EP2870375A1 - Hebelsystem - Google Patents

Hebelsystem

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Publication number
EP2870375A1
EP2870375A1 EP13730856.5A EP13730856A EP2870375A1 EP 2870375 A1 EP2870375 A1 EP 2870375A1 EP 13730856 A EP13730856 A EP 13730856A EP 2870375 A1 EP2870375 A1 EP 2870375A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lever
clutch
actuating
lever system
flexurally elastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13730856.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Herkommer
Markus Baehr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2870375A1 publication Critical patent/EP2870375A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/126—Actuation by rocker lever; Rocker levers therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20558—Variable output force
    • Y10T74/20564—Flexible
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20576—Elements
    • Y10T74/20582—Levers

Definitions

  • the invention relates to a lever system for actuating at least one clutch, with at least one pivotally mounted lever having a flexural rigidity.
  • the invention further relates to an actuating device for actuating at least one coupling with such a lever system.
  • the invention further relates to a coupling device with at least one clutch, which has a degressive characteristic map and which is actuated by such a lever system.
  • a lever system for actuating clutches with a lever which has a first and a second side and at least one support point, which can simultaneously represent a fulcrum.
  • German patent application DE 10 2006 043 330 A1 discloses a lever system for actuating a clutch with a lever, which is rotatably mounted on one side about a hinge and with the other side in operative connection with a pressing means, wherein the lever with a Support point located on a curved track is supported on a carriage which is displaceable in the radial direction and which is displaceable by means of a motor-driven spindle.
  • the object of the invention is to improve the control of clutches with a degressive map.
  • the object is in a lever system for actuating at least one clutch, with at least one pivotally mounted lever having a bending stiffness, achieved in that the lever has at least one flexurally elastic region which is designed and / or arranged such that the flexural rigidity of the lever varies depending on an actuation path of the clutch.
  • Characterized map lines of a map, in which the actuating force is applied over the actuating travel of the clutch can be spread in an advantageous manner.
  • the lever system according to the invention is preferably used as a clutch actuator in automated transmissions, in particular dual-clutch transmissions.
  • a preferred embodiment of the lever system is characterized in that the lever has a negative over the actuating travel of the coupling stiffness gradient. The rigidity of the lever decreases as the actuating travel of the clutch increases.
  • a further preferred embodiment of the lever system is characterized in that an actuating contact area between a hinge point for pivotal arrangement of the lever and a support area for a roller is arranged.
  • the lever comes into contact with an actuating element of the coupling.
  • the actuating element is, for example, a thrust bearing.
  • a further preferred embodiment of the lever system is characterized in that in the support area for the roller on the lever, a curved path is formed so that the actuating travel of the coupling increases with increasing distance of the roller from a coupling axis.
  • a coupling axis for example, a rotation axis of the coupling is called.
  • the internal stiffness of the lever means that the effective operating stiffness of the lever decreases with increasing distance of the bearing area of the roller from the coupling axis.
  • a further preferred embodiment of the lever system is characterized in that the flexurally elastic region is arranged between the actuation contact region and the articulation point for the pivotable arrangement of the lever.
  • the flexural elasticity can be represented in the flexural elastic range, for example, by the use of less or a different material.
  • a further preferred embodiment of the lever system is characterized in that the flexurally elastic region extends from the pivot point to the pivotable arrangement of the lever beyond the actuating contact region.
  • a further preferred embodiment of the lever system is characterized in that the flexurally elastic region is represented by a counter-spring stiffness, which corresponds to the is assigned steering point to the pivotal arrangement of the lever.
  • the hinge point may be resiliently mounted, for example by means of a spring device. By the spring means having a defined rigidity, the hinge point can be displaced limitedly parallel to a line of action of the operating force of the clutch.
  • lever system is characterized in that the lever for actuating two partial clutches of a double clutch is combined with a lever actuator.
  • the lever actuator is preferably arranged perpendicular to the lever according to the invention.
  • the lever actuator is designed, for example, as Hebeleinlessnesser, as disclosed in International Publication WO 2008/154896 A1.
  • the invention further relates to an actuating device for actuating at least one clutch with a previously described lever system.
  • the actuator is also referred to as engagement device.
  • the invention further relates to a coupling device with at least one clutch, which has a declining characteristic map and which is actuated by a previously described lever system.
  • the actuation of the clutch is, depending on the design of the clutch, also referred to as engagement of the clutch.
  • Figure 1 is a simplified representation of a lever system according to the invention with an elastic region
  • Figure 2 is a similar lever system as in Figure 1 with a counter-spring stiffness, which is associated with a hinge point of the lever system.
  • Figure 3 is a similar lever system as in Figure 1 with a larger flexurally elastic
  • FIG. 4 shows an embodiment of the lever system illustrated in simplified form in FIG. 3;
  • FIG. 5 shows the lever system from FIG. 4 with an additional lever actuator
  • FIG. 6 shows a Cartesian coordinate diagram with a characteristic diagram for the lever system from FIG. 4 and FIG.
  • Figure 7 is a Cartesian coordinate diagram with a map, in addition to a counter-spring is included.
  • lever system 1; 21; 31 shown in simplified according to various embodiments of the invention. To designate the same or similar parts, the same reference numerals are used. First, the similarities of the lever systems 1; 21; 31 described. Thereafter, the differences between the individual embodiments will be discussed.
  • the lever system 1; 21; 31 comprises a lever 4, which, as indicated by a hinge point 5, is pivotally or hingedly mounted on a support structure (not shown). Due to its pivotal or hinge-like attachment or storage of the lever 4 is also referred to as a hinge lever.
  • the hinge point 5 is formed at one end of the lever 4. With its opposite end of the lever 4 is located on a carriage 8.
  • the carriage 8 is, as indicated by a double arrow 10, movable in the horizontal direction back and forth.
  • the carriage 8 at the bottom rollers, which are movable on a corresponding path in the horizontal direction.
  • the lever 4 On an upper roller of the carriage 8, the lever 4 is located on a corresponding Kurvelbahn.
  • the cam track on the lever 4 is designed so that the lever 4, as indicated by a double arrow 12, with an actuating contact area moves upward when the carriage 8 moves away from the hinge point 5.
  • the double arrow 12 lies on a line of action 13 of the actuating force of the clutch.
  • the flexurally elastic region 14 has a flexural strength c T in Newton meters per rad. From the bending stiffness c T , the effective operating stiffness or engagement stiffness of the lever 4 is calculated as follows:
  • the internal rigidity or elasticity of the lever 4 causes the effective engagement stiffness of the lever 4 decreases with increasing distance of the support point on the upper roller of the carriage 8. With increasing center distance of the upper roller of the carriage 8 of the hinge point 5, this results in a decreasing with increasing engagement or actuating travel stiffness of the lever system.
  • a flexurally elastic region 24 of the lever 4 is represented by a counter-spring 25, which has a defined rigidity, which is also referred to as counter spring stiffness.
  • the opposing spring 25 is disposed directly below the hinge point 5.
  • the effective stiffness at the operating area is thus calculated as follows: With a length L 0 of the counter arm of the lever 4 of 80 millimeters and the roller travel limits of the carriage 8 from the top of, for example, 40 to 80 millimeters also gives a variation of the effective stiffness by a factor of nine to four.
  • the lever 4 comprises a flexurally elastic region 34 which is significantly larger than the flexurally elastic region 14 of the lever system 1 illustrated in FIG.
  • the flexurally elastic region 34 extends on the lever 4, starting from the hinge point 5 beyond the actuating contact region of the lever 4.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a lever system 41 with a lever 44 in perspective.
  • the lever 44 has a trough-like curved region at one end to show a hinge point 45.
  • the opposite end of the lever 44 is associated with a carriage 48.
  • the carriage 48 is movable on a base plate 50.
  • a roller 51 is rotatably mounted on the carriage 48.
  • the lever 44 rests on the roller 51 with a curved path. With the help of two other rollers 52, 53 of the carriage 48 on the base plate 50 is movable.
  • the actuation contact region 55 comprises two contact surfaces 56, 57, which come to rest in the installed state of the lever system 41 on an actuating bearing (not shown) or engagement bearing of the coupling. Between the contact surfaces 56, 57, the lever 44 comprises a through hole, which serves for carrying out, for example, a transmission shaft.
  • FIG. 5 shows in perspective how the lever system 41 with the lever 44 from FIG. 4 can advantageously be combined with a lever actuator 58.
  • the illustrated combination significantly simplifies the operation of two partial clutches of a special double clutch.
  • FIGS. 6 and 7 show two Cartesian coordinate diagrams each having an x-axis 61 and a y-axis 62.
  • On the y-axis 62 the engagement or operating force of a clutch, which is actuated by means of a lever system described above, applied.
  • the associated actuation path or engagement path is plotted on the x-axis 61.
  • nominal clutch characteristics 65; 75 is shown. Above and below the rated clutch characteristics 65; 75 are dotted or dashed maximum and minimum clutch characteristics indicated.
  • the coordinate diagram shown in FIG. 6 comprises a characteristic diagram 68 of the lever system illustrated in FIG.
  • the coordinate diagram shown in FIG. 7 comprises a characteristic diagram 78 with additional counter-spring, which is denoted by 25 in FIG.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hebelsystem zum Betätigen mindestens einer Kupplung, mit mindes- tens einem schwenkbar angeordneten Hebel, der eine Biegesteifigkeit aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Hebel (4, 44) mindestens einen biegeelastischen Bereich (14, 24, 34) aufweist, der so ausgeführt und/oder angeordnet ist, dass die Biegesteifigkeit des Hebels in Abhängigkeit von einem Betätigungsweg (12) der Kupplung variiert.

Description

Hebelsystem
Die Erfindung betrifft ein Hebelsystem zum Betätigen mindestens einer Kupplung, mit mindestens einem schwenkbar angeordneten Hebel, der eine Biegesteifigkeit aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen mindestens einer Kupplung mit einem derartigen Hebelsystem. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplungseinrichtung mit mindestens einer Kupplung, die ein degressives Kennfeld aufweist und die mit einem derartigen Hebelsystem betätigt wird.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 009 832 A1 ist ein Hebelsystem zum Betätigen von Kupplungen mit einem Hebel bekannt, der eine erste und eine zweite Seite sowie mindestens einen Auflagepunkt aufweist, der gleichzeitig einen Drehpunkt darstellen kann. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 043 330 A1 ist ein Hebelsystem zum Betätigen einer Kupplung mit einem Hebel bekannt, der an einer Seite um ein Gelenk drehbar gelagert ist und mit der anderen Seite in Wirkverbindung mit einem Andrückmittel ist, wobei sich der Hebel mit einem auf einer Kurvenbahn gelegenen Auflagerpunkt an einem in radialer Richtung verschiebbaren Schlitten abstützt, der mittels einer motorisch angetriebenen Spindel verschiebbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Ansteuerung von Kupplungen mit einem degressiven Kennfeld zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Hebelsystem zum Betätigen mindestens einer Kupplung, mit mindestens einem schwenkbar angeordneten Hebel, der eine Biegesteifigkeit aufweist, dadurch gelöst, dass der Hebel mindestens einen biegeelastischen Bereich aufweist, der so ausgeführt und/oder angeordnet ist, dass die Biegesteifigkeit des Hebels in Abhängigkeit von einem Betätigungsweg der Kupplung variiert. Dadurch können Kennfeldlinien eines Kennfeldes, in denen die Betätigungskraft über dem Betätigungsweg der Kupplung aufgetragen ist, in vorteilhafter Art und Weise gespreizt werden. Das erfindungsgemäße Hebelsystem wird vorzugsweise als Kupplungsaktor in automatisierten Getrieben, insbesondere Doppelkupplungsgetrieben, eingesetzt. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel einen über den Betätigungsweg der Kupplung negativen Steifigkeitsgradienten aufweist. Die Steifigkeit des Hebels verringert sich mit zunehmendem Betätigungsweg der Kupplung.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungskontaktbereich zwischen einem Gelenkpunkt zur schwenkbaren Anordnung des Hebels und einem Auflagebereich für eine Rolle angeordnet ist. In dem Betätigungskontaktbereich kommt der Hebel in Kontakt mit einem Betätigungselement der Kupplung. Bei dem Betätigungselement handelt es sich zum Beispiel um ein Axiallager. Mit dem Auflagebereich stützt sich der Hebel an einem in radialer Richtung verschiebbaren Schlitten oder Traversewagen ab, der mittels einer motorisch angetriebenen Spindel verschiebbar ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Auflagebereich für die Rolle an dem Hebel eine Kurvenbahn so ausgebildet ist, dass der Betätigungsweg der Kupplung mit zunehmendem Abstand der Rolle von einer Kupplungsachse zunimmt. Als Kupplungsachse wird zum Beispiel eine Drehachse der Kupplung bezeichnet. Die interne Steifigkeit des Hebels führt dazu, dass die effektive Betätigungsstei- figkeit des Hebels mit zunehmendem Abstand des Auflagebereichs der Rolle von der Kupplungsachse abnimmt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der biegeelastische Bereich zwischen dem Betätigungskontaktbereich und dem Gelenkpunkt zur schwenkbaren Anordnung des Hebels angeordnet ist. Die Biegeelastizität kann in dem biegeelastischen Bereich zum Beispiel durch die Verwendung von weniger oder einem anderen Material dargestellt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der biegeelastische Bereich von dem Gelenkpunkt zur schwenkbaren Anordnung des Hebels über den Betätigungskontaktbereich hinaus erstreckt. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ausreichend Verformung aufgebaut werden, ohne die Spannungsgrenzen des Materials zu überschreiten.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der biegeelastische Bereich durch eine Gegenfedersteifigkeit dargestellt ist, die dem Ge- lenkpunkt zur schwenkbaren Anordnung des Hebels zugeordnet ist. Der Gelenkpunkt kann zum Beispiel mit Hilfe einer Federeinrichtung federnd gelagert sein. Durch die Federeinrichtung, die eine definierte Steifigkeit aufweist, kann der Gelenkpunkt parallel zu einer Wirkungslinie der Betätigungskraft der Kupplung begrenzt verlagert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hebelsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel zum Betätigen von zwei Teilkupplungen einer Doppelkupplung mit einem Hebelaktor kombiniert ist. Der Hebelaktor ist vorzugsweise senkrecht zu dem erfindungsgemäßen Hebel angeordnet. Der Hebelaktor ist zum Beispiel als Hebeleinrücker ausgeführt, wie er in der internationalen Veröffentlichung WO 2008/154896 A1 offenbart ist.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen mindestens einer Kupplung mit einem vorab beschriebenen Hebelsystem. Je nach Bauweise der Kupplung wird die Betätigungseinrichtung auch als Einrückeinrichtung bezeichnet.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplungseinrichtung mit mindestens einer Kupplung, die ein degressives Kennfeld aufweist und die mit einem vorab beschriebenen Hebelsystem betätigt wird. Das Betätigen der Kupplung wird, je nach Bauweise der Kupplung, auch als Einrücken der Kupplung bezeichnet. Durch das erfindungsgemäße Hebelsystem kann auf einfache Art und Weise ein Kennfeld realisiert werden, das bei kleinen Einrückwegen der Kupplung relativ steif ist und zu größeren Einrückwegen hin weicher wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Hebelsystems mit einem elastischen Bereich;
Figur 2 ein ähnliches Hebelsystem wie in Figur 1 mit einer Gegenfedersteifigkeit, die einem Gelenkpunkt des Hebelsystems zugeordnet ist;
Figur 3 ein ähnliches Hebelsystem wie in Figur 1 mit einem größeren biegeelastischen
Bereich; Figur 4 eine Ausführungsform des vereinfacht in Figur 3 dargestellten Hebelsystems;
Figur 5 das Hebelsystem aus Figur 4 mit einem zusätzlichen Hebelaktor;
Figur 6 ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einem Kennfeld zu dem Hebelsystem aus Figur 4 und
Figur 7 ein kartesisches Koordinatendiagramm mit einem Kennfeld, in das zusätzlich eine Gegenfeder eingerechnet ist.
In den Figuren 1 bis 3 ist eine Hebelsystem 1 ; 21 ; 31 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung vereinfacht dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Zunächst werden die Gemeinsamkeiten der Hebelsysteme 1 ; 21 ; 31 beschrieben. Danach wird auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsbeispielen eingegangen.
Das Hebelsystem 1 ; 21 ; 31 umfasst einen Hebel 4, der, wie durch einen Gelenkpunkt 5 angedeutet ist, schwenkbar beziehungsweise scharnierartig an einer (nicht dargestellten) Tragstruktur angebracht ist. Aufgrund seiner schwenkbaren beziehungsweise scharnierartigen Annbringung beziehungsweise Lagerung wird der Hebel 4 auch als Scharnierhebel bezeichnet.
Der Gelenkpunkt 5 ist an einem Ende des Hebels 4 ausgebildet. Mit seinem entgegengesetzten Ende liegt der Hebel 4 auf einem Schlitten 8 auf. Der Schlitten 8 ist, wie durch einen Doppelpfeil 10 angedeutet ist, in horizontaler Richtung hin und her bewegbar. Zu diesem Zweck weist der Schlitten 8 unten Rollen auf, die auf einer entsprechenden Bahn in horizontaler Richtung verfahrbar sind.
Auf einer oberen Rolle des Schlittens 8 liegt der Hebel 4 mit einer entsprechenden Kurvelbahn auf. Die Kurvenbahn an dem Hebel 4 ist so gestaltet, dass sich der Hebel 4, wie durch einen Doppelpfeil 12 angedeutet ist, mit einem Betätigungskontaktbereich nach oben bewegt, wenn sich der Schlitten 8 von dem Gelenkpunkt 5 weg bewegt. Der Doppelpfeil 12 liegt auf einer Wirkungslinie 13 der Betätigungskraft der Kupplung. Wenn sich der Schlitten 8 auf den Gelenkpunkt 5 zu bewegt, dann verlagert sich der Hebel 4 mit dem Betätigungskontaktbereich nach unten.
Der Schlitten 8 mit den Rollen stellt zusammen mit der Kurvenbahn an dem Hebel 4 ein Kurvengetriebe dar, das in das Hebelsystem 1 ; 21 ; 31 integriert ist. Die gegenüberliegende Anordnung des Gelenkpunkts 5 und des Schlittens 8 beziehungsweise des Kurvengetriebes führt dazu, dass sich eine Betätigungskraft der Kupplung, die auch als Einrückkraft bezeichnet wird, auf den Schlitten 8 und den Gelenkpunkt 5 verteilt. Dadurch kann das allgemeine Kraftniveau beim Betätigen der Kupplung geringer als bei einem Hebelaktor gehalten werden, wie er zürn Beispiel in der internationalen Veröffentlichung WO 2008/154896 A1 offenbart ist.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Hebelsystem 1 ist durch einen Doppelpfeil 16 ein Abstand RR zwischen dem Schlitten 8 und der Wirkungslinie 13 der Betätigungskraft angedeutet. Durch einen Doppelpfeil 17 ist ein Abstand U zwischen der Wirkungslinie 13 und dem biegeelastischen Bereich 14 angedeutet. Durch einen weiteren Doppelpfeil 18 ist ein Abstand L0 zwischen der Wirkungslinie 13 und dem Gelenkpunkt 5 angedeutet.
Der biegeelastische Bereich 14 hat eine Biegesteifigkeit cT in Newtonmeter pro rad. Aus der Biegesteifigkeit cT berechnet sich die effektive Betätigungssteifigkeit oder Einrücksteifigkeit des Hebels 4 wie folgt:
Die Spreizung der effektiven Steifigkeit nimmt dabei zu, je näher der biegeelastische Bereich 14 zu dem Schlitten 8 angeordnet ist. Für U gleich null, das heißt, wenn der biegeelastische Bereich 14 im Bereich des Schnittpunkts zwischen der Wirkungslinie 13 und dem Hebel 4, also direkt unter dem Einrücksystem, angeordnet wird, ergibt sich:
Variiert die Position des Schlittens 8 (RR) beispielsweise zwischen 40 und 80 Millimeter, ergibt sich für U gleich null eine Veränderung der effektiven Steifigkeit um einen Faktor neun zu vier.
Die interne Steifigkeit oder Elastizität des Hebels 4 führt dazu, dass die effektive Einrückstei- figkeit des Hebels 4 mit zunehmendem Abstand des Auflagepunktes auf der oberen Rolle des Schlittens 8 abnimmt. Mit zunehmendem Achsabstand der oberen Rolle des Schlittens 8 von dem Gelenkpunkt 5 ergibt sich so eine mit zunehmendem Einrückweg beziehungsweise Betätigungsweg abnehmende Steifigkeit des Hebelsystems 1.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Hebelsystem 21 ist ein biegeelastischer Bereich 24 des Hebels 4 durch eine Gegenfeder 25 dargestellt, die eine definierte Steifigkeit aufweist, die auch als Gegenfedersteifigkeit bezeichnet wird. Die Gegenfeder 25 ist direkt unter dem Gelenkpunkt 5 angeordnet.
Durch einen Doppelpfeil 26 ist ein Abstand RR zwischen dem Schlitten 8 und der Wirkungslinie 13 angedeutet. Durch einen Doppelpfeil 27 ist die Summe aus RR plus L0 angedeutet. Für das in Figur 2 dargestellte Hebelsystem 21 ergibt sich die effektive Einrücksteifigkeit des Hebels 4 durch die Übersetzung der Gegenfedersteifigkeit an dem auf der oberen Rolle als fixen Punkt gelagerten Hebel 4 wie folgt:
RR + L0
Die effektive Steifigkeit am Betätigungsbereich, das heißt dem Schnittpunkt der Wirkungslinie 13 mit dem Hebel 4, berechnet sich damit wie folgt: Mit einer Länge L0 des Gegenarms des Hebels 4 von 80 Millimetern und den Rollenweggrenzen des Schlittens 8 von oben von zum Beispiel 40 bis 80 Millimeter ergibt so ebenfalls eine Variation der effektiven Steifigkeit um einen Faktor neun zu vier.
Bei dem in Figur 3 dargestellten Hebelsystem 31 umfasst der Hebel 4 einen biegeelastischen Bereich 34, der deutlich größer als der biegeelastische Bereich 14 des in Figur 1 dargestellten Hebelsystems 1 ist. Der biegeelastische Bereich 34 erstreckt sich an dem Hebel 4 ausgehend von dem Gelenkpunkt 5 über den Betätigungskontaktbereich des Hebels 4 hinaus. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine ausreichende Verformung des Hebels 4 ermöglicht, ohne die Spannungsgrenzen des Materials zu überschreiten, aus dem der Hebel 4 gebildet ist.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform eines Hebelsystems 41 mit einem Hebel 44 perspektivisch dargestellt. Der Hebel 44 weist zur Darstellung eines Gelenkpunkts 45 an einem Ende einen muldenartig gekrümmten Bereich auf. Dem entgegengesetzten Ende des Hebels 44 ist ein Schlitten 48 zugeordnet. Der Schlitten 48 ist auf einer Grundplatte 50 verfahrbar. Eine Rolle 51 ist drehbar an dem Schlitten 48 gelagert. Der Hebel 44 liegt mit einer Kurvenbahn auf der Rolle 51 auf. Mit Hilfe von zwei weiteren Rollen 52, 53 ist der Schlitten 48 auf der Grundplatte 50 verfahrbar.
Etwa in der Mitte weist der Hebel 44 an seiner Oberseite einen Betätigungskontaktbereich 55 auf. Der Betätigungskontaktbereich 55 umfasst zwei Kontaktflächen 56, 57, die im eingebauten Zustand des Hebelsystems 41 an einem (nicht dargestellten) Betätigungslager oder Einrücklager der Kupplung zur Anlage kommen. Zwischen den Kontaktflächen 56, 57 umfasst der Hebel 44 ein Durchgangsloch, das zum Durchführen beispielsweise einer Getriebewelle dient.
In Figur 5 ist perspektivisch dargestellt, wie das Hebelsystem 41 mit dem Hebel 44 aus Figur 4 vorteilhaft mit einem Hebelaktor 58 kombiniert werden kann. Durch die dargestellte Kombination wird die Betätigung von zwei Teilkupplungen einer speziellen Doppelkupplung erheblich vereinfacht.
In den Figuren 6 und 7 sind zwei kartesische Koordinatendiagramme mit jeweils einer x-Achse 61 und einer y-Achse 62 dargestellt. Auf der y-Achse 62 ist die Einrückkraft oder Betätigungskraft einer Kupplung, die mit Hilfe eines vorab beschriebenen Hebelsystems betätigt wird, aufgetragen. Auf der x-Achse 61 ist der zugehörige Betätigungsweg beziehungsweise Einrück- weg aufgetragen. ln dem kartesischen Koordinatendiagramm sind Nennkupplungskennlinien 65; 75 dargestellt. Oberhalb und unterhalb der Nennkupplungskennlinien 65; 75 sind gepunktet beziehungsweise gestrichelt maximale und minimale Kupplungskennlinien angedeutet.
Das in Figur 6 dargestellte Koordinatendiagramm umfasst ein Kennfeld 68 des in Figur 4 dargestellten Hebelsystems. Das in Figur 7 dargestellte Koordinatendiagramm umfasst ein Kennfeld 78 mit zusätzlich eingerechneter Gegenfeder, die in Figur 2 mit 25 bezeichnet ist.
Bezuqszeichenliste Hebelsystem
Hebel
Gelenkpunkt
Schlitten
Doppelpfeil
Doppelpfeil
Wirkungslinie
biegeelastischer Bereich
Doppelpfeil
Doppelpfeil
Doppelpfeil
Hebelsystem
biegeelastischer Bereich
Gegenfeder
Doppelpfeil
Doppelpfeil
Hebelsystem
biegeelastischer Bereich
Hebelsystem
Hebel
Gelenkpunkt
Schlitten
Grundplatte
Rolle
Rolle
Rolle
Betätigungskontaktbereich
Kontaktfläche
Kontaktfläche
Hebelaktor
x-Achse
y-Achse Kennlinie Kennfeld Kennlinie Kennfeld

Claims

P120666-10
WO 2014/005824 PCT/EP2013/062455
- 1 1 -
Patentansprüche
1 . Hebelsystem zum Betätigen mindestens einer Kupplung, mit mindestens einem
schwenkbar angeordneten Hebel (4;44), der eine Biegesteifigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (4;44) mindestens einen biegeelastischen Bereich (14;24;34) aufweist, der so ausgeführt und/oder angeordnet ist, dass die Biegesteifigkeit des Hebels in Abhängigkeit von einem Betätigungsweg (12) der Kupplung variiert.
2. Hebelsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (4;44) einen über den Betätigungsweg (12) der Kupplung negativen Steifigkeitsgradienten aufweist.
3. Hebelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungskontaktbereich zwischen einem Gelenkpunkt (5) zur schwenkbaren Anordnung des Hebels und einem Auflagebereich für eine Rolle angeordnet ist.
4. Hebelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Auflagebereich für die Rolle an dem Hebel (4;44) eine Kurvenbahn so ausgebildet ist, dass der Betätigungsweg (12) der Kupplung mit zunehmendem Abstand der Rolle von einer Kupplungsachse zunimmt.
5. Hebelsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der biegeelastische Bereich (14) zwischen dem Betätigungskontaktbereich und dem Gelenkpunkt zur schwenkbaren Anordnung des Hebels angeordnet ist.
6. Hebelsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der biegeelastische Bereich (34) von dem Gelenkpunkt zur schwenkbaren Anordnung des Hebels über den Betätigungskontaktbereich hinaus erstreckt.
7. Hebelsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der biegeelastische Bereich (24) durch eine Gegenfedersteifigkeit dargestellt ist, die dem Gelenk- P120666-10
WO 2014/005824 PCT/EP2013/062455
- 12 - punkt (5) zur schwenkbaren Anordnung des Hebels (4) zugeordnet ist.
8. Hebelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (4) zum Betätigen von zwei Teilkupplungen einer Doppelkupplung mit einem Hebelaktor (58) kombiniert ist.
Betätigungseinrichtung zum Betätigen mindestens einer Kupplung mit
System (1 ;21 ;31 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Kupplungseinrichtung mit mindestens einer Kupplung, die ein degressives Kennfeld aufweist und die mit einem Hebelsystem (1 ;21 ;31 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 betätigt wird.
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