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Die Erfindung betrifft ein Betätigungssystem für eine Drehmomentübertragungseinrichtung, wie eine Kupplung, mit einem Hebelaktor, der einen Hebel umfasst mit: einem Aktorbereich, in welchem durch einen Aktor eine Aktorkraft auf den Hebel aufgebracht wird; einem Abstützbereich, in welchem der Hebel abgestützt ist; und einem zwischen dem Aktorbereich und dem Abstützbereich angeordneten Kraftangriffsbereich, über den eine Betätigungskraft auf die Drehmomentübertragung aufgebracht wird.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 054 301 A1 ist ein gattungsgemäßes Betätigungssystem bekannt. Bei dem bekannten Betätigungssystem ist ein Einrückhebel schwenkbar an einem Abstützkörper abgestützt. An einem Betätigungsende des Einrückhebels greift ein Betätigungskolben an, mit dem eine Kupplung über den Einrückhebel betätigt wird. Die Betätigungskraft oder Aktorkraft wirkt in einer axialen Richtung im Wesentlichen senkrecht zu dem Einrückhebel. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 055 907 A1 ist eine elektromotorische Antriebseinheit zum Betätigen einer Kupplung mit einem Gewindetrieb bekannt, der in einer Stellereinheit aufgenommen ist, die über den Gewindetrieb antreibbar ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 248 494 A1 ist eine Scharnierlageranordnung und Betätigungsvorrichtung für eine Kupplungseinrichtung bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Betätigungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe ist bei einem Betätigungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Aktor in einer, bezogen auf den Abstützbereich, radialen Richtung bewegbar ist. Durch eine Bewegung des Aktors in radialer Richtung bewegt sich der Betätigungsbereich des Hebels auf einer Kreisbahn um den Abstützbereich. Durch die Erfindung wird ein vereinfachter Hebelaktor mit einer definierten Kinematik geschaffen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor einen Traversenwagen umfasst, durch den eine im Wesentlichen senkrecht zu der radialen Richtung wirkende Aktorkraft auf den Hebel aufgebracht wird. Die Aktorkraft wird vorzugsweise über Rollen auf den Hebel aufgebracht, die an dem Traversenwagen drehbar angebracht sind.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel in dem Abstützbereich gelagert ist. Der Hebel ist in dem erfindungsgemäßen Betätigungssystem in dem Abstützbereich axial fixiert und nicht nur abgestützt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel in dem Abstützbereich durch ein Gelenk gelagert ist. Das Gelenk ist zum Beispiel als Kugelgelenk oder Scharniergelenk ausgeführt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen dem Aktorbereich, dem Kraftangriffsbereich und dem Abstützbereich so mit der Anordnung eines Gelenkzentrums des Gelenks abgestimmt sind, dass der Kraftangriffsbereich eine minimale Bewegung in der radialen Richtung ausführt. Dadurch kann der Verschleiß im Betrieb des Betätigungssystems reduziert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ein Gelenkstück umfasst, an dem der Hebel in dem Abstützbereich angelenkt ist. Das Gelenkstück ist teilweise kugelförmig ausgebildet und befindet sich in Anlage mit einer Art Gelenkpfanne, die in dem Abstützbereich an dem Hebel ausgebildet ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel in dem Abstützbereich durch eine Gelenkfeder in Anlage an dem Gelenkstück gehalten ist. Die Gelenkfeder kann aus Federblech gebildet sein, ähnlich einer gebogenen Blattfeder.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkstück und/oder die Gelenkfeder an einem Trägerelement befestigt sind/ist. Das Trägerelement ist vorzugsweise als Trägerblech ausgeführt und, zum Beispiel durch Nietverbindungselemente oder Schrauben, an einer Getriebeglocke befestigt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aktorbereich an dem Hebel eine Aktorfeder angreift, die den Hebel mit einer in oder parallel zu der radialen Richtung wirkenden Federkraft beaufschlagt. Durch die Aktorfeder wird der Hebel auf einfache Art und Weise flexibel an den Aktor angebunden. Dadurch wird zum einen eine Transportsicherung für den Hebel geschaffen. Darüber hinaus kann durch die Aktorfeder eine Rückstellkraft auf den Hebel aufgebracht werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aktorfeder als Zugfeder ausgeführt ist. Die Aktorfeder ist vorzugsweise als Schraubenfeder ausgeführt und mit einem Ende an den Aktorbereich des Hebels angebunden. Das andere Ende der Aktorfeder ist vorzugsweise an ein Aktorgehäuse angebunden.
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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 vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Betätigungssystems;
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2 ein Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems aus 1 im Längsschnitt und
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3 eine perspektivische Darstellung des Betätigungssystems aus 2.
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In 1 ist ein Betätigungssystem 1 mit einem Hebelaktor 4 schematisch dargestellt. Der Hebelaktor 4 umfasst einen Hebel 5, der durch einen Aktor 10 bewegbar ist, um eine Kupplung zu betätigen.
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Der Hebel 5 umfasst an einem Ende einen Aktorbereich 11, an welchem der Aktor 10 angreift. An seinem anderen Ende weist der Hebel 5 einen Abstützbereich 12 auf, an welchem der Hebel 5 an eine Tragstruktur, insbesondere eine Getriebeglocke, angelenkt ist. Zwischen dem Aktorbereich 11 und dem Abstützbereich 12 weist der Hebel 5 einen Kraftangriffsbereich 14 auf, über den eine Betätigungskraft von dem Hebel 5 auf die Kupplung, insbesondere auf ein entsprechendes Betätigungslager der Kupplung und unter Zwischenschaltung einer Tellerfeder, aufgebracht wird.
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Durch einen Pfeil 16 ist eine Betätigungskraft angedeutet, die über den Hebel 5 auf die Kupplung aufgebracht wird. Eine Wirkungslinie der Betätigungskraft 16 ist durch eine strichpunktierte Linie 17 angedeutet.
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Die Anbindung des Hebels 5 mit seinem Abstützbereich 12 an die Tragstruktur erfolgt durch ein Gelenk 20 mit einem Gelenkzentrum 22. Durch einen Pfeil 24 ist eine Lagerkraft angedeutet, die sich parallel zu der Betätigungskraft 16 erstreckt.
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Der Aktor 10 umfasst einen Traversenwagen 30, der auf einer Grundplatte 31 verfahrbar ist. Durch eine Linie 32 mit einem Doppelpfeil ist angedeutet, dass der Traversenwagen 30 auf der Grundplatte 31 hin und her bewegbar ist. Die Richtung, in welcher sich die Linie 32, bezogen auf das Gelenk, erstreckt, wird auch als radiale Richtung bezeichnet.
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Durch einen weiteren Pfeil 33 ist angedeutet, dass der Aktor 10 über eine Spindel durch einen elektromotorischen Antrieb in Bewegung versetzt werden kann. An dem Traversenwagen 30 sind Rollen 34 angebracht, über die eine durch einen Pfeil 35 angedeutete Aktorkraft auf den Aktorbereich 11 des Hebels 5 aufgebracht wird.
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Bei dem Bezugszeichen 40 ist eine zweite Extremstellung des Traversenwagens angedeutet. Beim Verfahren des Traversenwagens 30, 40 wird über die Rollen 34, 44 eine Bewegung des Hebels 50 um das Gelenkzentrum 22 bewirkt. Die zugehörige Aktorkraft ist durch einen gestrichelten Pfeil 45 angedeutet.
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Durch einen Kreisbogen 51 ist eine Auflagerfläche für ein Betätigungslager der Kupplung angedeutet. Bei einer Bewegung des Hebels 40, 50 bewegt sich die Auflagerfläche 51 auf einem weiteren Kreisbogen 52 um das Gelenkzentrum 22 herum. Durch Bemaßungspfeile 54 ist der Einrückweg der Kupplung angedeutet.
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Durch weitere Bemaßungspfeile 56 ist ein Radialweg angedeutet, der sich bei einer Bewegung des Hebels 40, 50 ergibt. Durch eine Auslegung des Gelenkzentrums 22 auf die Höhe eines mittleren Hubes der Kupplung kann der Radialweg 56 klein gehalten werden. Dadurch wird der Verschleiß, der sich aus einer Relativbewegung zwischen dem Hebel 5 und dem Betätigungslager ergibt, minimiert.
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In den 2 und 3 ist ein Betätigungssystem 81 mit einem Hebelaktor 84 in zwei verschiedenen Ansichten dargestellt. Der Hebelaktor 84 umfasst einen Hebel 85, der durch einen Aktor 90 betätigt wird. Der Hebel 85 ist als Blechteil mit einem Aktorbereich 91, einem Abstützbereich 92, und einem Kraftangriffsbereich 94 ausgeführt.
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In dem Aktorbereich 91 wird durch den Aktor 90 eine Aktorkraft auf den Hebel 85 aufgebracht. In dem Abstützbereich 92 ist der Hebel 85 durch ein Gelenk 100 schwenkbar oder drehbar gelagert. Zwischen dem Aktorbereich 91 und dem Abstützbereich 92 weist der Hebel 85 eine Aussparung 95 auf, die zum Durchführen einer Getriebeeingangswelle (nicht dargestellt) dient.
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Die Aussparung 95 wird von zwei Verbindungsstegen 96, 97 begrenzt. Die Verbindungsstege 96, 97 weisen zwei den Kraftangriffsbereich 94 darstellende Anlageflächen für ein Betätigungslager einer Kupplung auf. Über den Kraftangriffsbereich 94 wird eine durch den Aktor 90 erzeugte Betätigungskraft von dem Hebel 85 auf das Betätigungslager der Kupplung übertragen. Das Betätigungslager ist, zum Beispiel über Tellerfedern, mit einer Druckplatte der Kupplung gekoppelt.
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Der Aktor 90 umfasst einen Traversenwagen 110, der auf einer Grundplatte 111 auf das Gelenk 100 zu und von dem Gelenk 100 weg bewegbar ist. Zu diesem Zweck sind an dem Traversenwagen 110 zwei Rollen 114, 115 angebracht.
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Der Aktor 90 umfasst des Weiteren ein Aktorgehäuse 120, das zusammen mit der Grundplatte 111 an einer (nicht dargestellten) Getriebeglocke befestigt wird. In dem Aktorgehäuse 120 ist der Traversenwagen 110 durch eine Aktorspindel 122 angetrieben. Die Aktorspindel 122 ist unter Zwischenschaltung einer Kugellagerung so mit einer Führungshülse 124 gekoppelt, dass eine Drehbewegung der Aktorspindel 122 in eine Bewegung der Führungshülse 124 auf das Gelenk 100 zu oder von dem Gelenk 100 weg umgewandelt wird.
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Die Aktorspindel 122 wird über einen (nicht dargestellten) Elektromotor in Drehung versetzt. Der Hebel 85 liegt mit seinem Aktorbereich 91 so auf den Rollen 114, 115 auf, dass der Hebel 85 im Gegenuhrzeigersinn um das Gelenk 100 verschwenkt wird, wenn der Traversenwagen 110 mit den Rollen 114, 115 auf das Gelenk 100 zu bewegt wird.
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Der Hebel 85 weist an seinem dem Gelenk 100 abgewandten Ende ein Durchgangsloch 128 auf, das zum Einhängen einer Aktorfeder 130 dient. Die Aktorfeder 130 ist als Schraubenzugfeder mit zwei Enden 131, 132 ausgeführt. Das Ende 132 der Aktorfeder 130 ist in das Durchgangsloch 128 des Hebels 85 eingehängt. Das Ende 131 der Aktorfeder 130 ist in ein Durchgangsloch 129 eingehängt, das in dem Aktorgehäuse 120 vorgesehen ist.
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Die Aktorfeder 130 dient vorzugsweise als Transportsicherung für den Hebel 85. Die Aktorfeder 130 unterstützt aber ebenfalls ein Zurückfahren des Aktors 90 beziehungsweise des Traversenwagens 110, wenn die Kupplung geöffnet wird.
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Das Gelenk 100 umfasst ein Gelenkstück 140 mit einer kugelabschnittsförmigen Oberfläche, die in einer Gelenkpfanne 141 angeordnet ist. Die Gelenkpfanne 141 ist in dem Abstützbereich 92 an dem Hebel 85 ausgebildet. Durch eine Gelenkfeder 142 werden das Gelenkstück 140 und die Gelenkpfanne 141 zusammengehalten.
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Die Gelenkfeder 142 ist aus einem gebogenen Federblech gebildet, welches das Gelenk 100 umgreift. Ein Ende der Gelenkfeder 142 ist mit Hilfe einer Nietverbindung an einem Trägerelement 144 befestigt. Das Trägerelement 144 ist als Blechteil ausgeführt und mit Hilfe von zwei Befestigungslaschen 146, 147 an der Getriebeglocke befestigbar.
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Als Gelenkfeder 142 kann auch eine Blattfeder dienen, die über drei Anbindungspunkte verfügt. Zwischen diesen Anbindungspunkten ist die Blattfeder vorteilhaft so ausgedünnt, dass sie weich gegen Torsion ist. Dadurch wird eine Kippbewegung oder Schwenkbewegung des Hebels 85 in dem Gelenk 100 ermöglicht, wobei er gleichzeitig in Position gehalten wird.
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Das erfindungsgemäße Betätigungssystem 1; 81 wird vorzugsweise bei automatisierten Schaltgetrieben sowie bei Doppelkupplungsbetätigungssystemen eingesetzt. Der Aktor 10; 90 mit dem Traversenwagen 30; 110, der eine Laufbahn in dem Hebel 5; 85 abfährt, stellt eine Reibeinrichtung dar. Durch die Kennlinie der Laufbahn kann in axialer Richtung; also senkrecht zu der radialen Richtung, die ausgehend von dem Gelenk 100 definiert ist, ein Hub ausgeführt werden, der die Reibeinrichtung betätigt.
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Durch die Erfindung wird eine definierte Kinematik geschaffen, wodurch der Verschleiß über die Lebensdauer minimiert werden kann. Darüber hinaus werden günstige Hebelverhältnisse ermöglicht, wodurch die an dem Traversenwagen 30; 110 in axialer Richtung angreifenden Kräfte minimiert werden können. Dabei können besonders vorteilhaft kostspielige sowie logistisch aufwendige Komponenten entfallen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung des Gelenks 100 auf der dem Aktor 10; 90 abgewandten Seite der Getriebeeingangswelle ermöglicht eine Hubbewegung in der Achse der Getriebeeingangswelle, wobei große radiale Wege verhindert werden. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Anordnung eine unerwünschte Hysterese sowie Reibung an der Führungshülse 124 des Traversenwagens 110 reduziert. Des Weiteren wird durch die erfindungsgemäße Anordnung des Aktorbereichs 11; 91, des Abstützbereichs 12; 92 und des Kraftangriffsbereichs 14; 94 ein unerwünschtes schräges Betätigen der Kupplung vermieden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Betätigungssystem
- 4
- Hebelaktor
- 5
- Hebel
- 10
- Aktor
- 11
- Aktorbereich
- 12
- Abstützbereich
- 14
- Kraftangriffsbereich
- 16
- Pfeil
- 17
- Wirkungslinie
- 20
- Gelenk
- 22
- Gelenkzentrum
- 24
- Pfeil
- 30
- Traversenwagen
- 31
- Grundplatte
- 32
- Linie
- 33
- Pfeil
- 34
- Rolle
- 35
- Pfeil
- 40
- Traversenwagen
- 44
- Rolle
- 45
- Pfeil
- 50
- Hebel
- 51
- Kreisbogen
- 52
- Kreisbogen
- 54
- Bemaßungspfeile
- 56
- Bemaßungspfeile
- 81
- Betätigungssystem
- 84
- Hebelaktor
- 85
- Hebel
- 90
- Aktor
- 91
- Aktorbereich
- 92
- Abstützbereich
- 94
- Kraftangriffsbereich
- 95
- Aussparung
- 96
- Verbindungssteg
- 97
- Verbindungssteg
- 100
- Gelenk
- 110
- Traversenwagen
- 111
- Grundplatte
- 114
- Rolle
- 115
- Rolle
- 120
- Aktorgehäuse
- 122
- Aktorspindel
- 124
- Führungshülse
- 128
- Durchgangsloch
- 129
- Durchgangsloch
- 130
- Aktorfeder
- 131
- Ende
- 132
- Ende
- 140
- Gelenkstück
- 141
- Gelenkpfanne
- 142
- Gelenkfeder
- 144
- Trägerelement
- 146
- Befestigungslasche
- 147
- Befestigungslasche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010054301 A1 [0002]
- DE 102009055907 A1 [0002]
- DE 102010248494 A1 [0002]
