DE102011083531A1

DE102011083531A1 - Clutch release fork lever for starting clutch in powertrain of vehicle, has base portion that is provided with end sections and center section with recess

Info

Publication number: DE102011083531A1
Application number: DE102011083531A
Authority: DE
Inventors: Christian Schäfer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-03-28

Abstract

The fork lever (10) has a base portion (12) that is provided with end sections (16,18) and a center section (14) with recess (20). The base portion is made of reinforced plastic material. Recesses (36,46) are formed in end sections. Stiffing ribs (26,28) are extended between two axial ends of main portion.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausrückhebel für eine Fahrzeugkupplung, beispielsweise für eine Anfahrkupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Grundkörper, der einen Mittelabschnitt mit einer Ausnehmung und einen ersten sowie einen zweiten Endabschnitt aufweist.The invention relates to a release lever for a vehicle clutch, for example, for a starting clutch in a drive train of a motor vehicle, having a base body having a central portion with a recess and a first and a second end portion.

Bei einer hydraulisch betätigbaren Kupplung wirkt zur Betätigung derselben ein Stößel eines Nehmerzylinders auf einen Kupplungsausrückhebel, der üblicherweise als Guss- bzw. Blechumformteil hergestellt ist. Dieser Kupplungsausrückhebel weist einen Mittelabschnitt und zwei daran anschließende Endabschnitte auf. Im Mittelabschnitt ist eine zentrale Ausnehmung ausgebildet, in der ein Ausrücklager aufgenommen ist. Ein mittels des Ausrückhebels axial verschiebbarer Bestandteil dieses Ausrücklagers ist mit dem Rand der Ausnehmung des Langlochs des Ausrückhebels beweglich verbunden. An einem axialen Endabschnitt des Ausrückhebels ist eine erste Kugelpfanne ausgebildet, die zur gelenkigen Aufnahme des Kugelkopfes eines Kugelbolzens dient, der mit einer Gehäusewand fest verbunden ist und ein Schwenklager für den Ausrückhebel bildet. An dem gegenüber liegenden Endabschnitt des Ausrückhebels ist eine zweite Kugelpfanne ausgebildet, die zur Aufnahme und Führung eines endseitig halbkugelförmigen Stößels des Nehmerzylinders der hydraulischen Kupplungsbetätigungsvorrichtung dient.In a hydraulically actuated clutch acts to actuate the same a plunger of a slave cylinder on a clutch release lever, which is usually made as a cast or Blechumformteil. This clutch release lever has a central portion and two adjoining end portions. In the middle section, a central recess is formed, in which a release bearing is received. An axially displaceable by means of the release lever part of this release bearing is movably connected to the edge of the recess of the elongated hole of the release lever. At an axial end portion of the release lever, a first ball socket is formed, which serves for the articulated receiving the ball head of a ball stud, which is fixedly connected to a housing wall and forms a pivot bearing for the release lever. At the opposite end portion of the release lever, a second ball socket is formed, which serves for receiving and guiding a hemispherical end tappet of the slave cylinder of the hydraulic clutch actuating device.

Bei einer ersten Ausführungsform mit einer rein metallischen Kugelpfanne ist der gehäusefeste Kugelbolzen mit einem reibungreduzierenden Kunststoff beschichtet, während bei einer zweiten Bauform die Reibung mit Hilfe einer an den Grundkörper des Ausrückhebels montierten Kunststoffgleitschale verringert wird, die dann mit einem unbeschichteten, metallischen Kugelbolzen gepaart werden kann. Der Ausrückhebel ist an dem gehäusefesten Kugelbolzen gegen ein Abheben von demselben üblicherweise durch ein zusätzliches Sicherungselement, wie zum Beispiel eine Feder, gesichert. Es ist auch möglich, an der Kugelpfanne für die Lagerung des Stößels des Nehmerzylinders eine Gleitschale an dem Ausrückhebel zu befestigen. Weiter können Ausrückhebel am Verbindungsbereich zu dem Ausrücklager dort zusätzlich befestigte Verstärkungsbleche aufweisen.In a first embodiment with a purely metallic ball socket of the housing-fixed ball pin is coated with a friction-reducing plastic, while in a second design, the friction is reduced by means of a mounted on the main body of the release lever plastic sliding, which can then be paired with an uncoated metallic ball stud , The release lever is secured to the housing-fixed ball pin against lifting of the same usually by an additional securing element, such as a spring. It is also possible to attach to the ball socket for the storage of the plunger of the slave cylinder, a sliding cup on the release lever. Furthermore, release levers at the connection area to the release bearing can additionally have reinforced reinforcement plates there.

Aus der DE 103 60 279 A1 ist ein als Metall-Kunststoff-Verbundteil ausgeführter Ausrückhebel bekannt, der in einer Ausführungsvariante einen tiefgezogenen, wannenförmigen Grundkörper aus Stahlblech aufweist, welcher mit einem Kunststoffkörper aus einem hitzebeständigen Kunststoff versteift ist, um im Vergleich zu Hebeln aus Vollmetall eine Gewichtsreduzierung zu erzielen.From the DE 103 60 279 A1 a designed as a metal-plastic composite part release lever is known, which has a deep-drawn, trough-shaped body made of sheet steel, which is stiffened with a plastic body made of a heat-resistant plastic in order to achieve a weight reduction compared to levers made of solid metal.

Die DE 10 2006 050 956 A1 offenbart eine hydraulisch betätigbare Ausrückvarrichtung, bei der sowohl ein Betätigungskolben als auch das Kolbengehäuse eines Nehmerzylinders aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sind. Bei dem eingesetzten Kunststoffmaterial kann es sich beispielsweise um einen zumindest teilweise mit Metalleinlagen verstärkten Kunststoff oder einen Faserverbundwerkstoff handeln. Der Ausrückhebel selbst ist jedoch als rein metallisches Blechformteil ausgeführt.The DE 10 2006 050 956 A1 discloses a hydraulically actuatable Ausrückvarrichtung in which both an actuating piston and the piston housing of a slave cylinder are made of a plastic material. The plastic material used may be, for example, a plastic reinforced at least partially with metal inserts or a fiber composite material. The release lever itself, however, is designed as a purely metallic sheet metal part.

Die bekannten Ausrückhebel müssen aufgrund der zu übertragenden hohen mechanischen Lasten üblicherweise recht massiv ausgeführt sein und weisen demzufolge ein vergleichsweise hohes Gewicht auf. Darüber hinaus handelt es sich bei den bekannten Ausrückhebeln um komplexe Zusammenbauteile mit einer Vielzahl von Einzelkomponenten, wie zum Beispiel Gleitschalen, Verstärkungsblechen, Sicherungsfedern und dergleichen. Hierdurch erhöhen sich auch deren Montageaufwand sowie das Risiko von Montage- bzw. Einbaufehlern.The known release lever must be performed quite massive due to the high mechanical loads to be transmitted usually and thus have a relatively high weight. In addition, the known release levers are complex assembly parts having a plurality of individual components, such as sliding shells, reinforcement plates, securing springs and the like. This also increases their assembly costs and the risk of assembly or installation errors.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ausrückhebel für eine Kupplung vorzuschlagen, der bei geringem Gewicht vergleichsweise große mechanische Kräfte ertragen kann, der kostengünstig herstellbar ist, und der mit geringem Montageaufwand und kleiner Fehlerrate in eine druckmittelbetriebene Kupplungsbetätigungsvorrichtung integriert werden kann.The invention is therefore based on the object to provide a clutch release lever for a clutch that can withstand relatively high mechanical forces at low weight, which is inexpensive to produce, and can be integrated with low assembly costs and low error rate in a fluid-operated clutch actuator.

Die Erfindung geht demnach von aus von einem Ausrückhebel für eine Fahrzeugkupplung, beispielsweise für eine Anfahrkupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Grundkörper, der einen Mittelabschnitt mit einer Ausnehmung und einen ersten sowie einen zweiten Endabschnitt aufweist. Zur Lösung der Aufgabe ist bei diesem Ausrückhebel vorgesehen, dass der Grundkörper einstückig ausgebildet und vollständig aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt ist.The invention is therefore based on a release lever for a vehicle clutch, for example for a starting clutch in a drive train of a motor vehicle, with a base body having a central portion with a recess and a first and a second end portion. To solve the problem is provided in this release lever, that the main body is formed in one piece and made entirely of a fiber-reinforced plastic material.

Der bevorzugt vollständig aus einem kohlefaserverstärkten Thermoplast gefertigte Ausrückhebel weist im Vergleich zu bekannten Ausrückhebeln in Metall-Bauweise oder Metall-Kunststoff-Bauweise eine signifikante Gewichtsreduzierung bei einer zugleich hohen mechanischen Belastbarkeit auf. Aufgrund des einstückigen Aufbaus des Ausrückhebels vereinfacht sich seine Herstellung und seine Ausfallwahrscheinlichkeit sinkt.The preferably completely made of a carbon fiber reinforced thermoplastic release lever has in comparison to known release levers in metal construction or metal-plastic construction on a significant weight reduction with a high mechanical load capacity at the same time. Due to the one-piece construction of the release lever simplifies its production and its probability of failure decreases.

Zumindest die Herstellung des Grundkörpers des Ausrückhebels erfolgt in einem geeigneten Umformprozess, beispielsweise durch Tiefziehen von so genannten ”Organe”-Blechen, die aus kohlefaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffmaterialien gebildet sind. Diese in der Regel plattenförmigen ”Organe”-Bleche sind als Halbzeuge in großer Variationsbreite verfügbar. Zum Umformen werden die Halbzeuge bis auf ihre Plastifizierungstemperatur erhitzt und zum Beispiel durch Tiefziehen in einem geeigneten Werkzeug in die gewünschte Form gebracht.At least the preparation of the main body of the release lever takes place in a suitable forming process, for example by deep drawing of so-called "organs" sheets, which are formed from carbon fiber reinforced thermoplastic plastic materials. These usually plate-shaped "organs" sheets are as semi-finished in large Variation width available. For forming, the semi-finished products are heated to their plasticizing temperature and brought into the desired shape, for example by deep drawing in a suitable tool.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kunststoffmaterial mit parallel zueinander sowie in Längsrichtung des Ausrückhebels ausgerichteten Verstärkungsfasern armiert ist. Derartig angeordnet Verstärkungsfasern erlauben im Idealfall eine kraftflussgerechte Ausgestaltung der Armierung im Ausrückhebel und können beispielsweise in einer Vielzahl von Windungen jeweils parallel beabstandet zu einer Außenumfangskontur des Grundkörpers des Ausrückhebels verlaufen. Alternativ dazu kann die Armierung unter Verwendung eines Verstärkungsfasergewebes, Verstärkungsfasergeflecht oder Verstärkungsfasergelege gebildet sein, welches in das Matrixmaterial des ”Organe”-Blechs eingebettet ist.According to one embodiment, it is provided that the plastic material is reinforced with reinforcing fibers oriented parallel to one another and in the longitudinal direction of the release lever. Such arranged reinforcing fibers allow in the ideal case a power flow-fair design of the reinforcement in the release lever and, for example, in a plurality of turns each parallel spaced to an outer peripheral contour of the main body of the release lever. Alternatively, the reinforcement may be formed using a reinforcing fiber fabric, reinforcing fiber braid or reinforcing fiber scrim embedded in the matrix material of the "organs" sheet.

Als Alternative zu den bevorzugt eingesetzten Kohlefasern kommen z. B. Glasfasern, Aramid^®-Fasern, Kevlar^®-Fasern, Basaltfasern oder Naturfasern in Betracht. Als matrixbildende thermoplastische Kunststoffe sind beispielsweise Polyphenylensulfit (PPS), Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyetherketonketon (PEKK) geeignet, die über ausgezeichnete mechanische Eigenschaften sowie eine beispielsweise für Kraftfahrzeuge hinreichende Temperaturbeständigkeit verfügen.As an alternative to the carbon fibers preferably used z. As glass fibers, Aramid ^® fibers, Kevlar ^® fibers, basalt fibers or natural fibers into consideration. Polyphenylene sulfite (PPS), polyether ether ketone (PEEK) or polyether ketone ketone (PEKK) are suitable as matrix-forming thermoplastics, for example, which have excellent mechanical properties as well as sufficient temperature resistance, for example for motor vehicles.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Ausrückhebel Versteifungsrippen aufweist, die sich mit oder ohne Unterbrechung durch die im Mittelabschnitt ausgebildete Ausnehmung von dem einen axialen Ende bis zu dem anderen axialen Ende des Ausrückhebels erstrecken. Es ist auch möglich, dass sich hinsichtlich der Breite des Ausrückhebels weiter innen angeordnete Versteifungsrippen lediglich bis zur genannten Ausnehmung erstrecken. Die Versteifungsrippen können im Bereich einer Unterseite oder der Oberseite des Ausrückhebels angeordnet sein.According to a further embodiment it can be provided that the release lever has stiffening ribs which extend with or without interruption through the recess formed in the central portion of the one axial end to the other axial end of the release lever. It is also possible that with respect to the width of the release lever further inside stiffening ribs extend only to said recess. The stiffening ribs may be arranged in the region of a lower side or the upper side of the release lever.

Die Versteifungsrippen werden vorzugsweise während des Tiefziehprozesses des ”Organo”-Blechs zur Ausbildung des Ausrückhebels an diesem ausgebildet. Alternativ dazu können die Versteifungsrippen auch nach dem Tiefziehen des Grundkörpers des Ausrückhebels hergestellt werden, zum Beispiel durch Anspritzen von thermoplastischem Kunststoffmaterial an den Grundkörper. Hierfür kommt bevorzugt derselbe thermoplastische Kunststoff zum Einsatz, der auch als Matrixmaterial für den Grundkörper dient.The stiffening ribs are preferably formed during the deep drawing process of the "Organo" sheet to form the release lever thereon. Alternatively, the stiffening ribs can be made even after deep drawing of the main body of the release lever, for example by molding thermoplastic material to the base body. For this purpose, preferably the same thermoplastic used, which also serves as a matrix material for the body.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Versteifungsrippen als separate Komponenten hergestellt und mittels geeigneter Fertigungsverfahren in den durch Tiefziehen umgeformtem Grundkörper integriert werden, was beispielsweise durch ein Schweißverfahren erfolgen kann. Zur Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit des Ausrückhebels sind die Versteifungsrippen vorzugsweise mit den gleichen Verstärkungsfasern wie der Grundkörper armiert.It can further be provided that the stiffening ribs are produced as separate components and integrated by means of suitable manufacturing processes in the formed by thermoforming body, which can be done for example by a welding process. To increase the mechanical strength of the release lever, the stiffening ribs are preferably reinforced with the same reinforcing fibers as the main body.

Alternativ dazu oder zusätzlich können die Versteifungsrippen bereichsweise mit Metalleinlagen ausgerüstet sein. Hierdurch lässt sich dessen Verschleißfestigkeit erhöhen, beispielsweise im Bereich der am Mittelabschnitt des Ausrückhebels ausgebildeten Ausnehmung, also dort, wo der Ausrückhebel mit dem axial beweglichen Teil des Ausrücklagers in Kontakt ist. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass diese Metalleinlagen für die Übertragbarkeit der auf den Ausrückhebel wirkenden Kräfte nicht notwendig sind, sondern lediglich dazu dienen, die Reibverschleißfestigkeit des Ausrückhebels im Bereich der Ausrücklagers zu erhöhen.Alternatively or additionally, the stiffening ribs may be partially equipped with metal inserts. In this way, its wear resistance can be increased, for example in the region of the recess formed on the middle section of the release lever, ie where the release lever is in contact with the axially movable part of the release bearing. However, it is expressly pointed out that these metal inserts are not necessary for the transferability of the forces acting on the release lever, but merely serve to increase the Reibverschleißfestigkeit the release lever in the release bearing.

Nach einer anderen Weiterbildung des Ausrückhebels gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass im Bereich seines ersten und zweiten Endabschnittes jeweils mindestens eine Vertiefung ausgebildet ist. Die bevorzugt ungefähr halbkugelförmigen, muldenförmigen Vertiefungen dienen einerseits zur Aufnahme eines gehäusefest angeordneten Kugelbolzens sowie andererseits zur Aufnahme des kugelförmigen Endes eines Betätigungsstößels eines Nehmeraktuators. Deren Funktion wurde eingangs dargelegt.According to another embodiment of the release lever according to the invention it is provided that in each case at least one recess is formed in the region of its first and second end portion. The preferably approximately hemispherical, trough-shaped depressions serve on the one hand to receive a ball pin arranged fixed to the housing and on the other hand to receive the spherical end of an actuating tappet of a slave actuator. Their function has been explained in the beginning.

Zumindest die Vertiefung im Bereich des ersten Endabschnittes des Ausrückhebels, also dort, wo der gehäusefest angeordnete Kugelbolzen am Ausrückhebel angreift, weist dieser vorzugsweise eine Gleitschale mit integrierter Verliersicherung auf. Die Gleitschale kann dabei in die Vertiefung des Ausrückhebels verlierfest eingesetzt sein. Durch die integrierte Verliersicherung wird ein Abheben des Ausrückhebels vom gehäusefesten Kugelbolzen verhindert. Die Gleitschale mit integrierter Verliersicherung kann zum Beispiel einstückig aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder anderen Kunststoffen gebildet sein, die ein möglichst reibungs- und verschleißarmes Zusammenwirken mit dem metallischen Kugelbolzen erlauben.At least the recess in the region of the first end portion of the release lever, ie where the ball stud arranged fixed to the housing acts on the release lever, this preferably has a sliding shell with integrated captive protection. The sliding shell can be inserted into the recess of the release lever losierfest. The integrated captive safety device prevents lifting of the release lever from the ball pin fixed to the housing. The sliding shell with integrated captive protection can for example be integrally formed of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE) or other plastics, which allow friction and wear as little as possible interaction with the metallic ball stud.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Gleitschale ein integraler Bestandteil des einstückig ausgebildeten Ausrückhebels ist. Dafür kann die Gleitschale mit der integrierten Verliersicherung aus demselben kohlefaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffmaterial oder mit anderen Arten von Verstärkungsfasern wie der Grundkörper des Ausrückhebels hergestellt sein. Die Gleitschale kann bereits während des Tiefziehprozesses mit in den Grundkörper integriert werden. Alternativ dazu ist es möglich, die Gleitschale als ein separates Bauteil mittels eines geeigneten Fertigungsprozesses, beispielsweise durch Anspritzen, Verschweißen oder dergleichen, in einem nachgeschalteten Fertigungsschritt auszubilden.It is particularly advantageous if the sliding cup is an integral part of the integrally formed release lever. For the sliding shell with the integrated captive can be made of the same carbon fiber reinforced thermoplastic material or other types of reinforcing fibers as the body of the release lever. The sliding shell can already be integrated into the basic body during the deep-drawing process. Alternatively, it is possible to use the sliding cup as a separate component a suitable manufacturing process, for example, by injection molding, welding or the like, form in a downstream manufacturing step.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Ausrückhebels sieht vor, dass die Verliersicherung mit mindestens drei Schnappnasen gebildet ist. Diese elastisch federnden Schnappnasen ermöglichen eine verliersichere, rastende Aufnahme des Kugelbolzens in der kalottenförmigen Vertiefung des ersten Endabschnitts des Ausrückhebels. Nach dem Eindrücken eines Kugelbolzens besteht aufgrund der Rastwirkung der Schnappnasen zumindest bereichsweise ein Form- und Kraftschluss zwischen dem Ausrückhebel und dem Kugelbolzen.A further advantageous embodiment of the release lever provides that the captive is formed with at least three snap-action lugs. These elastically resilient snap lugs allow a captive, latching recording of the ball pin in the dome-shaped recess of the first end portion of the release lever. After pressing a ball pin is due to the locking action of the snap lugs at least partially a positive and frictional connection between the release lever and the ball pin.

Die Ausnehmung im Mittelabschnitt des Ausrückhebels ist bevorzugt als Langloch mit einer näherungsweise ovalen Innenkontur ausgebildet. Das Langloch dient wie eingangs ausgeführt zur Aufnahme des axial beweglichen Bauteils eines Ausrücklagers. Vorzugsweise sind die Versteifungsrippen auf beiden Seiten des Langloches so bemessen, dass sie zusätzlich die Funktion von bereits erwähnten Verstärkungsblechen bei den herkömmlichen Ausrückhebeln übernehmen können. Zu diesem Zweck können insbesondere in die betreffenden, an das Langloch angrenzenden Versteifungsrippen Verstärkungsfasern und/oder zusätzlich Metalleinlagen eingebettet sein.The recess in the middle section of the release lever is preferably designed as a slot having an approximately oval inner contour. The slot is used as initially mentioned for receiving the axially movable member of a release bearing. Preferably, the stiffening ribs on both sides of the elongated hole are dimensioned so that they can additionally take over the function of already mentioned reinforcing plates in the conventional release levers. For this purpose, reinforcing fibers and / or additional metal inserts can be embedded in particular in the respective stiffening ribs adjacent to the slot.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Ausrückhebels ist die Ausnehmung zumindest abschnittweise von einem verdickten Innenrand eingefasst. Der verdickte Innenrand bewirkt eine Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit des Ausrückhebels und insbesondere eine Optimierung der notwendigen Schnittstelle zu dem Ausrücklager.According to a further advantageous embodiment of the release lever, the recess is at least partially enclosed by a thickened inner edge. The thickened inner edge causes an increase in the mechanical strength of the release lever and in particular an optimization of the necessary interface to the release bearing.

Gemäß einer anderen Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper zumindest abschnittweise von einem Außenrand umgeben ist, der wie eine umfangsseitige Versteifungsrippe von der Oberseite oder Unterseite des Grundkörpers vorzugsweise rechtwinklig absteht. Durch den so geformten Außenrand wird eine Erhöhung der Verwindungssteifigkeit um die Längs- und die Querachse des Ausrückhebels erzielt. Insbesondere im Bereich des Langloches, also dort, wo der Ausrückhebel in dem das Langloch umgebenden Bereich vergleichsweise wenig Material aufweist, können auch im Innenrand und/oder im Außenrand ergänzend zur Faserarmierung oder alternativ zu dieser zumindest abschnittweise Metalleinlagen vorgesehen sein. Anstelle von Metalleinlagen können auf die langen Seiten des Langlochs des Ausrückhebels aufgeclipste metallische Verstärkungsbleche verwendet werden, die den Kontakt zu dem beweglichen Teil des Ausrücklagers realisieren, so dass der Ausrückhebel an sich als ein reines Faserverbundbauteil ausgebildet ist.According to another embodiment it can be provided that the base body is at least partially surrounded by an outer edge, which protrudes like a circumferential stiffening rib from the top or bottom of the body preferably at right angles. By thus shaped outer edge an increase in the torsional rigidity around the longitudinal and the transverse axis of the release lever is achieved. In particular in the region of the elongated hole, that is to say where the release lever has comparatively little material in the region surrounding the slot, metal inserts may also be provided in the inner edge and / or outer edge in addition to the fiber reinforcement or alternatively at least in sections. Instead of metal inserts, clipped metallic reinforcing plates may be used on the long sides of the slot of the disengagement lever to make contact with the movable part of the disengagement bearing, so that the disengagement lever itself is formed as a pure fiber composite component.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform weiter erläutert. Darin zeigt:The invention will be explained below with reference to the accompanying drawings on an embodiment. It shows:

1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Ausrückhebels von oben, 1 a simplified perspective view of the release lever according to the invention from above,

2 eine schematische perspektivische Ansicht des Ausrückhebels von unten, 2 a schematic perspective view of the release lever from below,

3 eine Draufsicht des Ausrückhebels von unten, 3 a top view of the release lever from below,

4 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch den Ausrückhebel entlang der Schnittlinie IV-IV gemäß 3, und 4 a simplified sectional view through the release lever along the section line IV-IV according to 3 , and

5 eine vergrößerte Schnittdarstellung durch den Ausrückhebel entlang der Schnittlinie V-V gemäß 3. 5 an enlarged sectional view through the release lever along the section line VV according to 3 ,

1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Ausrückhebel 10, der einen Grundkörper 12 mit einem Mittelabschnitt 14 aufweist, an den sich ein erster Endabschnitt 16 und an der axial gegenüberliegenden Seite ein zweiter Endabschnitt 18 anschließt. Im Mittelabschnitt 14 ist ein Langloch 20 ausgebildet, welches zur beweglichen Aufnahme des axial beweglichen Bauteils eines Ausrücklagers dient. Eine Oberseite 22 des Ausrückhebels 10 ist im Wesentlichen glatt und frei von Versteifungsrippen. 1 shows an inventively designed release lever 10 , the one main body 12 with a middle section 14 has, to which a first end portion 16 and on the axially opposite side, a second end portion 18 followed. In the middle section 14 is a slot 20 formed, which serves for the movable recording of the axially movable member of a release bearing. A top 22 the release lever 10 is essentially smooth and free of stiffening ribs.

Der Ausrückhebel 10 besteht vollständig aus einem kohlefaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffmaterial. Die Herstellung des Ausrückhebels 10 kann zum Beispiel durch Tiefziehen eines so genannten ”Organo”-Blechs erfolgen. Bei solchen ”Organo”-Blechen handelt es sich um plattenförmige Halbzeuge aus einem kohlefaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffmaterial, die in einer großen Variationsvielfalt verfügbar sind. Diese ”Organo”-Bleche lassen sich unter Wärmezufuhr mittels geeigneter Umformverfahren, insbesondere mittels Tiefziehen, in nahezu jede Form bringen. Anstelle von Kohlefasern können diese ”Organo”-Bleche auch mit Glasfasern, Aramid^®-Fasern, Kevlar^®-Fasern, Basaltfasern oder Naturfasern armiert sein. Als matrixbildende thermoplastische Kunststoffe finden in ”Organo”-Blechen unter anderem Hochleistungsthermoplaste wie PPS, PEEK oder PEKK Verwendung, die über hervorragende mechanische Eigenschaften und eine hohe Temperaturbeständigkeit verfügen, was insbesondere bei der Verwendung des Ausrückhebels 10 im Bereich eines Verbrennungsmotors im Antriebsstranges eines Kraftfahrzeugs von Bedeutung ist.The release lever 10 consists entirely of a carbon fiber reinforced thermoplastic material. The production of the release lever 10 can be done for example by deep drawing of a so-called "Organo" sheet. Such "Organo" sheets are plate-shaped semi-finished products made of a carbon fiber reinforced thermoplastic material, which are available in a wide variety of variations. These "Organo" sheets can be brought under heat by means of suitable forming, in particular by deep drawing, in almost any shape. Instead of carbon fibers, these "Organo" sheet pans may be Kevlar ^® fibers, basalt fibers or natural fibers reinforced with glass fibers, aramid fibers ^®. High performance thermoplastics such as PPS, PEEK or PEKK are used as matrix-forming thermoplastics in "Organo" sheets, which have excellent mechanical properties and high temperature resistance, which is particularly the case when using the release lever 10 in the field of an internal combustion engine in the drive train of a motor vehicle is of importance.

2 zeigt den Ausrückhebel in einer perspektivischen Darstellung von unten gesehen. Der Ausrückhebel 10 verfügt im Bereich seiner Unterseite 24 über mehrere Versteifungsrippen, von denen lediglich zwei repräsentativ für alle Übrigen die Bezugsziffern 26 und 28 tragen. Die Versteifungsrippe 26 ist im ersten Endabschnitt 16 ausgebildet, während sich die zweite Versteifungsrippe 28 im Bereich des zweiten Endabschnittes 18 befindet. Beide Versteifungsrippen 26, 28 enden jeweils an dem Langloch 20, es können aber auch von einem axialen Ende bis zu dem gegenüberliegenden axialen Ende des Ausrückhebels reichende Versteifungsrippen vorhanden sein. 2 shows the release lever in a perspective view seen from below. The release lever 10 features in the area of its underside 24 over several stiffening ribs, of which only two are representative of all the others the reference numerals 26 and 28 wear. The stiffening rib 26 is in the first end section 16 formed while the second stiffening rib 28 in the region of the second end portion 18 located. Both stiffening ribs 26 . 28 each end at the slot 20 but it can also be present from an axial end to the opposite axial end of the release lever reaching stiffening ribs.

Das Langloch 20 ist von einem Innenrand 30 umgeben, während der Grundkörper 12 einen Außenrand 32 aufweist. Sowohl der Innenrand 30 als auch der Außenrand 32 stehen wie Wände etwa senkrecht von der Unterseite 24 des Ausrückhebels 10 ab und dienen zur Versteifung des Ausrückhebels 10, wobei der Innenrand 30 darüber hinaus zur Schaffung einer mechanischen Anbindung zum nicht dargestellten Ausrücklager bestimmt ist.The slot 20 is from an inner edge 30 surrounded while the main body 12 an outer edge 32 having. Both the inner edge 30 as well as the outer edge 32 stand like walls about perpendicular from the bottom 24 the release lever 10 from and serve to stiffen the release lever 10 , where the inner edge 30 beyond that is intended to provide a mechanical connection to the release bearing, not shown.

Im Bereich des ersten Endabschnittes 16 des Ausrückhebels 10 befindet sich ein massiver, ebener Verstärkungsbereich 34, in dem eine in etwa kalottenförmige (sphärische) Vertiefung 36 mit einer Gleitschale 38 eingearbeitet ist, die über eine integrierte Verliersicherung 40 verfügt. Die Verliersicherung 40 weist mehrere Schnappnasen auf, von denen hier lediglich zwei, stellvertretend für die übrigen, mit den Bezugsziffern 42, 44 versehen wurden. Die kalottenförmige Gleitschale 38 dient zur rastenden Aufnahme eines nicht dargestellten gehäusefesten Kugelbolzens. Im Bereich des zweiten Endabschnittes 18 verfügt der Ausrückhebel 10 über eine weitere halbkugelförmige bzw. kalottenförmige Vertiefung 46, die zur mechanischen Anbindung eines endseitig kugelkopfförmigen Stößels eines Nehmeraktuators eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders oder dergleichen dient.In the area of the first end section 16 the release lever 10 There is a massive, flat reinforcement area 34 in which an approximately dome-shaped (spherical) depression 36 with a sliding cup 38 is incorporated, which has an integrated captive 40 features. The captive 40 has several snap-on lugs, of which only two, representing the rest, with the reference numerals 42 . 44 were provided. The dome-shaped slip bowl 38 serves for latching receiving a housing-fixed ball pin, not shown. In the area of the second end section 18 has the release lever 10 via another hemispherical or dome-shaped depression 46 , which is used for the mechanical connection of a ball-end-shaped plunger of a slave actuator of a hydraulic or pneumatic cylinder or the like.

Sowohl die Versteifungsrippen 26, 28 als auch der Innenrand 30, der Außenrand 32 sowie der Verstärkungsbereich 34 werden bei der Herstellung des Ausrückhebels 10 bevorzugt integral im Zuge des Tiefziehprozesses zur Herstellung des Grundkörpers 12 zeitgleich mit ausgebildet. Alternativ dazu können die genannten Komponenten auch als separate Bauteile, in einem dem Tiefziehprozess nachgeschalteten Herstellungsschritt hergestellt werden. In diesem Fall wird vorzugsweise dasselbe Kunststoffmaterial, das auch zur Herstellung des Grundkörpers 12 Verwendung findet, benutzt.Both the stiffening ribs 26 . 28 as well as the inner edge 30 , the outer edge 32 as well as the reinforcement area 34 be in the production of the release lever 10 preferably integrally in the course of the deep drawing process for the production of the basic body 12 at the same time trained. Alternatively, the components mentioned can also be produced as separate components in a production step following the deep-drawing process. In this case, preferably the same plastic material, which is also used to produce the main body 12 Use, uses.

Der Innenrand 30 sowie die Versteifungsrippen in diesem Bereich können zusätzlich oder alternativ zu der Armierung mit Kohlefasern mit eingespritzten metallischen Einlegern ausgerüstet sein, um das mechanische Koppelstück zu dem nicht dargestellten Ausrücklager im Bereich des Langlochs 20 zu optimieren. Es können aber auch metallische Bleche auf den Innenrand 30 des Ausrückhebels 10 aufgeclipst werden, wie eingangs schon ausgeführt wurde.The inner edge 30 as well as the stiffening ribs in this area, in addition to or as an alternative to the reinforcement, can be equipped with carbon fibers with injected metallic inserts, around the mechanical coupling piece to the release bearing, not shown, in the region of the oblong hole 20 to optimize. But it can also metallic sheets on the inner edge 30 the release lever 10 be clipped, as already stated.

Die Gleitschale 38 ist bevorzugt mit einem reibungs- und verschleißmindernden Kunststoff, wie zum Beispiel PE, PP oder PTFE, hergestellt und wird bevorzugt während oder nach dem Abschluss der Herstellung des Grundkörpers 12 (einschließlich Versteifungsrippen, Innenrand und Außenrand) mittels eines geeigneten Herstellungsverfahrens, zum Beispiel durch Anspritzen oder Einschmelzen, in diesen mit integriert. Alternativ dazu kann für die Gleitschale 38, einschließlich der Verliersicherung 40, dasselbe Kunststoffmaterial zum Einsatz kommen, das auch für die Herstellung des Grundkörpers 12 Verwendung findet. In dieser Konstellation kann es erforderlich sein, einen mit der Gleitschale zu paarenden Kugelkopf eines Kugelbolzens zumindest bereichsweise mit einer reibungsmindernden Beschichtung zu versehen.The slip bowl 38 is preferably made with a friction and wear-reducing plastic, such as PE, PP or PTFE, and is preferred during or after completion of the manufacture of the body 12 (Including stiffening ribs, inner edge and outer edge) by means of a suitable manufacturing process, for example by injection or melting, integrated with them. Alternatively, for the slip bowl 38 including the captive 40 , the same plastic material are used, which also for the production of the body 12 Use finds. In this constellation, it may be necessary to provide a ball head of a ball pin to be paired with the sliding shell at least in regions with a friction-reducing coating.

Die 3 zeigt eine Draufsicht auf den Ausrückhebel 10 von unten. Ein Koordinatensystem 50 veranschaulicht die Lage der Komponenten im Raum. Eine X-Achse des Koordinatensystems 50 verläuft parallel zu einer nicht bezeichneten Längsachse des Ausrückhebels 10, während eine Y-Achse des Koordinatensystems 50 in einer gleichfalls nicht bezeichneten Querrichtung hierzu verläuft, und die Z-Achse senkrecht auf der Unterseite 24 des Ausrückhebels 10 steht sowie in Richtung zu der hier nicht sichtbaren Oberseite des Ausrückhebels 10 weist.The 3 shows a plan view of the release lever 10 from underneath. A coordinate system 50 illustrates the location of the components in the room. An X-axis of the coordinate system 50 runs parallel to an unspecified longitudinal axis of the release lever 10 while a y-axis of the coordinate system 50 in a likewise not designated transverse direction extends thereto, and the Z-axis perpendicular to the underside 24 the release lever 10 stands and in the direction of the not visible here top of the release lever 10 has.

Der Mittelabschnitt 14 des Ausrückhebels 10 verfügt über eine näherungsweise rechteckförmige Umfangskontur, wobei der Außenrand 32 beidseitig des Langlochs 20 jeweils leicht bogenförmig gekrümmt verläuft. Der erste Endabschnitt 16 ist im Wesentlichen trapezförmig ausgebildet, während der zweite Endabschnitt 18 über eine näherungsweise rechteckförmige Außenkontur verfügt. Die axialen Enden der Endabschnitte 16, 18 sind abgerundet. Die Umfangskontur des Ausrückhebels 10 ist frei von Absätzen und Stufen, um die Entstehung von Kerbspannungen und eine damit einhergehende Rissbildung zu verhindern.The middle section 14 the release lever 10 has an approximately rectangular peripheral contour, with the outer edge 32 on both sides of the slot 20 each slightly curved arcuate runs. The first end section 16 is substantially trapezoidal, while the second end portion 18 has an approximately rectangular outer contour. The axial ends of the end sections 16 . 18 are rounded. The peripheral contour of the release lever 10 is free of heels and steps to prevent the formation of notch tensions and the associated cracking.

Ferner ist der 3 zu entnehmen, dass das Langloch 20, einschließlich des Innenrandes 30, näherungsweise oval ausgebildet ist. Die Gleitschale 38 ist in der Vertiefung 36 des Verstärkungsbereichs 34 des ersten Endabschnittes 16 aufgenommen und darin fest verankert. Die Verliersicherung 40 der Gleitschale 38 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel sechs Schnappnasen, von denen lediglich zwei Schnappnasen 42, 44 eine Bezugsziffer tragen. Im zweiten Endabschnitt 18 ist die zweite Vertiefung 46 ausgebildet. Wirksame Hebellängen des ersten und des zweiten Endabschnittes 16, 18 sowie des jeweils zugehörigen hälftigen Mittelabschnittes 14 sind in Bezug auf den Nullpunkt des Koordinatensystems 50 bzw. eines nicht bezeichneten Mittelpunktes des Langloches 20 ungefähr gleich.Furthermore, the 3 to see that the slot 20 , including the inner edge 30 is formed approximately oval. The slip bowl 38 is in the depression 36 of the amplification area 34 the first end portion 16 recorded and firmly anchored therein. The captive 40 the slip bowl 38 includes in the illustrated embodiment six snap-action lugs, of which only two snap-noses 42 . 44 carry a reference number. In the second end section 18 is the second depression 46 educated. Effective lever lengths of the first and second end sections 16 . 18 and the respective associated half-middle section 14 are in relation to the zero point of the coordinate system 50 or an unspecified center of the slot 20 about the same.

Abweichend vom hier beschriebenen Ausführungsbeispiel kann auch in der Vertiefung 46 im zweiten Endabschnitt 18 eine Gleitschale mit oder ohne integrierter Verliersicherung befestigt sein. Darüber hinaus kann die Gleitschale eine von der kalottenförmigen räumlichen Gestalt abweichende Form aufweisen.Deviating from the embodiment described here can also in the recess 46 in the second end section 18 be mounted a sliding shell with or without integrated captive. In addition, the sliding shell may have a deviating from the dome-shaped spatial shape shape.

4 zeigt eine vereinfachte Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie IV-IV gemäß 3. Das Koordinatensystem 50 veranschaulicht erneut die Lage der Komponenten im Raum. Im Bereich der Vertiefungen 36, 46 der Endabschnitte 16, 18 ist auf der Oberseite 22 des Ausrückhebels 10 jeweils eine kegelstumpfförmige Aufdickung 52, 54 vorgesehen. Die beiden unterseitigen Aufdickungen 52, 54 dienen unter anderem zur Verstärkung des Ausrückhebels 10 im Bereich der Vertiefungen 36, 46 und erlauben darüber hinaus eine ausreichende Tiefe der Vertiefungen 36, 46. Die Oberseite 22 sowie die Unterseite 24 des Ausrückhebels 10 weisen zumindest abschnittsweise einen leicht geschwungenen bzw. wellenförmigen Verlauf auf. Darüber hinaus besteht aufgrund der in Bezug zur X-Achse des Koordinatensystems 50 näherungsweise leicht S-förmig geschwungenen Ausgestaltung des zweiten Endabschnittes 18 des Ausrückhebels 10 zwischen der tiefsten Stelle der kalottenförmigen Gleitschale 38 sowie der tiefsten Stelle der kegelförmigen Vertiefung 46 ein kleiner Vertikalversatz 56. 4 shows a simplified cross-sectional view along the section line IV-IV according to 3 , The coordinate system 50 again illustrates the location of the components in the room. In the area of the depressions 36 . 46 the end sections 16 . 18 is on the top 22 the release lever 10 each a frusto-conical thickening 52 . 54 intended. The two underside thickenings 52 . 54 serve among other things to reinforce the release lever 10 in the area of the depressions 36 . 46 and also allow a sufficient depth of the wells 36 . 46 , The top 22 as well as the bottom 24 the release lever 10 have at least partially a slightly curved or wavy course. In addition, it exists due to the relative to the X-axis of the coordinate system 50 approximately slightly S-shaped curved configuration of the second end portion 18 the release lever 10 between the lowest point of the dome-shaped sliding shell 38 and the lowest point of the conical depression 46 a small vertical offset 56 ,

5 zeigt eine vergrößerte Querschnittdarstellung durch den ersten Endabschnitt 16 des Ausrückhebels 10 gemäß der Schnittlinie V-V aus 3. Die Gleitschale 38 ist mittels eines geeigneten Herstellungsverfahrens in der Vertiefung 36 des Verstärkungsbereichs 34 des ersten Endabschnittes 16 des Ausrückhebels 10 fest verankert. Dies kann beispielsweise durch Um- oder Anspritzen mit dem Kunststoffmaterial des Ausrückhebels 10 erfolgen. Alternativ dazu kann die Gleitschale 38 mit dem Ausrückhebel 10 auch thermisch gefügt, beispielsweise verschweißt sein. 5 shows an enlarged cross-sectional view through the first end portion 16 the release lever 10 according to the section line VV 3 , The slip bowl 38 is by means of a suitable manufacturing process in the well 36 of the amplification area 34 the first end portion 16 the release lever 10 firmly anchored. This can be done, for example, by molding or spraying with the plastic material of the release lever 10 respectively. Alternatively, the slip bowl 38 with the release lever 10 thermally joined, for example, be welded.

Die Verliersicherung 40 der Gleitschale 38 weist mehrere kleine Schnappnasen auf, von denen hier lediglich die beiden Schnappnasen 42, 44 mit einer Bezugsziffer versehen sind. Darüber hinaus sind exemplarisch die Versteifungsrippe 26 sowie eine weitere Versteifungsrippe 58 dargestellt, welche insbesondere eine Erhöhung der Biegesteifigkeit des Ausrückhebels 10 um die Y-Achse des Koordinatensystems 50 bewirken. Im eingeschnappten Zustand besteht zwischen der kalottenförmigen Gleitschale 38 und den Schnappnasen 42, 44 sowie einem nicht dargestellten Kugelbolzen zumindest bereichsweise ein Form- und Kraftschluss, der den Ausrückhebel 10 über den Kugelbolzen beispielsweise an einem Getriebegehäuse festhält.The captive 40 the slip bowl 38 has several small snap noses, of which only the two snap noses 42 . 44 are provided with a reference numeral. In addition, examples are the stiffening rib 26 and another stiffening rib 58 shown, which in particular an increase in the bending stiffness of the release lever 10 around the Y-axis of the coordinate system 50 cause. When snapped in, there is a dome-shaped sliding cup 38 and the snap-noses 42 . 44 and a ball pin, not shown, at least partially a positive and non-positive, the release lever 10 holds over the ball pin, for example, to a transmission housing.

Der vollständig, d. h. durchgängig aus einem kohlefaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffmaterial gefertigte Ausrückhebel 10 erlaubt im Vergleich zu bekannten Ausrückhebeln eine signifikante Gewichtsreduzierung bei einer zugleich unverändert hohen mechanischen Belastbarkeit. Darüber hinaus vereinfacht sich aufgrund der einstückigen Ausführung der Einbau, insbesondere die Integration in den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wobei zugleich die Ausfallwahrscheinlichkeit aufgrund der verminderten Anzahl von zu montierenden Einzelkomponenten abnimmt.The complete, ie consistently made of a carbon fiber reinforced thermoplastic plastic material release lever 10 allows in comparison to known release levers a significant weight reduction at the same time a high mechanical strength. In addition, due to the one-piece design of the installation, in particular the integration into the drive train of a motor vehicle simplified, at the same time the probability of failure decreases due to the reduced number of individual components to be mounted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Ausrückhebelrelease lever
1212: Grundkörperbody
1414: Mittelabschnittmidsection
1616: Erster Endabschnitt des AusrückhebelsFirst end portion of the release lever
1818: Zweiter Endabschnitt des AusrückhebelsSecond end portion of the release lever
2020: LanglochLong hole
2222: Oberseitetop
2424: Unterseitebottom
2626: Versteifungsrippestiffening rib
2828: Versteifungsrippestiffening rib
3030: Innenrand am LanglochInside edge at the slot
3232: Außenrand des GrundkörpersOuter edge of the main body
3434: Verstärkungsbereichgain range
3636: Vertiefung am ersten EndabschnittDepression on the first end section
3838: Gleitschalesliding
4040: Verliersicherungcaptive
4242: Schnappnasesnap lug
4444: Schnappnasesnap lug
4646: Vertiefung am zweiten EndabschnittRecess at the second end portion
5050: Koordinatensystemcoordinate system
5252: Aufdickung am ersten EndabschnittThickening at the first end section
5454: Aufdickung am zweiten EndabschnittThickening at the second end portion
5656: Vertikalversatzvertical offset
5858: Versteifungsrippestiffening rib

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10360279 A1 [0004]
DE 102006050956 A1 [0005]

Claims

Release lever ( 10 ) for a vehicle clutch, for example for a starting clutch in a drive train of a motor vehicle, with a basic body ( 12 ), which has a middle section ( 14 ) with a recess ( 20 ) and a first and a second end portion ( 16 . 18 ), characterized in that the basic body ( 12 ) is integrally formed and made entirely of a fiber-reinforced plastic material.

Release lever according to claim 1, characterized in that the plastic material is reinforced with parallel to each other and in the longitudinal direction of the release lever aligned reinforcing fibers.

Release lever according to claim 1 or 2, characterized in that these stiffening ribs ( 26 . 28 . 58 ), with or without interruption by the recess ( 20 ) between the two axial ends of the release lever ( 10 ).

Release lever according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the region of the first and the second end portion ( 16 . 18 ) at least one depression ( 36 . 46 ) is trained.

Release lever according to claim 4, characterized in that at least the recess ( 36 ) in the region of the first end portion ( 16 ) a slip bowl ( 38 ) with integrated captive safety device ( 40 ) having.

Release lever according to claim 5, characterized in that the sliding shell ( 38 ) into the depression ( 36 ) is inserted without loss, or that the sliding cup is an integral part of the integrally formed release lever.

Release lever according to claim 5 or 6, characterized in that the captive ( 40 ) of the slip bowl ( 38 ) at least three snap-action lugs ( 42 . 44 ) having.

Release lever according to one of claims 1 to 7, characterized in that the basic body ( 12 ) at least in sections from an outer edge ( 32 ) is surrounded, which like a peripheral stiffening rib from one side (top or bottom) of the body ( 12 ) projects at right angles.