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Die Erfindung betrifft eine Hystereseerzeugungsvorrichtung, insbesondere für den Einsatz in Verbindung mit einer Pedalbetätigung, insbesondere für ein Pedal zur Betätigung eines Aggregats eines Kraftfahrzeugs.
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Hystereseerzeugungsvorrichtungen zur Erzeugung eines vordefinierten Kraftverlaufs als Funktion des Weges von Elementen der Hystereseerzeugungsvorrichtung sind im Stand der Technik bekannt geworden. Diese Vorrichtungen erzeugen eine gezielte Reibung zur Erzeugung einer Hysterese eines Kraftverlaufs, um insbesondere bei Pedalbetätigungen beispielsweise von Aggregaten von Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise Kupplungen, eine definierten Kraftverlauf zu bewirken.
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So ist durch die
DE 10 2008 061 569 A1 eine Vorrichtung zur Erzeugung eines vordefinierten Kraftverlaufs bekannt geworden. Dabei wird mittels eines Energiespeichers eine Zusatzkraft erzeugt, die in Summe zu einer wunschgemäßen Kennlinie führen soll. Dabei sind zwei Rollen vorgesehen, die beabstandet zueinander angeordnet sind und zwischen den Rollen ein starres konturiertes Element angeordnet ist, an welchen die Rollen entlang rollen und dabei aufgrund der federnden Anordnung der Rollen an Federarmen eine Axialkraft und eine Normalkraft bewirkt wird, welche die Kennlinie bewirken.
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Im Falle einer so genannten elektrischen Übertragungsstrecke zwischen einem Pedal und einem Aktuator zur Betätigung des Aggregats, auch im Falle der Kupplungsbetätigung als „clutch by wire“ genannt, wird das Pedal dennoch mit dem Fuß betätigt, wobei ein Sensor die Betätigung des Pedals überwacht und elektronische Signale aus den Daten des Sensors von einer Steuereinheit erzeugt werden, die zur Ansteuerung des Aktuators herangezogen werden, um die Kupplung gesteuert zu betätigen.
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Dies hat den Vorteil, dass eine zu verlegende Hydraulikleitung eingespart werden kann, was Aufwand und Kosten spart. Dabei fehlt es der Pedalbetätigung um den typischen der Kupplung und dem Betätigungsweg zugeordneten Kraftverlauf als Funktion des Betätigungswegs, so dass dem Bediener des Pedals die typische Rückmeldung bei der Betätigung fehlt.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Hystereseerzeugungsvorrichtung zu schaffen, welche in Zusammenhang mit einem Pedal einsetzbar ist und einen über einen Betätigungsweg modulierten Kraftverlauf aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Hystereseerzeugungsvorrichtung mit zumindest einem ersten Element und mit zumindest einem zweiten Element, die in axialer Richtung zueinander verschieblich angeordnet sind, wobei das zumindest eine erste Element zumindest einen Arm aufweist, wobei der Arm einen ersten Beaufschlagungsbereich trägt, wobei das zumindest eine zweite Element eine konturierte Gestalt aufweist, welche zumindest einen zweiten Beaufschlagungsbereich aufweist, wobei der zumindest eine erste Beaufschlagungsbereich mit dem zumindest einen zweiten Beaufschlagungsbereich in Kontakt steht, wobei der zumindest eine erste oder der zumindest eine zweite Beaufschlagungsbereich elastisch ausgebildet ist und sich bei Anlage des zweiten oder ersten Beaufschlagungsbereichs verformt und dadurch eine Axialkraft und/oder eine Radialkraft bewirkt. Dadurch wird eine verstärkte Reibung zwischen den beiden Beaufschlagungsbereichen erzeugt, die je nach der Wahl und dem Verlauf der konturierten Gestalt einen progressiven oder degressiven Verlauf aufweisen kann.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das erste Element zumindest zwei Arme aufweist, die im Wesentlichen sich gegenüberliegend angeordnet sind und wobei die Beaufschlagungsbereiche der Arme aufeinander zu gewandt sind und das zweite Element zumindest zwei Beaufschlagungsbereiche aufweist, die voneinander weg weisen
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Im Wesentlichen gegenüberliegend bedeutet dabei, dass sich zwei Arme direkt gegenüberliegen können, also in einem Winkel vom 180° angeordnet sind oder bei drei Armen diese beispielsweise so auf einem Kreisumfang angeordnet sind, so dass sie etwa 120° voneinander auf dem Kreisumfang entfernt sind. Bei vier Armen können sich jeweils zwei Arme direkt gegenüberliegen, wobei jeweils zwei Paare im Winkel vom 90° angeordnet sind, etc.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine erste Element fingerartig oder hülsenartig ausgebildet ist und über einen zylindrischen Bereich verteilt angeordnet ist. So kann eine Mehrzahl von Fingern vorgesehen sein, die über den Umfang eines zylindrischen Bereichs verteilt angeordnet sind, wobei sich vorteilhaft jeweils zwei erste Elemente gegenüberliegen.
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Ist das erste Element hülsenartig ausgebildet, so bildet es im Wesentlichen eine am Umfang geschlossene Hülse, die bevorzugt über den Umfang verteilt erste Beaufschlagungsbereiche aufweist.
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Dabei ist es zweckmäßig, wenn das fingerartige erste Element mit einer Mehrzahl von Fingern ausgebildet ist, die parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei zumindest jeweils zwei Finger gegenüberliegend angeordnet sind. Durch die Vorsehung einer Mehrzahl von Fingern kann die Wirkung verbessert werden.
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Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine zweite Element dornartig ausgebildet ist, wobei der Dorn einen in Axialrichtung modulierten veränderlichen Radius aufweist. Dadurch kann das zweite Element vorteilhaft zwischen das zumindest eine erste Element eingeführt werden.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn das dornartige zweite Element mit einem zentralen Dorn mit einer elastischen Umhüllung ausgebildet ist. Der zentrale Dorn ist bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel im Wesentlichen starr ausgebildet. Die elastische Umhüllung wird dabei bevorzugt aufgeschoben oder angespritzt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zentrale Dorn konturiert ist. Dadurch kann das elastische Material besser auf dem Dorn gehalten werden. So ist es vorteilhaft, wenn entlang des Dorns beabstandet angeordnete Vorsprünge und/oder Vertiefungen vorgesehen sind, welche der verbesserten formschlüssigen Verbindung zwischen Dorn und Umhüllung dienen.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn das zumindest eine erste Element von einer ersten Hülse oder von ersten Fingern umgeben ist. Dadurch kann eine stabilere Gestaltung gewählt werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine zweite dornartige Element von einer zweiten Hülse umgeben ist. Damit kann eine Anlage für ein erstes Element gebildet werden, so dass eine Verformung des ersten Elements nach radial außen erschwert oder verhindert wird und/oder das zweite Element vor Schmutz oder äußeren Einflüssen geschützt wird.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine erste Element in die zweite Hülse eingreift und sich radial innen an der zweiten Hülse in radialer Richtung abstützt.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine erste Element und das zumindest eine zweite Element jeweils mit einem Befestigungsflansch versehen sind, wobei zwischen den Befestigungsflanschen des ersten und des zweiten Elements ein Kraftspeicher vorgesehen ist, welcher sich in axialer Richtung an den beiden Befestigungsflanschen abstützt.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Hystereseerzeugungsvorrichtung im Schnitt, und
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2 eine Teilansicht der Hystereseerzeugungsvorrichtung.
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Die 1 zeigt eine Hystereseerzeugungsvorrichtung 1. Die Hystereseerzeugungsvorrichtung 1 weist ein erstes Element 2 und ein zweites Element 3 auf. Das erste Element 2 ist relativ zum zweiten Element 3 axial verschiebbar angeordnet.
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Das zumindest eine erste Element weist zwei Arme 4, 5 auf, die sich gegenüberliegend angeordnet sind. Dabei weist jeder Arm 4, 5 einen ersten Beaufschlagungsbereich 6 auf, wobei die beiden Beaufschlagungsbereiche 6 der beiden Arme 4, 5 aufeinander zu gewandt sind.
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In 1 ist im Schnitt ein erstes Element 2 mit den beiden Armen 4, 5 und mit den Beaufschlagungsbereichen 6 dargestellt. Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels können aber auch eine Mehrzahl von ersten Elementen 2 vorgesehen sein. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die ersten Elemente 2 auf einem Zylindermantel verteilt angeordnet sind, um eine Art Hülse zu bilden. Dabei können die jeweiligen ersten Elemente 2 beabstandet voneinander über den Umfang verteilt sein, wobei die Arme 4, 5 sich in Axialrichtung erstrecken. Alternativ können die beiden Arme 4, 5 auch als Hülse selbst ausbilden, so dass sie als ein durchgängiges hohlzylindrisches Element gebildet sind.
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An seinem einen axialen Endbereich 7 weist das erste Element einen verstärkten Bereich 8 mit einer größeren Wandstärke auf. Dieser verstärkte Bereich 8 geht in einen Befestigungsflansch 9 mit einem Befestigungsauge 10 über. Damit kann die Vorrichtung einerseits beispielsweise an einem von zwei sich relativ zueinander verlagerbaren Bauteilen befestigt werden.
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Das zumindest eine zweite Element 3 weist an seinem äußeren Umfang eine konturierte Gestalt bzw. Kontur 11 auf. Es ist zu erkennen, dass ausgehend von den beiden axialen Endbereichen 12, 13 das zweite Element 3 in axialer Richtung nach innen der Radius des zweiten Elements 3 wellenartig zunimmt. Dabei verläuft der Radius von außen kommend erst einmal etwa konstant, geht dann in einem Bogen zunehmend auf ein Plateau über und steigt dann zur Mitte hin wieder weiter an.
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Dabei weist das zweite Element 3 zwei Beaufschlagungsbereiche 14 auf, die voneinander weg weisen, wobei die ersten Beaufschlagungsbereiche 6 des ersten Elements 2 mit den zweiten Beaufschlagungsbereichen 14 des zweiten Elements 3 in Kontakt stehen.
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Das zweite Element 3 ist aus einem elastischen Material gebildet und verformt sich bei Beaufschlagung der Beaufschlagungsbereiche 6, 14 aufeinander und bewirkt so, dass je nach Gestalt der Kontur 11 eine Axialkraft und/oder eine Radialkraft zwischen den Elementen 2, 3 bewirkt wird.
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In einem ersten Ausführungsbeispiel ist das zumindest eine erste Element 2 fingerartig ausgebildet, wobei die sich gegenüberliegenden Finger sich in axialer Richtung erstrecken. Bei einer Mehrzahl vom Fingern können diese sich vorteilhaft auf einem zylindrischen Bereich anordnen. So kann eine gute Verteilung der Finger erreicht werden, was zu einer günstigen räumlichen Verteilung der Beaufschlagung des elastischen zweiten Elements führt
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das erste Element 2 zylindrisch ausgebildet und bildet den Zylinder selbst.
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In 1 ist weiterhin zu erkennen, dass das zweite Element 3 einen zentralen Dorn 15 und eine Umhüllung 16 aufweist. Der zentrale Dorn 15 ist dabei bevorzugt nicht elastisch ausgebildet und die Umhüllung 16 besteht aus einem elastischen Material.
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Dabei kann das elastische Material der Umhüllung 16 auf den Dorn 15 aufgesteckt oder angespritzt sein. Das elastische Element bzw. das elastische Material kann beispielsweise aus einem Elastomer, wie auch aus beispielsweise Gummi hergestellt sein. Somit kann die Umhüllung aufgeschoben oder aufgespritzt sein. Dabei kann die Umhüllung aufgeklebt oder geschraubt oder mittels eines anderen Fügeverfahrens aufgebracht bzw. befestigt sein.
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Die 1 zeigt, dass der zentrale Dorn 15 konturiert ist. Dabei sind Vorsprünge 17 beabstandet voneinander vorgesehen, welche das von einem zentralen, sich in axialer Richtung erstreckenden Stab 18 in radialer Richtung vorstehen.
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Erfindungsgemäß ist es bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn das zumindest eine erste Element 2 von einer ersten Hülse oder von ersten Fingern 19 umgeben ist. Dies verstärkt das erste Element und dient der Reduzierung einer Verbiegung des ersten Elements 2 nach radial außen. Auch das zumindest eine zweite dornartige Element 3 von einer zweiten Hülse 20 umgeben, wobei zwischen dem zweiten Element 3 und der zweiten Hülse 20 ein radialer Abstand gewahrt ist, in welchen das erste Element 2 eingreifen kann. Dadurch wird erreicht, dass das zumindest eine erste Element 2 in die zweite Hülse 20 eingreifen kann und sich dort radial innen an der zweiten Hülse 20 in radialer Richtung abstützen kann, was der Reduzierung einer Biegung des ersten Elements dient.
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An einem jeweiligen Ende der Hülsen 19, 20 weist das erste Element 2 und das zweite Element 3 einen Befestigungsflansch 9, 21 mit jeweils einem Befestigungsauge 10, 2 auf, um jeweils an einem Bauteil befestigt zu werden, die sich relativ zueinander bewegen können, um die Reibung bzw. Hysterese zu erzeugen, die aufgrund der Kontur des zweiten Elements 3 wegabhängig ist.
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Hinzu kommt ein Kraftspeicher 23, welcher zwischen den Befestigungsflanschen 9, 21 des ersten und des zweiten Elements 2, 3 vorgesehen ist und welcher sich in axialer Richtung an den beiden Befestigungsflanschen 9, 21 abstützt, um eine relative Verschiebung der beiden Elemente 2, 3 entgegen der Rückstellkraft des Kraftspeichers 23 zu ermöglichen. Der Kraftspeicher ist dabei als Schraubendruckfeder ausgebildet. Er kann alternativ auch eine andere Gestalt annehmen.
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Die 2 zeigt das erste Element 2 und das zweite Element 3, wie sie in die Hülsen bzw. Fingeranordnungen 19, 20 einsetzbar und mit diesen verbindbar sind. Dazu weisen die Hülsen bzw. Fingeranordnungen 19, 20 verstärkte Endbereiche 24, 25 auf, die in Aufnahmen 26 einsetzbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hystereseerzeugungsvorrichtung
- 2
- erstes Element
- 3
- zweites Element
- 4
- Arm
- 5
- Arm
- 6
- Beaufschlagungsbereich
- 7
- Endbereich
- 8
- verstärkter Bereich
- 9
- Befestigungsflansch
- 10
- Befestigungsauge
- 11
- Kontur
- 12
- Endbereich
- 13
- Endbereich
- 14
- Beaufschlagungsbereich
- 15
- Dorn
- 16
- Umhüllung
- 17
- Vorsprung
- 18
- Stab
- 19
- erste Hülse
- 20
- zweite Hülse
- 21
- Befestigungsflansch
- 22
- Befestigungsauge
- 23
- Kraftspeicher
- 24
- Endbereich
- 25
- Endbereich
- 26
- Aufnahme
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008061569 A1 [0003]
