JP5076089B2 - クラッチを操作するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチ操作装置、特に車両のクラッチを操作するためのクラッチ操作装置であって、少なくとも１つのばねが設けられており、該ばねのばね力が、クラッチを操作するために、対応配置された機械的な力伝達区間によりクラッチに伝達可能である形式のものに関する。

これまでクラッチは例えばレバーにより操作されていた。レバーは不変のレバー長さを有しており、例えば電動モータ式の駆動装置により、クラッチを開放かつ／または閉鎖するために駆動されることができる。そこでクラッチ操作のトラベルを介して可変の操作力を加えなければならないとき、この目的のために、電動モータは、相応に高いモーメントを提供するために相応の電流値で負荷される。クラッチ操作の別の可能性は例えば、電動モータにより駆動されるコンセントリックレリーズシステム（Ｚｅｎｔｒａｌａｕｓｒｕｅｃｋｅｒ）の形式にある。その際、ここでも電動モータは、相応に高い被動モーメントを提供するために高い電流値で通電されなければならない。さらに、電動モータを、クラッチ操作アクチュエータの損傷を回避するために、クラッチの閉鎖後迅速に制動することが必要である。

そこでこの問題を克服するために、出願人により、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４００９８３２号明細書に記載された、クラッチを操作するためのレバーシステムが提供されている。そこに記載されたレバーシステム（そのようなレバーシステムの原理的な構造については図１もしくは図５を参照されたい。）は、可変のレバー長さを有するレバーアーム７ａを有している。その際、この目的のために、レバーを支持するレバー回転点１０は操作レバーに沿って移動させられることができ、それにより、レバーアーム７ａへの力導入点が不変であるとき、レバー回転点１０の移動に依存して種々異なる有効なレバー長さが生じる。そのようなレバーシステムが既に様々な利点を公知のクラッチ操作装置に対して有しているにもかかわらず、明らかな改善の余地を残している。

上記特許文献に基づき公知のレバーシステムは、レバーアーム７ａへの操作力の力導入点において、予め決められた力で、エネルギ蓄え器９（例えばばね）により負荷される。出力側、すなわち例えばスラスト軸受１１の側で、相応の、操作レバーに導入されるばね力に対して相補的な反力が作用する。操作レバーがレバー回転点１０で支持されているので、この支持点には、レバー長さ比が１：１であるとき、力均衡を形成するために、二倍のばね力に相当する支承力が支配する。

そのようなレバーシステムに関する実験構造の測定時、このシステムが過度に摩擦に拘束されており、それにより、有効エネルギに対する操作エネルギの比が満足の行くものでないことが判っている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００４００９８３２号明細書

上記背景技術から出発して、それゆえ本発明の課題は、狭小な構成スペース事情の下、僅かな操作力を必要とするにすぎないクラッチ操作装置の形式のレリーズシステムを提供することである。本発明はその際、トランスミッションブレーキの操作のために使用されることもできる。

上記課題を解決した本発明の構成によれば、力伝達区間が少なくとも１つの移動可能な力伝達エレメントを有しており、該力伝達エレメントが、クラッチの回転軸線に対して接線方向で支承されたレリーズレバーとして形成されているようにした。

レリーズシステムは回転式に中心軸線の周りに配置されており、回転式に操作されることができる。単数もしくは複数のレリーズレバーは接線方向でクラッチの回転軸線の周りに配置されている。それにより、一方では、クラッチ操作装置のコンパクトな構造が可能であり、他方では、僅かな操作力が、接線方向で配置されたレリーズレバーの移動のために必要であるにすぎない。

有利には、複数のレリーズレバーが４重から８重に周囲に均等に分配されて設けられている。その際、レリーズレバーは有利には走行ユニットにより操作される。走行ユニットはレリーズレバーと点状のコンタクトポイントを形成する。走行ユニットは有利には円軌道上を運動させられ、レリーズレバーを操作する。レリーズレバーは２つの別の支持点でリニアに支承されている。

レリーズレバーに対してコンタクトポイントを形成する走行ユニットのローラの周面は有利には弧状に成形されている。

特に有利には、すべてのレリーズレバーのすべての走行ユニットが１つの共通の軸受ケージ内に支承されており、軸受ケージが有利には１つの電動モータにより操作可能、すなわち回動可能である。

本発明の前記課題、特徴および利点は、本発明の有利な実施形態の以下の詳細な説明を顧慮しつつ、所属の図面を参照すれば、より良好に理解されることができる。

図１には、第１の実施形態による、ディスクセット２３を備えた湿式クラッチの形式のクラッチもしくはトランスミッションブレーキ（Ｇｅｔｒｉｅｂｅ−Ｂｒｅｍｓｅ）を操作するためのレバーシステムの原理的な構造が示されている。その際、図１に示したクラッチ操作装置は短い円筒形の構成スペース内に格納可能である。そのために、支持装置８、例えばクラッチのハウジングには、エネルギ蓄え器９、有利にはばねもしくは皿ばねの形式のエネルギ蓄え器９が設けられており、レリーズレバーのレバーアーム７ａの一方の端部（図１で見て上側）に作用し、相応の操作力もしくはばね力を導入する。ローラシステム１３は電動モータ１により運動可能であり、図１の両図面に良好に見て取れるように、支点もしくは回転点１０はレバーアーム７ａに沿って移動させられることができる。図１の左側の図面では、ローラシステム１３がレバーアーム７ａの上側の端部に存在している。それに対して右側の図面では、ローラシステム１３が下方に走行させられている。右側の図面で見て、クラッチは、エネルギ蓄え器９により力がレバーアーム７ａの上側の端部に入力され、この力が下側の端部において支承点１２でレリーズばね５のスラスト軸受１１に導入されることにより操作されている。レリーズばねもしくは皿ばね５はその際軸方向でプレッシャプレート４を押圧する。その結果、クラッチディスク３はプレッシャプレート４とカウンタプレッシャプレート２との間で相応に固持される。

レリーズばね５はクラッチカバー６に支承されている。ローラシステム１３は支持装置８に沿って走行する。ローラシステム１３が走行させられることによる回転点１０の移動により、レバーアーム７ａにおける回転点１０の両側での有効なレバーアーム長さは変更される。その結果、こうして、エネルギ蓄え器９を介して導入されるばね力の、スラスト軸受１１を介して作用するクラッチ操作力への変換比は可変である。

図２〜図４には本発明の有利な実施形態が示されている。その際、図面で使用される符号は主に同機能の構成部分のために使用される。

本発明により、レリーズレバー７は接線方向で周囲に、回転軸線Ｒを取り巻くように均等に間隔を置いて分配されている。この均等な分配は均等な力分布を周囲に得るために企図されている。

図示の実施形態では５つのレリーズレバー７が配置されている。その際、各レリーズレバー７は２つの支持点でリニアに支承されている。図示の有利な実施形態では３つのローラから成る走行ユニット１７は有利には円軌道上をレリーズレバー７にわたって走行する。図２に良好に見て取れるように、レリーズレバー７に対してコンタクトを形成するローラが周面で弧状に成形（プロファイリング）されていると特に有利である。それにより、レリーズレバー７に対する点状のコンタクトが形成されており、この点状のコンタクトはヘルツ圧接触を生ぜしめる。この点接触により、第３の移動可能な回転点１０がレリーズレバー７に形成されている。走行ユニット１７はレリーズレバー７にわたってローラの弧状の走行経路に従うことができる。その際、僅かな割合のドリリングフリクション（Ｂｏｈｒｒｅｉｂｕｎｇ：２つの物体が点状に接触しており、そのうちの少なくとも一方の物体が、接触面の中心で直立した軸線を中心とした回転運動を実施している際に発生する摩擦）が発生する。

走行ユニット１７は有利には１つの共通の軸受ケージ１６内に支承されている。その結果、軸受ケージ１６の回動により、すべての走行ユニット１７は一緒に運動させられることができる。レリーズレバー７の操作は、走行ユニット１７が収容されている軸受ケージ１６の回動により実施される。

ばね力は皿ばね９により、図２に良好に見て取れるように、カム１９を備えた中間プレート１８を介して、レリーズレバー７の一方の側もしくは一方の端部にもたらされる。レリーズレバー７の他方の端部はピンを介して回転可能にレバーキャリア１４に支承されている。そこには、図４に示されているように、レバー回転軸線Ｂが生じる。

レバーキャリア１４は部分的かつ断片的に押付けプレート１５に支持装置２２を介して支持されている。その結果、押付け力は軸受ケージ１６の回動、ひいては走行ユニット１７のローラの支持点もしくは回転点１０の、レバーに沿った移動により連続的に変更される。その際、皿ばね９からのエネルギはクラッチの操作のために使用される。

有利には、第３の支持点の移動のために、５つの走行ユニット１７が使用される。走行ユニット１７はその都度３つのローラから成っている。ローラは１つの共通の軸受ケージ１６内に支承されている。１つのローラ、すなわち図２〜図４で見て最大の直径を有するローラはその際レリーズレバー７上を走行する。それに対して、最大のローラの両側に配置されている別の両ローラは軸受スリーブ２０に支持されている。

ローラはその際すべての支持力をその軸受を介して伝達する。軸受は図２内の破断された部分断面図に見て取れる。磨耗後調節は図示の実施形態では軸受スリーブ２０の回動、より厳密に言えばベースフランジに対する、有利には細目ねじ山として形成されている後調節ねじ山２１を介した回動により実施される。運動はその際、ストッパにより軸受ケージ１６とレバーキャリア１４との間でゼロ位置で伝達される。

図４の平面図には、エンゲージための回転方向Ａが示されている。走行ユニット１７は矢印Ａの方向で移動させられる。その結果、レリーズレバー７はレバー回転軸線Ｂを中心に旋回させられることができる。

本発明による第２の有利な実施形態は図５〜図１０に示されている。図５にはやはり、第２の実施形態による、クラッチもしくはトランスミッションブレーキを操作するためのレバーシステムの原理的な構造が示されている。その際、図５に示したクラッチ操作装置は短い円筒形の構成スペース内に組み込まれることができる。そのために、支持装置８、例えばクラッチのハウジングにはローラシステム１３が支持されており、有利にはばねの形式のエネルギ蓄え器９を有している。レリーズレバーのレバーアーム７ａの一方の端部（図５で見て上側）はやはり支持装置８に支持されている。ローラシステム１３は移動可能であり、図５の両図面に示されているように、回転点１０はレバーアーム７ａに沿って走行させられることができる。図５の左側の図面では、ローラシステム１３がレバーアーム７ａの上側の端部に存在しており、その結果、回転点１０は支持装置８における支持点と合致しているもしくはこれに整合されている。それに対して、図５の右側の図面では、ローラシステム１３が下方に走行させられている。右側の図面で見て、クラッチは、エネルギ蓄え器９により力がレバーアーム７ａに入力され、この力が他方の端部において支承点１２で、レリーズばね５の、軸受シェル２６により収容されたスラスト軸受１１に導入されることにより操作されている。レリーズばねもしくは皿ばね５はその際軸方向でプレッシャプレート４を押圧する。その結果、クラッチディスク３はプレッシャプレート４とカウンタプレッシャプレート２との間で相応に固持される。

レリーズばね５はクラッチカバー６に支承されている。ローラシステム１３は支持装置８に沿って走行する。ローラシステム１３が走行させられることによる回転点１０の移動により、レバーアーム７ａにおける回転点１０の両側での有効なレバーアーム長さは変更される。その結果、こうして、エネルギ蓄え器９を介して導入されるばね力の、スラスト軸受１１を介して作用するクラッチ操作力への変換比は可変である。

図６〜図１０では、図面で使用される符号がやはり実質的に同機能の構成部分のために使用される。

第２の実施形態の特別な利点は、押付けのために使用されるすべての構成部分が軸方向で相前後して配置されている点にある。それにより、半径方向で必要な構成スペースは減じられる。

各レリーズレバー７には唯一の走行ローラ２５が使用される。走行ローラ２５は二部分から成る軸受ケージ１６内で案内されている。有利には４つから８つのレリーズレバー７が周囲に均等に分配配置される。図７および図８には、図示の実施形態では４つの走行ローラ２５が使用されることが見て取れる。

走行ローラ２５の転動を可能にするために、付加的にスラスト軸受１１が設けられている。スラスト軸受１１はスラスト玉軸受として構成されている。省スペースな配置は、ボールクラウン（Ｋｕｇｅｌｋｒａｎｚ）が直接支持プレートと皿ばね９との間に設けられると選択されることができる。このために皿ばねには相応の走行軌道がスタンピングされる。

高い押付け力が生ぜしめられるべきとき、１つの皿ばね９の代わりに、皿ばねセットが組み込まれることもできる。

図示の実施形態では、レリーズレバー７がその回転軸線２４でもってレバーキャリア１４内に支承されている。レバーキャリア１４は直接ベースボディに後調節ねじ山２１を介して結合されている。後調節ねじ山２１は第１の実施形態と同様に磨耗後調節のために役立つ。

レリーズレバー７における第２の支承軸線はカム１９により押付けプレート１５内に規定される。第３の、（力）変換比を規定する支承点は走行ローラ２５により形成される。第３の支承点のために点状の接触が設けられていなければならない。それというのも、レリーズレバー７の回転軸線と走行ローラ２５の回転軸線とが互いに一致せず、１つの箇所でのみ平行であるからである。この理由から、走行ローラ２５はやはりプロファイリングされている。その際、発生するドリリングフリクションに関して、できるだけ小さなプロファイリング半径（Ｐｒｏｆｉｌｉｅｒｕｎｇｓｒａｄｉｕｓ）が選択されなければならない。

本発明による図示の第２の実施形態により、できるだけ小さな法線力が走行ローラ２５に作用することが説明可能である。そのために、カム１９の、押付けプレート１５における第２の支承点ができるだけレリーズレバー７の回転点の近傍に置かれる。図示の例でこの間隔は１５ｍｍである。レリーズレバー長さが全体で３５ｍｍであるので、走行ローラ２５によりこの第２の支承点もしくは支持点を超えて走行されることができる。その結果、約２．５倍の力増幅が生じる。それにより、皿ばね力、ひいては走行ローラ２５に対する法線力は小さく維持されることができる。

第１の内歯歯車３３と、第１の太陽歯車３５と、第１の遊星歯車３４と、第２の内歯歯車３０と、第２の太陽歯車３２と、第２の遊星歯車３１とから成る二重の遊星歯車装置セット２８は、摩擦損失を最小化するために、回転デカップリング（Ｄｒｅｈｅｎｔｋｏｐｐｌｕｎｇ）を形成するために設けられている。その際、１つの内歯歯車３３がハウジングに支持されているのに対し、第２の内歯歯車３０は電動モータ２９（駆動装置）により回動させられる。それにより、軸受ケージ１６はレリーズレバー７に対して回動させられる。それにより、レリーズレバー７は旋回させられ、かつ操作される。レリーズレバー７はやはり、皿ばね９により導入される力をクラッチ（図示せず）に伝達する。エンドリング２７は固く溶接されている。

図７には本発明によるクラッチ操作装置の平面図が示されている。その際、１つのレリーズレバー７は、その下に位置する、レバーキャリア１４と（支承）カム１９とから成る構造を図示することができるように省略されている。レリーズレバー７は回転軸線２４を中心に回転し、走行ローラ２５は、接線方向で配置されたレリーズレバー７上を、有利には円軌道上を走行する。

図９には最終的にストッパ３６が見て取れる。ストッパ３６は折り曲げられた舌片により軸受ケージ１６内に磨耗後調節のために設けられている。

図１０に示した平面図には最終的に、既に図６との関連で説明したような遊星歯車装置セット２８が示されている。二重の遊星歯車装置セットによる回転デカップリングは有利には、さもなければ必要なスラスト軸受における損失を減じるために設けられている。その際、一方の内歯歯車がハウジングに支持されているのに対し、第２の内歯歯車は電動モータにより回動させられる。それにより、軸受ケージ１６はレリーズレバー７に対して回動させられる。それによりレリーズレバー７は操作され、レリーズレバー７はやはり導入された力をクラッチに伝達する。

本発明によるクラッチ操作装置は全輪駆動・湿式クラッチ（Ａｌｌｒａｄ−Ｎａｓｓｋｕｐｐｌｕｎｇ）において、有利には駆動力を自動車の両サイドに分配するためのリヤアクスルディファレンシャル（Ｈｉｎｔｅｒａｃｈｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）または駆動力をリヤアクスルとフロントアクスルとの間で分配するためのセンターディファレンシャル（Ｌａｅｎｇｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）で使用される。

本発明により、僅かな所要エネルギを有するにすぎない極めてコンパクトなクラッチ操作装置を提供することが可能である。

要約すれば、本発明は、クラッチ操作装置、特に車両のクラッチまたはトランスミッションブレーキを操作するためのクラッチ操作装置であって、少なくとも１つのばねが設けられており、該ばねのばね力が、クラッチを操作するために、対応配置された機械的な力伝達区間によりクラッチに伝達可能である形式のものにおいて、力伝達区間が少なくとも１つの移動可能な力伝達エレメントを有しており、該力伝達エレメントが、クラッチの回転軸線に対して接線方向で支承されたレリーズレバーとして形成されていることを特徴としている。有利には複数の力伝達エレメントが均等に周囲にわたって分配され、有利には４重から８重に設けられている。

本発明の、個別的に詳細に前述されない特徴に関して、その他の点については請求項および図面を参照されたい。

第１の実施形態による、クラッチもしくはトランスミッションブレーキを操作するためのレバーシステムの原理的な構造を示す図である。 図１に示した原理的な構造に合致する本発明によるクラッチ操作装置の部分横断面図である。 本発明により接線方向で配置されたレリーズレバーと走行ユニットとが図示されている、クラッチ操作装置の平面図である。 本発明によるクラッチ操作装置の、図３と類似の図である。 第２の実施形態による、クラッチもしくはトランスミッションブレーキを操作するためのレバーシステムの原理的な構造を示す図である。 図５に示した原理的な構造に合致する本発明によるクラッチ操作装置の部分横断面図である。 本発明により接線方向で配置されたレリーズレバーと走行ローラとが図示されている、クラッチ操作装置の平面図である。 本発明によるクラッチ操作装置の、図７と類似の図である。 本発明によるクラッチ操作装置の、図７と類似の図である。 本発明によるクラッチ操作装置における二重の遊星歯車装置セットによる回転デカップリングを示す図である。

符号の説明

１ 電動モータ
２ カウンタプレッシャプレート
３ クラッチディスク
４ プレッシャプレート
５ 皿ばね（レリーズばね）
６ クラッチカバー
７ レリーズレバー
７ａ レバーアーム
８ 支持装置
９ エネルギ蓄え器（ばね）
１０ 回転点
１１ スラスト軸受
１２ 支承点
１３ ローラシステム
１４ レバーキャリア
１５ 押付けプレート
１６ 軸受ケージ
１７ 走行ユニット
１８ 中間プレート
１９ カム
２０ 軸受スリーブ
２１ 後調節ねじ山
２２ 支持装置
２３ ディスクセット
２４ 回転軸線
２５ 走行ローラ
２６ 軸受シェル
２７ エンドリング
２８ 遊星歯車装置セット
２９ 駆動装置
３０ 第２の内歯歯車
３１ 第２の遊星歯車
３２ 第２の太陽歯車
３３ 第１の内歯歯車
３４ 第１の遊星歯車
３５ 第１の太陽歯車
３６ ストッパ
Ａ エンゲージのための回転方向
Ｂ レバー回転軸線
Ｒ 回転軸線

Claims (10)

1. クラッチ操作装置であって、少なくとも１つのばねが設けられており、該ばねのばね力が、クラッチを操作するために、対応配置された機械的な力伝達区間によりクラッチに伝達可能である形式のものにおいて、力伝達区間が複数の移動可能な力伝達エレメントを有しており、該力伝達エレメントが、クラッチの回転軸線に対して接線方向で配置されたレリーズレバー（７）として形成されており、各力伝達エレメントが、対応配置された走行ユニット（１７）により操作可能であり、該走行ユニット（１７）が、１つの共通の回動可能な軸受ケージ（１６）内で支承されており、該軸受ケージ（１６）が１つの電動モータ（１）により駆動されることを特徴とする、クラッチを操作するための装置。
2. 複数の力伝達エレメントが均等に周囲にわたって分配されている、請求項１記載の装置。
3. 複数の力伝達エレメントが４重から８重に設けられている、請求項１または２記載の装置。
4. レリーズレバー（７）が２つの支持点でリニアに支承されている、請求項１記載の装置。
5. 走行ユニット（１７）が円軌道上を運動可能であり、レリーズレバー（７）と相俟って１つの点状の第３のコンタクトポイントを形成する、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 走行ユニット（１７）が少なくとも１つのローラを有しており、該ローラの周面が弧状に成形されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 走行ユニット（１７）がレリーズレバー（７）と、移動可能な回転点（１０）で接触しており、第３のコンタクトポイントの移動またはレリーズレバー（７）の旋回により、クラッチのための操作力が変更可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 走行ユニット（１７）の走行により、レリーズレバー（７）の、レバー回転軸線（Ｂ）を中心とした旋回が生ぜしめられる、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. ばねが皿ばねまたは皿ばねセットとして設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 前記クラッチ操作装置が、車両のクラッチを操作するためのクラッチ操作装置である、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。

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