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Die Erfindung betrifft ein Hebelsystem zur Betätigung einer Kupplung, mit mindestens einem schwenkbar angeordneten Hebel, welcher auf einem Schlitten gelagert ist, der von einem motorisch angetriebenen Betätigungselement in horizontaler Richtung auf einer Rollenlaufbahn antreibbar ist, wobei der Schlitten an einer Rollkurve gleitet und ein freies Ende des Hebels auf ein Ein- oder Ausrücksystem der Kupplung einwirkt.
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Aus der
DE 10 2013 211 227 A1 ist ein Hebelsystem zur Betätigung mindestens einer Kupplung bekannt, welches einen schwenkbar angeordneten Hebel umfasst. Der Hebel liegt dabei auf einem Schlitten auf, welcher in horizontaler Richtung hin und her bewegbar ist. Zu diesem Zweck weist der Schlitten Rollen auf, die auf der entsprechenden Rollenlaufbahn verfahrbar sind. Auf einer oberen Rolle des Schlittens liegt der Hebel mit einer entsprechenden Kurvenbahn auf. Bei der Betätigung des Schlittens und dessen Entlangfahren an dem Hebel wird eine Betätigungskraft der Kupplung, die auch als Einrückkraft bezeichnet wird, auf den Schlitten ausgeübt. Bei vollständig betätigter Kupplung, d.h. wenn die Kupplung in einem geschlossen oder offenen Zustand verharrt, muss der Schlitten dauerhaft in einer vorgegebenen Position gehalten werden, wozu eine hohe Aktorlast durch einen Elektromotor, der den Schlitten betätigt, aufgebracht werden muss, da die Kupplung auf diesen Haltepunkt des Schlittens einwirkt.
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Aus der
DE 10 2013 225 009 A1 ist ein in Maximalstellung verrasteter Aktuator zur Betätigung eines hydraulischen Kupplungsstellers bekannt, bei welchem an einer Kulissenstruktur des Aktuators eine Haltestruktur ausgeführt ist, so dass eine Betätigungsstange der Kulissenstruktur aufgrund der Wirkung der Haltestruktur in einer im Wesentlich maximal zum Kupplungssteller ausgerückten Position verharrt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Hebelsystem zur Betätigung einer Kupplung anzugeben, bei welcher beim Verharren des Hebelsystems in einem vorgegebenen Zustand die aufzubringende Kraft reduziert wird.
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Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Haltekontur für den Schlitten vorgesehen ist. Die Haltekontur befindet sich dabei an einer Position des Hebelsystems, in welche der Schlitten mit mindestens einer Rolle einfährt und dabei gegenüber der Betätigungskraft, die von der Kupplung auf den Schlitten übertragen wird, gesichert ist. Durch diese Haltekontur ist es möglich, die von dem elektromotorisch angetriebenen Betätigungselement aufgebrachte Kraft zur Positionierung des Schlittens zu verringern.
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Vorteilhafterweise ist die Haltekontur in der Rollbahn des Hebels ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Betätigungskraft der Kupplung, welche auf den Schlitten senkrecht einwirkt, den in die Haltekontur eingreifenden Schlitten gegen die Haltekontur presst, so dass ein zuverlässiges Verharren des Schlittens in der Haltekontur gegeben ist.
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In einer Alternative ist die Haltekontur in der Rollenlaufbahn des Schlittens ausgebildet. Auch hierbei ist der Schlitten in der Haltekontur verankert.
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In einer weiteren Alternative ist die Haltekontur am Schlitten ausgebildet, wobei eine, auf dem Schlitten ablaufende Rolle am Hebelarm ortsfest angeordnet ist. Dabei ist die Rollenlaufbahn des Schlittens am Schlitten selbst ausgebildet und die fest am Hebel angeordnete Rolle kann dabei in die Haltestruktur des Schlittens eingreifen, wenn der Schlitten die entsprechende Position einnimmt.
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In einer Variante ist die Haltekontur als Vertiefung ausgebildet. Dies ist insbesondere immer dann von Vorteil, wenn der Schlitten als Traversenwagen mit Rollen ausgebildet ist, so dass wenigstens eine Rolle in die Vertiefung eingreift und dort durch das Hebelsystem gegenüber der Betätigungskraft der Kupplung gehalten wird.
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In einer Ausführungsform ist vor der Vertiefung, einem Schwenkpunkt des Hebels zugewandt, eine Erhebung ausgebildet. Dies führt dazu, dass, schon bevor der Schlitten die Haltestruktur erreicht, ein aktives Anfahren der Vertiefung erfolgen muss, um die Erhebung zu überwinden. Damit wird ein zufälliges Eingreifen des Schlittens in die Vertiefung verhindert.
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In einer Weiterbildung ist unmittelbar an die Vertiefung an der dem Schwenkpunkt des Hebels abgewandten Seite ein, die Vertiefung überragender Block ausgebildet. Dieser Block begrenzt den Verfahrweg des Schlittens.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Haltekontur als Erhebung ausgebildet. Um diese Haltekontur zu überwinden, muss ein zusätzlicher Widerstand überwunden werden, so dass die durch die Haltekontur ausgebildete Rastierung ohne zusätzliche Aktorlast nicht überwunden werden kann.
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Vorteilhafterweise ist die Haltekontur als Winkeländerung ausgebildet. Die vorteilhafterweise eckig ausgebildete Winkeländerung führt dazu, dass die Kraft des elektromotorisch angetriebenen Betätigungselementes nahe null oder ganz auf null abgesenkt werden kann, wobei auf einen Widerstand beim Verlassen der Rastierung verzichtet wird.
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In einer Ausgestaltung verläuft die Winkeländerung sanft, wodurch eine weitere Kraftabsenkung erreicht wird.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Mehrere davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems mit einer Haltekontur in der Rollkurve,
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2 das erste Ausführungsbeispiel des Hebelsystems mit einer Haltekontur in der Rollenlaufbahn,
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Haltekontur in dem Schlitten,
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4 das zweite Ausführungsbeispiel des Hebelsystems mit der Haltekontur in der Rollenlaufbahn,
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5 das zweite Ausführungsbeispiel des Hebelsystems mit der Haltekontur in der zweiten Rollkurve,
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6 das zweite Ausführungsbeispiel des Hebelsystems mit der Haltekontur in der Rollkurve,
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7 das zweite Ausführungsbeispiel des Hebelsystems mit der Haltekontur in der Rollenlaufbahn,
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8 das zweite Ausführungsbeispiel des Hebelsystems mit einer Haltekontur in der zweiten Rollkurve,
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9 ein drittes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems mit der Haltekontur in der Rollkurve,
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10 das dritte Ausführungsbeispiel der Haltekontur in der Rollenlaufbahn,
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11 ein viertes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems mit der Haltekontur in einer Wippkurve,
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12 das vierte Ausführungsbeispiel des Hebelsystems mit der Haltekontur in der Rollenlaufbahn,
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13 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Haltekontur durch Winkeländerung,
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14 das Ausführungsbeispiel der Haltekontur nach 13 durch sanfte Winkeländerung,
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15 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Haltekontur mit vorgeordneter Erhebung
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16 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Haltekontur als Vertiefung mit Block,
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17 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Haltekontur als Erhebung.
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Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems dargestellt, bei welchem das Hebelsystem als Scharnieraktor 1 ausgebildet ist. Der Scharnieraktor 1 weist einen Hebel 2 auf, welcher über ein Scharnier 3 fest angebunden ist. Der Hebel 2 ist somit um das Scharnier 3 schwenkbar ausgebildet. Auf der entgegengesetzten frei beweglichen Seite des Hebels 2 ist ein Betätigungspunkt 4 zu einem Ein- oder Ausrücksystem einer von dem Hebelsystem zu betätigenden, nicht weiter dargestellten Kupplung ausgebildet.
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Der Hebel 2 liegt auf einem Schlitten 5 auf, der als Traversenwagen ausgebildet ist und zwei Rollen 6, 7 aufweist, die den Schlitten 5 in horizontaler Richtung hin und her bewegen. Der Schlitten 5 bewegt sich mit den Rollen 6 und 7 auf der Rollenlaufbahn 8. Eine dritte Rolle 9 des Schlittens 5 liegt am Hebel 2 an, so dass die Rolle 9 auf dieser Rollkurve 10 abläuft. Der Schlitten 5 wird dabei durch ein nicht weiter dargestelltes elektromotorisch angetriebenes Betätigungselement in horizontaler Richtung hin und her bewegt. Wenn der Schlitten 5 in einer vorgegebenen Position an dem Hebel 2 angreift, drückt eine in einer Maximalposition eingestellte Kupplung, welche in diesem Zustand entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen ist, mit einer Kraft K senkrecht zur Rollenlaufbahn 8 gegen den Hebel 2, welcher wiederum auf den Schlitten 5 drückt. Die y-Komponente dieser Kraft K wird von der Rollenlaufbahn 8 und die x-Komponente von dem Betätigungselement abgestützt (2). Um den Schlitten 5 zuverlässig in dieser Position halten zu können, ist an dem Hebel 2 eine Rastierung in Form einer Haltekontur 11 angeordnet, die im vorliegenden Fall als Vertiefung ausgebildet ist. Die Haltekontur 11 ist dabei am Ende der Rollkurve 10 angeordnet, so dass das Hebelsystem unabhängig von der Last am Einrücksystem in dieser Position verharrt und dabei keine Kraft des Betätigungselementes des Schlittens 5 notwendig ist, um in dieser Position zu bleiben.
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2 zeigt ebenfalls einen Scharnieraktor 1, bei welchem die Haltekontur 11 an der Rollenlaufbahn 8 des Schlittens 5 angeordnet ist. Da der Hebel 2 als Querbalken auf dem Schlitten 5 aufliegt, wird durch die Kraft K des Einrücksystems auf den Schlitten 5 eingewirkt, wodurch die Rolle 7, welche in die als Vertiefung ausgebildete Haltekontur 11 in der Rollenlaufbahn 8 eingreift, in dieser gehalten wird. Auch hier wird eine zusätzliche Kraft des Betätigungselementes des Schlittens 5 reduziert, um diesen in der Haltekontur 11 zu halten.
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3 zeigt ein Hebelsystem, welches als Gelenkaktor 12 ausgebildet ist, bei welchem die Haltekontur 13 in dem Schlitten 19 verarbeitet ist. Der Hebel 2 ist dabei zur Kraftkompensation über eine Feder 14 mit seiner Schwenkposition verbunden und weist eine zweite Auflage für den frei beweglichen Hebel 2 auf. Der schwenkbare Hebel 2 umfasst zwei Hebelarme 15, 16 auf, wobei sich der Hebelarm 16 annähernd rechtwinklig zum Hebelarm 15 gegen den Betätigungspunkt 4 zum Einrücksystem erstreckt. An dem Hebelarm 15 ist eine Rolle 17 fest positioniert, die auf einer Rollenlaufbahn 18, die auf dem Schlitten 19 ausgebildet ist, abrollt. Bei der Bewegung des Schlittens 19 gleitet der Hebelarm 17 an einer Rolle 20 des Einrücksystems linear entlang, welche sich horizontal bewegt. Dabei verfährt die am Hebelarm 15 fest positioniert Rolle 17 entlang der Rollenlaufbahn 18 und erreicht die als Vertiefung ausgebildete Haltekontur 13, wenn die Kupplung eine Maximalposition eingenommen hat.
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Ein Gelenkaktor 12 bei welchem die als Vertiefung ausgebildete Haltekontur 13 an der Rollenlaufbahn 8 des Schlittens 19 ausgebildet ist, ist in 4 dargestellt. Dabei ist die Rollkurve 21 der Rolle 17 ebenfalls am Schlitten 19 ausgebildet, allerdings mit einer kontinuierlichen Steigung.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gelenkaktors 12, bei welchem die als Haltekontur 13 dienende Vertiefung am zweiten Hebelarm 16 ausgebildet ist. Dabei greift bei einem Verfahren des Schlittens 19 die Rolle 20 in diese Haltekontur 13 ein, wenn der zweite Hebelarm 16 senkrecht nach oben gedrückt wird.
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Ein wiederum abgewandelter Gelenkaktor 12 ist in 6 dargestellt, bei welchem der Schlitten 19 die Ausbildung mit Rollen 6, 7, 9 gemäß 1 aufweist, wobei die Rollen 6, 7 auf der Rollenlaufbahn 8 abrollen und die Haltekontur 13 als Vertiefung in der Rollkurve 32 an dem ersten Hebelarm 15 zur Aufnahme der Rolle 9 ausgebildet ist.
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In einer Alternative dazu ist in 7 ein abgewandelte Gelenkaktor 12 gezeigt, bei welchem die Haltekontur 13 in der Rollenlaufbahn 8 des Schlittens 19 positioniert ist.
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8 zeigt nochmals einen Gelenkaktor 12, bei welchem der Schlitten 19 gemäß 1 ausgebildet ist und die Haltekontur 13 im zweiten Hebelarm 16 angeordnet ist.
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Bei allen diesen Ausführungsformen, die in 3 bis 8 gezeigt sind, wird die zur Bewegung und zum Halten des Schlittens 19 notwendige Kraft reduziert, wenn dieser in die Haltekontur 13 eingefahren ist.
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9 zeigt das Hebelsystem als Langscharnieraktor 22, bei welchem das Scharnier 3 und der Schlitten 5 auf unterschiedlichen Seiten zum Betätigungspunkt 4 zum Einrücksystem liegen. Der Betätigungspunkt 4 zum Einrücksystem ist hierbei durch die Erhebung 23 gekennzeichnet. Bei dieser Ausgestaltung ist die Haltekontur 11 des Schlittens 5, welcher gemäß 1 ausgestaltet ist, an der Rollkurve 10 ausgebildet. Alternativ dazu ist in 10 der Langscharnieraktor 22 dargestellt, bei welchem die Haltekontur 11 in der Rollenlaufbahn 8 des Schlittens 5 positioniert ist. Auch in diesen Fällen ist die Haltekontur 11 als Vertiefung ausgebildet.
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11 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des Hebelaktors, bei welchem der Hebel 2 über eine Feder 24 an einem Wipppunkt 25 befestigt ist. Der Schlitten 5 läuft dabei eine Wippkurve 26 an dem Hebel 2 ab, wobei an der Wippkurve 26 des Hebels 2 die Haltekontur 11 als Vertiefung ausgebildet ist und das Einrücksystem sich senkrecht zur Rolllaufbahn 8 des Schlittens 5 bewegt. Dabei drückt die Kraft aus der Kupplung auf den Schlitten 5, welcher nach links verfahren wird. Deshalb ist es durch das motorangetriebene Betätigungselement notwendig, immer eine Kraft nach rechts aufzubringen, um dem Schlitten 5 in der Haltekontur 11 zu halten. Diese Kraft wird aber verringert, wenn sich der Schlitten 5 in der Haltekontur 11 befindet. In einer Alternative dazu ist in 12 der Hebelaktor mit einer Haltekontur 11 in der Rollenlaufbahn 8 des Schlittens 5 dargestellt.
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In den folgenden Beispielen werden mögliche Ausführungen der Haltekontur dargestellt, wobei der Schlitten 5 lediglich durch eine Rolle 7 angedeutet ist. Diese Haltekonturen sind sowohl auf die Rollenlaufbahn 8 als auch auf die Rollkurve 10 anwendbar. 13 und 14 zeigen Haltekonturen durch eine einfache Winkeländerung, wobei die Winkeländerung 27 in 13 eckig ausgebildet ist, während die Winkeländerung 28 gemäß 14 sanft verläuft. Aufgrund dieser Winkeländerungen 27, 28 wird die Kraft des Betätigungselementes des Schlittens 5 auf nahe null abgesenkt, wobei zusätzlich der Vorteil besteht, dass kein Widerstand zum Verlassen der als Winkeländerung 27, 28 ausgebildeten Rastierung überwunden werden muss.
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In 15 ist vor der als Vertiefung ausgebildeten Haltekontur 11 eine Erhebung 29 ausgebildet. Die Rastierung wird dabei weiterhin von der Vertiefung gebildet. Hierbei muss aber die Vertiefung durch den Schlitten 5 gegen einen zusätzlichen Widerstand der Erhebung 29 bewusst angefahren werden.
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In 16 ist am Ende des Verfahrweges unmittelbar nach der als Vertiefung ausgebildeten Haltekontur 11 ein Block 30 vorgesehen, welcher den Verfahrweg des Schlittens 5 begrenzt und nicht überwunden werden kann.
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Anstelle einer Vertiefung kann als Haltekontur und somit als Rastierung auch eine Erhebung 31 verwendet werden (17). Bei einer solchen Haltekontur 31 muss in beide Richtungen eine Kraft aufgebracht werden, um die Haltekontur 31 zu überfahren.
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Die Ausgestaltung des Schlittens 5 bzw. 19 ist nicht auf die in dieser Schrift dargestellten Möglichkeiten beschränkt. Die Anzahl der Bauformen des Schlittens 5, 19 ist vielfältig. So kann der Schlitten nur zwei Rollen aufweisen, wobei eine oben und eine unten angeordnet ist. Die Rollen können auch in der Blattebene geschachtelt sein.
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Die verschiedenen Ausführungsformen des Hebelsystems bieten somit die Möglichkeit, dass aktiv durch das elektromotorisch angetriebene Betätigungselement des Schlittens 5 eine Kraft aufgebracht werden muss, um den Schlitten 5, 19 aus der Haltekontur 11, 13, 31 zu entfernen bzw. das Betätigungselement bei Einnahme der Haltekontur 11, 13, 31 durch den Schlitten 5 kraftfrei zu gestalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scharnieraktor
- 2
- Hebel
- 3
- Scharnier
- 4
- Betätigungspunkt
- 5
- Schlitten
- 6
- Rolle
- 7
- Rolle
- 8
- Rollenlaufbahn
- 9
- Rolle
- 10
- Rollkurve
- 11
- Haltekontur
- 12
- Gelenkaktor
- 13
- Haltekontur
- 14
- Feder
- 15
- Hebelarm
- 16
- Hebelarm
- 17
- Rolle
- 18
- Rollenlaufbahn
- 19
- Schlitten
- 20
- Rolle
- 21
- Rollkurve
- 22
- Langscharnieraktor
- 23
- Erhebung
- 24
- Feder
- 25
- Wipppunkt
- 26
- Wippkurve
- 27
- Winkeländerung
- 28
- Winkeländerung
- 29
- Erhebung
- 30
- Block
- 31
- Erhebung
- 32
- Rollkurve
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013211227 A1 [0002]
- DE 102013225009 A1 [0003]
