DE102015200471A1

DE102015200471A1 - Verstelleinheit

Info

Publication number: DE102015200471A1
Application number: DE102015200471.6A
Authority: DE
Inventors: Richard Frisch; Johannes Lang; Stefan Hamper
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2016-07-14
Anticipated expiration: 2035-01-15
Also published as: DE102015200471B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinheit, insbesondere einen elektromotorischen Kupplungssteller zur Betätigung einer Kupplung zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe, umfassend eine drehbare Kurvenscheibe (1) sowie einen linear beweglichen Stößel (2) zum Öffnen und Schließen der Kupplung. Erfindungsgemäß weist der Stößel (2) an einem distalen Ende (3) eine Abrolleinrichtung (4) auf, wobei die Abrolleinrichtung (4) spanlos hergestellt ist und zur axialen Verstellung des linear beweglichen Stößels (2) an einer Umfangsseite (5) der Kurvenscheibe (1) abrollt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinheit, insbesondere einen elektromotorischen Kupplungssteller zur Betätigung einer Kupplung zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe, umfassend eine drehbare Kurvenscheibe sowie einen linear beweglichen Stößel zum Öffnen und Schließen der Kupplung.
Gebiet der Erfindung
Elektromotorische Kupplungssteller werden zunehmend in Kraftfahrzeugen zur Komforterhöhung eingesetzt, dies sowohl in stand-alone-Anwendungen, wie bei dem elektromotorischen Kupplungsmanagement, als auch als wesentliche Komponente eines automatisierten Schaltgetriebes, bei welchem das Kupplungspedal entfällt.
Aus der DE 100 14 225 A1 ist ein Elektromotorischer Kupplungssteller zur Betätigung einer Kupplung zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges bekannt. Der Kupplungssteller umfasst einen Kupplungsstößel zum Öffnen der Kupplung, einen den Kupplungsstößel über ein selbsthemmendes Schneckengetriebe betätigenden Elektromotor und ein mindestens das Schneckengetriebe aufnehmendes Gehäuse. Im Schneckengetriebe ist eine Reibvorrichtung integriert, die ein Reibmoment erzeugt.
Ferner geht aus der DE 10 2010 002 925 A1 Bremskraftverstärker mit einem Antrieb für einen Hauptbremszylinder hervor, der mittels eines Übertragungsmittels mit einem Druckkolben des Hauptbremszylinders gekoppelt ist. Das Übertragungsmittel weist ein Kurvengetriebe mit wenigstens einer Kurvenscheibe auf. An einer Umfangsseite der Kurvenscheibe ist eine Abrolleinrichtung zugeordnet, die mit dem Druckkolben gekoppelt ist und dazu ausgelegt ist, entlang der Umfangsseite der Kurvenscheibe abzurollen.
Der Nachteil des zuvor genannten Standes der Technik besteht darin, dass die Verstelleinheit relativ viele Bauteile umfasst und die Herstellung relativ kostenintensiv ist. Ferner benötigt eine solche Verstelleinheit auch relativ viel Bauraum.
Aufgabenstellung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstelleinheit zu schaffen, die kompaktbauend, kostengünstig und gewichtsoptimiert ist.
Erfindungsgemäße Lösung
Erfindungsgemäß weist der Stößel an einem distalen Ende eine Abrolleinrichtung auf, wobei die Abrolleinrichtung spanlos hergestellt ist und zur axialen Verstellung des linear beweglichen Stößels an einer Umfangsseite der Kurvenscheibe abrollt. Mit anderen Worten umfasst die Verstelleinheit lediglich den linear beweglichen Stößel mit daran angeordneter Abrolleinrichtung sowie die Kurvenscheibe. Die Abrolleinrichtung dient insbesondere zur sicheren Abstützung des Stößels an die Kurvenscheibe und erlaubt dadurch eine reibungs- und verschleißminimierte Betätigung des Stößels durch die Kurvenscheibe. Ferner spart die Integration der Abrolleinrichtung in das distale Ende des Stößels nicht nur Bauteile sondern auch Gewicht und Bauraum.
Vorzugsweise ist die Abrolleinrichtung über einen Bolzen an dem distalen Ende des Stößels drehbar gelagert. Dabei ist der Bolzen entweder an einem gabelförmigen oder kalottenförmigen distalen Endbereich des Stößels angeordnet. Insbesondere sind zur Aufnahme des Bolzens zwei Bohrungen oder zumindest zwei Aussparungen in dem Stößel vorgesehen.
Besonders bevorzugt weist die Abrolleinrichtung einen Außenring mit einer Vielzahl von daran angeordneter Wälzkörper auf. Vorteilhafterweise bilden zumindest der Außenring und die daran angeordneten Wälzkörper eine vormontierte Einheit. Ferner ist es denkbar diese vormontierte Einheit als Nadelhülse mit Rollen auszubilden, wobei die Wälzkörper entweder vollrollig ausgebildet sind oder in einem Käfig angeordnet sind. Des Weiteren bevorzugt weist die Abrolleinrichtung einen Innenring auf, an dem die Wälzkörper zur Anlage kommen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Wälzkörper radial direkt an dem Bolzen zur Anlage kommen.
Der Innenring und der Außenring sind durch ein Kaltumformverfahren hergestellt. Insbesondere werden der Innenring und der Außenring tiefgezogen und somit besonders kostengünstig und schnell hergestellt. Ferner ist der Stößel entweder durch ein Kaltumformverfahren oder durch ein Fließpressverfahren hergestellt.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Innenring als Hülse ausgebildet ist, die drehfest an einer Außenumfangsfläche des Bolzens angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Innenring relativ dünnwandig ausgebildet und wird auf den Bolzen gepresst. Mithin sind der Bolzen und der Innenring drehfest miteinander verbunden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Innenring radial nach außen gerichtete Borde auf, wobei der Außenring radial nach innen gerichtete Borde aufweist und axial innerhalb der nach außen gerichteten Borde des Innenrings angeordnet ist. Die Borde am Außenring dienen insbesondere der axialen Abstützung der Wälzkörper oder des Käfigs. Fertigungstechnisch werden die Borde durch Kaltverformung, insbesondere Tiefziehen hergestellt.
Vorzugsweise ist axial zwischen dem jeweiligen Bord am Außenring und dem jeweiligen Bord am Innenring jeweils eine Scheibe zur Minimierung der axialen Reibung zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet. Die jeweilige Scheibe ist vorzugsweise aus einem Kunststoff oder einem Metall, insbesondere einem gehärteten Stahlwerkstoff hergestellt. Zur Vermeidung von metallischem Abrieb eignet sich insbesondere eine Kunststoffscheibe. Des Weiteren ist es denkbar zumindest die Stirnflächen der Scheibe mit einer reibungsminimierenden Beschichtung auszustatten.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
1 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Verstelleinheit, umfassend eine Kurvenscheibe sowie ein Stößel mit einer integrierten Abrolleinrichtung,
2 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Abrolleinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
3 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Abrolleinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine erfindungsgemäße Verstelleinheit, insbesondere einen elektromotorischen Kupplungssteller zur Betätigung einer – hier nicht dargestellten – Kupplung zwischen einem – hier nicht dargestellten – Antriebsmotor und einem – hier nicht dargestellten – Getriebe. Die Verstelleinheit umfasst eine drehbare Kurvenscheibe 1 sowie einen linear beweglichen Stößel 2 zum Öffnen und Schließen der Kupplung. Der Stößel 2 weist an einem distalen Ende 3 eine Abrolleinrichtung 4 auf. Die Abrolleinrichtung 4 rollt zur axialen Verstellung des linear beweglichen Stößels 2 an einer Umfangsseite 5 der Kurvenscheibe 1 ab. Je nach Stellung der Kurvenscheibe 1 ist die Kupplung entweder geöffnet oder geschlossen. Die Kurvenscheibe 1 ist über eine – hier nicht dargestellte – Welle mit einem – hier nicht dargestellten – Elektromotor verbunden.
Nach 2 und 3 ist die Abrolleinrichtung 4 über einen Bolzen 6 an dem distalen Ende 3 des Stößels 2 drehbar gelagert. Die Abrolleinrichtung 4 umfasst einen Außenring 7 und einen Innenring 9 sowie mehrere radial zwischen dem Außenring 7 und dem Innenring 9 angeordnete Wälzkörper 8. Die Wälzkörper 8 weisen ferner einen Käfig 13 auf. Der Innenring 9 ist als Hülse ausgebildet, die drehfest an einer Außenumfangsfläche des Bolzens 6 angeordnet ist. Ferner weist der Innenring 9 radial nach außen gerichtete Borde 10a, 10b auf, wobei der Außenring 7 radial nach innen gerichtete Borde 11a, 11b aufweist und axial innerhalb der nach außen gerichteten Borde 10a, 10b des Innenrings 9 angeordnet ist. Des Weiteren ist axial zwischen dem jeweiligen Bord 11a, 11b am Außenring 7 und dem jeweiligen Bord 10a, 10b am Innenring 9 jeweils eine Scheibe 12a, 12b zur Minimierung der axialen Reibung zwischen dem Außenring 7 und dem Innenring 9 angeordnet. Sowohl der Innenring 9 als auch der Außenring 7 sind durch Kaltumformen hergestellt.
Gemäß 2 ist auch der Stößel 2 durch Kaltumformen aus einem Metallblech hergestellt. Das distale Ende 3 des Stößels 2 ist kalottenförmig ausgebildet.
Gemäß 3 ist der Stößel 2 durch Fließpressen hergestellt. Das distale Ende 3 des Stößels 2 ist gabelförmig ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Kurvenscheibe
2: Stößel
3: distales Ende
4: Abrolleinrichtung
5: Umfangsseite
6: Bolzen
7: Außenring
8: Wälzkörpern
9: Innenring
10a, 10b: Bord
11a, 11b: Bord
12a, 12b: Scheibe
13: Käfig

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10014225 A1 [0003]
DE 102010002925 A1 [0004]

Claims

Verstelleinheit, insbesondere ein elektromotorischer Kupplungssteller zur Betätigung einer Kupplung zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe, umfassend eine drehbare Kurvenscheibe (1) sowie einen linear beweglichen Stößel (2) zum Öffnen und Schließen der Kupplung, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (2) an einem distalen Ende (3) eine Abrolleinrichtung (4) aufweist, wobei die Abrolleinrichtung (4) spanlos hergestellt ist und zur axialen Verstellung des linear beweglichen Stößels (2) an einer Umfangsseite (5) der Kurvenscheibe (1) abrollt.
Verstelleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrolleinrichtung (4) über einen Bolzen (6) an dem distalen Ende (3) des Stößels (2) drehbar gelagert ist.
Verstelleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrolleinrichtung (4) einen Außenring (7) mit einer Vielzahl von daran angeordneten Wälzkörpern (8) aufweist.
Verstelleinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrolleinrichtung (4) einen Innenring (9) aufweist, an dem die Wälzkörpern (8) zur Anlage kommen.
Verstelleinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (9) als Hülse ausgebildet ist, die drehfest an einer Außenumfangsfläche des Bolzens (6) angeordnet ist.
Verstelleinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (9) radial nach außen gerichtete Borde (10a, 10b) aufweist, wobei der Außenring (7) radial nach innen gerichtete Borde (11a, 11b) aufweist und axial innerhalb der nach außen gerichteten Borde (10a, 10b) des Innenrings (9) angeordnet ist.
Verstelleinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen dem jeweiligen Bord (11a, 11b) am Außenring (7) und dem jeweiligen Bord (10a, 10b) am Innenring (9) jeweils eine Scheibe (12a, 12b) zur Minimierung der axialen Reibung zwischen dem Außenring (7) und dem Innenring (9) angeordnet ist.
Verstelleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (9) und der Außenring (7) durch ein Kaltumformverfahren hergestellt sind.
Verstelleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (2) durch ein Kaltumformverfahren oder Fließpressverfahren hergestellt ist.
Verstelleinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Außenring (7) und die daran angeordneten Wälzkörper (8) eine vormontierte Einheit bilden.