ITUB20169925A1 - SPRING CONFIGURATION WITH HYSTERESIS AND KICK-DOWN CHARACTERISTICS - Google Patents
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Description
Descrizione Description
Il trovato ha ad oggetto una configurazione a molla per un pedale, nonché un pedale con una configurazione a molla. The invention relates to a spring configuration for a pedal, as well as a pedal with a spring configuration.
I pedali, come i pedali della frizione o dell’acceleratore, vengono utilizzati nei veicoli per comandare determinate funzioni del veicolo. Detti pedali presentano normalmente una configurazione a molla, la quale genera una controforza rispetto alla forza esercitata dal conducente sul pedale e fa ritornare il pedale in posizione di riposo. Pedals, such as clutch or accelerator pedals, are used in vehicles to control certain vehicle functions. Said pedals normally have a spring configuration, which generates a counterforce with respect to the force exerted by the driver on the pedal and causes the pedal to return to the rest position.
Con un pedale che comanda, ad esempio, la quantità di carburante alimentata ad un motore a combustione interna o la potenza alimentata ad un motore elettrico è normalmente vantaggioso se la curva della forza del pedale presenta un’isteresi, cioè se ad esempio quando si schiaccia il pedale la controforza è maggiore rispetto alla corsa di ritorno. Può anche essere vantaggioso se alla fine della corsa del pedale, con pedale totalmente premuto, la controforza aumenta intensamente e questo viene definito caratteristica kickdown. With a pedal that controls, for example, the amount of fuel fed to an internal combustion engine or the power fed to an electric motor is normally advantageous if the pedal force curve has a hysteresis, i.e. if for example when pressing the pedal counterforce is greater than the return stroke. It can also be advantageous if at the end of the pedal stroke, with the pedal fully depressed, the counter force increases strongly and this is called the kickdown characteristic.
Il documento DE 10 2010 027 924 A1 mostra un pedale dell’acceleratore con una configurazione a molla che può generare, mediante un elettromagnete, un’isteresi nella forza della molla lungo la corsa della molla. Una forza kickdown viene generata mediante una molla a scatto e un perno che la colpisce. Document DE 10 2010 027 924 A1 shows an accelerator pedal with a spring configuration that can generate, by means of an electromagnet, a hysteresis in the force of the spring along the stroke of the spring. A kickdown force is generated by a snap spring and a pin striking it.
Forme di realizzazione del presente trovato presentano configurazioni a molla e pedali che possono rappresentare, in modo semplice, caratteristiche di isteresi e/o caratteristiche kickdown. Embodiments of the present invention have spring and pedal configurations which can simply represent hysteresis and / or kickdown characteristics.
Un aspetto del trovato ha ad oggetto una configurazione a molla per il ripristino di un pedale. Il pedale può ad esempio essere un pedale della frizione, ad esempio per una frizione elettrica, o un pedale dell’accelerazione, ad esempio per comandare un attuatore di combustione, elettrico o ibrido. One aspect of the invention relates to a spring configuration for resetting a pedal. The pedal can for example be a clutch pedal, for example for an electric clutch, or an acceleration pedal, for example to control a combustion actuator, electric or hybrid.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, il pedale dell’acceleratore comprende un elemento che può contrarsi in direzione assiale, un alloggiamento per la ricezione dell’elemento a molla, nel quale l’elemento a molla è supportato su un’estremità, ed un elemento di supporto, sul quale è supportata un’ulteriore estremità dell’elemento a molla ed il quale è realizzato per la trasmissione di una forza generata dalla configurazione a molla su una leva pedale del pedale. L’alloggiamento può ad esempio essere a forma di tazza, in cui l’elemento a molla, ad esempio una o una pluralità di molle elicoidali inscatolate l’una nell’altra, è supportato sul fondo della tazza. L’elemento di supporto può essere premuto, tramite la leva pedale, all’interno dell’alloggiamento, in cui l’elemento a molla viene quindi contratto. According to an embodiment of the invention, the accelerator pedal comprises an element which can contract in the axial direction, a housing for receiving the spring element, in which the spring element is supported on one end, and a support element, on which a further end of the spring element is supported and which is made for the transmission of a force generated by the spring configuration on a pedal lever of the pedal. The housing may, for example, be cup-shaped, in which the spring element, for example one or a plurality of helical springs boxed into each other, is supported on the bottom of the cup. The support element can be pressed, using the pedal lever, inside the housing, where the spring element is then contracted.
La configurazione a molla comprende altresì una molla kickdown sporgente lateralmente dall’elemento di supporto, la quale passa davanti all’elemento a molla in direzione assiale e la quale è realizzata per colpire, in posizione kickdown, un bordo interno dell’alloggiamento e per attivare, partendo dalla posizione kickdown, una forza a molla supplementare sulla leva pedale. Quando l’elemento di supporto viene sollecitato dalla leva pedale, la leva pedale muove l’elemento di supporto all’interno dell’alloggiamento e la configurazione a molla all’interno dell’alloggiamento si contrae generando la componente principale della controforza sulla leva pedale. Con un determinato percorso della posizione kickdown, la molla kickdown meccanica, disposta lateralmente accanto alla configurazione a molla all’interno dell’alloggiamento, colpisce con un’estremità un bordo interno e viene ulteriormente contratta in modo tale da aumentare la forza attiva sulla leva pedale a partire dalla posizione kickdown. The spring configuration also includes a kickdown spring projecting laterally from the support member, which passes in front of the spring member in an axial direction and which is designed to strike, in the kickdown position, an inner edge of the housing and to activate , starting from the kickdown position, an additional spring force on the pedal lever. When the support element is stressed by the pedal lever, the pedal lever moves the support element inside the housing and the spring configuration inside the housing contracts, generating the main component of the counterforce on the pedal lever. With a certain path of the kickdown position, the mechanical kickdown spring, located laterally next to the spring configuration inside the housing, hits an inner edge with one end and is further contracted in such a way as to increase the active force on the pedal lever starting from the kickdown position.
In questo modo è possibile generare una controforza kickdown supplementare con semplici mezzi meccanici. La molla kickdown e la configurazione a molla sono disposte nello stesso alloggiamento (a forma di tazza), risparmiando così ulteriori componenti dell’alloggiamento. In this way it is possible to generate an additional kickdown counterforce by simple mechanical means. The kickdown spring and the spring configuration are arranged in the same housing (cup-shaped), thus saving additional housing components.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, l’elemento di supporto presenta un elemento di attrito, il quale è realizzato per generare, su un lato interno dell’alloggiamento, con un movimento dell’elemento di supporto nell’alloggiamento, una forza di attrito. Ad esempio, l’elemento di attrito può presentare una superficie di attrito sul lato esterno, che scivola lungo il lato interno dell’alloggiamento. Con una contrazione dell’elemento a molla tramite la leva pedale, l’elemento di attrito aumenta il proprio diametro in modo tale da comprimere maggiormente la superficie di attrito contro il lato interno, aumentando la forza di attrito. Con un’espansione dell’elemento a molla, cioè quando la forza esercitata dalla leva pedale sull’elemento di supporto viene ridotta, l’elemento di attrito riduce il proprio diametro in modo tale da ridurre la forza di attrito. According to an embodiment of the invention, the support element has a friction element, which is designed to generate, on an inner side of the housing, with a movement of the support element in the housing, a friction force . For example, the friction element may have a friction surface on the outer side, which slides along the inner side of the housing. With a contraction of the spring element through the pedal lever, the friction element increases its diameter in such a way as to further compress the friction surface against the inner side, increasing the friction force. With an expansion of the spring element, that is when the force exerted by the pedal lever on the support element is reduced, the friction element reduces its diameter in such a way as to reduce the friction force.
Complessivamente la forza generata dalla configurazione a molla presenta un’isteresi, cioè, sullo stesso punto della corsa della leva pedale, la forza durante la pressione dell’elemento di supporto nell’alloggiamento è maggiore rispetto al ripristino con la configurazione a molla. Overall, the force generated by the spring configuration has a hysteresis, that is, at the same point as the stroke of the pedal lever, the force during the pressure of the support element in the housing is greater than when restored with the spring configuration.
Con la configurazione proposta si genera ad esempio un’isteresi, in cui, in un punto di partenza (ad es. posizione folle) del pedale deve essere applicata una prima forza compresa tra 7N e 23N, preferibilmente tra 12N e 18N e, al raggiungimento del punto a pieno carico, deve essere applicata una forza compresa tra 37N e 65N, preferibilmente tra 45N e 55N. Rilasciando il pedale, per mantenere il punto a pieno carico è ad esempio necessaria una terza forza, che può essere compresa tra 25N e 40N, preferibilmente tra 30N e 38N e, al raggiungimento del punto folle, può ad esempio essere sufficiente una quarta forza compresa tra 3N e 18N, preferibilmente tra 8N e 12N. With the proposed configuration, for example, a hysteresis is generated, in which, in a starting point (e.g. neutral position) of the pedal, a first force between 7N and 23N, preferably between 12N and 18N must be applied and, upon reaching of the point at full load, a force between 37N and 65N, preferably between 45N and 55N, must be applied. By releasing the pedal, to maintain the point at full load, for example, a third force is required, which can be between 25N and 40N, preferably between 30N and 38N and, when the neutral point is reached, a fourth force included may be sufficient, for example. between 3N and 18N, preferably between 8N and 12N.
Detta isteresi, quindi tutti e quattro i punti marginali ma anche l’andamento della forza tra detti punti estremi, può adattarsi tramite il trovato in modo semplice alle specifiche del cliente. Said hysteresis, therefore all four marginal points but also the trend of the force between said extreme points, can be easily adapted to the customer's specifications through the invention.
In detto modo è possibile mettere a disposizione la caratteristica di isteresi della configurazione a molla tramite semplici componenti meccanici. La curva isteresi, cioè la differenza di forza rispetto alla direzione della corsa e/o una dipendenza non lineare dalla corsa, può essere regolata anche tramite un relativo adattamento al profilo assiale della superficie interna dell’alloggiamento. In this way it is possible to make available the hysteresis characteristic of the spring configuration by means of simple mechanical components. The hysteresis curve, i.e. the difference in force with respect to the direction of the stroke and / or a non-linear dependence on the stroke, can also be adjusted by means of a relative adaptation to the axial profile of the internal surface of the housing.
Tutte le superfici di attrito, con le quali viene generata la forza supplementare per la caratteristica kickdown, sono altresì presenti all’interno di un alloggiamento relativamente compatto. All the friction surfaces, with which the additional force for the kickdown characteristic is generated, are also present within a relatively compact housing.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, l’elemento di supporto presenta un elemento di espansione con una prima superficie a cuneo, la quale è supportata su una corrispondente seconda superficie a cuneo dell’elemento di attrito, in modo tale che, con una pressione sull’elemento di espansione tramite la leva pedale, l’elemento di espansione con la prima superficie a cuneo allarghi l’elemento di attrito oltre la seconda superficie a cuneo. In altre parole, con un movimento dell’elemento di supporto verso l’interno, la prima superficie a cuneo preme sulla seconda superficie a cuneo e allarga l’elemento di supporto in modo tale che la forza dell’elemento di attrito sulla parete interna dell’alloggiamento aumenti, aumentando a sua volta la forza di attrito tra l’elemento di attrito e l’alloggiamento. Se l’elemento di supporto si muove verso l’esterno, esso scivola nuovamente dall’elemento di attrito in modo tale da ridurre il proprio diametro. La forza dell’elemento di attrito sulla parete interna dell’alloggiamento si riduce, riducendo a sua volta la forza di attrito tra l’elemento di attrito e l’alloggiamento. According to an embodiment of the invention, the support element has an expansion element with a first wedge-shaped surface, which is supported on a corresponding second wedge-shaped surface of the friction element, so that, with a pressure on the expansion element by means of the pedal lever, the expansion element with the first wedge surface widens the friction element beyond the second wedge surface. In other words, with a movement of the support member inward, the first wedge surface presses on the second wedge surface and widens the support member so that the force of the friction member on the inner wall of the The housing increases, in turn increasing the frictional force between the friction element and the housing. If the support element moves outward, it slips again from the friction element in such a way as to reduce its diameter. The force of the friction element on the inner wall of the housing is reduced, in turn reducing the friction force between the friction element and the housing.
È altresì chiaro che le superfici della prima superficie a cuneo e quelle della seconda superficie a cuneo possono presentare una grandezza differente. Osservata in sezione trasversale, ogni superficie a cuneo può presentare sulle estremità assiali rispettivamente un diametro che si sviluppa attraverso un asse di simmetria, in cui il diametro interseca l’asse di simmetria in modo perpendicolare. Tramite l’andamento obliquo della superficie a cuneo un diametro può essere più ridotto su una estremità della superficie a cuneo rispetto all’estremità opposta. Il diametro più piccolo di una superficie a cuneo può essere definito diametro interno, il diametro maggiore può essere definito diametro esterno. Le superfici a cuneo di diversa grandezza possono quindi essere realizzate in modo tale che la distanza assiale tra il diametro interno e il diametro esterno della seconda superficie a cuneo possa essere essenzialmente inferiore rispetto alla corrispondente distanza nella prima superficie a cuneo (o viceversa la distanza assiale tra diametro interno e diametro esterno della prima superficie a cuneo può essere essenzialmente inferiore rispetto alla corrispondente distanza nella seconda superficie a cuneo). Detta distanza assiale può anche essere così piccola che la seconda superficie a cuneo è quasi lineare (e viceversa per la prima superficie a cuneo). In altre parole, vi può anche essere una forma della superficie a cuneo secondo la quale una superficie a cuneo entra in contatto solo in modo lineare o, osservata in sezione trasversale, solo a punti con l’altra superficie a cuneo. Tramite diverse forme di realizzazione delle superfici a cuneo è possibile regolare in modo mirato l’andamento dell’isteresi desiderata. It is also clear that the surfaces of the first wedge-shaped surface and those of the second wedge-shaped surface can have a different size. Observed in cross section, each wedge surface may have a diameter on the axial ends respectively that develops through an axis of symmetry, in which the diameter intersects the axis of symmetry in a perpendicular way. Through the oblique pattern of the wedge surface, a diameter can be smaller on one end of the wedge surface than on the opposite end. The smallest diameter of a wedge surface can be called the internal diameter, the larger diameter can be called the external diameter. The wedge surfaces of different sizes can therefore be made in such a way that the axial distance between the inner diameter and the outer diameter of the second wedge surface can be essentially smaller than the corresponding distance in the first wedge surface (or vice versa the axial distance between the internal diameter and the external diameter of the first wedge surface can be essentially smaller than the corresponding distance in the second wedge surface). Said axial distance can also be so small that the second wedge surface is almost linear (and vice versa for the first wedge surface). In other words, there may also be a shape of the wedge-shaped surface according to which a wedge-shaped surface comes into contact only linearly or, observed in cross-section, only in points with the other wedge-shaped surface. Through different embodiments of the wedge surfaces it is possible to adjust the desired hysteresis trend in a targeted manner.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, la prima superficie a cuneo è rivolta verso l’esterno rispetto ad un asse centrale della configurazione a molla e la seconda superficie a cuneo è rivolta verso l’interno. L’elemento di attrito e/o l’elemento di espansione possono presentare sporgenze, le quali sporgono da un relativo disco del rispettivo elemento e mettono a disposizione le superfici a cuneo. Dette sporgenze possono sporgere, ad esempio con riferimento ad un piano del disco, lungo la normale di superficie del piano o possono sporgere in direzione assiale. È altresì possibile che la prima superficie a cuneo e la seconda superficie a cuneo o che entrambe le sporgenze cingano un asse centrale della configurazione a molla almeno in parte. In modo vantaggioso una detta configurazione si presenta particolarmente compatta. In modo ulteriormente vantaggioso, tramite la forma delle superfici a cuneo rivolte l’una verso l’altra, ad esempio tramite i loro angoli di inclinazione riferiti all’asse centrale, è possibile regolare in modo semplice il comportamento di isteresi. Più le superfici a cuneo sono orientate in modo parallelo rispetto all’asse centrale (quindi più è piccolo l’angolo tra asse centrale e superficie a cuneo) tanto meno il diametro dell’elemento di attrito sarà ingrandito dall’elemento di espansione. In questo modo si possono regolare in modo semplice curve di isteresi specifiche del cliente solo con componenti meccanici. Detta configurazione è anche particolarmente robusta e affidabile per l’intera durata. According to an embodiment of the invention, the first wedge-shaped surface faces outwards with respect to a central axis of the spring configuration and the second wedge-shaped surface faces inwards. The friction element and / or the expansion element may have protrusions, which protrude from a relative disc of the respective element and make the wedge surfaces available. Said protrusions can protrude, for example with reference to a plane of the disc, along the surface normal of the plane or they can protrude in an axial direction. It is also possible that the first wedge-shaped surface and the second wedge-shaped surface or that both protrusions encircle a central axis of the spring configuration at least in part. Advantageously, said configuration is particularly compact. In a further advantageous way, through the shape of the wedge-shaped surfaces facing each other, for example through their angles of inclination referring to the central axis, it is possible to easily adjust the hysteresis behavior. The more the wedge surfaces are oriented parallel to the central axis (so the smaller the angle between the central axis and the wedge surface), the less the diameter of the friction element will be enlarged by the expansion element. In this way, customer-specific hysteresis curves can be easily adjusted with mechanical components only. This configuration is also particularly robust and reliable for its entire duration.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, l’elemento di attrito presenta un’apertura centrale, attraverso la quale sporge un elemento di centraggio dell’elemento di espansione. L’elemento di centraggio può ad esempio essere un anello o una parete anulare, che sporge da un disco dell’elemento di espansione all’interno dell’alloggiamento, ad esempio in direzione assiale. Un detto anello non deve essere chiuso. L’elemento di centraggio può essere realizzato in modo simile ad un perno. In modo vantaggioso si agevola così l’assemblaggio della configurazione, in quanto l’almeno un elemento a molla può essere condotto in detto modo sull’elemento di centraggio e può essere quindi stabilizzato in direzione radiale. In questo modo si impedisce altresì, durante il funzionamento, una deformazione laterale della molla aumentando così l’affidabilità e la durata. According to an embodiment of the invention, the friction element has a central opening, through which a centering element of the expansion element protrudes. The centering element can for example be a ring or an annular wall, which protrudes from a disk of the expansion element inside the housing, for example in the axial direction. Such a ring must not be closed. The centering element can be made in a similar way to a pin. Advantageously, the assembly of the configuration is thus facilitated, since the at least one spring element can be guided in said way on the centering element and can therefore be stabilized in the radial direction. In this way, during operation, a lateral deformation of the spring is also prevented, thus increasing reliability and durability.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, l’elemento di attrito è essenzialmente anulare e presenta una fessura longitudinale che consente una variazione del diametro dell’elemento di attrito. Anche se l’elemento di attrito è prodotto in un materiale relativamente rigido, con l’aumento e la riduzione della fessura, in cui l’elemento di attrito si deforma sul lato opposto alla fessura, il diametro esterno dell’elemento di attrito può essere aumentato e diminuito. L’elemento di attrito può quindi deformarsi sul lato opposto alla fessura. According to an embodiment of the invention, the friction element is essentially annular and has a longitudinal slot that allows a variation in the diameter of the friction element. Even if the friction element is produced in a relatively rigid material, with the increase and reduction of the crack, where the friction element deforms on the side opposite the crack, the outer diameter of the friction element can be increased and decreased. The friction element can therefore deform on the side opposite the crack.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, l’elemento di attrito è realizzato elastico in modo tale da contrastare autonomamente un ingrandimento del diametro. Ad esempio, l’elemento di attrito o il punto opposto alla fessura possono tornare nella forma originaria se non vengono più allontanati mediante l’elemento di espansione. In questo modo si garantisce vantaggiosamente una durata particolarmente lunga ed un comportamento uniforme durante l’intera vita. According to an embodiment of the invention, the friction element is made elastic in such a way as to independently counteract an enlargement of the diameter. For example, the friction element or the point opposite the crack can return to its original shape if they are no longer removed by the expansion element. In this way, a particularly long life and a uniform behavior during the entire life is advantageously guaranteed.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, tra una superficie di attrito interna dell’alloggiamento e una superficie di attrito esterna dell’elemento di attrito è disposto un materiale per aumentare la forza di attrito. Detto materiale, ad esempio Santoprene© può essere applicato sull’alloggiamento o sull’elemento di attrito. According to an embodiment of the invention, a material is arranged between an internal friction surface of the housing and an external friction surface of the friction element to increase the friction force. Said material, for example Santoprene ©, can be applied on the housing or on the friction element.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, una superficie di attrito dell’alloggiamento comprende almeno due zone disposte in direzione assiale, le quali sono realizzate in modo tale che l’elemento di attrito in una prima zona generi una forza di attrito diversa rispetto ad una seconda zona. Ad esempio, le zone possono presentare diametri interni differenti. È anche possibile che in una delle due zone sia disposto un materiale per aumentare la forza di attrito e nell’altra zona non sia disposto alcun materiale di detto tipo o sia presente un materiale diverso. In modo vantaggioso, semplice ed economico è così possibile regolare il comportamento di isteresi in modo personalizzato senza dover variare la forma esterna della configurazione. Si possono sfruttare concetti di produzione modulari, risparmiando così sui costi. According to an embodiment of the invention, a friction surface of the housing comprises at least two zones arranged in an axial direction, which are made in such a way that the friction element in a first zone generates a different friction force with respect to a second zone. For example, the zones may have different internal diameters. It is also possible that in one of the two areas a material is arranged to increase the friction force and in the other area no material of this type is arranged or a different material is present. In an advantageous, simple and economical way, it is thus possible to adjust the hysteresis behavior in a personalized way without having to change the external shape of the configuration. Modular manufacturing concepts can be exploited, thus saving costs.
Se la superficie di attrito dell’alloggiamento si estende in modo parallelo rispetto alla direzione di movimento dell’elemento di supporto, la forza di attrito è normalmente costante e, insieme alla forza dell’elemento a molla dipendente in modo lineare dalla corsa, aumenta in modo lineare la forza esercitata sul pedale. La forza di attrito è altresì in funzione del diametro interno della superficie di attrito dell’alloggiamento. Con diversi diametri interni si possono generare diverse forze di attrito. Se la superficie non si estende in modo parallelo, ma obliquo rispetto alla direzione di movimento, si può anche ottenere che la forza di attrito o la forza esercitata sul pedale dell’acceleratore aumenti non in modo lineare con la corsa, o con una pendenza diversa sulla corsa di andata (verso l’alloggiamento) rispetto alla corsa di ritorno. If the friction surface of the housing extends parallel to the direction of movement of the support element, the frictional force is normally constant and, together with the force of the spring element that is linearly dependent on the stroke, increases in linearly the force exerted on the pedal. The frictional force is also a function of the internal diameter of the friction surface of the housing. With different internal diameters, different frictional forces can be generated. If the surface does not extend parallel, but oblique to the direction of movement, it can also be obtained that the frictional force or the force exerted on the accelerator pedal increases not linearly with the stroke, or with a different slope. on the outward travel (towards the housing) with respect to the return travel.
L’alloggiamento può essere ad esempio prodotto con procedimento di stampaggio ad iniezione e può presentare, quale materiale, metallo o plastica. Le superfici di attrito dell’alloggiamento possono ad esempio essere prodotte, con un inserto sostituibile, in uno stampo per stampaggio ad iniezione. L’isteresi desiderata può così essere adattata secondo le esigenze. The housing can, for example, be produced with an injection molding process and can have, as a material, metal or plastic. The friction surfaces of the housing can for example be produced, with a replaceable insert, in an injection mold. The desired hysteresis can thus be adapted according to needs.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, la molla kickdown comprende una molla a lamina, la quale presenta almeno una linguetta elastica che passa davanti all’elemento a molla. Detta molla a lamina può essere inserita su un’estremità nell’elemento di supporto e quindi (angolata di circa 90°) passare nella linguetta elastica che si estende essenzialmente in modo parallelo rispetto alla superficie interna dell’alloggiamento sulla configurazione a molla. La molla kickdown può così essere prodotta in modo particolarmente semplice e compatto. Essa è altresì particolarmente robusta e presenta un’elevata stabilità contro la rottura. According to an embodiment of the invention, the kickdown spring comprises a leaf spring, which has at least one elastic tab that passes in front of the spring element. Said leaf spring can be inserted on one end in the support element and then (angled by about 90 °) pass into the elastic tab which essentially extends parallel to the internal surface of the housing on the spring configuration. The kickdown spring can thus be produced in a particularly simple and compact way. It is also particularly robust and has a high stability against breakage.
Secondo una forma di realizzazione del trovato la molla a lamina presenta due linguette elastiche opposte, le quali sporgono lateralmente dall’elemento di supporto. Dette due linguette elastiche possono innestarsi simmetricamente a partire dalla posizione kickdown in bordi interni opposti. Si può così evitare in modo affidabile un bloccaggio durante il funzionamento. La presenza di almeno due linguette elastiche crea altresì una ridondanza in caso di rottura di una linguetta elastica. L’effetto non si interrompe all’improvviso, ma rimane almeno un’altra linguetta elastica funzionante. Ciò costituisce un importante aspetto di sicurezza nell’utilizzo in veicoli a motore. According to an embodiment of the invention, the leaf spring has two opposite elastic tabs, which protrude laterally from the support element. Said two elastic tabs can engage symmetrically starting from the kickdown position in opposite internal edges. Blocking during operation can thus be reliably avoided. The presence of at least two elastic tabs also creates redundancy in the event of a break in an elastic tab. The effect does not stop suddenly, but at least one other functional elastic tab remains. This constitutes an important safety aspect when used in motor vehicles.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, l’elemento di supporto (o l’elemento di espansione) comprende due parti, tra le quali è inserita una zona centrale della molla kickdown. La molla kickdown può ad esempio essere curvata a U, in cui i gambi della U mettono a disposizione due linguette elastiche e la base della U mette a disposizione la zona centrale, che è inserita tra le due parti dell’elemento di supporto. In questo modo la molla kickdown può essere prodotta e montata in modo particolarmente semplice ed economico. È altresì possibile un concetto di montaggio modulare, in cui per diversi elementi di supporto può essere utilizzata sempre la stessa molla kickdown. According to an embodiment of the invention, the support element (or the expansion element) includes two parts, between which a central area of the kickdown spring is inserted. The kickdown spring can, for example, be curved in a U shape, in which the stems of the U provide two elastic tabs and the base of the U provides the central area, which is inserted between the two parts of the support element. In this way, the kickdown spring can be produced and installed particularly simply and economically. A modular mounting concept is also possible, in which the same kickdown spring can always be used for different support elements.
Secondo una forma di realizzazione del trovato l’almeno una linguetta elastica è curvata sulla punta, a forma di cucchiaio, allontanandosi dalla parete interna dell’alloggiamento, ad esempio in direzione dell’asse centrale quindi verso l’interno. Il bordo interno può anche presentare una curvatura corrispondente. In questo modo si ottiene vantaggiosamente che, durante il funzionamento, non si giunge ad un bloccaggio delle estremità della molla all’interno dell’alloggiamento. Secondo una forma di realizzazione del trovato l’alloggiamento presenta almeno un canale laterale nel quale la molla kickdown (o la linguetta elastica della molla kickdown) è mobile e sull’alloggiamento accanto al canale sono previste superfici di attrito interne sulle quali scivola l’elemento di attrito. In modo vantaggioso è possibile integrare in un unico alloggiamento sia la funzione di isteresi sia la funzione di punto di pressione kickdown. La configurazione è quindi di facile costruzione, non richiede manutenzione e le parti sensibili sono ben protette contro gli influssi ambientali in uno stesso alloggiamento. According to an embodiment of the invention, the at least one elastic tab is curved on the tip, in the shape of a spoon, moving away from the internal wall of the housing, for example in the direction of the central axis and then inwards. The inner edge can also have a corresponding curvature. In this way it is advantageously obtained that, during operation, the ends of the spring are not blocked inside the housing. According to an embodiment of the invention, the housing has at least one lateral channel in which the kickdown spring (or the elastic tab of the kickdown spring) is movable and internal friction surfaces on which the element slides are provided on the housing next to the channel. of friction. Advantageously, both the hysteresis function and the kickdown pressure point function can be integrated in a single housing. The configuration is therefore easy to construct, does not require maintenance and the sensitive parts are well protected against environmental influences in the same housing.
Secondo una forma di realizzazione del trovato, sull’estremità dell’almeno un canale laterale è previsto il bordo interno colpito dalla molla kickdown in posizione kickdown. According to an embodiment of the invention, the inner edge hit by the kickdown spring in the kickdown position is provided on the end of the at least one side channel.
Un ulteriore aspetto del trovato ha ad oggetto un pedale, ad esempio un pedale della frizione o un pedale dell’acceleratore. Il pedale comprende una leva pedale, montata in modo oscillante intorno ad un asse, e una configurazione a molla per la generazione di una controforza variabile sulla leva pedale, come descritto in precedenza e in seguito. Un detto pedale può mettere a disposizione in modo semplice ed economico una controforza con caratteristica di isteresi e/o caratteristica kickdown. A further aspect of the invention relates to a pedal, for example a clutch pedal or an accelerator pedal. The pedal comprises a pedal lever, oscillatingly mounted around an axis, and a spring configuration for generating a variable counterforce on the pedal lever, as described above and below. Such a pedal can provide a counterforce with hysteresis and / or kickdown characteristics in a simple and economical way.
Si ricorda che alcune delle possibili caratteristiche e alcuni dei possibili vantaggi del trovato sono qui descritti con riferimento a diverse forme di realizzazione. Un esperto riconosce che le caratteristiche possono essere combinate, adattate e sostituite in modo idoneo per ottenere ulteriori forme di realizzazione del trovato. It should be remembered that some of the possible characteristics and some of the possible advantages of the invention are described here with reference to different embodiments. An expert recognizes that the features can be suitably combined, adapted and replaced to obtain further embodiments of the invention.
Di seguito le forme di realizzazione del trovato vengono descritte con riferimento ai disegni allegati in cui né i disegni né la descrizione devono essere interpretati come limitanti il trovato. The embodiments of the invention are described below with reference to the attached drawings in which neither the drawings nor the description are to be interpreted as limiting the invention.
La figura 1 mostra una vista schematica di un pedale secondo una forma di realizzazione del trovato; Figure 1 shows a schematic view of a pedal according to an embodiment of the invention;
la figura 2 mostra una sezione longitudinale di una configurazione a molla secondo una forma di realizzazione del trovato; Figure 2 shows a longitudinal section of a spring configuration according to an embodiment of the invention;
la figura 3 mostra una vista prospettica di componenti della configurazione a molla della Fig. 2; Fig. 3 shows a perspective view of components of the spring configuration of Fig. 2;
la figura 4 mostra una vista esplosa dei componenti della Fig. 3; Figure 4 shows an exploded view of the components of Figure 3;
la figura 5 mostra un’ulteriore vista prospettica di componenti della configurazione a molla della Fig. 2; la figura 6 mostra una sezione longitudinale parziale schematica di una configurazione a molla secondo una forma di realizzazione del trovato; Figure 5 shows a further perspective view of components of the spring configuration of Fig. 2; figure 6 shows a schematic partial longitudinal section of a spring configuration according to an embodiment of the invention;
la figura 7 mostra una sezione trasversale schematica parziale di una configurazione a molla secondo una forma di realizzazione del trovato. figure 7 shows a partial schematic cross section of a spring configuration according to an embodiment of the invention.
Le figure sono solo schematiche e non fedeli in scala. Medesimi riferimenti numerici indicano caratteristiche uguali o aventi lo stesso effetto nelle figure. The figures are only schematic and not faithful to scale. The same numerical references indicate identical characteristics or having the same effect in the figures.
La figura 1 mostra un pedale 10, ad esempio un pedale dell’acceleratore o un pedale della frizione che il conducente può premere con il piede da una posizione di riposo fino ad una posizione finale. Il conducente attiva quindi un piano pedale 12, il quale tramite una leva pedale 14 è oscillante intorno ad un asse. Una configurazione a molla 16 attiva così una controforza che contrasta la forza del conducente e che cerca di ripristinare il pedale 10 in posizione di riposo. La configurazione a molla 16 come descritta in seguito è realizzata quindi per generare una controforza variabile in modo puramente meccanico. Figure 1 shows a pedal 10, for example an accelerator pedal or a clutch pedal that the driver can press with his foot from a rest position to an end position. The driver then activates a pedal plane 12 which, by means of a pedal lever 14, is oscillating around an axis. A spring configuration 16 thus activates a counterforce which counteracts the driver's force and tries to restore the pedal 10 to the rest position. The spring configuration 16 as described below is therefore made to generate a variable counterforce in a purely mechanical way.
La figura 2 mostra una sezione longitudinale di una configurazione a molla 16 con un alloggiamento 18 a forma di tazza, il quale comprende due molle elicoidali 20, 22 inserite l’una nell’altra, le quali sono supportate su un’estremità 24 dell’alloggiamento 18 (sul fondo della tazza). La molla elicoidale interna 20 è leggermente più lunga rispetto alla molla elicoidale esterna 22 e l’estremità 24 dell’alloggiamento 18 presenta due superfici di appoggio 26 distanziate in direzione assiale per ciascuna delle molle 20, 22. Figure 2 shows a longitudinal section of a spring configuration 16 with a cup-shaped housing 18, which includes two coil springs 20, 22 inserted into each other, which are supported on one end 24 of the housing 18 (on the bottom of the bowl). The internal helical spring 20 is slightly longer than the external helical spring 22 and the end 24 of the housing 18 has two support surfaces 26 spaced axially for each of the springs 20, 22.
Un elemento di supporto 28 è condotto sull’altra estremità 30 dell’alloggiamento 18 sulle pareti interne dell’alloggiamento 18, in cui l’elemento è formato da un elemento di espansione 32 e da un elemento di attrito 34. A support element 28 is conducted on the other end 30 of the housing 18 on the internal walls of the housing 18, in which the element is formed by an expansion element 32 and a friction element 34.
L’elemento di attrito 34 presenta una superficie esterna 36 essenzialmente cilindrica che scivola su un lato interno 38 dell’alloggiamento 18. In modo corrispondente all’estremità 24, anche l’elemento di supporto 28 o l’elemento di attrito 34 presentano una o due superfici di appoggio 40 distanziate in modo assiale, sulle quali è rispettivamente supportata una delle molle elicoidali 20, 22 o solo 22. The friction element 34 has an essentially cylindrical outer surface 36 which slides on an inner side 38 of the housing 18. Corresponding to the end 24, the support element 28 or the friction element 34 also has one or two axially spaced bearing surfaces 40, on which one of the helical springs 20, 22 or only 22 is respectively supported.
Opposto alle superfici di appoggio 40, l’elemento di attrito 34 presenta una seconda superficie a cuneo 42, anulare, che si estende in modo obliquo rispetto alla direzione assiale, è rivolta verso l’interno, e scivola su una prima superficie a cuneo 44, anulare, dell’elemento di espansione 32. La prima superficie a cuneo 44 si estende con lo stesso angolo della seconda superficie a cuneo 42 in modo obliquo rispetto alla direzione assiale ed è rivolta verso l’esterno. Opposite to the bearing surfaces 40, the friction element 34 has a second annular wedge-shaped surface 42, which extends obliquely with respect to the axial direction, faces inwards, and slides on a first wedge-shaped surface 44 , annular, of the expansion element 32. The first wedge-shaped surface 44 extends at the same angle as the second wedge-shaped surface 42 obliquely with respect to the axial direction and faces outwards.
L’elemento di espansione 32 comprende altresì un elemento di centraggio 46 anulare, il quale si estende in direzione assiale ed è inserito sull’elemento di attrito 34 con un’apertura centrale 48. The expansion element 32 also includes an annular centering element 46, which extends in the axial direction and is inserted on the friction element 34 with a central opening 48.
Se la leva pedale 14 preme sull’elemento di supporto 28, l’elemento di espansione 32 e l’elemento di attrito 34 si spostano l’uno nell’altro, la prima superficie a cuneo 44 e la seconda superficie a cuneo 42 scivolano l’una sull’altra e l’elemento di attrito 34 viene allontanato dall’elemento di espansione in modo tale che la forza di attrito aumenti tra le superfici 36, 38. Se viceversa la sollecitazione della leva pedale 14 sull’elemento di supporto 28 termina, l’elemento di espansione 32 e l’elemento di attrito 34 si allontanano scivolando l’uno dall’altro e l’elemento di attrito 34 può ridurre il proprio diametro esterno, in modo tale da ridurre la forza di attrito tra le superfici 36, 38. In questo modo la curva forza-corsa della configurazione a molla 16 riceve un’isteresi. If the pedal lever 14 presses on the support element 28, the expansion element 32 and the friction element 34 move into each other, the first wedge surface 44 and the second wedge surface 42 slide l 'on top of each other and the friction element 34 is moved away from the expansion element in such a way that the friction force increases between the surfaces 36, 38. If, on the other hand, the stress of the pedal lever 14 on the support element 28 ends , the expansion element 32 and the friction element 34 slide away from each other and the friction element 34 can reduce its outer diameter, so as to reduce the friction force between the surfaces 36 38. In this way the force-stroke curve of the spring configuration 16 receives a hysteresis.
L’elemento di supporto 28 porta una molla kickdown 50 che comprende una molla a lamina a U, la cui zona centrale 52 è inserita tra due parti 54 dell’elemento di espansione 32. Due linguette elastiche 56 formano i bracci della U, che sporgono lateralmente accanto alle molle elicoidali 20, 22 nell’alloggiamento 18. Le linguette elastiche 56 si trovano rispettivamente in una fessura laterale 58 o canale 58 dell’alloggiamento che si estende tra la superficie di isteresi 38 dell’alloggiamento. Al termine dei canali 58 si trova un bordo interno 60, sul quale può essere posta ciascuna delle linguette elastiche 56 in una posizione kickdown. Le linguette elastiche presentano un’estremità 62 curvata a cucchiaio, la quale è ad esempio curvata verso l’interno rispetto all’asse centrale. Quale superficie di salita può impedire un bloccaggio della linguetta elastica 56 durante il funzionamento all’interno dell’alloggiamento 18. Il bordo interno 60 è relativamente curvato. The support element 28 carries a kickdown spring 50 which comprises a U-shaped leaf spring, the central zone 52 of which is inserted between two parts 54 of the expansion element 32. Two elastic tabs 56 form the arms of the U, which protrude laterally adjacent to the coil springs 20, 22 in the housing 18. The spring tabs 56 are respectively located in a lateral slot 58 or channel 58 of the housing which extends between the hysteresis surface 38 of the housing. At the end of the channels 58 there is an inner edge 60, on which each of the elastic tabs 56 can be placed in a kickdown position. The elastic tabs have a spoon-curved end 62, which is, for example, curved inwards with respect to the central axis. Which climbing surface can prevent a locking of the elastic tab 56 during operation inside the housing 18. The inner edge 60 is relatively curved.
Se l’elemento di supporto 28 è spinto dalla leva pedale 14 in posizione kickdown, le linguette elastiche 56 poggiano sui bordi interni 60 e le linguette elastiche 56 vengono contratte da detta posizione oltre alle molle elicoidali 20, 22, aumentando la controforza sulla leva pedale 14. If the support element 28 is pushed by the pedal lever 14 into the kickdown position, the elastic tabs 56 rest on the inner edges 60 and the elastic tabs 56 are contracted from said position in addition to the coil springs 20, 22, increasing the counterforce on the pedal lever 14.
Le figure da 3 a 5 mostrano ulteriori viste prospettiche di componenti della configurazione a molla della Fig. 2. Nelle figure 4 e 5 si riconosce altresì che l’elemento di attrito 34 presenta una fessura 64 in direzione radiale che consente l’aumento o la riduzione del diametro dell’elemento di attrito 34. La fessura 64 si estende su un lato attraverso il bordo dell’elemento di attrito 34 e si estende attraverso le superfici di supporto 40 su entrambi i lati dell’apertura 48. Figures 3 to 5 show further perspective views of components of the spring configuration of Figure 2. In Figures 4 and 5 it is also recognized that the friction element 34 has a slot 64 in the radial direction which allows the increase or the reduction of the diameter of the friction element 34. The slot 64 extends on one side through the edge of the friction element 34 and extends through the support surfaces 40 on both sides of the opening 48.
La Fig. 6 mostra una sezione longitudinale parziale schematica di una configurazione a molla 16, in cui la superficie interna 38 dell’alloggiamento presenta una pluralità di zone 66, 68 con diversi diametri interni. Grazie ai diversi diametri interni si generano diverse forze di attrito, con le quali è possibile generare anche un comportamento non lineare della forza rispetto alla corsa del pedale. Fig. 6 shows a schematic partial longitudinal section of a spring configuration 16, in which the internal surface 38 of the housing has a plurality of areas 66, 68 with different internal diameters. Thanks to the different internal diameters, different frictional forces are generated, with which it is also possible to generate a non-linear behavior of the force with respect to the pedal stroke.
La figura 7 mostra una sezione trasversale parziale schematica di una configurazione a molla 16, in cui si riconosce che, tra l’alloggiamento 18 e l’elemento di attrito 34, può essere disposto anche un materiale supplementare 70, che aumenta l’attrito tra alloggiamento 18 e elemento di attrito 34. Detto materiale 70 può essere fissato sull’alloggiamento 18 o sull’elemento di attrito 34. Si può ad esempio trattare di elastomeri termoplastici, ad esempio a base di polipropilene (PP), a base di monomero etilenepropilene diene (EPDM). Particolarmente idoneo è il Santoprene©. Figure 7 shows a schematic partial cross-section of a spring configuration 16, in which it is recognized that, between the housing 18 and the friction element 34, additional material 70 can also be arranged, which increases the friction between housing 18 and friction element 34. Said material 70 can be fixed on the housing 18 or on the friction element 34. For example, it can be thermoplastic elastomers, for example based on polypropylene (PP), based on ethylene propylene monomer diene (EPDM). Santoprene © is particularly suitable.
Infine si ricorda che i termini come “presentante”, “comprendente”, eccetera non escludono altri elementi o fasi e termini come “una” o “uno” non escludono pluralità. Inoltre si ricorda che caratteristiche o fasi descritte rimandando ad uno degli esempi di realizzazione succitati possono essere utilizzate anche in combinazione con altre caratteristiche o fasi di altri esempi di realizzazione descritti in precedenza. I riferimenti numerici nelle rivendicazioni non sono da considerarsi limitazioni. Finally, please note that the terms such as "presenting", "comprising", etc. do not exclude other elements or phases and terms such as "one" or "one" do not exclude plurality. Furthermore, it should be remembered that characteristics or steps described with reference to one of the above embodiments can also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. The numerical references in the claims are not to be considered limitations.
In particolare con il termine “un elemento a molla” si intende un sinonimo del termine “almeno un elemento a molla”. In particular, the term "a spring element" means a synonym for the term "at least one spring element".
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