WO2006094473A1

WO2006094473A1 - Vorrichtung zur bestätigung einer kupplung

Info

Publication number: WO2006094473A1
Application number: PCT/DE2006/000279
Authority: WO
Inventors: Lazlo Man
Original assignee: Luk Lammellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-09-14
Also published as: DE112006000422A5

Abstract

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Betätigung insbesondere einer Kupplung eines Fahrzeugs, mit mindestens einem, eine veränderliche Betätigungskraft zum Öffnen und/oder Schliessen der Kupplung ausübenden Betätigungshebel (3), der mittels einer Feder beaufschlagbar ist, derart, dass der Punkt der Einleitung der Federkraft in den Betätigungshebel (3) entlang des Betätigungshebels verlagerbar ist und sich der Betätigungshebel an einem weitgehend stationären Hebeldrehpunkt (4) abstützt.

Description

Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplunj

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung insbesondere einer Kupplung eines Fahrzeugs, mit mindestens einem, eine veränderliche Betätigungskraft zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung ausübenden Betätigungshebel, der mittels einer Feder beaufschlagbar ist.

Bisher wurden Kupplungen beispielsweise mittels eines Hebels betätigt, der eine unveränderliche Hebellänge besitzt und beispielsweise mittels eines elektromotorischen Antriebs zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung angetrieben werden konnte. Wenn nun über den Verfahrweg der Kupplungsbetätigung eine veränderliche Betätigungskraft aufgebracht werden musste, so wurde zu diesem Zweck der Elektromotor, um ein entsprechend hohes Moment zur Verfügung zu stellen, mit entsprechenden Stromwerten beaufschlagt. Eine andere Möglichkeit der Kupplungsbetätigung besteht beispielsweise in der Form eines von einem Elektromotor angetriebenen Zentralausrückers, wobei auch hier der Elektromotor mit hohen Stromwerten bestromt werden muss, um entsprechend hohe Abtriebsmomente zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus ist es erforderlich, den Elektromotor - um eine Beschädigung der Kupplungsbetätigungsaktorik zu vermeiden - nach dem Schließen der Kupplung schnell abzubremsen.

Um nun diese Problematik zu umgehen, wurde von der Anmelderin ein unter der DE 10 2004 009 832 A1 beschriebenes Hebelsystem zum Betätigen von Kupplungen geschaffen. Das dort beschriebene Hebelsystem weist Hebelarme mit veränderbaren Hebellängen auf, wobei zu diesem Zweck der den Hebel abstützende Hebeldrehpunkt entlang des Betätigungshebels verlagert werden konnte und sich somit bei unveränderlichem Krafteinleitungspunkt in den Hebel in Abhängigkeit von der Verlagerung des Hebeldrehpunkts verschiedene wirksame Hebellängen ergeben. Obwohl ein solches Hebelsystem bereits vielfache Vorteile gegenüber bekannten Kupplungsbetätigungsvorrichtungen aufweist, lässt es trotzdem Raum für deutliche Verbesserungen.

Das nach dieser Offenlegungsschrift bekannte Hebelsystem wird an dem Krafteinleitungspunkt der Betätigungskraft in den Hebel mit einer vorbestimmbaren Kraft beaufschlagt. Aus- gangsseitig, d. h. also beispielsweise auf der Seite eines Axiallagers, wirkt eine entsprechen- de, zur in den Betätigungshebel eingeleiteten Federkraft komplementäre Reaktionskraft. Da sich der Betätigungshebel - umfasst ist hier beispielsweise auch eine Vielzahl von um das A- xiallager radial sternförmig verlaufenden Betätigungshebeln - an einem Hebeldrehpunkt abstützt, herrscht an diesem Abstützpunkt bei einem Hebellängenverhältnis von 1:1 zur Bildung eines Kräftegleichgewichts eine der doppelten Federkraft entsprechende Wiederlagerkraft.

Wie es vorstehend bereits erwähnt wurde, kann nach diesem bekannten Hebelsystem der Ort des Hebeldrehpunkts und damit des Wiederlagerpunkts relativ zur Hebellänge verlagert werden, so dass eine entsprechende diese Reaktionskraft in Höhe der doppelten Federkraft erforderliche Auslegung der Bauteile erforderlich ist. Diese Bauteilbelastung führt nun naturgemäß zu entsprechend großzügig dimensionierten Bauteilen.

Nach diesem bekannten Hebelsystem kann ein Elektromotor vorgesehen sein, der eine mit einem Bewegungsgewinde versehene Antriebsspindel aufweist, auf der eine Stellmuter läuft, an der ein Gehäuse angeordnet ist, welches wiederum mit einem bügeiförmigen Joch verbunden ist zur Krafteinleitung in ein wälzgelagertes Laufrollenpaar. Diese Schilderung macht deutlich, dass beidseits der Antriebsspindel Laufrollen vorgesehen sind, die sich über eine entsprechende Wälzlagerung gegen eine hohle Laufrollenachse abstützen. Damit wurde auch deutlich, dass bei der bekannten Vorrichtung - die sich in der Praxis bereits gut bewährt hat - Nachteile vorhanden sind bezüglich der Zahl der zur Funktion benötigten Bauteile.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung nunmehr die Aufgabe zugrunde, die Eingangs geschilderte Vorrichtung zur Betätigung insbesondere einer Kupplung eines Fahrzeugs derart weiterzubilden, dass die Zahl der zur Funktion benötigten Bauteile verringert wird und die Vorrichtung zur Kupplungsbetätigung damit auch insgesamt kleiner und kostengünstiger wird.

Die zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Erfindung weist die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf, vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Die Erfindung schafft nun eine Vorrichtung zur Betätigung insbesondere einer Kupplung eines Fahrzeugs, mit mindestens einem, eine veränderliche Betätigungskraft zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung ausübenden Betätigungshebel, der mittels einer Feder beaufschlag- bar ist, wobei nach der Erfindung der Punkt der Einleitung der Federkraft in den Betätigungshebel entlang des Betätigungshebels verlagerbar ist und sich der Betätigungshebel an einem weitgehend stationären Hebeldrehpunkt abstützt.

Nach der eingangs beschriebenen bekannten Betätigungsvorrichtung ist es möglich, den Hebeldrehpunkt relativ zur Längserstreckung des Betätigungshebels zu verlagern. Am Hebeldrehpunkt wirken Reaktionskräfte in der Form der Federkraft und der Kupplungskraft, so dass die für die Verstellung des Hebeldrehpunkts notwendige Lagerung entsprechend der doppelten Federkraft dimensioniert sein muss. Nach der Erfindung ist es nun vorgesehen, dass nicht mehr der Hebeldrehpunkt verlagert wird, sondern der Ort der Krafteinleitung der Federkraft in den Betätigungshebel, so dass die für die Verlagerung des Ortes der Federkraft in den Betätigungshebel erforderliche Lagerung nur mehr entsprechend der einfachen Federkraft dimensioniert sein muss, so dass die Abmessungen dieser Lagerung verglichen mit den Abmessungen der Lagerung für die Verstellung des Hebeldrehpunkts deutlich verkleinert werden können, was naturgemäß zu einer kostengünstigeren Auslegungsmöglichkeit führt.

Um nun den Ort der Einleitung der Federkraft in den Betätigungshebel verschieben zu können, schafft die Erfindung eine sich am Betätigungshebel abstützende Laufeinheit, die von der Feder beaufschlagt ist und eine veränderbare Federkraft in den Betätigungshebel einleitet. Die veränderbare Federkraft kann nun beispielsweise durch eine entsprechende Gestaltung der Feder erreicht werden mit beispielsweise einer über den Federweg linear oder auch nicht linear veränderbaren Federkonstanten.

Es ist dabei nach der Erfindung vorgesehen, dass die genannte Laufeinheit mittels eines Spindelantriebs relativ zur Feder und dem Betätigungshebel verlagerbar ist derart, dass die Verlagerung zu einer den Betätigungshebel beaufschlagenden veränderbaren Federkraft führt. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass die veränderbare Federkraft auch durch die Verlagerung der Laufeinheit relativ zur Feder erreicht werden kann, also die Feder beispielsweise eine relativ zum Abstützpunkt der Laufeinheit an der Feder veränderliche Federkraft erzeugt.

Nach der Erfindung ist auch vorgesehen, dass die Laufeinheit an dem Betätigungshebel bis in den Bereich des Hebeldrehpunktes verlagert werden kann und die Feder so ausgebildet ist, - A - dass die Federkraft auf die Laufeinheit entlang des Verlagerungsweges der Laufeinheit zum Hebeldrehpunkt hin abnimmt.

Wenn sich die Laufeinheit in den Bereich des Hebeldrehpunktes verlagert, wird die wirksame Hebellänge immer kleiner, bis sie schließlich zu null wird, wenn die Laufeinheit direkt über dem Hebeldrehpunkt steht. An dieser Stelle übt der Betätigungshebel keine Betätigungskraft zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung mehr aus, so dass auch die von der Feder auf die Laufeinheit wirkende Federkraft minimiert werden kann. Diesem Umstand wir nun dadurch Rechnung getragen, dass die Feder so ausgebildet, dass ihre auf die Laufeinheit wirkende Federkraft entlang des Verlagerungsweges der Laufeinheit zum Hebeldrehpunkt hin abnimmt.

Es ist nach der Erfindung auch vorgesehen, dass die Feder als Blattfeder ausgebildet ist und den Hebeldrehpunkt aufweist, an dem sich der Betätigungshebel abstützt. Damit wird eine Funktionsintegration erreicht und die zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung notwendigen Bauteile zahlenmäßig verringert.

Dieser Effekt wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Feder noch dadurch verstärkt, dass sie zur Befestigung am Gehäuse eines Getriebes ausgebildet ist und somit auch gleichzeitig die Funktion einer Halterung übernimmt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Blattfeder auch als Abstützung für einen, eine Antriebsspindel der Laufeinheit antreibenden Motor ausgebildet. Auch durch diese erfindungsgemäße Weiterbildung wird dem nach der Erfindung auch vorgesehenem Prinzip der Funktionsintegration Rechnung getragen, da der zum Antrieb der Antriebsspindel der Laufeinheit vorgesehene Motor sein Reaktionsmoment in die Blattfeder einleiten kann. Es muss zu diesem Zweck nur vorgesehen sein, dass diese Abstützung eine Kippbewegung des Motors erlaubt, da der Motor aufgrund der Verstellung des Federkraftgreifpunktes eine Kippbewegung ausführt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Laufeinheit ein mit einem Bewegungsgewinde des Spindelantriebs zusammenwirkendes Lager auf derart, dass eine Drehbewegung des Spindelantriebs in eine Translationsbewegung der Laufeinheit umsetzbar ist. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass die Laufeinheit mittels ihres nach der Erfindung vorgesehenen La- gers die Drehbewegung des Spindelantriebs in eine Translationsbewegung der Laufeinheit umsetzen kann.

Darüber hinaus ist es nach der Erfindung auch vorgesehen, dass die Laufeinheit eine insbesondere wälzgelagerte Welle aufweist, die an einer insbesondere gehärteten Laufbahn des Betätigungshebels abrollt und über die die Federkraft in den Betätigungshebel einbringbar ist. Wird nun die Laufeinheit aufgrund einer Drehbewegung der Antriebsspindel translatorisch relativ zum Betätigungshebel verlagert, so rollt die an der Laufeinheit vorgesehene drehbare Welle an einer gehärteten Laufbahn des Betätigungshebels ab und leitet auf diese Weise die von der Feder herrührende Federkraft an einem translatorisch verlagerbaren Krafteinleitungspunkt in den Betätigungshebel ein. Während der Abrollbewegung der Welle an der Laufbahn des Betätigungshebels kann dieser eine Kippbewegung an dem Hebeldrehpunkt der Blattfeder ausüben, was ausgangsseitig des Betätigungshebels beispielsweise zu einer Druckkraft auf das Kupplungsausrücklager führt. Durch die Verlagerung der Laufeinheit relativ zum Betätigungshebel ändert sich auf diese Weise der Ort der Einleitung der Federkraft in den Betätigungshebel und damit das ausgangsseitig am Betätigungshebel wirkende und das Kupplungsausrücklager beaufschlagende Hebelmoment.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Blattfeder in einem axialen Längsschnitt weitgehend U-förmig ausgebildet ist und sich die Laufeinheit und die Antriebsspindel im montiertem Zustand der Vorrichtung zwischen zwei plattenförmig ausgebildeten Schenkeln der Blattfeder angeordnet befinden und wenigstens ein Schenkel über an der Welle gelagerte Rollen eine Federkraft auf die Welle ausübt.

Durch diese Ausbildung der Blattfeder wird wiederum der Funktionsintegration Rechnung getragen, da die Blattfeder damit gleichsam als Gehäuse wirkt und die Laufeinheit und die Antriebsspindel zwischen ihren beiden plattenförmig ausgebildeten Schenkeln aufnimmt. An einem der beiden Schenkel kann der Hebeldrehpunkt für den Betätigungshebel ausgebildet sein und ein anderer Schenkel kann die Federkraft auf die Welle des Betätigungshebels übertragen und zwar beispielsweise über zu diesem Zweck an der Welle gelagerte Rollen. Wird nun die Laufeinheit relativ zur Blattfeder verlagert, so wälzen die an der Welle vorgesehenen Rollen an dem Schenkel der Blattfeder ab und übertragen die Federkraft mittels der an der Laufbahn des Betätigungshebels direkt oder auch unter Zwischenschaltung von Rollen abrollenden Welle auf den Betätigungshebel, der dann ausgangsseitig in der vorstehend bereits beschriebenen Weise wieder auf das beispielsweise vorgesehene Kupplungsausrücklager drücken kann.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine die beiden Schenkel der Blattfeder verbindende Basis an der Außenseite eine Ausnehmung besitzt, in die ein am Motor angeordneter und flächen- sowie formkomplementär ausgebildeter Vorsprung eingreift und zwar derart, dass der Motor an der Blattfeder drehfest festlegbar ist. Wie es bereits vorstehend erwähnt wurde, kann über diese an der Basis vorgesehene Ausnehmung und den am Motor ausgebildeten Vorsprung das Reaktionsmoment des Motors in die Blattfeder als Momentenstütze eingeleitet werden. Darüber hinaus ist diese Kombination aus der Ausnehmung und dem Vorsprung so ausgebildet, dass der Motor zwar drehfest festgelegt ist, aber eine Kippbewegung bezogen auf die Längsmittelachse der Blattfeder ausführen kann.

Darüber hinaus ist es nach der Erfindung vorgesehen, dass der Betätigungshebel zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet ist derart, dass bei einer Verlagerung des Einleitungspunktes der Federkraft entlang des Betätigungshebels ein Endabschnitt des Betätigungshebels eine bogenförmige Bewegung ausführt und eine Betätigungskraft zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung ausübt. Mit dieser Ausbildung des Betätigungshebels kann unter anderem erreicht werden, dass bei einer gedrückten Kupplung, d. h. einer Kupplung also, die über den Betätigungshebel zum Schließen der Kupplung zugedrückt wird, eine Selbstöffnung der Kupplung erreicht werden kann, wenn die Bestromung des Antriebsmotors unterbrochen wird und eine an der Kupplung beispielsweise vorgesehene Tellerfeder das Öffnen der Kupplung bewirkt.

Darüber hinaus ist es nach der Erfindung vorgesehen, dass das Lager in der Laufeinheit derart angeordnet ist, dass eine über die Antriebsspindel in das Lager eingeleitete, in Spindellängsrichtung wirkende Reaktionskraft das Lager exzentrisch gegen die Antriebsspindel vorspannt. Wenn der Antriebsmotor die Antriebsspindel in eine Drehbewegung versetzt, wird diese Drehbewegung mittels des Lagers der Laufeinheit in eine Translationsbewegung der Laufeinheit umgewandelt. Die Laufeinheit stützt sich über die wälzgelagerte Welle am Betätigungshebel ab und auf das in der Laufeinheit angeordnete Lager wirkt auf diese Weise eine in Spindellängsrichtung wirkende Reaktionskraft. Das Lager der Laufeinheit ist nun so angeordnet, dass diese Reaktionskraft das Lager exzentrisch gegen die Antriebsspindel vorspannt, so dass der Innenring des Lagers gegen die Gewindeflanken des Bewegungsgewindes der An- triebsspindel gedrückt wird und somit ein sicheres Anliegen des Lagerinnenrings an den Flanken des Bewegungsgewindes der Antriebsspindel erreicht wird.

Der Innenring des Lagers der Laufeinheit liegt an den Gewindeflanken des Bewegungsgewindes der Antriebsspindel auf. Wenn es nun in dem Kontaktbereich zu erheblichen Abweichungen bezüglich der Relativgeschwindigkeiten kommt, tritt einerseits Verschleiß auf und andererseits sinkt aufgrund der Reibungsverluste der Wirkungsgrad ab. Es ist zur Vermeidung dieses Umstandes daher nach der Erfindung auch vorgesehen, dass die Geometrie des Lagerinnenrings bzw. der Gewindeflanken dahingehend modifiziert wird, dass die Umfangsgeschwindigkeiten an den nominellen Berührungsdurchmessern weitgehend gleich sind und nunmehr der Bohrreibungsanteil innerhalb der Berührungsellipsen vorherrscht.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann daher das Bewegungsgewinde ballige Gewindeflanken aufweisen derart, dass der Kontaktbereich zwischen dem Innenring des Lagers und des Bewegungsgewindes weitgehend am Innendurchmesser des Lagerinnenrings liegt. Damit wird erreicht, dass die seitliche Berührung am Lagerinnenring sehr nahe am Lagerinnendurchmesser liegt.

Nach einer Modifikation ist es auch möglich, an der Antriebsspindel mindestens zwei Gewindegänge mit unterschiedlichen Kerndurchmessern und gleicher Steigung vorzusehen. Aufgrund der unterschiedlichen Kerndurchmesser können die Berührungsradien im Kontaktpunkt weitgehend frei modifiziert werden und auf diese Weise Gleichheit der Umfangsgeschwindigkeiten in beiden Berührungspunkten erreicht werden.

Nach einer Modifikation der Erfindung kann an der Antriebsspindel auch ein Bewegungsgewinde vorgesehen sein mit auf einer gestuften Gewindeflanke laufenden zwei Gewindegängen, so dass zur Feingängigkeit der Translationsbewegung der Laufeinheit die Steigung der Gewinde verringert werden kann, bis diese im Extremfall ineinander laufen und sich ein einziger Gewindegang mit einer abgestuften Flanke ergibt.

Schließlich kann nach einer weiteren Modifikation der Erfindung das Lager auch eine Lagerinnenring aufweisen, dessen radial innenliegende Mantelfläche abgestuft ausgebildet ist, wobei auch in ähnlicher Ausbildung ein Standardlager mit gleichbleibendem Lagerinnendurchmesser verwendet werden kann, das auf einem an der Bewegungsspindel angeordneten Ringkörper angeordnet ist, dessen radial innenliegende Mantelfläche abgestuft ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der bekannten Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer losgelösten Feder in der Form einer Blattfeder nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer schematischen Darstellung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer Zusammenstellungsdarstellung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 4 in einer Funktionsdarstellung zur Betätigung einer Kupplung;

Fig. 6 eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Detailansicht einer Einzelheit A nach Figur 4;

Fig. 8 eine Ansicht auf einen Antriebsmotor mit Antriebsspindel sowie darauf angeordneter Laufeinheit;

Fig. 9 eine Seitenansicht und eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Seitenansicht auf ein mit einer Antriebsspindel in Wirkeingriff stehendes Lager zur Erläuterung der Bewegungsverhältnisse; Fig. 10 eine Ansicht ähnlich Fig. 9 mit einem Bewegungsgewinde mit balligen Gewindeflan- ken;

Fig. 11 eine Ansicht ähnlich Fig. 9 auf eine Antriebsspindel mit zwei Gewindegängen;

Fig. 12 eine Ansicht ähnlich Fig. 9 auf eine Antriebsspindel mit einem Bewegungsgewinde mit gestufter Gewindeflanke;

Fig. 13 eine Ansicht ähnlich Fig. 9 auf eine Antriebsspindel mit einem Lager mit abgestuftem Lagerinnenring; und

Fig. 14 eine Ansicht ähnlich Fig. 9 mit einer Antriebsspindel mit einem darauf angeordneten Lager sowie einem Zwischenring.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt in einer schematischen Darstellung eine bekannte Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung.

An einer Abstützung 1 stützt sich eine Feder 2 ab und übt eine Federkraft F auf einen Betätigungshebel 3 aus. Dieser Hebel 3 stützt sich wiederum an einem Hebeldrehpunkt 4 ab, der gleichzeitig als Widerlager dient und an einer Laufeinheit 5 ausgebildet ist, die über schematisch dargestellte Laufrollen 6 - bei den Laufrollen 6 kann es sich beispielsweise um eine Lagerung ähnlich einer Kugelumlaufspindel handeln - an der Abstützung 1 ab.

Wird nun die Laufeinheit 5 entsprechend dem Doppelpfeil 7 an der Abstützung 1 bewegt, so wandert der Hebeldrehpunkt 4 entsprechend dem Doppelpfeil 7 nach oben oder unten bzw. radial auswärts- bzw. einwärtsgerichtet. Auf diese Weise findet eine Verlagerung des Hebeldrehpunktes 4 statt und das Axiallager 8 kann mit einer Kraft zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung 9 beaufschlagt werden. Im Einzelnen bedeutet dies, dass eine Kraft auf die Feder 10 wirkt, die die Druckplatte 11 beaufschlagt derart, dass die Kupplungsscheibe 12 zwischen der Druckplatte 11 und der Gegendruckplatte 13 beaufschlagt wird.

Bei einer Hebellänge von 1:1 - der Hebeldrehpunkt 4 befindet sich radial mittig zwischen dem Ort der Krafteinleitung von der Feder 2 in den Betätigungshebel und der Kraftausleitung am abseitigen Ende des Betätigungshebels 3, das dem Axiallager 8 zugeordnet ist - wirkt auf das federseitige Ende 14 des Betätigungshebels die Federkraft F und am axiallagerseitigen Ende 15 wirkt eine entsprechende Reaktionskraft F, so dass sich am Hebeldrehpunkt 4 eine Reaktionskraft von 2 * F einstellt, also die Laufeinheit 5 mit den Laufrollen 6 entsprechen dieser Belastung ausgelegt und dimensioniert sein muss.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt nun eine schematische Darstellung einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung.

Auch hier wird eine Kupplungsscheibe 12 gegen eine Gegendruckplatte 13 gedrückt und zwar mittels der Druckplatte 11 , die von der Feder 10 beaufschlagt wird. Diese Beaufschlagung durch die Feder 10 ist dabei eine Folge der auf das Axiallager 8 wirkenden Druckkraft F am axiallagerseitigen Ende 15 des Betätigungshebels 3.

Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung nach Fig. 1 der Zeichnung wird nach der vorliegenden Erfindung aber nicht der Hebeldrehpunkt 4 verlagert, sondern der Punkt der Einleitung der Federkraft F in den Betätigungshebel 3.

Zu diesem Zweck kann eine Laufeinheit 5 an dem Betätigungshebel 3 entsprechend dem Doppelfeil 7 verlagert werden, d. h. beispielsweise bei der dargestellten Ausführungsform vom Ende 16 bis in den Bereich des stationären Hebeldrehpunktes 4. Bei einer Hebellänge von 1 :1 wirkt an dem Hebeldrehpunkt 4 eine Reaktionskraft von 2 * F, während die Laufeinheit 5 und damit auch die Lagerung in der Form von beispielsweise Laufrollen 6 der Laufeinheit 5 nur mehr mit einer Federkraft F beaufschlagt werden und somit die Lagerung der Laufeinheit 5 nur mehr entsprechend der maximalen Federkraft F ausgelegt werden muss, nicht aber mehr entsprechend der doppelten Federkraft 2 * F.

Wie es ohne weiteres anhand der Figur 2 und 3 der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Feder 17, die funktional der Feder 2 nach Fig. 1 der Zeichnung entspricht - als Blattfeder 17 ausgebildet. Die Fig. 3 der Zeichnung zeigt dabei eine entspannte Blattfeder 17. Die Blattfeder 17 ist dabei so ausgebildet, dass die von ihr auf die Laufeinheit 5 ausgeübte Federkraft bei einer Verlagerung der Laufeinheit 5 nach dem Doppelpfeil 7 (siehe Fig. 2 der Zeichnung) zu dem Hebeldrehpunkt 4 hin abnimmt. Fig. 4 der Zeichnung zeigt nun in einer schematischen Darstellung eine Zusammenstellungszeichnung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung nach einer Ausführungsform.

Die Blattfeder 17 weist zwei - wie dies näher anhand von Fig. 6 der Zeichnung ersichtlich ist - plattenförmige Schenkel 18, 19 auf, die mit einer Basis 20 verbunden sind. In dem Raum zwischen dem Schenkel 18, 19 und der Basis 20 - die Blattfeder 17 ist in einer Schnittdarstellung U-förmig ausgebildet - befindet sich eine Antriebsspindel 21 , der Betätigungshebel 3 und die Laufeinheit 5 angeordnet. An der Basis 20 stützt sich ein Motor 22 so ab, dass er sein aus der Drehbewegung der Antriebsspindel 21 resultierendes Reaktionsmoment über die Basis 20 in die Blattfeder 17 einleiten kann. Die Aufnahme des Motors 22 an der Basis 20 geschieht dabei über eine an der Basis 20 ausgebildete Ausnehmung 24 (siehe Fig. 6 der Zeichnung) und einem zur Ausnehmung 24 flächen- und formkomplementär ausgebildeten Vorsprung 25 am Motor 22, so dass der Motor 22 an der Basis 20 eine dem Doppelpfeil 23 (siehe Fig. 4 der Zeichnung) entsprechende Kippbewegung ausüben kann. Die Drehbewegung der Antriebsspindel 21 führt dazu, dass sich die Laufeinheit 5 an dem Bewegungsgewinde 26 translatorisch in Richtung des Doppelpfeils 27 bewegt.

Fig. 5 der Zeichnung zeigt nun eine schematische Zusammenstellungsdarstellung der an der Kupplung 9 angeordneten Vorrichtung zur Betätigung der Kupplung nach Fig. 4. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, kann der Betätigungshebel 3 über sein axiallagerseitiges Ende 15 eine Betätigungskraft zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung 9 auf das Axiallager 8 ausüben. Obwohl in den Zeichnungen eine „normal offene" Kupplung dargestellt ist, die also zum Schließen der Kupplung aktiv über den Betätigungshebel 3 zugedrückt werden muss - der Betätigungshebel übt dann eine veränderliche Betätigungskraft zum Schließen der Kupplung aus - ist von der Erfindung auch umfasst, dass mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch eine Betätigungskraft zum Öffnen der Kupplung ausgeübt werden kann.

Wenn nun der Motor 22 eine Drehbewegung der Antriebsspindel 21 hervor ruft, wird die Laufeinheit 5 entsprechend dem Doppelpfeil 27 verlagert und über das axiallagerseitige Ende 15 des Betätigungshebels 3 eine Kraft auf das Axiallager 8 zum Schließen der Kupplung 9 ausgeübt.

Fig. 6 der Zeichnung zeigt nun eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung. Die in einem Axiallängsschnitt U-förmig ausgebildete Blattfeder 17 weist plattenförmig ausgebildete Schenkel 18, 19 auf, die mittels einer Basis 20 - an der die Ausnehmung 24 ausgebildet ist - miteinander verbunden sind. Eine Antriebsspindel 21 durchsetzt eine an der Basis 20 ausgebildete Öffnung 28 und erstreckt sich in den Raum zwischen den beiden Schenkeln 18, 19.

Ein als geschlossener umlaufender Profilrahmen 29 ausgebildeter Betätigungshebel 3 weist in einem Axiallängsschnitt (siehe Fig. 4 der Zeichnung) eine gekrümmt ausgebildete Konfiguration auf und besitzt zwei axiallagerseitige Enden 15, über die eine Betätigungskraft beispielsweise auf ein Axiallager einer Kupplung ausgeübt werden kann.

Eine Laufeinheit 5 weist ein Gehäuse 30 zur Aufnahme eines Lagers 31 auf. An der Oberseite des Gehäuses 30 erstreckt sich eine Aufnahme 32, die von einer dort über Hülsen 33 oder ein Wälzlager in der Form beispielsweise eines Nadellagers gelagerte Welle 34 durchsetzt wird.

Wird nun die Laufeinheit 5 aufgrund einer Drehbewegung der Antriebsspindel 21 in Richtung des Doppelpfeils 27 bewegt, so wälzt die Welle 34 an dem mit vorzugsweise einer gehärteten Laufbahn versehenen Betätigungshebel 3 (also in Fig. 6 der Zeichnung an der Oberseite des Betätigungshebels 3) ab und beaufschlagt den Betätigungshebel 3 mit einer veränderbaren Federkraft, die in die Welle 34 über Rollen 35 eingeleitet wird, die an der Unterseite des plat- tenförmigen Schenkels 19 der Blattfeder 17 abrollen. Die somit in die Welle 34 eingebrachte Federkraft stützt sich über Rollen 36 an der gehärteten Laufbahn des Betätigungshebels 3 ab.

Die translatorische Bewegung der Laufeinheit 5 entsprechend dem Doppelpfeil 27 führt daher auf dem Betätigungshebel 3 zu einer translatorischen Bewegung der Laufeinheit 5 entsprechend dem Doppelpfeil 37, so dass sich die axiallagerseitigen Enden 15 des Betätigungshebels 3, der an den Hebeldrehpunkten 4 der Blattfeder 17 eine Drehbewegung ausführen kann, aus der Ebene der Zeichnung heraus bewegen können. Diese bogenförmige Bewegung der Enden 15 des Betätigungshebels 3 führt zu einer Druckkraft auf das beispielsweise vorgesehene Axiallager 8 der Kupplung 9.

Fig. 7 der Zeichnung zeigt in einer vergrößerten Darstellung eine Einzelheit A nach Fig. 4 der Zeichnung. In dem Gehäuse 30 der Laufeinheit 5 ist ein Lager 31 angeordnet und liegt mit seinem Lagerinnenring 38 an Gewindeflanken des Bewegungsgewindes 26 der Antriebsspin- I \J del 21 auf. Eine Drehbewegung der Antriebsspindel 21 führt zu einer translatorischen Bewegung der Laufeinheit 5 entlang des Doppelpfeils 27. Der Schenkel 19 der Blattfeder 17 liegt an den Rollen 35 der Welle 34 auf und übt eine Federkraft auf den Betätigungshebel 3 aus, die Anordnung der Laufeinheit ist nun näher anhand von Fig. 8 der Zeichnung ersichtlich.

Der Motor 22 stützt sich mit seinem Vorsprung 25 an der Ausnehmung 24 der Basis 20 ab. Die Antriebsspindel 21 weist ein Bewegungsgewinde 26 auf, an dem das Lager 31 aufliegt. Das Lager 31 ist in dem Gehäuse 30 angeordnet, an dem sich eine Aufnahme 32 angeordnet befindet. Die Aufnahme 32 kann ein Wälzlager in der Form beispielsweise eines Nadellagers besitzen, in dem sich die Welle 34 drehen kann. Über Rollen 36 stützt sich die Laufeinheit 5 an dem Betätigungshebel 3 ab und leitet eine von dem plattenförmigen Schenkel 19 über Rollen 35 in die Laufeinheit 5 eingebrachte Federkraft in den Betätigungshebel 3 ein.

Fig. 9 der Zeichnung nun dient der Erläuterung der Kinematikverhältnisse im Kontaktbereich zwischen dem Lagerinnenring 38 des Lagers 31 und dem Bewegungsgewinde 26 der Antriebsspindel 21. In den Zeichnungen wird von einer vom Motor 22 über die Antriebsspindel 21 auf die Laufeinheit 5 ausgeübten Zugkraft ausgegangen, so dass sich die in Fig. 9 mit F bezeichnete Reaktionskraft an der Laufeinheit 5 einstellt, die zu einer exzentrischen Vorspannung des Lagers 31 gegen das Bewegungsgewinde 26 führt.

Im Berührungsbereich A hat die Antriebsspindel 21 einen Berührungsradius RSA, der sich von der Mitte der Antriebsspindel 21 bis zur Gewindeflankenmitte erstreckt. In diesem Kontaktbereich weist der Lagerinnenring 38 einen Radius RLA, der sich von der Längsmittelachse des Lagers 31 bis zur seitlichen Fläche des Lagerinnenrings 38 erstreckt. Im Bereich B ist der Berührungsradius an der Antriebsspindel 21 weiterhin die Gewindeflankenmitte, so dass RSB = RSA ist. Da aber im Bereich B der Lagerinnenring 38 mit seinem Innendurchmesser RLB mit der Gewindeflanke in Kontakt steht, sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Antriebsspindel 21 und des Lagerinnenrings 38 im Berührungspunkt A und Berührungspunkt B unterschiedlich. Der Lagerinnenring und die Gewindeflanke der Antriebsspindel werden aufeinander gedrückt, weisen aber im Punkt A und Punkt B unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten auf, so dass es an der Stelle der kleineren Flächenpressung zu einer Relativbewegung im Berührungsbereich kommt und damit ein Rutschen mit erhöhtem Verschleiß auftritt. Um nun diesem Effekt zu begegnen, sieht die Erfindung verschiedene Ausgestaltungen des Bewegungsgewindes und/oder des Lagerinnenrings vor, die dem Problem der unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten begegnen.

So zeigt nun die in Fig. 10 der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Antriebsspindel 21 ballige statt gerade Gewindeflanken. Durch diese Balligkeit der Gewindeflanken liegen die Berührungsflächen im Punkt A und Punkt B so nah wie möglich am Gewindekerndurchmesser, so dass RLA weitgehend RLB entspricht, also die seitliche Berührung am Lagerring sehr nahe am Lagerinnendurchmesser auftritt.

Fig. 11 der Zeichnung zeigt die Ausbildung der Antriebsspindel 21 mit zwei Bewegungsgewinden 26. Auf die Antriebsspindel werden zwei Bewegungsgewindegänge mit derselben Steigung, aber unterschiedlichen Kerndurchmessern aufgebracht. Der Berührungsbereich A entsteht im ersten Gewindegang der Berührungsbereich B entsteht im zweiten Gewindegang. Da bei dieser Ausbildung die Berührungsradien verändert werden können, kann erreicht werden, dass der Quotient aus RSA und RLA dem Quotienten aus RSB und RLB entspricht, was eine Gleichheit der Umfangsgeschwindigkeiten in beiden Berührungsbereichen bedeutet und damit das Problem unterschiedlicher Drehwinkelgeschwindigkeiten vermieden wird.

Fig. 12 der Zeichnung nun zeigt eine Ausführungsform der Antriebsspindel 21 mit einem Gewindegang mit einer gestuften Gewindeflanke. Durch eine Verkleinerung der Steigung wurde erreicht, dass zwei Gewindegänge ineinander laufen können, so dass an den Berührungsbereichen gleiche Drehwinkelgeschwindigkeiten auftreten und somit das vorstehend geschilderte Verschleißproblem vermieden werden kann.

Fig. 13 der Zeichnung zeigt eine Antriebsspindel 21 mit einer eingängigen Gewindeflanke und einem Lager 31 mit einem abgestuften Lagerinnenring 38. Das Lager 31 und die Antriebsspindel 21 sind wiederum exzentrisch zueinander angeordnet und die Gleichheit der Umfangsgeschwindigkeiten in den beiden Berührungsbereichen wird dadurch erreicht, dass der Lagerinnenring 38 abgestuft ausgebildet ist, die radial innenliegende Mantelfläche des Lagerinnenrings also eine Stufe aufweist. Auch hier wird wieder erreicht, dass der Quotient aus RSA und RLA dem Quotienten aus RSB und RLB entspricht. Schließlich schafft die Erfindung auch noch eine Variante zu der in Fig. 13 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform des Lagers 31. Diese Variante ist in Fig. 14 der Zeichnung dargestellt. Das Lager 31 - bei dem es sich um ein Standardlager handeln kann - ist auf einem Ringkörper 39 mit radial innenliegend abgestufter Mantelfläche ausgebildet, so dass wiederum die Gleichheit der Drehwinkelgeschwindigkeiten in beiden Berührungsbereichen erreicht wird.

Die Erfindung schafft nun eine Vorrichtung zur Betätigung insbesondere einer Kupplung eines Fahrzeugs mit einem Betätigungshebel, mit dem eine veränderliche Betätigungskraft zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung ausgeübt werden kann. Durch die nach der Erfindung vorgesehene Funktionsintegration der Druckfeder, der Federhalterung und des Hebeldrehpunkts für den Betätigungshebel in die Blattfeder ist es möglich geworden, die Belastung der Laufeinheit zu verringern. Damit können auch die Abmessungen der Vorrichtung zur Betätigung der Kupplung verringert werden und letztlich auch die Kosten zu deren Herstellung.

Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.

Bezuqszeichenliste

Abstützung 22 Motor

Feder 23 Doppelpfeil

Betätigungshebel 24 Ausnehmung

Hebeldrehpunkt 25 Vorsprung

Laufeinheit 26 Bewegungsgewinde

Laufrollen 27 Doppelpfeil

Doppelpfeil 28 Öffnung

Axiallager 29 Profilrahmen

Kupplung 29 Profilrahmen

Feder 30 Lager

Druckplatte 31 Lager

Kupplungsscheibe 32 Aufnahme

Gegendruckplatte 33 Hülse, Wälzlager

Federseitiges Ende 34 Welle

Axiallagerseitiges Ende 35 Rollen

Ende 36 Rollen

Blattfeder 37 Doppelpfeil

Schenkel 38 Lagerinnenring

Schenkel 39 Ringkörper

Basis

Antriebsspindel

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Betätigung insbesondere einer Kupplung eines Fahrzeugs, mit mindestens einem, eine veränderliche Betätigungskraft zum Öffnen oder Schließen der Kupplung ausübenden Betätigungshebel (3), der mittels einer Feder (17) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Punkt der Einleitung der Federkraft in den Betätigungshebel (3) entlang des Betätigungshebels (3) verlagerbar ist und sich der Betätigungshebel (3) an einem weitgehend stationären Hebeldrehpunkt (4) abstützt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine entlang des Betätigungshebels (3) verlagerbare und sich am Betätigungshebel (3) abstützende Laufeinheit (5), die von der Feder (17) beaufschlagt ist und eine veränderbare Federkraft in den Betätigungshebel (3) einleitet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufeinheit (5) mittels eines Spindelantriebs (21 , 22) relativ zur Feder (17) und dem Betätigungshebel (3) verlagerbar ist derart, dass die Verlagerung zu einer den Betätigungshebel (3) beaufschlagenden veränderbaren Federkraft (F) führt.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufeinheit (5) an dem Betätigungshebel (3) bis in den Bereich des Hebeldrehpunktes (4) verlagerbar ist und die Feder (17) derart ausgebildet ist, dass die Federkraft auf die Laufeinheit (5) entlang des Verlagerungsweges der Laufeinheit (5) zum Hebeldrehpunkt (4) hin abnimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (17) als Blattfeder ausgebildet ist und den Hebeldrehpunkt (4) aufweist, an dem sich der Betätigungshebel (3) abstützt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (17) zur Befestigung am Gehäuse eines Getriebes ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (17) als Abstützung für einen, eine Antriebsspindel (21) der Laufeinheit (5) antreibenden Motor (22) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Laufeinheit (5) ein mit einem Bewegungsgewinde (26) des Spindelantriebs (21 , 22) zusammenwirkendes Lager (31) aufweist derart, dass eine Drehbewegung des Spindelantriebs (21 , 22) in eine Translationsbewegung der Laufeinheit (5) umsetzbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufeinheit (5) eine insbesondere wälzgelagerte Welle (34) aufweist, die an einer insbesondere gehärteten Laufbahn des Betätigungshebels (3) abrollt und über die die Federkraft in den Betätigungshebel (3) einbringbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (17) in einem Axiallängsschnitt weitgehend U-förmig ausgebildet ist und sich die Laufeinheit (5) und die Antriebsspindel (21) im montierten Zustand der Vorrichtung zwischen zwei plattenförmig ausgebildeten Schenkeln (18, 19) der Blattfeder (17) angeordnet befinden und wenigstens ein Schenkel (19) über an der Welle (34) gelagerte Rollen (35) eine Federkraft auf die Welle (34) ausübt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine die beiden Schenkel (18, 19) verbindende Basis (20) der Blattfeder (17) an der Außenseite eine Ausnehmung (24) aufweist, in die ein am Motor (22) angeordneter und flächen- sowie formkomplementär ausgebildeter Vorsprung (25) eingreift, derart, dass der Motor (22) an der Blattfeder (17) drehfest festlegbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (3) zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet ist derart, dass bei einer Verlagerung des Einleitungspunktes der Federkraft entlang des Betätigungshebels (3) ein Endabschnitt (15) des Betätigungshebels (3) eine bogenförmige Bewegung ausführt und eine Betätigungskraft zum Öffnen oder Schließen der Kupplung (9) ausübt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (31) in der Laufeinheit (5) derart angeordnet ist, dass eine über die Antriebsspindel (21) in das Lager (31) eingeleitete, in Spindellängsrichtung wirkende Reaktionskraft, das Lager exzentrisch gegen die Antriebsspindel (21) vorspannt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsgewinde (26) ballige Gewindeflanken aufweist derart, dass der Kontaktbereich zwischen einem Innenring (38) des Lagers (31) und des Bewegungsgewindes (26) am Innendurchmesser des Lagerinnenrings (38) liegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (21) mindestens zwei Gewindegänge mit unterschiedlichen Kerndurchmessern aufweist und ein Bewegungsgewinde mit auf einer gestuften Gewindeflanke laufenden zwei Gewindegängen besitzt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (31) einen Lagerinnenring (38) besitzt, dessen radial innenliegende Mantelfläche abgestuft oder auf einem an der Bewegungsspindel (21) angeordneten Ringkörper (39) angeordnet ist, dessen radial innenliegende Mantelfläche abgestuft ausgebildet ist.