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Die
Erfindung betrifft einen Kupplungskraftverstärker, mit einem Verstärkerkolben,
der mittels Pneumatikdruck verschiebbar ist, um eine Kupplungskraft
zu verstärken,
und einem Steuerkolben, der mittels Hydraulikdruck verschiebbar
ist und über dessen
Stellung der Pneumatikdruck steuerbar ist, mit dem der Verstärkerkolben
beaufschlagbar ist.
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Kupplungskraftverstärker kommen
in Nutzfahrzeugen zum Einsatz, um eine Kupplungspedalfußkraft mittels
Pneumatikdruck zu verstärken,
da Kupplungen von Nutzfahrzeugen in der Regel nur unter großem Kraftaufwand
betätigbar
sind.
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Die 1 und 2 zeigen
einen Kupplungskraftverstärker 110 vom
Stand der Technik. Bei diesem Kupplungskraftverstärker 110 wird
bei Betätigung
eines nicht dargestellten Kupplungspedals mittels Fußkraft über einen
nicht dargestellten Geberzylinder Hydraulikflüssigkeit, die insbesondere
Bremsflüssigkeit
sein kann, über
einen Hydraulik anschluss 114 einem Hydraulikraum 116 zugeführt, in
dem eine Kolbenstange 118 verschiebbar aufgenommen ist. Über einen
Hydraulikdurchgang 120 gelangt die Hydraulikflüssigkeit
beziehungsweise die Bremsflüssigkeit
zu einem Steuerbereich des Kupplungskraftverstärkers 110. Im Steuerbereich
ist ein Steuerkolben 122 angeordnet, der durch die linksseitige
Hydraulikdruckbeaufschlagung nach rechts (Richtungsangaben wie "rechts", "links", "oben" und "unten" beziehen sich in
dieser Beschreibung jeweils auf die Richtung in der entsprechenden
Figur) entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 130 verschoben
wird. Durch diese Verschiebung nach rechts sitzt ein Ventilsitz 132 auf
einem Ventilteller 134 auf, der als plattenartiger Gummiring
ausgeführt
ist. Durch dieses Aufsitzen des Ventilsitzes 132 auf dem
Ventilteller 134 wird eine Verbindung zwischen einem Pneumatikausgang 146 und
einem Steuerraum 138 unterbrochen (der Pneumatikausgang 146 ist
nur in 1 und nicht in 2 dargestellt).
Der Ventilsitz 132 schiebt den Ventilteller 134 zusammen
mit einer Hülse 140 nach
rechts, so dass der Ventilteller 134 von einem Ventilsitz 144 abgehoben
wird, um eine Verbindung zwischen einem Pneumatikeingang 150 und einer
Pneumatikdurchgangsmündung 152 freizugeben
(der Pneumatikeingang 150 ist nur in 1 und nicht
in 2 dargestellt). Durch dieses Freigeben strömt Druckluft
vom Pneumatikeingang 150, über den Steuerraum 138,
die Pneumatikdurchgangsmündung 152 und
einen Pneumatikdurchgang 172 (der nur in 1 dargestellt
ist) in einen Primärraum 154, so
dass ein Verstärkerkolben 160 samt
Kolben stange 118 und einem Stößel 162 nach rechts
verschoben wird, um eine nicht dargestellte Kupplung unter Verstärkung mittels
Pneumatikdruck zu betätigen.
Proportional zum Druck am Hydraulikanschluss 114 und damit
zur Fußkraft
baut sich der Luftdruck am Verstärkerkolben 160 soweit
auf, bis die Ausrückkraft
der Kupplung erreicht ist. Der Stößel 162 fährt dabei
aus und betätigt
die Kupplung, solange durch weiteres Durchdrücken des Kupplungspedals das
erforderliche Arbeitsvolumen an Hydraulikflüssigkeit beziehungsweise Bremsflüssigkeit
vom Geberzylinder in den Hydraulikraum 116 gedrückt wird.
Wird das Kupplungspedal vom Fahrer zurückgenommen, dann kann über den
Hydraulikanschluss 114 die Hydraulikflüssigkeit beziehungsweise Bremsflüssigkeit aus
dem Hydraulikraum 116 entweichen und der Steuerkolben 122 wird
durch die Federkraft der Rückstellfeder 130 nach
links zurück
in seine Ausgangsposition verschoben. Durch diese Verschiebung nach
links hebt sich der Ventilsitz 132 vom Ventilteller 134 ab,
und gibt die Verbindung zwischen Steuerraum 138 und Pneumatikausgang 146 frei.
Die Verbindung zwischen Pneumatikeingang 150 und Steuerraum 138 wird
dadurch geschlossen, dass der Ventilteller 134 auf dem
Ventilsitz 144 aufsitzt. Als Ergebnis kann die Druckluft
aus dem Primärraum 154 über den
Pneumatikdurchgang 172, den Steuerraum 138 und
den Pneumatikausgang 146 an die Umgebung entweichen. Die
Kraft, die den Verstärkerkolben 160 dabei
nach links verschiebt ist die Rückstellkraft der
Kupplung selbst. Bei Ausfall der Druckluft kann mit erhöhter Fußkraft gekuppelt
werden, wobei der über
den Hydraulikanschluss 114 eingesteuerte Hydraulikdruck
die Kolbenstange 118 direkt beaufschlagt.
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Dieser
dargestellte Stand der Technik leidet jedoch an folgenden Nachteilen.
Die Herstellung des Gehäuses
ist relativ aufwendig, einerseits müssen über entsprechende Gusskerne
Räume für die Einbauten
geschaffen werden und andererseits müssen nach dem Gießen Arbeitsbohrungen
von außen
eingebohrt werden. Beispiele solcher Arbeitsbohrungen sind der Hydraulikdurchgang 120 oder
die Pneumatikdurchgangsmündung 152.
Insbesondere die Pneumatikdurchgangsmündung 152 muss von
außen durch
das komplette Gehäuse
hindurch eingebohrt werden. Anschließend muss diese durch das komplette
Gehäuse
reichende Bohrung wieder mit Schrauben und Dichtungen abgedichtet
werden, um im Betrieb ein Entweichen von Druckluft zu verhindern.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass im Dauerbtrieb zwischen Steuerkolben 122 und
seiner Führung
Riefen entstehen können,
da der aus Aluminium hergestellte Steuerkolben 122 am ebenfalls
aus Aluminium hergestellten Gehäuse
des Kupplungskraftverstärkers 110,
insbesondere nach Eindringen von Verunreinigungen durch unsachgemäße Wartung,
reibt, was zu erhöhtem
Verschleiß führen würde.
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Ein
problematischer Aspekt des Standes der Technik besteht in der Trennung
des Hydraulikkreises vom Pneumatikkreis. Diese Trennung wurde im Stand
der Technik durch einen als Dichtelement beziehungsweise Dichtring
ausge führten
Nutring 174 verwirklicht. Problematisch ist dabei jedoch,
dass derartige Dichtringe üblicherweise
auf Hydraulikflüssigkeit
wie beispielsweise Bremsflüssigkeit
ausgelegt sind, jedoch auch mit Ölrückständen der
Pneumatik- beziehungsweise Druckluftseite in Kontakt gelangen können. Diese Ölrückstände können beispielsweise von
einer Ölschmierung
eines Kompressors zur Druckluftbeschaffung herrühren. Aufgrund der Ölrückstände kann
es als Folge an dieser Stelle zu Quellproblemen des Dichtelements
kommen, die wiederum zu Undichtigkeiten und einem verstärkten Verschleiß des Dichtelements
führen
können.
Um diese Quellprobleme des Nutrings 174 zumindest teilweise
zu unterbinden, werden gemäß dem Stand der
Technik beispielsweise ein oder mehrere O-Ringdichtungen 176 verwendet,
die an dem Steuerkolben 122 zwischen dem Nutring 174 und
der Pneumatikseite angeordnet werden und vorzugsweise aus Nitrilkautschuk
(NBR) ausgebildet sind. Diese O-Ringdichtungen 176 sind
insbesondere als Schutz des Nutrings 174 vor den in der
Druckluft enthaltenen Ölrückständen vorgesehen.
Dennoch kann durch Verschleiß der
O-Ringdichtungen 176 nicht gänzlich ausgeschlossen werden,
dass die Ölrückstände mit dem
Nutring 174 in Berührung
kommen, wodurch wiederum die vorgenannten Quellprobleme auftreten können.
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Ein
weiterer Nachteil des Standes der Technik besteht darin, dass herstellungsbedingt
an der gegossenen Trennwand zwischen Steuerraum 138 und
Hydraulikraum 116 Porositäten auftreten können, die
bei der Materialprüfung
nur schwer entdeckt werden können.
Im Dauerbetrieb könnten
solche Porositäten
im schlimmsten Fall theoretisch dazu führen, dass Druckluft in winzigen
Mengen vom Steuerraum 138 durch diese Porositäten hindurch
in den Hydraulikraum 116 diffundiert und sich somit mit
der Hydraulikflüssigkeit
vermengt. Eine Folge wäre
eine verschlechterte Steuerbarkeit des Kupplungskraftverstärkers mittels
Hydraulikflüssigkeit.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung den gattungsgemäßen Kupplungskraftverstärker derart
weiterzubilden, dass die vorstehenden Probleme zumindest teilweise
gelöst
werden.
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Diese
Aufgabe wird durch den Kupplungskraftverstärker gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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Der
erfindungsgemäße Kupplungskraftverstärker baut
auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass sich die Richtung, in der der Steuerkolben
verschiebbar ist, von der Richtung, in der der Verstärkerkolben
verschiebbar ist, unterscheidet. Durch eine derartige Auslegung
können
erforderliche Durchgänge,
wie beispielsweise Hydraulikdurchgänge zum Druckbeaufschlagen
des Steuerkolbens oder andere Verbindungsleitungen in Entformungsrichtung
des Druckgusswerkzeugs liegen, d. h. in der Richtung, in der eine
Druckgussform entfernt wird. Somit können diese Durchgänge gegossen werden
und müssen
nicht mehr nachträglich
gebohrt werden, so dass ein zusätzlicher
Arbeitsschritt entfällt.
Das Einbringen von Arbeitsbohrungen von Außen, wie beim Stand der Technik,
die auch noch abzudichten waren, kann somit entfallen. Ferner bietet die
vorliegende Auslegung auch den Vorteil, dass der Steuerbereich vom
Hydraulikraum nicht länger
nur durch eine Gehäusewand
getrennt wird, bei der Porositäten
bestehen können.
Eine Ausrichtung dahingehend, dass sich die Verschieberichtung des
Steuerkolbens von der Verschieberichtung des Verstärkerkolbens
unterscheidet, ermöglicht,
den Steuerbereich so anzuordnen, dass nur eine relativ kleine Stirnfläche des
Steuerkolbens und somit auch eine kleine Stirnfläche des den Steuerkolben aufnehmenden
Raums hin zum Hydraulikraum gewandt ist, die sich mit geringem Aufwand
beispielsweise mittels einer Membran abdichten lässt. Darüber hinaus ermöglicht diese
Auslegung auch, dass der Hydraulikbereich außer einem Hydraulikanschluss
selbst keine Verbindung zu einem Gehäuseaußenbereich aufweist, wohingegen
beim Stand der Technik aufgrund der achsparallelen Ausrichtung von
Verstärkerkolben und
Steuerkolben eine Montageöffnung
für den
Steuerkolben vorgesehen sein musste, die im Betrieb gegen Entweichen
von Hydraulikflüssigkeit
abgedichtet sein muss. Die vorstehend beschriebenen Vorteile können dadurch
erreicht werden, dass das technische Vorurteil einer achsparallelen
Ausrichtung von Steuerkolben und Verstärkerkolben überwunden wurde. Dabei zeigen
sich die Vorteile umso besser, je mehr die Ausrichtung einer senkrechten
Ausrichtung von Verschieberichtung des Steuerkolbens und Verschieberichtung
des Verstärkerkolbens
angenähert wird.
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Daher
lassen sich die vorstehenden Vorteile in verbesserter Weise dadurch
erreichen, dass die Richtung, in der der Steuerkolben verschiebbar
ist, und die Richtung, in der der Verstärkerkolben verschiebbar ist,
einen Winkel zwischen 45 und 135 Grad einschließen.
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Noch
besser lassen sich die vorstehenden Vorteile dadurch erreichen,
dass die Richtung, in der der Steuerkolben verschiebbar ist, und
die Richtung, in der der Verstärkerkolben
verschiebbar ist, einen Winkel zwischen 80 und 100 Grad einschließen.
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Nahezu
optimal lassen sich diese Vorteile dadurch erreichen, dass die Richtung,
in der der Steuerkolben verschiebbar ist, und die Richtung, in der
der Verstärkerkolben
verschiebbar ist, einen Winkel zwischen 85 und 95 Grad einschließen.
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In
optimaler Weise können
die vorstehend beschriebenen Vorteile erreicht werden, wenn vorgesehen
ist, dass die Richtung, in der der Steuerkolben verschiebbar ist,
senkrecht zur Richtung ist, in der der Verstärkerkolben verschiebbar ist.
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Ferner
ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Raum, in dem der Steuerkolben
aufgenommen ist, über
eine Membran gegen einen Hydraulikraum zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit
abgedichtet ist mittels der der Steuerkolben zur Steuerung des Pneumatikdrucks
beaufschlagbar ist. Dadurch wird der Hydraulikbereich vom Pneumatikbereich entkoppelt,
wobei die Membran die Trennlinie zwischen diesen Bereichen bildet.
Dadurch kann ein Durchschleifen von Hydraulikflüssigkeit, wie bei den bisherigen
ringförmigen
Abdichtungen verhindert werden. Die Membran am äußeren Rand wird somit nicht
gegenüber
der Innenwand des den Steuerkolben aufnehmenden Gehäusehohlraums
bewegt, so dass ohne diese Relativbewegung eine bessere Dichtwirkung
erreicht werden kann. Außerdem
kann durch die Vermeidung des Durchschleifens von Hydraulikflüssigkeit
ein Quellen der NBR-Dichtelemente (Nitrilkautschuk-Dichtelemente)
verhindert werden. Ebenfalls wird ein Benetzen der EPDM-Dichtelemente (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk
Dichtelemente) mit ölhaltiger
Druckluft verhindert, was ebenfalls ein Quellen zur Folge hätte. Darüber hinaus
kann durch die optimale Trennung von Hydraulikbereich und Pneumatikbereich
an der krafteinleitenden Stirnfläche
des Steuerkolbens, eine Dichtwirkung am Außenumfang des Steuerkolbens
vernachlässigt
werden. Der Steuerkolben muss somit nicht mehr als Aluminiumkolben
ausgeführt
sein, was im Stand der Technik notwendig war. Somit können auch
andere Werkstoffe zum Einsatz kommen, die eine abriebfreie Führung zulassen.
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Des
Weiteren kann der erfindungsgemäße Kupplungskraftverstärker so
weitergebildet sein, dass zur Führung
des Steuerkolbens zumindest eine Führungshülse zwischen dem Steuerkolben
und einem Gehäuse
des Kupplungskraftverstärkers
vorgesehen ist. Dadurch können
die Gleiteigenschaften des Steuerkolbens verbessert werden, so dass
kein Abrieb am Steuerkolben entsteht.
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In
diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die Führungshülse aus
Kunststoff hergestellt ist. Dieser Werkstoff kann ideale Gleiteigenschaften
bereitstellen.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass die Membran durch die Führungshülse fixiert
wird. Dadurch hat die Führungshülse eine
Doppelwirkung. Einerseits verbessert sie die Gleiteigenschaften
des Steuerkolbens und andererseits fixiert sie die Membran, so dass
die Membran keinerlei Relativbewegung gegenüber der Innenwand des den Steuerkolben aufnehmenden
Gehäusehohlraums
ausführt.
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Außerdem kann
der erfindungsgemäße Kupplungskraftverstärker derart
weitergebildet sein, dass ein Hydraulikdurchgang, zum einseitigen
Beaufschlagen der Membran mit Hydraulikdruck, in der Richtung verläuft, in
der der Steuerkolben verschiebbar ist. Somit können die Hydraulikdurchgänge so ausgelegt
werden, dass sie in Entformungsrichtung der Druckgussform verlaufen
oder sie können
leicht zusammen mit dem Gehäusehohlraum
zur Aufnahme des Steuer kolbens in einem Fertigungsschritt mittels
Zerspanungstechnik ausgebildet werden.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass der Verstärkerkolben des Weiteren durch
eine Kolbenstange betätigbar
ist, welche wiederum mit demselben Hydraulikdruck beaufschlagbar
ist wie der Steuerkolben. Somit ist die Kupplung auch bei Ausfall
der Druckluftquelle über
die Kolbenstange betätigbar.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beispielhaft erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Kupplungskraftverstärker
vom Stand der Technik;
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2 einen
Detailausschnitt des in 1 dargestellten Kupplungskraftverstärkers vom
Stand der Technik;
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3 einen
erfindungsgemäßen Kupplungskraftverstärker; und
-
4 einen
Detailausschnitt des erfindungsgemäßen Kupplungskraftverstärkers aus 3.
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Die 3 und 4 zeigen
den erfindungsgemäßen Kupplungskraftverstärker 10,
wobei in 4 der wesentliche Teil des Kupplungskraftverstärkers 10 vergrößert dargestellt
ist. Die Grundstruktur des Kupplungskraftverstärkers 10 wird durch
ein Gehäuse 12 gebildet,
welches ein Gussteil ist, das vorzugsweise aus Aluminium hergestellt
ist. Ein Hydraulikanschluss 14 ist mit einem nicht dargestellten Geberzylinder
eines nicht dargestellten Kupplungspedals verbunden. In der Darstellung
gemäß 3 und 4 ist
der Hydraulikanschluss 14 für die Auslieferung mit einer
Schutzkappe versehen. Über
den Hydraulikanschluss 14 kann eine Hydraulikflüssigkeit in
einen Hydraulikraum 16 gelangen, in dem eine Kolbenstange 18 des
Kupplungskraftverstärkers
verschiebbar aufgenommen ist. Über
Hydraulikdurchgänge 20 ist
der Hydraulikraum 16 mit einem Steuerbereich des Kupplungskraftverstärkers 10 verbunden.
Das Kernelement des Steuerbereichs ist ein Steuerkolben 22,
der verschiebbar im Steuerbereich angeordnet ist. Die Längsrichtung
des Steuerkolbens 22, d. h. seine Schieberichtung, ist
dabei vorzugsweise senkrecht zur Längsrichtung, d. h. Schieberichtung,
der Kolbenstange 18 angeordnet. In anderen Worten ausgedrückt schließt ein Winkel α der zwischen
der Schieberichtung der Kolbenstange 18 und der Schieberichtung
des Steuerkolbens 22 eingeschlossen wird vorzugsweise 90
Grad ein – er
kann jedoch auch mehr oder weniger betragen. Der Steuerkolben 22 ist
vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, kann jedoch auch aus Aluminium
gefertigt sein. Der Gehäusehohlraum,
in dem der Steuerkolben 22 aufgenommen ist, ist mittels
einer Membran 24, die aus einem elastischen Material wie
beispielsweise Gummi ausgebildet ist, gegen den Hydraulikraum 16 und
somit gegen die durch die Hydraulikdurchgänge 20 einströmende Hydraulikflüssigkeit
abgedichtet. Zwischen der Innenwand des Gehäusehohlraums, in dem der Steuerkolben 22 aufgenommen
ist, und dem Steuerkolben 22 sind Führungshülsen 26, 28 aufgenommen,
die vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sind. Diese Führungshülsen sind
mittels O-Ringen gegen die Innenwand des den Steuerkolben aufnehmenden
Gehäusehohlraums
abgedichtet. Die Führungshülse 26 fixiert
die Membran 24 und führt
den Steuerkolben 22. Ferner ist eine Rückstellfeder 30 vorgesehen,
welche den Steuerkolben 22 bei vermindertem Hydraulikdruck
in dem Hydraulikraum 16 in seine Ausgangsposition, die
in 3 und 4 dargestellt ist, zurückschiebt.
Ein Ventilsitz 32 des Steuerkolbens 22 wirkt mit
einem Ventilteller 34 derart zusammen, dass ein Entlüftungsdurchgang 36 bei
Aufsitzen des Ventilsitzes 32 auf den Ventilteller 34 von einem
Steuerraum 38 getrennt wird, in dem auch die Rückstellfeder 30 angeordnet
ist. Der Ventilteller ist als ein plattenartiger Gummiring ausgebildet.
Der Entlüftungsdurchgang 36 ist
im Inneren einer Hülse 40 ausgebildet,
welche mit dem Ventilteller 34 in Kontakt ist. Die Hülse 40 wiederum
wird mittels einer Rückstellfeder 42 nach
oben, hin zu einem Ventilsitz 44 vorgespannt. Der Entlüftungsdurchgang 36 steht über eine
Entlüftung 46 mit
der Umgebung in Verbindung, so dass über den Entlüftungsdurchgang 36 und
die Entlüftung 46 Druckluft
aus dem Steuerraum 38 an die Umgebung abgegeben werden
kann. Die Hülse 40 wird
von einer Führungshülse 48 umgeben, welche
aus Kunststoff ausgebildet ist und zwischen der Hülse 40 und
der Innenwand des den Steuerkolben 22 aufnehmenden Gehäusehohlraums
angeordnet ist. Ein Pneumatikeingangsraum 50 ist über einen durch
die Wandung des Gehäuses 12 führenden
und nicht dargestellten Anschluss mit einem nicht dargestellten
Druckluftkreis bzw. einer Druckluftquelle verbunden. Im Zustand,
der in den 3 und 4 dargestellt
ist, sitzt der Ventilteller 34 auf dem Ventilsitz 44 auf,
so dass dieser Pneumatikeingangsraum 50 nicht mit dem Steuerraum 38 verbunden
ist. Drückt jedoch
der Ventilsitz 32 den Ventilteller 34 nach unten,
so wird nicht nur der Entlüftungsdurchgang 36 vom
Steuerraum 38 getrennt, sondern auch der Pneumatikeingangsraum 50 mit
dem Steuerraum 38 verbunden. Der Steuerraum 38 ist über eine
Pneumatikdurchgangsmündung 52 und
einem sich von dieser erstreckenden und nicht dargestellten Pneumatikdurchgang
mit einem Verstärkerraum
bzw. Primärraum 54 des
Kupplungskraftverstärkers 10 verbunden.
Der Primärraum 54 ist
mittels Dichtungen 56 gegen den Hydraulikraum 16 abgedichtet.
Im Primärraum 54 ist
eine Feder 58 angeordnet, die einen Verstärkerkolben 60 leicht
nach rechts vorspannt, so dass ein Stößel 62, der zum Betätigen der
Kupplung vorgesehen ist, an entsprechenden Bauteilen anliegt, ohne
diese zu betätigen.
Die Kolbenstange 18, der Verstärkerkolben 60 und
der Stößel 62 sind
aneinander befestigt und entlang einer gemeinsamen Achse ausgerichtet,
die auch der Richtung entspricht, in der diese Bau teile verschiebbar
sind. Der Verstärkerkolben 60 ist
aus einer Stützscheibe 64 und
einer Kunststoffscheibe 66 aufgebaut, die entsprechend über eine
Dichtung 68 gegen die Innenwand des Raumes abgedichtet
sind, in welchem der Verstärkerkolben 60 angeordnet
ist. Im Falle einer Druckluftzufuhr zum Primärraum 54 schiebt der
Pneumatikdruck den Verstärkerkolben 60 nach
rechts, so dass über
den Stößel 62 die
entsprechende nicht dargestellte Kupplung betätigt wird. Die im Raum rechts
vom Verstärkerkolben
befindliche Druckluft kann beim rechtsseitigen Verschieben des Verstärkerkolbens 60 über eine
Sekundärraumentlüftung 70 an
die Umgebung entweichen.
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Im
Folgenden wird der Betrieb des erfindungsgemäßen Kupplungskraftverstärkers 10 beschrieben.
Bei Betätigung
des nicht dargestellten Kupplungspedals mittels Fußkraft wird über den
nicht dargestellten Geberzylinder Hydraulikflüssigkeit über den Hydraulikanschluss 14 in
den Hydraulikraum 16 zugeführt. Über die Hydraulikdurchgänge 20 drückt der
Hydraulikdruck über
die Membran 24 den Steuerkolben 22 entgegen der
Federkraft der Rückstellfeder 30 nach
unten. Dabei bildet sich oberhalb der Membran 24 ein mit
Hydraulikflüssigkeit
gefüllter Raum
aus, der durch die Membran 24 vom Gehäusehohlraum getrennt wird,
in dem der Steuerkolben 22 aufgenommen ist. Wird der Steuerkolben 22 derart
nach unten verschoben, dann sitzt der Ventilsitz 32 des
Steuerkolbens 22 auf dem Ventilteller 34 auf, so
dass der Entlüftungsdurchgang 36 vom
Steuerraum 38 getrennt wird. Ein Entweichen von Druckluft kann
somit nicht mehr stattfinden. Durch dieses Aufsitzen und das weitere
nach unten Schieben des Steuerkolbens 22 hebt sich der
Ventilteller 34 vom Ventilsitz 44 ab, so dass
eine Verbindung zwischen dem Pneumatikeingangsraum 50 und
dem Steuerraum 38 freigegeben wird. Durch diese Verbindung kann
Druckluft vom Pneumatikeingangsraum 50 in den Steuerraum 38 und
weiter über
die Pneumatikdurchgangsmündung 52 und
den nicht dargestellten Pneumatikdurchgang in den Primärraum 54 strömen. Dieser
Aufbau von Pneumatikdruck im Primärraum 54 verschiebt
den Verstärkerkolben 60 nach
rechts in die in 3 dargestellte Position. (Der
Grund, dass in der Darstellung nach 3 der Verstärkerkolben 60 bereits
in der rechten Position ist, obwohl laut Darstellung der 3 der
Entlüftungsdurchgang 36 geöffnet ist,
liegt darin begründet,
dass 3 einen Auslieferzustand des Kupplungskraftverstärkers darstellt,
in dem weder Hydraulik- noch Pneumatikkräfte wirken und alle beweglichen
Teile entsprechend ihren Vorspannfedern in entsprechende Positionen
gedrückt
werden.) Durch diese Bewegung des Verstärkerkolbens 60 nach
rechts wird über
den mit dem Verstärkerkolben 60 verbundenen
Stößel 62 eine nicht
dargestellte Kupplung betätigt.
Proportional zum Druck am Hydraulikanschluss 14 und damit
zur Fußkraft
baut sich der Luftdruck am Verstärkerkolben 60 soweit
auf, bis die Ausrückkraft
der Kupplung erreicht ist. Der Stößel 62 fährt dabei
aus und betätigt die
Kupplung, solange durch weiteres Durchdrücken des Kupplungspedals das
erforderliche Arbeitsvolumen an Hydraulikflüssigkeit vom Geberzylinder
in den Hydraulikraum 16 gedrückt wird.
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Wird
das Kupplungspedal durch den Fahrer freigegeben, dann kann der Hydraulikdruck
aus dem Hydraulikraum 16 über den Hydraulikanschluss 14 zumindest
teilweise entweichen. Durch diesen Hydraulikdruckabbau und die Federkraft
der Rückstellfeder 30 strömt die Hydraulikflüssigkeit
direkt oberhalb der Membran 24 durch die Hydraulikdurchgänge 20 zurück in den
Hydraulikraum 16. Der Steuerkolben 22 wird durch
die Rückstellfeder 30 nach
oben verschoben, so dass sich der Ventilsitz 32 vom Ventilteller 34 abhebt
und der Ventilteller 34 samt Hülse 40 über die
Rückstellfeder 42 nach
oben geschoben wird, so dass der Ventilteller 34 auf dem
Ventilsitz 44 aufsitzt. Dadurch wird der Steuerraum 38 von
dem Pneumatikeingangsraum 50 getrennt, so dass keine Druckluft
mehr in den Steuerraum 38 und somit in den Primärraum 54 zuströmen kann.
Stattdessen wird der Primärraum 54 über den
Steuerraum 38 und den Entlüftungsdurchgang 36,
der nun mit dem Steuerraum 38 in Verbindung steht, entlüftet. Durch
den Druckabbau im Primärraum 54 und
die über
den Stößel 62 eingeleitete
Rückstellkraft
der Kupplung selbst, fährt
der Verstärkerkolben 60 zurück, d. h.
in 3 nach links. Bei Ausfall der Druckluft kann mit erhöhter Fußkraft gekuppelt
werden, wobei der über den
Hydraulikanschluss 14 eingesteuerte Hydraulikdruck die
Kolbenstange 18 direkt beaufschlagt.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in beliebiger Kombi nation für
die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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- 10
- Kupplungskraftverstärker
- 12
- Gehäuse
- 14
- Hydraulikanschluss
- 16
- Hydraulikraum
- 18
- Kolbenstange
- 20
- Hydraulikdurchgänge
- 22
- Steuerkolben
- 24
- Membran
- 26
- Führungshülse
- 28
- Führungshülse
- 30
- Rückstellfeder
- 32
- Ventilsitz
- 34
- Ventilteller
- 36
- Entlüftungsdurchgang
- 38
- Steuerraum
- 40
- Hülse
- 42
- Rückstellfeder
- 44
- Ventilsitz
- 46
- Entlüftung
- 48
- Führungshülse
- 50
- Pneumatikeingangsraum
- 52
- Pneumatikdurchgangsmündung
- 54
- Primärraum
- 56
- Dichtungen
- 58
- Feder
- 60
- Verstärkerkolben
- 62
- Stößel
- 64
- Stützscheibe
- 66
- Kunststoffscheibe
- 68
- Dichtung
- 70
- Sekundärraumentlüftung
- 110
- Kupplungskraftverstärker
- 114
- Hydraulikanschluss
- 116
- Hydraulikraum
- 118
- Kolbenstange
- 120
- Hydraulikdurchgang
- 122
- Steuerkolben
- 130
- Rückstellfeder
- 132
- Ventilsitz
- 134
- Ventilteller
- 138
- Steuerraum
- 140
- Hülse
- 144
- Ventilsitz
- 146
- Pneumatikausgang
- 150
- Pneumatikeingang
- 152
- Pneumatikdurchgangsmündung
- 154
- Primärraum
- 160
- Verstärkerkolben
- 162
- Stößel
- 172
- Pneumatikdurchgang
- 174
- Nutring
- 176
- O-Ringdichtungen