DE1102574B

DE1102574B - Bedienungseinrichtung fuer eine hydraulisch betaetigte Kupplung mit Servounterstuetzung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1102574B
Application number: DEG19301A
Authority: DE
Inventors: Heinz Nicolay
Original assignee: Graubremse GmbH
Current assignee: Graubremse GmbH
Priority date: 1956-03-28
Filing date: 1956-03-28
Publication date: 1961-03-16

Description

Bedienungseinrichtung für eine hydraulisch betätigte Kupplung mit Servounterstützung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Bedienungseinrichtung für eine hydraulisch betätigte Kupplung mit Servounterstützung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der das Kupplungspedal einen Steuerkolben in einem Hydraulikzylinder verschiebt und an den Hydraulikzylinder ein bei Fahrzeugbremsanlagen bekanntes Servoaggregat mit einem vor einen Servozylinder geschalteten, an die Kupplungszylinder angeschlossenen Arbeitszylinder anschließt. Derartige Einrichtungen werden benötigt, um insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Druckluftbeschaffungsanlagen die Fußkraft des Fahrers zu unterstützen. Zweckmäßigerweise wird der Einbau einer solchen Kupplungsunterstützung bei Frontlenker-Kraftfahrzeugen, bei Fahrzeugen mit Heck- oder Unterfiurmotor und bei allen den Fahrzeugen zur Anwendung gebracht, die mit einer Mehrscheibenkupplung ausgerüstet sind und demzufolge eine sehr hohe Fußkraft erfordern.
Es ist eine Bedienungseinrichtung für eine Kraftfahrzeugkupplung mit Servoeinrichtung bekanntgeworden, bei der durch das Betätigen des Kupplungspedals Ventile geöffnet bzw. geschlossen werden, um einen Kraftkolben durch Druckluft zu beaufschlagen. Die Verwendung von Druckluft macht es hierbei erforderlich, daß zwischen Kupplungspedal und Kupplung eine mechanische Verbindung besteht, damit die Vorrichtung bei etwaigem Ausfall der Druckluft betätigungsfähig bleibt.
Es ist ferner eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge bekanntgeworden, bei der das Kupplungspedal hydraulisch auf zwei getrennte Kolben einwirkt, von denen der eine mit einem Drucklufthilfskolben verbunden ist. Hierbei wirkt der hydraulisch betriebene und der mit ihm verbundene Drucklufthilfskolben mechanisch auf ein zur Betätigung der Kupplung dienendes Gestänge. Da diese Vorrichtung keinen hydraulischen Arbeitszylinder besitzt, ist es erforderlich, daß das Servoaggregat sich direkt am Kupplungsgestänge befindet. Die Verwendung dieser Vorrichtung stellt damit an den Bau der Kraftfahrzeuge besondere Anforderungen, von .denen insbesondere auch ein etwaiger nachträglicher Einbau beeinflußt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mängel zu belieben und außerdem mit geringem konstruktivem Aufwand eine Einrichtung zu schaffen, bei der sämtliche Teile direkt am Kupplungspedal untergebracht werden können, so daß die Einrichtung unter anderem nicht nur auch nachträglich in Kraftfahrzeuge eingebaut werden kann, sondern auch für andere Kupplungsarten, wie z. B. bei Lenkkupplungen in Gleiskettenfahrzeugen verwendbar wird.
Die Erfindung besteht bei einer Bedienungseinrichtung der eingangs genannten Art darin, daß der Hydraulikzylinder über einen Durchlaß unmittelbar mit dem hinter dem Arbeitskolben liegenden Teil des Arbeitszylinders verbunden und dieser gleiche Raum in an sich bekannter Weise über die hohle, den Servokolben mit dem Arbeitskolben verbindende Kolbenstange mit dem die Servowirkung auslösenden, im Servokolben untergebrachten Ventil verbunden ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bilden der Hydraulikzylinder mit dem vom Kupplungspedal betätigten Kolben, der Servozylinder und der Arbeitszylinder in an sich bekannter Weise ein zusammenhängendes Aggregat, welches unmittelbar von der das Kupplungspedal tragenden Grundplatte gehalten wird.
Zweckmäßigerwei,se ist der Hydraulikzylinder an seinem Ende zu einem Flansch erweitert, an dem einerseits der Servozylinder und andererseits der Arbeitszylinder derart angeflanscht sind, daß Servozylinder und Arbeitszylinder in an sich bekannter Weise in einer Achsrichtung hintereinanderliegen, während der Hydraulikzylinder senkrecht dazu verläuft.
Vorzugsweise bildet der am Hydraulikzylinder gebildete Flansch eine abdichtende Führung für die den Servokolben mit dem Arbeitskolben verbindende Kolbenstange.
Besonders vorteilhaft ist es, daß die sämtlichen zur Kupplungsbetätigung gehörenden Zylinder unmittelbar aneinandersitzen und die zwischen den Zylindern erforderlichen Verbindungsleitungen durch Durchbrechungen in den Zylinderwänden gebildet sind. Ein weiterer Vorteile der @trfindung besteht darin, daß die hydraulischen Drücke im Kupplungszylinder außerordentlich fein reguliert werden können und däß der Fahrer am Kupplungspedal das -genaue Gefühl über d'ie Wirksamkeit der Kupplung hat. Die feine-Lösbarkeit ermöglicht ein Schleifenlassen der`-Kupplung auch beim Anfahren auf jeder für das Fahrzeug befahrbaren Steigung. Wenn in der Servoanordnung keine Druckluft vorhanden sein sollte, bleibt das Fahrzeug trotzdem fahrbereit, weil dann die Kupplungsbetätigung, wenn auch -mit einer größeren Fußkraft, rein hydraulisch erfolgen kann.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Bedienungseinrichtung nach der- Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt., durch die mit dem Kupplungspedal verbundene Bedienungseinrichtung mit,den verschiedenen Zylindern und Kolben-und Fig. 2 eine Seitenansicht- der in Fig. 1 gezeigten Anordnung in vergrößertem aßstab.
Der besseren Übersicht halber sind in der Darstellung die für die Erfindung unwesentlichen -Teile, wie Druckluftbehälter, Kupplungszylinder und Leitungen, fortgelassen.
In den Lagern 1 einer Tragplatte 2 lagert kippbar das Kupplungspedal 3. Gleichzeitig sitzt etwa in der Mitte der Tragplatte 2 ein .Träger 4 für die Zylinderanordnung. Dieser bildet in seinem Innern einen Steuerzylinder 5, in welchem ein Steuerkolben 6 arbeitet. Eine Druckfeder 7 ist bestrebt, den Steuerkolben ,, zusammen mit dem, Kupplungspedal 3, - in seine obere Endstellung zu drücken. Das Kupplungspedal 3 und der Steuerkolben 6 sind durch eine Gelenkstütze 8 miteinander verbunden, wobei eine Gummikappe 9 den Eintritt von Verunreinigungen bzw. den Austritt von Öl verhindert.
Seitlich sitzt am Träger 4 ein Anschluß 10 für einen Hydraulikölvorratsbehälter, wobei von dem Anschluß 10 aus Verbindungskanäle 11 und 12 nach dem Innern des Steuerzylinders 5 führen, so daß das Zylinderinnere und der mit dem Steuerkolben 6 gebildete Ringraum 45 vom Hydrauliköl ausgefüllt sind.
In der üblichen Weise ist der Steuerkolben 6 mit Ringdichtungen versehen und außerdem mit axial geführten Durchlaßkanälen 13, die beim Druckhub des Steuerkolbens (Niedertreten des Kupplungspedals 3) durch ein federbeeinflußtes Ventil 14 abgeschlossen werden.
Im unteren Teil des Trägers 4 sind ein Arbeitszylinder 15 und ein Servozylinder 16 so angeflanscht, daß :die beiden Zylinder in .einer Achsrichtung hintereinanderliegen, wobei die .Längsachse der beiden Zylinder 15 und 16 quer zur Achse des Steuerzylinders 5 liegt.
Der Arbeitszylinder 15 trägt an seinem vorderen Ende einen Anschlußstutzen 17, an welchem über eine nicht dargestellte Leitung-,der Kupplungszylinder angeschlossen ist. Im Innern des Arbeitszylinder 15 sitzt der Arbeitskolben 18, welcher hohl ist, axial verlaufende Durchlaßkanäle 19 für das Hydrauliköl und auf seiner Vorderseite ein dem-Ventil 14 ähnliches Ventil 20 trägt. Eine Druckfeder 21 im Innern des Arbeitszylinders 15 legt sich auf das Ventil 20 auf. Andererseits trägt der Arbeitskolben 18 eine hohle Kolbenstange 22, die in ihrem Innern eine Leitung 23 für das Hydrauliköl bildet und bis in das Innere des Servozylinders 16 hineinreicht.
Im Bereich des Steuerzylinders 5 sind in der Wandung des Arbeitszylinders 15 Durchlaßöffnungen 24 und 25 vorgesehen, so daß das Hydrauliköl beim Niedertreten des- Pedals 3 beiderseits des Arbeitskolbens in den Arbeitszylinder 15 gelangen kann. Der Arbeitskolben 18 ist dabei so ausgebildet, daß er dem Drucköl den Durchfluß nach dem nicht dargestellten Kupplungszylinder gestattet, so daß beim Versagen der Servoeinrichtung eine direkte Betätigung der Kupplung vom Kupplungspedal 3 bzw. Steuerkolben 6 über das zwischengeschaltete Hydrauliköl möglich ist.
Andererseits pflanzt sich der Druck im Hydrauliköl durch die hohle Kolbenstange 22 bzw. die Leitung 23 nach dem Servoaggregat fort, das in nachstehender Weise wirkt.
In dem Servozylinder 16 sitzt der Servokolben 26, welcher unter der Wirkung der Druckfeder 27 steht. Der vor dem Servokolben 26 befindliche Raum 44 steht mit der Atmosphäre in offener Verbindung.
Ein Zylinder 28 ist im mittleren Teil des Servokolbens 26 vorgesehen, während dieser in seiner Nabe einen weiteren Zylinder 29 bildet. In diesen beiden Zylindern, die ineinander übergehen, führt sich ein Stufenkolben 30, 31. Dieser hat Durchtrittskanäle 32, die mit Kanälen 33 im Servokolben 26 übereinstimmen und andererseits in ein in Mitte des Kolbenteils 30 eingesetztes Rohrstück 34 übergehen.
Der Kolbenteil 31, welcher kleineren Durchmesser aufweist, wird von dem durch die Leitung 23 bzw. die hohle Kolbenstange 22 hindurchströmenden Hydrauliköl beaufschlagt. Die Leitung 23 mündet zu diesem Zweck in den Zylinder 29 ein.
Der Zylinder 28, in welchem der Kolbenteil 30 des Stufenkolbens arbeitet, ist durch eine Verschraubung 35 abgeschlossen. Die Verschraubung 35 hat in ihrem Innern eine Kammer 36, an die die Druckluftzuleitung 37 in Form eines Schlauches angeschlossen ist.
Im Boden der Kammer 36 ist ein Ventilsitz 38 vorgesehen, auf welchen sich das unter der Wirkung der Druckfeder 39 stehende Ventil 40 aufsetzt.
Der Druckluftschlauch 37 ist an den den Servozylinder 16 durchsetzenden Druckluftanschluß 41 herangeführt, an welchem von außen her die zum Druckluftbehälter führende Leitung angeschlossen ist.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Beim Niederdrücken des Kupplungspedals 3 wird der Steuerkolben 6 nach unten verschoben und damit, wie bereits eingangs gesagt, der Kupplungszylinder mit Drucköl beschickt. Andererseits tritt das Drucköl aus dem Steuerzylinder 5 durch die Durchlaßöffnungen 24 und 25, den Arbeitszylinder 15 durch die hohle Kolbenstange 22 und die Leitung 23 in den Zylinder 29 im Innern des Servokolbens 26. Der darin geführte Kolbenteil 31 wird mit Drucköl beaufschlagt und der Stufenkolben aus der Stellung gemäß Fig.1 nach rechts verschoben, entgegen der Wirkung der im Zylinder 28 untergebrachten Druckfeder 42. Dabei trifft schließlich das Rohrstück 34 auf das Ventil 40, das entgegen der Wirkung der Druckfeder 39 von seinem Sitz abgehoben wird. Die Folge davon ist, daß die Druckluft aus der Druckluftzuleitung 37 in den Zylinder 28 und von diesem durch die Öffnung 43 in den Servozylinder 16 übertreten kann. Der Servokolben 26 wird von .der Druckluft beaufschlagt und in Fig. 1 nach links verschoben. Diese Bewegung wird über die Kolbenstange 22 auf den Arbeitskolben 18 übertragen, der nunmehr mit erhöhtem Druck das vor ihm im Zylinder 15 stehende Drucköl über den Anschlußstutzen 17 nach dem Kupplungszylinder drückt und hier die Kupplung betätigt.
Die bei geöffnetem Ventil 40 nachströmende Druckluft beaufschlagt. auch den Kolbenteil 30, so daß dem Hydraulikdruck aus der Leitung 23 entgegengewirkt wird. Vermittels des Stufenkolbens 30, 31 erfolgt ein gegenseitiges Auswiegen des Luftdruckes und des Hydraulikdruckes. Je nachdem, ob der eine oder andere Druck überwiegt, wird die weitere Druckluftzufuhr unterbrochen oder freigegeben, wodurch sich eine außerordentlich feinfühlige Druckregulierung ermöglichen läßt.
Sobald durch Loslassen des Kupplungspedals 3 der Hydraulikdruck nachläßt, wird der Luftdruck im Zylinder 28 den Stufenkolben 30, 31 so weit vorschieben, daß das Rohrstück 34 das Ventil 40 freigibt. Dieses schließt die weitere Druckluftzufuhr ab, und es ist über den Kanal 33, den Durchtrittskanal 32, das Rohrstück 34, die Öffnung 43, den Zylinder 28 ein Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des Servokolbens 26 hergestellt. Der Servokolben 26 kann durch die Druckfeder 27 in seine Ausgangslage zurückbewegt werden, wobei in der üblichen Weise die in den verschiedenen Kolben und Leitungen vorgesehenen Rücklaufventile den Rückfluß des Hydrauliköls gestatten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Bedienungseinrichtung für eine hydraulisch betätigte Kupplung mit Servounterstützung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der das Kupplungspedal einen Steuerkolben in einem Hydraulikzylinder verschiebt und an den Hydraulikzylinder ein bei Fahrzeugbremsanlagen bekanntes Servoaggregat mit einem vor einen Servozylinder geschalteten, an die Kupplungszylinder angeschlossenen Arbeitszylinder anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (5) über einen Durchlaß (24) unmittelbar mit dem hinter dem Arbeitskolben (18) liegenden Teil des Arbeitszylinders (15) verbunden und dieser gleiche Raum in an sich bekannter Weise über die hohle, den Servokolben (26) mit dem Arbeitskolben (18) verbindende Kolbenstange (22) mit dem die Servowirkung auslösenden, im Servokolben (26) untergebrachten Ventil (40) verbunden ist. z. Bedienungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (5) mit dem vom Kupplungspedal (3) betätigten Kolben (6), der Servozylinder (16) und der Arbeits.zyl.inder (15) in an sich bekannter Weise ein zusammenhängendes Aggregat bilden und daß dieses Aggregat unmittelbar von der das Kupplungspedal (3) tragenden Grundplatte (2) gehalten wird. 3. Bedienungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (5) an seinem Ende zu einem Flansch erweitert ist, an dem einerseits der Servozylinder (16) und andererseits der Arbeitszylinder (15) derart angeflanscht sind, daß der Servozylinder (16) und der Arbeitszylinder (15) in an sich bekannter Weise in einer Achsrichtung h,intereinanderliegen, während der Hydraulikzylinder (5) senkrecht dazu verläuft. 4. Bedienungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der am Hydraulikzylinder (5) gebildete Flansch eine abdichtende Führung für die den Servokolben (26) mit dem Arbeitskolben (18) verbindende Kolbenstange (22) bildet. 5. Bedienungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sämtlichen zur Kupplungsbetätigung gehörenden Zylinder (5, 15 und 16) unmittelbar aneinandersitzen und die zwischen den Zylindern erforderlichen Verbindungsleitungen durch Durchbrechungen in den Zylinderwänden gebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 879 058, 880 259; deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1687 948, 1703 837; britische Patentschrift Nr. 578 500; USA.-Patentschriften Nr. 2 520 374, 2 603 066.