DE4321517A1 - Betätigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung insbesondere für Reibungskupplungen von Kraftfahrzeugen mit Unterstützung der Betätigungs­ kraft durch Federwirkung.

Bekannt sind Betätigungsvorrichtungen von Reibungskupplungen mit einer teleskopgeführten Druckfeder, welche an einem Ende am Kupplungsfußhebel und am anderen Ende gestellfest schwenkbar so angeordnet ist, daß sie im eingekuppelten Zustand die Funktion einer Rückholfeder erfüllt, beim Auskuppeln aber über Totpunkt geht und danach eine erst rasch an­ wachsende, dann jedoch ein Maximum anstrebende Unterstützungskraft er­ zeugt. Die Hebelübersetzung zwischen Fußhebel und Übertragungsorgan zur Kupplung bleibt dabei nahezu konstant. Damit das Kupplungspedal beim Wiedereinkuppeln nicht steckenbleibt, sondern seine Anfangsposition wieder erreicht, muß in jeder Stellung des Pedals die Unterstützungskraft aus der Feder kleiner sein als die Rückstellkraft.

Der Verlauf der Unterstützungskraft beim Aus- und Einkuppeln ähnelt stets dem Ausschnitt einer Sinuskurve, wogegen der Verlauf der Rückstellkraft eine wesentlich kompliziertere Gestalt aufweist. Daher lassen sich die beiden Kurven nur in engbegrenzten Bereichen gut aneinander anpassen. Die Fehlan­ passung in den anderen Bereichen bedeutet aber, daß hier die Federunterstützung nicht den maximal möglichen Wert annehmen kann, das heißt, daß die Betäti­ gungskräfte unnötig groß bleiben.

Weiterhin ist die Betätigungskraft umgekehrt proportional zur Hebelübersetzung. Da diese praktisch konstant ist, wird ihr Wert durch das Verhältnis des ver­ fügbaren Pedalweges zum benötigten Ausrückweg der Kupplung bestimmt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gattungsgemäße Betätigungs­ vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so zu gestalten, daß der Verlauf der von der Feder erzeugten Unterstützungskraft sehr genau an den Verlauf der Rückstellkraft angepaßt werden kann und gleichzeitig die Hebelübersetzung von niedrigen zu größeren Werten anwächst, so daß bei Beginn des Auskuppelns bei niedriger Übersetzung nur relativ wenig Betäti­ gungsweg verbraucht wird und daher beim Trennen der Beläge gegen die volle Kraft der Kupplungsfedern mehr Betätigungsweg zur Verfügung steht, der eine größere Hebelübersetzung und damit weiter verringerte Betätigungskraft ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Betätigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Hiernach ist auf dem Betätigungshebel ein Steuerhebel schwenkbar gelagert, an dem sowohl das Übertragungsorgan zur Ableitung der Betätigungskraft als auch mindestens eine Feder mit ausreichendem Arbeitsvermögen angreift. Über ein Zusatzgetriebe wird dem Steuerhebel eine Bewegung aufgeprägt, welche dazu führt, daß die Feder bei Schwenkung des Betätigungshebels aus der eingekuppelten Stellung zunächst Energie aufnimmt und damit eine Rückstell­ kraft erzeugt, dann jedoch immer rascher Energie abgibt, also eine durch das Zusatzgetriebe genau steuerbare Unterstützungskraft erzeugt.

Die gleiche Bewegung des Steuerhebels führt dazu, daß dem Betätigungsorgan ein zusätzlicher Betätigungsweg aufgeprägt wird, welcher die Hebelübersetzung verändert.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Zu diesem Zweck wird das Zusatzgetriebe von einer Laufbahn am Steuerhebel in Zusammenwirkung mit einer ortsfest drehbar gelagerten Laufrolle gebildet. Durch die Formgebung der Laufbahn läßt sich die Bewegung des Steuerhebels den jeweiligen Anforderungen entsprechend steuern.

Zudem ist mindestens eine der Federn mit ihrem anderen Ende gestellfest abgestützt. Dadurch wird ihr Gewicht zum Teil vom Gestell getragen, so daß das Schwenklager des Betätigungshebels geringere dynamische Belastungen durch Vibrationen des Fahrzeugs erfährt.

Der gestellfeste Abstützpunkt der Feder wird des weiteren so angeordnet, daß die Verbindungsgerade durch ihn und den Anlenkpunkt der Feder auf dem Steuerhebel mit der Längsachse des Übertragungsorgans einen spitzen Winkel bildet. So wird die Kraft der Feder zum größten Teil direkt über den Steuerhebel in das Übertragungsorgan eingeleitet, ohne das Schwenklager des Steuerhebels auf dem Betätigungshebel zu belasten. Hierdurch wird eine wesentliche Steigerung des mechanischen Wirkungsgrades bei einfacher Ausführung des Schwenklagers erzieht.

Weiterhin ist die geometrische Anordnung so getroffen, daß die Abstände der Schwenkachse des Steuerhebels von der Schwenkachse des Betätigungshebels sowie vom Übertragungsorgan kleiner sind als der Abstand des Übertragungs­ organs von der Schwenkachse des Betätigungshebels und daß die Verbindungs­ gerade der Ankerpunkte der Feder zumindest im eingekuppelten Zustand zwischen den Schwenkachsen von Steuerhebel und Betätigungshebel verläuft. So wird beim Schwenken des Betätigungshebels aus der Anfangsstellung in der Phase, in der die Feder nur wenig Energie abgibt, dem Betätigungsorgan ein zusätzlicher Weg aufgeprägt, welcher die Übersetzung vermindert. Mit zunehmender Energieabgabe der Feder verringert sich der Zusatzweg jedoch rasch und kann bei Bedarf auch negative Werte annehmen, was einen entsprechenden Anstieg der Übersetzung zur Folge hat.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist in der Figur gezeigt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht in eingekuppelter Stellung. Hier ist der Betätigungshebel 1 als Kupplungsfußhebel ausgebildet, auf dem bei 4 der Steuerhebel 2 schwenkbar gelagert ist. Bei 6 ist das Übertragungs­ organ 5 am Steuerhebel 2 angelenkt. Dabei ist sowohl der Abstand a der Schwenkachse 4 des Steuerhebels 2 von der Schwenkachse 3 des Betätigungshebels 1 als auch der Abstand b der Schwenkachse 4 vom Übertragungsorgan 5 kleiner als der Abstand c des Übertragungsorgans 5 von der Schwenkachse 3. Bei 9 ist mindestens eine Zugfeder 7 am Steuerhebel 2 angelenkt, die mit ihrem anderen Ende bei 8 gestellfest verankert ist. Die Verbindungsgerade der Punkte 8 und 9 geht zwischen den Schwenkachsen 3 und 4 hindurch und bildet einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Übertragungsorgans 5. Die bei Druckfedern erforderliche Teleskopführung entfällt dabei, und die Feder nutzt den ohnehin zur Verfügung stehenden Einbauraum.

Der Steuerhebel 2 trägt eine Laufbahn 12 für die Rolle 11, welche bei 10 gestellfest drehbar gelagert ist. Die Laufbahn 12 weist eine nockenförmige Erhebung 12 a auf, welche bei Schwenkung des Kupplungsfußhebels 1 aus der eingekuppelten Stellung bei Überfahren der Rolle 11 dem Steuerhebel 2 zunächst eine rasche Auslenkung im Uhrzeigersinn um seine Schwenkachse 4 erteilt, die dann jedoch abebbt und, je nach Gestaltung des weiteren Verlaufs der Laufbahn 12, auch rückläufig werden kann.

Durch diesen Bewegungsverlauf im Zusammenwirken mit der geometrischen Konfiguration des ganzen Systems wird die Feder anfangs gestreckt, nimmt also Energie auf, beginnt dann jedoch, sich immer rascher zu entspannen und somit unterstützend zu wirken.

Gleichzeitig wird dem Übertragungsorgan 5 ein Zusatzweg erteilt, der die Übersetzung zunächst vermindert, dann jedoch rasch abnimmt, wodurch die Übersetzung im erwünschten Sinne ansteigt.

Durch diese Maßnahmen erzielt die gesamte Anordnung gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 mit geringstem Aufwand die größtmögliche Verminderung der Betätigungskraft.

Claims (5)

1. Betätigungsvorrichtung insbesondere für Reibungskupplungen von Kraftfahrzeugen mit einem gestellfest schwenkbar gelagerten Betäti­ gungshebel und mindestens einer Feder zur Unterstützung der Betätigungskraft sowie einem stangenförmigen Übertragungsorgan zur Ableitung der Betäti­ gungskraft von der Betätigungsvorrichtung, welches in einem Abstand von der Schwenkachse des Betätigungshebels angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Betätigungshebel (1) ein oder mehrere deckungsgleiche Steuerhebel (2) um eine zur Schwenkachse (3) des Betätigungshebels (1) parallele Schwenkachse (4) schwenkbar gelagert sind, und daß das Übertragungsorgan (5) in einem Punkt (6) schwenkbar am Steuerhebel (2) angelenkt ist, sowie daß mindestens eine Feder (7) mit einem gegenüber der insgesamt erforderlichen Betätigungsenergie nicht vernachlässigbaren Arbeitsvermögen einem Ankerpunkt (9) auf dem Steuerhebel (2) angelenkt ist, und daß ein Zusatzgetriebe (11, 12) zur Steuerung der Bewegung des Steuerhebels (2) vorgesehen ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzgetriebe (11, 12) gebildet wird von einer Rolle (11), deren Schwenk­ achse (10) im Abstand d von der Schwenkachse (3) des Betätigungshebels (1) und zu ihr parallel gestellfest angeordnet ist, an welcher die als Laufbahn ausgebildete Kontur (12) des Steuerhebels (2) anliegt.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Federn (7) an ihrem anderen Ende an einem gestellfesten Ankerpunkt (8) angelenkt ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsgerade der Ankerpunkte (8) und (9) einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Übertragungsorgans (5) einschließt.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand a der Schwenkachse (4) des Steuerhebels (2) von der Schwenkachse (3) des Betätigungshebels (1) sowie der Abstand b der Schwenkachse (4) vom Übertragungsorgan (5) kleiner sind als der Abstand c des Übertragungsorgans (5) von der Schwenkachse (3) und daß die Verbindungs­ gerade der Ankerpunkte (8) und (9) der Feder (7) zumindest im eingekuppelten Zustand zwischen den Schwenkachsen (3) und (4) verläuft.