DE102015200782A1

DE102015200782A1 - Actuating device for a clutch system of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102015200782A1
Application number: DE102015200782.0A
Authority: DE
Inventors: Luben Krahtov; Bernhard Wolf
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2016-07-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für ein Kupplungssystem eines Kraftfahrzeugs, welche einen schwenkbaren Kupplungspedalhebel aufweist, der mit einem Geberzylinder wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung zwischen Kupplungspedal und Geberzylinder über ein oder mehrere, zwischen einer Drehachse des Kupplungspedals und einer Kolbenstange des Geberzylinders angeordnete, bewegliche Elemente erfolgt.The invention relates to an actuating device for a clutch system of a motor vehicle, which has a pivotable clutch pedal lever, which is operatively connected to a master cylinder, characterized in that the power transmission between the clutch pedal and master cylinder via one or more, arranged between a rotational axis of the clutch pedal and a piston rod of the master cylinder , moving elements takes place.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für ein Kupplungssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einem Pedalbock verschwenkbar um eine Drehachse gelagerten Pedalhebel, mit dem beliebige Kupplungskennlinien abbildbar sind, wobei die Betätigungseinrichtung sowohl für mechanische als auch elektronische Kupplungen einsetzbar ist.The invention relates to an actuating device for a clutch system of a motor vehicle, with a mounted on a pedal bracket pivotable about an axis of rotation pedal lever with which any coupling characteristics are mapped, wherein the actuating device can be used for both mechanical and electronic clutches.

Vorrichtungen zur Reduzierung der Pedalkraft für Pedale von Kupplungen werden allgemein auch als "Kupplungshilfen" bezeichnet und dienen dazu, die zur Betätigung eines Kupplungshebels oder Kupplungspedals vom Benutzer aufzuwendende Kraft zu verringern. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn größere Drehmomente zu übertragen sind, beispielsweise bei starker Motorisierung. Im Stand der Technik gibt es verschiedene Ansätze, um eine Kupplungshilfe zu verwirklichen. Die bekanntesten darunter stellen pneumatische Mechanismen unter Einsatz von Druckluft oder Unterdruck, hydraulische Mechanismen oder die sogenannte "Übertotpunktfeder" (gelegentlich auch als "Totpunktfeder" bezeichnet) dar. Hierbei handelt es sich um eine gegen das Kupplungspedal vorgespannte Feder, welche geringfügig gegen die Welle des Pedals versetzt positioniert ist. Dabei ist die Stellung der Feder so, dass von einer Anfangposition des Pedals bis zu deren Totpunkt, bei dem die Richtung der Federkraft durch den Drehpunkt des Kupplungspedals verläuft, die Federkraft der Betätigung entgegenwirkt, während bei einer Betätigung des Pedals über den Totpunkt der Feder hinaus, diese entspannt und so die Betätigung unterstützt.Devices for reducing the pedal force for clutches of clutches are also commonly referred to as "clutch aids" and serve to reduce the force required by the user to operate a clutch lever or clutch pedal. This is particularly useful when larger torques are to be transmitted, for example, in strong engine. In the prior art, there are various approaches to realize a coupling aid. The best known include pneumatic mechanisms using compressed air or negative pressure, hydraulic mechanisms or the so-called "over-center spring" (sometimes referred to as "dead center"). This is a biased against the clutch pedal spring which slightly against the shaft of the Pedals is positioned offset. In this case, the position of the spring is such that from a starting position of the pedal to its dead center, in which the direction of the spring force passes through the pivot point of the clutch pedal, counteracts the spring force of the operation, while upon actuation of the pedal beyond the dead center of the spring out , relaxes and supports the activity.

Nachteilig an dieser Art von Kupplungshilfe ist die Tatsache, dass der Einsatz von Übertotpunktfedern eine weitgehende Anpassung des Pedalbocks der Kupplung notwendig macht. So wird beispielsweise eine zusätzliche Drehanbindung benötigt. Zudem eignen sich Übertotpunktfedern nicht, um einen genau definierten Kraftverlauf abzubilden. Hierfür geeignete Energiespeichersysteme, wie C-Feder oder Sternfeder sind jedoch noch viel zu teuer.A disadvantage of this type of coupling aid is the fact that the use of Übertotpunktfedern makes a substantial adaptation of the pedal bracket of the coupling necessary. For example, an additional rotary connection is required. In addition, over-center springs are not suitable to depict a well-defined force curve. For this purpose, suitable energy storage systems, such as C-spring or star pen are still far too expensive.

Aus der Druckschrift DE 10 2005 035 067 A1 ist eine Anordnung zur Betätigung einer Kupplung, insbesondere einer Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen Antriebsmotor und Schaltgetriebe, mit einem Kupplungspedal bekannt, das von einer Anfangsstellung in eine Endstellung gebracht werden kann und auf ein Übertragungsglied zur Betätigung der Kupplung wirkt. Die Anordnung weist mindestens eine Feder auf, die bei einer Bewegung des Kupplungspedals zwischen der Anfangsstellung und der Endstellung mindestens einen Totpunkt überwindet. Somit wird in mindestens einem Teilbereich der Bewegung des Kupplungspedals zwischen der Anfangsstellung und der Endstellung eine negative Rückstellkraft auf das Kupplungspedal ausgeübt, wodurch eine gleichmäßigere Ausrückkraft am Kupplungspedal erzielt wird.From the publication DE 10 2005 035 067 A1 is an arrangement for actuating a clutch, in particular a clutch in the drive train of a motor vehicle between the drive motor and the transmission, known with a clutch pedal, which can be brought from an initial position to an end position and acts on a transmission member for actuating the clutch. The arrangement has at least one spring, which overcomes at least one dead center during a movement of the clutch pedal between the initial position and the end position. Thus, in at least a portion of the movement of the clutch pedal between the initial position and the end position a negative restoring force is exerted on the clutch pedal, whereby a more uniform disengaging force is achieved on the clutch pedal.

Die Druckschrift DE 10 2008 004 151 A1 betrifft eine Anordnung zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung, bei der eine Bewegung eines drehbar um eine Achse eines Pedalbocks gelagerten Pedals auf eine Ausrückeinrichtung übertragbar ist und bei der eine Kurvenrolle, die mit einem als Federelement ausgeführten, am Pedal befestigten Energiespeicher verbunden ist, entlang einer vorbestimmten Kurvenkontur einer Kurvenscheibe bewegbar ist. Zur Erzielung einer optimalen Pedalkraftanpassung stützt sich das Federelement ortsfest am Pedal ab und die Kurvenscheibe ist verdrehfest mit dem Fahrzeugrahmen bzw. fahrzeugrahmenfesten Pedalbock verbunden.The publication DE 10 2008 004 151 A1 relates to an arrangement for actuating a vehicle clutch, wherein a movement of a rotatably mounted about an axis of a pedal bracket pedal is transferable to a disengaging device and in which a cam roller, which is connected to a spring element designed as attached to the pedal energy storage, along a predetermined curve contour a cam is movable. To achieve optimum pedal force adjustment, the spring element is fixedly supported on the pedal and the cam is rotationally connected to the vehicle frame or vehicle frame fixed pedal bracket.

Die DE 10 2008 061 569 A1 offenbart ein Ausrücksystem für eine Reibungskupplung mit einer Ausrückeinheit, die auf die Reibungskupplung zu deren Betätigung einwirkt und eine Beaufschlagungseinheit, die über eine Kraftübertragungseinheit die Ausrückeinheit mit der notwendigen Kraft beaufschlagt, die von einer Betätigungseinheit, beispielweise einem Kupplungspedal auf die Beaufschlagungseinheit übertragen wird. Zum Ausgleich von über den Betätigungsweg der Reibungskupplung nicht wunschgemäßem Kraftverlauf ist eine Kompensationsvorrichtung vorgesehen, die aus einem Energiespeicher besteht, der zwei Rollen beaufschlagt, die entlang des Betätigungsweges auf einem Profilteil mit zwei Profilkennlinien abrollen.The DE 10 2008 061 569 A1 discloses a disengagement system for a friction clutch having a disengaging unit acting on the friction clutch to actuate it and an urging unit applying force to the disengaging unit via a power transmission unit transmitted to the applying unit by an operating unit such as a clutch pedal. To compensate for over the actuation of the friction clutch not desired power curve a compensation device is provided which consists of an energy storage, which acts on two rollers that roll along the actuation path on a profile part with two profile characteristics.

Die DE 10 2010 054 260 A1 beschreibt ebenfalls eine Vorrichtung zur Reduzierung der Pedalkraft bei Kupplungspedalen. Hier wird eine Kupplungshilfe erreicht, indem eine Hülse vorhanden ist, welche dafür ausgelegt ist, um eine Drehachse eines Kupplungspedals angebracht zu werden, sowie Federmittel, welche in der Hülse aufgenommen sind, wobei mindestens ein Rollelement so innerhalb der Hülse gelagert ist, dass bei einer Rollbewegung des mindestens einen Rollelements in einer ersten Richtung entlang einer vorgegebenen Bahn innerhalb der Hülse die Federmittel belastet werden.The DE 10 2010 054 260 A1 also describes a device for reducing the pedal force in clutch pedals. Here, a coupling aid is achieved by a sleeve is provided which is adapted to be mounted about a rotational axis of a clutch pedal, and spring means which are accommodated in the sleeve, wherein at least one rolling element is mounted within the sleeve, that at a Rolling movement of the at least one rolling element in a first direction along a predetermined path within the sleeve, the spring means are charged.

Jedoch sind diese Anordnungen des Standes der Technik sehr teuer und aufwendig in der Produktion. Komplexe Kraftkurven lassen sich nicht oder nur mit hohem Aufwand abbilden.However, these prior art arrangements are very expensive and expensive to produce. Complex force curves can not be mapped or only with great effort.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betätigungseinrichtung für ein Kupplungssystem eines Kraftfahrzeugs zu entwickeln, welche beliebige Kupplungskennlinie abbilden kann und sowohl für mechanische Kupplungen, als auch für elektronische Kupplungen genutzt werden kann.The object of the invention is to develop an actuator for a clutch system of a motor vehicle, which can map any clutch characteristic and can be used both for mechanical clutches, as well as for electronic clutches.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst. This object is achieved with the characterizing features of the first protection claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Betätigungseinrichtung für ein Kupplungssystem eines Kraftfahrzeugs, welche einen schwenkbaren Kupplungspedalhebel aufweist, der mit einem Geberzylinder wirkverbunden ist, wobei erfindungsgemäß die Kraftübertragung zwischen Kupplungspedal und Geberzylinder über ein oder mehrere, zwischen einer Drehachse des Kupplungspedals und einer Kolbenstange des Geberzylinders angeordnete, bewegliche Elemente erfolgt.The object is achieved with an actuating device for a clutch system of a motor vehicle, which has a pivotable clutch pedal lever, which is operatively connected to a master cylinder, according to the invention, the power transmission between the clutch pedal and master cylinder via one or more, arranged between a rotational axis of the clutch pedal and a piston rod of the master cylinder , moving elements takes place.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Kraftübertragung zwischen Kupplungspedal und Geberzylinder über mindestens zwei bewegliche Elemente, welche aneinander abrollen. Die mindestens zwei beweglichen Elemente können am Kupplungspedal angebracht oder im Kupplungspedal integriert sein.In a preferred embodiment, the power transmission between the clutch pedal and master cylinder via at least two movable elements, which roll against each other. The at least two movable elements can be attached to the clutch pedal or integrated in the clutch pedal.

Insbesondere weist die Abrollbewegung eine variable Übersetzung auf.In particular, the rolling movement has a variable ratio.

Die zwischen einer Drehachse des Kupplungspedals und einer Kolbenstange des Geberzylinders angeordneten beweglichen Elemente sind dabei bevorzugt unrunde Zahnräder, welche miteinander im Eingriff stehen. Bevorzugt sind zwei unrunde Zahnräder angeordnet. Alternativ können mehr als zwei unrunde Zahnräder angeordnet sein. Durch die durch die unrunden Zahnräder hervorgerufene nichtlineare Abrollgeschwindigkeit wird eine ebenso nicht lineare Pedalkraft erzeugt.The arranged between a rotational axis of the clutch pedal and a piston rod of the master cylinder movable elements are preferably non-circular gears, which are engaged with each other. Preferably, two non-circular gears are arranged. Alternatively, more than two non-circular gears may be arranged. Due to the non-linear rolling speed caused by the non-circular gears, a likewise non-linear pedal force is generated.

Durch die mit Hilfe der unrunden Zahnräder realisierte variable Übersetzung können beliebige Pedalkräfte realisiert werden.By using the non-circular gears realized variable ratio any pedal forces can be realized.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist um die Drehachse des Kupplungspedals eine Rückstellfeder angeordnet. Durch die Rückstellfeder wird ein Zurückstellen des Kupplungspedals ermöglicht.In a further preferred embodiment, a return spring is arranged around the axis of rotation of the clutch pedal. The return spring makes it possible to reset the clutch pedal.

Die Anordnung mehrerer beweglicher Elemente zwischen Drehachse des Kupplungspedals und Kolbenstange des Geberzylinders ermöglicht eine variable Verbindung zwischen Kupplungspedals und Geberzylinder. Durch die variable Verbindung können die Pedalkräfte breit modifiziert werden und die üblicherweise verwendete Übertotpunktfeder kann entfallen. Dies führt zu Kostenersparnis und besseren Funktionalität. Die Pedalkräfte werden besser und gleichmäßiger verteilt und die maximale Pedalkraft wird reduziert. Zudem kann eine variable Pedalkraft erzeugt werden.The arrangement of a plurality of movable elements between the axis of rotation of the clutch pedal and piston rod of the master cylinder allows a variable connection between the clutch pedal and master cylinder. Due to the variable connection, the pedal forces can be widely modified and the Übertotpunktfeder commonly used can be omitted. This leads to cost savings and better functionality. The pedal forces are better and more evenly distributed and the maximum pedal force is reduced. In addition, a variable pedal force can be generated.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert ohne dabei auf diese beschränkt zu sein. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and associated drawings without being restricted to them.

Es zeigen:Show it:

1 eine Betätigungseinrichtung für ein Kupplungssystem nach dem Stand der Technik, 1 an actuating device for a coupling system according to the prior art,

2 eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung für ein Kupplungssystem. 2 an actuating device according to the invention for a coupling system.

In 1 ist eine Betätigungseinrichtung für ein Kupplungssystem nach dem Stand der Technik dargestellt. Das Kupplungspedal 1 wirkt dabei bei Betätigung direkt auf den Geberzylinder 2 ein. Die Pedalkraftkompensation erfolgt durch eine Übertotpunktfeder 6. In 1 an actuator for a coupling system according to the prior art is shown. The clutch pedal 1 acts on actuation directly on the master cylinder 2 one. The pedal force compensation is performed by an over-center spring 6 ,

2 zeigt eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung für ein Kupplungssystem bei betätigtem Kupplungspedal. Zwischen der Drehachse D1 des Kupplungspedals 1 und der Kolbenstange 4 des Geberzylinders 2 sind zwei aneinander abrollbare bewegliche Elemente 3.1 und 3.2 angeordnet. Diese beweglichen Elemente 3.1 und 3.2 sind in der dargestellten Ausführungsform unrunde Zahnräder. Durch die Betätigung des Kupplungspedals 1 wurde dieses um seine Drehachse D1 gedreht. Das an der Drehachse D1 des Kupplungspedals 1 angebrachte erste unrunde Zahnrad 3.1 vollführte eine mit der Drehbewegung des Kupplungspedals 1 mitlaufende Bewegung und versetzt somit auch das mit dem ersten unrunden Zahnrad 3.1 im Eingriff stehende zweite unrunde Zahnrad 3.2 in eine Drehbewegung um dessen Drehachse D2. Das zweite unrunde Zahnrad 3.2 steht mit der Kolbenstange 4 des Geberzylinders 2 in Wirkverbindung, wodurch die Drehbewegung des zweiten unrunden Zahnrades eine Hubbewegung der Kolbenstange entlang ihrer Längsachse bewirkt. Bei Entlastung des Kupplungspedals 1 unterstützt eine Rückstellfeder 5 das Zurückstellen des Kupplungspedals 1. 2 shows an actuating device according to the invention for a clutch system with the clutch pedal. Between the axis of rotation D1 of the clutch pedal 1 and the piston rod 4 of the master cylinder 2 are two movable elements that can be rolled together 3.1 and 3.2 arranged. These moving elements 3.1 and 3.2 are non-circular gears in the illustrated embodiment. By pressing the clutch pedal 1 this was rotated about its axis of rotation D1. The at the axis of rotation D1 of the clutch pedal 1 attached first out of round gear 3.1 performed one with the rotary motion of the clutch pedal 1 accompanying movement and thus offset that with the first non-circular gear 3.1 engaged second non-circular gear 3.2 in a rotational movement about its axis of rotation D2. The second non-circular gear 3.2 stands with the piston rod 4 of the master cylinder 2 in operative connection, whereby the rotational movement of the second non-circular gear causes a lifting movement of the piston rod along its longitudinal axis. With relief of the clutch pedal 1 supports a return spring 5 the reset of the clutch pedal 1 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kupplungspedal clutch pedal
22: Geberzylinder Master cylinder
3.13.1: erstes Abrollelement first rolling element
3.23.2: zweites Abrollelement second rolling element
44: Kolbenstange piston rod
55: Rückstellfeder Return spring
66: Übertotpunktfeder over-center spring
D1D1: Drehachse des Kupplungspedals Rotary axis of the clutch pedal
D2D2: Drehachse des zweiten Abrollelementes Rotary axis of the second rolling element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005035067 A1 [0004]
DE 102008004151 A1 [0005]
DE 102008061569 A1 [0006]
DE 102010054260 A1 [0007]

Claims

Actuation device for a clutch system of a motor vehicle, comprising a pivotable clutch pedal lever ( 1 ), which is connected to a master cylinder ( 2 ) is operatively connected, characterized in that the power transmission between the clutch pedal ( 1 ) and master cylinder ( 2 ) via one or more, between an axis of rotation of the clutch pedal (D1) and a piston rod ( 4 ) of the master cylinder ( 2 ), movable elements ( 3.1 . 3.2 ) he follows.

Actuating device according to claim 1, characterized in that the power transmission between the clutch pedal ( 1 ) and master cylinder ( 2 ) via at least two movable elements ( 3.1 . 3.2 ), which roll against each other.

Actuating device according to claim 2, characterized in that the rolling movement has a variable ratio.

Actuating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the movable elements ( 3.1 . 3.2 ) are non-circular gears, which are engaged with each other.

Actuating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that about the rotational axis of the clutch pedal (D1) a return spring ( 5 ) is arranged.

Actuating device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the movable elements ( 3.1 . 3.2 ) consist of plastic.

Actuating device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the master cylinder ( 2 ) is arranged in a pedal box or separately from a pedal box.