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Die Erfindung betrifft einen Hebelaktor, insbesondere zum Betätigen einer Kupplung mit einem Hebel, der auf mindestens einem Auflager aufliegt, das einem bewegbaren Auflagerträger zugeordnet ist, der, zum Beispiel elektromotorisch, angetrieben ist.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2004 009 832 A1 ist ein Hebelsystem zum Betätigen von Kupplungen mit einem Hebel bekannt, der eine erste und eine zweite Seite sowie mindestens einen Auflagepunkt aufweist, der gleichzeitig einen Drehpunkt darstellen kann. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2006 043 330 A1 ist ein Hebelsystem zum Betätigen einer Kupplung mit einem Hebel bekannt, der an einer Seite um ein Gelenk drehbar gelagert ist und mit der anderen Seite in Wirkverbindung mit einem Andrückmittel ist, wobei sich der Hebel mit einem auf einer Kurvenbahn gelegenen Auflagerpunkt an einem in radialer Richtung verschiebbaren Schlitten abstützt, der mittels einer motorisch angetriebenen Spindel verschiebbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hebelaktor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere im Hinblick auf seine Funktion, seine Lebensdauer und/oder seine Herstellbarkeit, weiter zu verbessern und/oder zu vereinfachen.
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Die Aufgabe ist bei einem Hebelaktor, insbesondere zum Betätigen einer Kupplung mit einem Hebel, der auf mindestens einem Auflager aufliegt, das einem bewegbaren Auflagerträger zugeordnet ist, der, zum Beispiel elektromotorisch, angetrieben ist, dadurch gelöst, dass der Auflagerträger mit dem Auflager schwenkbar angeordnet ist. Bei den Hebelaktoren, wie sie zum Beispiel aus den beiden deutschen Offenlegungsschriften
DE 10 2004 009 832 A1 und
DE 10 2006 043 330 A1 bekannt sind, wird die Drehbewegung eines Elektromotors über einen Kugelgewindetrieb in eine Translationsbewegung umgewandelt. Über den Kugelgewindetrieb wird ein auch als Traversewagen bezeichneter Schlitten translatorisch bewegt. An dem Schlitten sind Rollen befestigt, die Auflager für den Hebel beziehungsweise den Schlitten darstellen. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird der bekannte Schlitten beziehungsweise Traversewagen mit dem Kugelgewindetrieb durch einen Schwenkmechanismus ersetzt. Das liefert den Vorteil, dass der Kugelgewindetrieb entfallen kann. Dadurch können die Herstellkosten für den Hebelaktor erheblich reduziert werden. Der Hebel weist an einem Ende vorzugsweise zwei Betätigungsfinger auf, die je nach Kupplung auch als Einrückfinger bezeichnet werden. Das Ende des Hebels mit den Betätigungsfingern liegt, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Lagereinrichtung, an einer Federeinrichtung an, die zum Beispiel als Tellerfeder ausgeführt ist. Eine Betätigungskraft für die Kupplung, insbesondere eine Einrückkraft, wird durch eine vorgespannte Federeinrichtung beziehungsweise Gegenfedereinrichtung aufgebracht, die vorzugsweise in den Hebelaktor integriert ist. Die Vorspannkraft der Federeinrichtung wirkt vorzugsweise auf das den Betätigungsfingern abgewandte Ende des Hebels. Das Auflager beziehungsweise die Auflager ist beziehungsweise sind bewegbar so zwischen den beiden Enden angeordnet, dass der Hebel eine Art Wippe darstellt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelaktors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelaktor zwei Auflagerträger mit jeweils mindestens einem Auflager umfasst, auf dem der Hebel aufliegt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine stabile Abstützung des Hebels im eingebauten Zustand ermöglicht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelaktors ist dadurch gekennzeichnet, dass das Auflager mindestens einen Wälzkörper, wie eine Rolle, umfasst. Der Wälzkörper beziehungsweise die Rolle umfasst zum Beispiel eine Lauffläche für den Hebel und eine Lauffläche für eine Grundplatte. An der Lauffläche für den Hebel liegt der Hebel auf. Mit der Lauffläche für die Grundplatte liegt der Wälzkörper auf der Grundplatte auf.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelaktors ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem beziehungsweise jedem Auflagerträger jeweils mindestens zwei Wälzkörper angebracht sind. Einer der Wälzkörper ist zum Beispiel als Schubrolle ausgeführt, die auf der Grundplatte abrollt. Der andere Wälzkörper ist zum Beispiel als Tragrolle ausgeführt, auf welcher der Hebel aufliegt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelaktors ist dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Auflagerträger schwenkbar angetrieben ist. Einer der beiden Auflagerträger ist zum Beispiel durch einen elektromotorischen Antrieb angetrieben. Der elektromotorische Antrieb greift zum Beispiel an einem im Wesentlichen kreisbogenförmigen Fortsatz an, der von einem der Auflagerträger ausgeht. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Drehbewegung des elektromotorischen Antriebs in eine Schwenkbewegung des Auflagerträgers umgewandelt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelaktors ist dadurch gekennzeichnet, dass beide Auflagerträger schwenkbar angetrieben sind. Dabei können die beiden Auflagerträger durch jeweils einen elektromotorischen Antrieb angetrieben sein. Es ist aber auch möglich, die beiden Auflagerträger durch ein Zugseilsystem über nur einen elektromotorischen Antrieb anzutreiben.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelaktors ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auflagerträger miteinander gekoppelt sind. Durch die Kopplung wird sichergestellt, dass sich die beiden Auflagerträger synchron bewegen, insbesondere verschwenken.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelaktors ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auflagerträger durch ein Zugseilsystem miteinander gekoppelt sind. Das Zuseilsystem umfasst zum Beispiel mindestens ein Zugseil, das zwei im Wesentlichen kreiszylinderförmige Antriebskörper umschlingt, die an den Auflagerträgern befestigt sind. Über das Zugseilsystem kann auf einfache Art und Weise eine Drehbewegung eines elektromotorischen Antriebs in eine Schwenkbewegung der Auflagerträger umgewandelt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelaktors ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Auflagerträger jeweils einen Kopplungsbereich zur Kopplung mit dem anderen Auflagerträger aufweisen. Die Kopplungsbereiche sind vorzugsweise an einander zugewandten Seiten der Auflagerträger angeordnet. Dabei rollen die Kopplungsbereiche vorzugsweise aneinander ab, um eine synchrone Bewegung der beiden Auflagerträger zu erzwingen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelaktors ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsbereiche als ineinander greifende Verzahnungen ausgeführt sind. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine stabile Kopplung der schwenkbewegbaren Auflagerträger dargestellt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hebelaktors schräg von unten bei einem geringen Aktorweg;
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2 dieselbe Ansicht wie in 1 bei einem großen Aktorweg;
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3 den Hebelaktor aus 1 von unten;
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4 den Hebelaktor aus 2 von unten;
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5 den Hebelaktor aus den 1 und 3 schräg von oben;
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6 den Hebelaktor aus den 2 und 4 schräg von oben;
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7 eine ähnliche Ansicht wie in 3 mit einem an einen Auflagerträger angebundenen Antriebsmotor;
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8 einen ähnlichen Hebelaktor wie in den 3 und 4 mit zwei Federeinrichtungen;
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9 einen Hebel für den Hebelaktor in 8;
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10 zwei als Kegelrollen ausgeführte Wälzkörper für den erfindungsgemäßen Hebelaktor;
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11 ein Beispiel für einen Antrieb des Hebelaktors über ein Zugseil und
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12 ein weiteres Beispiel für den Antrieb des Hebelaktors über ein Zugseilsystem mit einem zusätzlichen Ausgleichselement.
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In den
1 bis
6 ist ein Hebelsystem beziehungsweise ein Hebelaktor
1 mit einem Hebel
4 in verschiedenen Ansichten und Zuständen beziehungsweise Stellungen dargestellt. Das Hebelsystem beziehungsweise der Hebelaktor
1 dient zum Betätigen von Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe, insbesondere einem Schaltgetriebe. Das Prinzip eines derartigen Betätigungssystems oder Hebelsystems ist zum Beispiel aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2004 009 832 A1 grundsätzlich bekannt.
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Der Hebel 4 weist an einem Ende zwei Einrückfinger 5, 6 auf. Die Einrückfinger 5, 6 kommen im eingebauten Zustand an einem Betätigungslager zur Anlage. Der Hebel 4 weist an seinem den Einrückfingern 5, 6 abgewandten Ende 8 eine Angriffsfläche für eine Federeinrichtung 10 auf. Die Federeinrichtung 10 umfasst einen Federtopf 12 und wird auch als Gegenfeder bezeichnet.
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Dabei ist die Federeinrichtung 10 so ausgeführt und angeordnet, dass von der Federeinrichtung 10 eine Federkraft auf den Hebel 4 aufgebracht wird, die einer Auflagerkraft entgegenwirkt, die von zwei Auflagerträgern 20, 30 auf den Hebel 4 wirkt. Eine Kupplungskraft, die in Form von zwei Kupplungskraftkomponenten auf die Einrückfinger 5, 6 aufgebracht wird, wirkt in der gleichen Richtung wie die Federkraft.
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Im eingebauten Zustand des Hebelaktors 1 bestimmen die Vorspannkraft der Federeinrichtung 10 und das aus der Position der Auflagerträger 20; 30 resultierende Hebelübersetzungsverhältnis die Größe der Betätigungskraft der Kupplung, die im vorliegenden Beispiel als Einrückkraft bezeichnet wird. Der Begriff Einrückkraft geht darauf zurück, dass die dem Hebelaktor 1 zugeordnete Kupplung normalerweise geöffnet ist und durch den Hebelaktor 1 aktiv geschlossen oder eingerückt wird.
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Die beiden Auflagerträger 20, 30 sind durch ein nur angedeutetes Schwenklager 21, 31 jeweils schwenkbar gelagert. Die zugehörigen Schwenkachsen verlaufen im Wesentlichen quer zu der Haupterstreckungsrichtung des Hebels 4.
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Die Auflagerträger 20, 30 tragen jeweils ein Auflager 23, 33. Die Auflager 23, 33 umfassen jeweils einen Wälzkörper 24, 34, der als Rolle ausgeführt ist. Die Rollen 24, 34 umfassen eine erste Lauffläche, mit der die Rollen auf einer (nicht dargestellten) Grundplatte des Hebelaktors 1 abrollen. Die Rollen 24, 34 umfassen eine zweite Lauffläche, an welcher der Hebel 4 zur Darstellung der Auflager 23, 33 aufliegt.
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Die beiden Schwenklager 21, 31 sind jeweils außen an den Auflagerträgern 20, 30 angeordnet. An ihren einander zugewandten Enden weisen die Auflagerträger 20, 30 jeweils einen Kopplungsbereich 26, 36 auf. Die Kopplungsbereiche 26, 36 sind mit ineinander greifenden Verzahnungen 28, 38 ausgestattet. Durch die ineinander greifenden Verzahnungen 28, 38 wird erreicht, dass die beiden Auflagerträger 20, 30 synchron miteinander um die Schwenklager 21, 31 verschwenken.
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Die Auflagerträger 20, 30 führen die als Rollen ausgeführten Wälzkörper 24, 34 und übertragen im Betrieb eine Vorschubkraft auf die Wälzkörper. Bei dem in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedem Auflagerträger 20, 30 genau ein Wälzkörper 24, 34 zugeordnet. Die Wälzkörper 24, 34 sind etwa in der Mitte des jeweiligen Auflagerträgers 20, 30 auf einem mit dem jeweiligen Auflagerträger verbundenen Stift gelagert. Dabei weisen die Wälzkörper 24, 34 unabhängig voneinander gelagerte Laufflächen für den Hebel 4 und die nicht dargestellte Grundplatte auf.
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Um die Schwenkbewegung der Auflagerträger 20, 30 auszugleichen und Reibungsverluste zu verringern, kann es von Vorteil sein, die Wälzkörper 24, 34 kegelförmig auszuführen. In 10 sind zwei kegelförmige Wälzkörper 65, 66 in der Draufsicht dargestellt. Die beiden Wälzkörper 65, 66 sind um Rollenachsen 67, 68 drehbar, die sich in einem Punkt schneiden.
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Eine Schwenklagerachse 69 verläuft ebenfalls durch den Schnittpunkt der Rollenachsen 67, 68. Dabei ist die Schwenklagerachse 69 senkrecht zu einer Winkelhalbierenden des von den Rollenachsen 67, 68 eingeschlossenen Winkels angeordnet. Ein (in 10 nicht dargestellter) Auflagerträger ist um die Schwenklagerachse 69 schwenkbar. Alternativ kann es von Vorteil sein, die Wälzkörper so schmal wie möglich oder ballig auszuführen, um die Rollreibung zu verringern.
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Zum Betätigen des Hebelaktors 1 dient ein Elektromotor als Antrieb, der einen der oder beide Auflagerträger 20, 30 antreibt. Dabei kann der Antrieb direkt oder über eine Übersetzungsstufe erfolgen. Zur Kopplung des Antriebs mit den Auflagerträgern 20, 30 kann vorteilhaft mindestens einer der Kopplungsbereiche 26, 36 mit der Verzahnung 28, 38 verwendet werden. Zu diesem Zweck können die Kopplungsbereiche 26, 36 mit den Verzahnungen 28, 38 entsprechend verlängert werden.
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In 7 ist dargestellt, dass der Antrieb des Hebelaktors 1 auch über einen Antriebsfortsatz 40 erfolgen kann, der von dem Auflagerträger 20 ausgeht. Der Antriebsfortsatz 40 hat die Gestalt eines Kreisbogens in Verlängerung des Kopplungsbereichs 26. An den Antriebsfortsatz 40 greift eine Antriebsrolle 42 an. Die Antriebsrolle 42 wird zum Beispiel durch einen (nicht dargestellten) Elektromotor angetrieben. Je nach Bedarf können zwischen dem Elektromotor und der Antriebsrolle 42 eine oder mehrere Übersetzungsstufen angeordnet sein.
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In 8 sind zwei Auflagerträger 44, 45 in der Draufsicht dargestellt. Die beiden Auflagerträger 44, 45 sind durch Schwenklager 46, 48 um Schwenkachsen schwenkbar, die senkrecht zur Zeichenebene in 8 angeordnet sind. Jedem Auflagerträger 44, 45 ist ein Wälzkörper zur Darstellung eines Auflagers 47, 49 zugeordnet. Die beiden Auflagerträger 44, 45 sind in einander zugeordneten Kopplungsbereichen 51, 52 durch ineinander greifende Verzahnungen miteinander gekoppelt.
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Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen sind die Auflagerträger 44, 45 mit zwei Federeinrichtungen 54, 55 kombiniert. Das in 8 dargestellte Ausführungsbeispiel mit den beiden Federeinrichtungen 54, 55 liefert unter anderem den Vorteil, dass die Federeinrichtungen 54, 55 näher an einer minimalen Aktorposition beziehungsweise Wälzkörperposition angeordnet werden können. Dabei sind die Auflagerträger 44, 45 so gestaltet, dass sie beim Verschwenken um die Schwenklager 46, 48 beziehungsweise Schwenkachsen nicht mit den Federeinrichtungen 54, 55 kollidieren.
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In 9 ist ein mit den Auflagerträgern 44, 45 und den Federeinrichtungen 54, 55 kombinierbarer Hebel 58 in einer Untersicht dargestellt. Der Hebel 58 ist an seiner dargestellten Unterseite mit Angriffsstellen 56, 57 für die Federeinrichtungen 54, 55 ausgestattet. Dabei werden die Federeinrichtungen 54, 55 vorzugsweise an den Angriffsstellen 56, 57 des Hebels 58 eingehängt, um eine Zugfederkraft auf den Hebel 58 aufzubringen.
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Die beiden Angriffsstellen 56, 57 der Federeinrichtungen 54, 55 sind an einem verbreiterten Ende des Hebels 58 vorgesehen, das in 9 unten angeordnet ist. An einem in 9 oberen Ende des Hebels 58 sind zwei Betätigungsfinger 59, 60 ausgebildet. Darüber hinaus sind an der dargestellten Unterseite des Hebels 58 Wälzbahnen 61, 62 für die Wälzkörper der Auflager 47, 49 der Auflagerträger 44, 45 aus 8 vorgesehen. Der Verlauf der Rollenbahnen oder Wälzbahnen 61, 62 verdeutlicht, dass die Wälzkörper oder Rollen der Auflager 47, 49 näher an die Federeinrichtungen 54, 55 herangefahren werden können als bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen.
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In den 11 und 12 sind alternative Ausführungsbeispiele angedeutet, wie die Antriebskraft zum Erzeugen einer Schwenkbewegung von Auflagerträgern 71, 72 mit Hilfe von Zugseilen 75; 77, 78 aufgebracht werden kann. Die nicht näher dargestellten Auflagerträger 71, 72 sind zu diesem Zweck mit Antriebskörpern 73, 74 ausgestattet, die im Wesentlichen die Gestalt von geraden Kreiszylindern aufweisen. Die Schwenkachsen der Auflagerträger 71, 72 sind durch Punkte angedeutet. Das bedeutet, dass die Schwenkachsen 81, 82 Zylinderachsen der kreiszylinderförmigen Antriebskörper 73, 74 entsprechen.
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Bei dem in 11 dargestellten Ausführungsbeispiel umschlingt das Zugseil 75 die beiden Antriebskörper 73, 74. Ein Ende des Zugseils 75 ist an dem Antriebskörper 73 befestigt. Auf das andere Ende des Zugseils 75 kann, wie durch einen Pfeil 76 angedeutet ist, eine Zugkraft aufgebracht werden, um die beiden Auflagerträger 71, 72 synchron gegeneinander zu verschwenken.
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Bei dem in 12 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeweils eines der Zugseile 77, 78 mit einem Ende an einem der Antriebskörper 73, 74 befestigt. Die beiden anderen Enden der Zugseile 77, 78 sind an den freien Enden eines Ausgleichselements 79 befestigt. Über das Ausgleichselement 79 kann, wie durch einen Pfeil 80 angedeutet ist, eine Zugkraft auf die beiden Antriebskörper 73, 74 aufgebracht werden, um diese synchron gegeneinander zu verschwenken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hebelaktor
- 4
- Hebel
- 5
- Einrückfinger
- 6
- Einrückfinger
- 8
- Ende
- 10
- Federeinrichtung
- 12
- Federtopf
- 20
- Auflagerträger
- 21
- Schwenklager
- 23
- Auflager
- 24
- Wälzkörper
- 26
- Kopplungsbereich
- 28
- Verzahnung
- 30
- Auflagerträger
- 31
- Schwenklager
- 33
- Auflager
- 34
- Wälzkörper
- 36
- Kopplungsbereich
- 38
- Verzahnung
- 40
- Antriebsfortsatz
- 42
- Antriebsrolle
- 44
- Auflagerträger
- 45
- Auflagerträger
- 46
- Schwenklager
- 47
- Auflager
- 48
- Schwenklager
- 49
- Auflager
- 51
- Kopplungsbereich
- 52
- Kopplungsbereich
- 54
- Federeinrichtung
- 55
- Federeinrichtung
- 56
- Angriffsstelle
- 57
- Angriffsstelle
- 58
- Hebel
- 59
- Betätigungsfinger
- 60
- Betätigungsfinger
- 61
- Wälzbahn
- 62
- Wälzbahn
- 65
- Wälzkörper
- 66
- Wälzkörper
- 67
- Rollenachse
- 68
- Rollenachse
- 69
- Schwenklagerachse
- 71
- Auflagerträger
- 72
- Auflagerträger
- 73
- Antriebskörper
- 74
- Antriebskörper
- 75
- Zugseil
- 76
- Pfeil
- 77
- Zugseil
- 78
- Zugseil
- 79
- Ausgleichselement
- 80
- Pfeil
- 81
- Schwenkachse
- 82
- Schwenkachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004009832 A1 [0002, 0004, 0027]
- DE 102006043330 A1 [0002, 0004]
