sowie Betätiqunqssvstem Die Erfindung betrifft eine Pedalkraftsimulationsvomchtung (d.h. eine Vorrichtung / Anordnung zur Pedalkraftsimulation / einen Pedalkraftsimulator) für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, einen Lkw, einen Bus oder ein sonstiges Nutzfahrzeug, mit einem Gehäuse sowie einem in dem Gehäuse aufgenommenen und entlang einer Längsachse des Gehäuses verschiebbaren Führungskolben, wobei der Führungskolben ein sich entlang der Längsachse (konusförmig / kegelförmig) erstreckendes (d.h. in einer radialen Richtung der Längsachse erweiterndes und/oder verjüngendes) Konussegment aufweist und wobei an diesem Konussegment (/ einer Konusfläche des Konussegmentes) von zwei einander in einer radialen Richtung der Längsachse abgewandten Seiten jeweils ein über ein Federelement vorgespanntes Kontaktelement angedrückt oder andrückbar ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Betätigungssystem für eine Kraftfahrzeugkupplung mit dieser Pedalkraftsimulationsvomchtung.

Es sind bereits verschiedene Arten von Betätigungssystemen bekannt, so auch derartige Betätigungssysteme, bei denen ein Sensor in einem mit der Pedalkraftsimulati- onsvorrichtung gekoppelten Pedal vorhanden ist, der die Betätigung des Pedals erkennt und entsprechend das Betätigen / Aus- bzw. Einrücken der Kupplung steuert.

Aus der noch nicht veröffentlichten DE 10 2015 216 146.3, mit Anmeldetag

24.08.2015, ist eine Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement ei- nes Fahrzeugs, insbesondere ein Pedalkraftsimulator, offenbart. Diese Vorrichtung weist ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse axial verlagerbaren Kolben auf, wobei der Kolben über eine Kolbenstange mit dem Betätigungselement verbunden ist. Zudem ist ein Federelement vorhanden, das zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Der Kolben weist einen sich ändernden Querschnitt auf und bei Betätigung durch das Betätigungselement greift er in das Federelement ein, wobei an dem Federelement Rollkörper angeordnet sind, die mit dem Kolben in Wirkverbindung stehen und wobei das Federelement zumindest aus einem ersten und einem zweiten Federteil besteht, die miteinander verbunden sind. Als Nachteil hat es sich in dem bekannten Stand der Technik jedoch herausgestellt, dass die einzelnen Bauteile relativ aufwändig herzustellen sind. Dies betrifft insbesondere die Federelemente, die bisher komplex ausgeführt wurden und somit in der Her- Stellung relativ aufwändig waren.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Pedalkraftsimulationsvorrich- tung zur Verfügung zu stellen, deren Herstellungsaufwand weiter reduziert wird. Auch soll deren Montierbarkeit weiter verbessert werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Federelemente so ausgebildet sind, dass sie in einem unbelasteten Zustand eine ebene Erstreckung aufweisen, d.h. sich in einem unbelasteten Zustand entlang einer gedachten Erstreckungsebene ge- rade / geradlinig erstrecken.

Hierdurch sind die Federelemente deutlich einfacher ausgeformt und auf kostengünstige Weise als Massenbauteil herstellbar. Insbesondere werden gegenüber dem Stand der Technik zahlreiche Verfahrensschritte zur Ausbildung der Form der Federele- mente eingespart.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert. Sind die Federelemente jeweils an drei Lagerpunkten abgestützt, sind die Federelemente dauerhaft an dem Konussegment angedrückt. Durch diese Dreipunktlagerung wird eine entsprechende Kraftkennlinie der Pedalkraftsimulationsvorrichtung besonders verlässlich über die Lebensdauer hinweg umgesetzt. Diesbezüglich ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Federelemente jeweils an einem ersten gehäusefesten Lagerpunkt (d.h. an einem ersten fest an dem Gehäuse abgestützten Lagerpunkt) und einem zweiten gehäusefesten Lagerpunkt (d.h. an einem zweiten fest an dem Gehäuse abgestützten Lagerpunkt) abgestützt / schwenkbar gelagert sind. Zudem sind die Federelemente bevorzugt jeweils an einem dritten Lagerpunkt abgestützt, wobei dieser dritte Lagerpunkt wiederum durch eine Konusfläche des Konussegmentes ausgebildet ist.

Somit sind der erste Lagerpunkt, der zweite Lagerpunkt und der dritte Lagerpunkt in einer axialen Richtung (d.h. entlang der Längsachse) aufeinander folgend in Abständen zueinander angeordnet. Der erste Lagerpunkt ist folglich zu einer dem dritten Lagerpunkt abgewandten Seite des zweiten Lagerpunktes hin angeordnet.

Von Vorteil ist es zudem, wenn die Lagerpunkte jedes Federelements in der axialen Richtung in Bezug auf die Längsachse beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei ein erster axialer Abstand zwischen dem ersten Lagerpunkt und dem zweiten Lagerpunkt an jedem Federelement geringer als der axiale Abstand zwischen dem zweiten Lagerpunkt und dem dritten Lagerpunkt (am gleichen Federelement) ist. Dadurch ergibt sich ein besonders geschickter Hebelarm zum Andrücken der Kontaktelemente an dem Konussegment.

Weist der Führungskolben mehrere, beispielsweise zwei Gleitlagerabschnitte auf, die jeweils zu einer anderen axialen Seite des Konussegmentes hin angeordnet sind und an einer Innenumfangsseite des Gehäuses anliegen, ist der Führungskolben sicher geführt.

In diesem Zusammenhang ist es auch zweckdienlich, wenn die Federelemente in einem Betriebszustand der Pedalkraftsimulationsvorrichtung jeweils dauerhaft das ihnen zugeordnete Kontaktelement an eine Konusfläche des Konussegmentes andrücken, d.h. dass das Kontaktelement in jeglicher im Betrieb umgesetzter Verschiebestellung des Führungskolbens an der jeweiligen Konusfläche anliegt. Das jeweilige Kontaktelement ist bevorzugt als Rolle, nämlich als Nadelrolle / nadelartige Rolle ausgebildet. Die Rolle bildet eine Art Nadelrollenlager aus.

Ist das Konussegment in einer axialen Richtung sowie einer ersten radialen Richtung, in einer Erstreckungsebene des Konussegmentes gesehen, in / an dem Führungskolben fixiert sowie in einer zweiten radialen Richtung, quer zu der Erstreckungsebene gesehen, begrenzt (vorzugsweise durch Vorsehen von Anschlägen) verlagerbar, ist eine sichere Führung des Führungskolbens gewährleistet. Die Federelemente sind wiederum zweckmäßigerweise in einer im Inneren des Gehäuses eingesetzten Einsteckhülse schwenkbar aufgenommen. Dadurch bilden die Federelemente eine Federeinheit aus, die mehrteilig aufgebaut ist und auf einfache Weise in dem Gehäuse montierbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Betätigungssystem für eine Kraftfahrzeugkupplung mit der erfindungsgemäßen Pedalkraftsimulationsvorrichtung nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.

In anderen Worten ausgedrückt, ist es somit erfindungsgemäß vorgeschlagen bei ei- ner Pedalkraftsimulationsvorrichtung / einem Pedalkraftsimulator mit mehrteiliger Federeinheit, die Federelemente eben auszubilden. Die Federelemente sind über drei Auflagepunkte (Lagerpunkte) über einen Halter (Einsteckhülse) mit dem Gehäuse des Pedalkraftsimulators verbunden. Die beiden außenliegenden Auflagepunkte verkürzen den Hebelarm der jeweiligen Federelemente und führen so zu einer Erhöhung der Fe- dersteifigkeit. Außerdem führt eine zweigeteilte Kolbenführung mit einem Abstand zwischen den Auflageflächen (Gleitlagerabschnitte) am Gehäuse zu einer verbesserten Führung durch Einschränken der Kippbewegung des Kolbens (Führungskolben) bei einer außermittigen Krafteinleitung. Zusätzlich kann die Kulisse innerhalb des zweiteiligen Kolbens angeordnet werden.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Pedalkraftsimulati- onsvorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sowie Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der in Längsrichtung geschnittenen Pedal- kraftsimulationsvorrichtung nach Fig. 1 , sodass insbesondere die Anordnung zweier Federelemente sowie deren Wechselwirkung mit einem Konussegment erkennbar sind. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pedal- kraftsimulationsvorrichtung 1 veranschaulicht. Die Pedalkraftsimulationsvorrichtung 1 dient prinzipiell dazu, einem Bediener in Abhängigkeit des Verschiebe- / Schwenkweges eines hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Bedienungspedals, nämlich eines Kupplungspedals, eine entsprechende Gegenkraft (Pedalkraft) entgegen zu stellen. Die Pedalkraftsimulationsvorrichtung 1 ist in diesem Ausfüh- rungsbeispiel in einem der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Betätigungssystem einer Kupplung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Die Pedalkraftsimulationsvorrichtung 1 dient somit als eine Vorrichtung, die dem Bediener in Abhängigkeit der Stellung des Bedienungspedals eine entsprechende Gegenkraft simuliert. Das eigentliche Signal zum Betätigen / Ein- bzw. Ausrücken der entsprechenden Kupplung des Kraftfahrzeuges wird elektronisch zu dem jeweiligen Ein- bzw. Ausrücker der Kupplung übertragen. Das Betätigungssystem ist daher als ein„Clutch-By-Wire"-System ausgebildet.

Die Pedalkraftsimulationsvorrichtung 1 weist prinzipiell ein Gehäuse 2 auf, innerhalb dessen ein Führungskolben 4 verschiebbar geführt ist. Das Gehäuse 2 weist eine hülsenartig ausgebildete Außenwandung 16 auf, die sich zylindrisch entlang einer gedachten Längsachse 3 des Gehäuses 2 erstreckt. Durch diese Außenwandung 16 bildet das Gehäuse 2 somit einen Innenraum aus, innerhalb dessen der Führungskolben 4 entlang der Längsachse 3 verschiebbar aufgenommen ist. Insbesondere ist der Führungskolben 4 an zwei, wie nachfolgend näher erläutert, Gleitlagerabschnitten 13 und 14 an einer Innenumfangsseite 12 des Gehäuses 2 / der Außenwandung 16 gleitend / verschiebbar geführt.

Mit dem Führungskolben 4 ist ein kulissenartig wirkendes Konussegment 5 / Keilsegment fest verbunden. Das Konussegment 5 ist, wie auch in Fig. 2 gut zu erkennen, als plattenförmiges Segment ausgebildet und weist zwei einander in einer radialen Richtung der Längsachse 3 einander abgewandte Konusflächen 7a und 7b auf. Das Ko- nussegment 5 erstreckt sich insbesondere entlang einer axialen Richtung der Längsachse 3 sowie in einer gedachten Radialebene entlang einer ersten radialen Richtung. Folglich ist das Konussegment 5 mit einer gedachten Erstreckungsebene, in der es sich erstreckt, quer, nämlich senkrecht zu einer zweiten Radialebene, die sich in einer zweiten radialen Richtung erstreckt, ausgerichtet.

In axialer Richtung betrachtet, verjüngt sich das Konussegment 5 in einem ersten Abschnitt und verdickt sich im Anschluss daran in einem zweiten Abschnitt. Die Konusflächen 7a und 7b verlaufen, in axialer Richtung gesehen, komplementär zueinander, sodass die beiden Konusflächen 7a und 7b in Bezug auf die Erstreckungsebene des Konussegmentes 5 spiegelbildlich ausgebildet sind. Das Konussegment 5 ist fest in dem Führungskolben 4 aufgenommen. Das Konussegment 5 ist in Aussparungen innerhalb des Führungskolbens 4 eingeschoben / aufgenommen. Das Konussegment 5 ist dabei derart an dem Führungskolben 4 befestigt, dass das Konussegment 5 in der axialen Richtung sowie in der ersten radialen Richtung (in der ersten Radialebene, die der Erstreckungsebene entspricht) fixiert / lagegesichert ist. In der quer zu der Erstreckungsebene des Konussegmentes 5 verlaufenden zweiten radialen Richtung (in der zweiten Radialebene) ist das Konussegment 5 jedoch zwischen zwei Anschlägen des Führungskolbens 4 im Bereich der Aussparungen begrenzt verlagerbar aufgenommen.

An jeder Konusflächen 7a und 7b ist ein ihr zugeordnetes Kontaktelement 6a bzw. 6b angedrückt. Ein erstes Kontaktelement 6a ist an eine erste Konusfläche 7a und ein zweites Kontaktelement 6b ist an eine, der ersten Konusfläche 7a abgewandte, zweite Konusfläche 7b angedrückt. Die Kontaktelemente 6a, 6b sind jeweils als Rolle, nämlich als Nadelrolle, ausgeführt. Die Kontaktelemente 6a und 6b sind wiederum an jeweils einem Federelement 8a bzw. 8b drehend gelagert / aufgenommen. Die Kontaktelemente 6a und 6b sind jeweils Bestandteil eines der Federelemente 8a oder 8b, so- dass das Federelement 8a, 8b an sich mehrteilig ausgebildet ist.

Die Federelemente 8a und 8b sind Bestandteile einer in dem Gehäuse 2 befestigten Federeinheit 17. Die Federelemente 8a und 8b sind erfindungsgemäß derart ausgeformt, dass sie sich in ihrem unbelasteten Zustand in einer Ebene, d.h. gerade erstre- cken.

Die Federeinheit 17 ist mehrteilig ausgeführt. Neben zwei einzelnen Federelemente 8a und 8b weist die Federeinheit 17 auch eine Einsteckhülse 15 auf. Die Einsteckhülse 15 dient als Halterung / Aufnahme für die Federelemente 8a und 8b in dem Ge- häuse 2. Die Einsteckhülse 15 ist bevorzugt an der Innenumfangsseite 12 des Gehäuses 2 eingepresst oder eingeschraubt. Prinzipiell sind in diesem Zusammenhang noch weitere Anbringungsarten für die Einsteckhülse 15 in dem Gehäuse 2 umsetzbar. Die Einsteckhülse 15 ist dabei stets fest, nämlich in axialer sowie in radialer Richtung fest in dem Gehäuse 2 integriert. Die Federelemente 8a und 8b sind jeweils an einem ers- ten Lagerpunkt 9, der an einem dem jeweiligen Kontaktelement 6a und 6b abgewandten Endbereich der Federelemente 8a, 8b angeordnet ist, an der Einsteckhülse 15 und somit indirekt gehäusefest angebracht / abgestützt. Der erste Lagerpunkt 9 bildet folglich einen Schwenkpunkt aus, an dem die Federelemente 8a, 8b fest eingespannt sind.

Von dem ersten Lagerpunkt 9 aus erstrecken sich die Federelemente 8a und 8b im Wesentlichen in axialer Richtung hin zu dem Konussegment 5 / zu den Kontaktelementen 6a und 6b, sind jedoch in ihrer Erstreckung leicht zu der Längsachse 3 winklig angestellt. Neben dem ersten Lagerpunkt 9 sind die Federelemente 8a und 8b auch jeweils an einem zweiten Lagerpunkt 10 gehäusefest / an der Einsteckhülse 15 abgestützt. Im Bereich des zweiten Lagerpunktes 10 liegen die Federelemente 8a und 8b jeweils, unter Ausbildung eines Hebelpunktes, an Abstützelementen 18 in Form von Abstützstiften an. Ein dritter Lagerpunkt 1 1 , der auf einer dem ersten Lagerpunkt 9 abgewandten axialen Seite des zweiten Lagerpunktes 10 ausgebildet ist, ist das jeweilige Federelement 8a und 8b über das Kontaktelement 6a und 6b an dem Konussegment 5 / den Konusflächen 7a, 7b gelagert / abgestützt / angedrückt. Dadurch ergibt sich eine Dreipunktlagerung / Dreipunktabstützung des jeweiligen Federelementes 8a und 8b. Die einzelnen Lagerpunkte 9, 10 und 1 1 sind in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet, wobei insbesondere der Abstand (erster Abstand) zwischen dem ersten Lagerpunkt 9 und dem zweiten Lagerpunkt 10 kleiner als der weitere Abstand (zweiter Abstand) zwischen dem zweiten Lagerpunkt 10 und dem dritten Lager- punkt 1 1 ist.

Zurückkommend auf die Gleitlagerabschnitte 13, 14 ist in Verbindung mit Fig. gut erkennbar, dass diese jeweils zu einer axialen Seite des Konussegmentes 5 hin angeordnet sind. Ein erster Gleitabschnitt / Gleitlagerabschnitt 13 ist in axialer Richtung zu einer ersten Seite des Konussegmentes 5 hin angeordnet, während ein zweiter Gleitabschnitt / Gleitlagerabschnitt 14 zu einer dem ersten Gleitlagerabschnitt 13 abgewandten, zweiten Seite des Konussegmentes 5 in axialer Richtung angeordnet ist. Beide Gleitlagerabschnitte 13 und 14 sind im Wesentlichen als ringförmige Abschnitte ausgeführt und liegen an der Innenumfangsseite 12 gleitend an.

Der zweite Gleitlagerabschnitt 14 geht zudem in einen Zapfenbereich 19 über. Dieser Zapfenbereich 19 nimmt eine Kolbenstange 20 verschiebefest auf. Die Kolbenstange 20 ist auf übliche Weise weiter mit dem Bedienungspedal des Kraftfahrzeuges verbunden. Des Weiteren ist auf typische Weise eine Druckfeder 21 in Form einer Schrau- bendruckfeder vorhanden, die außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist. Die Druckfeder 21 ist mit einem ersten Ende an einem gehäusefesten Bereich abgestützt und mit einem zweiten Ende verschiebefest mit der Kolbenstange 20 gekoppelt. Somit dient die Druckfeder 21 zum Vorspannen der Kolbenstange 20 (sowie indirekt des Führungskolbens 4) in eine ausgefahrene Stellung relativ zu dem Gehäuse 2. Die Druckfeder 21 ist in radialer Richtung von radial außen vollständig durch einen schematisch dargestellten Schmutzschutz 22 umgeben. Da die Kontaktelemente 6a und 6b über die Federelemente 8a und 8b dauerhaft mit einer gewissen Vorspannkraft an die Konusflächen 7a und 7b angedrückt sind, ergibt sich durch die Kontur der Konusflächen / des Konussegmentes, der Vorspannkraft der Federelemente 8a und 8b sowie der Vorspannkraft der Druckfeder 21 die entspre- chende Kraftkennlinie zur Simulation der entsprechenden Pedalkraft.

In anderen Worten ausgedrückt, hebt sich die erfindungsgemäße Ausführung einer Pedalkraftsimulationsvorrichtung 1 vom Stand der Technik insbesondere dahingegen ab, dass durch ein ebenes Federelement 8a, 8b die Bauteilgeometrie in Bezug auf die Herstellbarkeit vereinfacht ist. Das Lagerungskonzept wurde dementsprechend ange- passt und stellt nun eine Dreipunktlagerung 9, 10, 1 1 dar. Zwei der Lagerpunkte 9,10 liegen im Befestigungselement (Einsteckhülse 15), der dritte Lagerpunkt 1 1 ist der Berührpunkt zwischen der Kulisse (Konussegment 5) und den auf dem mehrteiligen Federelement 8a, 8b befindlichen Nadelrollen 6a, 6b. Um den Sitz der Federelemente 8a, 8b zu gewährleisten sind diese dauerhaft zu spannen. Die Kulisse 5 ist im zweiteiligen Kolben (Führungskolben 4) über ihre Anlagepunkte am Kolben 4 axial und radial fixiert, wobei eine gewisse radiale Bewegung möglich ist, allerdings begrenzt durch Anschläge. Die Führung des Kolbens 4 im Gehäuse 2 erfolgt über zwei mit einem Abstand zueinander gelegene Anlageflächen (Gleitlagerabschnitte 13, 14) rechts und links der Kulisse 5 gelegen), um die Anfälligkeit gegen Kippen durch eine außermittige Krafteinleitung am Kolben 4 zu verringern. Die Kraftkennlinie wird bei Betätigung des Pedalkraftsimulators 1 durch das Zusammenspiel der Druckfeder 21 , der Form der Kulisse 5 und der Federsteifigkeit bestimmt. Durch eine Verschiebung der Auflagerpunkte 1 1 an den Federelementen 8a, 8b wird der wirksame Hebelarm des Federele- ments 8a, 8b direkt beeinflusst, was somit eine Erhöhung, bzw. Verringerung der Federsteifigkeit mit sich bringt. Eine Veränderung der Kulissenform erhöht bzw. verringert, bei der Betätigung des Pedalkraftsimulators 1 , die Auslenkung der Federelemente 8a, 8b und verändert somit den Kraftverlauf des Gesamtsystems. Bezuqszeichenliste Pedalkraftsimulationsvorrichtung

Gehäuse

Längsachse

Führungskolben

Konussegment

a erstes Kontaktelement

b zweites Kontaktelement

a erste Konusfläche

b zweite Konusfläche

a erstes Federelement

b zweites Federelement

erster Lagerpunkt

0 zweiter Lagerpunkt

1 dritter Lagerpunkt

2 Innenumfangsseite

3 erster Gleitlagerabschnitt

4 zweiter Gleitlagerabschnitt

5 Einsteckhülse

6 Außenwandung

7 Federeinheit

8 Abstützelement

9 Zapfenbereich

0 Kolbenstange

1 Druckfeder

2 Schmutzschutz