EP3337698A2 - Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalfkraftsimulator - Google Patents

Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalfkraftsimulator

Info

Publication number
EP3337698A2
EP3337698A2 EP16791305.2A EP16791305A EP3337698A2 EP 3337698 A2 EP3337698 A2 EP 3337698A2 EP 16791305 A EP16791305 A EP 16791305A EP 3337698 A2 EP3337698 A2 EP 3337698A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
spring element
housing
rolling
rolling bodies
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Withdrawn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
EP16791305.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel BAßLER
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 EP3337698A2 publication Critical patent/EP3337698A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/321—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • B60T8/3255—Systems in which the braking action is dependent on brake pedal data
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30—Controlling members actuated by foot

Definitions

  • the invention relates to a device for force simulation on an actuating element of a vehicle, preferably a pedal force simulator comprising a housing in which a piston is mounted axially movable, wherein the piston is connected via a piston rod to the actuating element and the piston in a in the housing or temporarily outside the housing arranged spring element engages.
  • a pedal force simulator comprising a housing in which a piston is mounted axially movable, wherein the piston is connected via a piston rod to the actuating element and the piston in a in the housing or temporarily outside the housing arranged spring element engages.
  • aggregates such as couplings
  • a pedal force simulator for a vehicle brake system with electronic signal transmission is known in which a dependent of the foot force of the driver control of the braking torque, in particular by means of electro-hydraulic or electro-mechanical systems, is carried out, wherein the pedal force simulator generates a familiar for a driver's brake feel.
  • the pedal force simulator comprises a pneumatically operated piston-cylinder unit, whose piston delimits a compression chamber with a controllable valve and counteracts the compression direction by means of at least one first spring element, the piston with a force, and is operatively connected via a piston rod with a vehicle brake pedal such that the piston rod during the operation of the vehicle brake pedal undergoes a change in angle relative to the piston-cylinder unit.
  • This angular mobility makes high demands on the construction of the pedal force simulator.
  • a device for force simulation on an actuating element of a vehicle which consists of a housing in which an axially displaceably mounted piston is moved.
  • the piston is moved by a piston rod which is connected to the actuating element.
  • the piston is actuated against the restoring force of a return spring, wherein the return spring is supported on the housing and on the piston.
  • the piston comprises a link component, with an over its longitudinal extent changing outer contour which engages upon actuation by the actuating element in a - especially forked - spring element, on whose arms depending a rolling body is mounted, which abut against opposite areas of the outer contour of the link component.
  • the link component in this case has a different thickness cross-section.
  • the rolling elements on the spring element must be made to roll over different coefficients of friction of the two adjacent components. Here it may happen that the rolling elements do not roll over the entire stroke, but slide in sections. This is undesirable and leads to uncontrollable wear. For this reason, it is necessary that additional lubrication of the rolling elements is provided in order to ensure a functional work of the rolling elements.
  • the invention has for its object to provide a device for force simulation on an actuating element of a vehicle, in which a friction reduction is ensured without additional lubrication.
  • an inner contour of the spring element has a changing cross-section and are attached to the piston two in the movement supporting rolling body for rolling on the inner contour of the fork-shaped spring element.
  • the piston comprises a link component, the outer contour of which has a changing cross-section and two spring bodies which are supported during the movement are arranged, in particular fastened, to roll on the outer contour of the link component.
  • the inner contour of the spring element approximately centrally has the smallest cross section.
  • the cross section of the fork-shaped spring element continuously decreases from an end facing the piston towards the center and continuously from the center to the side opposite the piston.
  • the spring element is fixedly positioned in the housing. This ensures that the spring element does not move during the movement of the piston from its predetermined position and thus a reliable replica of the unit characteristic is ensured.
  • the piston may also be fastened to the housing and the spring element connected to the actuating element, wherein the spring element is pressed against the piston during actuation by the accelerator pedal.
  • the spring element protrudes through an opening on the housing during actuation.
  • the rolling bodies are designed in opposite directions. This prevents them from blocking themselves.
  • each rolling body in the axial direction of the spring element facing two arms, each rolling body is disposed on a shaft which is mounted on both sides of each arm of the piston, wherein the rolling bodies between the two arms of the piston are arranged. Because of this configuration let the rolling elements move freely. There is only a frictional contact with the fork-shaped spring element.
  • a particularly cost-effective embodiment is achieved when the shaft and the rolling body or bodies are integrally formed.
  • the rolling bodies are designed as needle sleeves, rollers or other types of bearings.
  • the arms of the piston carrying the rolling bodies extend approximately parallel to one another axially.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of the device according to the invention in
  • Fig. 2 is a schematic representation of the device according to the invention in actuated
  • FIG. 3 is a perspective view of a first embodiment of the device according to the invention
  • Fig. 4 shows a second embodiment of the device according to the invention in an unactuated function
  • Fig. 5 shows the second embodiment of the device according to the invention in an actuated function
  • Fig. 6 shows another embodiment of the device according to the invention in the unactuated function
  • Fig. 7 shows the further embodiment of the device according to the invention in an actuated function
  • Fig. 8 is a perspective view of the further embodiment of the device according to the invention.
  • Fig. 1 is a Phnzipdarwolf of the device according to the invention is shown, which is used in a release system in a motor vehicle, in which the clutch is actuated by means of an actuator.
  • the control of the actuator is done by the clutch pedal, which gives the driver a realistic representation of the clutch behavior during actuation.
  • the inventive device 1 is located in a housing 2, which may be, for example, a master cylinder of the clutch actuation system.
  • a piston 3 is mounted axially movable, which is indirectly or directly connected via a piston rod 4 with an accelerator pedal 6, which is actuated by the driver.
  • an accelerator pedal 6 which is actuated by the driver.
  • Between the piston 3 and the housing 2 is supported within the housing 2 from a return spring 5, against which the piston 3 is actuated by means of the accelerator pedal.
  • the piston 3 is located in Fig. 1 in a non-actuated starting position, in which two, on the piston 3 superposed rolling elements 7, 8, which mutually support, engage in a fork-shaped spring element 9.
  • the fork-shaped spring element 9 is connected with its closed, the housing 2 facing narrow side fixed to the housing 2 and has over its axial extension an inner contour with changing cross section.
  • the cross-section of the spring element 9 decreases starting from the, the piston 3 facing end side to the middle approximately from and then widened again in the direction of the piston 3 facing away from the narrow side.
  • Fig. 2 is a schematic diagram of FIG. 1 is repeated, wherein the piston 3 at the inner stop of the inner contour of the spring element 9, ie in the actuated state, which corresponds to a lower piston position.
  • Fig. 3 is a perspective view of the device 1 according to the invention is shown, in which the piston 3 has two mutually parallel, rigid arms 10, 1 1. Between the two arms 10, 1 1, a roller body 7, 8 is mounted, wherein the two rolling bodies 7, 8 are arranged one above the other. Each rolling body 7, 8 is located on a shaft 12, 13, the ends of which each engage in a rigid arm 10, 1 1 of the piston 3.
  • the rolling elements 7, 8 and the shaft 10, 1 1 formed as a one-piece component.
  • Fig. 4 and 5 another embodiment of the device 1 according to the invention is shown, where the rolling bodies are formed as needle sleeves 14, 15.
  • the use of the needle sleeves 14, 15 ensures a further reduction in friction during the actuation of the device 1.
  • Figures 6, 7 and 8 show the invention in a further embodiment.
  • FIG. 6 7 and 8 are 9.1 arms themselves as spring element 9, preferably as a leaf spring, formed, can be dispensed with an additional spring element.
  • the rolling elements are designed as needle sleeves or other types of bearings with rollers, sleeves or balls 14.
  • the link component 3.1 is pushed into the spring element 9, wherein the spring element 9 is pressed apart by the increasing cross-section of the link component 3.1. This creates a counterforce due to the variable cross-section of the link component 3.1, which presses in the axial direction against the direction of movement. If the largest cross section of the link component 3.1 exceeded, a reaction force acts in the direction of actuation. As can be seen from FIG.
  • the needle sleeves 14 are inserted into an axial recess 16 of the arms 9.1 of the spring element 9 and are held there by two small bolts 12.
  • the rigidity and the resilient length of the spring element 9 remain constant.
  • the outer contour of the link component 3.1 has approximately the largest cross section in the middle.
  • the cross section of the spring element 9 remains substantially constant and is preferably fixedly positioned in the housing.
  • the rolling bodies 14 carrying arms 9.1 of the spring element 9 extend axially approximately parallel to each other.
  • the proposed solution leads to a reduction of friction in the absence of lubrication of the rolling elements 7, 8. This simplifies the structure of the device 1 according to the invention.
  • the proposed device 1 can also be used as an independent pedal force simulator, which is preferably used in clutch-by-wire applications or vehicle simulators of any kind, in which the actuator in the form of accelerator pedal 6 no longer directly with the connected to actuated unit.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
  • Braking Elements And Transmission Devices (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedal kraftsimulator, umfassend ein Gehäuse (2), in welchem ein Kolben (3) axial beweglich gelagert ist, wobei der Kolben (3) über eine Kolbenstange (4) mit dem Betätigungselement (6) verbunden ist und der Kolben (3) in ein, sich insbesondere axial in dem Gehäuse (2) oder zeitweise außerhalb des Gehäuse angeordnetes Federelement (9) eingreift. Bei einer Vorrichtung, bei welcher auf eine zusätzliche Schmierung verzichtet werden kann, weist eine Innenkontur des gabelförmigen Federelementes (9) einen sich ändernden Querschnitt auf und an dem Kolben (3) sind zwei, sich bei der Bewegung abstützende Rollkörper (7, 8) zum Abrollen an der Innenkontur des gabelförmigen Federelementes (9) befestigt.

Description

Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedalkraftsimulator
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedalkraftsimulator, umfassend ein Gehäuse, in welchem ein Kolben axial beweglich gelagert ist, wobei der Kolben über eine Kolbenstange mit dem Betätigungselement verbunden ist und der Kolben in ein in dem Gehäuse oder zeitweise außerhalb des Gehäuses angeordnetes Federelement eingreift. In Kraftfahrzeugen werden Aggregate, wie beispielsweise Kupplungen,
Bremsen und ähnliches mittels Pedalen fußbetätigt. Es sind Betätigungssysteme bekannt, bei welchen zwischen dem Pedal und dem Aggregat keine direkte mechanische Verbindung vorgesehen ist, sondern an dem Pedal oder dem Simulator ein Sensor angeordnet ist, welcher die Betätigung des Pedals erkennt und entsprechend ei- nem Aktuator die Betätigung des Aggregats übernimmt. Solche Vorrichtungen werden bei der Betätigung einer Kupplung beispielsweise Clutch-By-Wire genannt. Dabei ist es für den Bediener von Nachteil, dass die auf das Pedal wirkende Rückstellkraft nicht mehr originär von dem Aggregat resultiert, weil dadurch die vom Bediener erwartete Rückstellkraft nicht mehr vorliegt und die Betätigung durch den Bediener ungewohnt erscheint. Aus diesem Grund sind Pedalkraftsimulationsvorrichtungen bekannt geworden, welche an dem Pedal angreifen und eine mehr realistische oder gewohnte Rückstellkraft verursachen.
Aus der DE 10 201 1 016 239 A1 ist ein Pedalkraftsimulator für eine Fahrzeugbremsanlage mit elektronischer Signalübertragung bekannt, bei der eine von der Fußkraft des Fahrzeugführers abhängige Ansteuerung des Bremsmomentes, insbesondere mittels elektro-hydraulischer oder elektro-mechanischer Systeme, vorgenommen wird, wobei der Pedalkraftsimulator ein für einen Fahrzeugführer gewohntes Bremsgefühl generiert. Der Pedalkraftsimulator umfasst eine pneumatisch arbeitende Kolben- Zylinder-Einheit, deren Kolben eine Kompressionskammer mit einem ansteuerbaren Ventil begrenzt und entgegen der Kompressionsrichtung mittels zumindest eines ersten Federelementes den Kolben mit einer Kraft belastet, sowie über eine Kolbenstange mit einem Fahrzeugbremspedal derart wirkverbunden ist, dass die Kolbenstange während der Betätigung des Fahrzeugbremspedals eine Winkeländerung relativ zur Kolben-Zylinder-Einheit erfährt. Diese Winkelbeweglichkeit stellt hohe Anforderungen an die Konstruktion des Pedalkraftsimulators.
Aus der noch unveröffentlichten DE 10 2015 204 702.4 ist eine Vorrichtung zur Kraft- Simulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges bekannt, welche aus einem Gehäuse besteht, in dem ein axial verschieblich gelagerter Kolben bewegt wird. Der Kolben wird dabei von einer Kolbenstange bewegt, die mit dem Betätigungselement verbunden ist. Der Kolben ist entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellfeder betätigbar, wobei sich die Rückstellfeder am Gehäuse und am Kolben abstützt. Der Kolben umfasst ein Kulissenbauteil, mit einer über dessen Längserstreckung ändernden Außenkontur, welches bei der Betätigung durch das Betätigungselement in ein - insbesondere gabelförmiges - Federelement eingreift, an dessen Armen je ein Rollkörper angebracht ist, die an sich gegenüberliegenden Bereichen der Außenkontur des Kulissenbauteils anliegen. Das Kulissenbauteil weist dabei einen unterschiedlich starken Querschnitt auf. Die Rollkörper an dem Federelement müssen über verschiedene Reibwerte der beiden angrenzenden Bauteile zum Rollen gebracht werden. Hier kann es vorkommen, dass die Rollkörper nicht über den kompletten Hub rollen, sondern streckenweise gleiten. Dies ist unerwünscht und führt zu nicht kontrollierbarem Verschleiß. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass eine zusätzliche Schmierung der Rollkörper vorgesehen ist, um ein funktionsgerechtes Arbeiten der Rollkörper zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges anzugeben, bei welchem eine Reibungsreduzierung ohne zusätzliche Schmierung gewährleistet wird.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Innenkontur des Federelementes einen sich ändernden Querschnitt aufweist und an den Kolben zwei sich bei der Bewegung abstützende Rollkörper zum Abrollen an der Innenkontur des gabelförmigen Federelementes befestigt sind. Dies hat den Vorteil, dass ohne eine zusätzliche Schmierung eine Reibungsreduzierung erfolgt, da die Rollkörper frei beweg- lieh nur an dem Federelement abrollen. Gleichzeitig wird bei dieser Lösung der Bauraum beibehalten, so dass die Reibungsreduzierung bei gleichbleibendem
Bauraum ermöglicht wird. Durch die gegenseitige Abstützung der beiden Rollkörper wird eine minimale Kraftauswirkung auf die Lagerung verursacht. Alternativ wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kolben ein Kulissenbauteil um- fasst, dessen Außenkontur einen sich ändernden Querschnitt aufweist und an dem Federelement zwei, sich bei der Bewegung abstützende Rollkörper zum Abrollen an der Außenkontur des Kulissenbauteils angeordnet, insbesondere befestigt, sind.
Vorteilhafterweise weist die Innenkontur des Federelementes annähernd mittig den kleinsten Querschnitt auf. Durch diese Änderung des Querschnittes wird eine Gegenkraft erzeugt, die durch eine stärkere Betätigung des Betätigungselementes überwunden werden muss. Somit wird dem Fahrer das Gefühl gegeben, dass er das Aggregat in Form einer Kupplung oder einer Bremse haptisch betätigt.
In einer Ausgestaltung nimmt der Querschnitt des gabelförmigen Federelementes von einer dem Kolben zugewandten Stirnseite zur Mitte kontinuierlich ab und von der Mitte zu der dem Kolben entgegengesetzten Seite kontinuierlich zu. Dadurch wird eine Kennlinie des Aggregates simuliert, die dem Fahrer bei der Betätigung des Fahrpeda- les das entsprechende Gefühl gibt.
In einer Ausführungsform ist das Federelement fest in dem Gehäuse positioniert. Damit wird gewährleistet, dass das Federelement sich bei der Bewegung des Kolbens nicht aus seiner vorgegebenen Position bewegt und somit eine zuverlässige Nachbildung der Aggregatskennlinie gewährleistet ist. Alternativ kann aber auch der Kolben an dem Gehäuse befestigt sein und das Federelement mit dem Betätigungselement verbunden sein, wobei das Federelement bei der Betätigung durch das Fahrpedal gegen den Kolben gedrückt wird. Alternativ wäre es denkbar, dass das Federelement durch eine Öffnung am Gehäuse während der Betätigung hinausragt.
In einer Variante sind die Rollkörper gegenläufig ausgebildet. Damit wird verhindert, dass sie sich selbst blockieren.
In einer Weiterbildung weist der Kolben in axialer Richtung dem Federelement zugewandt zwei Arme auf, wobei jeder Rollkörper auf einer Welle angeordnet ist, die beidseitig an je einem Arm des Kolbens gelagert ist, wobei die Rollkörper zwischen den beiden Armen des Kolbens angeordnet sind. Aufgrund dieser Ausgestaltung lassen sich die Rollkörper ungehindert bewegen. Es besteht nur ein Reibkontakt mit dem gabelförmigen Federelement.
Eine besonders kostengünstige Ausgestaltung wird erreicht, wenn die Welle und der bzw. die Rollkörper einteilig ausgebildet sind. Um eine weitere Reibungsminimierung zu erwirken, sind die Rollkörper als Nadelhülsen, Rollen oder andere Arten von Lager ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform verlaufen die, die Rollkörper tragenden Arme des Kolbens axial annähernd parallel zueinander. Dadurch werden die Laufeigenschaften der Rollkörper begünstigt und ein Verklemmen der Rollkörper aufgrund auseinander oder zueinander laufender Arme des Kolbens zuverlässig unterbunden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in
unbetätigter Funktion,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in betätigter
Funktion,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in unbetätigter Funktion,
Fig. 5 das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in betätigter Funktion
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in unbetätigter Funktion
Fig. 7 das weitere Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in betätigter Funktion
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. ln Fig. 1 ist eine Phnzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, welches in einem Ausrücksystem in einem Kraftfahrzeug, bei welchem die Kupplung mittels eines Aktors betätigt wird, eingesetzt ist. Die Steuerung des Aktors erfolgt durch das Kupplungspedal, welches dem Fahrzeugführer eine realistische Wiedergabe des Kupplungsverhaltens bei der Betätigung vermittelt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 befindet sich in einem Gehäuse 2, welches beispielsweise ein Geberzylinder des Kupplungsbetätigungssystems sein kann. In dem Gehäuse 2 ist ein Kolben 3 axial beweglich gelagert, welcher mittelbar oder unmittelbar über eine Kolbenstange 4 mit einem Fahrpedal 6 verbunden ist, das von dem Fahrzeugführer betätigt wird. Zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 2 stützt sich innerhalb des Gehäuses 2 eine Rückstellfeder 5 ab, gegen welche der Kolben 3 mittels des Fahrpedales betätigbar ist.
Der Kolben 3 befindet sich in Fig. 1 in einer nicht betätigten Ausgangsstellung, bei welcher sich zwei, an dem Kolben 3 übereinander angeordnete Rollkörper 7, 8, die sich gegenseitig abstützen, in ein gabelförmiges Federelement 9 eingreifen. Das gabelförmige Federelement 9 ist mit seiner geschlossenen, dem Gehäuse 2 zugewandten Schmalseite fest mit dem Gehäuse 2 verbunden und weist über seine axiale Er- streckung eine Innenkontur mit sich ändernden Querschnitt auf. Der Querschnitt des Federelementes 9 nimmt ausgehend von der, dem Kolben 3 zugewandten Stirnseite bis zur Mitte annähernd ab und verbreitert sich dann wieder in Richtung der, dem Kolben 3 abgewandten Schmalseite.
Während der Betätigung von links nach rechts in das Federelement 9 rollen die Rollkörper 7, 8 auf der Innenkontur ab. Dies bewirkt bei kleiner werdendem Querschnitt des Federelementes 9 eine Gegenkraft, die den Kolben 3 wieder nach links drückt, so dass das Fahrpedal 6 an den Fahrer eine Rückmeldung gibt, das dieser eine zusätzliche Kraft aufwenden muss, um das Fahrpedal 6 und somit den Kolben 3 weiter zu bewegen. Wird der kleinste Querschnitt durchlaufen, wird der Kolben 3 nach rechts in das Federelement 9 gezogen. Dadurch kann die Kupplungskennlinie im Geberzylinder bzw. in einem Pedal kraftsimulator moduliert werden. In Fig. 2 ist eine Prinzipdarstellung gemäß Fig. 1 wiederholt, wobei sich der Kolben 3 am inneren Anschlag der Innenkontur des Federelementes 9, also im betätigten Zustand, befindet, was einer unteren Kolbenstellung entspricht. ln Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, bei welcher der Kolben 3 zwei parallel zueinander sich erstreckende, starre Arme 10, 1 1 aufweist. Zwischen den beiden Armen 10, 1 1 ist jeweils ein Rollenkörper 7, 8 gelagert, wobei die beiden Rollkörper 7, 8 übereinander angeordnet sind. Jeder Rollkörper 7, 8 befindet sich auf einer Welle 12, 13, deren Enden jeweils in einen starren Arm 10, 1 1 des Kolbens 3 eingreifen. Vorteilhafterweise sind die Rollkörper 7, 8 und die Welle 10, 1 1 als einteiliges Bauteil ausgebildet.
In Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt, wo die Rollkörper als Nadelhülsen 14, 15 ausgebildet sind. Die Verwendung der Nadelhülsen 14, 15 sorgt für eine weitere Reibungsminderung bei der Betätigung der Vorrichtung 1 .
Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen die Erfindung in einer weiteren Ausführungsform.
In Figur 6, 7 und 8 sind Arme 9.1 selbst als Federelement 9, vorzugsweise als Blattfeder, ausgebildet, wobei auf ein zusätzliches Federelement verzichtet werden kann. Die Rollkörper sind als Nadelhülsen oder andere Lagerarten mit Rollen, Hülsen oder Kugeln 14 ausgebildet. Bei der Betätigung wird das Kulissenbauteil 3.1 in das Federelement 9 geschoben, wobei das Federelement 9 durch den zunehmenden Querschnitt des Kulissenbauteiles 3.1 auseinander gedrückt wird. Dabei entsteht eine Gegenkraft auf Grund des veränderlichen Querschnittes des Kulissenbauteiles 3.1 , die in axiale Richtung entgegen der Bewegungsrichtung drückt. Ist der größte Querschnitt des Kulissenbauteiles 3.1 überschritten, wirkt eine Reaktionskraft in Richtung der Betätigung. Wie aus Figur 8 ersichtlich, sind die Nadelhülsen 14 in jeweils eine axiale Ausnehmung 16 der Arme 9.1 des Federelementes 9 eingelegt und werden dort über zwei kleine Bolzen 12 gehalten. Bei dieser Variante kann auf eine Schmierung ver- ziehtet werden, da eine Reibungsreduzierung erfolgt. Die Steifigkeit und die federnde Länge des Federelementes 9 bleiben konstant.
Der Außenkontur des Kulissenbauteils 3.1 hat annähernd mittig den größten Querschnitt. Der Querschnitt des Federelements 9 bleibt dabei im Wesentlichen konstant und ist bevorzugt fest im Gehäuse positioniert. Bevorzugt verlaufen die Rollkörper 14 tragenden Arme 9.1 des Federelements 9 axial annähernd parallel zueinander. Die vorgeschlagene Lösung führt zu einer Reibungsreduzierung bei Verzicht auf eine Schmierung der Rollkörper 7, 8. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau der erfindungs- gemäßen Vorrichtung 1 . Neben der Ausbildung als Geberzylinder kann die vorgeschlagene Vorrichtung 1 auch als eigenständiger Pedalkraftsimulator verwendet wer- den, welcher vorzugsweise in Clutch-By-Wire-Anwendungen oder Fahrzeugsimulatoren jeglicher Art verwendet wird, bei welchen das Betätigungselement in Form des Fahrpedals 6 nicht mehr direkt mit dem zu betätigenden Aggregat verbunden ist.
Bezuqszeichenliste Vorrichtung
Gehäuse
Kolben
Kulissenbauteil
Kolbenstange
Rückstellfeder
Fahrpedal
Rollkörper
Rollkörper
Federelement
Arme
Arm des Kolbens
Arm des Kolbens
Welle/Bolzen
Welle
Nadelhülse/Rollkörper
Nadelhülse/Rollkörper
Axiale Ausnehmung

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeu- ges, vorzugsweise ein Pedal kraftsimulator, umfassend ein Gehäuse (2), in welchem ein Kolben (3) axial beweglich gelagert ist, wobei der Kolben (3) über eine Kolbenstange (4) mit dem Betätigungselement (6) verbunden ist und der Kolben (3) in ein in dem Gehäuse (2) oder zeitweise außerhalb des Gehäuses angeordnetes Federelement (9) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenkontur des Federelementes (9) einen sich ändernden Querschnitt aufweist und an dem Kolben (3) zwei, sich bei der Bewegung abstützende Rollkörper (7, 8) zum Abrollen an der Innenkontur des Federelementes (9) befestigt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur des Federelementes (9) annähernd mittig den kleinsten Querschnitt aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des gabelförmigen Federelementes (9) von einer dem Kolben (3) zugewandten Stirnseite zur Mitte kontinuierlich abnimmt und von der Mitte zu der dem Kolben (3) abgewandten Seite kontinuierlich zunimmt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (9) fest in dem Gehäuse (2) positioniert ist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollkörper (7, 8) gegenläufig ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) in axialer Richtung dem Federelement (9) zugewandt zwei Arme (10, 1 1 ) aufweist, wobei jeder Rollkörper (7, 8) auf einer Welle (12, 13) angeordnet ist, die beidseitig an je einem Arm (10, 1 1 ) des Kolbens (3) gelagert ist, wobei die Rollkörper (7, 8) zwischen den beiden Armen (10, 1 1 ) des Kolbens (3) geführt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (12, 13) und die Rollkörper (7, 8) einteilig ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollkörper als Rollen, Nadelhülsen oder Lager (14, 15) ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Rollkörper (7, 8) tragenden Arme (10, 1 1 ) des Kolbens (3) axial annähernd parallel zueinander verlaufen.
10. Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedal kraftsimulator, umfassend ein Gehäuse (2), in welchem ein Kolben (3) axial beweglich gelagert ist, wobei der Kolben (3)über eine Kolbenstange (4) mit dem Betätigungselement (6) verbunden ist und der Kolben (3) in ein in dem Gehäuse (2) oder zeitweise außerhalb des Gehäuses angeordnetes Federelement (9) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) ein Kulissenbauteil (3.1 ) umfasst, dessen Außenkontur einen sich ändernden Querschnitt aufweist und an dem Federelement (9) zwei, sich bei der Bewegung abstützende Rollkörper (14) zum Abrollen an der Außenkontur des Kulissenbauteils (3.1 ) angeordnet sind.
EP16791305.2A 2015-08-21 2016-08-19 Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalfkraftsimulator Withdrawn EP3337698A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015215961.2A DE102015215961A1 (de) 2015-08-21 2015-08-21 Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedalfkraftsimulator
PCT/DE2016/200389 WO2017032371A2 (de) 2015-08-21 2016-08-19 Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalfkraftsimulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3337698A2 true EP3337698A2 (de) 2018-06-27

Family

ID=57240769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16791305.2A Withdrawn EP3337698A2 (de) 2015-08-21 2016-08-19 Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalfkraftsimulator

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3337698A2 (de)
CN (1) CN107921933B (de)
DE (2) DE102015215961A1 (de)
WO (1) WO2017032371A2 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015216146A1 (de) 2015-08-24 2017-03-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeugs, insbesondere Pedalkraftsimulator
DE102018117090A1 (de) 2017-08-09 2019-02-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Pedalkraftsimulator und Montageverfahren eines Pedalkraftsimulators
JP2019203555A (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 トヨタ自動車株式会社 クラッチの断接装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2774930B1 (fr) 1998-02-13 2000-05-19 Pechiney Rhenalu Bandes en alliage d'aluminium a grande homogeneite de surface et procede de fabrication de ces bandes
DE102005062854A1 (de) 2005-12-23 2007-07-05 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen von metallischen Warmbändern insbesondere aus Leichtbaustahl
DE102008061569A1 (de) * 2007-12-19 2009-06-25 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Kupplungsbetätigungssystem
DE102009036349A1 (de) * 2008-08-25 2010-03-04 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Pedal für ein Betätigungssystem
KR101482275B1 (ko) * 2008-10-16 2015-01-13 현대모비스 주식회사 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치
DE102009012984B4 (de) 2009-03-12 2013-05-02 Salzgitter Flachstahl Gmbh Gießdüse für eine horizontale Bandgießanlage
DE102011016239A1 (de) 2011-04-06 2012-10-11 Volkswagen Ag Pedalkraftsimulator für eine Fahrzeugbremsanlage
EP2896539B1 (de) * 2013-12-17 2019-10-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG System zur Pedalkraftsimulation, insbesondere für ein Kupplungsbetätigungssystem
DE102015204702A1 (de) 2015-03-16 2016-09-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, insbesondere in der Art eines Pedalkraftsimulators

Also Published As

Publication number Publication date
DE112016003799A5 (de) 2018-05-09
WO2017032371A2 (de) 2017-03-02
WO2017032371A3 (de) 2017-04-20
CN107921933B (zh) 2020-07-14
CN107921933A (zh) 2018-04-17
DE102015215961A1 (de) 2017-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2896539B1 (de) System zur Pedalkraftsimulation, insbesondere für ein Kupplungsbetätigungssystem
EP3914987A1 (de) Pedalemulator für ein fahrzeug
EP1956462A2 (de) Anordnung zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung
WO2016146117A1 (de) Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, insbesondere in der art eines pedalkraftsimulators
DE102016207237A1 (de) Aktuator zur Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeugs
EP3337698A2 (de) Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalfkraftsimulator
DE102015220669A1 (de) Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges und eine Einrichtung zur Betätigung eines elektrischen Kupplungssystems, vorzugsweise eines Fahrzeuges
EP3137351A1 (de) Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalsimulator, und einrichtung zur betätigung eines elektrischen kupplungssystems
DE102015215029A1 (de) Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, insbesondere einem Pedalkraftsimulator
EP1035993A1 (de) Bremskraftübersetzungsvorrichtung
DE102005035067A1 (de) Anordnung zur Betätigung einer Kupplung
WO2017137033A2 (de) Hystereseelement zur erzeugung einer definierten reibkraft und vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges
WO2015165450A1 (de) Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalsimulator, und einrichtung zur betätigung eines elektrischen kupplungssystems
DE102012005777A1 (de) Pedalvorrichtung, insbesondere zum Betätigen der Kupplung eines Kraftfahrzeuges, und Verfahren zum Betreiben der Pedalvorrichtung
DE19836691A1 (de) Pedal für ein Kraftfahrzeug
DE102015214974A1 (de) Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges
EP3137784B1 (de) Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalsimulator, und eine einrichtung zur betätigung eines elektrischen kupplungssystems
DE112014001250B4 (de) Betätigungseinrichtung für eine Kupplung
DE102012202314A1 (de) Kraft-Weg-Simulation für Pedal
WO2015165449A1 (de) Vorrichtung zur kraftsimulation an einem betätigungselement eines fahrzeuges, vorzugsweise ein pedalsimulator
DE102014210858A1 (de) Kupplungsbetätigungseinrichtung und Kraftfahrzeug
DE102014202568A1 (de) Elektromechanischer Bremskraftverstärker
DE10360784B4 (de) Vorrichtung zum Ausrücken und Einrücken der Kupplung eines Kraftfahrzeuges
EP1659017A1 (de) Einrichtung zur Pedalkraftreduktion
DE102008043247B3 (de) Hypozykloidische Ausrückeinrichtung für eine Kraftfahrzeugkupplung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20180321

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20181016

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230523