DE60116871T2

DE60116871T2 - Kupplungsbetätigungseinheit

Info

Publication number: DE60116871T2
Application number: DE60116871T
Authority: DE
Inventors: Jan Hendrikus KAPAAN; Jacobus Zwarts; Gerardus Bernardus VAN LEEUWEN; Nicolaas Kollaard; Alexander Molenaar; Frωdωric PONSON
Original assignee: SKF Engineering and Research Centre BV
Current assignee: SKF Engineering and Research Centre BV
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2021-05-19
Also published as: US6848557B2; DE60116871D1; NL1015234C2; CN1429320A; US20040020741A1; EP1282785B1; JP2003533652A; WO2001088402A1; KR20030003738A; AU2001258935A1; EP1282785A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit für eine Kupplung. Eine derartige Betätigungseinheit stellt die Verschiebung des Hebels gegen die Spannkraft einer Membranfeder einer Scheibenkupplung bereit.
Generell sind Betätigungseinheiten hydraulischen Typs. Sie sind in der Lage, das Ende des Kupplungshebels, das eine bogenförmige Bewegung ausführt, zu betätigen. Eine Betätigungseinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus EP-A-636819 bekannt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Betätigungseinheit dieses Typs bereitzustellen, die mechanischer Natur ist, d. h., die die Verwendung hydraulischer Fluids vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungsbetätigungseinheit gelöst, die ein Gehäuse, einen Spindelmechanismus und einen Betätigungskopf umfasst, der an einem Ende mit dem Spindelmechanismus in Eingriff ist und am anderen Ende ein Betätigungsende hat, wobei der Betätigungskopf bei Antrieb des Spindelmechanismus durch den Spindelmechanismus in axialer Richtung verschoben werden kann und das Betätigungsende des Betätigungskopfes in Bezug auf den Spindelmechanismus auch in Querrichtung verschoben werden kann.
Der Kupplungsbetätigungseinheit gemäß der Erfindung kann durch jeden geeigneten Motor, insbesondere durch Elektromotoren, angetrieben werden. In diesem Fall kann ein Clutch-by-Wire-System angewendet werden, in dem anstelle der hydraulischen Leitungen eine elektromechanische Lösung verwendet wird.
Die Querbeweglichkeit des Betätigungskopfes kann mittels eines Drehgelenks erreicht werden.
In einem der Ausführungsbeispiele (der so genannten „Druck-Version") ist der Betätigungskopf mit der Spindel des Spindelmechanismus in Eingriff, wobei die Spindel durch eine Linearführung gehalten wird. Die Linearführung schützt die Spindel gegen die Lateralkräfte, die zu Schräglagen des Drehlagers führen.
Diese seitliche Halterung kann in einem Ausführungsbeispiel erhalten werden, in dem die Spindel und der Betätigungskopf wenigstens teilweise in einer röhrenartigen Führungseinrichtung oder in einem Zylinder aufgenommen sind, oder in dem ein Haltekolben bereitgestellt wird, der mit der Spindel verbunden ist und verschiebbar in dem Zylindergehalten wird.
Ein sehr stabiles Halten der Kupplungskräfte wird in dem Fall erhalten, in dem der Betätigungskopf wenigstens zwei Teleskopteile umfasst, von denen eines mit dem Spindelmechanismus in Eingriff ist und das andere das Betätigungsende trägt und eine Spanneinrichtung vorhanden ist, die die beiden Teleskopteile voneinander weg spannt.
Des Weiteren hat der Betätigungskopf ein Teleskopteil, das konstant in Richtung nach außen gezwungen wird. Ein derartiges konstantes Spannen ist dahingehend vorteilhaft, dass der Kupplungshebel und auch das Lager, das zwischen dem Kupplungshebel und der Membranfeder angeordnet ist, unter konstanter Vorbelastung gehalten werden. Im Ergebnis wird das Auftreten von unerwünschten Geräuschen, die mit einem locker gehaltenen Lager verbunden sind, vermieden.
Bevorzugt ist eines der Teleskopteile ein Bolzen und das andere der Teleskopteile umfasst einen Bolzen mit einer Bohrung, in der der Bolzen gleitend aufgenommen ist, wobei eine Spannfeder vorhanden ist, die sowohl mit dem Bolzen als auch mit der Buchse in Eingriff ist. Diese Feder liegt auf dem Haltekolben und auf einem sich in Richtung nach außen erstreckenden Flansch der Buchse auf, wobei die Flansch mit Spiel in die Bohrung passt, um so die Querbewegung des Betätigungskopfes zu ermöglichen.
Der Zylinder hat an seinem von dem Betätigungskopf weg weisenden Ende einen nach Innen vorstehenden Flansch, der ein Lager hält, dass die drehbare Mutter des Spindelmechanismus trägt.
Die Kupplungsbetätigungseinheit gemäß der Erfindung kann zum Ausüben einer Druck- und/oder einer Zugkraft auf das zu betätigende Objekt ausgelegt sein. Im Falle der „Zug ausführung" muss zwischen dem Spindelmechanismus und dem Betätigungsarm eine Seilverbindung angewendet werden.
Die Feder zum Spannen der Einheit kann ebenso extern angewendet werden.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen gezeigte „Druck-Version" weiter beschrieben.
1 zeigt einen Querschnitt durch eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Kupplungsbetätigungseinheit in der zurückgezogenen Position.
2 zeigt die Ausführung gemäß 1 in der ausgefahrenen und geschwenkten Position.
3 zeigt die Modulanordnung der Ausführung gemäß 1 und 2.
Die erfindungsgemäße Kupplungsbetätigungseinheit, wie in den 1 bis 3 gezeigt, umfasst eine Mutter und eine Spindel 2, die Gewinde aufweisen, die mittels Kugeln 29 miteinander in Eingriff sind. Die Mutter 1 wird mittels eines Kontaktkugellagers 27, dessen Innenring mit der Mutter 1 integral ist, drehbar gehalten.
Der Außenring des Kugellagers 27 ist in einen Zylinder 20 aufgenommen und liegt an dem nach innen weisenden Flansch 26 davon an.
Der Zylinder 20 selbst ist in das Gehäuse 8, 9 der Kupplungsbetätigungseinheit aufgenommen.
Das Gehäuse enthält einen Elektromotor 14 dessen Rotor 28 mit einer Buchse verbunden ist. Diese Buchse ist an einem Ende mit der Mutter 1 verbunden und wird an dem anderen Ende durch das Kugeldrehlager 10, 11, 12, das auf der Gehäuseabdeckung sitzt, gehalten.
Die Spindel 2 wird gegen die Drehung gehalten und ist mit einem Betätigungskopf 16 in Eingriff, der mittels eines Drehendes 17 mit dem Drehgelenk 19, das als Kugel ausgeführt ist, in Eingriff ist. Dieses Drehgelenk 19 ist mit der Spindel 2 verbunden.
Der Betätigungskopf 16 hat auch ein Betätigungsende 18, das beispielsweise an den Kupplungshebel angeschlossen werden kann.
Der Betätigungskopf 16 (der aus Kunststoff ist) umfasst zwei Teleskopteile, die als Buchse 22, in deren Bohrung 23 der Bolzen 21 aufgenommen ist, ausgeführt sind. Die Buchse hat einen sich in Richtung nach außen erstreckenden Flansch 24 und eine Druckfeder, die zwischen dem Flansch 24 und dem unteren Ende eines Führungskolbens 3 wirkt. Der Führungskolben 3 ist gleitend in den Zylinder 20 aufgenommen. Der Führungskolben 3 ist mit der Spindel 2 verbunden und hält die Spindel gegen die Lateralkräfte, die auf das Drehgelenk 19 davon ausgeübt werden können, wenn der Betätigungskopf 16 aus seiner Position geschwenkt wird.
Wie in der 2 gezeigt, kann der Betätigungskopf aus seiner ausgerichteten Position in eine schiefe Position ausschwenken, um so der Kurve der bogenförmigen Bewegung des Kupplungshebels zu folgen.
Darüber hinaus wird das buchsenartige Teleskopteil 22 durch die Wirkung der Druckfeder 5 nach außen getrieben. Im Ergebnis der durch die Druckfeder 5 ausgeübten Druckkraft wird der Betätigungskopf 16 konstant gegen den Kupplungshebel gezwungen und stellt so eine Vorbelastung auf das Lager bereit, die üblicherweise zwischen dem Kupplungshebel und der Membranfeder verfügbar ist.
Die 3 zeigt, dass die Kupplungsbetätigungseinheit modular ausgelegt ist. Der Spindelmechanismus 2, 1 und der Betätigungskopf 16, mit dem winkligen Kontaktkugellager 27, sind in das Modul 30 aufgenommen. Die restlichen Komponenten, d. h. der Motor 14, das Lager 10–12 und die Buchse 15, sind in das andere Modul 31 aufgenommen. Mittels der Flansche 32 und 33 können diese Module aneinander befestigt werden.
Wenigstens eine der Komponenten der Kupplungsbetätigung 4 kann durch Pulvermetallurgie hergestellt werden. Ebenso kann ein Wirbelsintervorgang zur Herstellung der Betätigungskomponenten angewendet werden.

Claims

Kupplungsbetätigungseinheit, die ein Gehäuse (8, 9), einen Spindelmechanismus (2, 15) und einen Betätigungskopf (16) umfasst, der an einem Ende (17) mit dem Spindelmechanismus (2, 15) in Eingriff ist und am anderen Ende ein Betätigungsende (18) hat, wobei der Betätigungskopf bei Antrieb des Spindelmechanismus (2, 15) durch den Spindelmechanismus (2, 15) in axialer Richtung verschoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsende (18) des Betätigungskopfes (16) in Bezug auf den Spindelmechanismus (2, 15) auch in Querrichtung verschoben werden kann.
Kupplungsbetätigungseinheit nach Anspruch 1, wobei der Betätigungskopf (16) mit dem Spindelmechanismus (2, 15) über ein Drehgelenk (17, 19) in Eingriff ist.
Kupplungsbetätigungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Betätigungskopf (16) mit der Spindel (2) des Spindelmechanismus in Eingriff ist und die Spindel (2) von einer Linearführung (3) gehalten wird.
Kupplungsbetätigungseinheit nach Anspruch 3, wobei die Spindel (2) und der Betätigungskopf (16) wenigstens teilweise in einer röhrenartigen Führungseinrichtung oder einem Zylinder (20) aufgenommen sind und ein Haltekolben (3) vorhanden ist, der mit der Spindel (2) verbunden ist und der verschiebbar in dem Zylinder (20) gehalten wird.
Kupplungsbetätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Betätigungskopf (16) wenigstens zwei Teleskopteile (21, 22) umfasst, von denen eines (21) mit dem Spindelmechanismus (2, 15) in Eingriff ist und das andere (22) das Betätigungsende (18) trägt, und eine Spanneinrichtung (5) vorhanden ist, die die Teleskopteile (21, 22) voneinander weg spannt.
Kupplungsbetätigungseinheit nach Anspruch 5, wobei eines der Teleskopteile ein Bolzen (21) ist und das andere der Teleskopteile eine Buchse (6) mit einer Bohrung (23) umfasst, in der der Bolzen (21) gleitend aufgenommen ist, wobei eine Spannfeder (5) vorhanden ist, die sowohl mit dem Bolzen (21) als auch der Buchse (6) in Eingriff ist.
Kupplungsbetätigungseinheit nach Anspruch 4, 5 und 6, wobei die Feder (5) an dem Haltekolben (3) und an einem sich nach außen erstreckenden Flansch (24) der Buchse (6) anliegt, und der Flansch (24) mit Spiel in die Bohrung (23) passt, so dass Querbewegung des Betätigungskopfes (16) möglich ist.
Kupplungsbetätigungseinheit nach Anspruch 7, wobei der Zylinder (20) einen Anschlag (25) umfasst, der den maximalen Hub der Teleskopteile (21, 22) zueinander begrenzt.
Kupplungsbetätigungseinheit nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, wobei ein Teleskopteil (21) mit der Spindel (2) des Spindelmechanismus über eine Druck-/Zug-Drehgelenkverbindung (17, 19) in Eingriff ist.
Kupplungsbetätigungseinheit nach Anspruch 4, wobei der Zylinder (20) an seinem Ende, das von dem Betätigungskopf (16) weg gewandt ist, einen nach innen vorstehenden Flansch (16) hat, der ein Lager hält, das die drehbare Mutter (15) des Spindelmechanismus trägt.
Kupplungsbetätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Haltelager vom Kugellagertyp ist, so beispielsweise ein Rillenkugellager oder ein Schrägkugellager.
Kupplungsbetätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Spindelmechanismus (2, 15) eine Kugelspindel mit einem Steigungswinkel umfasst, der Rückwärtsantrieb ermöglicht.
Kupplungsbetätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1–11, wobei der Spindelmechanismus (2, 15) eine Rollenspindel umfasst.
Kupplungsbetätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Spindelmechanismus (2, 15) über einen Elektromotor (14) angetrieben werden kann.
Kupplungsbetätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Rotor (28) des Motors (14) mit der Mutter (15) des Spindelmechanismus verbunden ist.
Kupplungsbetätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Ende des Rotors (28), das von dem Betätigungskopf (16) weg gewandt ist, in Bezug auf das Gehäuse (8, 9) mittels eines Lagerpunktes oder Lagers (10–12) gehalten wird.
Kupplungsbetätigungseinheit nach Anspruch 16, wobei sich die Feder zwischen der Spindel und dem Lagerpunkt oder Lager (10–12) befindet.
Kupplungsbetätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Zugseil mit dem Spindelmechanismus verbunden ist.
Kupplungsbetätigungseinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Durchgangsbohrung vorhanden ist, die sich durch den Spindelmechanismus, das Gehäuse und möglicherweise den Betätigungskopf hindurch erstreckt.