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Die Erfindung betrifft einen Hebelaktor zum Betätigen einer Kupplung eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, mit einem Aufnahmebereich und einem über ein Gelenk verschwenkbar an dem Aufnahmebereich aufgenommenen, mit einem Stellmotor in Wechselwirkung befindlichen Hebel.
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Gattungsgemäße Aktoren sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 10 2004 009 832 A1 ein Hebelsystem zum Betätigen von Kupplungen, bei dem durch eine Verlagerung eines Auflage- bzw. Drehpunktes eines Hebels die Betätigungskraft für die Kupplung veränderbar ist. Ein ähnlicher Scharnierhebelaktor ist auch aus der
DE 10 2010 048 494 A1 bekannt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit von Hebelaktoren weiter zu verbessern, wobei zugleich der Aufbau des Hebelaktors möglichst einfach gehalten werden soll.
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Dies wird erfindungsgemäß durch einen Hebelaktor mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Durch das somit gebildete Segmentgelenk / segmentierte Gelenk ist der Gleitabschnitt des zweiten Gelenkbestandteils möglichst spielfrei zwischen den Führungssegmenten des ersten Gelenkbestandteils abgestützt. Dadurch nimmt der Verschleiß des Gelenks deutlich ab. Zudem ist eine deutlich präzisere Betätigung der entsprechenden Kupplung die Folge.
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Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Demnach ist es auch von Vorteil, wenn der erste Gelenkbestandteil ein, eine Gleitschale ausbildendes, erstes Führungssegment aufweist.
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Erfindungsgemäß ist es weiter vorgesehen, dass der erste Gelenkbestandteil ein hakenförmiges zweites Führungssegment aufweist, welches zweite Führungssegment in der Richtung senkrecht zur Schwenkachse beabstandet zu dem ersten Führungssegment angeordnet ist. Dadurch ist der erste Gelenkbestandteil einfach herstellbar.
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Ist der erste Gelenkbestandteil Teil des Aufnahmebereichs, d. h. fest mit dem Aufnahmebereich verbunden, wird der Aufbau weiter vereinfacht.
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Der Aufnahmebereich ist weiter bevorzugt gehäusefest abgestützt.
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Sind die ersten und zweiten Führungssegmente des ersten Gelenkbestandteils mit einer bestimmten Vorspannkraft aufeinander zu vorgespannt, d. h. ist das erste Führungssegment zu dem zweiten Führungssegment hin mit der bestimmten Vorspannkraft vorgespannt, wird der zweite Gelenkbestandteil möglichst spielfrei zwischen den beiden Führungssegmenten eingespannt / geführt, sodass die Genauigkeit sowie die Lebensdauer des Hebelaktors weiter verbessert wird.
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Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das erste Führungssegment entlang der Schwenkachse auf gleicher Höhe mit dem zweiten Führungssegment oder versetzt zu dem zweiten Führungssegment angeordnet ist. Dadurch werden weitere, in ihrem Aufbau weiter vereinfachte oder hinsichtlich ihres Verschleißes weiter optimierte Segmentgelenke umgesetzt.
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In diesem Zusammenhang hat es sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführung zwei Segmentpaare, jeweils aufweisend ein erstes und ein zweites Führungssegment, vorhanden sind oder gemäße einer weiter bevorzugten Ausführung ein erstes Führungssegment sowie zwei zweite Führungssegmente zur Ausbildung des ersten Gelenkbestandteils vorhanden sind.
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Ist zudem der zumindest eine Gleitabschnitt des zweiten Gelenkbestandteils ebenfalls als Gleitschale ausgebildet, ist dieser noch verschleißärmer geführt, sodass die Lebensdauer des Hebelaktors weiter erhöht wird.
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Alternativ zu dem Vorsehen lediglich eines Gleitabschnittes ist es auch von Vorteil, wenn zwei entlang der Schwenkachse beabstandet zueinander angeordnete Gleitabschnitte vorhanden sind, die jeweils mit einem ersten und/oder einem zweiten Führungssegment zusammenwirken.
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Die Führungssegmente sind bevorzugt als Blechsegmente ausgebildet, d.h. aus einem Metallblech ausgeformt. Auch der Gleitabschnitt ist bevorzugt aus zumindest einem Metallblech ausgeformt.
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Ist der zweite Gelenkbestandteil Teil des Hebels, d. h. ist der zweite Gelenkbestandteil unmittelbar durch den Hebel ausgebildet, wird der Aufbau des Hebelaktors weiter vereinfacht.
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Mit anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine Gelenkausbildung für einen Hebel durch eine Segmentierung realisiert. Dabei wird der Hebelaktor mit einem Segmentgelenk vorgeschlagen, das die Genauigkeit sowie die Lebensdauer des Hebelaktors vergrößert.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
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Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung einer einen erfindungsgemäßen Hebelaktor nach einem ersten Ausführungsbeispiel aufweisenden Kupplung in schematischer Ansicht, wobei der grundlegende Aufbau des Hebelaktors gut hervorgeht,
- 2 eine detaillierte perspektivische Ansicht eines ein Gelenk bildenden Teilzusammenbaus des Hebelaktors, wie er in 1 einsetzbar ist,
- 3 eine Seitenansicht des Teilzusammenbaus nach 2,
- 4 eine Detailansicht des Teilzusammenbaus der 3 im Bereich des Gelenks,
- 5 eine Seitenansicht des Teilzusammenbaus nach 2 zur Veranschaulichung eines ersten Montageschrittes, in dem ein Hebel mit seinem (zweiten) Gelenkbestandteil mit einem (ersten) Gelenkbestandteil eines Aufnahmebereiches gefügt wird,
- 6 eine weitere Seitenansicht des Teilzusammenbaus, ähnlich zu 5, zur Veranschaulichung eines zweiten Montageschrittes, in dem der Hebel derart relativ zu dem Aufnahmebereich verschwenkt wird, dass er an dem Aufnahmebereich verschwenkbar aufgenommen ist,
- 7 eine detaillierte Seitenansicht des Gelenks, ähnlich zu 4, in zwei unterschiedlichen Schwenkpositionen des Funktionsbereiches des Hebels,
- 8 eine perspektivische Darstellung der das Gelenk nach 2 bildenden Gelenkbestandteile,
- 9 eine perspektivische Darstellung der Gelenkbestandteile eines erfindungsgemäßen, nach einem zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Hebelaktors, wobei der seitens des Hebels angebrachte Gelenkbestandteil als ein Sackloch umgesetzt ist und dadurch ein Verschieben des Hebels in Richtung der Drehachse eingeschränkt wird (prinzipiell kann hierzu auch nur eine Gelenkseite ausreichen),
- 10 eine perspektivische Darstellung der Gelenkbestandteile eines erfindungsgemäßen, nach einem dritten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Hebelaktors,
- 11 eine perspektivische Darstellung der Gelenkbestandteile eines erfindungsgemäßen, nach einem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Hebelaktors, wobei der seitens des Hebels angebrachte Gelenkbestandteil nunmehr aus einem Gleitabschnitt besteht,
- 12 eine perspektivische Darstellung der Gelenkbestandteile aus 11 von einer Unterseite, sowie
- 13 eine perspektivische Darstellung einer in Längsrichtung geschnittenen, einen Hebelaktor aufweisenden Kupplung nach einer alternativen Ausbildung, die nicht Bestandteil der Erfindung ist, jedoch zum Veranschaulichen des prinzipiellen Aufbaus der Kupplung dient.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Mit den 1 und 13 ist der bevorzugte Einsatzbereich eines erfindungsgemäßen Hebelaktors 1, wie er nachfolgend detaillierter beschrieben ist, veranschaulicht. Der Hebelaktor 1 dient demnach vorzugsweise zum Betätigen einer Kupplung 2 eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs. Die Kupplung 2 ist in dieser Ausbildung als eine Doppelkupplung ausgeführt und weist demnach zwei Teilkupplungen auf. Der Hebelaktor 1 dient somit zum Betätigen einer dieser beiden Teilkupplungen. Wie mit 13 angedeutet, sind folglich üblicherweise zwei Hebelaktoren 1 vorhanden, um die Teilkupplungen jeweils unabhängig voneinander zu betätigen. Die Kupplung 2 ist auf übliche Weise entlang eines Antriebsstrangs zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe des Kraftfahrzeugs eingesetzt. Auch ist der erfindungsgemäße Hebelaktor 1 prinzipiell für weitere Einsatzbereiche, vorzugsweise zum Betätigen einer Bremse des Kraftfahrzeuges, ausgebildet.
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Wie zudem in 1 zu erkennen, weist der Hebelaktor 1 einen als Elektromotor realisierten Stellmotor 5 auf. Über den Stellmotor 5 wird ein Abstützpunkt 13 eines Hebels 6 des Hebelaktors 1 verstellt, sodass als Folge daraus ein mit einem Betätigungslager 14 bewegungsgekoppeltes radial inneres Ende 15 des Hebels 6 axial verlagert wird und folglich zu einem Ein- oder Ausrücken der entsprechenden Kupplung 2 dient.
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Ein radial äußeres Ende 16 des Hebels 6 ist in dieser Ausführung über ein erfindungsgemäßes Gelenk 4 mit einem Aufnahmebereich 3, der hier gehäusefest angeordnet ist, gekoppelt. Das als Segmentgelenk ausgebildete Gelenk 4 ist mit den 2 bis 8 detailliert zu erkennen. Das Gelenk 4 weist demnach einen ersten Gelenkbestandteil 11 auf, der fest mit dem Aufnahmebereich 3 verbunden ist. Relativ zu diesem ersten Gelenkbestandteil 11 ist ein zweiter Gelenkbestandteil 12 des Gelenks 4 um eine zentrale Schwenkachse 7 verschwenkbar aufgenommen. Der zweite Gelenkbestandteil 12 ist mit dem Hebel 6 verbunden bzw. unmittelbar durch diesen Hebel 6 ausgebildet.
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Wie des Weiteren zu erkennen, weist der erste Gelenkbestandteil 11 zwei Paare 21a, 21b an Führungssegmenten 8, 9 auf, wobei die beiden Führungssegmente 8, 9 als Blechsegmente 8, 9 umgesetzt sind und demnach nachfolgend auch als solche bezeichnet sind. Die Blechsegmente 8, 9 eines Paares 21a, 21b sind in einer Richtung senkrecht / radial zur Schwenkachse 7 voneinander beabstandet und bilden folglich einen Aufnahmeraum 17 für den zweiten Gelenkbestandteil 12. Ein Gleitabschnitt 10 des zweiten Gelenkbestandteils 12 ist je Paar 21a, 21b gleitend / verschwenkbar zwischen einem ersten Blechsegment 8 und einem zweiten Blechsegment 9 aufgenommen. In 4 ist zu erkennen, dass das erste Blechsegment 8 als Gleitschale ausgeformt ist. Dieses erste Blechsegment 8 ist beabstandet zu dem zweiten Blechsegment 9 angeordnet. Das zweite Blechsegment 9 bildet unmittelbar ein hakenförmiges Ende aus, das hin zu dem ersten Blechsegment 8 gebogen verläuft. Der Gleitabschnitt 10 bildet ebenfalls eine Gleitschale aus, die seitens ihrer Vertiefung 18 (konkave Seite) mit dem zweiten Blechsegment 9 / einer Stirnseite 22 des hakenförmigen Endes unmittelbar in Kontakt steht und mit ihrer Erhebung 19 (konvexe Seite) unmittelbar mit dem ersten Blechsegment 8 in Kontakt steht. Die beiden Blechsegmente 8, 9, wie durch die mit F gekennzeichneten Pfeile in 4 verdeutlicht, sind aufeinander zu vorgespannt, sodass auch der Gleitabschnitt 10 zwischen den beiden Blechsegmenten 8, 9 eingespannt bzw. spielfrei aufgenommen ist. Zugleich ist eine gleitende Beweglichkeit des Hebels 6 relativ zu dem Aufnahmebereich 3 sichergestellt.
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Wie mit 5 sowie 6 zu erkennen, wird das Gelenk 4 derart montiert, dass zunächst (5) in einem ersten Montageschritt der Hebel 6 samt seiner Gleitabschnitte 10 durch eine entsprechende Positionsänderung P in den Aufnahmeraum 17 hineinverschoben wird. Im Anschluss (6) wird der Hebel 6 in einem zweiten Montageschritt relativ zu dem Aufnahmebereich 3 verschwenkt.
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Mit den 2 und 8 sind dann auch die unterschiedlichen Paare 21a, 21b an ersten und zweiten Blechsegmenten 8, 9 gezeigt, die jeweils einen Gleitabschnitt 10 aufnehmen. Somit ist ein erstes Blechsegment 8 zusammen mit einem zweiten Blechsegment 9 entlang der Schwenkachse 7 versetzt zu einem weiteren ersten Blechsegment 8 und einem weiteren zweiten Blechsegment 9 angeordnet, welche beiden Blechsegmentpaare 21a, 21b jeweils einen Gleitabschnitt 10 aufnehmen.
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In Verbindung mit 9 ist unter Bezug auf ein weiteres Ausführungsbeispiel ein etwas anders ausgebildetes Gelenk 4 veranschaulicht, wobei der Gleitabschnitt 10 mit axialen Seitenflanken 20 (entlang der Schwenkachse 7) versehen ist und der Gleitabschnitt 10 somit als ein Sackloch umgesetzt ist.
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In Verbindung mit 10 ist zudem nur ein einzelnes erstes Blechsegment 8 vorhanden, das zusammen mit zwei zweiten Blechsegmente 9 den ersten Gelenkbestandteil 11 ausbildet. Die beiden zweiten Blechsegmente 9 und das erste Blechsegment 8 sind mit ihrer axialen Mitte entlang der Schwenkachse 7 gesehen versetzt zueinander angeordnet. Das erste Blechsegment 8 ist im Wesentlichen mittig zwischen den beiden zweiten Blechsegmenten 9 angeordnet. Im dem Aufnahmeraum 17 zwischen dem einen ersten Blechsegment 8 und den beiden zweiten Blechsegmenten 9 sind zwei Gleitabschnitte 10 (je zweitem Blechsegment 9 ein Gleitabschnitt 10) angeordnet. Zudem ist der jeweilige Gleitabschnitt 10 zu einer axialen Seite hin geöffnet, hier zu der dem benachbarten Gleitabschnitt 10 zugewandten Seite hin. Im Anschluss an den Aufnahmeraum 17 liegen die beiden Blechsegmente 8, 9 direkt aneinander an (verstärkt durch eine vorbestimmte Abstützkraft / Vorspannkraft).
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Gemäß den 11 und 12 ist es gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 10 gar möglich, alternativ einen einzigen Gleitabschnitt 10 vorzusehen.
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Der weitere Aufbau der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der 9 bis 12 entspricht wiederum dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels. Zudem sei darauf hingewiesen, dass die beiden Gelenkbestandteile 11, 12 auf umgekehrt angebracht werden können, sodass in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung alternativ der erste Gelenkabschnitt 11 an dem Hebel 6 fixiert ist und der zweite Gelenkabschnitt 12 an dem Aufnahmebereich 3.
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Mit anderen Worten ausgedrückt, sind erfindungsgemäß Scharniersegmente vorgesehen, die speziell auch für geringere Drehwinkel ausgebildet sind; wie im Speziellen beim Hebelaktor 1 erwünscht. Die Segmentierung des Gelenkes 4 lässt es zu, das zu betätigende Element auch ohne Hilfsmittel und Befestigungstechniken zu montieren. Die Ausrichtung der Drehachse 7 kann z.B. bei der Fertigung an Stanzblechen direkt im Stanzwerkzeug oder Spritzgussform auf einmal und in genauer Flucht gefertigt werden. Die Elemente können durch Federglieder oder interne Vorspannung Spielfreiheit herstellen und Verschleiß kompensieren. Die einzelne Segmente 8, 9, 10 bilden zusammen ein Gelenk 4, welches lediglich eine Rotation um die gemeinsame Achse 7 der Segmente 8, 9, 10 zulässt. Durch Vorspannungen im Gelenk 4 kann bei Montage eine Spielfreiheit oder Verschleißausgleich ermöglicht werden.
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Mit 5 ist die Montage gezeigt, wobei die von den Segmenten frei gestellten Bereiche es zulassen, das Gelenk 4 in einer speziellen Position zu fügen (P). Mit 6 ist der übliche Arbeitsbereich gezeigt, wobei durch Einschwenken aus der Montagestellung der Hebel 6 in einem anderen Bereich mit kleinerem Bewegungswinkel bewegt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hebelaktor
- 2
- Kupplung
- 3
- Aufnahmebereich
- 4
- Gelenk
- 5
- Stellmotor
- 6
- Hebel
- 7
- Schwenkachse
- 8
- erstes Führungssegment / erstes Blechsegment
- 9
- zweites Führungssegment / zweites Blechsegment
- 10
- Gleitabschnitt
- 11
- erster Gelenkbestandteil
- 12
- zweiter Gelenkbestandteil
- 13
- Abstützpunkt
- 14
- Betätigungslager
- 15
- inneres Ende
- 16
- äußeres Ende
- 17
- Aufnahmeraum
- 18
- Vertiefung
- 19
- Erhebung
- 20
- Anschlagsflanke
- 21a
- erstes Paar
- 21b
- zweites Paar
