DE102014203271A1 - Actuation device for a clutch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Kupplungspedal, welches mit einem entlang einer ersten Längsachse verschiebbaren Kolben aufweisenden Geberzylinder wirkverbunden ist, wobei der Geberzylinder bei Betätigung des Kolbens über eine Druckleitung einen Betätigungsdruck für die Betätigung der Kupplung bereitstellt und erfindungsgemäß mit dem Kupplungspedal ein Betätigungselement betätigbar ist, welches wenigstens eine Bahnkurve aufweist und dass der Kolben des Geberzylinders mit der Bahnkurve des Betätigungselements in Wirkverbindung steht und durch eine Veränderung der Bahnkurve betätigbar ist.The invention relates to an actuating device for a clutch, in particular for motor vehicles, with a clutch pedal which is operatively connected to a master cylinder having a piston which is displaceable along a first longitudinal axis, the master cylinder providing an actuating pressure for actuating the clutch via a pressure line when the piston is actuated and According to the invention, an actuating element can be actuated with the clutch pedal, which has at least one trajectory and that the piston of the master cylinder is operatively connected to the trajectory of the actuating element and can be actuated by changing the trajectory.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung, beispielsweise für eine Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Solche Betätigungseinrichtungen werden etwa auch für Bremspedale verwendet.The invention relates to an actuating device, for example for a clutch, in particular for motor vehicles, according to the preamble of the first claim. Such controls are also used for brake pedals.
Bei einer hydraulischen Betätigung einer Fahrzeugkupplung in einem Kraftfahrzeug wird die Kupplung mittels eines hydraulischen Nehmerzylinders, der über eine hydraulische Druckleitung mit einem Geberzylinder verbunden ist, betätigt. Ein Kolben des Geberzylinders wird über ein Fußpedal, das beispielsweise über eine Schub- oder Kolbenstange mit dem Geberzylinder in Verbindung steht, beaufschlagt. Bei diesen Systemen hängt die Pedalkraft zur Betätigung des Fußpedals von der Kupplungskennlinie ab, wobei über den Betätigungsweg unterschiedliche Pedalkräfte auftreten. Die Kupplungskennlinie und damit auch die Kennlinie der Pedalkraft über den Betätigungsweg können sich z. B. durch Verschleiß der Kupplung ändern.In a hydraulic actuation of a vehicle clutch in a motor vehicle, the clutch is actuated by means of a hydraulic slave cylinder, which is connected via a hydraulic pressure line to a master cylinder. A piston of the master cylinder is acted upon via a foot pedal, which communicates with the master cylinder via a push or piston rod, for example. In these systems, the pedal force for actuating the foot pedal depends on the clutch characteristic, wherein different pedal forces occur over the actuating travel. The clutch characteristic and thus also the characteristic of the pedal force on the actuating travel can be z. B. change due to wear of the clutch.
Um einen möglichst gleichmäßigen Verlauf der Betätigungskraft über den Pedalweg zu erreichen bzw. beim Betätigen der Kupplung die vom Fahrer auf den Pedalhebel aufzubringende Betätigungskraft zu vermindern, sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Lösungen bekannt. Neben verschiedensten Energiespeichern zum Anpassen der Pedalkraft gibt es auch bahngesteuerte Mechanismen, die durch Arbeitsumverteilung funktionieren. Bekannt sind dazu eine Variante, bei der durch Kulissen die Kraftresultierende über die Betätigung verändert wird und ein Zylinder mit variablem Querschnitt. Bei beiden Möglichkeiten wird die Arbeit im System umverteilt. In der Summe bleibt sie gleich.In order to achieve a smooth as possible course of the actuating force on the pedal travel or to reduce the actuation force applied by the driver on the pedal lever when operating the clutch, different solutions are known from the prior art. In addition to various energy storage devices for adjusting the pedal force, there are also path-controlled mechanisms that function through work redistribution. For this purpose, a variant is known in which by scenes the force resultant is changed via the actuation and a cylinder with a variable cross-section. Both options redistribute the work in the system. In sum, it remains the same.
Beispielsweise in der Druckschrift
Zur Kompensation von Kraftspitzen und Glättung des Kraftverlaufs über den Betätigungsweg ist zwischen der Betätigungseinheit und einem gehäusefesten Abstützpunkt, beispielsweise an der Spritzwand der Fahrzeugkarosserie, einem Rahmenteil oder an dem Geberzylindergehäuse direkt eine Kompensationsvorrichtung vorgesehen. Die Beaufschlagungseinrichtung ist in Form eines Geberzylinders, einer Kolbenstange und eines Kolbens ausgebildet. Der Geberzylinder weist an seinem Außenumfang mindestens ein Profilteil auf, auf dem Tragteile mittels der Rollen abrollen. Die Kolbenstange, die den Kolben beaufschlagt und die mit dem Kupplungspedal drehbar verbunden ist, ist an derselben Aufnahme aufgenommen wie die Tragteile. To compensate for force peaks and smoothing the force curve over the actuating travel is provided between the actuator and a housing-fixed support point, for example on the bulkhead of the vehicle body, a frame part or on the master cylinder housing directly a compensation device. The loading device is designed in the form of a master cylinder, a piston rod and a piston. The master cylinder has on its outer circumference at least one profile part, roll on the support members by means of the rollers. The piston rod, which acts on the piston and which is rotatably connected to the clutch pedal, is received on the same receptacle as the supporting parts.
Derartige Einrichtungen zum Anpassen der Pedalkraft/Betätigungskraft können zwar den Kraftverlauf anpassen. Kraftstreuungen durch Abweichungen der Betätigungskraft, die beispielsweise durch Toleranzen der Bauteile entstehen, können sie jedoch nicht ausgleichen. Sind große Abweichungen vorhanden, streuen auch die angepassten Kraftverläufe stark. Zudem sehen bekannte Anpassungsmechanismen häufig keine Nach- bzw. Feststellung der Betätigungseinrichtung in der neuen Position vor.Although such devices for adjusting the pedal force / actuating force can adjust the force curve. Power dispersions due to deviations of the actuating force, which arise for example by tolerances of the components, but they can not compensate. If large deviations are present, the adjusted force courses also scatter strongly. In addition, known adjustment mechanisms often provide no detection of the actuator in the new position.
Deshalb besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine hydraulische Betätigungseinrichtung für eine Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, die eine Betätigung mit variabler Kraft ermöglicht und nachstellbar ist.Therefore, the object of the invention is to provide a hydraulic actuator for a clutch, in particular for motor vehicles, which allows a variable force operation and is adjustable.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved with the features of the first claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Die Betätigungseinrichtung für eine Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wirkt mit einem Kupplungspedal zusammen, welches mit einem entlang einer ersten Längsachse verschiebbaren Kolben aufweisenden Geberzylinder wirkverbunden ist, wobei der Geberzylinder bei Betätigung des Kolbens über eine Druckleitung einen Betätigungsdruck für die Betätigung der Kupplung bereitstellt, und erfindungsgemäß mit dem Kupplungspedal ein Betätigungselement betätigbar ist, welches wenigstens eine Bahnkurve aufweist, wobei der Kolben des Geberzylinders mit der Bahnkurve des Betätigungselements in Wirkverbindung steht und durch bei einer Betätigung des Kupplungspedals indirekt durch eine Veränderung der Bahnkurve des Betätigungselements betätigbar ist. The actuating device for a clutch, in particular for motor vehicles, cooperates with a clutch pedal, which is operatively connected to a piston having a piston displaceable along a first longitudinal axis, wherein the master cylinder upon actuation of the piston via a pressure line provides an actuating pressure for the actuation of the clutch, and according to the invention with the clutch pedal, an actuating element is actuated, which has at least one trajectory, wherein the piston of the master cylinder is in operative connection with the trajectory of the actuating element and indirectly actuated by an actuation of the clutch pedal by a change in the trajectory of the actuating element.
Der Kolben des Geberzylinders wird somit nicht wie üblich mit seiner Kolbenstange direkt am Kupplungspedal befestigt, sondern das Kupplungspedal wirkt indirekt über das Betätigungselement und dessen Bahnkurve auf den Kolben. Dadurch ist es möglich, den Pedalkraftverlauf anzupassen und Kraftdifferenzen der wirkenden Pedalkraft auszugleichen. The piston of the master cylinder is thus not fixed as usual with its piston rod directly on the clutch pedal, but the clutch pedal acts indirectly on the actuator and its trajectory on the piston. This makes it possible to adjust the pedal force curve and compensate for differences in force of the pedal force acting.
Das Betätigungselement ist dabei entlang einer Verschiebeachse relativ zum Geberzylinder verschiebbar, die in einem Winkel zur Längsachse des Geberzylinders liegt, wobei der Geberzylinder bevorzugt in einem Winkel von 90° geneigt zur Verschiebeachse des Betätigungselementes angeordnet ist. Auf dem Betätigungselement werden vorzugsweise mehrere unterschiedliche Kurvenbahnen ausgebildet, die jeweils einem oder mehreren Geberzylindern zugeordnet sein können. The actuating element is displaceable along a displacement axis relative to the master cylinder, which is at an angle to the longitudinal axis of the master cylinder, wherein the master cylinder is preferably arranged at an angle of 90 ° inclined to the displacement axis of the actuating element. On the actuating element, a plurality of different cam tracks are preferably formed, which may each be assigned to one or more master cylinders.
Das Kurvenelement besitzt bevorzugt auf seiner Oberfläche über den Umfang verteilt verschiedene Bahnkurven, wobei mehrere Kolben von mehreren Zylindern mit den Bahnkurven in Wirkverbindung stehen. Die Anzahl der indirekten Zylinder kann dabei beliebig gewählt werden. Der/die Kolben in den Bahnkurven können durch seitliche Führungen an Betätigungselement und/oder am Geberzylinder geführt sein. Beim Weglassen der Führungen erhöht sich die Varianz. The curved element preferably has on its surface distributed over the circumference different trajectories, wherein a plurality of pistons of a plurality of cylinders are in operative connection with the trajectories. The number of indirect cylinders can be chosen arbitrarily. The piston (s) in the trajectories may be guided by lateral guides on the actuator and / or on the master cylinder. By omitting the guides, the variance increases.
Der Kolben des Geberzylinders wird jeweils durch die Federkraft einer Feder in Richtung zum Betätigungselement beaufschlagt und liegt an der Bahnkurve an, so dass ein ständiger Kontakt des Kolbens an der Fläche der Bahnkurve gewährleistet ist. Bei Verschiebung des Betätigungselementes entlang der Verschiebeachse wird jeder Kolben je nach Steigung der Bahnkurve mit einer in Richtung der Längsachse des Geberzylinders entgegen der Federkraft der Feder wirkenden Stellkraft beaufschlagt, die das Verschieben des Kolbens entweder erleichtert oder erschwert. So kann ein variabler Betätigungskraftverlauf erreicht werden. Da es sich um ein Prinzip der Arbeitsumverteilung handelt, muss allerdings die Betätigungsarbeit in der Summe gleich bleiben.The piston of the master cylinder is acted upon in each case by the spring force of a spring in the direction of the actuating element and is applied to the trajectory, so that a continuous contact of the piston is ensured at the surface of the trajectory. Upon displacement of the actuating element along the displacement axis each piston is acted upon by the slope of the trajectory with a force acting in the direction of the longitudinal axis of the master cylinder against the spring force of the spring actuating force, which makes the displacement of the piston either easier or more difficult. So a variable Betätigungskraftverlauf can be achieved. Since this is a principle of redistribution of work, however, the total workload must remain the same.
Im Gegensatz zu anderen Systemen zur Kraftanpassung kann der Betätigungskraftverlauf auch angepasst werden. Eine Kraftabweichung kann hierzu beispielsweise hydraulisch über den Druck in der Druckleitung oder irgendwo im hydraulischen System abgenommen werden. In contrast to other force adjustment systems, the operating force curve can also be adjusted. A force deviation can be removed for this purpose, for example, hydraulically via the pressure in the pressure line or somewhere in the hydraulic system.
Es ist kann beispielsweise ein Stellglied vorgesehen werden, mit welchem bei Drucküberschreitung eine Verdrehung des Betätigungselementes um dessen Verschiebeachse realisiert wird, so dass andere über den Umfang verteilte Kurvenbahnen mit dem/den Kolben in Eingriff kommen. Dabei erfolgt eine Rückkoppelung einer notwendigen Betätigungskraft auf das Stellglied, derart, dass bei Ansteigen der Betätigungskraft über einen bestimmten Schwellwert das Betätigungselement durch das Stellglied von einer aktiven Kurvenbahn, mit welcher der Kolben in Wirkverbindung steht, auf eine andere aktive Kurvenbahn umgestellt wird.It is, for example, an actuator can be provided, with which, when the pressure is exceeded, a rotation of the actuating element is realized about its displacement axis, so that other distributed over the circumference curved paths with the / the piston engage. In this case, there is a feedback of a necessary actuating force to the actuator, such that when the actuating force increases above a certain threshold, the actuator is changed over by the actuator of an active cam track, with which the piston is in operative connection to another active curved path.
Das Stellglied ist bevorzugt in Firm eines Nachstellkolbens ausgebildet, der zwischen der Druckleitung und dem Betätigungselement angeordnet ist und der bei Überschreitung eines vorgegebenen Druckes in der Druckleitung auf das Betätigungselement wirkt. Überschreitet der Druck in der Druckleitung an der Ringfläche des Nachstellkolbens im Nachstellzylinder die Kraft einer Gegenfeder, die über ein Seil und eine Umlenkrolle an den Nachstellkolben gekoppelt ist, wird das Betätigungselement um seine Achse zu einer neuen Kurve verdreht. Damit die Verstellung sich nicht zurückdreht, wird ein Rückschlagventil verwendet, welches zwischen der Druckleitung und dem Nachstellzylinder angeordnet ist. Es öffnet nur bei Drucküberschreitung und ermöglicht dann die Verstellung.The actuator is preferably formed in Firm a Nachstellkolbens, which is arranged between the pressure line and the actuating element and which acts on exceeding a predetermined pressure in the pressure line to the actuating element. Exceeds the pressure in the pressure line on the annular surface of the Nachstellkolbens in Nachstellzylinder the force of a counter-spring, which is coupled via a cable and a pulley to the adjuster, the actuator is rotated about its axis to a new curve. So that the adjustment does not turn back, a check valve is used, which is arranged between the pressure line and the adjusting cylinder. It opens only when pressure is exceeded and then allows the adjustment.
Alternativ können auch ein Sensor oder die Überschreitung einer bestimmten Kraft z.B. Lagerkraft in Kombination mit einem mechanischen oder elektrischen Mechanismus die Aufgabe des Nachstellens übernehmen.Alternatively, a sensor or exceeding a certain force, e.g. Bearing force in combination with a mechanical or electrical mechanism take over the task of readjusting.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine Variante anhand des nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiels dargestellt The invention allows numerous embodiments. To clarify its basic principle, a variant using the embodiment described below is shown
Es zeigen:Show it:
Das Ausrücksystem wird dabei von mindestens einem Geberzylinder, im dargestellten Beispiel von einem ersten Geberzylinder
Zur Anpassung des Betätigungskraftverlaufes wird der hydraulische Druck in der Druckleitung D abgenommen und über ein Rückschlagventil
Alternativ zu der vorgenannt beschriebenen Nachstellung/Drehung des Betätigungselementes können auch gemäß nicht dargestellter Varianten ein oder mehrere Sensoren oder die Überschreitung einer bestimmten Kraft z.B. Lagerkraft in Kombination mit einem mechanischen oder elektrischen Mechanismus die Aufgabe des Nachstellens übernehmen.As an alternative to the adjustment / rotation of the actuating element described above, one or more sensors or the exceeding of a certain force, e.g. Bearing force in combination with a mechanical or electrical mechanism take over the task of readjusting.
Die Anzahl der indirekt wirkenden Geberzylinder kann dabei beliebig gewählt werden. Anstelle der hier dargestellten zwei Geberzylinder
Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung kann auch bei großen Betätigungskraftabweichungen, die beispielsweise durch Bauteiltoleranzen bedingt sind, selbsttätig einen Ausgleich der Kraftdifferenzen und ein Nachstellen der Pedalkraft/Betätigungskraft verwirklichen. Dabei ist der Einsatz der Erfindung als zusätzliche Option bei allen Kupplungspedalen anstelle eines einfachen Kraftkompensationsmechanismus möglich.The actuator according to the invention can be realized even with large operating force deviations, which are caused for example by component tolerances, automatically compensate for the force differences and readjusting the pedal force / actuating force. The use of the invention as an additional option in all clutch pedals instead of a simple force compensation mechanism is possible.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erster Geberzylinder first master cylinder
- 22
- zweiter Geberzylinder second master cylinder
- 33
- Kolben piston
- 44
- Feder feather
- 55
- Betätigungselement actuator
- 66
- Bahnkurve trajectory
- 6.16.1
- Führung guide
- 77
- Rückschlagventil check valve
- 88th
- Nachstellzylinder Nachstellzylinder
- 99
- Nachstellkolben adjustment pistons
- 1010
- Gegenfeder against spring
- 1111
- Seil rope
- 1212
- Umlenkrolle idler pulley
- AA
- Längsachse longitudinal axis
- BB
- Verschiebeachse displacement axis
- DD
- Druckschlauch pressure hose
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150415 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |