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Die Erfindung betrifft eine selbsttätige mechanische Nachstellvorrichtung
für einen hydraulisch beaufschlagbaren Kolben, der über einen Druckstößel und einen
entgegen der Kraft einer Rückstellfeder verschwenkbaren doppelarmigen Kupplungshebel
auf den Ausrückhebel einer Kupplung wirkt.
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Bei den bekannten Kupplungen wird zwischen dem Druckring der Kupplung
und dem Ausrücker ein Spiel von etwa 3 mm vorgesehen, um den Kraftschluß
der Kupplung zu gewährleisten. Diese allgemein übliche Maßnahme weist jedoch mehrere
Nachteile auf.
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Der eingestellte Abstand wird nämlich mit fortschreitendem Verschleiß
der Kupplungsbeläge immer kleiner, so daß nach einer gewissen Zeit der Druckring
an dem Ausrücker anliegt. Dies hat zur Folge, daß dann die Kupplung zu rutschen
beginnt.
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Die spätestens zu diesem Zeitpunkt erforderliche Neueinstellung des
Spiels muß somit immer wieder vorgenommen werden, wenn der Verschleiß der Kupplungsbeläge
einen bestimmten Wert überschritten hat. Es müssen also genaue Wartungsvorschriften
hinsichtlich des Kupplungsspieles beachtet werden.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Kupplungen besteht darin, daß
auf Grund des erforderlichen Spieles die Wegübersetzung zwischen Pedal und Kupplung
um etwa 25 II/o kleiner gewählt werden muß, als dies ohne Spiel möglich wäre.
Da eine Verkleinerung des Ausrückspieles eine zu häufige Nachstellung erforderlich
machen würde, muß das übliche Spiel beibehalten und aus diesem Grund eine entsprechend
höhere Fußkraft zum Ausrücken der Kupplung aufim gewendet werden.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer selbsttätigen mechanischen
NachsteRvorrichtung für einen hydraulisch beaufschlagbaren Kolben, durch die das
zulässige Minimalspiel zwischen dem Ausrückhebel einer Kupplung und den mit diesem
Ausrückhebel zusammenarbeitenden Betätigungsorgan konstant gehalten wird.
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Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs angeführten Gattung wird
diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kolben mit einem Innenkolben
versehen ist, der einerseits über einen als einstellbares Abstandselement wirkenden,
ein Gewinde aufweisenden und mit dem Innenkolben verschraubten Bolzen am Zylinderboden
abgestützt ist und andererseits gegen eine im Kolben gegen den Druckraum abgedichtet
angeordnete Feder drückt, daß die von der Feder auf den Innenkolben ausgeübte Vorspannkraft
größer als die zur Rückstellung des Kolbens erforderliche Kraft und kleiner als
die -von dem Innenkolben bei Auskupplung auf den Kupplungshebel -übertragene Kraft
ist, daß zwischen dem Innenkolben und dem Kolben eine Führung vorgesehen ist, die
bei einer Relativbewegung zwischen Tnnenkolben und Kolben eine Drehbewegung des
Innenkolbens bewirkt, und daß das dem Zylinderboden zugewandte Ende des Bolzens
als Sperrelement ausgebildet ist, das mit einer am Zylinderboden angebrachten, nicht
drehbaren Rasteinrichtung spielabhängig verklinkbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform. der Erfindung ist das dem
Zylinderboden zugewandte Ende des Bolzens mit einem Sperrelement starr verbunden.
Vorzugsweise besteht dieses Sperrelement aus wenigstens einem federnden Arm.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Rasteinrichtung
aus einer an der dem Bolzen zugewandten Seite zahnförmig ausgebildeten Rastscheibe,
wobei die Schneiden der Zähne in radialer Richtung verlaufen.
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Um eine außerordentlich genaue Einstellung des zulässigen Minimalspieles
mit einfachen Mitteln zu erreichen, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung der gegenseitige Winkelabstand der an dem Bolzen befestigten federnden
Arme in der Weise gewählt, daß jeweils nur ein Arm in der Rasteinrichtung, verklinkbar
ist und die übrigen Arme um zunehmende Bruchteile der Zahnbreite der Rasteinrichtung
gegen die jeweilige Zahnschneide verschoben sind.
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Zur Erzeugung der Drehbewegung des Innenkolbens ist vorzugsweise in
diesem Innenkolben eine gegen die Längsachse des Innenkolbens geneigte Nut vorgesehen,
in die ein am Kolben befestigter Führungsstift eingreift.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigt F i g. 1 eine
teilweise schematische Schnittdarstellung einer Kupplungshälfte und einer erfindungs-Ore
hydraulischen Kupplungs-, mäßen Vorrichtung zur betätigung, F i g. 2 eine
Draufsicht auf den bei der Vorrichtung aemäß F i g. 1 verwendeten Innenkolben,
C
F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Verklinkvorrichtung
und F i g. 4 eine Seitenansicht eines Teiles dieser Ver-C klinkvorrichtun,g.
F i g. 1 zeigt eine gebräuchliche Fährzeugkuppluno, 3, deren Ausrückhebel
33 von einem Kupplungshebel 32 betätigt wird. Zwischen dem Kupplungshebel
32 und dem Ausrückhebel 33 ist bei richtig eingestellter Kupplung
ein vorgegebenes Spiel 1 vorhanden. Das dem Ausrückhebel gegenüberliegende
Ende des um eine Achse 24 schwenkbaren Kupplungshebels 32
wird mittels einer
Rückzugfeder 2 gegen einen Stößel 26 gedrückt. Diese Rückzuafeder 2 dient
zur Rückstellung der gesamten Betätigungsvorrichtung in die Ausgangslage, so daß
das erforderliche Spiel nach dem Einrücken der Kupplung wieder gewährleistet ist.
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Die Federkraft der Rückzugfeder 2 muß dabei etwas größer als die Summe
der an den Hebellagerun-2,en und an den Kolbenwünden entstehenden Rei-D bungskräfte
dimensioniert sein. Die Stellen, an denen die wesentlichsten Reibungskräfte auftreten,
sind mit 4 bezeichnet.
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Der Stößel 26 stellt das Ausgangsorgan des über einen Steuereingang
25 mit einem Drucksystem verbundenen Nehmerzylinders 12 dar. Dieser mit einer
Befestigungsöse 27 versehene Nehmerzylinder 12 ist einseitig offen und an
dieser offenen Seite mit einem mit dem Stößel 26 verbundenen elastischen
B alg 28
versehen. Dadurch kann der im Nehmerzylinder 12 angeordnete und den
Stößel betätigende Kolben 5 bei Druckerhöhung im Zylinder in axialer Richtung
teilweise aus dem Zylinder 12 geschoben werden.
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Der an einem Ende mit einem abschraubbaren Deckel 22 versehene Kolben
5 weist auf der durch den Deckel verschlossenen Seite eine erste Bohrung
20 auf, an die sich eine durch den ganzen Kolben führende Bohrung 19 mit
geringerem Querschnitt anschließt. Gegen den Zylinder 12 ist der Kolben
5 mittels einer ringförmigen Dichtung 29 abgedichtet.
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In der Bohrung 19 mit dem kleineren Querschnitt
ist
ein Innenkolben 6 gleitbar angeordnet. Zur gegenseitigen Abdichtung der beiden
Kolben ist in der Innenwandung der Bohrung 19 eine mit einer Dichtung
30 ausgefüllte ringförmige Nut vorgesehen. An dem dem Zylinderboden gegenüberliegenden
Ende des Kolbens 5 ist eine radiale Bohrung 18 zur Aufnahme eines
Führungsstiftes 10 angebracht. Dieser Führungsstift 10 greift in eine
im Innenkolben 6 vorhandene Nut 11 ein und wird in seiner Lage mittels
eines in einer Umfangsrille 31 des Kolbens 5 angeordneten Federringes
23 festgehalten.
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Der Innenkolben 6 ist auf der dem Zylinderboden 13 gegenüberliegenden
Seite voll ausgebildet und weist eine mit einem Gewinde 14 versehene axiale Bohrung
auf. Diese Bohrung führt in einen Hohlraum 17. Ein Schraubenbolzen
7 ist mit einem Ende in dem Gewinde 14 verschraubt und am anderen Ende mit
einer federnden Sperre 8, deren Enden 15
in Richtung des Zylinderbodens
13 umgebogen sind -.
fest verbunden. Am Zylinderboden ist eine Rasteinrichtung
9 nicht drehbar angebracht. Diese Rasteinrichtung weist Zähne 16 auf,
in die die nach unten gebogenen Enden 15 der federnden Sperre 8 eingreifen.
Eine Druckfeder 34 sitzt einerseits an dem abschraubbaren Deckel 22 und andererseits
an einem Ansatz 21 des Innenkolbens 6 auf und drückt diesen Innenkolben in
Richtung des Zylinderbodens. Die Vorspannkraft dieser Diuckfeder 34 ist größer als
die der Rückzugfeder 2, aber im eingerückten Zustand der Kupplung kleiner als die
im Augenblick des Ansrückens der Kupplung vom Innenkolben auf den Kupplungshebel
32 übertragene Kraft. Dabei verhält sich die zum Ausrücken der Kupplung erforderliche
Kraft zu der Kraft der Rückzu-feder 2 etwa wie 30: 1.
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In F i g. 2 ist der Innenkolben 6 dargestellt. Dabei
ist an einem Ende des Kolbens der der Druckfeder 34 zur Auflage dienende ringfönnige
Ansatz 21 und am anderen Ende die Nut 11 zu erkennen, in die der im Kolben
5 befestigte Führungsstift 10 im eingebauten Zustand eingreift. Die
Nut 11 stellt eine Schraubennut dar und ist gegen die Längsachse des Innenkolbens
geneigt. Diese Neigung gegen die Längsachse kann frei gewählt werden, beträgt aber
vorzugsweise 300.
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F i g. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Rasteinrichtung
9 und das Sperrelement 8. Die Rasteinrichtung ist scheibenförmig ausgebildet
und weist in Form eines Ringes angeordnete Zähne 9 auf, deren Schneiden
29 in radialer Richtung verlaufen. Das Sperrelement besitzt drei federnde
Arme 8, deren Breite an der Angriffsstelle etwa der Zahnbreite entspricht.
Eine Kerbe 34 dient zur starren Befestigung an dem Abstandselement 7. Es
ist zu erkennen, daß der Winkelabstand zwischen den einzelnen Armen 8 nicht
gleich ist. Durch diese etwas unsymmetrische Anordnung wird erreicht, daß jeweils
nur ein Arm in die Zähne 16 der Rastscheibe 9 eingreifen kann und
die übrigen Arme um unterschiedliche Bruchteile der Zahnbreite gegen die jeweiligen
Zahnschneiden 29
versetzt sind. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß mit geringem
Aufwand eine Feineinstellung des Spieles ermöglicht wird.
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In F i g. 4 ist zu sehen, daß die Zähne 16 der Rastscheibe
9 schwach ansteigende und steil abfallende Flanken besitzen. Wie die Beschreibung
der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen wird, ist die Höhe der
Zähne proportional zu dem einzustellenden Spiel.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll zunächst
für den Fall eines richtig eingestellten Spieles und dann für den Fall eines zu
geringen Spieles beschrieben werden.
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Weist das Spiel 1 den vorgegebenen Wert auf und wird an den
Nehmerzylinder 12 über die Öffnung 25
Druck angelegt, so wird gegen die von
der Rückzugfeder 2 ausgeübte geringe Kraft die aus dem Kolben 5,
dem Innenkolben
6 und dem Stößel 26 bestehende Anordnung in Richtung der offenen Seite
des Nehmerzylinders bewegt. Eine Relativbewegung zwischen Innenkolben
6 und Kolben 5 findet dabei nicht statt. Ist die Bewegung so weit
fortgeschritten, daß der Kupplungshebel 32 an dem Ausrückhebel
33 anliegt, so ist unter der Bedingung eines richtig eingestellten Spieles
das Sperrelement 8 nicht mehr im Eingriff mit der Rasteinrichtung
9. Da der Ausrückhebel 33 nunmehr der Bewegung der Kolbenanordnung
mit sehr rasch ansteigender Kraft entgegenwirkt, steigt der Druck in dem Zylinderraum
an. Da die von der Druckfeder 34 auf den Innenkolben 6 ausgeübte Kraft geringer
als die vom Innenkolben beim Ausrücken der Kupplung auf den Kupplungshebel übertragene
Kraft ist, wird bei an-steigendem Druck im Zylinderraum zunächst der Innenkolben
6 in den Kolben gedrückt. Auf Grund der Nut 11 und des Führungsstiftes
10 führt er dabei eine Drehbewegung aus. Da jedoch das Sperrelement
8 mit der Rasteinrichtung 9
nicht mehr verklinkt ist, findet keine
Relativbewegun ' g
zwischen dem Abstandselement 7 und dem Innenkolben
6 statt. Bei weiter ansteigendem Druck setzt sich schließlich auch der Kolben
5 in Bewegung, und die Kupplung wird ausgerückt. Wird der Druck zum Einrücken
der Kupplung wieder weggenommen, so
drückt die Feder 34 den eine Drehbewegung
in anderer Richtung ausführenden Innenkolben 6 wieder aus dem Kolben
5. Die Rückzugfeder 2 bringt das System schließlich wieder in die Ausgangslage,
wobei das Sperrelement bezüglich der Rasteinrichtung wieder die gleiche Stellung
wie vor dem Ausrücken einnimmt. Eine Verstellung des Abstandes a und damit eine
Veränderung des Spieles 1 ist nicht erfolgt.
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Für den Fall, daß das eingestellte Spiel 1 geringer als der
vorgegebene Wert ist, arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung folgendermaßen:
Bei Anlegen von Druck an eine mit der Öffnung 25
verbundene Leitung wird zunächst
die aus dem Kolben 5, dem Innenzylinder 6 und dem Stößel
26 bestehende Anordnung um einen dem noch vorhandenen Spiel entsprechenden
Längenbetrag in Richtung der offenen Zylinderseite bewegt. Trifft nunmehr der Kupplungshebel
32 auf den Ausrückhebel 33, so ist in diesem Fall das Sperrelement
8 zwar um einen geringen Betrag gegenüber der Rasteinrichtung verschoben
worden, aber es befindet sich immer noch im Eingriff mit dieser Rasteinrichtung.
Auf Grund des am Ausrückhebel 33 anliegenden Kupplungshebels steigt nunmehr
entsprechend dem vorherigen Fall der Druck in dem Zylinderraum, und es wird zunächst
der Innenkolben 6 unter Ausführung einer Drehbewegung in den Kolben
5 geschoben. Da aber in diesem Fall das Sperrelement mit der Rasteinrichtung
verklinkt ist, tritt eine Relativbewegung zwischen dem Schraubenbolzen
7 und dem Innenkolben 6 auf, d. h., der Schraubenbolzen
7 wird um einen gewissen Betrag in den Innenkolben geschraubt. Dadurch wird
der Abstand a verändert. Bei weiter ansteigendem Druck im Zylinderraum wird schließlich
die zum Ausrücken der Kupplung erforderliche Druckhöhe
erreicht,
und der Kolben 5 gleitet zusammen mit dem eingeschobenen Innenkolben
6 in Richtung der Zylinderöffnung. Nach Wegnahme des Druckes wird der Innenkolben
aus dem Kolben 5 geschoben, und die Rückzugfeder 2 bringt die Anordnung wieder
in ihre ursprüngliche Lage. Da jedoch in diesem Fall eine Relativbewegung zwischen
dem Schraubenbolzen 7
und dem Innenkolben 6 stattgefunden hat und der
Bolzen weiter in den Innenkolben geschraubt wurde, ist nunmehr der Abstand a geringer,
und die beiden Kolben befinden sich in der Ruhelage näher am Zy-
linderboden.
Die Folge davon ist, daß durch die Rückzugfeder 2 gewährleistete Spiel
1 wieder größer ist. Dieser Vorgang findet so oft statt, bis das vorgegebene
Spiel erreicht ist.
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Durch spezielle Wahl der Flankenhöhe der Zähne der Rasteinrichtung
sowie der einzelnen übersetzungen kann jedes gewünschte Spiel und insbesondere das
zur Erreichung einer minimalen Fußkraft erforderliche Spiel eingestellt werden.
Werden beispielsweise die einzelnen Übersetzungen im Verhältnis 1 : 1
gewählt,
so entspricht das eingestellte Spiel direkt der Flankenhöhe der Zähne der Rasteinrichtung.