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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere
zur Steuerung einer Kraftfahrzeugkupplung, entsprechend dem Oberbegriff
aus Anspruch 1.
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Eine
derartige Vorrichtung ist in der
FR 2 610 261 A1 beschrieben, bei der die
Kraftdämpfung
eine Kraftdämpfungs-Spiralfeder
sowie ein mit dem Zahnsegment in Eingriff stehendes Ritzel enthält.
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Eine
derartige Anordnung bewirkt eine größere Länge des Zahnsegments, damit
das genannte Ritzel mit diesem in Eingriff treten kann. Außerdem müssen dieses
Ritzel und das Zahnsegment so behandelt werden, daß die in
dieser Höhe
auftretenden erheblichen Beanspruchungen Berücksichtigung finden. Daraus
ergeben sich Fertigungsprobleme sowie die Gefahr von Verformungen
und Rißbildungen.
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Die
vorliegende Erfindung hat den Zweck, diese Schwierigkeiten zu beseitigen
und somit eine neuartige Betätigungsvorrichtung
mit einem weniger stark ausgebildeten Zahnsegment zu schaffen, während gleichzeitig
die Zuverlässigkeit
und Haltbarkeit derselben verbessert werden.
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Gemäß der Erfindung
ist eine Betätigungsvorrichtung
der vorgenannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Dämpfung der
Beanspruchung einen Ausgleichshebel enthält, der drehbar am Zahnsegment
und an einem Zwischen-Schwenkhebel befestigt ist, welcher drehbar am
Gehäuse
angebracht und mit dem elastischen Ausgleichsmittel verbunden ist.
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Dank
der Erfindung kann die Länge
des Zahnsegments reduziert werden, weil das genannte Segment mit
dem Ausgleichshebel in Eingriff tritt, und die Verzahnungen des
genannten Segments werden weniger beansprucht. Man wird verstehen,
daß die Dicke
der Betätigungsvorrichtung
sowie die Längsabmessung
beibehalten werden.
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Vorteilhafterweise
besteht der Ausgleichshebel aus zwei Teilen, die beiderseits des
Zahnsegments angeordnet sind, und der Zwischen-Schwenkhebel ist
drehbar an einem gekrümmten
Ausgleichsarm montiert, der wiederum mit dem elastischen Ausgleichsmittel
verbunden ist. Dank dieser Anordnung wird eine möglichst große Anzahl von Teilen der bisher
bekannten Ausführungsformen
beibehalten.
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Darüber hinaus
ist es lediglich erforderlich, das Zahnsegment zu durchbohren, um
den Ausgleichshebel einzusetzen, und zwar an einer Stelle, wo dieses
eine ausreichende Materialdicke aufweist. Die Anordnung der Bohrung
im Zahnsegment richtet sich nach der Länge des Ausgleichshebels.
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Die
Drehbefestigungen werden vorteilhafterweise mit Hilfe von Lagern
ausgeführt,
die die Reibung verringern.
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1 ist eine schematische
Ansicht der Betätigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung,
teilweise im Schnitt dargestellt, wobei das Gehäuse offen ist.
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2 ist ein Schnitt entlang
der Linie 2-2 aus 1,
wobei der Deckel das Gehäuses
diesmal an seinem Platz befindlich dargestellt ist.
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3 ist ein Schnitt entlang
der Linie 1-1 aus 1,
wobei der Deckel das Gehäuses
ebenfalls dargestellt ist.
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4 ist eine Ansicht ähnlich der
aus 1 für ein zweites
Ausführungsbeispiel.
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5 ist eine Ansicht entsprechend
der aus 1 für ein drittes
Ausführungsbeispiel.
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Die 6, 7 und 8 sind
Schnittansichten entsprechend den Linien 6-6, 7-7 bzw. 3-3 aus 5.
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Die
in diesen Figuren dargestellte Betätigungsvorrichtung ist dazu
bestimmt, die Steuerung eines (nicht dargestellten) Kopplungsmittels
zu gewährleisten,
wie z.B. einer Reibungskupplung, die durch ein Ausrücklager
betätigt
wird, welches seinerseits durch ein Betätigungsorgan verschoben wird, z.B.
durch ein solches in Gabelform, welches fest mit einer als Mitnehmer
dienenden Welle verbunden ist.
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Natürlich kann
man eine hydraulische Verbindung zwischen der Betätigungsvorrichtung
und dem Ausrücklager
vorsehen, indem man einen Sendezylinder und einen Empfangszylinder
zwischenschaltet, wobei der Mitnehmer auf den Kolben des Sendezylinders
einwirkt und beispielsweise aus einer fest mit der Welle 19 verbundenen
Scheibe besteht und mit dem genannten Kolben durch eine Pleuelstangen-Kurbel-Vorrichtung verbunden
ist. Bei einer Ausführungsvariante
kann der Mitnehmer aus einem Ritzel bestehen, welches zu einer Getriebevorrichtung
gehört.
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Diese
Betätigungsvorrichtung
besitzt ein relativ flaches Gehäuse 22,
bestehend aus einem Körper 22a aus
geformtem Metall und einem Deckel 22b. Ein Elektromotor 2, 3 liegt
auf dem Gehäuse 22 auf
und ist außen
an diesem befestigt. Die Antriebswelle 24 des Motors 23 dringt
in das Gehäuse 22 ein und
mündet
in einer als Schnecke ausgebildeten Anordnung in Form eines Gewindeteils
mit zwei Abschnitten mit umgekehrt verlaufenden Gewinden.
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Das
Gehäuse 22 trägt und enthält außerdem einen
Verbindungsmechanismus 31 zwischen dem Motor 23 und
dem vorgenannten Mitnehmer 19, der drehbeweglich mit einem
Zahnsegment 33 verbunden ist. Im einzelnen enthält der Mechanismus 31 ein Zahnsegment 33,
welches um die Welle 19 drehbar angebracht ist, sowie zwei
Ritzel 34, 35, die jeweils zwei koaxial nebeneinander
angeordnete Zahnräder aufweisen.
Bei jedem Ritzel greift eines der Zahnräder in das Zahnsegment 33 und
das andere Zahnrad in einen der Gewindeabschnitte der Welle 24 ein.
Die Ritzel sind an zwei parallel verlaufenden festen Zapfen angebracht,
die beiderseits des Gewindeabschnitts angeordnet sind. Diese Anordnung
bietet den Vorteil einer Absorption der Längsreaktionen am Gewindeabschnitt
der Motorwelle. Die Drehzapfen, von denen einer bei 28 (2) zu sehen ist, werden beispielsweise
in die Löcher 29 des
geformten Körpers 22a eingepreßt.
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Zur
Verringerung der Betätigungsbeanspruchung
des Elektromotors besitzt der Verbindungsmechanismus 31 im übrigen eine
Vorrichtung zur Dämpfung
der Manövrierbeanspruchung 38 mit
wenigstens einem elastischen Kraftdämpfungsmittel, hier in Form
einer Spiralfeder 39, sowie einen gekrümmten Ausgleichsarm 43.
Dieser Arm, der an einem seiner Enden mit der Feder 39 verbunden
ist, besteht teilweise aus zwei parallel verlaufenden Elementen.
Die Feder 39 ist zusammengedrückt zwischen einer feststehenden
Auflage 92 und einer Schale 50 angebracht, die
an einem Ende des Arms 43 angebaut ist. Die feststehende
Auflage 92 besteht aus einem Bügel, dessen vertikaler Teil
mit dem Körper 22a verschraubt
ist (3). Der horizontale
Teil des Bügels ist
für die
Durchführung
des Arms 43 und für
die Anbringung eines Führungselements 93 zur
Führung der
letzten Federwindung 39 und des Arms 43 mit Löchern versehen.
Dieses Element 93 besteht vorteilhafterweise aus Kunststoff,
während
die Elemente des Arms 43 ein T-förmiges Ende zur Anbringung
in der Schale 50 und zum Zusammenwirken der T-Schenkel
mit einem Rücksprung,
den die genannte Schale zu diesem Zweck aufweist, besitzen; das Ende
der Feder 39 kommt dabei auf der genannten Schale 50 (1) zur Auflage und wird
durch den genannten Rücksprung
zentriert.
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Die
Betätigungsvorrichtung
besitzt außerdem
einen mit dem Zahnsegment
33 kombinierten Verschleißausgleichsmechanismus
65.
Dieser Mechanismus
65 enthält einen flachen Hebel
66,
der drehbar parallel zum Segment
33 und entlang desselben
angebracht ist, sowie eine Sperrklinke
68. Der Hebel
66 besteht
aus zwei Elementen
66a,
66b. Das Element
66a besitzt
einen Zahnrand, der mit einem Zahnabschnitt der Sperrklinke
68 zusammenwirkt. Das
Element
66a ist drehbar um einen Drehzapfen
71 angebracht,
der seitlich am Segment
33 befestigt ist. Das Element
66b ist
am Ende der Welle
19 befestigt und treibt dieselbe an.
Es besitzt einen Stift
72, der mit einem radialen Spiel
in ein am Kreisumfang ausgerichtetes Langloch
174 des Elements
66a eingreift.
Diese Montageweise macht es möglich,
daß die
Bewegung des Elements
66a umfassender ist als diejenige
des Elements
66b. Dadurch ist die Funktionsweise außerordentlich
genau. Der Stift
72 springt auch in eine am Kreisumfang
verlängerte Öffnung
173 des Segments
33 vor,
um so einen doppelten Endanschlag für den Mechanismus
65 zu
bilden. Das Element
66a wird bei der Schwenkbewegung durch den
Abschlußarm
einer Feder
77. beansprucht, die um einen fest mit dem
Segment
33 verbundenen Stift
78 gewickelt ist.
Auf ähnliche
Weise kann die Sperrklinke
68 um einen Drehzapfen
80 geschwenkt
werden, der am Segment
33 angebracht ist. Der Drehzapfen
80 ist
mit einem Kopf versehen und eine Feder
82 wickelt sich
um diesen Drehzapfen zwischen der Seitenfläche der Sperrklinke und dem
genannten Kopf herum. Ein Abschlußarm dieser Feder
82 ist
mit dem Rand der Sperrklinke in Kontakt, um diese so zu beanspruchen,
daß der
gezahnte Teil mit dem Zahnrand
69 des Elements
66a in
Eingriff tritt. Bei dieser Konfiguration sind das Zahnsegment
33 und
die Hebeleinheit
66 drehbeweglich fest verbunden. Die Lösung der
Sperrklinke und des Elements
66a findet am Hubende des
Zahnsegments
33 statt, wenn die genannte Sperrklinke auf
einen Anschlag
84 trifft, der fest mit dem Gehäuse
22 verbunden
ist. Die Funktionsweise des Verschleißausgleichsmechanismus ist mit
derjenigen vergleichbar, die in der
FR 2 564 920 A2 beschrieben ist, und wird
aus diesem Grunde hier nicht weiter ausgeführt.
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Gemäß der Erfindung
ist eine Betätigungsvorrichtung
der vorgenannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Dämpfung der
Beanspruchung 38 einen Ausgleichshebel 120, 220 besitzt,
der drehbar am Zahnsegment 33 und an einem Zwischen-Schwenkhebel 110, 210 befestigt
ist, welcher drehbar am Gehäuse 22 angebracht
und mit dem elastischen Ausgleichsmittel 39 verbunden ist.
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Hier
werden die Drehanordnungen vorteilhafterweise mit Hilfe von Lagern,
z.B. in Form von Wälzlagern,
ausgeführt,
die schematisch durch Kreuze bezeichnet sind und wie sie in 3 zwischen dem Drehzapfen 150 und
dem Hebel 110 zu sehen sind, oder in Form von Hülsen aus
reibungsminderndem Material, wie sie in 3 zwischen dem Hebel 110 und
dem Zwischenstück 130 dargestellt
sind.
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In
den 1 bis 3 besteht der Ausgleichshebel 120 aus
zwei parallel verlaufenden Elementen, die sich beiderseits des Zahnsegments 33 erstrecken.
Diese Elemente sind an einem Ende miteinander durch ein Zwischenstück 160 unter
Einschaltung einer reibungsmindernden Hülse (2) verbunden. Das Zwischenstück 160 durchtritt
das Segment 33 durch eine darin angebrachte Bohrung (2). Am anderen Ende sind
die beiden Elemente 120 ebenfalls miteinander durch ein
weiteres Zwischenstück 140 verbunden,
welches durch den Hebel 110 mittels einer Bohrung hindurchtritt,
die darin angebracht ist, und zwar ebenfalls unter Einschaltung
einer reibungsmindernden Hülse.
Hier sind die Elemente des Hebels 110 auf die Schäfte mit
reduziertem Durchmesser der Zwischenstücke 140, 160 aufgepreßt und die
reibungsmindernde Hülse
ist von einem Distanzring umgeben. Der Zwischen-Schwenkhebel 110 hat eine
im wesentlichen dreieckige Form und besteht aus einem Stück und ist
gleichzeitig mit Hilfe des Zwischenstücks 140 drehbar am
Hebel 120 angebracht. Dieser Hebel 110 ist zwischen
den beiden Elementen des Hebels 120 eingefügt und ist
am Gehäuse 22 mit Hilfe
eines Drehzapfens 150 angebracht. Der Drehzapfen 150,
wie auch die Drehzapfen 28, ist in ein Loch eingepreßt, welches
sich in einem fest mit dem Körper 22a verbundenen
Ausleger 101 befindet (3)
und erstreckt sich lotrecht zum Boden des Körpers 22a sowie parallel
zu einem weiter unten beschriebenen Zwischenstück 130. Der Drehzapfen 150 durchtritt
den Hebel 110 mittels eines darin angebrachten Lochs und
ist mit Hilfe einer Schultermuffe 91 arretiert, wobei er
in das Blindloch derselben eintritt. Die Muffe 91 tritt
durch den Deckel 22b hindurch und liegt mit der Schulter
auf der Vorderseite des genannten Deckels 22b auf, die
dem Boden des Körpers 22a zugewandt
ist.
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Die
Ritzel 34, 35 sind mit ihren Drehzapfen 28 ebenfalls
in Schultermuffen 90 montiert, die mit der Muffe 91 identisch
sind. Die Muffen 90, 91 ermöglichen somit eine axiale Arretierung
der genannten Ritzel 34, 35 und des genannten
Hebels 110 nach Befestigung des Deckels 22b am
Körper 22a.
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Der
gekrümmte
Arm 43 ist drehbar am Zwischenstück 130 angebracht.
Die Elemente dieses Arms 43 erstrecken sich parallel in
einem Abstand voneinander und beiderseits des Hebels 110 und sind
miteinander durch das Zwischenstück 130 verbunden,
welches durch ein im Hebel 110 angebrachtes Loch hindurchtritt,
wobei zwischen dem Zwischenstück 130 und
dem Hebel 110 eine reibungsmindernde Hülse eingefügt ist. Dieses Zwischenstück 130 weist
eine Verlängerung 131 auf,
die in Richtung des Bodens des Körpers 22a ausgerichtet ist,
um mit einem Manövrierarm 180 zusammenzuwirken,
der zu einem Potentiometer 181 gehört, welches in den Körper 22b eingeschoben
ist (3).
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Bei
eingerückter
Kupplung (1) fluchtet die
Achse des Arms 43 mit den Mittellinien des Drehzapfens 150 bzw.
des Zwischenstücks 130,
wobei das Zwischenstück 140 rechts
von den genannten Schwenkpunkten 130, 150 angeordnet
ist. Dieses Zwischenstück 140 liegt
somit quer zwischen den genannten Punkten 130, 150.
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Beim
Betrieb treibt der Elektromotor 23 das Zahnsegment 33 an,
welches sich in 1 nach
links verschiebt und dabei den Ausgleichshebel 120 mitnimmt
und den Zwischen-Schwenkhebel 110 um den Drehzapfen 150 dreht,
während
der Arm 43 sich dann so neigt, wie es in den verschiedenen
Positionen aus 1 dargestellt
ist. Das elastische Ausgleichsmittel 39 der Vorrichtung 38 zur
Dämpfung
der Beanspruchung wird dabei auf Druck beansprucht.
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Man
wird verstehen, daß die
Anordnung äußerst robust
ist und daß die
Reibung minimiert wird, denn der Hebel 110 wirkt drehbeweglich
auf das Zahnsegment 33 ein, worin lediglich ein Loch für den Durchtritt
des Distanzbolzens 160 vorgesehen werden muß, der hier
im wesentlichen gegenüber
dem Ritzel 35 liegt, während
der Hebel 120 gekrümmt
ist. Der Distanzbolzen 160 befindet sich somit an einem der
Umfangsenden des Hebels 33 in Nähe der Zähne desselben in einem Bereich,
wo ausreichend Material vorhanden ist.
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In 4 ist ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem man sich das elastische Ausgleichsmittel 39 der
Vorrichtung 38 zur Dämpfung
der Beanspruchung als auf Zug beansprucht vorstellen kann. Dabei
ist diese Vorrichtung 38 im Gegensatz zur Ausführungsform
gemäß 1 rechts vom Verbindungsmechanismus 31 angeordnet;
ferner ist hier die Gestaltung des Hebels 120 vereinfacht.
In jedem Fall sind der Ausgleichsarm 43 und der Schwenkhebel 110 seitlich
vom Zahnsegment angeordnet und an dem betreffenden Umfangsende des
Zahnsegments 33 durch den Ausgleichshebel 120 in
Nähe der
Zähne des
Segments 33 miteinander verbunden.
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Natürlich beschränkt sich
die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Insbesondere (5 bis 8) kann der Zwischen-Schwenkhebel 210 zwei
Elemente enthalten, die beiderseits des gekrümmten Ausgleichshebels 143 in
zwei parallel verlaufenden und angebauten Elementen angeordnet sind
(7). Diese Elemente,
die sich seitlich vom Segment 33 erstrecken, sind miteinan der über das
Zwischenstück 130 verbunden und
auf die Endschäfte
desselben, wie in 3 dargestellt,
aufgepreßt.
In diesem Falle ist zwischen dem Doppelarm 143 und dem
genannten Zwischenstück 130 radial
ein Lager eingefügt.
Für die
Anbringung am Gehäuse 22 besitzt
jedes Element 210 einen angenieteten Zylinderstift 250.
Einer der Stifte 250 greift in ein Loch ein, welches sich
am Ausleger 110 des Gehäuses 22a befindet,
und zwar mit Hilfe eines Lagers, während das andere Element 210 an der
Schultermuffe 251 mit Hilfe des Stifts 250 angebracht
ist, der durch die Innenbohrung in der genannten Muffe, ebenfalls
unter Einschaltung eines Lagers, hindurchtritt.
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Der
Ausgleichshebel 220 besteht ebenfalls aus zwei Teilen,
die beiderseits des Sektors 33 angebracht und miteinander
durch Zwischenstücke 260 mit
geschellten Köpfen
verbunden sind, die durch ein Loch im Segment 33 hindurchtreten,
wie in 3 dargestellt.
Diese beiden Teile sind jenseits des Segments 33 angebaut
und sind axial zwischen den Elementen des Hebels 210 eingefügt (8). Die drehbare Anbringung
an diesen Elementen 210 erfolgt durch ein Zwischenstück 240,
welches dem Zwischenstück 260 gleicht,
unter Einschaltung eines Lagers, wie auch zwischen dem Zwischenstück 260 und
dem entsprechenden Loch im Hebel 33. Die axiale Befestigung
der Ritzel 34, 35 und des Hebels 210 ist
hier mit Hilfe einer Platte 186 realisiert, die die Zähne des
Segments 33 und die Ritzel 33, 34 abdeckt
und über
diesen hängt.
Die Form dieser Platte ist in 5 dargestellt,
wobei die genannte Platte 186 durch drei Schrauben mit
dem Körper 22a unter Einschaltung
von Konsolen 102 (6)
verbunden ist. Bei dieser Ausführungsart
weist der Hebel 66b einen axial ausgerichteten Rücksprung 172 auf (6), der in ein kreisförmiges Loch 274 im
Hebel 66a und 273 im Segment 33 eingreift.
Dieses Stück 66b ist,
wie in den 1 bis 4 dargestellt, mit dem Mitnehmer 19 unter
Einschaltung eines Zwischenstücks
zwischen dem Segment 33 und dem genannten kleinen Teil 66b verschweißt (2 und 6). Das Zahnsegment 33 ist somit
drehbeweglich mit dem Mitnehmer (der Welle) 19 über die
Elemente 66a, 66b verbunden.
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Man
wird bemerken, daß die
Welle 19 mit einer Bohrung für den Durchtritt eines größeren Stifts und
die Anbringung einer Ausrückgabel
versehen ist. Natürlich
kann die Welle 19 fest mit einer Scheibe verbunden sein,
die über
ein Pleuelstangen-Kurbel-System einen Kolben eines Sendezylinders
antreibt, wie dies weiter oben beschrieben wurde.
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In
jedem Falle wird man verstehen, daß das Zahnsegment 33 eine
reduzierte Länge
aufweist und daß der
Einbau der Vorrichtung zur Dämpfung
der Beanspruchung lediglich die Durchbohrung des Hebels 33 voraussetzt.
Natürlich
richtet sich die Einstellung der Feder 39 nach den Anwendungszwecken. Insbesondere
hängt sie
in dem Fall, wo die Betätigungsvorrichtung
für die
Steuerung eines Fahrzeugs bestimmt ist, von der Belastung der Membran
ab, mit der die genannte Kupplung gewöhnlich ausgestattet ist. Bekanntlich
ruht diese Membran auf einem Kupplungsdeckel zur Beanspruchung einer
Druckplatte in Richtung eines Schwungrads und zur Einspannung einer
Reibscheibe, die drehbeweglich fest mit der Antriebswelle des Getriebes
verbunden ist, zwischen der Druckscheibe und dem Schwungrad, die
drehbeweglich fest mit der Antriebswelle verbunden sind. Auf die
Enden der Membranfinger wirkt das von der Betätigungsvorrichtung gesteuerte
Ausrücklager
ein.
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Auf
an sich bekannte Weise übt
die Feder 39 keine Belastung auf das Segment 33 aus,
wenn die Kupplung eingerückt
ist (Reibscheibe eingespannt und Punkte 130, 150 – Achse
des Hebels 43 ausgerichtet gemäß 1). Andererseits wird dadurch beim Ausrücken oder
Wiedereinrücken
die Belastung der Membran (unter Berücksichtigung der verschiedenen
Hebelarme) ausgeglichen, die auf das Segment 33 ausgeübt wird,
so daß der
Reversiermotor 23) wie auch die Verbindung 31 nur
geringe Beanspruchungen zu liefern haben.
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Der
Elektromotor 23 kann mit einer Antriebswelle mit Schnecke
versehen sein, die lediglich einen Gewindeteil besitzt, der ein
Ritzel mit zwei Zahnrädern
antreibt, welche mit dem Gewindeteil der genannten Antriebswelle 24 bzw.
dem Zahnsegment 33 in Eingriff treten, wobei davon auszugehen
ist, daß das
Zahnsegment 33 in jedem Falle mittels einer Eingriffsvorrichtung
mit der Antriebswelle 24 verbunden ist.
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Die
Drehzapfen 28, 150 können, z.B. durch Schweißung, fest
mit dem Körper 22a verbunden sein.