DE102020104407A1

DE102020104407A1 - Clutch actuator and friction clutch

Info

Publication number: DE102020104407A1
Application number: DE102020104407.0A
Authority: DE
Inventors: Alexandre Benedetti Rossi; Luiz Siqueira Granja Junior; Elias Ferreira Machado; Ricardo Teixeira de Melo; Mario Willian Privatti
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2021-08-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung (10) zur Betätigung einer mit einer Abtriebswelle verbundenen Reibungskupplung entgegen der Kupplungsfederkraft einer Kupplungsfeder durch Bereitstellung einer Betätigungskraft, aufweisend einen Nehmerzylinder (12) mit einem konzentrisch zu der Abtriebswelle angeordneten Nehmerzylindergehäuse (14), in dem ein einen Kolbenhub ausführender verschiebbarer Kolben (18) zur Einleitung der Betätigungskraft auf die Kupplungsfeder entgegen der Kupplungsfederkraft aufgenommen ist, ein Betätigungslager (22), das zur Übertragung der Betätigungskraft wirksam zwischen dem Kolben (18) und der Kupplungsfeder angeordnet ist und ein wirksam zwischen dem Nehmerzylindergehäuse (14) und dem Betätigungslager (22) vorgespannt angeordnetes erstes Federelement (28) zur Einleitung einer der Kupplungsfederkraft entgegenwirkenden ersten Federkraft (F1) auf das Betätigungslager (22), wobei parallel wirksam zu dem ersten Federelement (28) ein wirksam zwischen dem Nehmerzylindergehäuse (14) und dem Betätigungslager (22) angeordnetes zweites Federelement (34) zur Einleitung einer der Kupplungsfederkraft entgegenwirkenden zweiten Federkraft (F2) auf das Betätigungslager (22) angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Reibungskupplung mit einer derartigen Kupplungsbetätigungsvorrichtung (10).The invention relates to a clutch actuation device (10) for actuating a friction clutch connected to an output shaft against the clutch spring force of a clutch spring by providing an actuating force, having a slave cylinder (12) with a slave cylinder housing (14) arranged concentrically to the output shaft, in which a piston stroke executing a piston displaceable piston (18) for introducing the actuating force on the clutch spring against the clutch spring force is accommodated, an actuating bearing (22) which is effectively arranged between the piston (18) and the clutch spring for transmitting the actuating force and an effective between the slave cylinder housing (14) and the actuating bearing (22) arranged preloaded first spring element (28) for introducing a first spring force (F1) counteracting the clutch spring force on the actuating bearing (22), with an effective between the first spring element (28) and effective parallel to the first spring element (28) hen the slave cylinder housing (14) and the actuating bearing (22) arranged second spring element (34) for introducing a second spring force (F2) counteracting the clutch spring force on the actuating bearing (22). The invention also relates to a friction clutch with such a clutch actuation device (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Reibungskupplung mit einer derartigen Kupplungsbetätigungsvorrichtung.The invention relates to a clutch actuation device according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a friction clutch with such a clutch actuation device.

Eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung ist beispielsweise aus DE 101 38 722 A1 bekannt. Darin wird eine als hydraulisches Ausrücksystem einer Reibungskupplung ausgeführte Kupplungsbetätigungsvorrichtung beschrieben, die einen konzentrisch zu einer Abtriebswelle angeordneten Nehmerzylinder (concentric slave cylinder) mit einem axial in einem drehfest angeordneten Nehmerzylindergehäuse verlagerbaren Kolben aufweist, der eine die Reibungskupplung verspannende als Tellerfeder ausgeführte Kupplungsfeder abhängig von der Kolbenbewegung über ein Betätigungslager axial beaufschlagt. Der Fluiddruck auf den Kolben wird durch einen Geberzylinder eingeleitet. Der Nehmerzylinder ist an dem Kupplungsgehäuse über ein Deckellager axial fest und verdrehbar aufgenommen.A clutch actuator is off, for example DE 101 38 722 A1 famous. It describes a clutch actuation device designed as a hydraulic release system of a friction clutch, which has a concentric slave cylinder arranged concentric to an output shaft with a piston which can be axially displaced in a slave cylinder housing arranged in a rotationally fixed manner and which has a clutch spring designed as a plate spring, which braces the friction clutch, depending on the piston movement acted upon axially via an actuating bearing. The fluid pressure on the piston is introduced through a master cylinder. The slave cylinder is axially fixed and rotatable on the clutch housing via a cover bearing.

Die Betätigung der Reibungskupplung erfolgt über ein Kupplungspedal, durch das die zur Betätigung der Reibungskupplung durch die Kupplungsbetätigungsvorrichtung bereitgestellte Betätigungskraft als Pedalkraft aufgebracht wird. Mit zunehmendem Verschleiß der Reibungskupplung erhöht sich die zur Betätigung der Reibungskupplung aufzubringende Betätigungskraft und damit die Pedalkraft.The friction clutch is actuated via a clutch pedal, by means of which the actuating force provided by the clutch actuating device for actuating the friction clutch is applied as pedal force. With increasing wear of the friction clutch, the actuating force to be applied to actuate the friction clutch and thus the pedal force increase.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Pedalkraft zur Betätigung der Reibungskupplung zu verringern. Weiterhin soll die Pedalkraft auch bei zunehmendem Verschleiß der Reibungskupplung möglichst wenig ansteigen. Bevorzugt soll die Pedalkraft unabhängig von einem Verschleiß der Reibungskupplung möglichst gleichbleibend sein.The object of the present invention is to reduce the pedal force for actuating the friction clutch. Furthermore, the pedal force should increase as little as possible even with increasing wear of the friction clutch. The pedal force should preferably be as constant as possible regardless of wear on the friction clutch.

Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann ein Anstieg der aufzuwendenden Pedalkraft zur Betätigung der Reibungskupplung bei zunehmendem Verschleiß der Reibungskupplung abgeschwächt werden. Der Verschleiß der Reibungskupplung kann als Verschleiß in dem Reibbereich, insbesondere der Reibbeläge, auftreten.At least one of these objects is achieved by a clutch actuation device having the features according to claim 1. As a result, an increase in the pedal force to be applied to actuate the friction clutch can be weakened with increasing wear of the friction clutch. The wear of the friction clutch can occur as wear in the friction area, in particular the friction linings.

Die Reibungskupplung kann in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs angeordnet sein. Die Reibungskupplung kann zur reibschlüssigen Drehmomentverbindung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement angeordnet sein. Die Reibungskupplung kann eine manuell betätigte Reibungskupplung sein. Die Reibungskupplung kann trocken oder nass laufend ausgeführt sein.The friction clutch can be arranged in a drive train of a vehicle. The friction clutch can be arranged for the frictional torque connection between a drive element and an output element. The friction clutch can be a manually operated friction clutch. The friction clutch can run dry or wet.

Die Reibungskupplung kann einen mit dem Antriebselement verbindbaren Kupplungseingang und einen mit dem Abtriebselement verbindbaren Kupplungsausgang aufweisen.The friction clutch can have a clutch input that can be connected to the drive element and a clutch output that can be connected to the output element.

Die Reibungskupplung kann einen den Kupplungsausgang mit dem Kupplungseingang abhängig von der Betätigungskraft reibschlüssig verbindbaren Reibbereich aufweisen. Der Reibbereich kann wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweisen.The friction clutch can have a friction area that can be frictionally connected to the clutch output as a function of the actuating force. The friction area can have at least one clutch disc.

Die Reibungskupplung kann in einem Kupplungsgehäuse, insbesondere aufweisend einen Kupplungsdeckel, aufgenommen sein. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung kann an dem Kupplungsgehäuse aufgenommen sein. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung, insbesondere das Nehmerzylindergehäuse, kann über ein Deckellager gegenüber dem Kupplungsgehäuse axial festgelegt und verdrehbar sein.The friction clutch can be accommodated in a clutch housing, in particular having a clutch cover. The clutch actuation device can be received on the clutch housing. The clutch actuation device, in particular the slave cylinder housing, can be axially fixed and rotatable relative to the clutch housing via a cover bearing.

Die Reibungskupplung kann als unbetätigt geschlossene Reibungskupplung (normally closed Kupplung) ausgeführt sein. Die Reibungskupplung kann bei anliegender Betätigungskraft geöffnet sein.The friction clutch can be designed as a non-actuated, closed friction clutch (normally closed clutch). The friction clutch can be opened when the actuating force is applied.

Der Nehmerzylinder kann konzentrisch zu der Abtriebswelle, insbesondere konzentrisch um die Abtriebswelle, also axial überlappend zu dieser, angeordnet sein. Der Kolben kann als Ringkolben ausgeführt sein und konzentrisch zu der Abtriebswelle, insbesondere konzentrisch um die Abtriebswelle, also axial überlappend zu dieser, angeordnet sein.The slave cylinder can be arranged concentrically to the output shaft, in particular concentrically around the output shaft, that is to say axially overlapping with it. The piston can be designed as an annular piston and can be arranged concentrically to the output shaft, in particular concentrically around the output shaft, that is to say axially overlapping it.

Das Nehmerzylindergehäuse kann aus Metall und/oder Kunststoff aufgebaut sein. The slave cylinder housing can be constructed from metal and / or plastic.

Der Kolben kann durch einen Fluiddruck in dem Kupplungsnehmerzylinder hydraulisch betätigbar sein. Der Fluiddruck kann durch einen Geberzylinder bereitgestellt werden. Der Fluiddruck kann von der Pedalbewegung des Kupplungspedals abhängen.The piston can be hydraulically actuated by a fluid pressure in the clutch slave cylinder. The fluid pressure can be provided by a master cylinder. The fluid pressure can depend on the pedal movement of the clutch pedal.

Das erste Federelement kann eine lineare oder nichtlineare Kennlinie aufweisen. Das erste Federelement kann eine Schraubenfeder sein. Das erste Federelement kann konzentrisch zu dem Nehmerzylinder angeordnet sein.The first spring element can have a linear or non-linear characteristic curve. The first spring element can be a helical spring. The first spring element can be arranged concentrically to the slave cylinder.

Das zweite Federelement kann eine Tellerfeder sein. Das zweite Federelement kann konzentrisch zu dem ersten Federelement angeordnet sein. Das zweite Federelement kann unmittelbar an einer Lagerscheibe des Abstützlagers kraftbeaufschlagend anliegen. Das zweite Federelement kann eine lineare oder nichtlineare Federkennlinie aufweisen.The second spring element can be a plate spring. The second spring element can be arranged concentrically to the first spring element. The second spring element can rest directly against a bearing disk of the support bearing in a force-exerting manner. The second spring element can have a linear or non-linear spring characteristic.

Die Summe aus erster und zweiter Federkraft kann bevorzugt kleiner als die Kupplungsfederkraft sein. Die zweite Federkraft kann gleich der ersten Federkraft oder größer oder kleiner als die erste Federkraft sein.The sum of the first and second spring force can preferably be smaller than the clutch spring force. The second spring force can be equal to the first spring force or greater or less than the first spring force.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das zweite Federelement getrennt von dem ersten Federelement ausgeführt. Das erste Federelement kann radial innerhalb von dem zweiten Federelement angeordnet sein. Das zweite Federelement kann axial überlappend zu dem ersten Federelement angeordnet sein.In a preferred embodiment of the invention, the second spring element is designed separately from the first spring element. The first spring element can be arranged radially inside of the second spring element. The second spring element can be arranged in an axially overlapping manner with respect to the first spring element.

In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist das zweite Federelement in einem ersten Kolbenhubbereich gegenüber dem Betätigungslager kraftfrei und in einem an den ersten Kolbenhubbereich angrenzenden zweiten Kolbenhubbereich zur Einleitung der zweiten Federkraft auf das Betätigungslager kraftbeaufschlagend. Dadurch kann das zweite Federelement erst in dem zweiten Kolbenhubbereich wirksam sein. Mit zunehmendem Verschleiß der Reibungskupplung kann sich der Kolbenhub von dem ersten Kolbenhubbereich in den zweiten Kolbenhubbereich verlagern. Dann kann die zweite Federkraft zusätzlich zu der ersten Federkraft wirken. Das zweite Federelement kann somit erst ab einem festgelegten aufgetretenen Verschleiß wirksam sein.In a special embodiment of the invention, the second spring element is force-free in a first piston stroke area with respect to the actuating bearing and acts on the actuating bearing in a second piston stroke area adjoining the first piston stroke area to introduce the second spring force. As a result, the second spring element can only be effective in the second piston stroke range. With increasing wear of the friction clutch, the piston stroke can shift from the first piston stroke area to the second piston stroke area. The second spring force can then act in addition to the first spring force. The second spring element can therefore only be effective after a specified amount of wear has occurred.

In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung ist das erste Federelement gegenüber dem Betätigungslager in dem ersten und zweiten Kolbenhubbereich zur Einleitung der ersten Federkraft auf das Betätigungslager kraftbeaufschlagend. Die erste Federkraft wird somit in dem ersten und zweiten Kolbenhubbereich auf das Betätigungslager eingeleitet.In a further special embodiment of the invention, the first spring element exerts a force on the actuation bearing in the first and second piston stroke areas in order to introduce the first spring force onto the actuation bearing. The first spring force is thus applied to the actuating bearing in the first and second piston stroke ranges.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die aus der Summe der ersten und zweiten Federkraft in Bezug auf den Kolbenhub gebildete Gesamtfederkennlinie beim Übergang zwischen dem ersten und zweiten Kolbenhubbereich einen sprungartigen oder kontinuierlichen Verlauf auf.In an advantageous embodiment of the invention, the overall spring characteristic formed from the sum of the first and second spring force in relation to the piston stroke has an abrupt or continuous course at the transition between the first and second piston stroke range.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das erste Federelement eine das Nehmerzylindergehäuse konzentrisch umgebende Schraubenfeder. Dadurch kann das erste Federelement kostengünstig ausgeführt werden.In a preferred embodiment of the invention, the first spring element is a helical spring concentrically surrounding the slave cylinder housing. As a result, the first spring element can be made inexpensive.

In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung ist das zweite Federelement eine sich an dem Nehmerzylindergehäuse und dem Betätigungslager abstützende Tellerfeder. Die Tellerfeder kann radial vorstehende Federfinger aufweisen, die von einem ringförmigen Abschnitt abstehen und die an dem Abstützlager kraftbeaufschlagend anliegen können. Die Federfinger können von dem ringförmigen Abschnitt nach radial innen verlaufen. Es können umfangsseitig mehrere Federfinger angeordnet sein. Die Federfinger können einteilig mit der Tellerfeder ausgeführt sein.In a further special embodiment of the invention, the second spring element is a plate spring supported on the slave cylinder housing and the actuating bearing. The plate spring can have radially protruding spring fingers which protrude from an annular section and which can bear against the support bearing in a force-exerting manner. The spring fingers can extend radially inward from the annular section. Several spring fingers can be arranged on the circumferential side. The spring fingers can be made in one piece with the plate spring.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das zweite Federelement an einer mit dem Nehmerzylindergehäuse befestigten Sicherungsscheibe aufgenommen und abgestützt. Die Sicherungsscheibe kann über Befestigungsmittel, beispielsweise einteilig aus dem Nehmerzylindergehäuse ausgeführte Befestigungsvorsprünge, mit dem Nehmerzylindergehäuse befestigt sein.In a preferred embodiment of the invention, the second spring element is received and supported on a locking washer fastened to the slave cylinder housing. The locking washer can be fastened to the slave cylinder housing by fastening means, for example fastening projections made in one piece from the slave cylinder housing.

In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung ist das zweite Federelement über wenigstens eine aus der Sicherungsscheibe ausgestellte, insbesondere U-förmige, Lasche an der Sicherungsscheibe befestigt. Es können umfangsseitig mehrere Laschen angeordnet sein. Die einzelne Lasche kann einteilig aus der Sicherungsscheibe ausgeführt sein. Die Vorspannkraft und/oder Position des zweiten Federelements kann durch die Form der Lasche beeinflussbar sein. Das zweite Federelement kann durch die Laschen umfangsseitig und axial an der Sicherungsscheibe festgelegt sein. Das Federelement kann über die Laschen zentriert sein.In a further special embodiment of the invention, the second spring element is fastened to the locking washer by means of at least one, in particular U-shaped, tab exposed from the locking washer. Several tabs can be arranged on the circumferential side. The individual tab can be made in one piece from the locking washer. The pretensioning force and / or position of the second spring element can be influenced by the shape of the tab. The second spring element can be fixed circumferentially and axially on the locking washer by the tabs. The spring element can be centered over the tabs.

Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der zuvor angegebenen Aufgaben eine Reibungskupplung zur reibschlüssigen Drehmomentverbindung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement vorgeschlagen, aufweisend einen mit dem Antriebselement verbindbaren Kupplungseingang und einen mit dem Abtriebselement verbindbaren Kupplungsausgang, sowie einen den Kupplungsausgang mit dem Kupplungseingang abhängig von einer Betätigungskraft reibschlüssig verbindbaren Reibbereich und einer die Betätigungskraft bereitstellenden Kupplungsbetätigungsvorrichtung mit wenigstens einem der zuvor genannten Merkmale.Furthermore, a friction clutch for frictional torque connection between a drive element and an output element is proposed to solve at least one of the above-mentioned problems, having a clutch input connectable to the drive element and a clutch output connectable to the output element, as well as a clutch output with the clutch input depending on an actuating force frictionally connectable friction area and a clutch actuation device providing the actuation force with at least one of the aforementioned features.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.Further advantages and advantageous configurations of the invention emerge from the description of the figures and the illustrations.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

1: Einen räumlichen Querschnitt einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
2a: Einen räumlichen Querschnitt eines zweiten Federelements und einer Sicherungsscheibe einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung in einem ersten Montagezustand.
2b: Das zweite Federelement und die Sicherungsscheibe aus 2a in einem zweiten Montagezustand.
3: Einen Querschnitt einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung in einem ersten Zustand.
4: Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung aus 3 in einem zweiten Zustand.
5: Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung aus 3 in einem dritten Zustand.
6: Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung aus 3 in einem vierten Zustand.

The invention is described in detail below with reference to the figures. They show in detail:

1 : A three-dimensional cross section of a clutch actuation device in a special embodiment of the invention.
2a : A three-dimensional cross section of a second spring element and a locking washer of a clutch actuation device in a further special embodiment of the invention in a first assembly state.
2 B : The second spring element and the locking washer off 2a in a second assembly state.
3 : A cross section of a clutch actuation device in a further special embodiment of the invention in a first state.
4th : The clutch actuator off 3 in a second state.
5 : The clutch actuator off 3 in a third state.
6th : The clutch actuator off 3 in a fourth state.

1 zeigt einen räumlichen Querschnitt einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 ist zur Betätigung einer hier nicht abgebildeten Reibungskupplung angeordnet und kann an der Reibungskupplung befestigt sein. Die Reibungskupplung kann in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs zur reibschlüssigen Drehmomentverbindung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement angeordnet sein. 1 shows a three-dimensional cross section of a clutch actuation device 10 in a special embodiment of the invention. The clutch actuator 10 is arranged to actuate a friction clutch, not shown here, and can be attached to the friction clutch. The friction clutch can be arranged in a drive train of a vehicle for the frictional torque connection between a drive element and an output element.

Die Reibungskupplung kann einen mit dem Antriebselement verbindbaren Kupplungseingang und einen mit dem Abtriebselement verbindbaren Kupplungsausgang, sowie einen den Kupplungsausgang mit dem Kupplungseingang abhängig von der Betätigungskraft reibschlüssig verbindbaren Reibbereich aufweisen. Der Reibbereich kann wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweisen, die beispielsweise mit einer Abtriebswelle des Abtriebselements verbunden ist. Mit zunehmender Betriebslebensdauer der Reibungskupplung kann der Reibbereich einem Verschließ unterliegen, wodurch die Kupplungsbetätigung beeinflusst wird.The friction clutch can have a clutch input that can be connected to the drive element and a clutch output that can be connected to the output element, as well as a friction area that can be frictionally connected to the clutch output as a function of the actuating force. The friction area can have at least one clutch disk, which is connected, for example, to an output shaft of the output element. As the service life of the friction clutch increases, the friction area can be subject to wear, which influences the clutch actuation.

Die Reibungskupplung kann ein Kupplungsgehäuse, insbesondere mit einem Kupplungsdeckel, aufweisen. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung kann an dem Kupplungsgehäuse aufgenommen sein. Beispielsweise kann die Kupplungsbetätigungsvorrichtung über ein Deckellager gegenüber dem Kupplungsgehäuse axial festgelegt und verdrehbar sein.The friction clutch can have a clutch housing, in particular with a clutch cover. The clutch actuation device can be received on the clutch housing. For example, the clutch actuation device can be axially fixed and rotatable relative to the clutch housing via a cover bearing.

Die Reibungskupplung kann bevorzugt als unbetätigt geschlossene Reibungskupplung (normally closed Kupplung) ausgeführt sein, also bei anliegender Betätigungskraft geöffnet und ansonsten geschlossen sein. Die Betätigungskraft kann durch eine Pedalkraft eines Kupplungspedals ausgelöst werden, das von einer Person bedient werden kann. Die Reibungskupplung ist damit insbesondere als manuell betätigte Reibungskupplung ausgeführt.The friction clutch can preferably be designed as a non-actuated, closed friction clutch (normally closed clutch), that is to say it can be opened when an actuating force is applied and otherwise closed. The actuation force can be triggered by a pedal force of a clutch pedal that can be operated by a person. The friction clutch is thus designed in particular as a manually operated friction clutch.

Die Betätigung der Reibungskupplung erfolgt entgegen der Kupplungsfederkraft einer hier nicht abgebildeten Kupplungsfeder durch die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 unter Bereitstellung der Betätigungskraft. Die Kupplungsfeder ist insbesondere eine vorgespannte Tellerfeder zum Schließen der Reibungskupplung. Erst bei anliegender Betätigungskraft kann die Kupplungsfederkraft überwunden und die Reibungskupplung geöffnet werden.The actuation of the friction clutch takes place against the clutch spring force of a clutch spring, not shown here, by the clutch actuation device 10 providing the actuating force. The clutch spring is in particular a pretensioned disc spring for closing the friction clutch. The clutch spring force can only be overcome and the friction clutch opened when the actuation force is applied.

Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 besteht aus einem Nehmerzylinder 12 mit einem konzentrisch zu der Abtriebswelle angeordneten Nehmerzylindergehäuse 14. Die Abtriebswelle ist um eine Drehachse 16 drehbar, zu der der Nehmerzylinder konzentrisch angeordnet ist. In dem Nehmerzylindergehäuse 14 ist ein verschiebbarer Kolben 18 zur Einleitung der Betätigungskraft auf die Kupplungsfeder entgegen der Kupplungsfederkraft aufgenommen. Der Kolben 18 ist unter Ausführung eines Kolbenhubs 20 verschiebbar und als Ringkolben ausgeführt, der konzentrisch um die Abtriebswelle, also axial überlappend zu dieser, angeordnet ist.The clutch actuator 10 consists of a slave cylinder 12th with a slave cylinder housing arranged concentrically to the output shaft 14th . The output shaft is around an axis of rotation 16 rotatable, to which the slave cylinder is arranged concentrically. In the slave cylinder housing 14th is a sliding piston 18th added to initiate the actuation force on the clutch spring against the clutch spring force. The piston 18th is under execution of a piston stroke 20th displaceable and designed as an annular piston, which is arranged concentrically around the output shaft, that is, axially overlapping with respect to it.

Der Kolben 18 ist mit einem Betätigungslager 22, das zur Übertragung der Betätigungskraft wirksam zwischen dem Kolben 18 und der Kupplungsfeder angeordnet ist, verbunden. Das Betätigungslager 22 bewirkt eine Kraftübertragung bei zugleich möglicher Verdrehung zwischen der Kupplungsfeder und dem in dem festgelegten Nehmerzylinder 12 aufgenommenen Kolben 18. Dadurch kann die Kupplungsfeder eine Relativverdrehung gegenüber dem Kolben 18 und dem Nehmerzylinder 12 ausführen.The piston 18th is with an actuator bearing 22nd that is effective for transmitting the actuating force between the piston 18th and the clutch spring is arranged connected. The actuation bearing 22nd causes a power transmission with at the same time possible rotation between the clutch spring and the slave cylinder in the fixed position 12th recorded piston 18th . This allows the clutch spring to rotate relative to the piston 18th and the slave cylinder 12th carry out.

Das Betätigungslager 22 ist bevorzugt ein Ausrücklager und umfasst eine Lagerscheibe 24, die gegenüber dem Kolben 18 drehfest ist und eine weitere Lagerscheibe 26 die drehfest an der Kupplungsfeder mittelbar oder unmittelbar anliegt.The actuation bearing 22nd is preferably a release bearing and comprises a bearing washer 24 facing the piston 18th is non-rotatable and another bearing washer 26th which rests directly or indirectly on the clutch spring in a rotationally fixed manner.

Ein erstes Federelement 28 ist wirksam zwischen dem Nehmerzylindergehäuse 14 und dem Betätigungslager 22 zur Einleitung einer der Kupplungsfederkraft entgegenwirkenden ersten Federkraft F1 auf das Betätigungslager 22 vorgespannt angeordnet. Das erste Federelement 28 ist als eine das Nehmerzylindergehäuse 14 konzentrisch umgebende Schraubenfeder 30 ausgeführt. Das erste Federelement 28 ist von einem Schutzbalg 32 umgeben, der die bewegbaren Bauteile der Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 vor eindringendem Schmutz und/oder Flüssigkeiten schützt.A first spring element 28 is effective between the slave cylinder housing 14th and the actuation bearing 22nd for introducing a first spring force counteracting the clutch spring force F1 on the actuation bearing 22nd arranged prestressed. The first spring element 28 is as one the slave cylinder housing 14th concentrically surrounding helical spring 30th executed. The first spring element 28 is from a protective bellows 32 surrounded by the movable components of the clutch actuator 10 protects against penetrating dirt and / or liquids.

Ein Verschleiß des Reibbereichs der Reibungskupplung bewirkt eine Verschiebung des Kupplungsbetätigungswegs und damit eine Erhöhung der Kupplungsfederkraft, die durch eine zunehmend stärker aufzubringende Betätigungskraft überwunden werden muss. Die Verschiebung des Kupplungsbetätigungswegs wirkt sich auf die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 derart aus, dass der Kolben 18 entgegen der ersten Federkraft F1 weiter von der Kupplungsfeder weg verschoben wird. Zwar nimmt durch das damit stärker gestauchte erste Federelement 28 auch die erste Federkraft F1 zu, allerdings nur linear, während die Kupplungsfederkraft verschleißabhängig üblicherweise stärker als linear ansteigt.Wear in the friction area of the friction clutch causes a shift in the clutch actuation path and thus an increase in the clutch spring force, which must be overcome by an increasingly stronger actuation force. The shift in clutch actuation travel affects the clutch actuation device 10 such that the piston 18th against the first spring force F1 is moved further away from the clutch spring. Admittedly takes by the first spring element, which is thus more compressed 28 also the first spring force F1 to, but only linearly, while the clutch spring force usually increases more than linearly, depending on wear.

Ein zweites Federelement 34 ist parallel wirksam zu dem ersten Federelement 28 und wirksam zwischen dem Nehmerzylindergehäuse 14 und dem Betätigungslager 22 zur Einleitung einer der Kupplungsfederkraft entgegenwirkenden zweiten Federkraft F2 auf das Betätigungslager 22 angeordnet. Dadurch kann ein Anstieg der aufzuwendenden Pedalkraft zur Betätigung der Reibungskupplung bei zunehmendem Verschleiß der Reibungskupplung abgeschwächt werden.A second spring element 34 is effective in parallel to the first spring element 28 and effective between the slave cylinder housing 14th and the actuation bearing 22nd for introducing a second spring force counteracting the clutch spring force F2 on the actuation bearing 22nd arranged. As a result, an increase in the pedal force to be applied to actuate the friction clutch can be weakened with increasing wear of the friction clutch.

Das zweite Federelement 34 ist radial außerhalb von und axial überlappend zu dem ersten Federelement 28 angeordnet. Das zweite Federelement 34 kann unmittelbar an der Lagerscheibe 24 des Abstützlagers 22 kraftbeaufschlagend anliegen und ist als eine sich an dem Nehmerzylindergehäuse 14 und dem Betätigungslager 22 abstützende Tellerfeder 36 ausgeführt, die radial vorstehende Federfinger 38, die von einem ringförmigen Abschnitt 40 nach radial innen abstehen und die an dem Abstützlager 22 kraftbeaufschlagend anliegen können, aufweist.The second spring element 34 is radially outside of and axially overlapping to the first spring element 28 arranged. The second spring element 34 can directly on the bearing washer 24 of the support bearing 22nd abut force-applying and is as one on the slave cylinder housing 14th and the actuation bearing 22nd supporting disc spring 36 executed, the radially protruding spring fingers 38 by an annular section 40 protrude radially inward and on the support bearing 22nd can abut force-applying.

Das zweite Federelement 34 ist an einer mit dem Nehmerzylindergehäuse 14 befestigten Sicherungsscheibe 42 aufgenommen und abgestützt. Die Sicherungsscheibe 42 weist hierfür ausgestellte, hier U-förmige, Laschen 44 auf, die das zweite Federelement 34 an der Sicherungsscheibe 42 axial und umfangsseitig sichern. Die Sicherungsscheibe 42 ist über Befestigungsmittel 46, hier einteilig aus dem Nehmerzylindergehäuse 14 ausgeführte Befestigungsvorsprünge 48, mit dem Nehmerzylindergehäuse 14 fest verbunden.The second spring element 34 is on one with the slave cylinder housing 14th attached lock washer 42 picked up and supported. The lock washer 42 has for this purpose issued, here U-shaped, tabs 44 on which the second spring element 34 on the lock washer 42 Secure axially and circumferentially. The lock washer 42 is about fasteners 46 , here in one piece from the slave cylinder housing 14th executed fastening projections 48 , with the slave cylinder housing 14th firmly connected.

In 2a ist ein räumlicher Querschnitt eines zweiten Federelements 34 und einer Sicherungsscheibe 42 einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung in einem ersten Montagezustand dargestellt. Das zweite Federelement 34 ist in der Sicherungsscheibe 42 noch nicht in Endlage eingelegt, sondern dieser gegenüber noch ungesichert. In diesem ersten Montagezustand kann das zweite Federelement 34 noch gegenüber der Sicherungsscheibe 42 zumindest axial bewegt werden.In 2a is a spatial cross-section of a second spring element 34 and a lock washer 42 a clutch actuator 10 shown in a further special embodiment of the invention in a first assembly state. The second spring element 34 is in the lock washer 42 not yet inserted in the end position, but still unsecured in relation to it. In this first assembly state, the second spring element 34 still opposite the lock washer 42 be moved at least axially.

An der Sicherungsscheibe 42 sind zur Aufnahme des zweiten Federelements 34 umfangsseitig mehrere Laschen 44 einteilig ausgeführt, die hier noch nicht vollständig umgebogen sind. Die jeweilige Lasche 44 kann umfangsseitig zwischen zwei Federfingern 38 angeordnet sein. Eine Vorspannkraft der Tellerfeder 36 kann über die Laschen 44 eingestellt werden. Werden die Laschen 44 stärker umgebogen, erhöht sich auch die Vorspannkraft der Tellerfeder 36. Das zweite Federelement 34 wird durch die Laschen 44 zentriert.On the lock washer 42 are for receiving the second spring element 34 several tabs on the circumference 44 executed in one piece, which are not yet completely bent here. The respective tab 44 can on the circumference between two spring fingers 38 be arranged. A biasing force of the disc spring 36 can over the tabs 44 can be set. Will the tabs 44 if bent more strongly, the pre-tensioning force of the disc spring also increases 36 . The second spring element 34 is through the tabs 44 centered.

In dem in 2b gezeigten, anschließenden zweiten Montagezustand, bei dem das zweite Federelement 34 an der Sicherungsscheibe 42 befestigt ist, sind die Laschen 44 vollständig umgebogen und nehmen durch deren U-förmige Ausführung das zweite Federelement 34 axial und umfangsseitig gesichert auf.In the in 2 B shown, subsequent second assembly state, in which the second spring element 34 on the lock washer 42 attached are the tabs 44 completely bent and take the second spring element due to their U-shaped design 34 secured axially and circumferentially.

3 zeigt einen Querschnitt einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung in einem ersten Zustand. Dieser Zustand entspricht einer geschlossenen Reibungskupplung, bei der die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 unbetätigt ist. Die Reibungskupplung weist dabei noch keinen oder wenig Verschleiß in deren Reibbereich auf. 3 Figure 3 shows a cross section of a clutch actuator 10 in a further special embodiment of the invention in a first state. This state corresponds to a closed friction clutch, in which the clutch actuation device 10 is not actuated. The friction clutch has little or no wear in its friction area.

Das erste Federelement 28 ist vorgespannt zwischen dem Nehmerzylindergehäuse 14 und dem Betätigungslager 22 zur Einleitung einer der Kupplungsfederkraft entgegenwirkenden ersten Federkraft F1 angeordnet. Das zweite Federelement 34 ist gegenüber dem Betätigungslager 22 kraftfrei, beispielsweise indem dieses kraftfrei an dem Betätigungslager 22 anliegt oder zu diesem beabstandet ist.The first spring element 28 is preloaded between the slave cylinder housing 14th and the actuation bearing 22nd for introducing a first spring force counteracting the clutch spring force F1 arranged. The second spring element 34 is opposite the actuation bearing 22nd force-free, for example by this force-free on the actuation bearing 22nd is applied or is spaced from this.

Das zweite Federelement 34 ist über die Laschen 44 in der Sicherungsscheibe 42 aufgenommen und in seiner Position festgelegt.The second spring element 34 is about the tabs 44 in the lock washer 42 recorded and set in its position.

In 4 ist die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 aus 3 in einem zweiten Zustand dargestellt. Dabei ist die Reibungskupplung ausgerückt und geöffnet, indem der Kolben 18 durch einen Fluiddruck in dem Nehmerzylindergehäuse 14 hin zu der Kupplungsfeder maximal verschoben ist.In 4th is the clutch actuator 10 the end 3 shown in a second state. The friction clutch is disengaged and opened by the piston 18th by fluid pressure in the slave cylinder housing 14th is shifted maximally towards the clutch spring.

Das erste Federelement 28 ist dann stärker ausgedehnt und das zweite Federelement 34 ist axial zu dem Betätigungslager 22 beabstandet und gegenüber diesem nach wie vor kraftfrei. Der Kolben 18 bewegt sich zwischen dem ersten und zweiten Zustand in einem ersten Kolbenhubbereich H1.The first spring element 28 is then more expanded and the second spring element 34 is axial to the actuation bearing 22nd spaced apart and still free of force in relation to this. The piston 18th moves between the first and second states in a first piston stroke range H1 .

5 zeigt die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 aus 3 in einem dritten Zustand. Dabei ist die Reibungskupplung beispielsweise bereits die halbe Einsatzlebensdauer in Betrieb gewesen und der Reibbereich der Reibungskupplung durch einen Verschleiß bereits abgenutzt. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 ist in einem betätigten Zustand, durch den die Reibungskupplung betätigt und geöffnet ist. 5 shows the clutch actuator 10 the end 3 in a third state. The friction clutch has already been in operation for half of its service life, for example, and the friction area of the friction clutch has already been worn out due to wear. The clutch actuator 10 is in an operated state by which the friction clutch is operated and opened.

Der Kolben 18 ist hier maximal in Richtung zu der Kupplungsfeder ausgelenkt und bewegt sich dabei in einem an den ersten Kolbenhubbereich H1 angrenzenden zweiten Kolbenhubbereich H2. Das zweite Federelement 34 ist nun nicht mehr gegenüber dem Betätigungslager 22 kraftfrei, sondern bewirkt zusätzlich zu der ersten Federkraft F1 durch das erste Federelement 28 die zweite Federkraft F2 auf das Betätigungslager 22. Das zweite Federelement 34 ist insgesamt erst in dem zweiten Kolbenhubbereich H2 wirksam.The piston 18th is here maximally deflected in the direction of the clutch spring and moves in one of the first piston stroke range H1 adjacent second piston stroke range H2 . The second spring element 34 is now no longer opposite the actuation bearing 22nd force-free, but causes in addition to the first spring force F1 by the first spring element 28 the second spring force F2 on the actuation bearing 22nd . The second spring element 34 is overall only in the second piston stroke range H2 effective.

In 6 ist die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 aus 3 in einem vierten Zustand dargestellt. Dabei entspricht der Verschleißzustand der Reibungskupplung dem aus 5. In diesem Verschleißzustand der Reibungskupplung hat sich der Kolbenhub des Kolbens 18 somit in den zweiten Kolbenhubbereich H2 verlagert. Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung 10 ist im Unterschied zu 5 jedoch unbetätigt, womit die Reibungskupplung geschlossen ist.In 6th is the clutch actuator 10 the end 3 shown in a fourth state. The state of wear of the friction clutch corresponds to that from 5 . In this state of wear of the friction clutch, the piston stroke of the piston has increased 18th thus in the second piston stroke range H2 relocated. The clutch actuator 10 is different to 5 but not actuated, so that the friction clutch is closed.

Das zweite Federelement 34 ist dabei noch stärker durch die Kupplungsfederkraft belastet und kann gemeinsam mit der ersten Federkraft F1 über die zweite Federkraft F2 eine größere Gegenkraft gegenüber der Kupplungsfederkraft auf das Betätigungslager 22, hier auf die Lagerscheibe 24, einleiten. Die aus der Summe der ersten und zweiten Federkraft F1, F2 in Bezug auf den Kolbenhub gebildete Gesamtfederkennlinie kann beim Übergang zwischen dem ersten und zweiten Kolbenhubbereich H2 einen sprungartigen oder kontinuierlichen Verlauf aufweisen.The second spring element 34 is even more heavily loaded by the clutch spring force and can work together with the first spring force F1 via the second spring force F2 a greater counterforce compared to the clutch spring force on the actuation bearing 22nd , here on the bearing washer 24 , initiate. The sum of the first and second spring force F1 , F2 Overall spring characteristic formed in relation to the piston stroke can be used at the transition between the first and second piston stroke range H2 show an abrupt or continuous course.

Die aufzuwendende Betätigungskraft und damit die Pedalkraft können gegenüber einem Aufbau in dem gleichen Verschleißzustand, bei dem jedoch ausschließlich die erste Federkraft die Gegenkraft bewirkt, verringert werden. Das zweite Federelement 34 ist jedoch erst bei aufgetretenem Verschleiß der Reibungskupplung wirksam und bewirkt die zweite Federkraft F2 bei einer Kolbenbewegung des Kolbens 18 in dem zweiten Kolbenhubbereich H2. Dadurch kann die Betätigungskraft und damit die Pedalkraft möglichst unabhängig von dem Verschleißzustand der Reibungskupplung gleichbleibend sein.The actuation force to be applied and thus the pedal force can be reduced compared to a structure in the same state of wear, in which, however, only the first spring force causes the counterforce. The second spring element 34 However, it is only effective when the friction clutch has worn and causes the second spring force F2 when the piston moves 18th in the second piston stroke range H2 . As a result, the actuation force and thus the pedal force can be as constant as possible independently of the state of wear of the friction clutch.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: KupplungsbetätigungsvorrichtungClutch actuator
1212th: NehmerzylinderSlave cylinder
1414th: NehmerzylindergehäuseSlave cylinder housing
1616: DrehachseAxis of rotation
1818th: KolbenPistons
2020th: KolbenhubPiston stroke
2222nd: BetätigungslagerActuator bearing
2424: LagerscheibeBearing washer
2626th: LagerscheibeBearing washer
2828: erstes Federelementfirst spring element
3030th: SchraubenfederCoil spring
3232: SchutzbalgProtective bellows
3434: zweites Federelementsecond spring element
3636: TellerfederDisc spring
3838: FederfingerSpring finger
4040: ringförmiger Abschnittannular section
4242: SicherungsscheibeLock washer
4444: LascheTab
4646: BefestigungsmittelFasteners
4848: Befestigungsvorsprung Fastening protrusion
F1F1: erste Federkraftfirst spring force
F2F2: zweite Federkraftsecond spring force
H1H1: erster Hubbereichfirst lifting range
H2H2: zweiter Hubbereichsecond lifting range

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 10138722 A1 [0002]

Claims

Clutch actuating device (10) for actuating a friction clutch connected to an output shaft against the clutch spring force of a clutch spring by providing an actuating force, having a slave cylinder (12) with a slave cylinder housing (14) arranged concentrically to the output shaft, in which a displaceable piston (18) executing a piston stroke ) to initiate the actuation force on the clutch spring against the clutch spring force, an actuation bearing (22), which is effectively arranged between the piston (18) and the clutch spring to transmit the actuation force and an effective between the slave cylinder housing (14) and the actuation bearing ( 22) pretensioned arranged first spring element (28) for introducing a first spring force (F1) counteracting the clutch spring force on the actuating bearing (22), characterized in that an effective parallel to the first spring element (28) is effective between the slave cylinder housing (14) and the actuating bearing (22) arranged second spring element (34) for introducing a second spring force (F2) counteracting the clutch spring force on the actuating bearing (22).

Clutch actuator (10) according to Claim 1 , characterized in that the second spring element (34) is designed separately from the first spring element (28).

Clutch actuator (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the second spring element (34) in a first piston stroke area (H1) opposite the actuating bearing (22) without force and in a second piston stroke area (H2) adjoining the first piston stroke area (H1) for introducing the second spring force (F2) the actuating bearing (22) is exerting a force.

Clutch actuator (10) according to Claim 3 , characterized in that the first spring element (28) acts on the actuating bearing (22) in the first and second piston stroke areas (H1, H2) in relation to the actuating bearing (22) to initiate the first spring force (F1).

Clutch actuator (10) according to Claim 3 or 4th , characterized in that the total spring characteristic formed from the sum of the first and second spring force (F1, F2) in relation to the piston stroke has a sudden or continuous curve at the transition between the first and second piston stroke range (H1, H2).

Clutch actuating device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first spring element (28) is a helical spring (30) concentrically surrounding the slave cylinder housing (14).

Clutch actuating device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second spring element (34) is a plate spring (36) supported on the slave cylinder housing (14) and the actuating bearing (22).

Clutch actuating device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second spring element (34) is received and supported on a locking washer (42) fastened to the slave cylinder housing (14).

Clutch actuator (10) according to Claim 8 , characterized in that the second spring element (34) is fastened to the locking washer (42) via at least one, in particular U-shaped, tab (44) projected from the locking washer (42).

Friction clutch for frictional torque connection between a drive element and an output element, having a clutch input that can be connected to the drive element and a clutch output that can be connected to the output element, as well as a friction area that can be frictionally connected to the clutch output with the clutch input as a function of an actuation force and a clutch actuation device (10) providing the actuation force one of the preceding claims.