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Die Erfindung betrifft eine mechanische Hilfsvorrichtung für den Betätigungshebel
zum Ausrücken einer federbelasteten Kupplung, wobei der Betätigungshebel mit einem
Zwischenhebel gekoppelt ist, der an seinem einen Ende ortsfest drehbar gelagert
und an einer von diesem Ende entfernten Stelle mit einer ortsfest aasgelenkten,
vorgespannten Federeinrichtung verbunden ist. Derartige mechanische Hilfsvorrichtungen
dienen insbesondere zur Erleichterung der Bewegung des Kupplungs-Betätigungshebels
durch einen Kraftfahrer beim Ausrücken einer normalerweise eingerückten, federbelasteten
Kupplung.
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Diese Kupplungen müssen insbesondere bei der Verwendung in schweren
Kraftfahrzeugen, beispielsweise Lastwagen und Schleppern, hohe Drehmomentbelastungen
übertragen können, so daß die verwendeten Einrückfedern eine sehr hohe Kompressionskraft
besitzen müssen, um einen ausreichenden Berührungsdruck zwischen Antriebs- und Abtriebsglied
zu gewährleisten und ein Rutschen der Kupplung zu verhindern.
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Es sind bereits mechanische Hilfsvorrichtungen für den Betätigungshebel
zum Ausrücken einer federbelasteten Kupplung bekannt, die einen federbelasteten
Zwischenhebel verwenden. Durch die Einstellung der Federkraft auf den Zwischenhebel
in Abhängigkeit von dessen Lage wird erreicht, daß bei eingerückter Kupplung die
Federkraft am Betätigungshebel entlang in Richtung auf seinen Drehpunkt wirkt und
so zu dessen Drehung keine Kraft beisteuert und erst nach einer gewissen Winkelbewegung
des Betätigungshebels die Federkraft in einem gewissen Winkel zum Betätigungshebel
wirkt und seine Drehbewegung unterstützt.
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Diese bekannten Hilfsvorrichtungen weisen aber den Nachteil auf, daß
sie sofort angreifen, wenn das Kupplungspedal nur ein kleines Stück bewegt worden
ist, so daß die aus Verschleißgründen bekanntlich unbedingt notwendige Einstellung
eines Kupplungsspiels bei diesen Hilfsvorrichtungen also nicht möglich ist. Wird
bei diesen bekannten Hilfsvorrichtungen jedoch eine andere Einstellung vorgenommen,
so kann zwar erreicht werden, daß die Hilfskraft erst später wirksam wird, es ist
dann aber eine Kraft entstanden, die der Einrückbewegung des Kupplungspedals in
diesem Bereich entgegenwirkt. Entsprechend unterliegt das Kupplungspedal nunmehr
in diesem Bewegungsbereich entgegen dem genannten Bewegungsablauf durch den Kraftfahrer
einer Rückstellkraft, was die Betätigung einer Kupplung mit einer solchen Hilfsvorrichtung
völlig ungewohnt und andersartig werden läßt.
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Weiterhin ist ein Druckentlastungsventil bekannt, das ein rohrförmiges
Gehäuse aufweist, in welches ein Gestänge hineinragt, das unter dem Druck einer
Feder axial verschiebbar ist, welche sich an einem Absatz des Gestänges und einer
Hülse abstützt. Im Gehäuse und am Gestänge sind Raststellen vorhanden, die mit Sperrgliedern
in Kugelform zusammenzuwirken vermögen. Die Hülse stützt sich auf die Sperrglieder
ab, und bei einem durch Druck in einer Druckkammer bedingten Ausfahren des Gestänges
wirken die Sperrglieder erst mit den Raststellen im Gehäuse zusammen, wobei die
Feder gespannt wird, und erst dann treten die Sperrglieder in die Raststellen am
Gestänge ein, wobei dieses unter Entspannung der Feder ruckartig nach außen bewegt
wird.
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Diese Vorrichtung zeigt zwar schon Sperrglieder, die entweder zwischen
dem Gehäuse oder dem ein-= und ausfahrbaren Gestänge arbeiten, eine Anwendbarkeit
als Hilfsvorrichtung für Betätigungshebel ist bei diesem Druckentlastungsventil
aber nicht gegeben. Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer mechanischen
Hilfsvorrichtung, bei welcher ein »Spiel« einstellbar ist, welche nur in einem genau
einstellbarem Bereich der Bewegung des Betätigungshebels wirkt, welche an beliebiger
Stelle des übertragungsgestänges anbringbar ist, welche eine genau einstellbare
Hilfskraft ausübt und welche darüber hinaus zuverlässig arbeitet und einfach aufgebaut
ist.
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Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Hilfsvorrichtung erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Federeinrichtung ein rohrförmiges Gehäuse aufweist, in das
ein am Zwischenhebel aasgelenktes Gestänge hineinragt, welches unter dem Druck einer
Feder axial verschiebbar ist, die sich einerseits an einem Stopfen im Gehäuse und
andererseits an einem Sperrglied abstützt, für welches voneinander unabhängige Raststellen
in den Wandungen von Gehäuse und Gestänge vorgesehen sind. Vorteilhaft kann zur
Vereinfachung der Gesamtanordnung im axial verschiebbaren rohrförmigen Gestänge
eine zusätzliche Feder zur Unterstützung der Federeinrichtung vorgesehen sein. Die
erfindungsgemäße mechanische Hilfsvorrichtung kann dadurch als hydraulischer Kraftverstärkerzylinder
verwendbar sein, daß das Gestänge einen im Gehäuse gleitenden Kolben trägt, der
das Gehäuseinnere in zwei Kammern teilt, wobei die Feder in der Kammer angeordnet
ist, die einen Anschluß zum Einleiten einer Flüssigkeit aufweist. Eine besonders
leichte Einsteilbarkeit des Gesamtgestänges kann dadurch erreicht werden, daß die
Gehäuseanlenkung oder das Gestänge gegeneinander in axialer Richtung einstellbar
ausgebildet sind. Schließlich kann die erfindungsgemäße Hilfsvorrichtung in vorteilhafter
Weise noch dadurch doppeltwirkend gemacht werden, daß der Stopfen an einem Sperrglied
anliegt und daß, voneinander unabhängige Raststellen für das Sperrglied in den Wandungen
des Gehäuses und des Gestänges vorgesehen sind.
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Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen
eingehender erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Kupplungsanordnung
mit der erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung gemäß F i g. 2, F i g. 2 einen Längsschnitt
durch eine Hilfsvorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung zur Ausübung einer Schubkraft
in einer Axialrichtung, F i g. 3 eine schematische Seitenansicht einer die erfindungsgemäße
Hilfsvorrichtung gemäß F i g. 4 verwendenden Doppel-Kupplungsanordnung, F i g. 4
einen Längsschnitt durch eine Hilfsvorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung zur
Ausübung einer Schubkraft in beiden Axialrichtungen, F i g. 5 einen Längsschnitt
durch eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf einen hydraulischen
Kraftverstärker und F i g. 6 einen Längsschnitt durch eine mit einer zusätzlichen
Federeinrichtung versehenen Hilfsvorrichtung gemäß F i g. 2.
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Die Hilfsvorrichtung weist gemäß den F i g. 1 und 2 ein rohrförmiges
Gehäuse 24 auf, welches beispielsweise durch eine Schwenkverbindung (26) an einen
feststehenden Träger 28 angebracht ist. Die Schwenkverbindung 26 umfaßt eine Gehäuseanlenkung
30 in
Form eines länglichen, in eine Kappe 32 eingeschraubten u-id
durch eine Mutter 34 gesicherten und einstellbaren Schafts. Die Kappe 32 ist durch
Schweißen am einen Ende des Gehäuses 24 befestigt. Das andere Ende des Gehäuses
24 ist mit einem sich radial einwärts erstreckenden Flansch 36 versehen, der als
Auflage für einen Stopfen 38 dient.
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Im Gehäuse 24 ist eine Verstelleinrichtung in Form eines Gestänges
40 mit Hilfe des Stopfens 38 sowie einer weiter im Inneren des Gehäuses angeordneten
Buchse 42 in Axialrichtung bewegbar gelagert. Das aus dem Gehäuse 24 herausragende
Ende des Gestänges 40 ist mit Hilfe eines Auges 44 schwenkbar am unteren Ende eines
Zwischenhebels 46 befestigt, der einerseits auf eine Kupplung 20 einwirkt, während
das andere Ende des Gestänges 40 im Gehäuse 24 mit einem sich radial auswärts erstreckenden
Flansch 48 versehen ist, der als Anschlag zur Bewegungswegbegrenzung des Gestänges
40 gegenüber dem Gehäuse 24 in Auswärtsrichtung dient. Das Gestänge 40 ist
von einer Feder 50 umgeben, die in vorbelastetem Zustand zwischen dem Stopfen
38 und der Buchse 42 angeordnet ist, um diese gegeneinander in Axialrichtung zu
verlagern. Der Stopfen 38 wird durch den Flansch 36 des Gehäuses 24 gegen eine weitere
axiale Auswärtsbewegung gehalten, während die Buchse 42 normalerweise durch eine
wahlweise wirkende Rasteinrichtung 52 an einer axialen Einwärtsbewegung gegenüber
dem Gehäuse 24 gehindert wird.
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Die Rasteinrichtung 52 weist mehrere verlagerbare Sperrglieder 54
auf, die als Kugeln ausgebildet sind, welche sich normalerweise in radial auswärts
gewölbten Raststellen 56 im Gehäuse 24 befinden. Die Sperrglieder 54 werden durch
die Zylinderfläche 58 des Gestänges 40 in die Raststellen 56 gedrängt und normalerweise
in diesen gehalten. Wenn sich die Sperrglieder 54 in den Raststellen 56 befinden,
können sie sich nicht gegenüber dem Gehäuse 24 bewegen und halten dabei die an sie
anstoßende Buchse 42 in fester Stellung, so daß diese ihrerseits die Feder 50 in
vorbelastetem Zustand hält. Die Feder 50 ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht
betrieblich mit dem Gestänge 40 verbunden.
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Das Gestänge 40 ist mit radial einwärts gewölbten Raststellen 60 versehen,
die normalerweise gegenüber den Raststellen 56 des Gehäuses 24 in Axialrichtung
versetzt angeordnet sind. Um die Feder 50 betrieblich mit dem Gestänge 40
zu verbinden, wird letzteres in Axialrichtung einwärts, d. h. gemäß F i g. 2 nach
rechts, gegenüber dem Gehäuse 24 bewegt, bis die Raststellen 60 des Gestänges 40
auf die Sperrglieder 54 ausgerichtet sind, welche dann durch die Raststellen 56
des Gehäuses 24 im Eingriff mit den Raststellen 60 des Gestänges 40 abgewälzt werden.
Die vorbelastete, an der Buchse 42 anliegende Feder 50, die ihrerseits die jetzt
in den Raststellen 60 des Gestänges 40 ausgerichteten und durch das Gehäuse 24 darin
gehaltenen Sperrglieder 54 berührt, bewirkt eine einwärts gerichtete Axialbewegung
des Gestänges 40 gegenüber dem Gehäuse 24.
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Die Federeinrichtung 22 arbeitet wie folgt: Gemäß F i g. 1 drückt
ein Kraftfahrer ein Fußpedal 62, wodurch ein in der Mitte zwischen seinen beiden
Enden verschwenkbar am feststehenden Träger 28 gelagerter Betätigungshebel 64 entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Die entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Bewegung
des Betätigungshebels 64 bewegt eine am mittleren Abschnitt des Zwischenhebels 46
und am unteren Abschnitt des Betätigungshebels 64 schwenkbar befestigte Verbindungsstange
66 und erzeugt gleichzeitig eine entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Bewegung
des Zwischenhebels 46, durch dessen Bewegung das an seinem unteren Ende verschwenkbar
befestigte Gestänge 40 in Axialrichtung gegenüber dem Gehäuse 24 einwärts bewegt
wird. Sobald die Raststellen 60 und 56 aufeinander ausgerichtet sind, werden die
Sperrglieder 54 durch die Rückwirkung zwischen den Sperrgliedern 54 und den Raststellen
56 sowie der Innenwand 57 des Gehäuses 24 im Eingriff mit den Raststellen 60 abgewälzt,
wobei die Feder 50 eine axiale Schubkraft gegen das Gestänge 40 ausübt und diese
gegenüber dem Gehäuse 24 in Axialrichtung einwärts verlagert. Durch diese Axialbewegung
wird die Gesamtlänge der Federeinrichtung 22 verringert und wird der Zwischenhebel
46 entgegen dem Uhrzeigersinn verlagert, wodurch dem Kraftfahrer die Bewegung des
Betätigungshebels 64 zum Ausrücken der Kupplung erleichtert wird. Somit wirkt die
Feder 50 entgegen den Kupplungs-Einrückfedern.
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Zum Wiedereinrücken der Kupplung gibt der Fahrer das Fußpedal 62 frei,
woraufhin die Einrückfedern der Kupplung den Zwischenhebel 46 in Uhrzeigerrichtung
bewegen, wobei das Gestänge 40 in Axialrichtung gegenüber dem Gehäuse 24 auswärts
bewegt wird. Wenn die Raststellen 56 und 60 aufeinander ausgerichtet
sind, werden die Sperrglieder 54 durch die Wechselwirkung zwischen den Sperrgliedern
54 und den Raststellen 60 sowie der Zylinderfläche 58 des Gestänges
40 in die Raststellen 56 abgewälzt, wobei die Feder 50 gegenüber dem feststehenden
Gehäuse 24 starr ausgerichtet wird. Die Feder 50 ist danach vollkommen aus dem System
ausgeschaltet. Eine Pedalrückholfeder 68 dient dazu, das Fußpedal 62 in seine Ausgangsstellung
zurückzubringen, in welcher keine übermäßige Abnutzung der Bestandteile der Kupplung
verursacht wird. Der freie Bewegungsweg der Bewegung zwischen dem Gestänge 40 und
dem Gehäuse 24 kann durch Einstellen der Gehäuseanlenkung 30 beliebig festgelegt
werden, um die Verschiebungswege zwischen den Raststellen 56 und 60 abzuändern.
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Die Federeinrichtung 70 gemäß der F i g. 3 und 4 ist in erster
Linie zur Verwendung bei einer bekannten Doppel-Kupplungsanordnung 72 ausgebildet,
bei welcher die Federeinrichtung 70 zur Unterstützung der Bewegung einer Ausrückhülse
82 in beide Axialrichtungen verwendet wird. Aus diesem Grund ist die Federeinrichtung
70 zusätzlich zur Rasteinrichtung 52 einwärts vom Flansch 36 des Gehäuses 25 noch
mit einer zweiten Rasteinrichtung 84 versehen, so daß die Feder 50 beim Ausdehnen
in jeder Axialrichtung wirksam werden kann.
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Die Rasteinrichtung 84 besteht aus einem Satz Sperrglieder 86, die
gemäß F i g. 4 in radial auswärts gewölbten Raststellen 88 im Gehäuse 25 angeordnet
sind, während sich die Sperrglieder 54 der Rasteinrichtung 52 gemäß dieser Figur
in den Raststellen 56 des Gehäuses 25 befinden. Ein Gestänge 41 ist mit radial einwärts
gewölbten Raststellen 90 versehen, die in Axialrichtung gegenüber den Raststellen
88 versetzt sind, wie dies auf gleiche Weise bei den Raststellen 56 und 60 der Fall
ist.
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Um die Feder 50 betrieblich mit dem Gestänge 41
zu verbinden,
so daß letzteres in Axialrichtung auswärts
(bzw, gemäß F i g. 4
nach links) gedrängt wird, wird das Gestänge 41 gegenüber dem Gehäuse
25
auswärts bewegt, bis die Raststellen 90 des Gestänges auf die Sperrglieder
86 ausgerichtet sind. Die Sperrglieder 86 können sich dann frei aus dem Eingriff
mit den im Gehäuse 25 vorgesehenen Raststellen 88 im Eingriff mit den Raststellen
90 des Gestänges 41 bewegen. Die vorbelastete Feder 50 liegt am Stopfen 38
an, welcher seinerseits an den jetzt in den Raststellen 90 des Gestänges 41 befindlichen
Sperrgliedern anstößt, und erzwingt eine gegenüber dem Gehäuse 25 auswärts gerichtete
Axialbewegung des Gestänges 41.
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Im Betrieb der Vorrichtung kann die Ausrückhülse durch einen schwenkenden
und in gewünschten Stellungen arretierbaren Betätigungshebel 92 über einen
ZwiSChenhebeI 46 in Längsrichtung verschoben werden.
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Zur Betätigung der Doppel-Kupplungsanordnung 72 wird der Betätigungshebel
92 beispielsweise gemäß F i g. 3 nach links bewegt. Da das Gestänge 41 der Federeinrichtung
70 beispielsweise bei 104 vorschwenkbar am Zwischenhebel 46 angebracht
ist, der die Verlängerung des Betätigungshebels 92 bildet, wird es gegenüber dem
Gehäuse 25 in Axialrichtung auswärts bewegt, und sobald die Raststellen 88 und 9!0
aufeinander ausgerichtet sind, werden die Sperrglieder 86 durch die Rückwirkung
zwischen den $perrgliedern 86 und den Raststellen 88 im Eingriff mit
den Raststellen 90 abgewälzt, wodurch die Feder 50 eine axial gerichtete
Schubkraft gegen das Gestänge 41 ausüben kann und dieses gegenüber dem Gehäuse 25
in Axialrichtung auswärts verlagert. Da das Gestänge 41 betrieblich mit dem Betätigungshebel
92 verbunden ist, bewirkt die Feder 50 ersieht-Iicherweise auch eine Drehbewegung
des Betätigungshebels 92 und hilft dem Fahrer, die Kraft der Kupplung-Einrückfedern
zu überwinden. Wenn der Betätigungshebel 92 in seine mittlere Stellung zurückgebracht
wird, ist die Feder 50 gemäß F i g. 4 vollständig unwirksam.
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Die Federeinrichtung 70 unterstützt außerdem den Fahrer bei
der Bewegung des Betätigungshebels 92 in die andere Richtung, d. h. gemäß F i g.
3 nach rechts, um die andere Seite der Doppel-Kupplungsanordnung 72 auf ähnliche
Weise auszurücken.
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Die Federeinrichtung 106 gemäß F i g. 5 stellt eine abgewandelte Ausführungsform
dar, die einen Bestandteil eines auf herkömmliche Weise betätigten hydraulischen
Kraftverstärkerzylinders mit einem rohrförmigen Gehäuse 108 bildet, dessen eines
Ende (gemäß den Zeichnungen das rechte Ende) mit einer Kappe 110 versehen ist, in
welche eine an einem feststehenden, nicht dargestellten Träger schwenkbar befestigte
Gehäuseanlenkung 112 eingeschraubt ist. Das ; linke Ende des Gehäuses 10$ ist mit
einem radial einwärts gerichteten Flansch 114 versehen, welcher als Anschlag für
einen Stopfen 116 dient. Im Stopfen 116 und einer im Gehäuse 108 vorgesehenen Buchse
1.20 ist ein Gestänge 118 in Farm einer Kolbenstange gegenüber dem Gehäuse
108 in Axialrichtung bewegbar gelagert. Weiterhin ist in das Gehäuse 108
zwischen die Kappe 110 und die Buchse 120 eine Feder 122 eingesetzt,
welche die Buchse 120
axial nach links drängt. Eine Rasteinrichtung 124, mit
deren Hilfe die Feder 122 normalerweise in vorbelastetem Zustand im Gehäuse 108
gehalten wird, weist mehrere Sperrglieder 126 in Form von Kugeln auf, die normalerweise
in im Gehäuse 108 vorgesehene Raststellen 128 einrasten. Das Gestänge
118
ist mit Raststellen 130 versehen, die gegenüber den Raststellen 128 in
Axialrichtung versetzt angeordnet sind, und weist einen zwischen der Rasteinrichtung
124 und dem Stopfen 116 angeordneten herkömmlichen Kolben 132 auf, hinter welchem
eine hydraulische Einlaßöffnung 134 angeordnet ist, über die dem Kolben Hydraulikfluidum
zugeführt wird. Das linke Ende des Gehäuses 108 ist durch eine Manschette 136 gegen
Verschmutzung abgedichtet. Ersichtlicherweise wird das Gestänge 118 beim Einlassen
von Druckfluidum zur Kammer 138 im Gehäuse 108 durch den Kolben 132 gegenüber dem
Gehäuse 108 nach links verlagert, wodurch die Raststellen 130 auf die Raststellen
128 ausgerichtet werden. Beim Vorbeibewegen an dieser Stellung werden die
Sperrglieder 126 in die Raststellen 130 abgerollt, wobei sie die Feder 122 betrieblich
mit dem Gestänge 118 verbinden. Die Feder 122 übt nun zusätzlich zu der durch das
Druckfluidum auf den Kolben 132 wirkenden Kraft eine Schubkraft auf das Gestänge
118 aus.
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Die Fedgreinrichtung 106 gemäß F i g. 5 bildet im Gegensatz zur in
F i g. 2 dargestellten Vorrichtung eine Ausdehnvorrichtung. Durch andersartige Anordnung
der Raststellen 128 und 130 und der Feder 122 kann jedoch jede der dargestellten
Federeinrichtungen entweder so ausgebildet werden, daß sie bei Ausdehnung wirksam
wird, oder so ausgebildet sein, daß sie bei Zusammenziehung wirksam wird.
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Gemäß F i g. 6 kann die Federeinrichtung 22 mit einer Einrichtung
versehen sein, welche die Verwendung der herkömmlichen Pedalrückholfeder 68 überflüssig
macht. Zu diesem Zweck weist das Gestänge 43 ein in seinem Inneren vorgesehenes
Anschlagmitte1190 auf, an welchem ein Ende einer Druckfeder 192 anliegt, deren anderes
Ende gegen einen Stift 194 drückt, welcher bewegbar in einem Längsschlitz 196 im
Gestänge 43 angeordnet ist und von einer Gegenbohrung 198 in der Buchse 42 aufgenommen
wird, so daß er sich mit dieser mitbewegt.
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Wenn sieh die Sperrglieder 54 in den Raststellen 56 des Gehäuses 24
befinden, übt die Druckfeder 192 eine axial auswärts gerichtete Schubkraft auf das
Gestänge 43 aus, wodurch die Federeinrichtung 22 ausgedehnt wird, was eine Drehbewegung
des Zwischenhebels 44 im Uhrzeigersinn zur Folge hat. Durch diese Bewegung des Zwischenhebels
46 im Uhrzeigersinn hält die Verbindungsstange 66 das Fußpedal 62 in dessen voll
ausgerückter Stellung, wobei keinerlei Abnutzung der Bestandteile der Kupplung verursacht
wird. Die Druckfeder 192 wird auf gleiche Weise wie die Feder 50 aus dem System
ausgeschaltet, wenn die Feder 50 unwirksam wird, da die Buchse 42 mit dem Gestänge
40 verriegelt wird, wobei eine Vorbelastung der Druckfeder 192 zwischen dem Anschlagmittel
190 und dem Stift 198 auftritt und- die Druckfeder 192 somit die Kraft der Feder
50 während ihres Hilfsvorgangs nicht verringern kann.