegung des Kupplungshebels 22 in 1 wird
also gegenüber
einem konventionellen Betätigungssystem
die radial von der Ausrückachse
auswandernde Anlageposition 19 infolge einer entgegengerichteten
Bewegung der Lagerstelle 24 auf der Ausrückachse
während
eines Betätigungshubes
beibehalten. Geometrisch bildet der Kupplungshebel 22 für den Leit- 38 und
den Steuerkreis 40 eine Sekante mit dem in 1 dargestellten Sonderfall
einer Kreisdurchmesserlinie, die senkrecht auf der Ausrückachse
steht.
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3 zeigt
eine auf 3 basierende weitere Ausrückeinrichtung 10b,
wobei der Steuerkreis 40 etwas in die der Kupplung abgewandten
Axialrichtung der Ausrück achse
A in der Figur nach rechts abgerollt ist und wobei dadurch der Kupplungshebel 22 eine
Sekante des Leitkreises bildet. Auf diese Weise kann die Lagerstelle 24 näher am Getriebe 34 angeordnet
werden.
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In 4 ist
eine weitere hypozykloidische Ausrückeinrichtung 10c mit
einem dargestellt, wobei hierbei gegenüber den 1 und 3 der
Kupplungshebel 22 in einem Mittenbereich gelagert auf einer
Durchmesserlinie eines Leitkreises 38 angeordnet ist.
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Die
Lagerstelle 24 kann alternativ zu den in den 1, 3 und 4 dargestellten
Ausrückeinrichtungen 10a,
b, c auch so ausgeführt
werden, dass die Eingriffskontur 32a auf der Außenseite
des Leitkreises 38 und die Eingriffskontur 36a auf
der Innenseite des Steuerkreises 40 ausgebildet ist, so dass
sich der Kupplungshebel zusätzlich
zu der Wirkung eines Federelementes 42 an dem Lagerelement 32 entgegen
der Schwerkraft abstützen
kann.
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- 10a,
b, c
- Ausrückeinrichtung
- 18
- Ausrücker
- 19
- Anlageposition
- 20
- Membranfeder
- 22
- Kupplungshebel
- 24
- Lagerstelle
- 26
- Kraftaufnahmebereich
- 28
- Stellglied
- 32
- erstes
Lagerelement
- 32a
- erste
Eingriffskontur
- 33
- Eingriffsbereich
- 34
- Getriebe
- 36
- zweites
Lagerelement
- 36a
- zweite
Eingriffskontur
- 38
- erste
Kreislinie, Leitkreis
- 40
- zweite
Kreislinie, Steuerkreis
- 42
- Federelement
- 44
- Kraftübertragungsbereich
- A
- Ausrückachse
- H
- Hypozykloide
- P
- Punkt
- r,
R
- Radius