DE19742477C2 - Stelleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche.

Solch eine Stelleinrichtung für die automatisierte Betätigung einer Kraftfahrzeugrei­ bungskupplung ist beispielsweise bereits aus der DE 195 25 840 C1 bekannt. Die Stell­ einrichtung umfaßt ein Gehäuse mit einem Antrieb in Form eines Elektromotors, dessen Ausgangsteil als Schnecke ausgebildet ist und mit einem Schneckenzahnrad bzw. Seg­ mentschneckenzahnrad in Eingriff steht. Dieses Segmentzahnrad ist auf einem mit ei­ nem Ende im Gehäuseteil befestigten Lagerzapfen drehbar gelagert. Exzentrisch zu die­ ser Drehachse ist ein Abtriebsglied mit dem Segmentzahnrad, ein Kurbelgetriebe bil­ dend, verbunden. Weiterhin ist an diesem Segmentzahnrad eine Kompensationsfeder angelenkt, die sich am Gehäuse abstützt. Der Bewegungsbereich des Segmentzahnra­ des wird durch Anschläge begrenzt. Das Segmentzahnrad ist mit einer Dämpfeinrich­ tung versehen, über das das Segmentzahnrad zunächst mit einem Anschlag in Wirkkon­ takt tritt, bevor es selbst mit dem Anschlag in Kontakt tritt. Diese Dämpfeinrichtung um­ faßt ein Ansteuerungselement, das über ein Federelement als Kraftspeicher mit dem Segmentzahnrad in Wirkverbindung steht. Mit Inkontakttreten des Ansteuerungselementes mit einem Anschlag wird kinetische Energie des Segmentzahnrades in Spanne­ nergie des Federelementes überführt, wobei Ansteuerungselement und Segmentzahn­ rad eine Relativbewegung ausführen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellungskosten der Stelleinrichtung zu reduzieren.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Patentanspruch 1 gegebenen Merkmale gelöst. Durch die Maßnahme ein aus Kohlefaser verstärktem Kunststoff bestehendes Getriebeausgangsteil vorzusehen, das vorzugsweise als Segmentzahnrad ausgebildet ist, welches einfach und billig in Spritztechnik herstellbar ist, sind die Herstellungskosten reduziert. Durch den Einsatz von Kohlefaser verstärktem Kunststoff sind auch unter Reibbelastung, im Gegensatz zu Glasfaser verstärktem Kunststoff, glatte Oberflächen gewährleistet. In einigen Ausführungen kann es auch ausreichend sein, daß nur beson­ ders stark belastete Teilbereiche zur weiteren Kostenreduzierung aus Kohlefaser ver­ stärktem Kunststoff bestehen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, zumindestens Lagerflächen, die einer starken Reibbelastung ausgesetzt sind, aus Kohlefaser verstärk­ tem Kunststoff herzustellen. Es kann vorgesehen sein die verbleibenden Teilbereiche aus glasfaserverstärktem Kunststoff herzustellen, der im Vergleich zu einfachem Kunststoff auch eine höhere Stabilität aufweist. Zur Bereitstellung stark beanspruchter glatter Oberflächen ist glasfaserverstärkter Kunststoff jedoch ungeeignet, da unter Belastung die Oberflächen rauh werden können und folgedessen ein erhöhter Verschleiß auftritt.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, bei der Herstellung des Getriebeausgangsteils Ausnehmungen und Lagerflächen sowie die Ausnehmungen für die Drehachse des Ge­ triebesausgangsteils bereits auszubilden. Es können bereits Ausnehmungen und Lager­ flächen bei der Ausbildung des Getriebeausgangsteils als Spritzgußteil in der endgülti­ gen Form mit ausgebildet werden. Dadurch werden die erforderlichen Arbeitsschritte minimiert, da die Ausbildung von Lagerflächen sowie keine gesonderte Oberflächenhär­ tung von Lagerflächen und Verzahnungen erforderlich ist.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, weitere Bauteile wie z. B. das Abtriebsteil aus Kunststoff herzustellen. Das Getriebeausgangsteil und das Abtriebsteil sind gelenkig verbunden, wobei an einem der beiden Bauteile ein Kugelkopf ausgebildet ist, der in einer zugeordneten in dem anderen Bauteil ausgebildeten Ausnehmung gelagert ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Kugelgelenkverbindung als Schnappver­ bindung ausgebildet. Die Ausnehmung zur Aufnahme des Kugelkopfes weist einen sich verengenden Bereich, der elastisch verformbar ist, auf. Zur Herstellung der gelenkigen Verbindung wird der Kugelkopf durch eine Öffnung in die Ausnehmung hineinge­ drückt, wobei das Hineindrücken durch die elastische Verformung des elastischen Berei­ ches möglich ist. Der Kugelkopf schnappt in die Ausnehmung ein, womit eine gelenkige Verbindung der beiden Bauteile, die damit fest miteinander verbunden sind, hergestellt ist. Ein Lösen dieser Verbindung ist durch den sich verengenden Bereich verhindert. Somit ist auch ein Auseinanderfallen oder Verrutschen der beiden Bauteile verhindert, wodurch eine bessere Handhabbarkeit im Herstellungsprozeß bereitgestellt ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform einer Stelleinrichtung mit einer ein Ansteuerung­ selement umfassenden Dämpfeinrichtung ist ein Sicherungselement vorgesehen, durch das das Ansteuerungselement und das Getriebeausgangsteil axial gesichert werden. Durch diese Wirkverbindung von Ansteuerungselement und Getriebeausgangsteil ist der Bewegungsradius in axialer Richtung beschränkt. Diese beiden Bauteile stehen über ei­ nen Kraftspeicher, vorzugsweise Federelement, in Wirkkontakt. Dieses Federelement ist in für die Aufnahme desselben in dem Getriebeausgangsteil und Ansteuerungselement ausgebildeten Ausnehmungen aufgenommen. Die Ausnehmungen zur Aufnahme des Federelementes sind dabei derart ausgebildet, daß ein Entweichen des Federelementes in axialer und radialer Richtung verhindert ist. Das Getriebeausgangsteil und das An­ steuerungselement, durch die das Federelement gelagert wird, sind somit durch das Sicherungselement zu einer zu verbauenden Einheit zusammengefügt. Durch die in Um­ fangsrichtung wirkende Kraft des Federelementes wird die relative Lage von Ansteue­ rungselement und Getriebeausgangselement in Umfangsrichtung vorgegeben. Durch Bereitstellung solch einer zu verbauenden Einheit wird die Montage im Herstellungspro­ zeß vereinfacht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrie­ ben. Es zeigt:

Fig. 1 Stelleinrichtung;

Fig. 2 Schnitt durch die Stelleinrichtung;

Fig. 3 Getriebeausgangsteil mit Dämpfeinrichtung;

Fig. 4 Ansteuerungselement;

Fig. 5 einen mit einer Dichtung versehenen Deckel.

Zunächst wird der prinzipielle Aufbau anhand Fig. 1 und Fig. 2 näher beschrieben. Die Stelleinrichtung 1 umfaßt einen Elektromotor 4 als Antrieb 3 durch dessen Abtriebswel­ le 5 gleichzeitig ein Getriebeeingangsteil 11 eines Getriebes 9 gebildet wird. Das Getrie­ beeingangsteil 11 ist in Form einer Schnecke 7 ausgebildet und steht mit einem zuge­ ordneten, in Form eines als Segmentzahnrad 15 ausgebildeten Getriebeausgangsteil 13 in Eingriff. Dieses Segmentzahnrad 15 ist über ein Kugelgelenk 25 mit einem Abtriebs­ teil 21 in Form eines Stößels 35 verbunden. Das Kugelgelenk 25 umfaßt einen Kugel­ kopf 29, der einstückig mit dem Stößel 35 ausgebildet ist. Dieser Kugelkopf 29 ist von einer Ausnehmung 31 mit einem elastischen, sich verengenden Bereich 33, wie in Fig. 3 ersichtlich, aufgenommen, der im Segmentzahnrad 15 ausgebildet ist. Dieser Stößel 35 steht mit einer nicht dargestellten Reibungskupplung in Wirkverbindung. Weiterhin ist eine Kompensationsfeder 63 an dem Segmentzahnrad 15 über einen Führungsstab 65, der zur Führung der Kompensationsfeder 63 vorgesehen ist, angelenkt. Dieser Füh­ rungsstab 65 weist eine Auflagefläche 67 für das eine Ende der Kompensationsfeder 63 auf und ist endseitig mit einem zylinderförmigen Vorsprung 37 versehen, der teilweise von einer gegensinnig, in dem Segmentzahnrad 15 ausgebildeten zylinderförmigen, eine Lagerfläche bildenden Ausnehmung 39 aufgenommen ist. Das andere Ende der Kompensationsfeder 63 stützt sich ortsfest, hier gegen ein die Stelleinrichtung umge­ bendes Gehäuse 2, ab.

Das Segmentzahnrad 15 ist drehbar um eine gehäusefeste Drehachse 19 gelagert. Zur Begrenzung der Auslenkweite des Segmentzahnrades 15 ist ein Anschlag 41 vorgesehen, der hier durch das Gehäuse 2 bereitgestellt ist. Das Segmentzahnrad 15 ist mit ei­ ner Dämpfeinrichtung 43 versehen, durch die ein direktes Aufschlagen des Seg­ mentzahnrades 15 auf den Anschlag 41 verhindert wird. Diese Dämpfeinrichtung 43 umfaßt ein Ansteuerungselement 45, das eine in Umfangsrichtung verlaufende Aus­ nehmung 69 zur Aufnahme eines Federelementes 46 als Kraftspeicher 47 aufweist. Die­ se Ausnehmung 69 könnte ohne weiteres eine abweichende, z. B. gerade Gestaltungs­ form aufweisen. Die in radialer Richtung verlaufenden Kanten der Ausnehmung 69 bil­ den Auflageflächen 71 für das Federelement 46. Weitere Auflageflächen werden durch axiale Vorsprünge 73 des Ansteuerungselementes gebildet. Diese Vorsprünge 73 laufen in einer in dem Segmentzahnrad ausgebildeten Ausnehmung 75. Ein mit dem Ansteue­ rungselement 45 einstückig ausgebildeter Rasthaken 52 mit einem Steg 53 und einem Vorsprung in radialer Richtung 55 greift durch eine mit Erstreckung in Umfangsrichtung ausgebildete Ausnehmung 56 in dem Segmentzahnrad 15 hindurch. Der radiale Vor­ sprung 55 des Rasthackens 52 greift hinter dem Segmentzahnrad 15 zur Herstellung einer axial festen Verbindung von Ansteuerungselement 45 und Segmentzahnrad 15 ein. Durch die dem Federelement 46 zugeordneten Vorsprünge 73 ist das Ansteuerung­ selement 45 in Umfangsrichtung geführt. Durch die axial feste Verbindung mittels des Rasthakens 52 als Sicherungselement 49 ist nur noch ein relatives Verdrehen der beiden Bauteile 15, 45 möglich. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ansteuerung­ selement 45 zusätzlich auf der Drehachse 19 des Segmentzahnrades gelagert.

Im folgenden wird die Montage der Stelleinrichtung 1 näher beschrieben. Das Federe­ lement 46 wird in die in dem Segmentzahnrad 15 vorgesehene Ausnehmung 75 einge­ legt. Anschließend wird das Ansteuerungselement 45 durch Einrasten des radialen Vor­ sprunges 55 des Sicherungselementes 49 zu einer Einheit verbunden. Zur Herstellung der axial festen Verbindung kann auch die Ausbildung einer Nut vorgesehen sein, in die der radiale Vorsprung 55 einrastet. Ein an dem Stößelende ausgebildeter Kugelkopf 29 wird in die zugeordnete Ausnehmung 31 eingeklipst. Dieses Modul wird auf die im Ge­ häuse 2 ausgebildete Achse 19 geschoben, wobei das Segmentzahnrad mit einteilig mit dem Gehäuse ausgebildeten Laufnasen, in Kontakt tritt. Durch diese Laufnasen wird das Segmentzahnrad in axialer Richtung abgestützt. Die Verzahnung des Segmentzahnra­ des 15 greift in die als Schnecke 7 ausgebildete Abtriebswelle des Elektromotors 4 ein, der bereits mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Der mit der Kompensationsfeder 63 versehene Führungsstab 65 wird nun montiert. Anschließend wird das Stellglied 1 mittels eines Deckels 79, wobei der Deckel 79 als Träger für eine Dichtung 81 fungiert, ver­ schlossen. Auf die Funktionsweise dieser Stelleinrichtung 1, die aus zahlreichen Schrif­ ten, z. B. aus der DE 195 25 840 C1 oder der DE 37 06 849 A1 bekannt ist, soll hier nicht näher eingegangen werden.

Bezugszeichenliste

1

Stelleinrichtung

2

Gehäuse

3

Antrieb

4

Elektromotor

5

Abtriebswelle

7

Schnecke

9

Getriebe

11

Getriebeeingangsteil

13

Getriebeausgangsteil

15

Segmentzahnrad

19

Drehachse

21

Abtriebsteil

23

gelenkige Verbindung

25

Kugelgelenk

27

Schnappverbindung

29

Kugelkopf

31

Ausnehmung

33

elastischer, sich verengender Bereich

35

Stößel

37

zylindrischer Vorsprung

39

zylindrische Ausnehmung

41

Anschläge

43

Dämpfeinrichtung

45

Ansteuerungselement

46

Federelement

47

Kraftspeicher

49

Sicherungselement

51

in axialer Richtung erstreckender Abschnitt

52

Rasthaken

53

Steg

55

Vorsprung in radialer Richtung

56

Ausnehmung

57

erstes Bauteil

59

zweites Bauteil

61

dem ersten Bauteil abgewandtes Ende

63

Kompensationsfeder

65

Führungsstab

67

Auflagefläche

69

Ausnehmung

71

Auflagefläche

73

Vorsprung

75

Ausnehmung

79

Deckel

81

Dichtung

Claims (6)

1. Stelleinrichtung für die automatisierte Betätigung einer Kraftfahrzeugreibungskupp­ lung, umfassend einen Antrieb, mittels dessen ein Getriebeeingangsteil antreibbar ist, mit dem ein Getriebeausgangsteil verbunden ist, über das ein für die automati­ sierte Betätigung der Reibungskupplung mit der Reibungskupplung in Wirkkontakt bringbares Abtriebsteil antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindestens das Getriebeausgangsteil (13) zumindestens teilweise aus Kohle­ faser verstärktem Kunststoff besteht.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsteil (21) aus Kohlefaser verstärktem Kunststoff besteht.

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Getriebeausgangsteil mittels minde­ stens einer gelenkigen Verbindung mit einem der Verbindung zugeordneten Bau­ teil, vorzugsweise im Abtriebsteil, gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß als gelenkige Verbindung (23) eine in Form als Schnappverbindung (27) aus­ gebildete Kugelgelenkverbindung (25) vorgesehen ist, die einen Kugelkopf (29) um­ faßt, der in einer zugeordneten Ausnehmung (31) gelagert ist, die einen elastischen, sich verengenden Bereich (33) aufweist, wobei mit Einbringung des Kugelkop­ fes (29) in die Ausnehmung (31) eine elastische Verformung dieses Bereiches (33) einhergeht.

4. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Getriebeausgangsteil mittels mindestens einer gelenkigen Verbindung mit einem Bauteil gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkige Verbindung (23) einen zylinderförmigen Vorsprung (37) umfaßt, der von einer gegensinnig zylinderförmigen Ausnehmung (39) teilweise aufgenom­ men ist.

5. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auslenkweite des Getriebeaus­ gangsteils, das um eine Drehachse drehbar gelagert ist, durch Anschläge begrenzt wird, denen eine Dämpfeinrichtung zugeordnet ist, die zumindestens einen relativ zu den Anschlägen auslenkbaren, durch ein Ansteuerungselement beaufschlagba­ ren Kraftspeicher aufweist, wobei das Ansteuerungselement zur Verzögerung des Getriebeausgangsteils bis zur Inanlagebringung desselben an einen der Anschlä­ ge mit der Dämpfeinrichtung sowie dem Getriebeausgangsteil bewegungsmäßig zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuerungselement (45) mittels eines Sicherungselementes (49) axial fest mit dem Getriebeausgangsteil (13) verbunden ist, das einen sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt (51) aufweist, der mit einem ersten Bauteil (57) fest ver­ bunden, vorzugsweise einteilig ausgebildet ist, und auf dem ersten Bauteil abge­ wandten Ende (61) endseitig einen sich nahezu in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse (19) des Getriebeausgangsteiles (13) erstreckenden Vorsprung (55) auf­ weist, der zur axialen Sicherung mit dem zweiten zu sichernden Bauteil (59) in Wirkverbindung tritt.

6. Stelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuerungselement (45) auf der Drehachse (19) des Getriebeausgangse­ lementes (13) drehbar gelagert ist.