WO2006114075A1 - Anordnung zum betätigen einer kupplung eines fahrzeuges - Google Patents

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WO2006114075A1
WO2006114075A1 PCT/DE2006/000602 DE2006000602W WO2006114075A1 WO 2006114075 A1 WO2006114075 A1 WO 2006114075A1 DE 2006000602 W DE2006000602 W DE 2006000602W WO 2006114075 A1 WO2006114075 A1 WO 2006114075A1
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clutch pedal
leaf spring
contour
pedal
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PCT/DE2006/000602
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French (fr)
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Peter Greb
Lászlo MAN
Oswald Friedmann
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30—Controlling members actuated by foot
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for actuating a clutch of a vehicle, in which a movement of a clutch pedal by means of kinematics transferable to a disengaging device, wherein the clutch pedal via the kinematics with at least one energy storage means by a movable at a predetermined contour area contact element for adjusting the Pedal force characteristic is coupled.
  • a release device for a hydraulically actuated clutch of a motor vehicle has a connected to a hydraulic system energy storage.
  • the energy storage is connected to a pedal via a kinematics, with which an adaptation of the pedal forces can be achieved on the pedal travel.
  • the articulation of the energy storage on the pedal, the pedal force along the second half of the pedal travel can be noticeably reduced in order to overcome the acting in the clutch of the motor vehicle maximum spring force towards the end of the pedal travel easier.
  • one end of the energy accumulator is connected to a lever on which a rolling curve is provided, on which a roller can run, which is arranged on a cantilever of the clutch pedal. After overcoming a dead center, the roller runs along the rolling curve and experiences an assisting force through the energy store, so that the pedal force to be applied is reduced.
  • the present invention has for its object to provide an arrangement for actuating a clutch of a vehicle of the type mentioned, which is as simple as possible and allows optimal pedal force adjustment.
  • an inventive arrangement for actuating a clutch of a vehicle wherein a movement of a clutch pedal is transmitted by means of a kinematics on a disengaging device, wherein the clutch pedal via the kinematics with at least one energy storage means by a movable at a predetermined contour region contact element for Adjusting the pedal force characteristic is coupled, wherein the contour region is at least partially formed by the shape of a, provided as energy storage spring element or the like.
  • a cost-optimized pedal force characteristic adaptation for clutches can be realized in the simplest manner alone by the choice of a predetermined shape of the spring element, without sacrificing, for example, the functionality of the arrangement. In this way, not only a cost optimization, but also an increase in comfort in the operation of the clutch of a vehicle can be achieved with the inventive arrangement.
  • a contour leaf spring or the like at the predetermined contour region as a contact element a roller or the like can be moved along to realize a predetermined pedal force curve on the clutch pedal for an operator.
  • a leaf spring is particularly suitable for use because of its external shape, but other energy storage devices with similar properties can be used.
  • the end facing away from the contact element is fixed or fixed, for example, on the housing or the like.
  • the predetermined by the shape of the leaf spring contour region is usually characterized by a changing contour angle course. From this particular contour angle course ultimately results in each case adapted to the system used pedal force.
  • a compressive force is generated by the spring element and transmitted according to the contour angle to the contact element or on the roller according to a next development by the characteristic contour angle course.
  • the generated and transmitted compressive force is divided into a radial force component and a tangential force component as a function of the respective contour angle.
  • These force components are transmitted to the clutch pedal by means of kinematics.
  • the kinematics may preferably comprise a rigidly connected to the clutch pedal lever element, wherein the lever element at the end facing away from the clutch pedal, the contact element or the roller. In this way, the compensation force is converted via the kinematics in a compensation torque, since the clutch pedal and the lifting element are preferably pivotally mounted about a common pivot point.
  • the radial force component is supported at the pivot point, wherein the tangential force component causes a compensation torque on the clutch pedal via the lifting element.
  • the object underlying the invention is also achieved by an arrangement for actuating a clutch of a vehicle, in which a movement of a clutch pedal via a kinematics transferable to a disengaging device, wherein the clutch pedal via the kinematics with at least one energy storage means one at a predetermined contour region is coupled along movable contact element for adjusting the pedal force characteristic.
  • the clutch pedal via the kinematics with at least one energy storage means one at a predetermined contour region is coupled along movable contact element for adjusting the pedal force characteristic.
  • the invention may be provided as energy storage, a leaf spring or the like, to which the contact element is attached, wherein the contour provided on a cam contour area is fixedly connected to the clutch pedal.
  • an optimal adaptation of the required pedal force to the clutch characteristic curve can also be made possible.
  • This variant is characterized in particular by the fact that it is particularly cost-effective.
  • the contour region is virtually rigidly connected to the clutch pedal, wherein the contact element is coupled to the leaf spring such that the contact element along the predetermined contour region can be moved.
  • a next development of the present invention provides that one end of the leaf spring is clamped or fastened on the vehicle side, wherein the remote free end of the leaf spring is fastened to the contact element.
  • the vehicle-mounted connection of the leaf spring is provided on the vehicle frame or on the pedal block in order to be able to safely absorb torques, longitudinal and normal forces which occur when the clutch pedal is actuated.
  • a roller or the like can preferably be used as the contact element.
  • the roller can roll when pressing the clutch pedal in the simplest way along the predetermined contour area. Characterized in that the roller is acted upon by the spring force of the leaf spring, a compressive force can be applied to the contour region.
  • the contour region may be formed as a cam or the like connected rigidly to the clutch pedal.
  • the cam disk preferably has a changing contour angle or contour angle profile. This is necessary to allow a corresponding adjustment of the pedal force characteristic.
  • the cam and the clutch pedal can be pivoted about a common pivot point when operating the clutch of the clutch pedal.
  • the compressive force can be divided into a radial force component and a tangential force component as a function of the respective contour angle of the cam through the changing contour angle profile so as to realize a predetermined pedal force curve.
  • the radial force component is advantageously supported at the common pivot point of the clutch pedal and the cam plate, wherein the tangential force component is transmitted via the kinematics to the clutch pedal pivot point and consequently causes a compensation torque on the clutch pedal to a desired Adaptation of the pedal force characteristic to realize.
  • the contour angle profile of the cam disc can be calculated and configured from an actual characteristic curve of the clutch, a desired characteristic and geometric data of the leaf spring and the clutch pedal such that the resulting summation torque of the clutch and the compensation arrangement generates a desired desired force characteristic at the base point of the clutch pedal.
  • the leaf spring is approximately trapezoidal with an approximately V-shaped cutout or the like.
  • the trapezoidal configuration has been characterized as particularly optimized voltage, resulting in an optimal material terialaush. As a result, this type of execution is particularly space-and cost-optimized.
  • the end portions of the leaf spring are each formed as axle mounts for the roller.
  • additional components for roller bearing can be saved in an advantageous manner.
  • the end portions of the trapezoidal leaf spring can realize lateral guiding of the roller since the end portions can have correspondingly shaped angled portions.
  • the bends may have suitable recesses or the like as axle have recordings in which the axis of the roller is stored.
  • the end portions are bent by more than 90 ° relative to the leaf spring surface.
  • the preferred angular arrangement an optimal fixation of the axis of the roller by the bent end portions of the leaf spring and by the utilization of the resulting spring action can be realized.
  • the leaf spring may be integrally formed.
  • no layered construction is required for the leaf spring. This results in a low number of parts and a minimal hysteresis.
  • the targeted use can be realized in addition to the cost optimization and functional reliability with minimum space requirement with desired characteristic adjustment.
  • the compensation characteristic curve can be formed as a difference from the characteristic curve without compensation arrangement and the desired characteristic curve. Taking into account the given spring and pedal geometries, the curve contour necessary for achieving the desired characteristic curve can then be calculated.
  • Figure 1 is a schematic principle view of a first embodiment of the inventive arrangement
  • FIG. 2 shows a three-dimensional partial view of the first embodiment of the invention according to the arrangement according to Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic principle view of a second embodiment of the inventive arrangement
  • Figure 4 shows a three-dimensional arrangement of a leaf spring of the second embodiment of the arrangement according to the invention
  • FIG. 1 shows a schematic partial view of a first embodiment of an arrangement according to the invention for actuating a clutch, not shown, of a vehicle.
  • the arrangement according to the invention therefore comprises a clutch pedal 1, the movements of which are transmitted by means of kinematics to a disengagement device of the clutch (not shown).
  • the kinematics comprises in the illustrated embodiment, the clutch pedal 1 and a lever member 2, which are rigidly pivotable about a common pivot point 3 with each other.
  • the pedal angle ⁇ changes.
  • a roller 4 with a roller bearing 11 At the end remote from the clutch pedal 1 end of the lever member 2 is provided as a contact element, a roller 4 with a roller bearing 11.
  • the roller 4 is connected to a predetermined contour region 5 of a trained as a leaf spring 8 energy storage for adjusting the pedal force characteristic in plant.
  • the roller 4 can be moved along the contour region 5, so that are transmitted by the changing contour angle, which is denoted by ⁇ in Figure 1, to the kinematics or to the clutch pedal 1, wherein the pressure force generated by the leaf spring 8 in dependence of the respective contour angle ⁇ into a radial force component 6 and a tangential force component 7 are divided.
  • the radial force component 6 can be supported at the pivot point 3. However, the tangential force component 7 acts on the clutch pedal 1 via the lever member 2 as a compensation torque.
  • the contour region 5 is predetermined by the shape of the leaf spring 8.
  • the roller facing away from the end of the contour leaf spring 8 is fixed, for example, clamped to the vehicle frame.
  • a Compressive force generated By moving along the contour region 5 roller 4 is by the leaf spring 8 a Compressive force generated, which is transmitted via the respective changing contour angle ⁇ on the roller 4 and thus on the lever member 2 and the clutch pedal 1.
  • the contour of the leaf spring 8 causes the above-mentioned division into the individual force components.
  • the contour angle curve of the leaf spring 8 is selected so that the resulting summation torque on the clutch pedal 1 generated by the clutch and the compensation system, the desired desired force characteristic at the base.
  • the arrangement according to the invention Due to the arrangement according to the invention, a high functional reliability can be generated with a small space requirement with the designed as a simple over-center spring leaf spring 8 due to the reduced number of components.
  • this arrangement can be combined with a servo-assisted system.
  • the leaf spring material allows high surface pressures that make curing of the contour region 5 superfluous.
  • the arrangement according to the invention can be used in manual clutches in vehicles with high engine torques. However, other applications are conceivable.
  • Figure 2 shows the described first embodiment of the inventive arrangement as a three-dimensional representation. It can be seen from this illustration that the contour leaf spring 8 is held in one clamping 9 on one side. The clamping 9 is fixed to a pedal block 10 which is fixedly mounted on the vehicle.
  • Fig. 3 is a schematic principle view of a second possible embodiment and a second embodiment of the inventive arrangement is shown.
  • the second embodiment variant comprises as kinematics a leaf spring 12, which is clamped at one end on the vehicle side.
  • the free end of the leaf spring 12 is connected to a trained as a contact element roller 4 'via a corresponding roller bearing 11'.
  • a cam disc 13 rigidly connected to the clutch pedal 1' is provided in this embodiment variant.
  • the cam disk 13 has a changing contour angle ihn along its contour area 5 '.
  • the cam plate 13 is pivotally mounted about a pivot point 3 'common to the clutch pedal 1'.
  • the leaf spring 12 is approximately trapezoidal in shape as a so-called trapezoidal spring.
  • the leaf spring 12 has an approximately V-shaped cutout 14.
  • the leaf spring 12 has a clamping area 19 with which it can be fastened on the vehicle side. Due to the approximately V-shaped cutout 14 on the leaf spring 12 results in the free End of the leaf spring 12 end portions 15, 15 '. The end portions 15, 15 'serve to support the axle 16 of the roller 4'.
  • the end portions 15, 15' each bent bends 17, 17 'or bends, which is an angle ⁇ of 80 ° to 100 °, preferably less than or equal to 90 ° between the bottom of the underside Leaf spring 12 and the surface of the end portions 17, 17 'have.
  • the roller 4 'mounted in this manner at the free end of the leaf spring 12 is pressed against the contour region of the cam disc 13 due to the spring force of the leaf spring 12, thereby transmitting a compressive force to the cam disc 13.
  • the contour or the contour angle ⁇ of the cam disc 13 causes a division of the pressure force into a radial force component 6 'and a tangential force component T.
  • the radial component 6 ' is transmitted to the common pivot 3' of the cam 13 and the clutch pedal 1 ', wherein the tangential force component T via the cam 13 transmits a compensation torque to the clutch pedal 1'.
  • the compensation torque can be used in the inventive arrangement for pedal force characteristic optimization.
  • Lever element 3 'fulcrum, 4' roller, 5 'contour area, 6' radial force component, 7 'tangential force component

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Abstract

Es wird eine Anordnung zum Betätigen einer Kupplung eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei der eine Bewegung eines Kupplungspedals mittels einer Kinematik auf eine Ausrückeinrichtung der Kupplung übertragen wird, wobei das Kupplungspedal (l) über die Kinematik mit zumindest einem Energiespeicher mittels einem an einem vorbestimmten Konturbereich (5,5') entlang bewegbaren Kontaktelement zum Anpassen der Pedalkraftkennlinie gekoppelt wird. Erfindungsgemäß kann der Konturbereich zumindest abschnittsweise durch die Formgebung eines als Energiespeicher vorgesehenen Federelements vorgegeben sein. Des Weiteren wird eine Anordnung zum Betätigen einer Kupplung eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei der als Energiespeicher eine Blattfeder vorgesehen ist, an der das Kontaktelement befestigt ist, und bei der ein an einer Kurvenscheibe vorgesehene Konturbereich mit dem Kupplungspedal fest verbunden ist.

Description

Anordnung zum Betätigen einer Kupplung eines Fahrzeuges
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betätigen einer Kupplung eines Fahrzeuges, bei der eine Bewegung eines Kupplungspedals mittels einer Kinematik auf eine Ausrückeinrichtung übertragbar ist, wobei das Kupplungspedal über die Kinematik mit zumindest einem Energiespeicher mittels einem an einem vorbestimmten Konturbereich entlang bewegbaren Kontaktelement zum Anpassen der Pedalkraftkennlinie gekoppelt ist.
Beispielsweise aus der Druckschrift DE 101 04 665 A1 ist eine Ausrückvorrichtung für eine hydraulisch betätigte Kupplung eines Kraftfahrzeuges bekannt. Die Ausrückvorrichtung weist einen mit einer hydraulischen Anlage verbundenen Energiespeicher auf. Der Energiespeicher ist mit einem Pedal über eine Kinematik verbunden, mit welcher sich eine Anpassung der Pedalkräfte an dem Pedalweg erzielen lässt. Durch die Anlenkung des Energiespeichers am Pedal lässt sich die Pedalkraft entlang der zweiten Hälfte des Pedalweges spürbar verringern, um die in der Kupplung des Kraftfahrzeuges wirkende maximale Federkraft gegen Ende des Pedalweges leichter überwinden zu können.
Bei einer Ausführung der bekannten Ausrückvorrichtung ist ein Ende des Energiespeichers mit einem Hebel verbunden, an dem eine Abrollkurve vorgesehen ist, auf weicher eine Rolle ablaufen kann, die an einem Ausleger des Kupplungspedals angeordnet ist. Nach dem Überwinden eines Totpunktes läuft die Rolle auf der Abrollkurve entlang und erfährt eine Unterstützungskraft durch den Energiespeicher, so dass die aufzubringende Pedalkraft verringert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Betätigen einer Kupplung eines Fahrzeuges der eingangsgenannten Gattung vorzuschlagen, welche möglichst einfach aufgebaut ist und eine optimale Pedalkraftanpassung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Anordnung zum Betätigen einer Kupplung eines Fahrzeuges gelöst, bei der eine Bewegung eines Kupplungspedals mittels einer Kinematik auf eine Ausrückeinrichtung übertragen wird, wobei das Kupplungspedal über die Kinematik mit zumindest einem Energiespeicher mittels einem an einem vorbestimmten Konturbereich entlang bewegbaren Kontaktelement zum Anpassen der Pedalkraftkennlinie gekoppelt ist, wobei der Konturbereich zumindest abschnittsweise durch die Formgebung eines, als Energiespeicher vorgesehenen Federelement oder dergleichen, ausgebildet ist.
Somit kann eine kostenoptimierte Pedalkraftkennlinienanpassung für Kupplungen allein durch die Wahl einer vorbestimmten Form des Federelementes auf einfachste Weise realisiert werden, ohne dass Einbußen beispielsweise bezüglich der Funktionalität der Anordnung auftre- ten. Auf diese Weise kann nicht nur eine Kostenoptimierung, sondern auch eine Komfortsteigerung bei der Betätigung der Kupplung eines Fahrzeuges mit der erfindungsgemäßen Anordnung erzielt werden.
Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann als Federelement eine Konturblattfeder oder dergleichen vorgesehen sein, an dessen vorbestimmten Konturbereich als Kontaktelement eine Laufrolle oder dergleichen entlang bewegt werden kann, um einen vorbestimmten Pedalkraftverlauf an dem Kupplungspedal für einen Bediener zu realisieren. Eine Blattfeder ist aufgrund ihrer äußeren Formgebung besonders zum Einsatz geeignet, jedoch können auch andere Energiespeicher mit ähnlichen Eigenschaften verwendet werden. Durch das Vorsehen des Konturbereiches direkt an dem Federelement sind bei der erfindungsgemäßen Anordnung keine weiteren Bauteile erforderlich, so dass sich ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau bei der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt.
Um eine entsprechende Kompensationskraft an dem Federelement bzw. an der Konturblattfeder zu erzeugen, wird das dem Kontaktelement abgewandte Ende ortsfest beispielsweise am Gehäuse oder dergleichen eingespannt bzw. befestigt. Der durch die Formgebung der Blattfeder vorgegebene Konturbereich ist in der Regel durch einen sich verändernden Konturwinkelverlauf charakterisiert. Aus diesem bestimmten Konturwinkelverlauf resultiert letztendlich dann die jeweils an das verwendete System angepasste Pedalkraftkennlinie.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird gemäß einer nächsten Weiterbildung durch den charakteristischen Konturwinkelverlauf eine Druckkraft durch das Federelement erzeugt und entsprechend des Konturwinkels auf das Kontaktelement bzw. auf die Laufrolle übertragen. Die erzeugte und übertragene Druckkraft wird in Abhängigkeit des jeweiligen Konturwinkels in eine radiale Kraftkomponente und eine tangentiale Kraftkomponente aufgeteilt. Diese Kraftkomponenten werden mittels der Kinematik auf das Kupplungspedal übertragen. Die Kinematik kann vorzugsweise ein mit dem Kupplungspedal starr verbundenes Hebelelement umfassen, wobei das Hebelelement an dem dem Kupplungspedal abgewandten Ende das Kontaktelement bzw. die Laufrolle aufweist. Auf diese Weise wird die Kompensationskraft über die Kinematik in ein Kompensationsdrehmoment gewandelt, da das Kupplungspedal und das Hebeelement vorzugsweise um einen gemeinsamen Drehpunkt schwenkbar gelagert sind. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Anordnung wird die radiale Kraftkomponente an den Drehpunkt abgestützt, wobei die tangentiale Kraftkomponente über das Hebelement ein Kompensationsdrehmoment an dem Kupplungspedal bewirkt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der Verwendung einer Blattfeder daraus, dass es bei einer Blattfeder aufgrund ihrer hohen Flächenpressung nicht notwendig ist, diese durch zusätzliche Aufwendungen speziell zu härten, damit der Konturbereich durch das Abrollen des Kontaktelements keinem frühzeitigen Verschleiß unterliegt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Anordnung zum Betätigen einer Kupplung eines Fahrzeuges gelöst, bei der eine Bewegung eines Kupplungspedals über eine Kinematik auf eine Ausrückeinrichtung übertragbar ist, wobei das Kupplungspedal über die Kinematik mit zumindest einem Energiespeicher mittels einem an einem vorbestimmten Konturbereich entlang bewegbaren Kontaktelement zum Anpassen der Pedalkraftkennlinie gekoppelt ist. Erfindungsgemäß kann als Energiespeicher eine Blattfeder oder dergleichen vorgesehen sein, an der das Kontaktelement befestigt ist, wobei der an einer Kurvenscheibe vorgesehene Konturbereich mit dem Kupplungspedal fest verbunden ist.
Mit dieser weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann ebenfalls eine optimale Anpassung der erforderlichen Pedalkraft an die Kupplungskennlinie ermöglicht werden. Diese Variante zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie besonders kostengünstig ist. Im Unterschied zu der oben beschriebenen Variante, ist bei dieser Ausführungsform der Konturbereich quasi starr mit dem Kupplungspedal verbunden, wobei das Kontaktelement mit der Blattfeder derart gekoppelt ist, dass das Kontaktelement entlang des vorbestimmten Konturbereiches bewegt werden kann. Durch diese Wirkverbindung kann eine gewünschte Anpassung der Pedalkraftkennlinie zum Betätigen der Kupplung auf einfachste Weise realisiert werden. Mit besonderem Vorteil wird bei dieser Art der Anordnung eine Kostenoptimierung ohne Verlust der Funktionalität ermöglicht.
Eine nächste Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Ende der Blattfeder fahrzeugseitig eingespannt bzw. befestigt ist, wobei das abgewandte freie Ende der Blattfeder mit dem Kontaktelement befestigt ist. Üblicherweise ist die fahrzeugseitige Anbindung der Blattfeder an dem Fahrzeugrahmen oder an dem Pedalblock vorgesehen, um Drehmomente, Längs- und Normalkräfte sicher aufnehmen zu können, die beim Betätigen des Kupplungspedals auftreten.
Um eine optimale Wirkverbindung zwischen der Blattfeder und dem vorbestimmten Konturbereich zu realisieren, kann vorzugsweise als Kontaktelement eine Laufrolle oder dergleichen verwendet werden. Die Laufrolle kann beim Betätigen des Kupplungspedals auf einfachste Weise entlang des vorbestimmten Konturbereiches abrollen. Dadurch, dass die Laufrolle mit der Federkraft der Blattfeder beaufschlagt wird, kann eine Druckkraft auf den Konturbereich aufgebracht werden. - A -
Bei der beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Konturbereich als starr mit dem Kupplungspedal verbundene Kurvenscheibe oder dergleichen ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die Kurvenscheibe einen sich verändernden Konturwinkel bzw. Konturwinkelverlauf auf. Dies ist erforderlich, um eine entsprechende Anpassung der Pedalkraftkennlinie zu ermöglichen. Die Kurvenscheibe und das Kupplungspedal können um einen gemeinsamen Drehpunkt beim Betätigen der Kupplung des Kupplungspedals geschwenkt werden.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung kann durch den sich verändernden Konturwinkelverlauf die Druckkraft in Abhängigkeit des jeweiligen Konturwinkels der Kurvenscheibe in eine radiale Kraftkomponente und eine tangentiale Kraftkomponente aufgeteilt werden, um so einen vorbestimmten Pedalkraftverlauf zu realisieren. Dies kann insbesondere dadurch ermöglicht werden, dass die radiale Kraftkomponente in vorteilhafter Weise am gemeinsamen Drehpunkt des Kupplungspedals und der Kurvenscheibe abgestützt wird, wobei die tangentiale Kraftkomponente über die Kinematik zum Kupplungspedaldrehpunkt übertragen wird und in Folge dessen ein Kompensationsdrehmoment auf das Kupplungspedal bewirkt, um eine gewünschte Anpassung der Pedalkraftkennlinie zu realisieren.
Der Konturwinkelverlauf der Kurvenscheibe kann aus einer Ist-Kennlinie der Kupplung, einer Wunschkennlinie und Geometriedaten der Blattfeder und des Kupplungspedals derart berechnet und ausgestaltet werden, dass das resultierende Summenmoment der Kupplung und der Kompensationsanordnung eine angestrebte Wunschkraftkennlinie am Fußpunkt des Kupplungspedals erzeugt.
Um die gewünschte Pedalkraftkennlinieanpassung auf einfachste Weise zu realisieren, kann gemäß einer nächsten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Blattfeder etwa trapezförmig mit einem etwa V-förmigen Ausschnitt oder dergleichen ausgebildet ist. Es sind auch andere konstruktive Ausgestaltungen der Blattfeder denkbar, jedoch hat sich die trapezförmige Ausgestaltung als besonders spannungsoptimiert ausgezeichnet, wodurch sich eine optimale Ma- terialausnutzung ergibt. Dadurch ist diese Art der Ausführung besonders bauraum- und kostenoptimiert.
Um eine Laufrollenführung an der Blattfeder zu realisieren, sind die Endabschnitte der Blattfeder jeweils als Achsaufnahmen für die Laufrolle ausgebildet. Dadurch können in vorteilhafter Weise zusätzliche Bauteile zur Laufrollenlagerung eingespart werden. Insbesondere können die Endabschnitte der trapezförmigen Blattfeder ein seitliches Führen der Laufrolle realisieren, da die Endabschnitte entsprechend geformte Abwinklungen aufweisen können. Beispielsweise können die Abwinklungen geeignete Ausnehmungen oder dergleichen als Achs- aufnahmen haben, in denen die Achse der Laufrolle gelagert wird. Durch diese Art der Aufnahme der Laufrolle können insbesondere an der Laufrolle wirkende Längs- und Querkräfte sicher aufgenommen werden, da die Blattfeder in diesen Richtungen besonders steif ausgebildet ist.
Vorzugsweise sind die Endabschnitte um mehr als 90° bezogen auf die Blattfederfläche gebogen. Es sind auch andere Winkelanordnungen möglich. Jedoch kann durch die bevorzugte Winkelanordnung eine optimale Fixierung der Achse der Laufrolle durch die umgebogenen Endabschnitte der Blattfeder und durch die Ausnutzung der daraus resultierenden Federwirkung realisiert werden. Es sind auch andere Ausführungen denkbar, um die Achse der Laufrolle entsprechend zu lagern und zu führen. Bei der vorbeschriebenen Art und Weise ergibt sich neben der Kosten- und Bauraumoptimierung auch ein geringer Montageaufwand aufgrund der einfachen konstruktiven Ausgestaltung.
Gemäß einer nächsten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Blattfeder einteilig ausgebildet sein. Somit ist keine geschichtete Bauweise bei der Blattfeder erforderlich. Dadurch ergibt sich eine geringe Teilezahl und eine minimale Hysterese.
Durch die gezielte Verwendung können neben der Kostenoptimierung auch eine Funktionssicherheit bei geringstem Bauraumbedarf mit gewünschter Kennlinienanpassung realisiert werden. Zur Bestimmung der vorbestimmten Kurvenkontur kann zunächst die Kompensationskennlinie als Differenz aus der Kennlinie ohne Kompensationsanordnung und der Wunschkennlinie gebildet werden. Unter Berücksichtigung der gegebenen Feder und Pedalgeometrien kann dann die zur Erreichung der Wunschkennlinie notwendige Kurvenkontur berechnet werden.
Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auch auf die Beschreibung der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung verwiesen. Insbesondere ist es möglich, die beiden Anordnungsvarianten zumindest teilweise miteinander zu kombinieren.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Prinzipansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung;
Figur 2 eine dreidimensionale Teilansicht der ersten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Anordnung gemäß Figur 1 ;
Figur 3 eine schematische Prinzipansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung;
Figur 4 eine dreidimensionale Anordnung einer Blattfeder der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung
In Figur 1 ist eine schematische Teilansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Betätigen einer nicht weiter dargestellten Kupplung eines Fahrzeuges gezeigt.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst demnach ein Kupplungspedal 1 , dessen Bewegungen mittels einer Kinematik auf eine nicht weiter dargestellte Ausrückeinrichtung der Kupplung übertragen wird. Die Kinematik umfasst bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Kupplungspedal 1 und ein Hebelelement 2, welche starr miteinander um einen gemeinsamen Drehpunkt 3 schwenkbar sind. Wenn das Kupplungspedal 1 getreten wird, ändert sich der Pedalwinkel φ .
An dem dem Kupplungspedal 1 abgewandten Ende des Hebelelements 2 ist als Kontaktelement eine Laufrolle 4 mit einem Rollenlager 11 vorgesehen. Die Laufrolle 4 ist mit einem vorbestimmten Konturbereich 5 eines als Blattfeder 8 ausgebildeten Energiespeichers zum Anpassen der Pedalkraftkennlinie in Anlage. Die Laufrolle 4 kann entlang des Konturbereiches 5 bewegt werden, so dass durch den sich ändernden Konturwinkel, welcher mit ξ in Figur 1 bezeichnet ist, auf die Kinematik bzw. auf das Kupplungspedal 1 übertragen werden, wobei die durch die Blattfeder 8 erzeugte Druckkraft in Abhängigkeit des jeweiligen Konturwinkels ξ in eine radiale Kraftkomponente 6 und eine tangentiale Kraftkomponente 7 aufgeteilt werden.
Die radiale Kraftkomponente 6 kann an dem Drehpunkt 3 abgestützt werden. Die tangentiale Kraftkomponente 7 jedoch wirkt über das Hebelelement 2 als ein Kompensationsdrehmoment auf das Kupplungspedal 1.
Erfindungsgemäß ist bei der ersten Ausführungsform der Anordnung der Konturbereich 5 durch die Formgebung der Blattfeder 8 vorgegeben. Dabei ist das der Laufrolle abgewandte Ende der Konturblattfeder 8 ortsfest beispielsweise an dem Fahrzeugrahmen eingespannt. Durch die entlang des Konturbereiches 5 bewegte Laufrolle 4 wird durch die Blattfeder 8 eine Druckkraft erzeugt, die über den jeweils sich verändernden Konturwinkel ξ auf die Laufrolle 4 und somit auf das Hebelelement 2 sowie das Kupplungspedal 1 übertragen wird.
Die Kontur der Blattfeder 8 bewirkt die oben genannte Aufteilung in die einzelnen Kraftkomponenten. Der Konturwinkelverlauf der Blattfeder 8 ist so gewählt, dass das resultierende Summenmoment am Kupplungspedal 1 durch die Kupplung und durch das Kompensationssystem die angestrebte Wunschkraftkennlinie am Fußpunkt erzeugt.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann aufgrund der reduzierten Bauteilanzahl eine hohe Funktionssicherheit bei geringem Bauraumbedarf mit der als einfache Übertotpunktfeder ausgebildeten Blattfeder 8 erzeugt werden. Beispielsweise kann diese Anordnung mit einem servounterstützten System kombiniert werden. Darüber hinaus erlaubt das Blattfedermaterial hohe Flächenpressungen, die das Härten des Konturbereiches 5 überflüssig machen. Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Anordnung bei manuellen Kupplungen bei Fahrzeugen mit hohen Motordrehmomenten eingesetzt werden. Es sind jedoch auch andere Einsatzbereiche denkbar.
Figur 2 zeigt die beschriebene erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung als dreidimensionale Darstellung. Es ist aus dieser Darstellung ersichtlich, dass die Konturblattfeder 8 in einer Einspannung 9 einseitig gehalten ist. Die Einspannung 9 ist an einem Pedalblock 10 befestigt, der ortsfest an dem Fahrzeug angebracht ist.
In Fig. 3 wird eine schematische Prinzipansicht einer zweiten möglichen Ausführungsform bzw. einer zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt.
Die zweite Ausführungsvariante umfasst als Kinematik eine Blattfeder 12, die mit einem Ende fahrzeugseitig eingespannt ist. Das freie Ende der Blattfeder 12 ist mit einer als Kontaktelement ausgebildeten Laufrolle 4' über ein entsprechendes Rollenlager 11' verbunden. Als Konturbereich 5' ist bei dieser Ausführungsvariante eine mit dem Kupplungspedal 1' starr verbundene Kurvenscheibe 13 vorgesehen. Die Kurvenscheibe 13 weist entlang ihres Konturbereiches 5' einen sich verändernden Konturwinkel ξ auf. Die Kurvenscheibe 13 ist um einen Drehpunkt 3' gemeinsamen mit dem Kupplungspedal 1' schwenkbar gelagert.
Fig. 4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Blattfeder 12 gemäß Fig. 3. Aus dieser Ansicht wird deutlich, dass die Blattfeder 12 etwa trapezförmig als so genannte Trapezfeder ausgebildet ist. Die Blattfeder 12 weist einen etwa V-förmigen Ausschnitt 14 auf. Ferner besitzt die Blattfeder 12 einen Einspannbereich 19, mit dem sie fahrzeugseitig befestigt werden kann. Durch den etwa V-förmigen Ausschnitt 14 an der Blattfeder 12 ergeben sich an dem freien Ende der Blattfeder 12 Endabschnitte 15, 15'. Die Endabschnitte 15, 15' dienen zur Lagerung der Achse 16 der Laufrolle 4'. Um eine optimale Lagerung der Laufrolle 4' zu gewährleisten, weisen die Endabschnitte 15, 15' jeweils umgebogene Abwinklungen 17, 17' oder Umbiegungen auf, die einen Winkel α von 80° bis 100°, vorzugsweise kleiner gleich 90° zwischen unterer der Unterseite der Blattfeder 12 und der Fläche der Endabschnitte 17, 17' aufweisen.
An den Abwinklungen 17, 17' sind zum Aufnehmen der Achse 16 der Laufrolle 4' entsprechende Ausnehmungen 18, 18' vorgesehen. Auf diese Weise kann die Achse 16 der Laufrolle 4' optimal gelagert werden.
Die auf diese Weise am freien Ende der Blattfeder 12 gelagerte Laufrolle 4' wird aufgrund der Federkraft der Blattfeder 12 gegen den Konturbereich der Kurvenscheibe 13 gepresst, so dass dadurch eine Druckkraft auf die Kurvenscheibe 13 übertragen wird. Die Kontur bzw. der Konturwinkel ξ der Kurvenscheibe 13 bewirkt eine Aufteilung der Druckkraft in eine radiale Kraftkomponente 6' und eine tangentiale Kraftkomponente T . Die radiale Komponente 6' wird auf den gemeinsamen Drehpunkt 3' der Kurvenscheibe 13 und des Kupplungspedals 1' übertragen, wobei die tangentiale Kraftkomponente T über die Kurvenscheibe 13 ein Kompensationsdrehmoment auf das Kupplungspedal 1' überträgt. Somit kann das Kompensationsdrehmoment bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur Pedalkraftkennlinienoptimierung verwendet werden.
Bezugszeichenliste
, r Kupplungspedal
Hebelelement , 3' Drehpunkt , 4' Laufrolle , 5' Konturbereich , 6' radiale Kraftkomponente , 7' tangentiale Kraftkomponente
Konturblattfeder
Einspannung 0 Pedalblock 1 , 11' Rollenlager 2 Blattfeder 3 Kurvenscheibe 4 V-förmiger Ausschnitt 5, 15' Endabschnitt 6 Achse 7, 17' Abwinklung 8, 18' Ausnehmung 9 Einspannbereich

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zum Betätigen einer Kupplung eines Fahrzeuges, bei der eine Bewegung eines Kupplungspedals (1) über eine Kinematik auf eine Ausrückeinrichtung übertragbar ist, wobei das Kupplungspedal (1) über die Kinematik mit zumindest einem Energiespeicher mittels einem an einem vorbestimmten Konturbereich (5) entlang bewegbaren Kontaktelement zum Anpassen der Pedalkraftkennlinie gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Konturbereich (5) zumindest abschnittsweise durch die Formgebung eines als Energiespeicher vorgesehenen Federelements vorgegeben ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Federelement eine Konturblattfeder (8) vorgesehen ist, an dessen vorbestimmten Konturbereich (5) als Kontaktelement eine Laufrolle (4) entlang bewegbar ist, um einen vorbestimmten Pedalkraftverlauf zu realisieren.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturblattfeder (8) an dem dem Kontaktelement abgewandten Ende ortsfest in einer Einspannung (9) gehalten ist.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Konturbereich (5) der Konturblattfeder (8) einen sich verändernden Konturwinkel (ξ ) aufweist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch den sich verändernden Konturwinkel (ξ ) eine Druckkraft auf das Kontaktelement übertragbar ist, wobei die Druckkraft in Abhängigkeit des jeweiligen Konturwinkels (ξ ) in eine radiale Kraftkomponente (6) und eine tangentiale Kraftkomponente (7) aufteilbar ist.
6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kinematik ein mit dem Kupplungspedal (1) starr verbundenes Hebelelement (2) umfasst, welches an dem dem Kupplungspedal (1) abgewandten Ende das Kontaktelement aufweist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungspedal (1) und das Hebelelement (2) um einen gemeinsam Drehpunkt (3) schwenkbar gelagert sind.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Kraftkomponente an dem Drehpunkt (3) abstützbar ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die tangentiale Kraftkomponente über das Hebelelement (2) ein Kompensationsdrehmoment auf das Kupplungspedal (1) überträgt.
10. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturblattfeder (8) aus einem Werkstoff mit hoher Festigkeit gefertigt ist, um eine hohe Flächenpressung vorzusehen.
11. Anordnung zum Betätigen einer Kupplung eines Fahrzeuges, bei der eine Bewegung eines Kupplungspedals (1) über eine Kinematik auf eine Ausrückeinrichtung übertragbar ist, wobei das Kupplungspedal (1) über die Kinematik mit zumindest einem Energiespeicher mittels einem an einem vorbestimmten Konturbereich (5') entlang bewegbaren Kontaktelement zum Anpassen der Pedalkraftkennlinie gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Energiespeicher eine Blattfeder (12) vorgesehen ist, an der das Kontaktelement befestigt ist, und dass der an einer Kurvenscheibe (13) vorgesehene Konturbereich (5') mit dem Kupplungspedal (1') fest verbunden ist.
12. Anordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der Blattfeder (12) fahrzeugseitig eingespannt ist, wobei ein freies Ende der Blattfeder (12) mit dem Kontaktelement befestigt ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement als Laufrolle (4') ausgebildet ist.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch die mit der Federkraft der Blattfeder (12) beaufschlagte Laufrolle (4') eine Druckkraft auf den vorbestimmten Konturbereich (5') der Kurvenscheibe (13) aufbringbar ist.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibe (13) starr mit dem Kupplungspedal (1') verbunden ist.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungspedal (1') und die Kurvenscheibe (13) um einen gemeinsam Drehpunkt (3') schwenkbar gelagert sind.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibe (13) einen sich verändernden Konturwinkel (ξ ) entlang des Konturbereiches (5') aufweist.
18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch den sich verändernden Konturwinkel (ξ ) eine Druckkraft auf die Kurvenscheibe (13) übertragbar ist, wobei die Druckkraft in Abhängigkeit des jeweiligen Konturwinkels (ξ ) in eine radiale Kraftkomponente (6') und eine tangentiale Kraftkomponente (7') aufteilbar ist.
19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Kraftkomponente (6') an dem Drehpunkt (3') abstützbar ist, wobei die tangentiale Kraftkomponente (7') über die Kurvenscheibe (13) ein Kompensationsdrehmoment auf das Kupplungspedal (1) überträgt.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (12) etwa trapezförmig mit einem etwa V-förmigen Ausschnitt (14) ausgebildet ist.
21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass an den durch den V- förmigen Ausschnitt (14) gebildeten Endabschnitten (15, 15') der Blattfeder (12) jeweils Abwinklungen (17, 17') zur Aufnahme der Laufrolle (4') vorgesehen sind.
22. Anordnung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abwinklungen (17, 17') Ausnehmungen (18, 18') zur Aufnahme der Achse (16) der Laufrolle (4') aufweisen.
23. Anordnung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwinklungen (17, 17') um einen Winkel (α) von 80° bis 100°, vorzugsweise kleiner gleich 90° bezogen auf die untere Blattfederfläche gebogen sind.
24. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (12) einteilig ausgebildet ist.
25. Anordnung zum Betätigen einer Kupplung eines Fahrzeuges, bei der ein Pedalweg eines Kupplungspedals (1) über eine Kinematik auf eine Ausrückeinrichtung übertragbar ist, wobei das Kupplungspedal (1) mit einem fahrzeugfest angeordneten Energiespeicher (8, 12) in Wechselwirkung tritt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kupplungspedal (1) und Energiespeicher (8, 12) ein Konturbereich (5, 5') in der Weise angeordnet ist, dass über den Pedalweg des Kupplungspedals (1) eine nicht lineare Kraft auf das Kupplungspedal (1) wirkt.
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