WO2017032371A2 - Force simulation device on an actuation element of a vehicle, preferably a pedal force simulator - Google Patents
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- the rolling elements on the spring element must be made to roll over different coefficients of friction of the two adjacent components. Here it may happen that the rolling elements do not roll over the entire stroke, but slide in sections. This is undesirable and leads to uncontrollable wear. For this reason, it is necessary that additional lubrication of the rolling elements is provided in order to ensure a functional work of the rolling elements.
- the piston comprises a link component, the outer contour of which has a changing cross-section and two spring bodies which are supported during the movement are arranged, in particular fastened, to roll on the outer contour of the link component.
- Fig. 1 is a schematic diagram of the device according to the invention in
- Fig. 2 is a schematic diagram of FIG. 1 is repeated, wherein the piston 3 at the inner stop of the inner contour of the spring element 9, ie in the actuated state, which corresponds to a lower piston position.
Abstract
The invention relates to a device for simulating a force on an actuation element of a vehicle, preferably a pedal force simulator, comprising a housing (2) inside which a piston (3) is mounted so as to be axially movable; the piston (3) is connected to the actuation element (6) by means of a piston rod (4), and the piston (3) engages a spring element (9) which is arranged in particular axially inside the housing (2) or intermittently outside the housing. In order to dispense with the need to additionally lubricate the device, an inner contour of the forked spring element (9) has a variable cross-section, and two rolling members (7, 8) that are supported during the movement are fastened to the piston (3) in such a way as to roll along the inner contour of the forked spring element (9).
Description
Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedalkraftsimulator Device for force simulation on an actuating element of a vehicle, preferably a pedal force simulator
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedalkraftsimulator, umfassend ein Gehäuse, in welchem ein Kolben axial beweglich gelagert ist, wobei der Kolben über eine Kolbenstange mit dem Betätigungselement verbunden ist und der Kolben in ein in dem Gehäuse oder zeitweise außerhalb des Gehäuses angeordnetes Federelement eingreift. In Kraftfahrzeugen werden Aggregate, wie beispielsweise Kupplungen,The invention relates to a device for force simulation on an actuating element of a vehicle, preferably a pedal force simulator comprising a housing in which a piston is mounted axially movable, wherein the piston is connected via a piston rod to the actuating element and the piston in a in the housing or temporarily outside the housing arranged spring element engages. In motor vehicles, aggregates, such as couplings,
Bremsen und ähnliches mittels Pedalen fußbetätigt. Es sind Betätigungssysteme bekannt, bei welchen zwischen dem Pedal und dem Aggregat keine direkte mechanische Verbindung vorgesehen ist, sondern an dem Pedal oder dem Simulator ein Sensor angeordnet ist, welcher die Betätigung des Pedals erkennt und entsprechend ei- nem Aktuator die Betätigung des Aggregats übernimmt. Solche Vorrichtungen werden bei der Betätigung einer Kupplung beispielsweise Clutch-By-Wire genannt. Dabei ist es für den Bediener von Nachteil, dass die auf das Pedal wirkende Rückstellkraft nicht mehr originär von dem Aggregat resultiert, weil dadurch die vom Bediener erwartete Rückstellkraft nicht mehr vorliegt und die Betätigung durch den Bediener ungewohnt erscheint. Aus diesem Grund sind Pedalkraftsimulationsvorrichtungen bekannt geworden, welche an dem Pedal angreifen und eine mehr realistische oder gewohnte Rückstellkraft verursachen. Brakes and the like foot-operated by means of pedals. There are known actuation systems in which between the pedal and the unit no direct mechanical connection is provided, but on the pedal or the simulator, a sensor is arranged, which detects the operation of the pedal and according to an actuator takes over the actuation of the unit. Such devices are called clutch-by-wire, for example, in the operation of a clutch. It is disadvantageous for the operator that the force acting on the pedal restoring force no longer originates from the unit, because thereby expected by the operator restoring force is no longer present and the operation by the user seems unusual. For this reason, pedal force simulation devices have become known which engage the pedal and cause a more realistic or usual restoring force.
Aus der DE 10 201 1 016 239 A1 ist ein Pedalkraftsimulator für eine Fahrzeugbremsanlage mit elektronischer Signalübertragung bekannt, bei der eine von der Fußkraft des Fahrzeugführers abhängige Ansteuerung des Bremsmomentes, insbesondere mittels elektro-hydraulischer oder elektro-mechanischer Systeme, vorgenommen wird, wobei der Pedalkraftsimulator ein für einen Fahrzeugführer gewohntes Bremsgefühl generiert. Der Pedalkraftsimulator umfasst eine pneumatisch arbeitende Kolben- Zylinder-Einheit, deren Kolben eine Kompressionskammer mit einem ansteuerbaren Ventil begrenzt und entgegen der Kompressionsrichtung mittels zumindest eines ersten Federelementes den Kolben mit einer Kraft belastet, sowie über eine Kolbenstange mit einem Fahrzeugbremspedal derart wirkverbunden ist, dass die Kolbenstange
während der Betätigung des Fahrzeugbremspedals eine Winkeländerung relativ zur Kolben-Zylinder-Einheit erfährt. Diese Winkelbeweglichkeit stellt hohe Anforderungen an die Konstruktion des Pedalkraftsimulators. From DE 10 201 1 016 239 A1 a pedal force simulator for a vehicle brake system with electronic signal transmission is known in which a dependent of the foot force of the driver control of the braking torque, in particular by means of electro-hydraulic or electro-mechanical systems, is carried out, wherein the pedal force simulator generates a familiar for a driver's brake feel. The pedal force simulator comprises a pneumatically operated piston-cylinder unit, whose piston delimits a compression chamber with a controllable valve and counteracts the compression direction by means of at least one first spring element, the piston with a force, and is operatively connected via a piston rod with a vehicle brake pedal such that the piston rod during the operation of the vehicle brake pedal undergoes a change in angle relative to the piston-cylinder unit. This angular mobility makes high demands on the construction of the pedal force simulator.
Aus der noch unveröffentlichten DE 10 2015 204 702.4 ist eine Vorrichtung zur Kraft- Simulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges bekannt, welche aus einem Gehäuse besteht, in dem ein axial verschieblich gelagerter Kolben bewegt wird. Der Kolben wird dabei von einer Kolbenstange bewegt, die mit dem Betätigungselement verbunden ist. Der Kolben ist entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellfeder betätigbar, wobei sich die Rückstellfeder am Gehäuse und am Kolben abstützt. Der Kolben umfasst ein Kulissenbauteil, mit einer über dessen Längserstreckung ändernden Außenkontur, welches bei der Betätigung durch das Betätigungselement in ein - insbesondere gabelförmiges - Federelement eingreift, an dessen Armen je ein Rollkörper angebracht ist, die an sich gegenüberliegenden Bereichen der Außenkontur des Kulissenbauteils anliegen. Das Kulissenbauteil weist dabei einen unterschiedlich starken Querschnitt auf. Die Rollkörper an dem Federelement müssen über verschiedene Reibwerte der beiden angrenzenden Bauteile zum Rollen gebracht werden. Hier kann es vorkommen, dass die Rollkörper nicht über den kompletten Hub rollen, sondern streckenweise gleiten. Dies ist unerwünscht und führt zu nicht kontrollierbarem Verschleiß. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass eine zusätzliche Schmierung der Rollkörper vorgesehen ist, um ein funktionsgerechtes Arbeiten der Rollkörper zu gewährleisten. From the still unpublished DE 10 2015 204 702.4 a device for force simulation on an actuating element of a vehicle is known, which consists of a housing in which an axially displaceably mounted piston is moved. The piston is moved by a piston rod which is connected to the actuating element. The piston is actuated against the restoring force of a return spring, wherein the return spring is supported on the housing and on the piston. The piston comprises a link component, with an over its longitudinal extent changing outer contour which engages upon actuation by the actuating element in a - especially forked - spring element, on whose arms depending a rolling body is mounted, which abut against opposite areas of the outer contour of the link component. The link component in this case has a different thickness cross-section. The rolling elements on the spring element must be made to roll over different coefficients of friction of the two adjacent components. Here it may happen that the rolling elements do not roll over the entire stroke, but slide in sections. This is undesirable and leads to uncontrollable wear. For this reason, it is necessary that additional lubrication of the rolling elements is provided in order to ensure a functional work of the rolling elements.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges anzugeben, bei welchem eine Reibungsreduzierung ohne zusätzliche Schmierung gewährleistet wird. The invention has for its object to provide a device for force simulation on an actuating element of a vehicle, in which a friction reduction is ensured without additional lubrication.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Innenkontur des Federelementes einen sich ändernden Querschnitt aufweist und an den Kolben zwei sich bei der Bewegung abstützende Rollkörper zum Abrollen an der Innenkontur des gabelförmigen Federelementes befestigt sind. Dies hat den Vorteil, dass ohne eine zusätzliche Schmierung eine Reibungsreduzierung erfolgt, da die Rollkörper frei beweg- lieh nur an dem Federelement abrollen. Gleichzeitig wird bei dieser Lösung der Bauraum beibehalten, so dass die Reibungsreduzierung bei gleichbleibendem According to the invention the object is achieved in that an inner contour of the spring element has a changing cross-section and are attached to the piston two in the movement supporting rolling body for rolling on the inner contour of the fork-shaped spring element. This has the advantage that a friction reduction takes place without additional lubrication, since the rolling bodies are freely movable only on the spring element. At the same time the space is maintained in this solution, so that the friction reduction at the same
Bauraum ermöglicht wird. Durch die gegenseitige Abstützung der beiden Rollkörper wird eine minimale Kraftauswirkung auf die Lagerung verursacht. Alternativ wird die
erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kolben ein Kulissenbauteil um- fasst, dessen Außenkontur einen sich ändernden Querschnitt aufweist und an dem Federelement zwei, sich bei der Bewegung abstützende Rollkörper zum Abrollen an der Außenkontur des Kulissenbauteils angeordnet, insbesondere befestigt, sind. Space is made possible. Due to the mutual support of the two rolling bodies a minimal force impact on the storage is caused. Alternatively, the According to the invention, this object is achieved in that the piston comprises a link component, the outer contour of which has a changing cross-section and two spring bodies which are supported during the movement are arranged, in particular fastened, to roll on the outer contour of the link component.
Vorteilhafterweise weist die Innenkontur des Federelementes annähernd mittig den kleinsten Querschnitt auf. Durch diese Änderung des Querschnittes wird eine Gegenkraft erzeugt, die durch eine stärkere Betätigung des Betätigungselementes überwunden werden muss. Somit wird dem Fahrer das Gefühl gegeben, dass er das Aggregat in Form einer Kupplung oder einer Bremse haptisch betätigt. Advantageously, the inner contour of the spring element approximately centrally has the smallest cross section. By this change in the cross section, a counterforce is generated, which must be overcome by a stronger actuation of the actuating element. Thus, the driver is given the feeling that he haptically actuates the unit in the form of a clutch or a brake.
In einer Ausgestaltung nimmt der Querschnitt des gabelförmigen Federelementes von einer dem Kolben zugewandten Stirnseite zur Mitte kontinuierlich ab und von der Mitte zu der dem Kolben entgegengesetzten Seite kontinuierlich zu. Dadurch wird eine Kennlinie des Aggregates simuliert, die dem Fahrer bei der Betätigung des Fahrpeda- les das entsprechende Gefühl gibt. In one embodiment, the cross section of the fork-shaped spring element continuously decreases from an end facing the piston towards the center and continuously from the center to the side opposite the piston. As a result, a characteristic curve of the unit is simulated, which gives the driver the corresponding feeling when the accelerator pedal is actuated.
In einer Ausführungsform ist das Federelement fest in dem Gehäuse positioniert. Damit wird gewährleistet, dass das Federelement sich bei der Bewegung des Kolbens nicht aus seiner vorgegebenen Position bewegt und somit eine zuverlässige Nachbildung der Aggregatskennlinie gewährleistet ist. Alternativ kann aber auch der Kolben an dem Gehäuse befestigt sein und das Federelement mit dem Betätigungselement verbunden sein, wobei das Federelement bei der Betätigung durch das Fahrpedal gegen den Kolben gedrückt wird. Alternativ wäre es denkbar, dass das Federelement durch eine Öffnung am Gehäuse während der Betätigung hinausragt. In one embodiment, the spring element is fixedly positioned in the housing. This ensures that the spring element does not move during the movement of the piston from its predetermined position and thus a reliable replica of the unit characteristic is ensured. Alternatively, however, the piston may also be fastened to the housing and the spring element connected to the actuating element, wherein the spring element is pressed against the piston during actuation by the accelerator pedal. Alternatively, it would be conceivable that the spring element protrudes through an opening on the housing during actuation.
In einer Variante sind die Rollkörper gegenläufig ausgebildet. Damit wird verhindert, dass sie sich selbst blockieren. In one variant, the rolling bodies are designed in opposite directions. This prevents them from blocking themselves.
In einer Weiterbildung weist der Kolben in axialer Richtung dem Federelement zugewandt zwei Arme auf, wobei jeder Rollkörper auf einer Welle angeordnet ist, die beidseitig an je einem Arm des Kolbens gelagert ist, wobei die Rollkörper zwischen den beiden Armen des Kolbens angeordnet sind. Aufgrund dieser Ausgestaltung lassen
sich die Rollkörper ungehindert bewegen. Es besteht nur ein Reibkontakt mit dem gabelförmigen Federelement. In a further development, the piston in the axial direction of the spring element facing two arms, each rolling body is disposed on a shaft which is mounted on both sides of each arm of the piston, wherein the rolling bodies between the two arms of the piston are arranged. Because of this configuration let the rolling elements move freely. There is only a frictional contact with the fork-shaped spring element.
Eine besonders kostengünstige Ausgestaltung wird erreicht, wenn die Welle und der bzw. die Rollkörper einteilig ausgebildet sind. Um eine weitere Reibungsminimierung zu erwirken, sind die Rollkörper als Nadelhülsen, Rollen oder andere Arten von Lager ausgebildet. A particularly cost-effective embodiment is achieved when the shaft and the rolling body or bodies are integrally formed. In order to obtain a further minimization of friction, the rolling bodies are designed as needle sleeves, rollers or other types of bearings.
In einer weiteren Ausführungsform verlaufen die, die Rollkörper tragenden Arme des Kolbens axial annähernd parallel zueinander. Dadurch werden die Laufeigenschaften der Rollkörper begünstigt und ein Verklemmen der Rollkörper aufgrund auseinander oder zueinander laufender Arme des Kolbens zuverlässig unterbunden. In a further embodiment, the arms of the piston carrying the rolling bodies extend approximately parallel to one another axially. As a result, the running properties of the rolling bodies are promoted and jamming of the rolling bodies reliably prevented due to apart or mutually running arms of the piston.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden. The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Fig. 1 is a schematic diagram of the device according to the invention in
unbetätigter Funktion, unactuated function,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in betätigter Fig. 2 is a schematic representation of the device according to the invention in actuated
Funktion, Function,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in unbetätigter Funktion, 3 is a perspective view of a first embodiment of the device according to the invention, Fig. 4 shows a second embodiment of the device according to the invention in an unactuated function,
Fig. 5 das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in betätigter Funktion Fig. 5 shows the second embodiment of the device according to the invention in an actuated function
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in unbetätigter Funktion Fig. 6 shows another embodiment of the device according to the invention in the unactuated function
Fig. 7 das weitere Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in betätigter Funktion Fig. 7 shows the further embodiment of the device according to the invention in an actuated function
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
ln Fig. 1 ist eine Phnzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, welches in einem Ausrücksystem in einem Kraftfahrzeug, bei welchem die Kupplung mittels eines Aktors betätigt wird, eingesetzt ist. Die Steuerung des Aktors erfolgt durch das Kupplungspedal, welches dem Fahrzeugführer eine realistische Wiedergabe des Kupplungsverhaltens bei der Betätigung vermittelt. Fig. 8 is a perspective view of the further embodiment of the device according to the invention. In Fig. 1 is a Phnzipdarstellung of the device according to the invention is shown, which is used in a release system in a motor vehicle, in which the clutch is actuated by means of an actuator. The control of the actuator is done by the clutch pedal, which gives the driver a realistic representation of the clutch behavior during actuation.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 befindet sich in einem Gehäuse 2, welches beispielsweise ein Geberzylinder des Kupplungsbetätigungssystems sein kann. In dem Gehäuse 2 ist ein Kolben 3 axial beweglich gelagert, welcher mittelbar oder unmittelbar über eine Kolbenstange 4 mit einem Fahrpedal 6 verbunden ist, das von dem Fahrzeugführer betätigt wird. Zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 2 stützt sich innerhalb des Gehäuses 2 eine Rückstellfeder 5 ab, gegen welche der Kolben 3 mittels des Fahrpedales betätigbar ist. The inventive device 1 is located in a housing 2, which may be, for example, a master cylinder of the clutch actuation system. In the housing 2, a piston 3 is mounted axially movable, which is indirectly or directly connected via a piston rod 4 with an accelerator pedal 6, which is actuated by the driver. Between the piston 3 and the housing 2 is supported within the housing 2 from a return spring 5, against which the piston 3 is actuated by means of the accelerator pedal.
Der Kolben 3 befindet sich in Fig. 1 in einer nicht betätigten Ausgangsstellung, bei welcher sich zwei, an dem Kolben 3 übereinander angeordnete Rollkörper 7, 8, die sich gegenseitig abstützen, in ein gabelförmiges Federelement 9 eingreifen. Das gabelförmige Federelement 9 ist mit seiner geschlossenen, dem Gehäuse 2 zugewandten Schmalseite fest mit dem Gehäuse 2 verbunden und weist über seine axiale Er- streckung eine Innenkontur mit sich ändernden Querschnitt auf. Der Querschnitt des Federelementes 9 nimmt ausgehend von der, dem Kolben 3 zugewandten Stirnseite bis zur Mitte annähernd ab und verbreitert sich dann wieder in Richtung der, dem Kolben 3 abgewandten Schmalseite. The piston 3 is located in Fig. 1 in a non-actuated starting position, in which two, on the piston 3 superposed rolling elements 7, 8, which mutually support, engage in a fork-shaped spring element 9. The fork-shaped spring element 9 is connected with its closed, the housing 2 facing narrow side fixed to the housing 2 and has over its axial extension an inner contour with changing cross section. The cross-section of the spring element 9 decreases starting from the, the piston 3 facing end side to the middle approximately from and then widened again in the direction of the piston 3 facing away from the narrow side.
Während der Betätigung von links nach rechts in das Federelement 9 rollen die Rollkörper 7, 8 auf der Innenkontur ab. Dies bewirkt bei kleiner werdendem Querschnitt des Federelementes 9 eine Gegenkraft, die den Kolben 3 wieder nach links drückt, so dass das Fahrpedal 6 an den Fahrer eine Rückmeldung gibt, das dieser eine zusätzliche Kraft aufwenden muss, um das Fahrpedal 6 und somit den Kolben 3 weiter zu bewegen. Wird der kleinste Querschnitt durchlaufen, wird der Kolben 3 nach rechts in das Federelement 9 gezogen. Dadurch kann die Kupplungskennlinie im Geberzylinder bzw. in einem Pedal kraftsimulator moduliert werden. In Fig. 2 ist eine Prinzipdarstellung gemäß Fig. 1 wiederholt, wobei sich der Kolben 3 am inneren Anschlag der Innenkontur des Federelementes 9, also im betätigten Zustand, befindet, was einer unteren Kolbenstellung entspricht.
ln Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, bei welcher der Kolben 3 zwei parallel zueinander sich erstreckende, starre Arme 10, 1 1 aufweist. Zwischen den beiden Armen 10, 1 1 ist jeweils ein Rollenkörper 7, 8 gelagert, wobei die beiden Rollkörper 7, 8 übereinander angeordnet sind. Jeder Rollkörper 7, 8 befindet sich auf einer Welle 12, 13, deren Enden jeweils in einen starren Arm 10, 1 1 des Kolbens 3 eingreifen. Vorteilhafterweise sind die Rollkörper 7, 8 und die Welle 10, 1 1 als einteiliges Bauteil ausgebildet. During actuation from left to right in the spring element 9, the rolling elements 7, 8 roll on the inner contour. This causes a decreasing cross-section of the spring element 9, a counter force that pushes the piston 3 back to the left, so that the accelerator pedal 6 to the driver gives a feedback that this must spend an additional force to the accelerator pedal 6 and thus the piston. 3 to move on. If the smallest cross section passes through, the piston 3 is pulled to the right into the spring element 9. As a result, the clutch characteristic in the master cylinder or in a pedal force simulator can be modulated. In Fig. 2 is a schematic diagram of FIG. 1 is repeated, wherein the piston 3 at the inner stop of the inner contour of the spring element 9, ie in the actuated state, which corresponds to a lower piston position. In Fig. 3 is a perspective view of the device 1 according to the invention is shown, in which the piston 3 has two mutually parallel, rigid arms 10, 1 1. Between the two arms 10, 1 1, a roller body 7, 8 is mounted, wherein the two rolling bodies 7, 8 are arranged one above the other. Each rolling body 7, 8 is located on a shaft 12, 13, the ends of which each engage in a rigid arm 10, 1 1 of the piston 3. Advantageously, the rolling elements 7, 8 and the shaft 10, 1 1 formed as a one-piece component.
In Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt, wo die Rollkörper als Nadelhülsen 14, 15 ausgebildet sind. Die Verwendung der Nadelhülsen 14, 15 sorgt für eine weitere Reibungsminderung bei der Betätigung der Vorrichtung 1 . In Fig. 4 and 5, another embodiment of the device 1 according to the invention is shown, where the rolling bodies are formed as needle sleeves 14, 15. The use of the needle sleeves 14, 15 ensures a further reduction in friction during the actuation of the device 1.
Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen die Erfindung in einer weiteren Ausführungsform. Figures 6, 7 and 8 show the invention in a further embodiment.
In Figur 6, 7 und 8 sind Arme 9.1 selbst als Federelement 9, vorzugsweise als Blattfeder, ausgebildet, wobei auf ein zusätzliches Federelement verzichtet werden kann. Die Rollkörper sind als Nadelhülsen oder andere Lagerarten mit Rollen, Hülsen oder Kugeln 14 ausgebildet. Bei der Betätigung wird das Kulissenbauteil 3.1 in das Federelement 9 geschoben, wobei das Federelement 9 durch den zunehmenden Querschnitt des Kulissenbauteiles 3.1 auseinander gedrückt wird. Dabei entsteht eine Gegenkraft auf Grund des veränderlichen Querschnittes des Kulissenbauteiles 3.1 , die in axiale Richtung entgegen der Bewegungsrichtung drückt. Ist der größte Querschnitt des Kulissenbauteiles 3.1 überschritten, wirkt eine Reaktionskraft in Richtung der Betätigung. Wie aus Figur 8 ersichtlich, sind die Nadelhülsen 14 in jeweils eine axiale Ausnehmung 16 der Arme 9.1 des Federelementes 9 eingelegt und werden dort über zwei kleine Bolzen 12 gehalten. Bei dieser Variante kann auf eine Schmierung ver- ziehtet werden, da eine Reibungsreduzierung erfolgt. Die Steifigkeit und die federnde Länge des Federelementes 9 bleiben konstant. In Figure 6, 7 and 8 are 9.1 arms themselves as spring element 9, preferably as a leaf spring, formed, can be dispensed with an additional spring element. The rolling elements are designed as needle sleeves or other types of bearings with rollers, sleeves or balls 14. Upon actuation, the link component 3.1 is pushed into the spring element 9, wherein the spring element 9 is pressed apart by the increasing cross-section of the link component 3.1. This creates a counterforce due to the variable cross-section of the link component 3.1, which presses in the axial direction against the direction of movement. If the largest cross section of the link component 3.1 exceeded, a reaction force acts in the direction of actuation. As can be seen from FIG. 8, the needle sleeves 14 are inserted into an axial recess 16 of the arms 9.1 of the spring element 9 and are held there by two small bolts 12. In this variant, it is possible to dispense with lubrication, as friction is reduced. The rigidity and the resilient length of the spring element 9 remain constant.
Der Außenkontur des Kulissenbauteils 3.1 hat annähernd mittig den größten Querschnitt. Der Querschnitt des Federelements 9 bleibt dabei im Wesentlichen konstant und ist bevorzugt fest im Gehäuse positioniert. Bevorzugt verlaufen die Rollkörper 14 tragenden Arme 9.1 des Federelements 9 axial annähernd parallel zueinander.
Die vorgeschlagene Lösung führt zu einer Reibungsreduzierung bei Verzicht auf eine Schmierung der Rollkörper 7, 8. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau der erfindungs- gemäßen Vorrichtung 1 . Neben der Ausbildung als Geberzylinder kann die vorgeschlagene Vorrichtung 1 auch als eigenständiger Pedalkraftsimulator verwendet wer- den, welcher vorzugsweise in Clutch-By-Wire-Anwendungen oder Fahrzeugsimulatoren jeglicher Art verwendet wird, bei welchen das Betätigungselement in Form des Fahrpedals 6 nicht mehr direkt mit dem zu betätigenden Aggregat verbunden ist.
The outer contour of the link component 3.1 has approximately the largest cross section in the middle. The cross section of the spring element 9 remains substantially constant and is preferably fixedly positioned in the housing. Preferably, the rolling bodies 14 carrying arms 9.1 of the spring element 9 extend axially approximately parallel to each other. The proposed solution leads to a reduction of friction in the absence of lubrication of the rolling elements 7, 8. This simplifies the structure of the device 1 according to the invention. In addition to the training as a master cylinder, the proposed device 1 can also be used as an independent pedal force simulator, which is preferably used in clutch-by-wire applications or vehicle simulators of any kind, in which the actuator in the form of accelerator pedal 6 no longer directly with the connected to actuated unit.
Bezuqszeichenliste Vorrichtung Reference character list device
Gehäuse casing
Kolben piston
Kulissenbauteil gate component
Kolbenstange piston rod
Rückstellfeder Return spring
Fahrpedal accelerator
Rollkörper roll body
Rollkörper roll body
Federelement spring element
Arme poor
Arm des Kolbens Arm of the piston
Arm des Kolbens Arm of the piston
Welle/Bolzen Shaft / bolts
Welle wave
Nadelhülse/Rollkörper Needle sleeve / rollers
Nadelhülse/Rollkörper Needle sleeve / rollers
Axiale Ausnehmung
Axial recess
Claims
1 . Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeu- ges, vorzugsweise ein Pedal kraftsimulator, umfassend ein Gehäuse (2), in welchem ein Kolben (3) axial beweglich gelagert ist, wobei der Kolben (3) über eine Kolbenstange (4) mit dem Betätigungselement (6) verbunden ist und der Kolben (3) in ein in dem Gehäuse (2) oder zeitweise außerhalb des Gehäuses angeordnetes Federelement (9) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenkontur des Federelementes (9) einen sich ändernden Querschnitt aufweist und an dem Kolben (3) zwei, sich bei der Bewegung abstützende Rollkörper (7, 8) zum Abrollen an der Innenkontur des Federelementes (9) befestigt sind. 1 . Device for force simulation on an actuating element of a vehicle, preferably a pedal force simulator, comprising a housing (2) in which a piston (3) is mounted axially movable, wherein the piston (3) via a piston rod (4) with the actuating element (6) is connected and the piston (3) in a in the housing (2) or temporarily outside the housing arranged spring element (9) engages, characterized in that an inner contour of the spring element (9) has a changing cross section and on the Piston (3) two, in the movement supporting rolling bodies (7, 8) are secured to roll on the inner contour of the spring element (9).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur des Federelementes (9) annähernd mittig den kleinsten Querschnitt aufweist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the inner contour of the spring element (9) approximately centrally has the smallest cross-section.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des gabelförmigen Federelementes (9) von einer dem Kolben (3) zugewandten Stirnseite zur Mitte kontinuierlich abnimmt und von der Mitte zu der dem Kolben (3) abgewandten Seite kontinuierlich zunimmt. 3. A device according to claim 2, characterized in that the cross-section of the fork-shaped spring element (9) from a piston (3) facing end face to the center decreases continuously and from the center to the piston (3) facing away from continuously increases.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (9) fest in dem Gehäuse (2) positioniert ist. 4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the spring element (9) is fixedly positioned in the housing (2).
5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollkörper (7, 8) gegenläufig ausgebildet sind. 5. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rolling bodies (7, 8) are designed in opposite directions.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) in axialer Richtung dem Federelement (9) zugewandt zwei Arme (10, 1 1 ) aufweist, wobei jeder Rollkörper (7, 8) auf einer Welle (12, 13) angeordnet ist, die beidseitig an je einem Arm (10, 1 1 ) des Kolbens (3) gelagert ist, wobei die Rollkörper (7, 8) zwischen den beiden Armen (10, 1 1 ) des Kolbens (3) geführt sind. 6. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the piston (3) in the axial direction of the spring element (9) facing two arms (10, 1 1), each rolling body (7, 8) on a shaft ( 12, 13) is arranged, which is mounted on both sides of an arm (10, 1 1) of the piston (3), wherein the rolling bodies (7, 8) between the two arms (10, 1 1) of the piston (3) are guided.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (12, 13) und die Rollkörper (7, 8) einteilig ausgebildet sind.
7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the shaft (12, 13) and the rolling bodies (7, 8) are integrally formed.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollkörper als Rollen, Nadelhülsen oder Lager (14, 15) ausgebildet sind. 8. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rolling bodies as rollers, needle sleeves or bearings (14, 15) are formed.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Rollkörper (7, 8) tragenden Arme (10, 1 1 ) des Kolbens (3) axial annähernd parallel zueinander verlaufen. 9. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that, the rolling bodies (7, 8) carrying arms (10, 1 1) of the piston (3) axially approximately parallel to each other.
10. Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedal kraftsimulator, umfassend ein Gehäuse (2), in welchem ein Kolben (3) axial beweglich gelagert ist, wobei der Kolben (3)über eine Kolbenstange (4) mit dem Betätigungselement (6) verbunden ist und der Kolben (3) in ein in dem Gehäuse (2) oder zeitweise außerhalb des Gehäuses angeordnetes Federelement (9) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) ein Kulissenbauteil (3.1 ) umfasst, dessen Außenkontur einen sich ändernden Querschnitt aufweist und an dem Federelement (9) zwei, sich bei der Bewegung abstützende Rollkörper (14) zum Abrollen an der Außenkontur des Kulissenbauteils (3.1 ) angeordnet sind.
10. A device for force simulation on an actuating element of a vehicle, preferably a pedal force simulator, comprising a housing (2) in which a piston (3) is mounted axially movable, wherein the piston (3) via a piston rod (4) with the actuating element (6) is connected and the piston (3) in a housing (2) or temporarily outside the housing arranged spring element (9) engages, characterized in that the piston (3) comprises a link component (3.1), the outer contour of a Has changing cross-section and on the spring element (9), two, in the movement supporting the rolling body (14) for rolling on the outer contour of the link component (3.1) are arranged.
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