WO2010130598A1 - Betätigungssystem für eine kupplung - Google Patents

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WO2010130598A1
WO2010130598A1 PCT/EP2010/055994 EP2010055994W WO2010130598A1 WO 2010130598 A1 WO2010130598 A1 WO 2010130598A1 EP 2010055994 W EP2010055994 W EP 2010055994W WO 2010130598 A1 WO2010130598 A1 WO 2010130598A1
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WO
WIPO (PCT)
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contact surface
clutch
release bearing
clutch release
actuating element
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/055994
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gustavo Gioria
Sergio Paula
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg filed Critical Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
Priority to DE112010001960T priority Critical patent/DE112010001960A5/de
Publication of WO2010130598A1 publication Critical patent/WO2010130598A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D23/14—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D23/14—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings
    • F16D2023/141—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings characterised by using a fork; Details of forks

Definitions

  • the invention relates to an actuating system for a clutch.
  • the actuation system according to the invention is used in motor vehicles.
  • the actuating system comprises an actuating element, which is pivotable about an axis aligned in the Z-coordinate direction for actuating the clutch.
  • the actuating element cooperates with a clutch release bearing, for which purpose the actuating element has a first contact surface and the clutch release bearing has a second contact surface.
  • the clutch release bearing is slidably aligned along a shaft in the X coordinate direction.
  • Such actuation systems are used in transmissions of motor vehicles, in particular to enable the actuation of a friction clutch in the drive train of a motor vehicle.
  • either the actuating element or the clutch release bearing is designed such that one of the two elements has formed a flat profile as a contact surface.
  • the contact surface of the clutch release bearing is formed flat
  • the contact surface of the actuating element is curved.
  • the curved contact surface is formed by a simple radius.
  • the disadvantage of this design is that there is a lot of wear around the contact surfaces.
  • the German patent DE 195 35 722 C2 discloses an actuating device for a friction clutch of a motor vehicle.
  • the pivotable release lever which cooperates with the axially movable release bearing, has formed a curved contact surface.
  • the contact surface of the release bearing is flat.
  • German Offenlegungsschrift DE 22 54 081 discloses a friction clutch.
  • the actuating lever has a flat rolling surface, since the rolling surface is formed curved on the release bearing.
  • German laid-open specification DE 19 731 612 A1 discloses an actuating system for friction clutches.
  • an axially displaceable release bearing is arranged in the gear housing.
  • a releaser is connected, which cooperates with a corresponding release lever.
  • the release lever is mounted at its end in the transmission housing and contacted with its central region the releaser. In this case, the contact surface is crowned on one component and straight on the other component.
  • European Patent EP 06 373 62 B1 discloses a pressure actuable clutch mechanism for motor vehicles.
  • the lever is actuated by pressure from a release element.
  • the contact surface of the release bearing is straight and the contact surface of the release fork for this purpose is formed correspondingly spherical.
  • German Offenlegungsschrift 24 26 758 discloses a friction clutch for motor vehicles.
  • a release fork is pivotally mounted on a fixed axis in the clutch housing. Through the release fork, an axially displaceable release bearing is actuated. In the contact area between the release fork and the release bearing rolling elements are freely rotatably arranged.
  • British Patent 15 88 081 also discloses a clutch release mechanism.
  • rolling elements are also arranged between the actuating lever and the release bearing to reduce the friction between the two components.
  • US Pat. No. 4,997,075 also discloses a clutch release bearing and a retaining mechanism therefor.
  • the contact surface between the release lever and the release bearing can be formed by a molding.
  • the shape is also formed spherical.
  • German Offenlegungsschrift DE 198 27 365 A1 discloses a clutch release lever with rollers.
  • a clutch release mechanism for heavy duty applications includes a clutch release sleeve, a clutch release bearing, and a forked clutch release lever.
  • the Kupplungsaus Weghülse is provided at one end with means with which it is engaged with a He-.
  • the clutch release bearing engages a second end of the clutch release sleeve and has an inner race which is non-rotatably connected to a second end of the Kupplungsaus Weghülse.
  • On each of the two arms of the forked clutch release lever rollers are arranged, which are to be brought into engagement with an outer race of the clutch release bearing.
  • European Patent Application EP 0474 546 A1 also discloses a clutch release bearing.
  • the clutch release lever is formed spherically and cooperates with a correspondingly identical shaped complete formation of the clutch release bearing.
  • the invention has for its object to provide an actuating system for a clutch mechanism, wherein the contact surfaces between the actuating element and the clutch release bearing are designed such that the slip and the friction between the components is minimized.
  • An actuation system for a clutch finds particular application in motor vehicles.
  • the actuating system has an actuating element, which is pivotable about an axis oriented in the Z-coordinate direction for actuating the clutch.
  • the actuating element cooperates with a clutch release bearing, for which purpose the actuating element is a first Contact surface and the clutch release bearing have formed a second contact surface.
  • the clutch release bearing is slidably disposed along a shaft, the shaft itself is aligned in the X coordinate direction.
  • the first contact surface and the second contact surface are formed such that upon actuation of the coupling, a contact point between the first contact surface and the second contact surface along a line aligned in the Y coordinate direction is movable.
  • the contact point formed by the contact of the first contact surface and the second contact surface has a same instantaneous speed on both contact surfaces when the clutch is actuated.
  • the actuating element is designed as a lever.
  • the lever is pivotally mounted at a first free end about the axis.
  • At a second free end of the lever an attack position for an operation is formed.
  • the contact surface is disposed on the lever between the first free end and the second free end.
  • the actuating element is designed as a fork.
  • the fork has two mounted on an actuating shaft leg, which are thus pivotable about the axis.
  • Each of the free ends of the legs carries the first contact surface, which is engageable with the second contact surface of the release bearing.
  • the first contact surface of the actuating element is formed spirally.
  • the contact surface has a circumferential length which corresponds to a movement length of the contact point between the first contact surface and the second contact surface when it moves along the height of the clutch release bearing upon actuation of the clutch.
  • the second contact surface on the clutch release bearing is concave.
  • the actuating element and a housing for the clutch release bearing which usually also carries the second contact surface, may be made of metal or be made of a polymer. It is also possible to optionally produce the actuator or the housing of the clutch release bearing made of metal or polymer.
  • Figure 1 shows the actuating element according to the invention, which is designed in this embodiment as a lever.
  • Figure 2 shows a side view of a leg of the actuating element, wherein the actuating element is formed in this embodiment as a fork.
  • Figure 3 shows a perspective view of the embodiment of the actuating element, which is designed as a fork.
  • Figure 4 shows a side view of the clutch release bearing with the on
  • Figure 5 shows the assembled unit of actuator, which is here a lever and the release bearing.
  • Figure 6a shows the actuator according to the invention and its orientation with respect to the Cartesian coordinate system.
  • Figure 6b shows the clutch release bearing with respect to the actuator of Figure 6a.
  • Figure 7 shows schematically the course of the contact point P during the
  • FIG. 8 shows the actuating element according to the invention and the shape of the first contact surface.
  • FIG. 9 shows the association of the points of contact between the first
  • Figure 10 shows a schematic view of the housing of the clutch release bearing, wherein here the difference between the clutch release bearing of the prior art and the invention is shown.
  • the actuating element 2 is designed as a lever 14 in the embodiment shown here.
  • the lever 14 has a first free end 15 and a second free end 16.
  • an axis 4 is arranged, about which the lever 14 is pivotable.
  • an engagement position 17 is formed on which an actuating element can engage, via which the lever 14 can execute the pivoting movement about the axis 4.
  • the first contact surface 10 is formed. This first contact surface 10 occurs upon actuation of the lever 14 with a second contact surface 20 in contact, which is formed on the clutch release bearing 6.
  • Figure 2 shows a side view of a leg 24 of the actuating element 2.
  • the actuating element 2 is in the form of a fork 22 is formed.
  • the fork 22 consists of two legs
  • the fork 22 is formed pivotable about the axis 4.
  • each of the legs 24 has a free end 25.
  • the first contact surface 10 is formed in the area of the free end 25 of each leg 24, the first contact surface 10 is formed.
  • the first contact surface 10 comes into contact with a correspondingly second contact surface 20 formed on the clutch release bearing 6, in order thus to actuate the clutch release bearing 6.
  • the clutch release bearing 6 is arranged axially displaceably on a shaft 7.
  • the clutch release bearing 6 may have a housing 30.
  • the clutch release bearing 6 or the housing 30 have formed the second contact surface 20, which cooperates with the first contact surface 10 of the actuating element 2.
  • FIG. 5 shows the actuating element, which in the embodiment illustrated here is designed as a lever 14 in interaction with the clutch release bearing 6.
  • the clutch release bearing 6 is arranged axially displaceable on the shaft 7.
  • the actuating element 2 is likewise arranged such that the first contact surface likewise lies in the region of the shaft 7.
  • the first contact surface and the second contact surface 20 cooperate in such a way that a displacement of the clutch release bearing 6 in the axial direction is effected.
  • Figures 6a and 6b show the interaction of the actuating element 2 with the clutch release bearing 6.
  • the actuating element 2 pivots about the axis 4.
  • the axis 4 is aligned in the Z coordinate direction.
  • the actuating element 2 is arranged substantially along a line 12 in the Y-coordinate direction.
  • the first contact surface of the actuating element 2 thus interacts with the second contact surface of the clutch release bearing 6.
  • the clutch release bearing 6 is moved in the direction of the shaft 7.
  • the shaft 7 is aligned along the X coordinate direction.
  • the actuation of the actuating element 2 can be effected by the actuation of the clutch pedal. the.
  • the pivoting movement of the actuating element 2 is transmitted by the clutch release bearing 6 in a linear movement in the direction of the X coordinate direction. This is possible because the clutch release bearing 6 is guided on the shaft 7.
  • the clutch release bearing 6 always has a speed which is parallel to the X coordinate direction.
  • the actuator performs a circular motion such that the velocity of each point of the actuator is perpendicular to the radius of rotation.
  • the actuator 2 also has a speed which is parallel to the X-coordinate direction.
  • the radius of rotation of these points must be perpendicular to the X coordinate direction, so that the points always lie on a line 12 in the Y coordinate direction.
  • the contact surface 10 of the actuating element 2 is formed as a spiral.
  • the point P ⁇ ( ⁇ ) describes the point of contact between the first contact surface 10 of the actuator 2 and the second contact surface 20 of the clutch release bearing 6 when the actuator 2 is pivoted by a certain angle ⁇ .
  • the point P ⁇ ( ⁇ ) lies on the line 12, which is aligned in the Y coordinate direction.
  • the point P ⁇ + ⁇ ( ⁇ + ⁇ ) comes to lie on the line 12 which is aligned in the Y coordinate direction.
  • FIG. 8 shows the actuating element 2 in the form of the lever 14, in which the spiral shape of the first contact surface 10 is shown.
  • the actuating element 2 is pivotable about the axis 4, wherein the axis 4 is aligned in the Z-coordinate direction.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of the interaction of the first contact surface 10 with the second contact surface 20 of the clutch release bearing 6.
  • H is the height which is available for the contact between the first contact surface 10 and the second contact surface 20 on the clutch release bearing.
  • the first contact surface 10 has a helical contour 16 which, upon actuation of the actuating element, comes into contact with the second contact surface 20 of the clutch release bearing 6 in a corresponding manner.
  • the point P 1 moves during the actuation of the actuating element 2 along the second contact surface 20 and remains constantly on the line 12, which is aligned along the Y-coordinate direction.
  • the clutch release bearing 6 By operating the actuating element 2, the clutch release bearing 6 is displaced by the length L in the X coordinate direction. This ultimately causes disengagement of the clutch.
  • the helical shape 16 of the first contact surface 10 may be described by a growth rate of the radius.
  • the outer parameters which influence the helical shape 16 of the first contact surface 10 is the second contact surface 20 which is formed on the clutch release bearing 6.
  • the circumferential length which the contact point P 1 travels between the first contact surface 10 and the second contact surface 20 must be the same on both contact surfaces 10 and 20.
  • the center of the spiral 16 lies at the point P 0 , which coincides with the fulcrum about the Z coordinate axis.
  • the first contact point P 1 of the first contact surface 10 with the second contact surface 20 lies on the line 12, which is aligned along the Y coordinate direction.
  • the distance D of the center P 0 of the spiral contact surface 16 and the center of the shaft 7, on which the clutch release bearing 6 is displaced, is denoted by D.
  • the interaction of the first contact surface 10 according to the invention and the second contact surface 20 according to the invention makes it possible that no slip occurs between the actuating element 2 and the clutch release bearing 6.
  • the last contact point P 2 is likewise located on the line 12 along the Y-coordinate axis.
  • FIG. 10 shows the clutch release bearing 6, wherein the second contact surface 20 according to the invention is shown. In comparison, the
  • the second contact surface according to the invention che 20 is concave.
  • the extent of the concave configuration of the second contact surface 20 depends on the contact point between the first contact surface 10 and the second contact surface 20 extending along a line 12 which is aligned in the Y coordinate direction.

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Abstract

Es ist ein Betätigungssystem für eine Kupplung, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einem Betätigungselement (2) offenbart. Zur Betätigung der Kupplung ist das Betätigungselement (2) um eine in Z-Koordinatenrichtung ausgerichtete Achse (4) schwenkbar. Das Betätigungselement (2) hat eine erste Kontaktfläche (10) und das Kupplungsausrücklager (6) hat eine zweite Kontaktfläche (20) ausgebildet, so dass das Kupplungsausrücklager (6) entlang einer Welle (7) verschiebbar ist. Die erste Kontaktfläche (10) und die zweite Kontaktfläche (20) sind derart ausgeformt, dass bei der Betätigung der Kupplung ein Kontaktpunkt (P) zwischen der ersten Kontaktfläche (10) und der zweiten Kontaktfläche (20) entlang einer in Y-Koordinatenrichtung ausgerichteten Line (12) verläuft.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Betätigungssystem für eine Kupplung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Betätigungssystem für eine Kupplung. Im Besonderen findet das erfindungsgemäße Betätigungssystem bei Kraftfahrzeugen Anwendung. Das Betätigungssystem umfasst ein Betätigungselement, das zur Betätigung der Kupplung um einer in Z-Koordinatenrichtung ausgerichteten Achse schwenkbar ist. Das Betätigungselement wirkt mit einem Kupplungsausrückla- ger zusammen, wobei hierzu das Betätigungselement eine erste Kontaktfläche und das Kupplungsausrücklager eine zweite Kontaktfläche ausgebildet haben. Das Kupplungsausrücklager ist entlang einer Welle in X-Koordinatenrichtung verschiebbar ausgerichtet.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Betätigungssysteme finden bei Getrieben von Kraftfahrzeugen Verwendung, um insbesondere die Betätigung einer Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.
Bei Betätigungssystemen gemäß dem Stand der Technik ist entweder das Betätigungselement oder das Kupplungsausrücklager derart ausgebildet, dass eines der beiden Elemente ein flaches Profil als Kontaktfläche ausgebildet hat. Für den Fall, dass die Kontaktfläche des Kupplungsausrücklagers flach ausgebildet ist, ist die Kontaktfläche des Betätigungselements gewölbt ausgebildet. Die gewölbte Kontaktfläche wird dabei durch einen einfachen Radius gebildet. Der Nachteil dieses Designs ist, dass eine starke Abnutzung im Bereich der Kontaktflächen auftritt. Die deutsche Patentschrift DE 195 35 722 C2 offenbart eine Betätigungsvorrichtung für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs. Der schwenkbare Ausrückhebel, welcher mit dem axial beweglichen Ausrücklager zusammenwirkt, hat eine kurvig geformte Kontaktfläche ausgebildet. Die Kontaktfläche des Ausrücklagers ist flach ausgebildet.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 22 54 081 offenbart eine Reibungskupplung. Hier hat der Betätigungshebel eine plane Abwälzfläche, da die Abwälzfläche an dem Ausrücklager gewölbt ausgebildet ist.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 19 731 612 A1 offenbart ein Betätigungs- System für Reibungskupplungen. Im Getriebegehäuse ist ein axial verschiebbares Ausrücklager angeordnet. Mit dem Ausrücklager ist ein Ausrücker verbunden, der mit einem entsprechenden Ausrückhebel zusammenwirkt. Der Ausrückhebel ist an seinem Ende im Getriebegehäuse gelagert und kontaktiert mit seinem mittleren Bereich den Ausrücker. Dabei ist die Kontaktfläche an einem Bauteil ballig und am anderen Bauteil gerade ausgebildet.
Die Übersetzung der europäischen Patentschrift EP 06 373 62 B1 offenbart einen durch Druck betätigbaren Kupplungsmechanismus für Kraftfahrzeuge. Der Hebel wird durch Druck von einem Ausrückelement betätigt. Die Kontaktfläche des Ausrücklagers ist gerade ausgebildet und die Kontaktfläche der Ausrückgabel hierzu ist entsprechend ballig ausgebildet.
Die deutsche Offenlegungsschrift 24 26 758 offenbart eine Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge. Dabei ist eine Ausrückgabel auf einer festen Achse im Kupplungsgehäuse schwenkbar angeordnet. Durch die Ausrückgabel wird ein axial verschiebbares Ausrücklager betätigt. Im Kontaktbereich zwischen der Ausrückgabel und dem Ausrücklager sind Wälzkörper frei drehbar angeordnet.
Das britische Patent 15 88 081 offenbart ebenfalls einen Kupplungsausrückmechanismus. Dabei sind ebenfalls zwischen dem Betätigungshebel und dem Ausrücklager Wälzkörper angeordnet, um die Reibung zwischen den beiden Bauteilen zu vermindern. Das U. S. -Patent 4,997,075 offenbart ebenfalls ein Kupplungsausrücklager und einen dafür vorgesehenen Haltemechanismus. Die Kontaktfläche zwischen dem Ausrückhebel und dem Ausrücklager kann durch eine Ausformung gebildet werden. Die Ausformung ist dabei ebenfalls ballig ausgebildet.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 198 27 365 A1 offenbart einen Kupplungsausrückhebel mit Rollen. Zu einem Kupplungsausrückmechanismus für schwere Anwendung gehören eine Kupplungsausrückhülse, ein Kupplungsausrücklager, sowie ein gegabelter Kupplungsausrückhebel. Die Kupplungsausrückhülse ist an einem Ende mit Mitteln versehen, mit denen sie mit einem He- bei in Eingriff steht. Das Kupplungsausrücklager steht mit einem zweiten Ende der Kupplungsausrückhülse in Eingriff und es weist einen inneren Laufring auf, der drehfest mit einem zweiten Ende der Kupplungsausrückhülse verbunden ist. An jedem der beiden Arme des gegabelten Kupplungsausrückhebels sind Rollen angeordnet, die mit einem Außenlaufring des Kupplungsausrücklagers in Eingriff zu bringen sind.
Die Europäische Patentanmeldung EP 0474 546 A1 offenbart ebenfalls ein Kupplungsausrücklager. Der Kupplungsausrückhebel ist ballig ausgeformt und wirkt mit einer entsprechend gleich geformten völligen Ausformung des Kupplungsausrücklagers zusammen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betätigungssystem für einen Kupplungsmechanismus zu schaffen, wobei die Kontaktflächen zwischen dem Betätigungselement und dem Kupplungsausrücklager derart gestaltet sind, dass der Schlupf und die Reibung zwischen den Bauteilen minimiert ist.
Die Aufgabe wird durch ein Betätigungssystem für eine Kupplung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Ein Betätigungssystem für eine Kupplung findet insbesondere bei Kraftfahrzeugen Anwendung. Das Betätigungssystem besitzt ein Betätigungselement, das zur Betätigung der Kupplung um eine in Z-Koordinatenrichtung ausgerichtete Achse schwenkbar ist. Das Betätigungselement wirkt mit einem Kupp- lungsausrücklager zusammen, wobei hierzu das Betätigungselement eine erste Kontaktfläche und das Kupplungsausrücklager eine zweite Kontaktfläche ausgebildet haben. Durch das Betätigungselement ist das Kupplungsausrücklager entlang einer Welle verschiebbar angeordnet, die Welle selbst ist dabei in X- Koordinatenrichtung ausgerichtet. Die erste Kontaktfläche und die zweite Kon- taktfläche sind dabei derart ausgeformt, dass bei der Betätigung der Kupplung ein Kontaktpunkt zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche entlang einer in Y-Koordinatenrichtung ausgerichteten Linie bewegbar ist.
Der durch die Berührung der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktflä- che gebildete Kontaktpunkt besitzt bei der Betätigung der Kupplung eine gleiche Momentgeschwindigkeit auf beiden Kontaktflächen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist das Betätigungselement als Hebel ausgebildet. Der Hebel ist an einem ersten freien Ende um die Achse schwenkbar gelagert. An einem zweiten freien Ende des Hebels ist eine Angriffsposition für eine Betätigung ausgebildet. Die Kontaktfläche ist auf dem Hebel zwischen dem ersten freien Ende und dem zweiten freien Ende angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Betätigungselement als eine Gabel ausgebildet. Die Gabel besitzt zwei auf einer Betätigungswelle angebrachte Schenkel, die somit um die Achse schwenkbar sind. Jedes der freien Enden der Schenkel trägt die erste Kontaktfläche, die mit der zweiten Kontaktfläche des Ausrücklagers in Kontakt bringbar ist.
Erfindungsgemäß ist die erste Kontaktfläche des Betätigungselements spiralförmig ausgebildet. Die Kontaktfläche besitzt eine Umfangslänge, die einer Bewegungslänge des Kontaktpunktes zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche entspricht, wenn sich dieser bei der Betätigung der Kupplung entlang der Höhe des Kupplungsausrücklagers bewegt.
Die zweite Kontaktfläche am Kupplungsausrücklager ist konkav ausgeformt.
Das Betätigungselement und ein Gehäuse für das Kupplungsausrücklager, welches in der Regel auch die zweite Kontaktfläche trägt, können aus Metall oder aus einem Polymär gefertigt sein. Dabei ist es ebenfalls möglich, wahlweise das Betätigungselement oder das Gehäuse des Kupplungsausrücklagers aus Metall oder aus Polymär herzustellen.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile an- hand der beigefügten Figuren näher erläutern.
Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Betätigungselement, welches in dieser Ausführungsform als Hebel ausgebildet ist.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht eines Schenkels des Betätigungselements, wobei das Betätigungselement in dieser Ausführungsform als Gabel ausgebildet ist.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform des Betätigungselements, welches als Gabel ausgebildet ist.
Figur 4 zeigt eine Seitenansicht des Kupplungsausrücklagers mit der am
Gehäuse des Kupplungsausrücklagers ausgebildeten zweiten Kontaktfläche.
Figur 5 zeigt die zusammengebaute Einheit aus Betätigungselement, welches hier ein Hebel ist und dem Ausrücklager.
Figur 6a zeigt das erfindungsgemäße Betätigungselement und deren Ausrichtung in Bezug auf das kartesische Koordinatensystem.
Figur 6b zeigt das Kupplungsausrücklager in Bezug auf das Betätigungselement aus Figur 6a.
Figur 7 zeigt schematisch den Verlauf des Kontaktpunktes P während der
Betätigung der Kupplung.
Figur 8 zeigt das erfindungsgemäße Betätigungselement und die Ausfor- mung der ersten Kontaktfläche. Figur 9 zeigt die Zuordnung der Berührungspunkte zwischen der ersten
Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche.
Figur 10 zeigt eine schematische Ansicht des Gehäuses des Kupplungsausrücklagers, wobei hier der Unterschied zwischen dem Kupp- lungsausrücklager des Standes der Technik und der Erfindung dargestellt ist.
Obwohl sich die nachfolgende Beschreibung des Betätigungssystems auf die Verwendung eines Hebels als Betätigungselement beschränkt, soll dies nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Ferner sei darauf hingewiesen, dass in den verschiedenen Figuren für gleiche Elemente, bzw. gleich wirkende Elemente, die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betätigungselements 2. Das Betätigungselement 2 ist in der hier gezeigten Ausführungsform als Hebel 14 ausge- bildet. Der Hebel 14 weist ein erstes freies Ende 15 und ein zweites freies Ende 16 auf. Im Bereich des ersten freien Endes 15 ist eine Achse 4 angeordnet, um die der Hebel 14 schwenkbar ist. Im Bereich des zweiten freien Endes 16 ist eine Angriffsposition 17 ausgebildet, an der ein Betätigungselement angreifen kann, über das der Hebel 14 die Schwenkbewegung um die Achse 4 aus- führen kann. Zwischen dem ersten freien Ende 15 und dem zweiten freien Ende 16 ist die erste Kontaktfläche 10 ausgebildet. Diese erste Kontaktfläche 10 tritt bei Betätigung des Hebels 14 mit einer zweiten Kontaktfläche 20 in Kontakt, die auf dem Kupplungsausrücklager 6 ausgebildet ist.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht eines Schenkels 24 des Betätigungselements 2. In der in Figur 3 gezeigten Darstellung ist das Betätigungselement 2 in Form einer Gabel 22 ausgebildet. Die Gabel 22 besteht dabei aus zwei Schenkeln
24, die auf einer Betätigungswelle 23 angeordnet sind. Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, ist die Gabel 22 um die Achse 4 schwenkbar ausgebildet.
Entsprechend schwenken somit auch die Schenkel 24 des Betätigungsele- ments 2. Jeder der Schenkel 24 hat ein freies Ende 25 ausgebildet. Im Bereich des freien Endes 25 eines jeden Schenkels 24 ist die erste Kontaktfläche 10 ausgebildet. Die erste Kontaktfläche 10 tritt bei Betätigung der Gabel 22 mit einer entsprechend auf dem Kupplungsausrücklager 6 ausgebildeten zweiten Kontaktfläche 20 in Kontakt, um somit das Kupplungsausrücklager 6 zu betäti- gen.
Wie in Figur 4 gezeigt, ist das Kupplungsausrücklager 6 auf einer Welle 7 axial verschieblich angeordnet. Das Kupplungsausrücklager 6 kann ein Gehäuse 30 besitzen. Das Kupplungsausrücklager 6 oder das Gehäuse 30 haben die zweite Kontaktfläche 20 ausgebildet, die mit der ersten Kontaktfläche 10 des Betätigungselements 2 zusammenwirkt.
Figur 5 zeigt das Betätigungselement, welches in der hier dargestellten Ausführungsform als Hebel 14 ausgebildet ist im Zusammenspiel mit dem Kupplungsausrücklager 6. Wie bereits in der Beschreibung zu Figur 4 erwähnt, ist das Kupplungsausrücklager 6 axial verschieblich auf der Welle 7 angeordnet. Das Betätigungselement 2 ist ebenfalls derart angeordnet, dass die erste Kontaktfläche ebenfalls im Bereich der Welle 7 liegt. Durch die Betätigung des Betätigungselements 2 wirken die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche 20 derart zusammen, dass eine Verschiebung des Kupplungsausrücklagers 6 in axialer Richtung bewirkt wird.
Die Figuren 6a und 6b zeigen das Zusammenwirken des Betätigungselements 2 mit dem Kupplungsausrücklager 6. Wenn an der Angriffsposition 17 des Betätigungselements 2, welche am zweiten freien Ende 16 vorgesehen ist, eine Kraft ausgeübt wird, schwenkt das Betätigungselement 2 um die Achse 4. Die Achse 4 ist in Z-Koordinatenrichtung ausgerichtet. Das Betätigungselement 2 ist dabei im Wesentlichen entlang einer Linie 12 in Y-Koordinatenrichtung angeordnet. Durch das Schwenken des Betätigungselements 2 um die Achse 4 wirkt somit die erste Kontaktfläche des Betätigungselements 2 mit der zweiten Kontaktfläche des Kupplungsausrücklagers 6 zusammen. Dadurch wird das Kupplungsausrücklager 6 in Richtung der Welle 7 bewegt. Die Welle 7 ist da- bei entlang der X-Koordinatenrichtung ausgerichtet. Die Betätigung des Betätigungselements 2 kann durch die Betätigung des Kupplungspedals bewirkt wer- den. Die Schwenkbewegung des Betätigungselements 2 wird durch das Kupplungsausrücklager 6 in eine lineare Bewegung in Richtung der X- Koordinatenrichtung übertragen. Dies ist möglich, da das Kupplungsausrücklager 6 auf der Welle 7 geführt ist. Das Kupplungsausrücklager 6 besitzt dabei immer eine Geschwindigkeit, welche parallel zur X-Koordinatenrichtung ist. Das Betätigungselement führt eine zirkuläre Bewegung aus, so dass die Geschwindigkeit eines jeden Punktes des Betätigungselements senkrecht zum Radius der Rotation ist. Somit besitzt das Betätigungselement 2 ebenfalls eine Geschwindigkeit, welche parallel zur X-Koordinatenrichtung ist. Der Radius der Rotation dieser Punkte muss senkrecht zur X-Koordinatenrichtung sein, so dass die Punkte immer auf einer Linie 12 in Y-Koordinatenrichtung liegen.
Dieser Sachverhalt ist schematisch in Figur 7 dargestellt. Damit die vorstehende Bedingung erfüllt werden kann, ist die Kontaktfläche 10 des Betätigungselements 2 als Spirale ausgebildet. Der Punkt Pθ(θ) beschreibt den Punkt des Kontakts zwischen der ersten Kontaktfläche 10 des Betätigungselements 2 und der zweiten Kontaktfläche 20 des Kupplungsausrücklagers 6, wenn das Betätigungselement 2 um einen bestimmten Winkel θ geschwenkt ist. Der Punkt Pθ(θ) liegt auf der Linie 12, welche in Y-Koordinatenrichtung ausgerichtet ist. Das Gleiche gilt auch für einen Punkt PΘ+ΔΘ(Θ+ΔΘ), nachdem das Betätigungs- element 2 um einen weiteren Winkelschritt Δθ geschwenkt worden ist. Somit gilt ebenfalls, dass der Punkt PΘ+ΔΘ(Θ+ΔΘ) auf der Linie 12 zu liegen kommt, welche in Y-Koordinatenrichtung ausgerichtet ist.
Figur 8 zeigt das Betätigungselement 2 in der Form des Hebels 14, bei dem die spirale Form der ersten Kontaktfläche 10 dargestellt ist. Wie bereits er- wähnt, ist das Betätigungselement 2 um die Achse 4 schwenkbar ausgebildet, wobei die Achse 4 in Z-Koordinatenrichtung ausgerichtet ist.
Figur 9 zeigt eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens der ersten Kontaktfläche 10 mit der zweiten Kontaktfläche 20 des Kupplungsausrücklagers 6. H ist die Höhe, welche für den Kontakt zwischen der ersten Kontaktflä- che 10 und der zweiten Kontaktfläche 20 am Kupplungsausrücklager zur Verfügung steht. Um die Kupplung außer Eingriff zu bringen, muss das Kupp- lungsausrücklager 6 um die Länge L verschoben werden. Die erste Kontaktfläche 10 hat eine spiralförmige Kontur 16 ausgebildet, die bei Betätigung des Betätigungselements in entsprechender Weise mit der zweiten Kontaktfläche 20 des Kupplungsausrücklagers 6 in Kontakt tritt. Dabei wandert der Punkt P1 während der Betätigung des Betätigungselements 2 entlang der zweiten Kontaktfläche 20 und bleibt dabei ständig auf der Linie 12 liegen, die entlang der Y-Koordinatenrichtung ausgerichtet ist. Durch die Betätigung des Betätigungselements 2 wird das Kupplungsausrücklager 6 um die Länge L in X- Koordinatenrichtung verschoben. Dies bewirkt letztendlich ein außer Eingriff bringen der Kupplung. Die spiralförmige Gestalt 16 der ersten Kontaktfläche 10 kann durch eine Wachstumsrate des Radius beschrieben werden. Die äußeren Parameter, welche die spiralförmige Gestalt 16 der ersten Kontaktfläche 10 beeinflussen, ist die zweite Kontaktfläche 20, welche auf dem Kupplungsausrücklager 6 ausgebildet ist. Wie bereits vorher beschrieben, muss die Um- fangslänge, welche der Kontaktpunkt P1 zwischen der ersten Kontaktfläche 10 und der zweiten Kontaktfläche 20 zurücklegt auf beiden Kontaktflächen 10 und 20 gleich sein. Das Zentrum der Spirale 16 liegt im Punkt P0, welcher mit dem Drehpunkt um die Z-Koordinatenachse zusammenfällt. Der erste Kontaktpunkt P1 der ersten Kontaktfläche 10 mit der zweiten Kontaktfläche 20 liegt auf der Linie 12, welche entlang der Y-Koordinatenrichtung ausgerichtet ist. Der Abstand D des Zentrums P0 der spiralförmigen Kontaktfläche 16 und dem Zentrum der Welle 7, auf der das Kupplungsausrücklager 6 verschoben wird, wird mit D bezeichnet. Das Zusammenwirken der ersten erfindungsgemäßen Kontaktfläche 10 und der zweiten erfindungsgemäßen Kontaktfläche 20 ermöglicht es, dass zwischen dem Betätigungselement 2 und dem Kupplungsausrücklager 6 kein Schlupf auftritt. Letztendlich liegt nach der vollständigen Schwenkbewegung des Betätigungselements 2 der letzte Kontaktpunkt P2 ebenfalls auf der Linie 12 entlang der Y-Koordinatenachse.
In Figur 10 ist das Kupplungsausrücklager 6 dargestellt, wobei die erfindungs- gemäße zweite Kontaktfläche 20 eingezeichnet ist. Im Vergleich dazu, ist die
Kontaktfläche gemäß dem Stand der Technik ebenfalls eingezeichnet. Es ist aus Figur 10 klar zu erkennen, dass die zweite erfindungsgemäße Kontaktflä- che 20 konkav ausgebildet ist. Das Ausmaß der konkaven Ausbildung der zweiten Kontaktfläche 20 richtet sich danach, dass der Kontaktpunkt zwischen der ersten Kontaktfläche 10 und der zweiten Kontaktfläche 20 entlang einer Linie 12 verläuft, die in Y-Koordinatenrichtung ausgerichtet ist.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Betätigungssystem für eine Kupplung, insbesondere von Kraftfahrzeugen mit einem Betätigungselement (2), das zur Betätigung der Kupplung um einer in Z-Koordinatenrichtung ausgerichtete Achse (4) schwenkbar ist und mit einem Kupplungsausrücklager (6) zusammenwirkt, wobei hierzu das Betätigungselement (2) eine erste Kontaktfläche (10) und das Kupplungsausrücklager (6) eine zweite Kontaktfläche (20) ausgebildet haben, so dass das Kupplungsausrücklager (6) entlang einer Welle (7) ver- schiebbar ist, die in X-Koordinatenrichtung ausgerichtet ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktfläche (10) und die zweite Kontaktfläche (20) derart ausgeformt sind, dass bei der Betätigung der Kupplung ein Kontaktpunkt (P) zwischen der ersten Kontaktfläche (10) und der zweiten Kontaktfläche (20) entlang einer in Y-Koordinatenrichtung ausge- richteten Line (12) bewegbar ist.
2. Betätigungssystem nach Anspruch 1 , wobei der Kontaktpunkt (P) auf der ersten Kontaktfläche (10) und der Kontaktpunkt (P) auf der zweiten Kontaktfläche (20) bei der Betätigung der Kupplung eine gleiche Momentgeschwindigkeit besitzt.
3. Betätigungssystem nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei das Betätigungselement (2) als Hebel (14) ausgebildet ist, der an einem ersten freien Ende (15) um die Achse (4) schwenkbar gelagert ist und an einem zweiten freien Ende (16) eine Angriffsposition (17) für eine Betätigung ausgeformt hat, wobei die erste Kontaktfläche (10) auf dem Hebel (14) zwischen dem ersten freien Ende (15) und dem zweiten freien Ende (16) angeordnet ist.
4. Betätigungssystem nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei das Betätigungselement (2) als eine Gabel (22) ausgebildet ist, die zwei auf einer Betätigungswelle (23) angebrachte Schenkel (24) trägt, die somit um die Achse (4) schwenkbar sind und dass jedes der freien Enden (25) der
Schenkel (24) die erste Kontaktfläche (10) trägt.
5. Betätigungssystem nach einem der Ansprüchi bis 4, wobei die erste Kontaktfläche (10) des Betätigungselements (2) spiralförmig ausgebildet ist und eine Umfangslänge (16) besitzt, die einer Bewegungslänge des Kontaktpunkts (P) zwischen der ersten Kontaktfläche (10) und der zweiten Kontaktfläche (16) entspricht, wenn sich dieser bei der Betätigung der
Kupplung entlang einer Höhe (H) des Kupplungsausrücklagers (6) bewegt.
6. Betätigungssystem nach einem der Ansprüchi bis 4, wobei die zweite Kontaktfläche (20) des Kupplungsausrücklagers (6) konkav ausgeformt ist.
7. Betätigungssystem nach einem der Ansprüchi bis 6, wobei das Betätigungselement (2) und ein Gehäuse (30) für das Kupplungsausrücklager (6), wobei das Gehäuse (30) die zweite Kontaktfläche (20) trägt, aus Metall oder aus einem Polymer gefertigt sind.
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