DE19716600A1 - Betätigungseinrichtung für die Betätigung, insbesondere pneumatische Betätigung einer Reibungskupplung - Google Patents
Betätigungseinrichtung für die Betätigung, insbesondere pneumatische Betätigung einer ReibungskupplungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine im
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Nutz-Kraftfahr
zeugs, zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe in
einer Gehäuseglocke angeordnete Reibungskupplung, umfassend
eine im wesentlichen gleichachsig zur Reibungskupplung bewegliche
Ausrücklageranordnung zur Betätigung der Reibungskupplung;
eine Positionierservoanordnung mit einer auf die Ausrücklager
anordnung wirkenden Pneumatikkraftzylinderanordnung, die über ein
mit einer Pneumatikquelle verbundenes Steuerventil abhängig von
einer eine Sollposition repräsentierenden Führungsgröße und einer
die axiale Position der Ausrücklageranordnung repräsentierenden
Ist-Größe betätigbar ist.
Eine derartige Betätigungseinrichtung ist beispielsweise aus der
DE 33 21 578 C2 bekannt. Die bekannte Betätigungseinrichtung weist
einen Unterdruck-Servokraftverstärker als Positionierservoanord
nung auf. Der in der Art eines Unterdruck-Bremskraftverstärkers
aufgebaute Servokraftverstärker ist mit einem Pneumatikkraft
zylinder und einem Steuerventil integral ausgebildet und außerhalb
der Gehäuseglocke angeordnet. Zwei Arbeitskammern des Pneumatik
kraftzylinders sind durch einen axial bewegbar geführten Kolben
und eine elastische Membran voneinander getrennt. Die als Unter
druckkammer ausgebildete Arbeitskammer ist an ein Ansaugleitungs
system der Brennkraftmaschine angeschlossen. Die andere, als
Steuerkammer dienende Arbeitskammer ist mittels des Steuerventils
entweder mit der Unterdruckkammer oder über eine Druckausgleichs
öffnung mit der Atmosphäre verbindbar. Die Betätigung des
Unterdruck-Servokraftverstärkers erfolgt über eine an einem
Ventilkörper des Steuerventils anschlagende Steuerstange, die über
eine elektromotorisch angetriebene Nocke axial verschiebbar ist.
Eine axiale Verschiebung der Steuerstange hat ein Schalten des
Steuerventils zur Folge, derart, daß der Kolben der Bewegung der
Steuerstange kraftverstärkt folgt. Die Bewegung des Kolbens wirkt
über einen hydraulischen Geberzylinder auf einen mit dem Geber
zylinder verbundenen, außerhalb der Gehäuseglocke angeordneten
Nehmerzylinder, der seinerseits auf eine der Ausrücklageranordnung
zugeordnete Ausrückgabel wirkt. Eine Notbetätigung der Kupplung
bei stillstehender Brennkraftmaschine, also fehlendem Unterdruck,
ist dadurch möglich, daß die Steuerstange über den Ventilkörper
des Steuerventils direkt auf den Kolben wirken kann.
Die Positionierservoanordnung der bekannten Betätigungseinrichtung
kann zwar aufgrund ihrer Anordnung außerhalb der Gehäuseglocke
relativ einfach gewartet und gegebenenfalls repariert werden, die
gesamte Betätigungseinrichtung ist aber aufgrund der zur Betäti
gung der Ausrücklageranordnung notwendigen Kraftübertragung zur
Gehäuseglocke mechanisch relativ aufwendig. Der relativ hohe
mechanische Aufwand korrespondiert mit entsprechend hohen
Herstellungskosten und unter Umständen auch mit einer manchen
Anforderungen nicht genügenden Betriebssicherheit. Aufgrund der
zur Übertragung der Betätigungskraft in die Gehäuseglocke hinein
erforderlichen Komponenten ist ferner die Positioniergenauigkeit
der Positionierservoanordnung beispielsweise aufgrund von
Lagerspiel und dergleichen beschränkt.
Aus der DE 29 23 487 C2 ist eine Vorrichtung zur Betätigung des
Ausrücklagers einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung über ein
hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel (Druckmedium)
bekannt, die einen konzentrisch zur Getriebeeingangswelle zwischen
einem Ausrücklager und einer gehäusefesten Abstützung innerhalb
der Gehäuseglocke angeordneten Druckmittel-Ringzylinder aufweist.
Der Druckmittel-Ringzylinder ist in Richtung zum Ausrücklager
durch einen flexiblen ringförmigen Membrankolben begrenzt.
Aus der DE 32 19 768 A1 ist ein ebenfalls in der Gehäuseglocke
angeordneter, allerdings direkt auf die Druckplatte der Reibungs
kupplung wirkender Pneumatikkraft-Ringzylinder bekannt, der zum
Einkuppeln, also solange das Kupplungspedal nicht gedrückt ist,
unter Druck steht und mit seinem Ringkolben die in Richtung zum
Ringzylinder vorgespannte Druckplatte gegen die Kupplungsscheibe
und diese gegen das Schwungrad drückt. Hierzu wird von einer
Druckluftquelle gelieferte Druckluft über ein vom Kupplungspedal
betätigbares Dosierventil in den Pneumatikkraft-Ringzylinder
geleitet, solange das Kupplungspedal nicht gedrückt ist. Ist das
Kupplungspedal gedrückt, kann der Überdruck in dem Pneumatik
kraft-Ringzylinder über eine Pneumatikverbindung zwischen dem Pneumatik
kraft-Ringzylinder und dem Dosierventil durch eine Auslaßöffnung
des außerhalb der Gehäuseglocke angeordneten Dosierventils nach
außen entweichen. Eine Rückkopplung der Position des Ringkolbens
des Pneumatikkraft-Ringzylinders bzw. der Druckplatte zum
Dosierventil ist nicht vorgesehen.
Weiterhin ist eine Betätigungseinrichtung der eingangs genannten
Art bekannt, die als eine den Pneumatikkraftzylinder, einen
hydraulischen Nehmerzylinder und das Steuerventil umfassende
integrale Einheit außen an der Gehäuseglocke angebracht ist. Der
Kolben des Pneumatikkraftzylinders ist an einem den Kolben des
hydraulischen Nehmerzylinder bildenden Stangenelement angebracht,
und das Stangenelement ist mit einem Stößel verbunden, der in das
Gehäuseglockeninnere reicht und an einer der Ausrücklageranordnung
zugeordneten Ausrückgabel angreift. An dem hydraulischen
Nehmerzylinder ist ein kupplungspedalbetätigbarer Geberzylinder und ein
Steuereingang des Steuerventils angeschlossen. Das Steuerventil
steuert in Abhängigkeit vom am Steuereingang anliegenden Hydrau
likdruck die Zufuhr von Druckluft in den Pneumatikkraftzylinder
bzw. das Ablassen von Luft aus dem Pneumatikkraftzylinder derart,
daß sich ein vorgegebener, durch eine Druckfederanordnung
bestimmter Hydraulikdruck am Steuereingang einstellt. Der
hydraulische Nehmerzylinder dient hierbei als Meßzylinder, der die
Position des Stangenelements und damit indirekt die Position der
Ausrücklageranordnung (bis auf gewisse beispielsweise auf
Gelenkspiel zurückzuführende Ungenauigkeiten) erfaßt. Diese
bekannte Betätigungseinrichtung kann zwar aufgrund der Anordnung
der genannten Einheit außen an der Gehäuseglocke relativ leicht
gewartet und repariert werden, ist aber aufgrund der notwendigen
Kraftübertragung in die Glocke hinein ebenfalls mechanisch relativ
aufwendig, so daß sich die gleichen Nachteile wie bei der DE 33
71 578 C2 ergeben.
Eine Aufgabe der Erfindung ist, eine exakt positionierbare
Betätigungseinrichtung der genannten Art bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine einfach aufgebaute,
kostengünstig herstellbare und betriebssichere Betätigungsein
richtung der genannten Art bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine leicht und damit
kostengünstig wartbare und reparierbare Betätigungseinrichtung der
genannten Art bereitzustellen.
Zur Lösung wenigstens einer dieser Aufgaben wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß die Pneumatikkraftzylinderanordnung innerhalb
der Gehäuseglocke angeordnet ist, und daß das Steuerventil
außerhalb der Gehäuseglocke oder zumindest zum Teil innerhalb der
Gehäuseglocke angeordnet ist, jedoch bei mit der Brennkraftma
schine verbundener Gehäuseglocke von außen her zugänglich,
insbesondere ausbaubar ist.
Da die Pneumatikkraftzylinderanordnung erfindungsgemäß innerhalb
der Gehäuseglocke angeordnet ist, ist eine Übertragung der
Kupplungsbetätigungskraft vom Glockenäußeren ins Glockeninnere
nicht erforderlich. Entsprechende mechanische oder hydraulische
Übertragungselemente können somit entfallen, so daß sich ent
sprechende Kosteneinsparungen ergeben. Gleichzeitig wird eine hohe
Positioniergenauigkeit erreicht, da aufgrund der nicht nötigen
Kraftübertragung vom Glockenäußeren ins Glockeninnere bei
mechanischen Kraftübertragungskomponenten die Gefahr von Lager
spiel prinzipiell nicht gegeben ist. Aufgrund des sich ergebenden
einfachen Aufbaus wird ferner eine hohe Betriebssicherheit
erreicht.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Steuerventils ist die
Betätigungseinrichtung ferner leicht wart- und reparierbar. Gerade
das Steuerventil ist ein vielfach störungsanfälliges Teil der
Betätigungseinrichtung, da beispielsweise im pneumatischen
Druckmedium, insbesondere in der Druckluft mitgeführte Schmutzp
artikel das Steuerventil verschmutzen und außer Betrieb setzen
können. Zur Wartung oder Reparatur ist das Steuerventil zugänglich
oder/und ausbaubar, ohne daß die im allgemeinen von einem
Abschnitt eines Getriebegehäuses gebildete Gehäuseglocke von der
Brennkraftmaschine gelöst werden muß. Letzteres wäre sehr
zeitaufwendig und entsprechend teuer. (Wenn hier im folgenden von
Druckluft die Rede ist, so ist dies nicht beschränkend zu
verstehen; es kann auch jedes andere pneumatische Druckmedium,
insbesondere auch ein Pneumatikmedium mit geringerem Druck als der
Umgebungsdruck von einer Unterdruckquelle verwendet werden.)
Die in der Gehäuseglocke angeordnete Pneumatikkraftzylinderanord
nung ist hingegen im Vergleich zu bekannten, in der Gehäuseglocke
angeordneten hydraulischen Nehmerzylinderanordnungen extrem
zuverlässig, da gewisse Undichtigkeiten bei Pneumatikkraftzylin
deranordnungen ohne weiteres toleriert werden können, was hingegen
bei in der Gehäuseglocke angeordneten hydraulischen Nehmerzylin
deranordnungen nicht möglich ist. Bei hydraulischen Nehmerzylin
deranordnungen würden Reparatur- und Wartungsarbeiten je nach
Ausbildung der hydraulischen Nehmerzylinderanordnung ein Lösen der
Gehäuseglocke von der Brennkraftmaschine nötig machen. Derartige
Reparatur- und Wartungsarbeiten sind für die Pneumatikkraftzylin
deranordnung nur in Ausnahmefällen nötig, und es kann auf jeden
Fall von Standzeiten ausgegangen werden, die die Standzeiten der
Kupplungsscheibe(n) übersteigen.
Es wird vorgeschlagen, daß das Steuerventil eine zwischen einem
ersten, die Pneumatikkraftzylinderanordnung mit der Pneuma
tikquelle verbindenden Steuerzustand und einem zweiten, die
Pneumatikkraftzylinderanordnung mit einer Druckausgleichsöffnung
verbindenden Steuerzustand verstellbare Ventilanordnung umfaßt,
die abhängig von einer der Ist-Größe und der Führungsgröße
zugeordneten Differenzgröße zwischen den beiden Steuerzuständen
umschaltbar ist. Jedem Steuerzustand wird eine Stellung der
Ventilanordnung zugeordnet sein. Ein dritter Ventil-Steuerzustand,
in dem die Pneumatikkraftzylinderanordnung weder mit der Pneuma
tikquelle noch mit der Druckausgleichsöffnung verbunden ist oder
abwechselnd zwischen Ventilanordnungsstellungen umschaltet, ist
nicht unbedingt nötig. (Die Positionierservoanordnung als Ganzes
wird aber einen entsprechenden Zustand einnehmen können.)
Die Ventilanordnung kann aber auch in Abhängigkeit von der
Differenzgröße in einen dritten Steuerzustand verstellbar sein,
in dem die Pneumatikzylinderanordnung bevorzugt im wesentlichen
pneumatikdicht abgeschlossen ist, also zugleich weder mit der
Pneumatikquelle noch mit der Druckausgleichsöffnung verbunden ist.
Dem dritten Steuerzustand wird dann eine bestimmte Stellung der
Ventilanordnung zugeordnet sein. Der dritte Steuerzustand kann
sich aber auch dadurch auszeichnen, daß die Ventilanordnung
abwechselnd die dem ersten Steuerzustand und die dem zweiten
Steuerzustand zugeordnete Stellung einnimmt.
Wenigstens eine der Größen - Führungsgröße, Ist-Größe und
gegebenenfalls Differenzgröße - kann eine hydraulische, pneumati
sche, mechanische oder elektrische Größe, insbesondere ein Druck,
ein Volumen, eine Kraft, ein Weg, ein Winkel, ein Strom oder eine
Spannung, sein.
Es wird vorgeschlagen, daß das Steuerventil einen ersten Signal
anschluß zum Empfang eines die Führungsgröße angebenden Führungs
signals insbesondere von einer Kupplungspedalanordnung und einen
zweiten Signalanschluß zum Empfang eines die Ist-Größe angebenden
Istwertsignals von einer der Ausrücklageranordnung zugeordneten
Geberelementanordnung aufweist. Das Führungssignal kann ein
insbesondere durch einen Druck, ein Volumen, eine Kraft, einen
Weg, einen Winkel, einen Strom, eine Spannung oder eine Licht
intensität repräsentiertes hydraulisches, pneumatisches, mechani
sches, elektrisches oder optisches Signal sein. Um beispielsweise
ein optisches Signal in eine elektrische oder mechanische Größe
umzuwandeln, können dem ersten Signalanschluß Wandlermittel zum
Wandeln des Führungssignals in die Führungsgröße zugeordnet sein.
Gleiches gilt für das Istwertsignal. Auch das Istwertsignal kann
ein insbesondere durch einen Druck, ein Volumen, eine Kraft, einen
Weg, einen Winkel, einen Strom, eine Spannung oder eine Licht
intensität repräsentiertes hydraulisches, pneumatisches, mechani
sches, elektrisches oder optisches Signal sein. Dem zweiten
Signalanschluß können Wandlermittel zum Wandeln des Istwertsignals
in die Ist-Größe zugeordnet sein, beispielsweise zum Wandeln eines
hydraulischen Signals in eine mechanische oder elektrische Größe
oder zum Wandeln eines mechanischen Signals in eine elektrische
oder hydraulische Größe.
Es wird als besonders vorteilhaft vorgeschlagen, daß die Positio
nierservoanordnung eine Positionsregeleinrichtung umfaßt, die die
Position der Ausrücklageranordnung in Abhängigkeit von dem
Führungssignal, dem Istwertsignal und einer vorgegebenen Positio
nierkennlinie regelt. Die Positionierkennlinie kann jedem
Führungssignal eine bestimmte Sollposition der Ausrücklageranord
nung zuordnen. Bei dieser Zuordnung erfolgt gewissermaßen eine
Abbildung der Führungssignale auf zugeordnete Sollpositionen.
Hierbei kann es sich um eine lineare oder auch um eine nicht
lineare Abbildung handeln. Beispielsweise kann ein progressiver
oder degressiver Zusammenhang zwischen dem Führungssignal und der
Sollposition und damit der sich unter Einwirkung der Positions
regeleinrichtung einstellenden Ist-Position bestehen.
In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, daß die
Positionierkennlinie jedem Führungssignal eine Sollposition der
Ausrücklageranordnung zuordnet, derart, daß ein im wesentlichen
durch eine Position beginnender Drehmomentübertragung und einer
für im wesentlichen maximale Drehmomentübertragung eingekuppelten
Position begrenzter Sollpositionsbereich ein verhältnismäßig
größerer Führungssignalbereich zugeordnet ist als die übrigen
Sollpositionsbereiche. Hierdurch wird erreicht, daß einerseits die
Kupplung ausgehend von der ausgekuppelten Stellung vergleichsweise
schnell bis zur Position beginnender Drehmomentübertragung
(Schleifpunkt) geschlossen werden kann und daß andererseits der
such als Modulationszone bekannte Bereich zwischen diesem Punkt
beginnender Drehmomentübertragung und der für im wesentlichen
maximale Drehmomentübertragung eingekuppelten Position auf der
"Führungssignalebene" gewissermaßen gespreizt ist, so daß ein
gefühlvolles Schließen der Kupplung in Abhängigkeit vom anliegen
den Motordrehmoment möglich ist. Diese Ausbildung ist besonders
für kupplungspedalbetätigte Betätigungseinrichtungen von Inter
esse.
Die Positionierservoanordnung kann eine elektrische Positions
regelschaltung mit einem die Position der Ausrücklageranordnung
direkt oder indirekt erfassenden elektrischen Meßwertgeber
umfassen. Eine derartige Ausbildung ist besonders dann zweckmäßig,
wenn ein elektrisch geschaltetes Getriebe, insbesondere Automatik
getriebe oder durch Stellantriebe automatisiertes Schaltgetriebe,
vorgesehen ist.
Die Positionierservoanordnung kann auch eine mechanische Posi
tionsregelanordnung mit einem die Position der Ausrücklageranord
nung direkt oder indirekt erfassenden, mechanisch angekoppelten
Geberelement umfassen. Als Geberelement kommt beispielsweise ein
mit der Ausrücklageranordnung verbundener Bowden-Zug oder
dergleichen in Betracht, der an einem Ventilsitz für einen
Ventilkörper des Steuerventils angreift.
Die Positionierservoanordnung kann auch eine hydraulische
Positionsregelanordnung mit einer die Position der Ausrücklager
anordnung direkt oder indirekt erfassenden, hydraulischen
Meßzylinderanordnung insbesondere mit einem einzigen Meßzylinder
umfassen. Eine derartige Positionsregelanordnung bietet den
Vorteil, daß auf einfache Art und Weise ein automatischer
Kupplungsscheibenabriebausgleich möglich ist, indem sich die
Füllmenge des Hydraulikmediums, insbesondere Hydrauliköls, über
eine sogenannte Schnüffelbohrung des Geberzylinders zum Vorrats
behälter hin ausgleicht. Wenn hier im folgenden von Drucköl oder
Hydrauliköl die Rede ist, so ist dies nicht beschränkend zu
verstehen; es kann auch jedes andere hydraulische Druckmedium
verwendet werden.
Bei einer Positionierservoanordnung mit hydraulischer Positions
regelanordnung kann das Steuerventil eine zwischen einem ersten,
die Pneumatikkraftzylinderanordnung mit der Pneumatikquelle ver
bindenden Steuerzustand und einem zweiten, die Pneumatikkraft
zylinderanordnung mit einer Druckausgleichsöffnung verbindenden
Steuerzustand verstellbare Ventilanordnung umfassen, die abhängig
von der Differenzkraft zwischen einer dem Hydraulikdruck in der
Meßzylinderanordnung entsprechenden Ist-Kraft und einer Vorlast
zwischen den beiden Steuerzuständen umschaltbar ist.
Es wird vorgeschlagen, daß das Steuerventil und die Meßzylindera
nordnung eine an der Pneumatikkraftzylinderanordnung lösbar
befestigte Baueinheit bilden. Hierdurch wird erreicht, daß auch
die Meßzylinderanordnung leicht zugänglich und vorzugsweise
zusammen mit dem Steuerventil ausbaubar ist, um beispielsweise
Dichtungsringe oder dergleichen im Falle von Leckagen auszuwech
seln.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Meßzylinderanordnung über
ein Koppelelement mit der Ausrücklageranordnung oder der Ausrück
lageranordnungsseite der Pneumatikkraftzylinderanordnung vorzugs
weise im wesentlichen starr gekoppelt oder koppelbar ist. Das
Koppelelement kann beispielsweise mit der Ausrücklageranordnung
fest verbunden und mit der Meßzylinderanordnung nur lose oder
lösbar verbunden sein. Die das Steuerventil und die Meßzylinder
anordnung bildende Baueinheit kann dann besonders einfach von der
Pneumatikkraftzylinderanordnung gelöst werden. Durch eine im
wesentlichen starre Kopplung zwischen der Meßzylinderanordnung und
der Pneumatikkraftzylinderanordnung wird das Pneumatiksystem
gedämpft. Hierdurch wird der Gefahr von Schwing- oder Überschwing
erscheinungen aufgrund der Kompressibilität des Pneumatikmediums
(insbesondere Luft) bei Betätigung der Pneumatikkraftzylinder
anordnung entgegengewirkt.
Es wird vorgeschlagen, daß ein im wesentlichen achsparallel zur
Kupplungsachse bewegbarer Kolben der Meßzylinderanordnung in
Richtung zur Reibungskupplung, vorzugsweise gegen das mit der
Ausrücklageranordnung fest verbundene Koppelelement, vorgespannt
ist. Im Hinblick auf eine starre Kopplung zwischen der Pneumatik
kraftzylinderanordnung und der Meßzylinderanordnung kann auch ein
im wesentlichen achsparallel zur Kupplungsachse bewegbarer Kolben
der Meßzylinderanordnung vorzugsweise über das mit der Ausrück
lageranordnung fest verbundene Koppelelement mit der Ausrücklager
anordnung bewegungsverkoppelt oder bewegungsverkoppelbar sein.
Alternativ können auch die Meßzylinderanordnung und die Pneumatik
kraftzylinderanordnung eine Baueinheit bilden. Für diesen Fall
wird vorgeschlagen, daß das Steuerventil an der Gehäuseglocke
lösbar gehalten und über Kanäle oder/und Leitungen mit der
Meßzylinderanordnung und der Pneumatikkraftzylinderanordnung
verbunden ist.
Bilden die Meßzylinderanordnung und die Pneumatikkraftzylinder
anordnung eine Baueinheit, so kann alternativ das Steuerventil
auch lösbar an der Baueinheit befestigt sein.
Bei allen vorgenannten Varianten ergeben sich die oben genannten
Vorteile einfacher Wartbarkeit und Reparierbarkeit des Steuerven
tils.
Die Meßzylinderanordnung kann als auf die Ausrücklageranordnung
wirkende Nehmerzylinderanordnung ausgebildet sein, die zur
Notbetätigung der Kupplung mit einem insbesondere kupplungs
pedalbetätigbaren Geberzylinder hydraulisch verbunden oder
verbindbar ist. Hierdurch wird ermöglicht, die Kupplung auch dann
auf einfache Art und Weise zu öffnen, insbesondere um die
Brennkraftmaschine anzulassen, wenn das Kraftfahrzeug mit
eingelegtem Gang abgestellt wurde und die Pneumatikquelle momentan
aufgrund der nicht laufenden Brennkraftmaschine nicht betriebs
bereit ist, insbesondere keine Druckluft liefert. Auf eine
Notbetätigung kann aber auch ohne weiteres verzichtet werden,
beispielsweise bei einem Automatikgetriebe, das beim Abstellen des
Fahrzeugs, also bei nicht laufender Brennkraftmaschine zwangsweise
den Gang herausnimmt. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit,
einen eingelegten Gang bei nicht laufender Brennkraftmaschine ohne
Kupplungsbetätigung durch Ausnutzen der bei mehrmaliger kurzer
Betätigung des Anlassers der Brennkraftmaschine auftretenden
Moment-Nulldurchgänge heraus zunehmen.
Es wird vorgeschlagen, daß Hydraulikdruckbegrenzungsmittel
vorgesehen sind, die einem Ansteigen des Hydraulikdrucks im
Hydrauliksystem über einen vorgegebenen Höchstwert entgegenwirken.
Diese Ausbildung ist besonders für den Fall von Interesse, daß die
Meßzylinderanordnung nicht zur Notbetätigung der Kupplung, also
nicht als Nehmerzylinderanordnung ausgebildet ist. Hierdurch wird
eine Beschädigung der Betätigungseinrichtung, insbesondere der
Meßzylinderanordnung und gegebenenfalls eines Koppelelements oder
dergleichen, im Falle, daß die Pneumatikquelle kein Pneumatikme
dium liefert oder das Steuerventil defekt ist, vermieden.
Die Hydraulikdruckbegrenzungsmittel können eine einen Kolben einer
Zylinderanordnung in Richtung einer Volumenverkleinerung des
hydrauliksystemseitigen Zylinderraums vorspannende Vorspann
einrichtung oder/und ein die Druckseite mit der Vorratsseite des
Geberzylinders verbindendes, gegen eine Vorspannung öffnendes
Ventil umfassen. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, daß
die Vorspanneinrichtung zwischen dem Kolben und einem zugeordneten
Kolbenstangenelement der Meßzylinderanordnung wirkt, so daß diese
eine Doppelfunktion ausführt. Es ergeben sich die Vorteile, daß
der Raumbedarf reduziert ist und gesonderte, die Herstellungs
kosten erhöhende Bauteile eingespart sind.
Zur Betätigung der Ausrücklageranordnung kann zusätzlich eine
hydraulische Nehmerzylinderanordnung vorgesehen sein, die mittels
eines vorzugsweise pedalbetätigbaren Geberzylinders betätigbar
ist. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, daß die
Pneumatikkraftzylinderanordnung derart mit der hydraulischen
Nehmerzylinderanordnung oder/und der Ausrücklageranordnung
gekoppelt ist, daß sie unabhängig von der Nehmerzylinderanordnung
für die Betätigung der Ausrücklageranordnung expandierbar ist.
Beispielsweise kann die Ausbildung derart sein, daß die Nehmer
zylinderanordnung zur Betätigung der Ausrücklageranordnung die
Pneumatikkraftzylinderanordnung (als Ganzes) axial verschiebt. Die
Nehmerzylinderanordnung kann aber auch die Ausrücklageranordnung
unter Expansion der Pneumatikkraftzylinderanordnung betätigen.
In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, daß Kraftschwellen
mittel vorgesehen sind, die die hydraulische Betätigung der
Nehmerzylinderanordnung im wesentlichen erst nach Überschreiten
einer auf den Geberzylinder wirkenden Betätigungskraftschwelle
zulassen. Diese Ausbildung ist insbesondere dann besonders
vorteilhaft, wenn das Steuerventil über den pedalbetätigbaren
Geberzylinder zur Betätigung der Pneumatikkraftzylinderanordnung
hydraulisch angesteuert wird. Aufgrund der Positionierservoanord
nung treten hierbei nur geringe Drücke im Hydrauliksystem auf, und
die Betätigungskraftschwelle kann derart ausgewählt sein, daß sie
über den bei arbeitender Positionierservoanordnung auftretenden
Hydraulikdrücken liegt. Im Normalbetrieb wird die Nehmerzylinder
anordnung somit nicht in wesentlichem Maße an der Erzeugung der
Kupplungsausrückkraft beteiligt, so daß diese auch ohne weiteres
in der Gehäuseglocke, beispielsweise auch in der Form eines zur
Kupplungsachse im wesentlichen konzentrischen Nehmer-Ringzylin
ders, angeordnet sein kann, ohne daß die Betriebssicherheit und
die Standzeiten der Betätigungseinrichtung nachteilig beeinflußt
werden. Da die Nehmerzylinderanordnung normalerweise nicht oder
nur unwesentlich druckbeaufschlagt wird, nutzen sich nämlich die
Komponenten der Nehmerzylinderanordnung, insbesondere Dichtungs
ringe und dergleichen, nicht ab, so daß die Wahrscheinlichkeit des
Auftretens von Leckagen vernachlässigt werden kann.
In dem Fall, daß die Pneumatikquelle nicht betriebsbereit ist oder
die Positionierservoanordnung ausfällt, beispielsweise aufgrund
eines verschmutzten Steuerventils, ermöglicht die Nehmerzylinder
anordnung eine Notbetätigung der Kupplung. Hierzu muß der
Geberzylinder mit einer die Betätigungskraftschwelle übersteigen
den Betätigungskraft betätigt werden, um die Nehmerzylinder
anordnung hydraulisch zu betätigen.
Die Kraftschwellenmittel können eine einen Kolben der Nehmerzylin
deranordnung vorspannende Vorspanneinrichtung oder/und eine
zwischen die Nehmerzylinderanordnung und den Geberzylinder
geschaltete Zylinder-Trennkolben-Anordnung mit vorgespanntem
Trennkolben oder/und ein zwischen die Nehmerzylinderanordnung und
den Geberzylinder geschaltetes, gegen eine Vorspannung öffnendes
Ventil umfassen. Ferner wird als Alternative oder als Zusatz
maßnahme vorgeschlagen, daß in einer Hydraulikverbindung zwischen
dem Geberzylinder und der Nehmerzylinderanordnung ein steuerbares
Schaltventil angeordnet ist. Vorzugsweise ist das steuerbare
Schaltventil abhängig vom Betriebsdruck der Pneumatikquelle
steuerbar.
Als Alternative dazu, daß die Nehmerzylinderanordnung nur zur
Notbetätigung dient, kann die hydraulische Nehmerzylinderanordnung
auch als Meßzylinderanordnung dienen.
Die Pneumatikkraftzylinderanordnung kann einen zur Kupplungsachse
im wesentlichen konzentrischen Pneumatikkraft-Ringzylinder
umfassen. Ferner kann die Pneumatikkraftzylinderanordnung
alternativ oder zusätzlich eine Mehrzahl von Pneumatikkraftzylin
dern umfassen, die um die Kupplungsachse herum - vorzugsweise zum
Ausüben einer zur Kupplungsachse koaxialen Kraft auf die Ausrück
lageranordnung - verteilt, insbesondere mit gleichen Umfangs
winkelabständen voneinander und insbesondere gleichen Abständen
von der Kupplungsachse angeordnet sind. In jedem Fall wird durch
die genannten Ausbildungen bevorzugt erreicht, daß die von der
Pneumatikkraftzylinderanordnung auf die Ausrücklageranordnung
wirkende Kraft im wesentlichen achsparallel gerichtet ist und in
der Ausrücklageranordnung keine Kippmomente hervorruft. Die
Ausrücklageranordnung braucht somit nur axial geführt sein ohne
wesentliche Abstützung gegen Kippmomente. Ein zwischen einem
feststehenden Ausrücklagerteil und einem sich mit der Kupplung
mitdrehenden Ausrücklagerteil vorgesehenes Kugelhalter bzw. das
von der Gesamtheit dieser Komponenten gebildete Kugel- oder
Wälzlager wird über den gesamten Umfang gleichmäßig belastet,
braucht also ebenfalls keine Kippmomente aufnehmen. Die ent
sprechend geringeren Anforderungen hinsichtlich der Lagerung der
Ausrücklageranordnung bzw. der Ausbildung des Kugellagers machen
Kostenvorteile möglich.
Die hydraulische Nehmerzylinderanordnung kann einen zur Kupplungs
achse im wesentlichen konzentrischen Nehmer-Ringzylinder umfassen.
Ferner kann die hydraulische Nehmerzylinderanordnung alternativ
oder zusätzlich eine Mehrzahl von Nehmerzylindern umfassen, die
um die Kupplungsachse herum - vorzugsweise zum Ausüben einer zur
Kupplungsachse koaxialen Kraft auf die Ausrücklageranordnung -
verteilt; Insbesondere mit gleichen Umfangswinkelabständen und
gleichen Abständen von der Kupplungsachse, angeordnet sind. Es
ergeben sich die gleichen Vorteile, wie bei der vorstehend
beschriebenen Pneumatikkraftzylinderanordnung.
Die Pneumatikkraftzylinderanordnung und die hydraulische Nehmer
zylinderanordnung können vorteilhaft eine Baueinheit bilden.
Sind sowohl ein Nehmer-Ringzylinder und ein Pneumatik
kraft-Ringzylinder vorgesehen, so ist es bevorzugt, daß der
Nehmer-Ringzylinder und der Pneumatikkraft-Ringzylinder koaxial inein
ander angeordnet sind. Insbesondere dann, wenn der
Nehmer-Ringzylinder und der Pneumatikkraft-Ringzylinder eine Baueinheit
bilden, ist es bevorzugt, daß der Nehmer-Ringzylinder den
Pneumatikkraft-Ringzylinder radial außen umschließt. Hierdurch
kann das Hydraulikmittel (Hydraulikmedium) dem Nehmer-Ringzylinder
konstruktiv einfacher von radial außen durch einen entsprechenden
Hydraulikanschluß des Ringzylinders zugeführt werden.
Bei koaxial ineinander angeordnetem Nehmer-Ringzylinder und
Pneumatikkraft-Ringzylinder ist es ferner bevorzugt, daß
der Nehmer-Ringzylinder über den Pneumatikkraft-Ringzylinder in
Richtung der Kupplungsachse zur Reibungskupplung hin hinaus
vorsteht oder/und daß der Pneumatikkraft-Ringzylinder über den
Nehmer-Ringzylinder in Richtung der Kupplungsachse zum Getriebe
hin hinaus vorsteht. Steht der Pneumatikkraft-Ringzylinder über
den Nehmer-Ringzylinder in Richtung der Kupplungsachse zum
Getriebe hin hinaus vor, so kann der Pneumatikanschluß des
Pneumatikkraft-Ringzylinders ähnlich wie beim Nehmer-Ringzylinder
von radial außen erfolgen, ohne daß komplizierte Bohrungen,
Kanäle, insbesondere keine langen Kanäle (geringere durch die
Elastizität der Luftsäule in Pneumatikleitungen verursachte
Schwinggefahr) nötig sind.
Insbesondere in diesem Zusammenhang wird ferner vorgeschlagen, daß
in einem durch zwei in radialem Abstand gleichachsig verlaufenden
ringzylindrischen Wänden radial begrenzten Pneumatik
kraft-Ringzylinder ein Pneumatik-Ringkolbenelement abgedichtet ver
schiebbar angeordnet ist, das zusammen mit einer der ringzylin
drischen Wände zusätzlich einen abgedichteten ringzylindrischen
Hydraulik-Stufenzylinder bildet. Der Pneumatikkraft-Ringzylinder
und der hydraulische Nehmer-Ringzylinder bilden dann eine
kostengünstig herstellbare Einheit, und die vorstehend angegebene
Relativanordnung des Pneumatikkraft-Ringzylinders und des
Nehmer-Ringzylinders kann auf einfache Art und Weise erreicht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Variante wird vorgeschlagen, daß
ein Ringkolben des Nehmer-Ringzylinders eine Zylinderwand des
Pneumatikkraft-Ringzylinders bildet. Ferner wird vorgeschlagen,
daß ein Ringkolben des Pneumatikkraft-Ringzylinders eine Zylin
derwand des Nehmer-Ringzylinders bildet. Eine besonders kompakte,
die beiden Ringzylinder umfassende Einheit wird erreicht, wenn der
Ringkolben des Nehmer-Ringzylinders an dem eine Zylinderwand des
Nehmer-Ringzylinders bildenden Ringkolben des Pneumatik
kraft-Ringzylinders und einer gegenüberliegenden Zylinderwand des
Nehmer-Ringzylinders abgedichtet axial verschiebbar angeordnet
ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante kann der Pneumatik
kraft-Ringzylinder zwei in radialem Abstand gleichachsig ver
laufende, axial gegeneinander verschiebbare Ringzylinderwände
umfassen, von denen jede zur Begrenzung eines Druckraums eine
ringförmige, zur jeweils anderen Ringzylinderwand reichende
Stirnwand trägt, wobei die Ausrücklageranordnung an einer ersten
der beiden Ringzylinderwände gehalten ist und Befestigungsmittel
für die Befestigung des Pneumatikkraft-Ringzylinders in der
Gehäuseglocke an einer zweiten der beiden Ringzylinderwände
gehalten sind. Die genannte Ausbildung ist bei sogenannten
"gedrückten Kupplungen", bei denen die Ausrücklageranordnung zum
Auskuppeln in Richtung zur Kupplung verlagert wird, besonders
vorteilhaft und ermöglicht sehr kompakte Baueinheiten.
Die Befestigungsmittel umfassen vorzugsweise einen ringzylind
rischen Rohransatz auf der von der Ausrücklageranordnung axial
abgewandten Seite der Stirnwand der zweiten Ringzylinderwand, an
welchem die erste Ringzylinderwand axial beweglich radial geführt
ist. Durch die beschriebene Ausbildung wird ohne großen Aufwand
eine besonders zuverlässige Radialführung der ersten Ringzylin
derwand erreicht. Aufgrund des Rohransatzes ist ferner der
Pneumatikkraft-Ringzylinder im Abstand von der Gehäuseglockenwand
in Richtung zum Gehäuseglockenzentrum der sich vom Getriebe in
Richtung zum Motor radial erweiternden Gehäuseglocke verlagert,
so daß der Pneumatikkraft-Ringzylinder auch bei unterschiedlichen
Gehäuseglockengeometrien und -raumverhältnissen einsetzbar ist.
Es wird vorgeschlagen, daß an der Stirnwand der ersten Ringzylin
derwand einerseits und im Bereich des der Ausrücklageranordnung
fernen Endes der ersten Ringzylinderwand andererseits zur
Abdichtung des Druckraums bestimmte Dichtringe gehalten sind, die
an Gleitflächen der zweiten Ringzylinderwand und des ringzylind
rischen Rohransatzes abdichtend anliegen. Hierdurch wird erreicht,
daß nur die zweite Ringzylinderwand und der Rohransatz zur
Ausbildung der Gleitflächen mit vergleichsweise hoher Präzision
bearbeitet werden müssen, wohingegen für die Herstellung der
ersten Ringzylinderwand eine wesentlich geringere Präzision
ausreicht, beispielsweise ein weitgehend unbearbeitetes Gußteil
verwendet werden kann.
Vorzugsweise umschließt die zweite Ringzylinderwand die erste
Ringzylinderwand radial außen. Das Steuerventil kann dann außen
an der zweiten Ringzylinderwand angebracht sein, wobei die
Pneumatikverbindung zwischen dem Pneumatikkraft-Ringzylinder und
dem Steuerventil durch eine einfache Bohrung in der zweiten
Ringzylinderwand erfolgen kann. Wäre umgekehrt die erste Ring
zylinderwand radial außen gelegen, so würde das an dieser außen
gelegenen ersten Ringzylinderwand angebrachte Steuerventil bei
Betätigung des Pneumatikkraft-Ringzylinders mitbewegt werden, was
für die Pneumatikverbindung zum Steuerventil und die Ansteuerung
des Steuerventils einen höheren Aufwand bedeuten würde, aber
prinzipiell möglich ist. Der Rohransatz kann mit der zweiten
Ringzylinderwand und deren Stirnwand einteilig ausgebildet sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Pneumatikkraftzylinder
anordnung einen Pneumatikkraft-Ringzylinder umfaßt, der auf seiner
der Ausrücklageranordnung axial abgewandten Seite gleichachsig
einen am ringzylinderfernen Ende mit für die Verbindung zur
Gehäuseglocke bestimmten Befestigungsmitteln versehenen Rohransatz
insbesondere zur Innen- oder Außenzentrierung trägt, und daß die
Befestigungsmittel gegebenenfalls zusammen mit zumindest einem
Teilbereich des Rohransatzes einen gesondert von dem Pneumatik
kraft-Ringzylinder hergestellten Befestigungsadapter bilden.
Hierdurch wird die Verwendung der gleichen Pneumatikkraftzylinder
anordnung bei unterschiedlichen Gehäuseglockensymmetrien und
-raumverhältnissen auf besonders einfache Art und Weise möglich.
Da die Pneumatikkraftzylinderanordnung in entsprechend größeren
Stückzahlen gefertigt werden kann, ergeben sich große Herstel
lungskostenvorteile.
Der Befestigungsadapter kann einen Führungsansatz für die radiale
oder/und axiale Fixierung des Rohransatzes aufweisen. Gesonderte
Befestigungsmaßnahmen des Rohransatzes und damit der Pneumatik
kraftzylinderanordnung können somit entfallen.
Der Ausrücklageranordnung kann ein mittels der Pneumatikkraft
zylinderanordnung spannbarer Federspeicher zugeordnet sein, der
zur Notbetätigung der Reibungskupplung auslösbar ist. Hierdurch
wird eine Notbetätigung der Reibungskupplung möglich, ohne daß
eine entsprechende hydraulische Nehmerzylinderanordnung erforder
lich ist. Obwohl, wie ausgeführt, eine nur zur Notbetätigung
dienende hydraulische Nehmerzylinderanordnung äußerst wartungsarm
und reparaturunanfällig ist, bestehen unter Umständen Vorurteile
gegen eine in der Gehäuseglocke angeordnete hydraulische Nehmer
zylinderanordnung. Der beschriebene Federspeicher bietet hier eine
gute Alternative.
Die Pneumatikquelle kann eine Pneumatik-Unterdruckquelle oder eine
Druckgas abgebende Pneumatik-Druckquelle sein. Eine
Pneumatik-Druckquelle ist gegenüber einer Pneumatik-Unterdruckquelle
bevorzugt, da dies kleinere Pneumatikkraftzylinderquerschnitte
ermöglicht.
Bei der Reibungskupplung, für die die Betätigungseinrichtung
vorgesehen ist, kann es sich um eine gezogene oder um eine
gedrückte Kupplung handeln. Bei einer gezogenen Kupplung wird die
Ausrücklageranordnung zum Entkuppeln in Richtung zum Getriebe
erlagert, wohingegen bei einer gedrückten Kupplung die Ausrück
lageranordnung zum Entkuppeln in Richtung zur Brennkraftmaschine
verlagert wird.
Die Betätigungseinrichtung ist besonders für Nutz-Kraftfahrzeuge
geeignet, bei denen üblicherweise sowieso eine Pneumatikdruck
quelle vorgesehen ist. Wenn hier von Nutz-Kraftfahrzeugen die Rede
ist, so sind hierbei vor allem Lastkraftwagen, Busse, schwere
Geländefahrzeuge und dergleichen gemeint. Personenkraftwagen
sollen aber als Anwendungsgebiet für die Betätigungseinrichtung
nicht ausgeschlossen sein.
Wenn oben davon die Rede war, daß erfindungsgemäß das Steuerventil
zumindest zugänglich ist, so heißt dies, daß das Steuerventil für
Wartungs- und Reparaturarbeiten zumindest mit hierfür vorgesehenen
Werkzeugen derart zugänglich ist, daß die Wartungs- bzw. Repara
turarbeiten zumindest im Normalfall ohne große Umstände, d. h.
insbesondere ohne Lösen der Gehäuseglocke von der Brennkraftma
schine (also ohne Auftrennen des Antriebsstrangs) durchgeführt
werden kann.
Die Erfindung betrifft ferner eine Betätigungseinrichtung für eine
im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere
Nutz-Kraftfahrzeugs, zwischen einer Brennkraftmaschine und einem
Getriebe in einer Gehäuseglocke angeordnete Reibungskupplung,
umfassend eine im wesentlichen gleichachsig zur Reibungskupplung
bewegliche Ausrücklageranordnung zur Betätigung der Reibungskupp
lung; eine Positionierservoanordnung mit einer auf die Ausrück
lageranordnung wirkenden Druckmittelkraftzylinderanordnung, die
über ein mit einer Druckmittelquelle verbundenes Steuerventil
abhängig von einer eine Sollposition repräsentierenden Führungs
größe und einer die axiale Position der Ausrücklageranordnung
repräsentierenden Ist-Größe betätigbar ist.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Druckmittelkraftzylin
deranordnung innerhalb der Gehäuseglocke angeordnet ist. Bei dem
Druckmittel kann es sich um ein pneumatisches Druckmittel (vor
allem ein Druckgas mit höherem Druck als Umgebungsdruck von einer
Pneumatikdruckquelle oder ggf. auch ein Pneumatikmedium mit
geringem Druck als Umgebungsdruck von einer Unterdruckquelle,
beispielsweise eine Ansaugleitung der Brennkraftmaschine) oder
auch um ein hydraulisches Druckmittel (Hydraulikflüssigkeit)
handeln. Bei der Druckmittelquelle kann es sich also um eine
Pneumatik-Druckquelle, Pneumatik-Unterdruckquelle oder
Hydraulik-Druckquelle handeln.
Vorzugsweise ist das Steuerventil außerhalb der Gehäuseglocke oder
zumindest zum Teil innerhalb der Gehäuseglocke angeordnet, jedoch
bei mit der Brennkraftmaschine und dem Getriebe verbundener
Gehäuseglocken von außen her zugänglich, insbesondere ausbaubar.
Es ergeben sich die oben ausgeführten Vorteile.
Vorzugsweise ist zur Betätigung der Ausrücklageranordnung
zusätzlich eine hydraulische Nehmerzylinderanordnung vorgesehen,
die mittels eines insbesondere pedalbetätigbaren Geberzylinders
betätigbar ist. Hierzu wird ebenfalls auf die obigen Ausführungen
verwiesen.
Es ist bevorzugt, daß das Steuerventil eine zwischen einem ersten,
die Druckmittelkraftzylinderanordnung mit der Druckmittelquelle
verbindenden Steuerzustand und einem zweiten, die Druckmittel
kraftzylinderanordnung mit einer Druckausgleichsöffnung ver
bindenden Steuerzustand verstellbare Ventilanordnung umfaßt, die
abhängig von einer der Ist-Größe und der Führungsgröße zugeord
neten Differenzgröße zwischen den beiden Steuerzuständen um
schaltbar ist, wobei die Ventilanordnung vorzugsweise in Ab
hängigkeit von der Differenzgröße in einen dritten Steuerzustand
verstellbar ist, in dem die Druckmittelzylinderanordnung im
wesentlichen druckmitteldicht abgeschlossen ist. Das Steuerventil
oder/und die Positionierservoanordnung kann entsprechend dem
Steuerventil bzw. der Positionierservoanordnung der vorstehend
beschriebenen Betätigungseinrichtung mit der Pneumatikkraftzylin
deranordnung ausgebildet sein.
Letzteres gilt auch für die erfindungsgemäße Betätigungsein
richtung mit der Druckmittelkraft-Zylinderanordnung ganz all
gemein. Die Betätigungseinrichtung mit der Druckmittel
kraft-Zylinderanordnung kann entsprechend der vorstehend beschriebenen
Betätigungseinrichtung mit der Pneumatikkraftzylinderanordnung
ausgebildet sein, wobei die konstruktiven Angaben zur Pneumatik
kraftzylinderanordnung ohne weiteres auf die Druckmittelkraft
zylinderanordnung übertragen werden können, also die Druck
mittelkraftzylinderanordnung entsprechend der Pneumatikkraftzylin
deranordnung auszubilden ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Betätigungszylinderbaueinheit,
insbesondere für eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung,
umfassend eine Druckmittelkraftzylinderanordnung, insbesondere
Pneumatikkraftzylinderanordnung, ferner vorzugsweise umfassend
eine hydraulische Nehmerzylinder- bzw. Meßzylinderanordnung und
ggf. umfassend ein Steuerventil, wobei von den Zylinderanordnungen
wenigstens eine zur konzentrischen Anordnung um eine Kupplungs
achse vorgesehen ist. Die Druckmittel- bzw. Pneumatikkraftzylin
deranordnung ist erfindungsgemäß entsprechend der vorstehend
beschriebenen Pneumatikkraftzylinderanordnung bzw. Druckmittel
kraftzylinderanordnung ausgebildet. Die hydraulische Nehmerzylinder-
bzw. Meßzylinderanordnung ist vorzugsweise entsprechend der
vorstehend beschriebenen hydraulischen Nehmerzylinderanordnung
bzw. hydraulischen Meßzylinderanordnung ausgebildet. Das Steuer
ventil ist vorzugsweise entsprechend dem vorstehend beschriebenen
Steuerventil ausgebildet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer in den Figuren
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Reibungskupplung mit
einer erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel, mit durch die Kupp
lungsachse gehender Axiallängsschnittebene.
Fig. 2 zeigt in Fig. 2a schematisch mehrere Anordnungsmöglich
keiten für das Steuer- bzw. Servoventil einer erfin
dungsgemäßen Betätigungseinrichtung mit einer in der
Figur als konzentrischer Servo-Nehmerzylinder bezeich
neten Betätigungszylinderbaueinheit beispielsweise
entsprechend Fig. 3,
in Fig. 2b eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit an der Gehäuseglocke der Kupplung angebrachtem Steuerventil und einer Betätigungszylinderbaueinheit beispielsweise entsprechend Fig. 3, und
in Fig. 2c einen Schnitt durch das Steuerventil der Fig. 2b.
in Fig. 2b eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit an der Gehäuseglocke der Kupplung angebrachtem Steuerventil und einer Betätigungszylinderbaueinheit beispielsweise entsprechend Fig. 3, und
in Fig. 2c einen Schnitt durch das Steuerventil der Fig. 2b.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Betätigungszylin
derbaueinheit, die einen Druckmittelkraft-Ringzylinder,
insbesondere Pneumatikkraft-Ringzylinder, und einen
hydraulischen Nehmer-Ringzylinder umfaßt.
Fig. 4 zeigt in Fig. 4a und in Fig. 4b zwei Varianten der
erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung entsprechend
Fig. 2b.
Fig. 5 zeigt im Schnitt eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Betätigungszylinderbaueinheit um
fassend einen Druckmittelkraft-Ringzylinder, insbeson
dere Pneumatikkraft-Ringzylinder, und einen hydrauli
schen Nehmer-Ringzylinder.
Fig. 6 zeigt im Schnitt eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung bzw. Betäti
gungszylinderbaueinheit umfassend einen Druckmittel
kraft-Ringzylinder, insbesondere Pneumatikkraft-Ring
zylinder, und einen als Stufenzylinder ausgebildeten
hydraulischen Nehmer-Ringzylinder, mit einem integrier
ten Steuerventil.
Fig. 7 zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein weite
res Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Betäti
gungseinrichtung mit einem Druckmittelkraft-Ringzylin
der, insbesondere Pneumatikkraft-Ringzylinder, die
ohne hydraulische Nehmerzylinderanordnung auskommt.
Fig. 8 zeigt im Schnitt ein weiteres Beispiel einer erfin
dungsgemäßen Betätigungszylinderbaueinheit umfassend
einen Druckmittelkraft-Ringzylinder, insbesondere
Pneumatikkraft-Ringzylinder für eine erfindungsgemäße
Betätigungseinrichtung, die ohne hydraulische Nehmer
zylinderanordnung auskommt.
Fig. 9 zeigt schematisch eine Abwandlung der in Fig. 7 gezeig
ten erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung, die einen
hydraulischen Nehmerzylinder zur Notbetätigung der
Kupplung aufweist.
Fig. 10 zeigt in Fig. 10a und 10b Abwandlungen bzw. Ergänzun
gen der Betätigungseinrichtung der Fig. 9 und ver
anschaulicht in Fig. 10c, wie eine Kupplungsnotbetä
tigung durch Vorsehen eines Federspeichers realisierbar
ist.
Fig. 11 zeigt eine Abwandlung der Betätigungszylinderbaueinheit
der Fig. 5, bei der der hydraulische Nehmer-Ringzylin
der allein zur Notbetätigung dient.
Fig. 12 zeigt im Schnitt eine in einer Gehäuseglocke der
Kupplung angeordnete Kombination eines hydraulischen
Nehmer-Ringzylinders mit mehreren einzelnen Druck
mittelkraftzylindern, insbesondere Pneumatikkraftzylin
dern.
Fig. 13 zeigt schematisch in einer Sicht auf das Ausrücklager
einer Kupplung mit Sichtrichtung von der Brennkraftma
schine zum Getriebe eine in der Gehäuseglocke angeord
nete Kombination von zwei einzelnen Druckmittelkraft
zylindern, insbesondere Pneumatikkraftzylindern, und
zwei einzelnen hydraulischen Nehmerzylindern.
Fig. 14 zeigt eine weitere Abwandlung der in Fig. 7 gezeigten
erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung.
Fig. 15 zeigt in den Fig. 15a und 15b zwei weitere Varianten
der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung entspre
chend Fig. 2b.
Fig. 16 zeigt in Fig. 16a schematisch den Regelkreis eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Betäti
gungseinrichtung mit Positionsregeleinrichtung und in
Fig. 16b eine Führungssignal-Sollposition-Positionier
kennlinie, nach der die Positionierung der Ausrück
lageranordnung der Betätigungseinrichtung der Fig. 16a
erfolgen dann.
Die in Fig. 1 gezeigte Reibungskupplung 2 ist in einem Gehäuse 4
angeordnet, das aufgrund seiner Form auch Glocke oder Gehäuse
glocke genannt wird. Die Glocke 4 umfaßt einen Gehäuseabschnitt
6, der von einem Wandabschnitt eines nicht dargestellten Getriebes
gebildet sein kann. Ein weiterer Abschnitt 8 des Gehäuses kann
beispielsweise von einem Gehäusewandabschnitt eines nicht
dargestellten Motors gebildet sein.
Bei der Reibungskupplung 2 handelt es sich hier um eine gezogene
Zweischeibenkupplung üblicher Bauart, so daß die Kupplung nicht
näher erläutert werden braucht. Es werden deshalb nur stichwort
artig wichtige Kupplungskomponenten und der Kupplung zugeordnete
Komponenten angegeben. Die Kupplung umfaßt zwei Kupplungsscheiben
10 und 12, denen Lastdämpfer 14 und Leerlaufdämpfer 16 zugeordnet
sind. Die Kupplung umfaßt ferner eine auf der Getriebeseite der
Kupplung angeordnete Anpreßplatte 18 und eine zwischen den beiden
Kupplungsscheiben angeordnete Zwischenanpreßplatte 20. Das
motorseitige Schwungrad 22 ist in der Fig. 1 gestrichelt angedeu
tet. Gestrichelt angedeutet sind ferner ein Pilotlager 24 und eine
mit den Kupplungsscheiben 10 und 12 in drehfester Verbindung
stehende Getriebeeingangswelle 28.
Die Anpreßplatte 18 ist durch Tangentialblattfedern 30 in Richtung
zum Getriebe vorgespannt. Im eingekuppelten Zustand der Kupplung
wird die Anpreßplatte 18 durch eine Membranfeder 32 gegen die
getriebeseitige Kupplungsscheibe 12, diese gegen die Zwischen
anpreßplatte 20, diese gegen die motorseitige Kupplungsscheibe 10
und diese gegen das Schwungrad 22 gedrückt. Die Membranfeder 32
weist mehrere sich nach radial innen in Richtung zur Getriebeein
gangswelle 28 erstreckende Membranfederzungen 34 auf, deren radial
innenliegenden freien Enden an einem sich mit der Kupplung
mitdrehenden Ausrückring 46 (ggf. auch als Ausrücklagerring 46
bezeichnet) einer Ausrücklageranordnung 48 befestigt sind bzw. im
Eingriff stehen. Entlang des radial außen liegenden Umfangsrands
stützt sich die Membranfeder 32 in Richtung zum Getriebe über
einen Stützring 36 am eigentlichen, sich mit den Anpreßplatten 18
und 20 und dem Schwungrad 22 mitdrehenden Kupplungsgehäuse 38 ab.
Zur Betätigung, also zum Auskuppeln der Kupplung, werden die
freien Enden der Membranfederzungen 34 in Richtung zum Getriebe
gezogen, indem der Ausrückring 46 mittels einer noch näher zu
beschreibenden Betätigungszylinderbaueinheit 52 in Richtung zum
Getriebe verlagert wird. Die Anpreßplatte 18 wird dann nicht mehr
durch die Membranfeder 32 gegen die Kupplungsscheibe 12 gedrückt
und von den auch als Luftfedern bezeichneten Tangentialblattfedern
30 von dem Schwungrad 22 weg in Richtung zum Getriebe verlagert,
so daß der Reibschluß zwischen den Kupplungsscheiben, dem
Schwungrad und den Anpreßplatten aufgehoben ist.
Im folgenden wird nun auf die Ausrücklageranordnung 48 und die
Betätigungszylinderbaueinheit 52 eingegangen. Die Betätigungs
zylinderbaueinheit 52 weist einen hydraulischen Nehmer-Ring
zylinder 54 und einen Pneumatikkraft-Ringzylinder 56 auf. Der
Pneumatikkraft-Ringzylinder ist von zwei in radialem Abstand
gleichachsig (koaxial zur Kupplungsachse A) verlaufenden, axial
gegeneinander verschiebbaren Ringzylinderwänden 58 und 60
gebildet, die jeweils zur Begrenzung des Ringzylinders in axialer
Richtung eine ringförmige, zur jeweils anderen Ringzylinderwand
reichende Stirnwand 62 bzw. 64 einteilig mit der jeweiligen
Ringzylinderwand aufweisen. An ihrem freien Umfangsrand tragen die
Stirnwände jeweils einen an der jeweils anderen Ringzylinderwand
dichtend anliegenden Dichtungsring, wie in der Fig. 1 zu erkennen.
Die Ringzylinderwand 60 ist Teil eines stationären, an der
Gehäuseglocke befestigten Körperteils 66, das als Pneumatiklei
tungen dienende Bohrungen 68 aufweist, die im Ringzylinderraum des
Pneumatikkraft-Ringzylinders 56 münden.
Die axial bewegbare Ringzylinderwand 58 ist an einem ringzylin
drischen Wandabschnitt des Körperteils 66 axial geführt und mit
einer weiteren axial beweglichen und gleichachsigen Ringzylin
derwand 70 starr verbunden, die an ihrer Innenumfangsseite einen
sich bei der Drehung der Kupplung nicht mitdrehenden Ausrückring
47 trägt.
Die Ringzylinderwand 70 trägt an ihrem getriebeseitigem Endbereich
nach radial außen eine ringförmige Dichtungseinheit, die an einer
der Ringzylinderwand 70 radial außen gegenüberliegenden, stationä
ren und gleichachsig verlaufenden Ringzylinderwand 72 des
Körperteils 66 dichtend anliegt. Die Ringzylinderwand 72 trägt
ihrerseits an ihrem motorseitigen Endbereich nach radial innen
eine weitere ringförmige Dichtungseinheit, die an der radial
äußeren Umfangsseite der Ringzylinderwand 70 dichtend anliegt.
Die Ringzylinderwände 70 und 72 und die genannten ringförmigen
Dichtungseinheiten begrenzen den Ringzylinderraum des hydrauli
schen Nehmer-Ringzylinders 54. Der hydraulische Nehmer-Ring
zylinder wird also von der stationären Ringzylinderwand 72 des
Körperteils 66, der axial verschiebbaren, mit der Ringzylinderwand
58 des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56 starr verbundenen Ring
zylinderwand 70 und den genannten ringförmigen Dichtungseinheiten
gebildet. Das Körperteil 66 weist weitere, als Hydraulikkanäle
dienende Bohrungen 69 auf, die im Ringzylinderraum des hydrauli
schen Nehmer-Ringzylinders 54 münden.
An der den hydraulischen Nehmer-Ringzylinder 54, den Pneumatik
kraft-Ringzylinder 56 und damit das Körperteil 66 umfassenden
Betätigungszylinderbaueinheit 52 ist ein Steuerventil 74 lösbar
montiert, das einen mit einer Druckluftquelle in Pneumatikver
bindung stehenden Druckluftanschluß 76, einen mit einem kupplungs
pedalbetätigbaren Geberzylinder in Hydraulikverbindung stehenden
Hydraulikanschluß 78, einen in der Darstellung der Fig. 1 nicht
erkennbaren Druckluftausgang und einen Hydraulikausgang 80
aufweist. Der Hydraulikausgang 80 ist über die Bohrungen 69 am
Ringzylinderraum des hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54
angeschlossen. Entsprechendes gilt für den Druckluftausgang des
Steuerventils 74; dieser ist über die Bohrungen 68 am Ringzylin
derraum des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56 angeschlossen. Der
Hydraulikausgang 80 und der Hydraulikanschluß 78 stehen über eine
einen Steuereingang des Steuerventils 74 darstellende Hydraulik
kammer 86 des Steuerventils 74 unabhängig vom Steuerzustand des
Steuerventils in Hydraulikverbindung. Der Druckluftausgang steht
in Abhängigkeit vom Steuerzustand des Steuerventils 74 mit dem
Druckluftanschluß 76 oder mit einer Druckausgleichsöffnung 84 zum
Innenraum der Gehäuseglocke 4 in Pneumatikverbindung.
Die Funktionsweise des Steuerventils 74 wird im einzelnen im
Zusammenhang mit der Ausführungsform der Fig. 6 erläutert, bei der
ein gleichartiges Steuerventil vorgesehen ist. An dieser Stelle
sei allerdings vorweggenommen, daß das Steuerventil nach dem
sogenannten Druckwaageprinzip arbeitet und bei gegenüber einem
Solldruck erhöhtem Hydraulikdruck in der den Steuereingang
bildenden Hydraulikkammer 86 den Druckluftanschluß 76 mit dem
Druckluftausgang verbindet und bei einem Hydraulikdruck in der
Hydraulikkammer 86, der einen bzw. den Solldruck unterschreitet,
den Druckluftausgang mit der Druckausgleichsöffnung 84 verbindet.
Entspricht der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 86 dem
Solldruck bzw. ggf. einem Solldruckbereich, so ist der Druckluft
ausgang geschlossen, d. h. der Zylinderringraum des Pneumatik
kraft-Ringzylinders ist nach außen und zur Druckluftquelle abgeschlos
sen.
Wie in Fig. 1 gut zu erkennen, sind der Pneumatikkraft-Ring
zylinder 56 und der hydraulische Nehmer-Ringzylinder 54 derart
miteinander mechanisch gekoppelt, daß eine Volumenvergrößerung des
Ringzylinderraums des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56 nur bei
gleichzeitiger Volumenvergrößerung des Ringzylinderraums des
hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54 möglich ist und umgekehrt.
Gleiches gilt für eine Volumenverkleinerung des Ringzylinderraums
des hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54 bzw. Pneumatik
kraft-Ringzylinders 56. Das Volumen des Ringzylinderraums des hydrauli
schen Nehmer-Ringzylinders 54 ist somit ein Maß für das Volumen
des Ringzylinderraums des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56 und
damit für die Axialposition der Ringzylinderwand 58 und damit der
Ausrücklageranordnung 48.
Bei Betätigung des am Hydraulikanschluß 78 angeschlossenen
Geberzylinders durch das Kupplungspedal erhöht sich der Druck in
der Hydraulikkammer 86 gegenüber dem Solldruck. Dies hat zur
Folge, daß das Steuerventil 74 Druckluft in den Pneumatik
kraft-Ringzylinder 56 fließen läßt, so daß sich dessen Ringraumvolumen
vergrößert unter entsprechender Verschiebung der Ringzylinderwand
58, der Ringzylinderwand 70 und damit der Ausrücklageranordnung
48 in Richtung zum Getriebe. Die freien Enden der Membranfederzun
gen 34 werden hierbei vom Ausrückring 46 in Richtung zum Getriebe
gezogen.
Bei dieser Verschiebebewegung unter anderem auch der Ringzylin
derwand 70 vergrößert sich der Ringzylinderraum des hydraulischen
Nehmer-Ringzylinders 54 entsprechend, wobei die Volumenänderungen
der beiden Ringzylinderräume in einem festen Verhältnis stehen.
Aufgrund der Volumenvergrößerung des hydraulischen
Nehmer-Ringzylinders 54 kann Drucköl aus der Hydraulikkammer 86 in
Richtung zum Ringzylinderraum des hydraulischen Nehmer-Ringzylin
ders 54 abfließen, so daß sich der Druck in der Hydraulikkammer
86 erniedrigt, bis der Solldruck erreicht wird. Bei Erreichen des
Solldrucks wird die Zufuhr von Druckluft zum Pneumatik
kraft-Ringzylinder 56 unterbrochen, so daß die Verschiebebewegung der
genannten Teile zum Stillstand kommt.
Wird das Kupplungspedal nicht mehr gedrückt, so kann Hydrauliköl
aus der Hydraulikkammer 86 durch den Hydraulikanschluß 78 in
Richtung zum Geberzylinder fließen. Hierdurch wird der Druck in
der Hydraulikkammer 86 unter den Sollwert erniedrigt, so daß das
Steuerventil 74 nun die Verbindung zwischen dem Zylinderringraum
des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56 zu der Druckausgleichsöffnung
84 herstellt. Aufgrund der Federkraft der Membranfeder 32 bzw.
ihrer Membranfederzungen 34 wird hierdurch die Ausrücklageranord
nung 48 mitsamt der genannten, in axialer Richtung verschiebbaren
Teile (gegen die Kraft einer Vorspannfeder 88 im Ringzylinderraum
des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56) in Richtung zur Kupplung
(Fig. 1 also nach links) gezogen, wodurch die Volumina der Ring
zylinderräume des hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54 und des
Pneumatikkraft-Ringzylinders 56 abnehmen. Aufgrund der Volumenver
ringerung des Zylinderringraums des hydraulischen Nehmer-Ring
zylinders 54 wird Drucköl über die Bohrungen 69 zurück in die
Hydraulikkammer 86 gedrückt, so daß der Druck hier wieder
ansteigt, bis der Hydraulikdruck den Solldruck erreicht ist.
Dadurch wird die Pneumatikverbindung zwischen der Druckaus
gleichsöffnung 84 und dem Druckluftausgang des Steuerventils 74
wieder geschlossen, so daß die Verschiebebewegung der Ausrück
lageranordnung 48 samt der Ringzylinderwände 58 und 70 zum
Stillstand kommt.
Durch das Steuerventil 74 und die Betätigungszylinderbaueinheit
52 ist eine hydraulische Positionsregelanordnung realisiert, bei
der der hydraulische Nehmer-Ringzylinder 54 einen Meßzylinder
darstellt, der die Position der Ausrücklageranordnung 48 erfaßt.
Maß für die Position der Ausrücklageranordnung ist das Volumen des
im folgenden auch als Meßzylinder bezeichneten hydraulischen
Nehmer-Ringzylinders. Dieses Volumen stellt gewissermaßen eine
Ist-Größe dar, die die axiale Position der Ausrücklageranordnung
repräsentiert. In gleicher Weise ist das bei Kupplungspedalbetäti
gung aus dem Geberzylinder verdrängte Hydraulikölvolumen ein Maß
für die axiale Sollposition der Ausrücklageranordnung, dieses
verdrängte Volumen stellt also eine die Sollposition der Ausrück
lageranordnung repräsentierende Führungsgröße dar.
Solange die von dem Steuerventil 74, dem Pneumatikkraft-Ring
zylinder 56 und dem hydraulischen Nehmer-Ringzylinder (Meßzylin
der) 54 gebildete Positionierservoanordnung in der beschriebenen
Art und Weise arbeitet, also insbesondere solange Druckluft am
Druckluftanschluß 76 anliegt, sind die im Hydrauliksystem
auftretenden Hydraulikdrücke so klein, daß sie zur Betätigung des
hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54 nicht ausreichen, da die auf
die Ausrücklageranordnung 48 wirkenden hydraulischen Schubkräfte
die Federkraft der Membranfeder 32 praktisch nicht überwinden
können. Der hydraulische Nehmer-Ringzylinder 54 dient also unter
den genannten Bedingungen allein als Meßzylinder und trägt zu den
die Ausrücklageranordnung 48 verschiebenden Schubkräften im
wesentlichen nichts bei.
Für den Fall, daß das Steuerventil 74 nicht funktionsfähig ist,
beispielsweise weil bei nichtlaufendem Motor keine Druckluft am
Druckluftanschluß 76 anliegt, ist der hydraulische
Nehmer-Ringzylinder 54 aber derart ausgelegt, daß durch entsprechend
stärkere Betätigung des Kupplungspedals, also durch Erzeugung
eines entsprechend größeren Hydraulikdrucks, eine Betätigung der
Kupplung im Sinne einer Notbetätigung mittels des hydraulischen
Nehmer-Ringzylinders 54 möglich ist.
Zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ferner noch zu ergänzen,
daß ein elektrischer Meßwertgeber 89 vorgesehen ist, der die
Position der Ausrücklageranordnung erfaßt und das entsprechende
Meßergebnis beispielsweise an eine elektronische Steuereinheit
ausgibt, die Kupplungsfunktionen überwacht. Bei der Steuereinheit
kann es sich auch um eine Steuereinheit eines automatischen oder
halbautomatischen Getriebes handeln. In diesem Fall brauchte kein
Kupplungspedal vorgesehen sein und der Geberzylinder könnte über
eine entsprechende Betätigungsanordnung, insbesondere elektrisch
betätigbar sein.
Zum Steuerventil 74 ist noch nachzutragen, daß dieses nur
teilweise innerhalb der Gehäuseglocke 4 angeordnet ist und mit
seinem druckluftanschlußseitigen Ende aus der Gehäuseglocke 4
vorsteht. Im Bereich des Steuerventils 74 ist eine Öffnung in der
Gehäuseglocke 4 vorgesehen, durch die das Steuerventil von außen
her zugänglich und nötigenfalls ausbaubar ist, ohne daß die
Gehäuseglocke als Ganzes geöffnet werden muß, also ohne Auftrennen
des Antriebsstrangs.
Zu der Betätigungszylinderbaueinheit 52, die auch als "konzen
trischer Servo-Nehmerzylinder" bezeichnet werden kann, ist noch
nachzutragen, daß anstelle des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56
ggf. auch ein Druckölkraft-Ringzylinder vorgesehen sein kann. Das
Steuerventil 74 wäre dann durch ein entsprechendes hydraulisch
ansteuerbares Ventil zu ersetzen, das zum Regeln des Druck
ölzuflusses bzw. Abflusses zum bzw. aus dem Druckölkraft-Ring
zylinder geeignet ist.
In Fig. 2a ist der prinzipielle Aufbau mehrerer hier beschriebener
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung
schematisch gezeigt. Das in der Zeichnung als Servoventil
bezeichnete Steuerventil wird mittels eines hydraulischen
Geberzylinders hydraulisch angesteuert. Das vorzugsweise an einer
Druckluft, ggf. auch an einer Druckölquelle angeschlossene
Servoventil steuert über zwei Verbindungsleitungen eine Betäti
gungszylinderbaueinheit (in Fig. 2b als konzentrischer
Servo-Nehmerzylinder bezeichnet) an, die einen ggf. als Meßzylinder
oder/und als Notbetätigungszylinder dienenden hydraulischen
Nehmer-Ringzylinder und einen Druckmittelkraft-Ringzylinder,
insbesondere Pneumatikkraft-Ringzylinder umfaßt. Die beiden
Ringzylinder sind konzentrisch zur Getriebeeingangswelle angeord
net. Die Getriebeglocke ist in Fig. 2a für drei Varianten durch
gestrichelte Linien 4′, 4′′ und 4′′′ symbolisiert. Wie dargestellt,
kann das Servoventil in der Gehäuseglocke (4′), außerhalb der
Gehäuseglocke (4′′′) oder zum Teil innerhalb und zum Teil außerhalb
der Gehäuseglocke (4′′) angeordnet sein. In jeder Position sollte
das Servoventil von außen her zugänglich oder/und ausbaubar sein,
um eine einfache Reparatur bzw. Wartung des Servoventils möglich
zu machen.
Im folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele der erfindungs
gemäßen Betätigungseinrichtung bzw. von Einzelkomponenten
erfindungsgemäßer Betätigungseinrichtungen erläutert. Hierbei
werden bei der Beschreibung des jeweiligen Ausführungsbeispiels
für gleichwirkende bzw. analoge Komponenten die gleichen Bezugs
zeichen wie bei dem bzw. den zuvor schon beschriebenen Aus
führungsbeispielen verwendet. Hierbei wird jeweils nur auf die
Unterschiede zu der bzw. den schon beschriebenen Ausführungsformen
eingegangen und im übrigen ausdrücklich auf die vorangehende
Beschreibung der anderen Ausführungsform(en) Bezug genommen. Zur
Unterscheidung der Ausführungsformen werden die Bezugszeichen der
im folgenden beschriebenen Ausführungsformen durch kleine
Buchstaben, beginnend mit a in alphabetischer Reihenfolge
gekennzeichnet.
Beim in der Fig. 2b gezeigten Ausführungsbeispiel ist das
Steuerventil 74a an der Außenseite der Gehäuseglocke 4a lösbar
angebracht und kann deshalb besonders einfach für Wartungs- bzw.
Reparaturarbeiten erreicht werden. Das in Fig. 2c geschnitten
dargestellte Steuerventil 74a ist wie das Steuerventil 74 des
ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. aufgebaut. An seinem
Hydraulikanschluß 78a ist über eine Hydraulikleitung 90a ein
hydraulischer Geberzylinder 92a angeschlossen, der mittels eines
Kupplungspedals 94a betätigbar ist. Der Geberzylinder 92a steht
auf bekannte Art und Weise über eine Schnüffelbohrung und eine
Hydraulikleitung mit einem Hydraulikmediumvorratsbehälter 96a in
Verbindung. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise ein
automatischer Ausgleich des Kupplungsscheibenabriebs erreicht.
Eine symbolhaft dargestellte Druckluftquelle 98a ist über eine
Pneumatikleitung 100a am Druckluftanschluß 76a angeschlossen.
Das zweite Ausführungsbeispiel weist ebenfalls eine integral
ausgebildete Betätigungszylinderbaueinheit 52a auf, die einen
hydraulischen Nehmer-Ringzylinder und einen Pneumatikkraft-
Ringzylinder umfaßt. Die Ringzylinder sind konzentrisch zur
Getriebeeingangswelle bzw. zur Getriebeachse A angeordnet. Die
Verbindung zwischen den Ringzylindern und dem Steuerventil ist
durch zwei von der Betätigungszylinderbaueinheit 52a zum Steuer
ventil 74a führende Leitungen, nämlich eine Hydraulikleitung 102a
und eine Pneumatikleitung 104a, hergestellt. Die bei der Ansicht
entsprechend Fig. 2b eigentlich nicht zu sehende Pneumatikleitung
104a ist versetzt (entsprechend eines um 90° gedrehten Steuerven
tils, gestrichelte Umrißlinie des Ventils) dargestellt.
Bei der in Fig. 2b nur teilweise dargestellten Kupplung handelt
es sich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 um eine gezogene
Kupplung. Die Verwendung bei einer gedrückten Kupplung ist
gleichfalls möglich.
Eine vorteilhafte Betätigungszylinderbaueinheit, die beispiels
weise bei der Betätigungseinrichtung der Fig. 2b eingesetzt sein
kann (es werden deshalb ebenfalls Bezugszeichen mit dem Buchstaben
a verwendet), ist in Fig. 3 gezeigt. Die zur Betätigung einer
gezogenen Kupplung geeignete) Betätigungszylinderbaueinheit 52a
umfaßt ein in der Gehäuseglocke stationäres Körperteil 106a, das
eine zur Kupplungsachse A bzw. zur Getriebeeingangswelle koaxiale
Ringzylinderwand 108a aufweist. Eine axial verschiebbare,
ebenfalls zur Kupplungsachse A koaxiale Ringzylinderwand 110a
trägt an ihrem kupplungsseitigen Endabschnitt auf der radial
äußeren Umfangsseite ein Wälzlager 112a (ggf. auch als Kugellager
bezeichnet), mittels dessen der mit der Kupplung sich mitdrehende
Ausrückring 46a an der Ringzylinderwand 110a drehbar gelagert ist.
Zwischen der Ringzylinderwand 108a und der radial weiter innen
liegenden Ringzylinderwand 110a ist ein Ringraum gebildet, in den
sich von der Kupplungsseite her ein gesondertes, am Körperteil
106a festgelegtes Zwischenteil 114a mit einem zur Kupplungsachse
A konzentrischen Ringzylinderwandabschnitt 116a erstreckt. Die
radial äußere Umfangsfläche des Ringzylinderwandabschnitts 116a
und die radial innere Umfangsfläche der Ringzylinderwand 108a
sowie die radial innere Umfangsfläche des Ringzylinderwand
abschnitts 116a und die radial äußere Umfangsfläche der Ringzylin
derwand 110a sind jeweils im radialen Abstand voneinander
angeordnet, so daß sie bei der in Fig. 3 gezeigten Axialposition
der Ringzylinderwand 110a jeweils einen Ringraum bzw. Ringraum
abschnitt in radialer Richtung begrenzen.
Die Ringzylinderwand 110a trägt an ihrem von der Ausrücklager
anordnung 48a entfernten (getriebeseitigen) Ende an der äußeren
Umfangsfläche eine ringförmige, zur anderen Ringzylinderwand 108a
reichende Stirnwand 118a, die mit dem getriebeseitigen Ende einer
zur Kupplungsachse A konzentrischen Ringzylinderwand 120a starr
verbunden ist. Die Radialabmessungen der Ringzylinderwand 120a
sind derart, daß die Ringzylinderwand 120a zwischen die Ringzylin
derwand 108a und den Ringzylinderwandabschnitt 116a paßt. Im
Ringraum zwischen dem Ringzylinderwandabschnitt 116a und der R 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002019716600 00004 99880ing-
Zylinderwand 108a ist ferner auf der der Kupplung näherliegenden
Seite der Ringzylinderwand 120a ein Dichtungsring 122a mit in
Richtung zur Kupplung weisenden Dichtungslippen angeordnet. Der
Dichtungsring 122a bildet zusammen mit der Ringzylinderwand 120a
einen Ringkolben eines von diesem Ringkolben, der Ringzylinderwand
108a und vom Zwischenteil 114a begrenzten hydraulischen
Nehmer-Ringzylinder 54a.
Zwischen der als Ringkolben dienenden, axial verschiebbaren
Ringzylinderwand 120a, der Stirnwand 118a, der Ringzylinderwand
110a, dem Ringzylinderwandabschnitt 116a und einem Dichtungsring
124a, der durch ein zwischen dem Ringzylinderwandabschnitt 116a
und der Ringzylinderwand 110a angeordnetes ringförmiges Stützteil
126a in Richtung zur Kupplung abgestützt ist, ist ferner ein
Pneumatikkraft-Ringzylinder 56a begrenzt, der nach außen hin und
insbesondere unter Einsatz eines weiteren Dichtungsringes 128a zum
hydraulischen Nehmer-Ringzylinder 54a hin abgedichtet ist. Zur
besseren Trennung des Pneumatik- und des Hydrauliksystems weist
die Ringzylinderwand 108a eine Entlüftungsöffnung 130a auf, durch
die aus dem Pneumatikringraum am Dichtungsring 128a vorbei
entweichende Druckluft über zwischen der Ringzylinderwand 120a und
dem Dichtungsring 122a freigehaltene Kanäle sowie einen zwischen
der Ringzylinderwand 120a und der Ringzylinderwand 108a freien
Entlüftungsweg zur Entlüftungsöffnung 130a entweichen kann.
Der Ringzylinderwandabschnitt 116a dient als stationärer Ringkol
ben für den axial bewegbare Zylinderwände (Wände 110a und 120a
aufweisenden) Pneumatikkraft-Ringzylinder.
Da die Ringzylinderwand 120a und der Ringzylinderwandabschnitt
116a jeweils die Doppelfunktion erfüllen, einerseits als Ringkol
ben eines Ringzylinders zu dienen und andererseits den jeweiligen
anderen Ringzylinderraum zu begrenzen, ist die gezeigte Betäti
gungszylinderbaueinheit 52a besonders kompakt.
Die Zufuhr von Druckluft zum Pneumatikkraft-Ringzylinder 56a
erfolgt über Kanäle bzw. Bohrungen 68a im Zwischenteil 114a, und
die Zufuhr von Drucköl zum hydraulischen Geber-Ringzylinder
erfolgt über eine Bohrung 69a im Körperteil 106a.
Die vorstehende Beschreibung macht deutlich, daß auch bei dieser
Betätigungszylinderbaueinheit 52a die Volumina der beiden
Ringzylinder nur gemeinsam vergrößert bzw. nur gemeinsam ver
kleinert werden können. Der hydraulische Nehmer-Ringzylinder 54a
kann dementsprechend wie beim ersten Ausführungsbeispiel als
Meßzylinder dienen und ist auch dazu ausgelegt, eine Notbetätigung
der Kupplung zu ermöglichen.
Fig. 4a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungs
gemäßen Betätigungseinrichtung. Die Betätigungszylinderbaueinheit
52b weist ebenfalls einen zur Kupplungsachse A konzentrischen
Pneumatikkraft-Ringzylinder, nicht aber notwendigerweise auch
einen hydraulischen Nehmer-Ringzylinder auf. Das Steuerventil 74b
wird bei diesem Ausführungsbeispiel von einer elektronischen
Steuereinheit 140b elektrisch angesteuert. Die Steuereinheit 140b
empfängt von einem durch das Kupplungspedal 94b betätigbaren
Sollwertgeber 142b, beispielsweise ein Potentiometer, ein
elektrisches Sollwertsignal und von einem elektrischen Meßwertge
ber 144b ein die axiale Position der Ausrücklageranordnung 48b
repräsentierendes elektrisches Istwertsignal. Der elektrische
Meßwertgeber 144b ist hierzu über ein Gestänge 146b mit der
Ausrücklageranordnung 48b gekoppelt. Die elektrischen Verbindungs
leitungen zwischen der Steuereinheit 140b, dem Sollwertgeber 142b,
dem elektrisch ansteuerbaren Steuerventil 74b und dem elektrischen
Meßwertgeber 144b sind durch elektrische Leitungen repräsentie
rende Linien 148b dargestellt, an denen durch Pfeile die Signal
flußrichtung angegeben ist. Die Steuereinheit 140b steuert das
Steuerventil 74b derart an, daß die axiale Position der Ausrück
lageranordnung 48b auf die durch das Sollwertsignal bestimmte
Sollposition eingestellt wird. Es ist also ein elektrischer
Regelkreis realisiert.
In Fig. 4b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die Betätigungszylinderbau
einheit 52c wiederum einen Pneumatikkraft-Ringzylinder, nicht
notwendigerweise aber auch noch einen hydraulischen
Nehmer-Ringzylinder. Das wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2b und dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 4a außen an der Gehäuseglocke 4c
angebrachte Steuerventil 74c wird beim Ausführungsbeispiel der
Fig. 4b über einen mittels des Kupplungspedals 94c betätigbaren
Bowden-Zug 160c betätigt, wobei die beim Treten des Kupplungs
pedals 94c eingezogene Länge der Bowden-Zug-Seele (Zugseil) die
Soll- bzw. Führungsgröße für das Ausrücken der Ausrücklageranord
nung 48c darstellt. Die axiale Position der Ausrücklageranordnung
48c wird rein mechanisch mittels eines weiteren Bowden-Zugs 162c
abgetastet und zum Steuerventil 74c zurückgekoppelt, wo der
Vergleich zwischen Istwert und Sollwert (Führungswert), hier der
Vergleich zweier Wege (Wegabgleich), erfolgt. Der Bowden-Zug 160c
kann beispielsweise an einem federvorgespannten Ventilsitz eines
im Ventilsitz axial bewegbar gelagerten Ventilkörpers angreifen
und diesen bei Betätigung des Kupplungspedals 94c axial ver
schieben, worauf sich eine Pneumatikverbindung zwischen der
Druckluftquelle 98c und der Pneumatikleitung 104c öffnet. Hierauf
wird die Ausrücklageranordnung 48c in Richtung zum Getriebe
gezogen. Der Bowden-Zug 162c kann beispielsweise am in entgegen
gesetzter Richtung federvorgespannten Ventilkörper derart
angreifen, daß die beim Ausrücken der Ausrücklageranordnung 48c
in Richtung zum Getriebe nachgegebene Bowden-Zug-Seele eine
Wiederannäherung des Ventilkörpers und des Ventilsitzes zu ihrer
ursprünglichen axialen Relativstellung zuläßt, bis die Pneumatik
verbindung zwischen der Druckluftquelle 98c und der Pneumatiklei
tung 104c wieder geschlossen ist. Entsprechendes gilt dann, wenn
das Kupplungspedal 94c wieder losgelassen wird und sich beispiels
weise unter Federkraft wieder in seine Ursprungsposition bewegt.
Die Bowden-Züge sind in Fig. 4b durch an Rollen geführte Zugseile
symbolisiert.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen handelte es
sich um Betätigungseinrichtungen für gezogene Kupplungen bzw. um
Betätigungszylinderbaueinheiten für derartige Betätigungsein
richtungen. Im folgenden wird anhand der Fig. 5 ein Ausführungs
beispiel einer Betätigungszylinderbaueinheit 52d für eine
gedrückte Kupplung beschrieben.
Die Betätigungszylinderbaueinheit 52d weist ebenfalls einen zur
Kupplungsachse A konzentrischen Pneumatikkraft-Ringzylinder 56d
und einen hierzu konzentrischen, radial weiter innen angeordneten
hydraulischen Nehmer-Ringzylinder 54d auf. Beide Ringzylinder sind
mit stationären Zylinderwänden und mit einem jeweiligen gegenüber
den Zylinderwänden bewegbaren Ringkolbenelement 170d bzw. 172d
ausgeführt.
Als stationäre Teile der Betätigungszylinderbaueinheit 52d sind
vor allem drei zur Kupplungsachse A koaxiale und koaxial inein
ander angeordnete Ringteile 174d, 176d und 178d vorgesehen. Die
Ringteile weisen jeweils eine zur Kupplungsachse A und zueinander
koaxiale Ringzylinderwand (bzw. Ringzylinderwandabschnitt) 180d,
182d bzw. 184d auf. Das radial am weitesten innen liegende
stationäre Ringteil 178d mit der Ringzylinderwand 184d ist
rohrartig bzw. hülsenartig ausgeführt.
Zwischen der radial am weitesten außen liegenden Ringzylinderwand
180d des radial am weitesten außen liegenden Ringteils 174d und
der radial mittleren Ringzylinderwand 182d des radial mittleren
Ringteils 176d ist das Ringkolbenelement 172d des Pneumatik
kraft-Ringzylinder 56d abgedichtet in axialer Richtung verschiebbar
gelagert. Das Ringkolbenelement 172d umfaßt eine ebenfalls zur
Kupplungsachse A koaxiale und mit einem Dichtungsring 186d und
einem Gleitring 188d an der radial äußeren Umfangsfläche der
Ringzylinderwand 182d anliegende Ringzylinderwand 190d. Am
kupplungsseitigen Ende der Ringzylinderwand 190d erstreckt sich
nach radial innen eine mit der Ringzylinderwand 190d einteilig
ausgebildete ringförmige Stirnwand 192d, die die Ausrücklager
anordnung 48d, umfassend einen stationären Ausrücklagerring 47d,
ein Kugelhalter 112d sowie einen am stationären Ausrücklagerring
47d drehbar gelagerten, sich mit der Kupplung gegebenenfalls
mitdrehenden zweiten Lagerring 46d, der mit dem Ausrückring 46d
identisch ist.
An ihrem getriebeseitigen Ende ist die Ringzylinderwand 190d mit
einer sich nach radial außen zur stationären Ringzylinderwand 180d
erstreckende Stirnwand 194d und einem zur Kupplungsachse A
koaxialen, sich in Richtung zum Getriebe erstreckenden Ringzylin
derwandabschnitt 195d am radial äußeren Ende der Stirnwand 194d
einteilig ausgebildet, der mittels einer ringförmigen Dichtungs
einheit 196d und einem ringförmigen Gleitring 198d an der
Innenumfangsfläche der Ringzylinderwand 180d axial verschiebbar
und abdichtend anliegt. Die Zufuhr von Druckluft (oder gegebenen
falls eines anderen Druckmittels) erfolgt über eine Bohrung 200d
im stationären Ringteil 176d von der Getriebeseite her. Wie aus
Fig. 5 und der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, ist der
Ringzylinderraum des Pneumatikkraft-Ringzylinder 56d vom Ringkol
benelement 172d und den beiden stationären Ringteilen 174d und
176d begrenzt, wobei die Kolbenfunktion im wesentlichen durch die
Stirnwand 194d ausgeführt wird. Der axiale Bewegungsbereich des
Ringkolbenelements 172d ist durch einen Anschlagring 197d am
Ringteil 174d begrenzt.
Zwischen der Ringzylinderwand 182d und der Ringzylinderwand 184d
ist ein Ringraum ausgebildet, in dem ein hülsen- bzw. rohrartiger,
zur Kupplungsachse A koaxialer Ringzylinderwandabschnitt 202d des
Ringkolbenelements 170d in axialer Richtung verschiebbar aufgenom
men ist. Auf der Getriebeseite des Ringzylinderwandabschnitts 202d
ist ferner im Ringraum ein Dichtungsring 122d aufgenommen, der
zusammen mit dem Ringzylinderwandabschnitt 202d eine Kolbenfunk
tion für den hydraulischen Nehmer-Ringzylinder 54d erfüllt. Wie
in Fig. 5 zu erkennen, ist der Ringraum des hydraulischen
Nehmer-Ringzylinders 54d durch den Dichtungsring 122d und die stationären
Ringteile 176d und 178d begrenzt. Hierzu sind entsprechende
zwischen dem Ringteil 178d und dem Ringteil 176d wirksame
Dichtungsmittel (Dichtungsring) vorgesehen. (Gleiches gilt für die
Abdichtung des Ringzylinderraums des Pneumatikkraft-Ringzylinders
56d, hierzu sind entsprechende zwischen dem Ringteil 174d und dem
Ringteil 176d wirkende Dichtungsmittel, insbesondere ein ent
sprechender Dichtungsring, vorgesehen.)
An seinem kupplungsseitigen Ende weist das Ringkolbenelement 170d
einen sich in radialer Richtung etwas nach radial außen und
stärker nach radial innen erstreckenden ringförmigen Stirnwand
abschnitt 204d auf. Eine sich über ein im Querschnitt S-förmiges,
ringförmiges Zwischenelement 206d am Ringteil 178d abstützende
Druckfeder 208d spannt das Ringkolbenelement 170d in Richtung zur
Stirnwand 192d des anderen, die Ausrücklageranordnung 48d
tragenden Ringkolbenelements 172d vor, so daß der Stirnwand
abschnitt 204d an der Stirnwand 192d anschlägt und damit das
Ringkolbenelement in Richtung zur Kupplung vorspannt. Hierdurch
folgt das Ringkolbenelement 170d des hydraulischen
Nehmer-Ringzylinders 54d stets der Bewegung des Ringkolbenelements 172d
des Betätigungskraft-Ringzylinders 56d. Wie bei den Ausführungs
beispielen der Fig. 1 und 3 kann der hydraulische Nehmer-Ring
zylinder deshalb als Meßzylinder für ein an der Betätigungszylin
derbaueinheit 52d angeschlossenes, beispielsweise außen an der
Gehäuseglocke angebrachtes Steuerventil dienen.
Das Ringkolbenelement 170d könnte auch formschlüssig mit dem
Ringkolbenelement 172d und der Ausrücklageranordnung 48d verbunden
sein. Beispielsweise könnte ein in Fig. 5 zu erkennender klammer
artiger Haltering 210d, der zur Befestigung des stationären
Ausrücklagerrings 47d am Ringkolbenelement 172d dient und hierzu
mit dem Ausrücklagerring 47d und der Stirnwand 192d in Eingriff
steht, derart ausgebildet sein, daß er mit dem Stirnwandabschnitt
204d des Ringkolbenelements 170d in Eingriff steht anstelle des
Eingriffs mit der Stirnwand 192d. Der Stirnwandabschnitt 204d
weist hierzu einen Eingriffsbund für einen entsprechenden
Haltering auf, der genau wie ein in der Figur zu erkennender
Eingriffsbund der Stirnwand 192d für den Haltering 210d ausgebil
det ist.
Der hydraulische Nehmer-Ringzylinder ist wie bei den Ausführungs
beispielen der Fig. 1 und 3 dazu ausgelegt, bei Beaufschlagung mit
entsprechend hohem Hydraulikdruck zur Notbetätigung der Kupplung
zu dienen. Die Zufuhr von Drucköl zum hydraulischen
Nehmer-Ringzylinder 54d erfolgt über eine Bohrung 212d im stationären
Ringteil 176d von der Getriebeseite her.
Es versteht sich, daß zwischen den beweglichen und stationären
Teilen wirksame Gleitelemente (wie die Gleitringe 188d und 198d)
und Abstreifelemente, wie etwa ein in Fig. 5 gezeigter Abstreif
ring 214d vorgesehen sein können. Der Abstreifring 214d ist in
einer Ringnut in der Innenumfangsfläche der Ringzylinderwand 182d
aufgenommen und greift mit einer näherungsweise in Richtung zur
Kupplung weisenden Abstreiflippe an der Außenumfangsfläche des
Ringzylinderwandabschnitts 202d des Ringkolbenelements 170d an.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Betätigungszylinderbau
einheit 52e für eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung
(wiederum für eine gedrückte Kupplung) ist in Fig. 6 gezeigt.
Diese Betätigungszylinderbaueinheit 52e ist mit dem Steuerventil
74e integral als Baueinheit ausgeführt. Das Steuerventil 74e
einerseits und die Betätigungszylinderanordnung andererseits
könnten aber auch ohne weiteres als gesonderte Baueinheiten
ausgeführt sein, die lösbar miteinander verbindbar bzw. verbunden
sind.
Die Betätigungszylinderbaueinheit 52e umfaßt ein stationäres, an
der Gehäuseglocke festlegbares Körperteil 230e, das eine zur
Getriebeachse A konzentrische kreiszylindrische Durchgangsöffnung
für die nicht dargestellte Getriebeeingangswelle aufweist. Die
Getriebeachse A ist in Fig. 6 nicht im richtigen radialen Abstand
zu dem in Fig. 6 gezeigten Abschnitt des Körperteils 230e
dargestellt.
Das Körperteil 230e weist eine zur Getriebeachse A ringzylind
rische Ausnehmung 232e auf, die in Richtung zur Kupplung hin offen
und in Richtung zum Getriebe hin durch einen Stirnwandabschnitt
234e des Körperteils abgeschlossen ist. Entlang ihrer axialen
Länge ist die radiale Breite der Ausnehmung 232e nicht konstant,
sondern ändert sich stufenweise. Von der Kupplungsseite her folgt
auf einen Abschnitt 236e mit der größten Radialabmessung ein
mittlerer Abschnitt 237e der Ausnehmung mit reduzierter Radialab
messung und dann schließlich ein getriebeseitiger Endabschnitt
238e der Ausnehmung mit der geringsten Radialabmessung. Die
Änderung der Radialabmessung der ringzylindrischen Ausnehmung 232e
zwischen dem Abschnitt 236e und dem Abschnitt 237e ist durch eine
entsprechende Stufe 240e an einem die Ausnehmung 232e nach radial
außen begrenzenden, zur Kupplungsachse A koaxialen ringzylind
rischen Wandabschnitt 242e des Körperteils 230e hervorgerufen.
Diese Stufe ist für die Funktion des beschriebenen Ausführungsbei
spiels sehr wichtig, wie im folgenden noch näher beschrieben wird.
Eine weitere Stufe ist an einem zur Kupplungsachse A koaxialen
ringzylindrischen Wandabschnitt 244e vorgesehen, die die unter
schiedlichen Radialabmessungen der Abschnitte 237e und 238e der
Ausnehmung 232e verursacht. Diese Stufe ist für die Funktion der
Betätigungszylinderbaueinheit 52e nicht weiter wichtig, ermöglicht
aber eine entsprechende Erweiterung der Durchgangsöffnung für die
Getriebeeingangswelle am getriebeseitigen Durchgangsöffnungsende.
Der entsprechend radial erweiterte Durchgangsöffnungsabschnitt
kann beispielsweise ein an der Gehäuseglocke festgelegtes
Lagerringteil für die Getriebeeingangswelle aufnehmen.
In der ringzylindrischen Ausnehmung 232e, also zwischen dem radial
außen gelegenen ringzylindrischen Wandabschnitt 242e und dem
radial weiter innen liegenden ringzylindrischen Wandabschnitt 244e
ist ein Pneumatik-Ringkolbenelement 246e in axialer Richtung
verschiebbar angeordnet. Das Ringkolbenelement 246e umfaßt eine
radial innen liegenden, größtenteils an dem ringzylindrischen
Wandabschnitt 244e anliegenden, zur Kupplungsachse A koaxialen
ringzylindrischen Wandabschnitt 248e und einen radial weiter außen
liegenden, zur Kupplungsachse A koaxialen ringzylindrischen
Wandabschnitt 250e. Der ringzylindrische Wandabschnitt 250e weist
nach radial außen vorstehende Ringbünde 252e, 253e, 254e, 255e,
256e und 257e auf, die jeweils eine zur Kupplungsachse A koaxiale
zylindrische Außenumfangsflächen aufweisen. Die Außenumfangsfläche
der Ringbünde 252e, 254e, 255e, 256e und 257e dienen als Gleit
flächen, die an einem jeweiligen Innenumfangsflächenabschnitt des
kreiszylindrischen Wandabschnitts 242e gleitbeweglich anliegen.
Die Außenumfangsflächen der Ringbünde 254e, 255e, 256e und 257e
liegen an der genannten Innenumfangsfläche im Bereich der
Ausnehmungsabschnitte 237e und 238e an. Die Außenumfangsfläche des
Ringbundes 252e liegt an der genannten Innenumfangsfläche im
Bereich des Ausnehmungsabschnitts 236e mit axialem Abstand von der
Stufe 240e (also auf deren Kupplungsseite) an.
Zwischen dem Ringbund 252e und dem in Richtung zum Getriebe axial
nächsten Ringbund 253e ist in einer von den beiden Ringbünden
axial begrenzten Umfangsnut des Ringkolbenelement 246e ein
Nutdichtungsrichtung 258e aufgenommen, der im wesentlichen einen
zwischen dem Ringbund 253e und dem in Richtung zum Getriebe axial
nächsten Ringbund 254e ausgebildeten Ringraum zwischen dem
ringzylindrischen Wandabschnitt 242e des Körperteils 230e und dem
ringzylindrischen Wandabschnitt 250e des Ringkolbenelements 246e
in Richtung zur Kupplung abdichtet. Dieser Ringraum ist der
Ringraum des hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54e der Betäti
gungszylinderbaueinheit 52e. Dieser hydraulische Nehmer-Ring
zylinder ist als Stufenzylinder ausgebildet. Hierzu ist der bei
der gezeigten Position des Ringkolbenelements 246e, das hier so
weit wie möglich in die Ausnehmung 232e eingetaucht ist (also
seine dem Getriebe am nächsten liegende Axialposition einnimmt),
kupplungsseitig der Stufe 240e angeordnet und bildet zusammen mit
dem in seiner Ringnut abgestützten Dichtungsring 258e und dem
Ringbund 252e einen Stufenkolben für den hydraulischen
Nehmer-Ringzylinder 54e. Der mit seiner Außenumfangsfläche mit den
Außenumfangsflächen der näher zum Getriebe hin angeordneten
Ringbünde 254e bis 257e fluchtende Ringbund 253e ist etwa in einem
axialen Mittelbereich einer als Hydraulikölzufuhr- und abfuhröff
nung dienenden Bohrung 260e angeordnet, die unmittelbar an die
Stufe 240e angrenzend im Ausnehmungsabschnitt 236e vorgesehen ist
und so eine Hydraulikverbindung zwischen dem Ringraum des
hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54e in Richtung nach radial
außen herstellt.
Die wirksame Kolbenfläche des Stufenkolbens ist allein der
Ringflächenabschnitt des Dichtungsrings 258e, der über den
Ringbund 253e nach radial außen vorsteht, da sich die an den
Ringbündern 253e und 254e wirkenden Hydraulikdruckkräfte
gegenseitig aufheben.
In Richtung zum Ausnehmungsboden, also in Richtung zum Getriebe
hin, ist der Ringraum des hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54e
durch einen Dichtungsring 262e abgedichtet, der in einer zwischen
dem Ringbund 254e und dem in Richtung zum Getriebe axial nächsten
Ringbund 255e ausgebildeten Ringnut aufgenommen ist. An dem
ringzylindrischen Wandabschnitt 250e sind ferner ein an dessen
kupplungsseitigen Ende angeordnetes an der Innenumfangsfläche des
ringzylindrischen Wandabschnitts 242e des Körperteils 230e im
Bereich des Ausnehmungsabschnitts 236e angreifendes Abstreifer
element 214e, und zwei weitere Dichtungsringe 264e und 266e
vorgesehen, die zur Abdichtung des im folgenden näher zu be
schreibenden Pneumatikkraft-Ringzylinders 56e der Betätigungs
zylinderbaueinheit 52e dienen. Der Dichtungsring 264e ist in einer
Ringnut zwischen dem Ringbund 255e und dem in Richtung zum
Getriebe axial nächsten Ringbund 256e angeordnet und der als
Dichtungsring, also mit zwei Dichtlippen ausgebildete Dich
tungsring 266e ist in einer entsprechenden Ringnut zwischen dem
Ringbund 256e und dem dem Getriebe am nächsten liegenden Ringbund
257e aufgenommen. Beide stehen mit der Innenumfangsfläche des
ringzylindrischen Wandabschnitts 242e und dem Pneumatik-Ringkol
benelements 246e in dichtendem Kontakt.
Der Ringzylinderraum des Pneumatikkraft-Ringzylinder 56e wird
durch den ringzylindrischen Wandabschnitt 244e, den Stirnwand
abschnitt 234e und den ringzylindrischen Wandabschnitt 242e des
Körperteils 230e sowie durch das Pneumatik-Ringkolbenelement 246e
begrenzt. Die Abdichtung dieses Ringzylinderraums erfolgt durch
den schon genannten Dichtungsring 266e und einen weiteren zwischen
dem ringzylindrischen Wandabschnitt 248e des Ringkolbenelements
246e und dem ringzylindrischen Wandabschnitt 244e des Körperteils
230e wirksamen Dichtungsring 268e. Der Wandabschnitt 248e des
Ringkolbenelements 246e weist eine sich weiter nach radial außen
erstreckende Stufe als die Stufe des ringzylindrischen Wand
abschnitts 244e auf, so daß auch bei vollständig in die ringzylin
drische Ausnehmung 232e eingeschobenem Ringkolbenelement 246e ein
im Bereich dieser Stufen angeordneter freier Ringraum bestehen
bleibt. Bei vollständig eingeschobenem Ringkolbenelement 246e
steht dieser Ringraum mit einer radial außen in die Ausnehmung
232e mündende Bohrung 270e über in der Fig. 6 nicht zu erkennende
Nuten oder dergleichen im Stirnwandabschnitt 234e in Verbindung.
Derartige Nuten können auch in einem bei der gezeigten Stellung
des Ringkolbenelements 246e an dem Stirnwandabschnitt 234e
anliegenden Stirnwandabschnitt 272e des Ringkolbenelements 246e
vorgesehen sein. Die Bohrung 270e dient als Druckluftzufuhr und
-abfuhröffnung und mündet in die Ausnehmung 232e an deren radial
am weitesten außen und axial am weitesten zum Getriebe hin
angeordneten Randbereich. Die Bohrung erstreckt sich von diesem
Randbereich schräg nach radial außen in Richtung zur Kupplung.
Aus der Beschreibung des Ringkolbenelements 246e und des hydrauli
schen Nehmer-Ringzylinders 54e bzw. des Pneumatikkraft-Ring
zylinder 56e wurde deutlich, daß das Ringkolbenelement mit den
ringzylindrischen Wandabschnitten 244e und 242e des Körperteils
230e einerseits den Pneumatikkraft-Ringzylinder 56e und anderer
seits den hydraulischen Nehmer-Ringzylinder 54e bildet. Deren
Volumina können nur gemeinsam vergrößert und gemeinsam verkleinert
werden. Der Volumenzuwachs bzw. die Volumenabnahme des Ringraums
des hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54e erfolgt allein in dem
Ausnehmungsabschnitt 236e. Die Volumenänderung des hydraulischen
Nehmer-Ringzylinders 54e steht dabei in einem konstanten vor
gegebenen Verhältnis zur Volumenänderung des Pneumatik
kraft-Ringzylinder 56e. Der hydraulische Nehmer-Ringzylinder 54e dient
dementsprechend wie auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungs
beispielen der Fig. 1, 3 und 5 als Meßzylinder für das Steuerven
til 74e. Zusätzlich dient der hydraulische Nehmer-Ringzylinder 54e
auch im Falle eines Versagens des Steuerventils bzw. im Falle, daß
am Steuerventil keine Druckluft anliegt, zur Notbetätigung der
Kupplung.
Das Ringkolbenelement 246e kann als Kunststoffteil ausgeführt
sein, wie das bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 der Fall ist.
Die bei funktionsfähigem Steuerventil 74e im hydraulischen
Nehmer-Ringzylinder 54e auftretenden Hydraulikdrücke sind so klein, daß
die Stabilität des Ringkolbenelements 246e alleine ausreichen
würde. Zur Notbetätigung der Kupplung sind aber wesentlich größere
Drücke im hydraulischen Nehmer-Ringzylinder nötig. Das Ringkolben
element 246e trägt deshalb eine zur Kupplungsachse A konzentrische
ringzylindrische Verstärkungshülse 254e aus Metall, an der sich
der ringzylindrische Wandabschnitt 250e des Ringkolbenelements
246e mit seiner radial inneren Umfangsseite abstützt.
Für eine besonders zuverlässige Trennung des Hydrauliksystems vom
Pneumatiksystem ist zusätzlich zum Dichtungsring 266e der schon
genannte Dichtungsring 264e vorgesehen, wobei das Ringkolben
element 246e zwischen den beiden Dichtungsringen eine Entlüftungs
öffnung 130e durch den ringzylindrischen Wandabschnitt 250e
aufweist, durch die etwaige Druckluft, die den Dichtungsring 266e
passiert, entweichen kann. Der Dichtungsring 264e verhindert dann
zuverlässig, daß Druckluft in Richtung zum hydraulischen
Nehmer-Ringzylinder 54e zwischen dem ringzylindrischen Wandabschnitt 250e
des Ringkolbenelements 246e und dem ringzylindrischen Wand
abschnitt 242e des Körperteils 230e eindringt.
Bevor auf das Steuerventil 74e eingegangen wird, ist noch
nachzutragen, daß die nur als Symbol gezeigte Ausrücklageranord
nung 48e an dem Ringkolbenelement 246e im Radialbereich zwischen
dessen beiden ringzylindrischen Wandabschnitten 246e und 250e
befestigt ist. Die Ausrücklageranordnung 48e kann bei dieser
Anordnungsweise ganz oder teilweise in die ringzylindrische
Ausnehmung 232e eintauchen, so daß sich eine kurze axiale Baulänge
der Betätigungszylinderbaueinheit 52e einschließlich der Ausrück
lageranordnung ergibt.
Das Steuerventil 74e ist in einer achsparallelen kreiszylind
rischen Bohrung 280e des Körperteils 230e aufgenommen. Die Bohrung
280e ist in Richtung zum Getriebe hin durch einen Stirnwand
abschnitt 282e des Körperteils 230e geschlossen, der in den
Stirnwandabschnitt 234e übergeht. Bezogen auf die Bohrungsachse
B, die zur Kupplungsachse A parallel ist und radial außerhalb des
kreiszylindrischen Wandabschnittes 242e liegt, wird die Bohrung
durch einen Ringzylinderwandabschnitt 284e des Körperteils 230e
nach radial außen begrenzt, welcher Wandabschnitt in den ring
zylindrischen Wandabschnitt 242e übergeht.
Das Körperteil 230e weist drei weitere Bohrungen 286e, 288e und
290e auf, von denen die Bohrung 286e mit der Bohrung 260e fluchtet
und die Bohrung 288e mit der Bohrung 270e fluchtet. Genauer, die
Bohrungen 286e und 260e können als Teil einer einzigen, die
Bohrung 280e für das Ventil schneidenden Bohrung aufgefaßt werden,
und die Bohrungen 288e und 270e können als Teil einer einzigen,
die Bohrung 280e für das Ventil schneidenden Bohrung aufgefaßt
werden. Die Bohrung 290e erstreckt sich in derselben Bohrungs
achsenebene wie die Bohrungen 286e und 288e und verläuft von
bezogen auf die Kupplungsachse A radial am weitesten außen und am
nächsten zum Getriebe hin liegenden Randabschnitt der Bohrung 280e
schräg nach radial außen in Richtung zur Kupplung. Die Bohrung
290e dient als Druckluftanschluß 76e, die Bohrung 286e dient als
Hydraulikanschluß 78e, die Bohrung 270e dient als Druckluftausgang
82e, die Bohrung 260e dient als Hydraulikein- und -ausgang 80e
(kurz auch nur als Hydraulikausgang bezeichnet), und die Bohrung
288e dient als Druckausgleichsöffnung 84e des Steuerventils 74e.
Das Steuerventil 74e umfaßt ein bezogen auf die Ventilachse B
Axial- und Radialbohrungen aufweisendes Ventilelement 292e, das
mittels eines die Bohrung 280e in Richtung zur Kupplung hin
abschließenden Deckelteils 294e in der Bohrung 280e festgelegt
ist. Das Deckelteil 294e wird seinerseits durch einen in eine
Ringnut der Bohrung 280e eingreifenden Haltering 296e axial
gehalten. Das Deckelteil 294e weist in einer Ringumfangsnut 298e
einen nicht dargestellten Dichtungsring auf, der für eine
Abdichtung des Bohrungsinneren der Bohrung 280e sorgt.
Das Ventilelement 292e weist an seinem Außenumfang Ringnuten 299e,
300e und 301e auf, in denen jeweils ein nicht dargestellter
Dichtungsring aufgenommen ist, der genau wie der Dichtungsring in
der Ringnut 298e mit der Innenumfangsfläche der Bohrung 280e im
Dichtkontakt steht.
Durch die Dichtungsringe in den Ringnuten 298e, 299e, 300e und
301e wird im Zusammenspiel mit dem Deckelteil 294e und dem
Ventilelement 292e die Bohrung 280e in vier Bereiche unterteilt.
Der axiale Bereich zwischen den Dichtungsringen in den Ringnuten
298e und 299e dient als Hydraulikkammer 86e, über die der
Hydraulikanschluß 78e und der Hydraulikausgang 80e in ständiger
Hydraulikverbindung stehen. Hierzu weist das Deckelteil 294e sich
in bezogen auf die Ventilachse B radial nach außen erstreckende
Abstandsbünde 304e auf, zwischen denen Kanäle für das Drucköl
ausgebildet sind. Ferner ist bezogen auf die Ventilachse B
zwischen den in den Ringnuten 298e und 299e angeordneten Dich
tungsringen auf der radialen Außenseite des Ventilelements 292e
ein Ringraum 306e ausgebildet, in den die Bohrungen 286e und 260e
münden. Entsprechende Ringräume 308e, 310e und 312e sind auch in
amen übrigen Bereichen der Bohrung ausgebildet. Die Bohrung 288e
mündet in den Ringraum 308e zwischen den in den Ringnuten 299e und
300e angeordneten Dichtungsringen, also den zu dem Ringraum 306e
axial nächsten Ringraum in Richtung zum Getriebe. Die Bohrung 270e
mündet in den Ringraum 310e, also in den Ringraum zwischen den in
den Ringnuten 300e und 301e aufgenommenen Dichtungsringen. Dies
ist der zu dem Ringraum 308e axial nächste Ringraum in Richtung
zum Getriebe. Die Bohrung 290e mündet in den zwischen der in die
Ringnut 301e aufgenommenen Dichtungsring und dem Stirnwand
abschnitt 282e angeordneten Ringraum 312e, also in den dem
Getriebe am nächsten liegenden Ringraum.
In eine axiale Ausnehmung bzw. Axialbohrung 314e des Ventil
elements 292e ist ein axial verschiebbarer Ventilkörper 316e
aufgenommen, der an einer kreiszylindrischen Außenumfangsfläche,
die an einer kreiszylindrischen Innenumfangsfläche der Axialboh
rung 314e gleitverschiebbar anliegt, mehrere Ringnuten 318e, 319e
und 320e für Dichtungsringe aufweist. Die in die Ringnuten
aufgenommenen Dichtungsringe sind nicht dargestellt. Die in die
Ringnuten 318e und 319e aufgenommenen Dichtungsringe sorgen
zusammen mit dem in die Ringnut 299e aufgenommenen Dichtungsring
für eine zuverlässige Trennung der Hydraulikkammer 86e und des
Ringraumes 306e von den übrigen, die Luft bzw. Druckluft enthal
tenden Bereichen der Bohrung 280e.
Die beiden Ringräume 308e und 310e stehen, sofern der Ventilkörper
316e unberücksichtigt bleibt, über Radialbohrungen 322e und 323e
des Ventilelements in Verbindung, die in die Axialbohrung 314e des
Ventilelements 292e münden. Bei Berücksichtigung des Ventilkörpers
316e ermöglicht ein in eine Ringnut 320e eingesetzter, nicht
dargestellter Dichtungsring zusammen mit den in die Ringnut 300e
aufgenommenen Dichtungsring eine Trennung des Ringraums 308e und
des Ringraums 310e voneinander. Ferner ermöglicht der in die
Ringnut 301e aufgenommene Dichtungsring für eine prinzipielle
Trennung des Ringraums 312e von dem Ringraum 310e.
Der Ringraum 310e und damit der Druckluftausgang 82e kann aber
wahlweise entweder mit dem Ringraum 312e und damit mit dem
Druckluftanschluß 76e oder mit dem Ringraum 308e und damit mit der
Druckausgleichsöffnung 84e verbunden werden.
Der Ventilkörper 316e weist hierzu eine bezogen auf die Bohrungs
achse B axiale Sackbohrung 324e von der Getriebeseite her auf. Die
Sackbohrung 324e ist zur Hydraulikkammer 86e hin geschlossen und
steht über Radialbohrungen 326e im Ventilkörper 316e und einen
zwischen dem Ventilkörper 316e und dem Ventilelement 292e
ausgebildeten Ringraum 328e in ständiger Luftaustauschverbindung
mit dem Ringraum 308e und damit der Druckausgleichsöffnung 84e.
Das getriebeseitige Ende der Axialbohrung 324e des Ventilkörpers
316e wird in der gezeigten Stellung des durch eine Druckfeder 330e
in Richtung zur Kupplung hin vorgespannten Ventilkörpers 316e
durch ein durch eine weitere Druckfeder 332e ebenfalls in Richtung
zur Kupplung hin vorgespanntes Schließelement 334e verschlossen,
daß in einem Abschnitt der Axialbohrung 314e des Ventilelements
292e aufgenommen ist und gegen einen nach radial innen in die
Bohrung vorstehenden Ringbund 336e des Ventilelements 292e
anschlägt. Das Schließelement 334e, das als Dichtungselement
ausgeführt ist, verschließt hierbei, also solange es gegen den
Ringbund 336e anschlägt, gleichzeitig die Pneumatikverbindung
zwischen dem Ringraum 312e bzw. dem Druckluftanschluß 76e und dem
Ringraum 310e bzw. dem Druckluftausgang 82e.
Wird der Ventilkörper 316e gegen die Federkraft der Feder 330 in
Richtung zum Getriebe, also in der Fig. 6 nach rechts verschoben,
so wird das Schließelement 334e vom Ringbund 336e abgehoben,
wodurch sich eine Ringöffnung zwischen dem Ringbund 336e und dem
dem Getriebe naheliegenden Endabschnitt des Ventilkörpers 316e
öffnet, die den Abschnitt der Axialbohrung 314e rechts des
Ringbundes 336e und den Abschnitt der Axialbohrung 314e links des
Ringbundes 336e und damit den Druckluftanschluß 76e und den
Druckluftausgang 82e miteinander verbindet, so daß Druckluft in
den Pneumatikkraft-Ringzylinder 56e einströmen kann und das
Pneumatik-Ringkolbenelement 246e in Richtung zur Kupplung aus der
Ringzylindrischen Ausnehmung 232e ausrückt.
Wird umgekehrt der Ventilkörper 316e insbesondere unter der
Einwirkung der Druckfeder 330e ausgehend von der in Fig. 6
gezeigten Stellung nach links, also in Richtung zur Kupplung
verschoben, so liegt das Schließelement 334e weiterhin unter
Einwirkung der Druckfeder 332e dichtend am Ringbund 336e an, so
daß die Verbindung zwischen dem Druckluftanschluß 76e und dem
Druckluftausgang 82e geschlossen bleibt. Das schließelementseitige
Ende des Ventilkörpers 316e und damit die Öffnung der Axialbohrung
324e des Ventilkörpers 316e entfernen sich hierbei aber vom
Schließelement 334e, so daß nun eine Verbindung zwischen dem
Druckluftausgang 82e über den Ringraum 310e, die Axialbohrung
324e, die Radialbohrungen 326e, den Ringraum 328e, die Radialboh
rungen 322e und den Ringraum 308e zur Druckluftausgleichsöffnung
84e hergestellt wird. War das Ringkolbenelement 246e zuvor in
Richtung zur Kupplung ausgerückt, ist also im Ringraum des
Pneumatikkraft-Ringzylinders 56e Druckluft enthalten, so kann
diese nun über die angegebene Pneumatikverbindung entweichen, so
daß das Pneumatik-Ringkolbenelement 246e unter Einwirkung der
Federkraft der Membranfeder 32e wieder in die Ausnehmung 232e
einrückt, bis die genannte Pneumatikverbindung durch entsprechende
Verschiebung des Ventilkörpers 316e in Richtung zum Schließelement
324e wieder geschlossen wird oder der Stirnwandabschnitt 272e des
Ringkolbenelements 246e am Stirnwandabschnitt 234e des Körperteils
230e anschlägt.
Die Funktionsweise des Steuerventils 74e ist nun die folgende.
Unter der Annahme, daß an dem Hydraulikanschluß 78e ein ins
besondere kupplungspedalbetätigbarer Zylinder angeschlossen ist
und das Kupplungspedal nicht gedrückt ist, herrscht in der
Hydraulikkammer 86e nur ein sehr geringer Druck, so daß der
Ventilkörper 316e so weit wie möglich axial in Richtung zur
Kupplung verschoben ist und die Pneumatikverbindung zwischen der
Druckausgleichsöffnung 84e und dem Druckluftausgang 82e herge
stellt ist. m Ringzylinderraum des Pneumatikkraft-Ringzylinders
56e herrscht dementsprechend Umgebungsluftdruck.
Wird nun der hydraulische Geberzylinder durch das Kupplungspedal
betätigt, so strömt Hydrauliköl in die Hydraulikkammer 86e und
verschiebt den Ventilkörper 316e gegen die Kraft der Druckfeder
330e in Richtung zum Schießelement 334e. Hierbei baut sich in der
Hydraulikkammer 86e ein Druck auf, der der Federkraft der
Druckfeder 330e bei der jeweiligen Axialstellung des Ventilkörpers
316e entspricht. Die von der Druckfeder 330e auf den Ventilkörper
316e ausgeübte Federkraft und damit der Druck in der Hydraulikkam
mer 86e steigt natürlich aufgrund des zunehmenden Zusammendrückens
der Druckfeder 330e beim Verschieben des Ventilkörpers 316e in
Richtung zum Schließelement 334e an. Bei entsprechender Betätigung
des Geberzylinders erreicht das schließelementseitige Ende des
Ventilkörpers 316e schließlich das am Ringbund 336e anliegende
Schließelement 334e, so daß die Axialbohrung 324e verschlossen
wird. Nun herrscht in der Hydraulikkammer 86e ein durch die
Federkraft der Druckfeder 330e vorgegebener Solldruck. Bei
weiterer Betätigung des Geberzylinders wird der Ventilkörper 316e
unter entsprechendem Anstieg des Druckes in der Hydraulikkammer
86e weiter nach rechts, also in Richtung zum Getriebe verschoben,
wobei das Schließelement 334e vom Ringbund 336e abgehoben wird,
so daß nun die Pneumatikverbindung zwischen dem Druckluftanschluß
76e und dem Druckluftausgang 82e hergestellt ist. Der Druck in der
Hydraulikkammer 86e entspricht hierbei der resultierenden
Axialkraft auf den Ventilkörper 316e in Richtung zur Kupplung;
diese resultierende Axialkraft setzt sich aus Kraftbeiträgen der
Druckfeder 330e, der Druckfeder 332e und der von dem pneumatischen
Druckmedium (insbesondere Druckluft) auf das Schließelement 334e
und den Ventilkörper 316 ausgeübten Kräfte zusammen.
Sobald die Pneumatikverbindung zwischen dem Druckluftanschluß 76e
und dem Druckluftausgang 82e und damit dem Pneumatikkraft-Ring
zylinder 56e hergestellt ist, wird das Pneumatik-Ringkolbenelement
246e aus der ringzylindrischen Ausnehmung 232e wie beschrieben in
Richtung zur Kupplung ausgerückt. Hierbei vergrößert sich
zwangsläufig das Volumen des als Meßzylinder dienenden hydrauli
schen Nehmer-Ringzylinders 54e, so daß Drucköl aus der Hydraulik
kammer 86e in den hydraulischen Nehmer-Ringzylinder 54e abfließen
kann. Das Ringkolbenelement 246e wird soweit aus der ringzylin
drischen Ausnehmung 232e ausgerückt, bis der hydraulische
Nehmer-Ringzylinder 54e ein Druckölvolumen aufgenommen hat, das dem aus
dem Geberzylinder verdrängten Druckölvolumen entspricht. Der
Ventilkörper 316e erreicht dann wieder die in Fig. 6 dargestellte
Stellung, in der der Pneumatikkraft-Ringzylinder abgeschlossen
ist, also keine Verbindung zwischen dem Druckluftausgang 82e zum
Druckluftanschluß 76e und zur Druckausgleichsöffnung 84e besteht.
In der Hydraulikkammer 86e herrscht dann, solange das Kupplungs
pedal in der erreichten Betätigungsstellung gedrückt bleibt, der
Hydraulikdruck, der der auf den Ventilkörper 316e von der
Druckfeder 330e ausgeübten Druckkraft entspricht. Dieser Hydrau
likdruck herrscht im gesamten Hydrauliksystem.
Wird das Kupplungspedal wieder vollständig oder teilweise los
gelassen, so fließt Drucköl durch den Hydraulikanschluß 78e in
Richtung zum Geberzylinder, so daß der Ventilkörper 316e unter der
Kraft der Druckfeder 330e in Richtung zur Kupplung verschoben wird
und sich die Pneumatikverbindung zwischen dem Druckluftausgang 82e
und der Druckausgleichsöffnung 84e öffnet. Es wird nun über die
genannte Pneumatikverbindung Druckluft aus dem Pneumatik
kraft-Ringzylinder abgelassen, wodurch das Ringkolbenelement 246e unter
der Federkraft der Membranfeder 32e wieder einrückt unter
gleichzeitiger Volumenverkleinerung des Ringzylinderraums des
hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54e. Hierdurch wird Drucköl aus
dessen Ringzylinderraum in die Hydraulikkammer 86e verdrängt, was
der angegebenen Axialverschiebung des Ventilkörper 316e in
Richtung zur Kupplung entgegenwirkt. Wird das Kupplungspedal in
einer Zwischenstellung gedrückt gehalten, so rückt das Ringkolben
element 246e soweit ein, bis das aus dem hydraulischen
Nehmer-Ringzylinder 54e verdrängte Drucköl den Ventilkörper 316e wieder
in die in Fig. 6 gezeigte Axialstellung verschoben hat. Die
Pneumatikverbindung von dem Pneumatikkraft-Ringzylinder 56e zur
Druckausgleichsöffnung 84e ist dementsprechend wieder geschlossen
und das Ringkolbenelement 246e und damit die Ausrücklageranordnung
48e nehmen eine entsprechende axiale Zwischenposition ein. Wird
das Kupplungspedal vollständig losgelassen, so wird schließlich
die in Fig. 6 gezeigte Situation im Falle maximal verschlissener
Kupplung, also mit maximal eingerücktem Ringkolbenelement 246e
erreicht.
Anstelle der hier und zuvor schon im Zusammenhang mit der
Ausführungsform des Beispiels der Fig. 1 angestellten Funktions
beschreibung des Steuerventils auf Grundlage der verdrängten bzw.
aufgenommenen Druckölvolumina ist auch eine Funktionsbeschreibung
auf Grundlage des Drucköldrucks in der Hydraulikkammer 86 bzw. 86e
und damit im gesamten zugeordneten Hydrauliksystem möglich. Jeder
Axialstellung des Ventilkörpers 316e entspricht genau ein
Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer 86 bzw. 86e, der durch die
auf den Ventilkörper 316e bei der jeweiligen Axialstellung
wirkenden Kräfte bestimmt ist. Da das Hydrauliköl im wesentlicher
inkompressibel ist, ist aber die hier angestellte Beschreibung auf
Grundlage der Ölvolumina zweckmäßiger.
Allerdings ist noch nachzutragen, daß bei der vorangehenden
Betrachtung die von der Druckluft auf den Ventilkörper 316e
ausgeübten Druckkräfte noch nicht vollständig berücksichtigt sind.
Da sich bei Betätigung der Kupplung die von der Membranfeder 32e
auf das ausrückende Ringkolbenelement 246e ausgeübte Druckkraft
ändern, ändert sich dementsprechend auch der Druck der Druckluft
im Pneumatikkraft-Ringzylinder 56e. Dieser Druck wirkt auch im
Bereich der Druckfeder 332e auf den Ventilkörper 316e. Der
Ventilkörper 316e wird also bei der Kupplungsbetätigung mit sich
ändernden Druckkräften in Richtung zur Kupplung gedrückt, so daß
sich dementsprechend auch der in der Hydraulikkammer 86e ein
stellende Hydraulikdruck ändert. Als Führungsgröße (vgl. die
Beschreibung im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der Fig.
1) kann dementsprechend anstelle des aus dem Geberzylinder
verdrängten Hydraulikölvolumens auch der in der Hydraulikkammer
86e und damit im stationären Zustand auch im gesamten Hydrauliksy
stem herrschende Hydraulikdruck betrachtet werden. Unabhängig von
der Betrachtungsweise wird der Ventilkörper 316e in Abhängigkeit
von der Differenz der von dem Hydrauliköl in der Hydraulikkammer
86e auf den Ventilkörper 316e ausgeübten Kraft in Richtung zum
Getriebe und der resultierenden Kraft in Richtung zur Kupplung
aufgrund der von den Druckfedern 330e und 332e sowie der von der
Luft bzw. Druckluft auf den Ventilkörper 316e ausgeübten Kräfte
im Ventilelement 292e axial verschoben, wobei das Steuerventil 74e
die beschriebenen Steuerzustände (keine Verbindung zwischen dem
Druckluftausgang 82e und dem Druckluftanschluß 76e und der
Druckausgleichsöffnung 84e, Verbindung zwischen dem Druckluft
ausgang 82e und dem Druckluftanschluß 76e und Verbindung zwischen
dem Druckluftausgang 82e und der Druckausgleichsöffnung 84e)
einnimmt.
Die beschriebene Betätigungszylinderbaueinheit 52e zeichnet sich
dadurch aus, daß die Bearbeitung des Körperteils 230e aufgrund der
vergleichsweise großen ringzylindrischen Ausnehmung 232e sehr
einfach ist, insbesondere auch da zur Ausbildung des Pneumatik
kraft-Ringzylinders 56e und des hydraulischen Nehmer-Ringzylinders
54e nur zwei Teile nötig sind (die Dichtungsringe wurden hierbei
nicht berücksichtigt).
Da der Pneumatikkraft-Ringzylinder 56e über den hydraulischen
Nehmer-Ringzylinder 54e in Richtung der Kupplungsachse A zum
Getriebe hin hinaus vorsteht und der hydraulische Nehmer-Ring
zylinder den Pneumatikkraft-Ringzylinder radial außen umschließt,
können beide Ringzylinder von radial außen mit kurzen Kanälen
(Bohrungen) mit Hydrauliköl bzw. Druckluft versorgt werden.
Auch hinsichtlich des Steuerventils 74e ist die in Fig. 6 gezeigte
Baueinheit 52e äußerst einfach aufgebaut und damit kostengünstig
herstellbar, da in den Körperteil 230e für das Steuerventil 74e
und die beschriebenen Anschlüsse bzw. Verbindungskanäle nur
insgesamt vier Bohrungen (Bohrung 280e, Bohrung 286e + 260e,
Bohrung 288e + 270e, Bohrung 290e) einzubringen sind. Der
Abschnitt des Körperteils 230e, der das Steuerventil 74e aufweist,
könnte im übrigen beispielsweise nach Einbringen der Bohrungen von
dem Rest des Körperteils abgetrennt werden und an diesem unter
Vorsehen entsprechender Dichtungsmittel an der ursprünglichen
Stelle lösbar wieder angebracht werden, um das Steuerventil
einfacher zugänglich bzw. ausbaubar zu machen.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für eine erfin
dungsgemäße Betätigungseinrichtung bzw. für eine erfindungsgemäße
Betätigungszylinderbaueinheit ist in Fig. 7 gezeigt. Die Betäti
gungszylinderbaueinheit 52f umfaßt einen Pneumatikkraft-Ring
zylinder 56f, der von einer ringzylindrischen Ausnehmung 232f in
einem stationären Körperteil 230f sowie von einem Pneumatik-
Ringkolbenelement 246f gebildet ist. Das Pneumatik-Ringkolben
element 246f ist durch Federmittel 350f in Richtung zur Kupplung
vorgespannt und trägt Dichtungsringe 352f zum Abdichten des
Ringzylinderraums des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56f. Bei der
gezeigten Betätigungseinrichtung handelt es sich wie beim
Ausführungsbeispiel der Fig. 6 um eine Betätigungseinrichtung für
eine gedrückte Kupplung.
Die Betätigungszylinderbaueinheit 52f trägt eine an der Betäti
gungszylinderbaueinheit lösbar befestigte Steuerventilbaueinheit
354f, die ein Steuerventil 74f in der Art des Steuerventils der
Ausführungsbeispiele der Fig. 1, 2c und 6 umfaßt. Die Steuerven
tilbaueinheit 354f ist derart angeordnet, daß sie durch eine
zugeordnete Öffnung 356f in der Gehäuseglocke 4f über die
Außenseite der Glocke vorsteht. An dem nach außen vorstehenden
Abschnitt der Steuerventilbaueinheit 354f sind der Druckluft
anschluß 76f und der Hydraulikanschluß 78f vorgesehen.
Das Körperteil 230f und die Steuerventilbaueinheit 354f weisen
jeweils einen Luftkanal 358f bzw. 360f auf, die im gezeigten, an
der Betätigungszylinderbaueinheit 52f angebauten Zustand der
Steuerventilbaueinheit 354f miteinander in Verbindung stehen.
Hierdurch ist eine Verbindung zwischen dem Ringzylinderraum des
zur Kupplungsachse A konzentrischen Pneumatikkraft-Ringzylinders
56f und dem Druckluftausgang 82f des Steuerventils 74f herge
stellt.
Die Druckausgleichsöffnung des Steuerventils 74f ist in der
Zeichnung nicht zu erkennen, man erkennt allerdings eine Radial
bohrung 326f des verschiebbaren Ventilkörpers 316f, über die die
Verbindung zwischen dem Druckluftausgang 82f und der Druckaus
gleichöffnung herstellbar ist.
Die Steuerventilbaueinheit 354f weist ferner einen hydraulischen
Meßzylinder 54f auf, der bei der Betätigung der Kupplung über
einen hydraulischen Geberzylinder im Falle, daß ausreichender
Pneumatikdruck am Druckluftanschluß 76f anliegt und das Steuerven
til 74f funktionsfähig ist, die gleiche Funktion wie der jeweilige
hydraulische Nehmer-Ringzylinder der vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele erfüllt und dementsprechend mit dem gleichen
Bezugszeichen versehen ist. Allerdings, zumindest bei dem in Fig.
7 gezeigten Ausführungsbeispiel, kann der Meßzylinder 54f im
Gegensatz zu den beschriebenen hydraulischen Nehmer-Ringzylindern
nicht zur Notbetätigung der Kupplung dienen, wenn das Steuerventil
74f funktionsunfähig ist bzw. keine Druckluft am Drucklufteingang
76f anliegt, wie im folgenden noch deutlicher wird.
Der Meßzylinder 54f umfaßt einen mit einem Dichtungsring 362f
versehenen Kolben 364f an einer Kolbenstange 366f. Der parallel
zur Kupplungsachse A verschiebbare Kolben ist durch eine Druckfe
der 368f in Richtung zur Kupplung vorgespannt, also in der
Ausrückrichtung der Ausrücklageranordnung 48f bei Betätigung der
Kupplung zum Auskuppeln. Der Zylinderinnenraum des Meßzylinders
54f steht mit dem Hydraulikausgang 80f des Steuerventil 74f in
Verbindung. Die Kolbenstange 366f steht durch eine Öffnung in der
Steuerventilbaueinheit 354f über einen Körper bzw. ein Gehäuse
370f der Steuerventilbaueinheit 354f in Richtung zur Kupplung vor
und stößt unter der Druckkraft der Druckfeder 368f mit ihrem
freien Ende an ein (bei der gezeigten Ausführungsform leisten
artiges oder stangenartiges) Koppelelement 372f, das an der
Ausrücklageranordnung 48f, genauer an dem sich nicht drehenden
Ausrücklagerring 47f befestigt ist bzw. anliegt und sich bezogen
auf die Kupplungsachse A von dem Ausrücklagerring 47f nach radial
außen zur Kolbenstange 366f erstreckt. Die Kolbenstange 366f
schlägt nur an dem Koppelelement 372f an und ist an dieser nicht
befestigt.
Aufgrund der Vorspannung des Kolbens 364f durch die Druckfeder
368f folgt der Kolben 364f wegen seiner Kopplung mit der Ausrück
lageranordnung 48f über das Koppelelement 372f und die Kolben
stange 366f jeder Bewegung der Ausrücklageranordnung 48f bzw. des
Pneumatik-Ringkolbenelements 246f. Eine Volumenvergrößerung des
Pneumatikkraft-Ringzylinders 56f führt so zu einer entsprechenden
Volumenvergrößerung des Meßzylinders 54f, und eine Volumenver
kleinerung des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56f führt so zu einer
entsprechenden Volumenverkleinerung des Meßzylinders 54f. Die
Ansteuerung des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56f über das Steuer
ventil 74f, genauer die Regelung der Axialposition der Ausrück
lageranordnung 48f erfolgt somit auf die gleicher Art und Weise,
wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 1, 3 und 6 erläutert.
Das Koppelelement 372f und der Meßzylinder 54f einschließlich der
Kolbenstange 366f sind nicht dazu ausgelegt, die bei einem
Versagen des Steuerventils 74f bzw. bei fehlender Druckluft zur
Betätigung der Kupplung nötigen Druckkräfte aufzubringen bzw. auf
die Ausrücklageranordnung zu übertragen. Somit ist bei der in Fig.
7 gezeigten Ausführungsform eine Notbetätigung der Kupplung nicht
vorgesehen. Allerdings könnte man den Meßzylinder, auch bei der
Anordnung in einer von dem Pneumatikkraft-Ringzylinder gesonderten
Baueinheit, sowie entsprechende Koppelelemente (Kolbenstange,
Koppelelement) ohne weiteres derart ausbilden, daß eine Notbetäti
gung möglich wäre.
Um zu hohe Hydraulikdrücke im Falle eines Versagens des Steuerven
tils 74f bzw. im Falle fehlender Druckluft zu vermeiden, ist in
der Steuerventil-Baueinheit 354f ein Überlastungsschutz 374f,
umfassend einen mit dem Hydraulikanschluß 78f verbundenen Zylinder
376f und einen abgedichteten Kolben 378f, der in Richtung einer
Volumenverkleinerung des Zylinders 376f federvorgespannt ist. Die
Federvorspannung ist derart bemessen, daß die bei arbeitendem
Steuerventil 74f auftretenden Hydraulikdrücke nicht ausreichen,
den Kolben 378f gegen die Federkraft (Feder 377f) im Sinne einer
Volumenvergrößerung des Zylinders 376f zu bewegen. Ist das
Steuerventil 74f funktionsunfähig bzw. fehlt Druckluft am
Druckluftanschluß 76f, so kann der Zylinder 376f ein Druck
ölvolumen aufnehmen, das dem aus dem Geberzylinder maximal
verdrängten Druckölvolumen entspricht. Ein Auftreten derartig
hoher Hydraulikdrücke, daß sie zu einer Beschädigung des
Steuerventils 74f, der Kolbenstange 366f oder des Koppelelements 372f
führen könnten, werden so zuverlässig vermieden.
In Fig. 8 ist eine vorteilhafte Betätigungszylinderbaueinheit 52g
für eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung einer gedrückten
Kupplung gezeigt. Die Betätigungszylinderbaueinheit 52g umfaßt
einen zur Kupplungsachse A konzentrischen Pneumatikkraft-Ring
zylinder 56g. Das vorzugsweise an der Betätigungszylinderbau
einheit 52g lösbar angebrachte und von außerhalb der Gehäuseglocke
zugängliche Steuerventil 74g ist nur schematisch in gestrichelten
Linien angedeutet und mittels eines ebenfalls gestrichelt
angedeuteten Koppelelements 372g mit einem axial verschiebbaren
Pneumatik-Kolben-Zylinderwand-Element 390g der Betätigungszylin
derbaueinheit 52g verbunden, um die axiale Position der Ausrück
lageranordnung 48g zu dem Steuerventil 74g zurückzukoppeln. Diese
Rückkopplung kann auch anders, beispielsweise elektrisch erfolgen.
Die Betätigungszylinderbaueinheit 52g umfaßt ferner ein stationä
res, mittels eines Befestigungsadapterrings 394g und Befestigungs
schrauben 396g an der nicht gezeigten Gehäuseglocke auf der
Getriebeseite befestigtes Pneumatik-Zylinderwand-Element 392g. Das
einteilig ausgebildete Pneumatik-Kolben-Zylinderwand-Element 390g
und das einteilig ausgebildete Pneumatik-Zylinderwand-Element 392g
umfassen jeweils einen zur Kupplungsachse A koaxialen Ringzylin
derwandabschnitt 398g bzw. 400g, die im radialen Abstand vonein
ander angeordnet sind, sowie einen Stirnwandabschnitt 402g bzw.
404g, der sich vom jeweiligen Ringzylinderwandabschnitt 398g bzw.
400g in radialer Richtung zum jeweils anderen Ringzylinderwand
abschnitt 400g bzw. 398g erstreckt. Der Ringzylinderwandabschnitt
398g und der Stirnwandabschnitt 402g des Pneumatik-Kolben-
Zylinderwand-Elements 390g und der Ringzylinderwandabschnitt 400g
und der Stirnwandabschnitt 404g des Pneumatik-Zylinderwand-
Elements 392g begrenzen den Zylinderringraum (Druckraum) des
Pneumatikkraft-Ringzylinders 56g. Der Ringzylinderwandabschnitt
398g liegt dabei gegenüber dem Ringzylinderwandabschnitt 400g
radial weiter innen, und der Stirnwandabschnitt 402g ist dabei
gegenüber dem Stirnwandabschnitt 404g axial näher bei der Kupplung
gelegen. Im Ringraum des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56g
angeordnete Federmittel 368g spannen den Stirnwandabschnitt 402g
und damit das Pneumatik-Kolben-Zylinderwand-Element 390g in
Richtung zur Kupplung vor.
Der Ringzylinderwandabschnitt 398g erstreckt sich axial in
Richtung der Kupplung über den Stirnwandabschnitt 402g hinaus und
trägt an seinem kupplungsseitigen Ende, also auf der der Kupplung
zugewandten Seite des Stirnwandabschnitts 402g, die Ausrücklager
anordnung 48g.
Das Pneumatik-Zylinderwand-Element 392g umfaßt ferner einen
zweiten Ringzylinderwandabschnitt 406g, der sich am radial inneren
Ende des Stirnwandabschnitts 404g an dieses in Richtung zum
Getriebe hin anschließt und sich ebenfalls koaxial zur Kupplungs
achse A erstreckt. Dieser, auch als Rohransatz bezeichnete
Ringzylinderwandabschnitt 406g weist an seiner Innenumfangsfläche
eine Gleitfläche auf, an der ein am getriebeseitigen Ende des
Ringzylinderwandabschnitts 398g radial außen angebrachter
Dichtungsring 408g den Ringzylinderraum des Pneumatik
kraft-Ringzylinders 56g abdichtend anliegt. Ein zweiter, den Ringraum
abdichtender Dichtungsring 410g ist an einem Außenumfangsabschnitt
des Stirnwandabschnitts 402g angebracht und liegt an der als
Gleitfläche ausgeführten Innenumfangsfläche des Ringzylinderwand
abschnitts 400g an. Die Ringzylinderwand 398g ist somit an der
Ringzylinderwand 392g und der Stirnwandabschnitt 402g ist somit
an der Ringzylinderwand 400g axial beweglich geführt.
Die Ringzylinderwand 392g steht mit dem Befestigungsadapterring
394g in Halteeingriff, wobei eine Außenumfangsfläche der Ring
zylinderwand 392g an einer Innenumfangsfläche des Befestigungs
adapterrings 394g anliegt und hierdurch radial fixiert ist. Eine
axiale Fixierung kann zusätzlich vorgesehen sein, beispielsweise
durch in der Fig. nicht gezeigte Bajonettverbindungsmittel oder
dergleichen am Befestigungsadapterring 394g und am Ringzylin
derwandabschnitt 392g. Eine axiale Begrenzung des Verschiebeweges
des Pneumatik-Kolben-Zylinderwand-Elements 390g erfolgt durch
einen am kupplungsseitigen Ende des Ringzylinderwandabschnitts
400g radial innen angebrachten Anschlagring 412g.
Die das Pneumatik-Kolben-Zylinderwand-Element 290g und das
Pneumatik-Zylinderwand-Element 392g umfassende Betätigungszylin
derbaueinheit 52g kann in verschiedenen Einbausituationen
verwendet werden, indem jeweils ein an die jeweilige Einbausitua
tion angepaßter Befestigungsadapterring 394g verwendet wird. Der
Ringzylinderwandabschnitt 392g ist in diesem Zusammenhang
dahingehend vorteilhaft, als daß er einen axialen Abstand zwischen
dem Pneumatikkraft-Ringzylinder 56g und der Gehäuseglocke
vorsieht, so daß der Pneumatikkraft-Ringzylinder 56g aus dem
häufig sehr platzbeschränkten Bereich der Gehäuseglocke nahe beim
Getriebe in Richtung zum Gehäuseglockenzentrum verlagert ist.
Nachzutragen bleibt noch, daß das Pneumatik-Kolben-Zylinderwand-
Element 390g eine Bohrung 68g im Stirnwandabschnitt 404g aufweist,
an der der Druckluftausgang des Steuerventils 74g angeschlossen
ist.
In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungs
gemäßen Betätigungseinrichtung dargestellt. Die Betätigungsein
richtung umfaßt eine Betätigungszylinderbaueinheit 52h und eine
lösbar an der Betätigungszylinderbaueinheit 52h angebrachte
Steuerventilbaueinheit 354h. Die Baueinheiten entsprechen
beispielsweise in ihrer Konstruktions- und Funktionsweise der
Betätigungszylinderbaueinheit 52f und der Steuerventilbaueinheit
354f des Ausführungsbeispiels der Fig. 7.
Im Gegensatz zu der Betätigungszylinderbaueinheit 52f ist die
Betätigungszylinderbaueinheit 52h allerdings nicht an der
Gehäuseglocke an der Getriebeseite befestigt, sondern weist einen
zylindrischen Kolbenabschnitt 415h auf, der in eine zylindrische
Ausnehmung 416h eines an der Gehäuseglocke befestigten Halteteils
417h aufgenommen ist. Die Ausnehmung 416h ist in Richtung zur
Kupplung offen und die Betätigungszylinderbaueinheit 52h und damit
der Kolbenabschnitt 415h ist durch Druckfedermittel 418h, die an
einem radial nach außen vorstehenden Ringbund 420h der Betäti
gungszylinderbaueinheit 52h und einem in axialer Richtung
gegenüber diesem Ringbund in Richtung zur Kupplung hin versetzten
Ringbund 419h des Halteteils 417h angreifen, in Richtung zum
Getriebe vorgespannt. Der axial bewegbare Kolbenabschnitt 415h und
die Ausnehmung 416h bilden einen hydraulischen Nehmerzylinder
54′h, der nur zur Notbetätigung der Kupplung dient und deshalb im
folgenden auch als Notbetätigungszylinder bezeichnet wird. Der
Notbetätigungszylinder 54′h dient also nicht als Meßzylinder, wie
der hydraulische Meßzylinder des Ausführungsbeispiels der Fig. 7
bzw. die hydraulischen Nehmer-Ringzylinder der übrigen, vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen. Ein gesonderter hydraulischer
Meßzylinder entsprechend dem hydraulischen Meßzylinder 54f des
Ausführungsbeispiels der Fig. 7 ist in der Steuerventilbaueinheit
54h vorgesehen.
Die Steuerventilbaueinheit 354h unterscheidet sich von der
Steuerventilbaueinheit 354f des Ausführungsbeispiels der Fig. 7
allerdings durch die Ankopplung des hydraulischen Meßzylinders an
die Ausrücklageranordnung. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig.
9 ist die Kolbenstange 366h mit dem Koppelelement 372f form
schlüssig (vorzugsweise lösbar; beispielsweise mittels eines
Verbindungsbolzens, der ein jeweiliges Loch im Koppelelement und
in der Kolbenstange durchsetzt) verbunden, so daß der Kolben des
hydraulischen Meßzylinders und die Ausrücklageranordnung bewe
gungsverkoppelt sind. Bewegungsverkoppelt heißt hier, daß der
Kolben des hydraulischen Meßzylinders jeder Bewegung der Ausrück
lageranordnung folgt. Eine Vorspannung des Kolbens des hydrauli
schen Meßzylinders beispielsweise über eine Feder entsprechend der
Feder 368f kann somit entfallen. Durch die Bewegungsverkoppelung
des Kolbens des hydraulischen Meßzylinders mit der Ausrücklager
anordnung wird eine vorteilhafte Dämpfung des Pneumatiksystems
erreicht, die Überschwingern und sonstigen Schwingungserscheinun
gen, die mit der Kompressibilität des Pneumatikmediums (Druckluft)
in Zusammenhang stehen, entgegenwirkt.
Im normalen Betrieb, wenn also das Steuerventil der Steuerventil
baueinheit 354h funktionsfähig ist und Druckluft mit ausreichendem
Druck am Druckluftanschluß des Steuerventils anliegt, nimmt die
Betätigungszylinderbaueinheit 52h stets ihre getriebenahe
Extremstellung ein, der Kolbenabschnitt 415h taucht also so weit
wie möglich in Richtung zum Getriebe (in Fig. 9 nach rechts) in
die Ausnehmung 416h ein. Dies wird zum einen durch die Federmittel
418h erreicht, die eine relativ große Kraft auf die Betätigungs
zylinderbaueinheit 52h ausüben, sowie durch eine Zylinder-
Trennkolben-Einheit 422h, über die der Notbetätigungszylinder 54, h
mittels Hydraulikleitungen 424h und 425h an der Hydraulikleitung
90h angeschlossen ist, die vom kupplungspedalbetätigbaren
hydraulischen Geberzylinder 92h zur Steuerventil-Baueinheit 354h
und damit zum Steuerventil führt. Die Zylinder-Trennkolben-Einheit
422h weist einen Zylinderraum auf, der durch einen in dem
Zylinderraum verschiebbar gelagerten Trennkolben 426h in eine
erste und eine zweite Arbeitskammer unterteilt ist. Der Trenn
kolben 426h ist durch eine Druckfeder 428h im Sinne einer
Verkleinerung der ersten und einer Vergrößerung der zweiten
Arbeitskammer vorgespannt. Die Hydraulikleitung 425h von der
Hydraulikleitung 90h zur Zylinder-Trennkolben-Einheit 422h ist an
der ersten Arbeitskammer angeschlossen, und die Hydraulikleitung
424h zwischen der Zylinder-Trennkolben-Einheit 422h und dem
Notbetätigungszylinder 54′h ist an der zweiten Arbeitskammer
angeschlossen. Die Arbeitskammern sind, wie auch die Hydrauliklei
tungen, mit Hydrauliköl gefüllt.
Zur Betätigung des Notbetätigungszylinders 54′h muß der Druck im
Hydrauliksystem ausreichen, den Trennkolben 426h gegen die
Druckkraft der Druckfeder 428h im Sinne einer Vergrößerung der
ersten Arbeitskammer und einer Verkleinerung der zweiten Arbeits
kammer zu bewegen und den Kolbenabschnitt 415h und damit die
Betätigungszylinderbaueinheit 52h gegen die Kraft der Druckfeder
mittel 418h in Richtung zur Kupplung zu bewegen. Die Druckkräfte
der Druckfedermittel 418h und der Druckfeder 428h sind derart
gewählt, daß die normalerweise bei funktionsfähigem Steuerventil
und ausreichendem Pneumatikdruck auftretenden Hydraulikdrücke im
Hydrauliksystem nicht ausreichen, den Notbetätigungszylinder 54′h
zu betätigen. Während dieses Normalbetriebs wird der Kolben
abschnitt 415h also in seiner getriebeseitigen Extremposition
belassen, so daß Dichtungsmittel wie Dichtungsringe und der
gleichen, die den Notbetätigungszylinder 54′h abdichten, nicht
abgenutzt werden.
Fällt hingegen das Steuerventil aus oder liefert die Druckquelle
98h keine Druckluft, so kann durch entsprechend stärkere Betäti
gung des Geberzylinders 92h durch das Kupplungspedal 94h der Druck
im Hydrauliksystem derart erhöht werden, daß nun die Federkräfte
der Druckfeder 428h und der Druckfedermittel 418h überwunden
werden und der Kolbenabschnitt 415h aus der Ausnehmung 416h unter
entsprechender Verschiebung der gesamten Betätigungszylinderbau
einheit 52h in Richtung zur Kupplung (und unter entsprechender
Verschiebung des Trennkolbens 426h) ausgerückt wird. Die Mem
branfederzungen 34h der Kupplung des gedrückten Typs werden
hierdurch über die Ausrücklageranordnung 48h in Richtung zur
Kupplung gedrückt, so daß die Anpreßplatte bzw. die Anpreßplatten
von der Kupplungsscheibe bzw. den Kupplungsscheiben abheben, die
Kupplung also auskuppelt.
Anstelle der Zylinder-Trennkolben-Einheit 422h oder auch zusätz
lich zu dieser kann auch ein Schaltventil in der Hydraulikver
bindung zwischen der Hydraulikleitung 90h und dem Notbetätigungs
zylinder 54′h vorgesehen sein, das in einem ersten Schaltzustand
den Hydraulikölfluß in Richtung zum Notbetätigungszylinder 54′h
sperrt und in einem zweiten Schaltzustand den Hydraulikölfluß in
Richtung zum Notbetätigungszylinder 54′h zuläßt.
Fig. 10a zeigt eine mögliche Ausführungsform eines derartigen
Schaltventils, das anstelle der Zylinder-Trennkolben-Einheit 422h
bei einer Betätigungseinrichtung gemäß Fig. 9 vorgesehen ist. Das
Schaltventil 430k ist mittels der Hydraulikleitung 425k an der zum
kupplungspedalbetätigbaren Geberzylinder 92h führenden Hydraulik
leitung angeschlossen und mittels der Hydraulikleitung 424k am
Notbetätigungszylinder 54′h angeschlossen. Das nur symbolhaft
dargestellte Schaltventil 430k ist ferner mittels einer Pneumatik
leitung 432k an der Druckluftquelle 98k angeschlossen. Solange die
Druckluftquelle 98k Druckluft mit ausreichendem Druck liefert,
besteht über das Schaltventil 430k keine Hydraulikverbindung
zwischen den Hydraulikleitungen 425k und 424k in Richtung zum
Notbetätigungszylinder. In umgekehrter Flußrichtung, also vom
Notbetätigungszylinder in Richtung zum Geberzylinder, ist
allerdings eine Hydraulikverbindung über ein Rückschlagventil 434k
des Schaltventils 430k vorgesehen.
Liefert hingegen die Druckluftquelle 98k keine Druckluft oder nur
Druckluft mit nicht ausreichendem Druck, so stellt das Schaltven
til 430k eine Verbindung zwischen den Hydraulikleitungen 425k und
424k auch in Richtung vom Geberzylinder zum Notbetätigungszylinder
her.
Durch das Schaltventil wird erreicht, daß eine Betätigung des
Notbetätigungszylinders nur dann möglich ist, wenn die Druck
luftquelle 98k keine Druckluft bzw. nur Druckluft mit nicht
ausreichendem Druck liefert. Die zur Betätigung des Notbetäti
gungszylinders nötigen Hydraulikdrücke können dann gegenüber dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 9 reduziert sein, da Druckschwellen
mittel, wie die Zylinder-Trennkolben-Einheit 422h und die Druck
federmittel 418h, entfallen können bzw. deren Vorspannkräfte
reduziert sein können.
Anstelle der Zylinder-Trennkolben-Einheit 422h bzw. des Schaltven
tils 430k oder auch zusätzlich kann auch eine Rückschlagventil
einheit in der Hydraulikleitung zwischen der Hydraulikleitung 90h
und dem Notbetätigungszylinder 54′h bei dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 9 vorgesehen sein. Eine geeignete Rückschlagventileinheit
438l ist in Fig. 10b gezeigt. Die Rückschlagventileinheit 438l
weist ein dem Rückschlagventil 434k entsprechendes Rückschlagven
til 434l auf, das eine Rückflußverbindung von dem hydraulischen
Notbetätigungszylinder 54′h zum hydraulischen Geberzylinder 92h
ermöglicht. Zusätzlich weist die Rückschlagventileinheit 438l ein
zum Rückschlagventil 434l parallelgeschaltetes Rückschlagventil
440l mit umgekehrter Flußrichtung auf. Das gegen ein Vorspannung
öffnende Rückschlagventil 440l ist derart ausgelegt, die Vor
spannung also derart bemessen, daß eine Flußverbindung zwischen
der Hydraulikleitung 425l und der Hydraulikleitung 424l in
Richtung zum Notbetätigungszylinder und damit vom Geberzylinder
zum Notbetätigungszylinder nur dann hergestellt wird bzw. ist,
wenn der Hydraulikdruck am Eingang des Rückschlagventils 440l und
damit der Hydraulikdruck im Hydrauliksystem eine vorgegebene,
durch die Vorspannung bestimmte Hydraulikdruckschweile übersteigt.
Der sich ergebenden Hydraulikdruckschwelle, die zur Betätigung des
Notbetätigungszylinders überschritten werden muß, entspricht eine
Betätigungskraftschwelle für die auf den Geberzylinder wirkende
Betätigungskraft.
Eine Variante, wie beispielsweise bei einer Betätigungsein
richtung entsprechend Fig. 7 eine Möglichkeit zur Notbetätigung
der Kupplung bereitgestellt werden kann, ist in Fig. 10c schema
tisch gezeigt.
Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 9 greift die Betätigungs
zylinderbaueinheit 52m mit einem Abschnitt 415m in eine Ausnehmung
416m eines an der Gehäuseglocke befestigten Halteteils 417m ein
und ist in dieser Ausnehmung prinzipiell axial verschiebbar. Die
Betätigungszylinderbaueinheit 52m ist durch einen Federspeicher,
beim gezeigten Beispiel durch eine in der Ausnehmung 416m zwischen
dem Abschnitt 415m und dem Halteteil 417m angeordnete Tellerfeder
450m oder dergleichen in Richtung zur Kupplung vorgespannt.
Während des Normalbetriebs, also solange das hier nicht gezeigte
Steuerventil funktionsfähig ist bzw. Druckluft mit ausreichendem
Druck zur Verfügung steht, wird die Betätigungszylinderbaueinheit
52m durch eine federvorgespannte Rastklinke 452m, die an einem
Ringbund 420m der Betätigungszylinderbaueinheit 52m angreift, in
ihrer von der Kupplung entfernteren axialen Extremposition
gehalten, bei der der Abschnitt 415m soweit wie möglich in die
Ausnehmung 416m eingerückt ist. Die Tellerfeder 450m steht dabei
derart unter Spannung, daß die von ihr auf die Betätigungszylin
derbaueinheit 52m ausgeübte Kraft in Richtung zur Kupplung
ausreicht, die Betätigungszylinderbaueinheit 52m zur Notbetätigung
der Kupplung ausreichend weit in Richtung zur Kupplung zu
verschieben, sobald die Rastklinke 452m nicht mehr an dem Ringbund
420m angreift.
Soll die Kupplung mittels des Federspeichers notbetätigt werden,
so wird die schwenkbar am Halteteil 417m angebrachte Rastklinke
452m beispielsweise mittels eines nicht gezeigten Bowden-Zugs
oder dergleichen außer Eingriff mit dem Ringbund 420m gebracht,
so daß die Tellerfeder 450m die Betätigungszylinderbaueinheit 52m
in Richtung zur Kupplung verschiebt und die Kupplung dement
sprechend auskuppelt.
Die Kupplung bleibt dann in diesem ausgekuppelten Zustand, bis
wieder eine normale Betätigung der Kupplung über den Pneumatik
kraft-Ringzylinder der Betätigungszylinderbaueinheit 52m möglich
st. Durch eine entsprechende Betätigung des Pneumatik
kraft-Ringzylinders wird die Betätigungszylinderbaueinheit 52m, die sich
über die aus der Betätigungszylinderbaueinheit 52m ausrückenden
Ausrücklageranordnung 48m an der Membranfeder 32m abstützt, in
Richtung zum Getriebe in die Ursprungsposition verlagert, bei der
die Rastklinke 452m den Ringbund 420m hintergreift und die
Tellerfeder 450m vorgespannt ist. Die Rastklinke 452m weist hierzu
eine Einlaufschräge auf, an der der Ringbund 420m angreift und die
Rastklinke 452m nach radial außen wegdrückt, so daß der Ringbund
420m den Eingriffsabschnitt der Rastklinke 452m passieren kann und
diese kupplungsseitig des Ringbundes 420m einrasten kann.
In Fig. 11 ist eine Variante der Betätigungszylinderbaueinheit der
Fig. 5 gezeigt. Die Betätigungszylinderbaueinheit 52n der Fig. 11
unterscheidet sich dadurch von dem Ausführungsbeispiel der Fig.
5, daß das Ringkolbenelement 170n durch eine an einem Ringbund
460n der stationären Ringzylinderwand 184n angreifende Zugfeder
462n in Richtung zum Getriebe vorgespannt ist. Zum Vorspannen des
Ringkolbenelements 172n in Richtung zur Kupplung sind anstelle der
Druckfeder 208d des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 im Ringzylin
derraum des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56n angeordnete Druckfe
dermittel 208n vorgesehen.
Wird der Pneumatikkraft-Ringzylinder mit Druckluft beaufschlagt,
ohne daß gleichzeitig der hydraulische Nehmer-Ringzylinder 54′n mit
Drucköl beaufschlagt wird, so bleibt das Ringkolbenelement 170n
des Pneumatikkraft-Ringzylinders 56n in seiner in der Fig. 11
gezeigten Axialposition, bei der das Volumen des Zylinderringraums
des hydraulischen Nehmer-Ringzylinders 54′n minimal ist. Das
Ringkolbenelement 170n stößt dabei unter der Zugkraft der Zugfeder
462n gegen einen nicht dargestellten Anschlag an. Der hydraulische
Nehmer-Ringzylinder 54′n des Ausführungsbeispiels der Fig. 11
dient somit im Gegensatz zum hydraulischen Nehmer-Ringzylinder 54d
des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 nicht als Meßzylinder für ein
zugeordnetes Steuerventil, sondern ausschließlich als Notbetäti
gungszylinder zur Notbetätigung der Kupplung im Falle eines
Versagens des Steuerventils bzw. nicht ausreichendem Pneumatik
drucks.
Der hydraulische Nehmer-Ringzylinder 54′n ist vorzugsweise über
Druckschwellenmittel wie die Zylinder-Trennkolben-Einheit 422h und
die Rückschlagventileinheit 4381 oder/und ein Schaltventil wie das
Schaltventil 430k am zugeordneten, insbesondere kupplungspedalbe
tätigbaren hydraulischen Geberzylinder angeschlossen.
Hinsichtlich einer Notbetätigung der Kupplung ergeben sich im
Vergleich zum Ausführungsbeispiel der Fig. 5 keine wesentlichen
Unterschiede; der hydraulische Nehmer-Ringzylinder 54′n muß nur
aufgrund der Zugfeder 462n und der ggf. vorgesehenen Druck
schwellenmittel mit einem entsprechend größeren Hydraulikdruck
beaufschlagt werden.
Für eine exakte Positionierung der Ausrücklageranordnung 48n sind
ferner geeignete Rückkopplungsmittel vorgesehen, die die axiale
Position der Ausrücklageranordnung zu dem Steuerventil oder zu
einer Steuereinheit rückkoppeln. Derartige Rückkopplungsmittel
sind in Fig. 11 nicht gezeigt, es kann zur Rückkopplung ein
gesonderter hydraulischer Meßzylinder vorgesehen sein, der über
entsprechende mechanische Koppelelemente beispielsweise an der
Ausrücklageranordnung 48n angreift, oder es kann eine elektrische
oder mechanische Rückkopplung wie bei den Ausführungsbeispielen
der Fig. 4 vorgesehen sein.
Eine weitere erfindungsgemäße Betätigungszylinderanordnung
ebenfalls für eine gedrückte Kupplung ist in Fig. 12 gezeigt. Die
Anordnung umfaßt einen als Meßzylinder und als Notbetätigungs
zylinder dienenden hydraulischen Nehmer-Ringzylinder 54p, der
konzentrisch zur Kupplungsachse A angeordnet ist, sowie mehrere
einzelne Pneumatikkraft-Zylinder 56p, die um die Kupplungsachse
A herum mit gleichem Umfangswinkelabständen verteilt und mit
gleichen Abständen von der Kupplungsachse A angeordnet sind. In
Fig 12 sind zwei Pneumatikkraftzylinder 56p1 und 56p2 darge
stellt. Der hydraulische Nehmer-Ringzylinder 54p und die Pneuma
tikkraftzylinder 56p greifen an einer die Ausrücklagerordnung 48p
tragenden Ringplatte 470p an. Die Anordnung könnte auch umgekehrt
sein, mit einem Pneumatikkraft-Ringzylinder und mehreren einzelnen
hydraulischen Nehmerzylindern. Auch könnte die radiale Position
der Nehmerzylinder vertauscht sein.
Eine weitere erfindungsgemäße Betätigungszylinderanordnung ist in
Fig. 13 gezeigt. Bei dieser Anordnung sind zwei einander bezogen
auf die Kupplungsachse A diametral gegenüberliegende hydraulische
Nehmerzylinder 54q1 und 54q2 sowie zwei einander bezogen auf die
Kupplungsachse A diametral gegenüberliegende Pneumatik
kraftzylinder 56q1 und 56q2 vorgesehen. Die vier Betätigungszylinder
sind um die Kupplungsachse A herum mit gleichen Umfangswinkel
abständen und mit gleichen Abständen von der Kupplungsachse A
verteilt angeordnet und greifen an einer gemeinsamen, die nicht
gezeigte Ausrücklageranordnung tragenden Ringplatte 470q an. Die
hydraulischen Nehmerzylinder 54q1 und 54q2 dienen als Notbetäti
gungszylinder und als hydraulische Meßzylinder für ein nicht
gezeigtes Steuerventil.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für eine erfin
dungsgemäße Betätigungseinrichtung ist in Fig. 14 gezeigt. Die
Betätigungseinrichtung der Fig. 14 unterscheidet sich von dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 7 allein durch eine andere Ausbildung
des Überlastungsschutzes zur Vermeidung zu hoher Hydraulikdrücke.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 14 sind zwei gesonderte
Überlastungsschutzanordnungen vorgesehen, um verschiedene
Möglichkeiten hinsichtlich der Ausbildung des Überlastungsschutzes
zu veranschaulichen. In der Praxis kann auch nur eine der beiden
im folgenden zu erläuternden Überlastungsschutzanordnungen
vorgesehen sein.
Die erste Überlastungsschutzanordnung ist ähnlich wie der
Überlastungsschutz 374f des Ausführungsbeispiels der Fig. 7
ausgebildet und umfaßt einen von der Steuerventil-Baueinheit 354r
gesonderten Überlastungsschutz 374r. Der Überlastungsschutz 374r
umfaßt einen mit der Hydraulikleitung 90r vom kupplungspedalbetä
tigbaren Geberzylinder 92r zum Hydraulikanschluß 78f verbundenen
Zylinder 376r und einen abgedichteten Kolben 378r, der in Richtung
einer Volumenverkleinerung des mit dem Hydrauliksystem verbundenen
Zylinderraums des Zylinders 376r federvorgespannt ist. Die
Funktionsweise ist wie bei dem Überlastungsschutz 374f des Aus
führungsbeispiels der Fig. 1. Der Überlastungsschutz 374r kann an
einer beliebigen Stelle innerhalb der Hydraulikdruckstrecke
zwischen dem Geberzylinder 72r und dem Steuerventil vorgesehen
sein.
Die zweite Überlastungsschutzanordnung ist durch eine spezielle
Ausbildung des hydraulischen Meßzylinders 54r, genauer des Kolbens
364r und der Kolbenstange 366r, realisiert. Genau wie bei dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 9 ist die Kolbenstange 366r mit dem
Koppelelement 372r formschlüssig, insbesondere lösbar form
schlüssig verbunden. Die Kolbenstange 366r ist somit mit der
Ausrücklageranordnung 48r bewegungsverkoppelt.
Der Kolben 364r ist auf der Kolbenstange 366r abgedichtet
verschiebbar gelagert und durch eine zwischen dem Koppelelement
372r und dem Kolben 364r wirkende Schraubendruckfeder 490r in
Richtung zum vom Koppelelement 372r entfernten Ende der Kolben
stange vorgespannt, an dem diese einen Anschlag 492r für den
Kolben 364r aufweist. Die Federvorspannung der Feder 490r ist
derart bemessen, daß die bei arbeitendem Steuerventil 74r bzw.
ausreichendem Pneumatikdruck auftretenden Hydraulikdrücke nicht
ausreichen, den Kolben 364r des hydraulischen Meßzylinders 54r
merklich gegen die Federkraft entlang der Kolbenstange 366r in
Richtung zum Koppelelement 372r, also im Sinne einer Volumenver
größerung des hydraulischen Meßzylinders 54r, zu bewegen. Der
Kolben 364r nimmt dann also stets im wesentlichen seine in Fig.
14 gezeigte Endstellung ein, in der er am Anschlag 492r anliegt.
Die Funktionsweise des hydraulischen Meßzylinders 54r ist dann
genau wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 bzw. (hinsichtlich
der Dämpfung des Pneumatiksystems) der Fig. 9.
Ist hingegen das Steuerventil 74r funktionsunfähig oder fehlt
Druckluft am Druckluftanschluß 76r, 30 kann der hydraulische
Meßzylinder 54r durch entsprechende Verschiebung des Kolbens 364r
gegen die Kraft der Feder 490r entlang der Kolbenstange 366r das
aus dem Geberzylinder 92r insbesondere bei entsprechend stärkerer
Betätigung des Kupplungspedals 94r verdrängte Hydraulikölvolumen
aufnehmen, so daß eine Beschädigung des Steuerventils 74r, der
Kolbenstange 366r oder des Koppelelements 372r durch stark erhöhte
Hydraulikdrücke bzw. auf diese wirkende starke Kräfte zuverlässig
vermieden wird.
Eine weitere Möglichkeit, zu hohe Hydraulikdrücke im Falle eines
Versagens des Steuerventils bzw. im Falle fehlender Druckluft zu
vermeiden, ist in Fig. 15a veranschaulicht. Die hier gezeigte
erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung entspricht weitgehend der
Betätigungseinrichtung der Fig. 2b. Bei dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 15a ist als Überlastungsschutz ein Überlastventil 494s
vorgesehen, das einerseits an die Hydraulikleitung 90s vom
hydraulischen Geberzylinder 92s zum Steuerventil 74s und anderer
seits an die Hydraulikleitung zwischen dem Hydraulikmediumvorrat
96s und dem Geberzylinder 92s angeschlossen ist. Das als Rück
schlagventil ausgebildete Überlastventil 494s läßt einen Hydrau
likmediumfluß von der Hydraulikleitung 90s zur Vorratsseite des
Geberzylinders 92s nur dann zu, wenn der Hydraulikdruck eine
vorgegebene Druckschwelle übersteigt. Die Druckschwelle ist derart
gewählt, daß das Überlastventil einen Rückstrom hydraulischen
Druckmediums aus dem Druckbereich zur Vorratsseite des Geberzylin
ders dann ermöglicht, wenn der auftretende Hydraulikdruck aus
Mangel an Pneumatikdruck oder aufgrund eines Versagens des
Steuerventils ein unzulässig hohes Maß erreicht.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2b erfolgt beim
Ausführungsbeispiel der Fig. 5a die Rückkopplung der Position der
Ausrücklageranordnung 48 zum Steuerventil 74s nicht über eine
hydraulische Meßzylinderanordnung mit entsprechender Hydrauliklei
tung zwischen der Betätigungszylinderbaueinheit 52s und dem
Steuerventil 74s, sondern über ein Gestänge 496s, das mit der
Ausrücklageranordnung 48s und einem oder mehreren Steuerventil
teilen des Steuerventils 74s, beispielsweise einem Ventilsitz,
verbunden ist.
Eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Betätigungsein
richtung ist in Fig. 15b gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird das Steuerventil zur Vorgabe der Soll-Axialposition der
Ausrücklageranordnung 48t von dem Kupplungspedal 94t über ein
Gestänge 498t angesteuert. Das Gestänge 498t umfaßt mehrere über
Gelenke miteinander verbundene Gestängeelemente. Ein kupplungs
pedalseitiges Gestängeelement ist über ein Gelenk mit dem
Kupplungspedal 94t verbunden, und ein steuerventilseitiges
Gestängeelement ist mit einem oder mit mehreren Steuerventilteilen
des Steuerventils, beispielsweise einem Ventilkörper, verbunden.
Auch die Rückkopplung der tatsächlichen Axialposition der Ausrück
lageranordnung 48t zum Steuerventil 74t erfolgt hier wie beim
Ausführungsbeispiel der Fig. 15a über ein Gestänge 496t.
Fig. 16 zeigt in Fig. 16a ein Schema, das das Prinzip einer
erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung speziell hinsichtlich der
Positionierung der Ausrücklageranordnung verdeutlicht. Neben der
eigentlichen Kraftzylinderanordnung, insbesondere Pneumatikkraft
zylinderanordnung 56u, umfaßt die Betätigungseinrichtung vor allem
das Steuerventil 74u, das über eine Verbindungsstrecke y (Stell
größe Y) die Kraftzylinderanordnung 56u in Abhängigkeit einer
Führungsgröße betätigt. Die Führungsgröße wird von einem Führungs
signal W abgeleitet, das bei dem gezeigten Beispiel von einem
Kupplungspedal 94u über eine Verbindungsstrecke w dem Steuerventil
74u zugeführt wird. Zur Umwandlung des Führungssignals W in die
Führungsgröße können dem entsprechenden Signalanschluß 78u des
Steuerventils Wandlermittel 500u zugeordnet sein.
Die Ansteuerung der Kraftzylinderanordnung 56u erfolgt in
Abhängigkeit von der die Sollposition der Ausrücklageranordnung
repräsentierenden Führungsgröße und einer die Ist-Position der
Ausrücklageranordnung repräsentierenden Ist-Größe. Die Ist-Größe
wird von einem Istwertsignal X abgeleitet, das dem Steuerventil
74u von einer der Ausrücklageranordnung zugeordneten Geberelement
anordnung 504u über eine Verbindungsstrecke x zugeführt wird. Dem
entsprechenden Signalanschluß 80u des Steuerventils 74u können
ebenfalls Wandlermittel 502u zugeordnet sein, die zur Umwandlung
des Istwertsignals X in die Ist-Größe dienen.
Das Steuerventil 74u, die Kraftzylinderanordnung, die der Ausrück
lageranordnung zugeordnete Geberelementanordnung 504u und die
Strecken x,y bilden einen Regelkreis, die die Position der
Ausrücklageranordnung entsprechend den Vorgaben des Führungs
signals W regelt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt
die Regelung durch Umschalten des Steuerventils 74u zwischen drei
Ventilzuständen, nämlich einem Befüllungssteuerzustand I, in dem
die Druckmittelquelle (insbesondere Pneumatikquelle) über die
Ventilanschlüsse 76u und 82u mit der Kraftzylinderanordnung 56u
verbunden ist, einem Entleerungssteuerzustand II, in dem die
Kraftzylinderanordnung 56u über die Ventilanschlüsse 82u und 84u
mit einem Ausgleichsvolumen (insbesondere Atmosphäre) verbunden
ist und einem Haltesteuerzustand III, in dem das Druckmittel aus
der Kraftzylinderanordnung 56u über das Steuerventil 74u nicht
entweichen kann. Ein gesonderter Haltesteuerzustand des Steuerven
tils ist nicht unbedingt erforderlich. Sofern ein eigener
Haltesteuerzustand des Steuerventils vorgesehen ist, so kann
dieser auch durch ein fortwährendes Umschalten zwischen der
Befüllungsverbindung 76u-82u und der Entleerungsverbindung
82u-84u realisiert sein. Ist kein eigener Haltesteuerzustand des
Steuerventils vorgesehen, so wird es doch die Funktion "Halten"
der Betätigungseinrichtung geben, nämlich derart, daß es in
gewissen Betriebszuständen zu einem fortwährenden Umschalten des
Steuerventils zwischen dem Befüllungssteuerzustand I und dem
Entleerungssteuerzustand II kommt.
Sowohl das die Sollposition angebende Führungssignal W als auch
das Rückkopplungs- oder Istwertsignal X können unabhängig
voneinander durch alle geeigneten Signalarten realisiert sein. Bei
den Signalen kann es sich jeweils um ein hydraulisches, pneumati
sches, mechanisches, elektrisches oder optisches Signal handeln,
um die wichtigsten Signalarten zu nennen. Je nach Signalart kann
das jeweilige Signal durch einen Druck, ein Volumen, eine Kraft,
einen Weg, einen Winkel, einen Strom, eine Spannung oder eine
Lichtintensität repräsentiert sein, um wiederum nur die wichtig
sten physikalischen Signalrepräsentationen zu nennen. Wichtig ist,
daß das Führungssignal W und das Istwertsignal X auch verschieden
artige Signale sei n können bzw. daß das Führungssignal W und das
Istwertsignal X durch verschiedene physikalische Größen repräsen
tiert sein können. Sind das Führungssignal W und das Istwertsignal
X verschiedenartig bzw. durch verschiedene physikalische Größen
repräsentiert, so kann durch die genannten Wandlermittel 500u und
502u eine Umwandlung der Signale auf gleichartige Größen (Füh
rungsgröße bzw. Ist-Größe) erfolgen.
Aus der Ist-Größe und der Führungsgröße kann eine Differenzgröße
abgeleitet werden, die den Steuerzustand des Steuerventils 74u
bestimmt. Bei dem gezeigten Beispiel nimmt das Steuerventil den
Befüllungssteuerzustand I an, wenn die Führungsgröße größer als
die Ist-Größe ist, und den Entleerungssteuerzustand II, wenn die
Führungsgröße kleiner als die Ist-Größe ist. Ist die Führungsgröße
gleich der Ist-Größe, so nimmt das Steuerventil 74u des Aus
führungsbeispiels der Fig. 16a den Haltesteuerzustand III an.
Bei der Ist-Größe, der Führungsgröße und gegebenenfalls der
Differenzgröße 02927 00070 552 001000280000000200012000285910281600040 0002019716600 00004 02808kann es sich jeweils um eine hydraulische,
pneumatische, mechanische oder elektrische Größe, insbesondere ein
Druck, ein Volumen, eine Kraft, ein Weg, ein Winkel, ein Strom
oder eine Spannung handeln, oder auch nur um eine Rechengröße, die
vorzugsweise unter entsprechender Digitalisierung in Speicherbe
reichen einer elektronischen Steuereinrichtung, insbesondere
Mikroprozessor, des Steuerventils vorliegen.
Zum Istwertsignal X ist noch nachzutragen, daß dieses anstelle
einer direkten Angabe der absoluten Ausrücklagerposition auch den
Ausrückweg, die Ausrückkraft oder das von der Kupplung übertragene
Moment angegeben bzw. repräsentieren kann. Entsprechend kann auch
das Führungssignal W den Soll-Ausrückweg, die Soll-Ausrückkraft
oder das zu übertragende Moment angeben anstelle der absoluten
Ausrücklager-Sollposition.
Für die Praxis ist es häufig zweckmäßig, wenn zwischen dem
Führungssignal W und der sich unter der Steuerung bzw. Regelung
des Steuerventils 74u einstellenden Axialposition der Ausrück
lageranordnung kein linearer Zusammenhang besteht. Beispielsweise
ist es für ein gefühlvolles manuelles Einkuppeln durch ent
sprechende Betätigung des Kupplungspedals 94u vorteilhaft, wenn
einem mittleren Sollpositionsbereich der Kupplung, der von einer
Position beginnender Drehmomentübertragung S und einer für im
wesentlichen maximale Drehmomentübertragung eingekuppelten
Position EK begrenzt ist, in den zugeordneten Führungssignalen W
gegenüber den übrigen Sollpositionsbereichen gespreizt ist. Eine
entsprechende Positionierkennlinie, die jedem Führungssignal W
eine Soll-Axialposition zuordnet, ist in Fig. 16b gezeigt. Da sich
diese durch das Führungssignal W angewiesene Soll-Axialposition
der Ausrücklageranordnung aufgrund der Betätigung der Kraftzylin
deranordnung 56u durch das Steuerventil 74u einstellt und dann dem
Istwertsignal X entspricht, ist die horizontale Achse des die
Positionierkennlinie angebenden Diagramms in Fig. 16b mit X
gekennzeichnet. Die vertikale Achse ist mit W gekennzeichnet.
Durch eine derartige Zuordnung zwischen Führungssignal W und
Sollposition der Ausrücklageranordnung wird, ausgehend vom
ausgekuppelten Zustand, einerseits ein schnelles Schließen der
Kupplung bis zum Schleifpunkt S und andererseits die schon
genannte Spreizung zwischen Schleifpunkt S und Einkuppelposition
EK erreicht, die ein gefühlvolles Einkuppeln ermöglicht. Die
Regelung der Axialposition der Ausrücklageranordnung nach der
Positionierkennlinie kann durch entsprechende Umrechnung bzw.
Umformung des Führungssignals W in den Wandlermitteln 500u oder
des Istwertsignals X in den Wandlermitteln 502u erreicht werden.
Claims (62)
1. Betätigungseinrichtung für eine im Antriebsstrang eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere Nutz-Kraftfahrzeugs, zwischen
einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe in einer Gehäuse
glocke (4) angeordnete Reibungskupplung (2), umfassend
- - eine im wesentlichen gleichachsig zur Reibungskupplung bewegliche Ausrücklageranordnung (48) zur Betätigung der Reibungskupplung (2);
- - eine Positionierservoanordnung (74, 52) mit einer auf die Ausrücklageranordnung wirkenden Pneumatikkraft zylinderanordnung (56), die über ein mit einer Pneuma tikquelle (98) verbundenes Steuerventil (74) abhängig von einer eine Sollposition repräsentierenden Führungs größe und einer die axiale Position der Ausrücklager anordnung (48) repräsentierenden Ist-Größe betätigbar ist;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pneumatikkraftzylinderanordnung (56) innerhalb der Gehäuseglocke (4) angeordnet ist, und
daß das Steuerventil (74) außerhalb der Gehäuseglocke (4) oder zumindest zum Teil innerhalb der Gehäuseglocke (4) angeordnet ist, jedoch bei mit der Brennkraftmaschine und dem Getriebe verbundener Gehäuseglocke (4) von außen her zugäng lich, insbesondere ausbaubar ist.
daß die Pneumatikkraftzylinderanordnung (56) innerhalb der Gehäuseglocke (4) angeordnet ist, und
daß das Steuerventil (74) außerhalb der Gehäuseglocke (4) oder zumindest zum Teil innerhalb der Gehäuseglocke (4) angeordnet ist, jedoch bei mit der Brennkraftmaschine und dem Getriebe verbundener Gehäuseglocke (4) von außen her zugäng lich, insbesondere ausbaubar ist.
2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Steuerventil (74) eine zwischen einem
ersten, die Pneumatikkraftzylinderanordnung (56) mit der
Pneumatikquelle (98) verbindenden Steuerzustand (I) und einem
zweiten, die Pneumatikkraftzylinderanordnung (56) mit einer
Druckausgleichsöffnung (84) verbindenden Steuerzustand (II)
verstellbare Ventilanordnung (292, 316, 334) umfaßt, die
abhängig von einer der Ist-Größe und der Führungsgröße
zugeordneten Differenzgröße zwischen den beiden Steuerzustän
den (I, II) umschaltbar ist.
3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ventilanordnung (292, 316, 334) in Ab
hängigkeit von der Differenzgröße in einen dritten Steuerzu
stand (III) verstellbar ist, in dem die Pneumatikzylinder
anordnung (56) im wesentlichen pneumatikdicht abgeschlossen
ist.
4. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der
Größen - Führungsgröße, Ist-Größe und gegebenenfalls Diffe
renzgröße - eine hydraulische, pneumatische, mechanische oder
elektrische Größe, insbesondere ein Druck, ein Volumen, eine
Kraft, ein Weg, ein Winkel, ein Strom oder eine Spannung,
ist.
5. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (74)
einen ersten Signalanschluß (78) zum Empfang eines die
Führungsgröße angebenden Führungssignals (W) insbesondere von
einer Kupplungspedalanordnung (94) und einen zweiten Signal
anschluß (80) zum Empfang eines die Ist-Größe angebenden
Istwertsignals (X) von einer der Ausrücklageranordnung (48)
zugeordneten Geberelementanordnung (54; 144b; 162c; 504u)
aufweist.
6. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Führungssignal (W) ein insbesondere durch
einen Druck, ein Volumen, eine Kraft, einen Weg, einen
Winkel, einen Strom, eine Spannung oder eine Lichtintensität
repräsentiertes hydraulisches, pneumatisches, elektrisches
oder optisches Signal ist, wobei dem ersten Signalanschluß
(78u) gegebenenfalls Wandlermittel (500u) zum Wandeln des
Führungssignals (W) in die Führungsgröße zugeordnet sind.
7. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Istwertsignal (X) ein
insbesondere durch einen Druck, ein Volumen, eine Kraft,
einen Weg, einen Winkel, einen Strom, eine Spannung oder eine
Lichtintensität repräsentiertes hydraulisches, pneumatisches,
mechanisches, elektrisches oder optisches Signal ist, wobei
dem zweiten Signalanschluß (80u) gegebenenfalls Wandlermittel
(502u) zum Wandeln des Istwertsignals (X) in die Ist-Größe
zugeordnet sind.
8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Positionierservoanordnung (74, 52) eine
Positionsregeleinrichtung (74u, 504u) umfaßt, die die
Position der Ausrücklageranordnung (48) in Abhängigkeit von
dem Führungssignal (W), dem Istwertsignal (X) und einer vor
gegebenen Positionierkennlinie (Fig. 16b) regelt.
9. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Positionierkennlinie (Fig. 16b) jedem
Führungssignal (W) eine Sollposition (W′) der Ausrücklager
anordnung (48) zuordnet, derart, daß ein im wesentlichen
durch eine Position beginnender Drehmomentübertragung (S) und
einer für im wesentlichen maximale Drehmomentübertragung
eingekuppelten Position (EK) begrenzter Sollpositionsbereich
ein verhältnismäßig größerer Führungssignalbereich zugeordnet
ist als die übrigen Sollpositionsbereiche.
10. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierservo
anordnung (74b, 52b, 140b, 144b) eine elektrische Positions
regelschaltung (140b) mit einem die Position der Ausrück
lageranordnung direkt oder indirekt erfassenden, elektrischen
Meßwertgeber (144b) umfaßt.
11. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß Positionierservoranordnung (74c,
52c) eine mechanische Positionsregelanordnung mit einem die
Position der Ausrücklageranordnung direkt oder indirekt
erfassenden, mechanisch angekoppelten Geberelement (162c)
umfaßt.
12. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierservoanordnung
(74, 52) eine hydraulische Positionsregelanordnung mit einer
die Position der Ausrücklageranordnung direkt oder indirekt
erfassenden, hydraulischen Meßzylinderanordnung (54) ins
besondere mit einem einzigen Meßzylinder (54) umfaßt.
13. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Steuerventil (74) eine zwischen einem
ersten, die Pneumatikkraftzylinderanordnung (56) mit der
Pneumatikquelle (98) verbindenden Steuerzustand und einem
zweiten, die Pneumatikkraftzylinderanordnung (56) mit einer
Druckausgleichsöffnung (84) verbindenden Steuerzustand
verstellbare Ventilanordnung (292, 316, 334) umfaßt, die
abhängig von der Differenzkraft zwischen einer dem Hydraulik
druck in der Meßzylinderanordnung (54) entsprechenden
Ist-Kraft und einer Vorlast (330, 332) zwischen den beiden
Steuerzuständen umschaltbar ist.
14. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuerventil (74f) und die Meßzylin
deranordnung (54f) eine an der Pneumatikkraftzylinderanord
nung (56f) lösbar befestigte Baueinheit (354f) bilden.
15. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßzylinderanordnung (54f) über ein Koppelelement (372f) mit
der Ausrücklageranordnung (48f) oder der Ausrücklageranord
nungsseite der Pneumatikkraftzylinderanordnung (56f) vorzugs
weise im wesentlichen starr gekoppelt oder koppelbar ist.
16. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein
im wesentlichen achsparallel zur Kupplungsachse (A) beweg
barer Kolben (364f) der Meßzylinderanordnung (54f) in
Richtung zur Reibungskupplung, vorzugsweise gegen das mit der
Ausrücklageranordnung (48f) fest verbundene Koppelelement
(372f), vorgespannt ist.
17. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein
im wesentlichen achsparallel zur Kupplungsachse (A) beweg
barer Kolben (364r) der Meßzylinderanordnung (54r) vorzugs
weise über das mit der Ausrücklageranordnung (48h; 48r) fest
verbundene Koppelelement (372h; 372r) mit der Ausrücklager
anordnung (48h; 48r) bewegungsverkoppelt oder bewegungsver
koppelbar ist.
18. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßzylinderanordnung (54a) und die Pneumatikkraftzylinder
anordnung (56a) eine Baueinheit (52a) bilden und daß das
Steuerventil (74a) an der Gehäuseglocke (4a) lösbar gehalten
und über Kanäle oder/und Leitungen (102a, 104a) mit der
Meßzylinderanordnung (54a) und der Pneumatikkraftzylinder
anordnung (56a) verbunden ist.
19. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßzylinderanordnung (54) und die Pneumatikkraftzylinder
anordnung (56) eine Baueinheit (52) bilden und daß das
Steuerventil (74) lösbar an der Baueinheit (52) befestigt
ist.
20. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßzylinderanordnung (54) als auf die Ausrücklageranordnung
(48) wirkende Nehmerzylinderanordnung (54) ausgebildet ist,
die zur Notbetätigung der Kupplung (2) mit einem insbesondere
kupplungspedalbetätigbaren Geberzylinder (92) hydraulisch
verbunden oder verbindbar ist.
21. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß,
insbesondere im Falle einer nicht zur Notbetätigung der
Kupplung (2) als Nehmerzylinder ausgebildeten Meßzylinder
anordnung (54f; 54r) Hydraulikdruckbegrenzungsmittel (374f;
374r; 54r; 494s) vorgesehen sind, die einem Ansteigen des
Hydraulikdrucks im Hydrauliksystem über einen vorgegebenen
Höchstwert entgegenwirken.
22. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hydraulikdruckbegrenzungsmittel (374f;
374r; 54r; 494s) einen Kolben (378f; 378r; 364r) einer
Zylinderanordnung (376f; 376r; 54r) in Richtung einer
Volumenverkleinerung des hydrauliksystemseitigen Zylin
derraums vorspannende Vorspanneinrichtung (377f; 377r; 490r)
oder/und ein die Druckseite mit der Vorratsseite des Geber
zylinders (92s) verbindendes, gegen eine Vorspannung öff
nendes Ventil (494s) umfassen.
23. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (490r) zwischen dem
Kolben (364r) und einem zugeordneten Kolbenstangenelement
(366r) der Meßzylinderanordnung (54r) wirkt.
24. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der
Ausrücklageranordnung (48) zusätzlich eine hydraulische
Nehmerzylinderanordnung (54) vorgesehen ist, die vorzugsweise
mittels eines pedalbetätigbaren Geberzylinders (92) betätig
bar ist.
25. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Pneumatikkraftzylinderanordnung (52h; 56n)
derart mit der hydraulischen Nehmerzylinderanordnung (54′h;
56′n) oder/und der Ausrücklageranordnung (48h; 48n) gekoppelt
ist, daß sie unabhängig von der Nehmerzylinderanordnung
(54′n; 56′n) für die Betätigung der Ausrücklageranordnung
(48h; 48n) expandierbar ist.
26. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Nehmerzylinderanordnung (54′h) zur Betäti
gung der Ausrücklageranordnung (48h) die Pneumatikkraftzylin
deranordnung (52h) axial verschiebt.
27. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Nehmerzylinderanordnung (54, n) die Ausrück
lageranordnung unter Expansion der Pneumatikkraftzylinder
anordnung (56n) betätigt.
28. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
Kraftschwellenmittel (418h, 422h; 440l; 462n) vorgesehen
sind, die die hydraulische Betätigung der Nehmerzylinder
anordnung (54′h; 54′n) im wesentlichen erst nach Überschrei
ten einer auf den Geberzylinder (92h) wirkenden Betätigungs
kraftschwelle zulassen.
29. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kraftschwellenmittel eine einen Kolben
(415h; 170n) der Nehmerzylinderanordnung (54′h; 54′n)
vorspannende Vorspanneinrichtung (418h; 462n) oder/und eine
zwischen die Nehmerzylinderanordnung (54′h) und den Geber
zylinder (92h) geschaltete Zylinder-Trennkolben-Anordnung
(422h) mit vorgespanntem Trennkolben (426h) oder/und ein
zwischen die Nehmerzylinderanordnung (54′n) und den Geber
zylinder (92h) geschaltetes, gegen eine Vorspannung öffnendes
Ventil (440l) umfassen.
30. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß in
einer Hydraulikverbindung zwischen dem Geberzylinder und der
Nehmerzylinderanordnung ein steuerbares Schaltventil (430k)
angeordnet ist.
31. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß das steuerbare Schaltventil (430k) abhängig vom
Betriebsdruck der Pneumatikquelle (98k) steuerbar ist.
32. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die
hydraulische Nehmerzylinderanordnung (54) als Meßzylinder
anordnung dient.
33. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pneumatikkraftzylin
deranordnung (56) einen zur Kupplungsachse (A) im wesentli
chen konzentrischen Pneumatikkraft-Ringzylinder (56) umfaßt.
34. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pneumatikkraftzylin
deranordnung (56) eine Mehrzahl von Pneumatikkraftzylindern
(56p1, 56p2) umfaßt, die um die Kupplungsachse (A) herum -
vorzugsweise zum Ausüben einer zur Kupplungsachse (a)
koaxialen Kraft auf die Ausrücklageranordnung (48p) -
verteilt, insbesondere mit gleichen Umfangswinkelabständen
voneinander und gleichen Abständen von der Kupplungsachse
(A), angeordnet sind.
35. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die
hydraulische Nehmerzylinderanordnung (54) einen zur Kupp
lungsachse (A) im wesentlichen konzentrischen Nehmer-Ring
zylinder (54) umfaßt.
36. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische
Nehmerzylinderanordnung (54) eine Mehrzahl von Nehmerzylin
dern (54q1, 54q2) umfaßt, die um die Kupplungsachse (A) herum -
vorzugsweise zum Ausüben einer zur Kupplungsachse (A)
koaxialen Kraft auf die Ausrücklageranordnung - verteilt,
insbesondere mit gleichen Umfangswinkelabständen und gleichen
Abständen von der Kupplungsachse (A), angeordnet sind.
37. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pneumatikkraftzylinderanordnung (56) und die hydraulische
Nehmerzylinderanordnung (54) eine Baueinheit (52) bilden.
38. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 33 und Anspruch 35, dadurch
gekennzeichnet, daß der Nehmer-Ringzylinder (54) und der
Pneumatikkraft-Ringzylinder (56) koaxial ineinander an
geordnet sind.
39. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Nehmer-Ringzylinder (54a; 54e) den Pneuma
tikkraft-Ringzylinder (56a; 56e) radial außen umschließt.
40. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch
gekennzeichnet, daß der Nehmer-Ringzylinder (54a; 54e) über
den Pneumatikkraft-Ringzylinder (56a; 56e) in Richtung der
Kupplungsachse (A) zur Reibungskupplung hin hinaus vorsteht
oder/und daß der Pneumatikkraft-Ringzylinder (56a; 56e) über
den Nehmer-Ringzylinder (54a; 54e) in Richtung der Kupplungs
achse (A) zum Getriebe hin hinaus vorsteht.
41. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 33 und Anspruch 35, dadurch
gekennzeichnet, daß in einem durch zwei in radialem Abstand
gleichachsig verlaufenden ringzylindrischen Wänden (242c,
244e) radial begrenzten Pneumatikkraft-Ringzylinder (56e) ein
Pneumatik-Ringkolbenelement (246e) abgedichtet verschiebbar
angeordnet ist, das zusammen mit einer der ringzylindrischen
Wände (242e) zusätzlich einen abgedichteten ringzylindrischen
Hydraulik-Stufenzylinder (54e) bildet.
42. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 33 und Anspruch 35, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Ringkolben (120a) des Nehmer-Ring
zylinders (54a) eine Zylinderwand (120a) des Pneumatik
kraft-Ringzylinders (56a) bildet.
43. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche und nach Anspruch 33 und Anspruch 35, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Ringkolben (116a) des Pneumatik
kraft-Ringzylinders (56a) eine Zylinderwand (116a) des
Nehmer-Ringzylinders (54a) bildet.
44. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 42 und 43, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ringkolben (120a) des Nehmer-Ring
zylinders (54a) an dem eine Zylinderwand (116a) des
Nehmer-Ringzylinders (54a) bildenden Ringkolben (116a) des Pneuma
tikkraft-Ringzylinders (56a) und einer gegenüberliegenden
Zylinderwand (108a) des Nehmer-Ringzylinders (54a) abgedich
tet axial verschiebbar angeordnet ist.
45. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pneumatik
kraft-Ringzylinder (56g) zwei in radialem Abstand gleichachsig ver
laufende, axial gegeneinander verschiebbare Ringzylinderwände
(398g, 400g) umfaßt, von denen jede zur Begrenzung eines
Druckraums eine ringförmige, zur jeweils anderen Ringzylin
derwand (400g; 398g) reichende Stirnwand (402g; 404g) trägt,
wobei die Ausrücklageranordnung (48g) an einer ersten (398g)
der beiden Ringzylinderwände gehalten ist und Befestigungs
mittel (406g, 394g) für die Befestigung des Pneumatik
kraft-Ringzylinders (56g) in der Gehäuseglocke an einer zweiten
(400g) der beiden Ringzylinderwände gehalten sind.
46. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Befestigungsmittel einen ringzylindrischen
Rohransatz (406g) auf der von der Ausrücklageranordnung (48g)
axial abgewandten Seite der Stirnwand (404g) der zweiten
Ringzylinderwand (400g) umfassen, an welchem die erste
Ringzylinderwand (398g) axial beweglich radial geführt ist.
47. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekenn
zeichnet, daß an der Stirnwand (402g) der ersten Ringzylin
derwand (398g) einerseits und im Bereich des der Ausrück
lageranordnung (48g) fernen Endes der ersten Ringzylinderwand
(398g) andererseits zur Abdichtung des Druckraums bestimmte
Dichtringe (408g, 410g) gehalten sind, die an Gleitflächen
der zweiten Ringzylinderwand (400g) und des ringzylindrischen
Rohransatzes (406g) abdichtend anliegen.
48. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 46 oder 47, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Ringzylinderwand (400g) die
erste Ringzylinderwand (398g) radial außen umschließt.
49. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 45 bis 48,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz (406g) einteilig
mit der zweiten Ringzylinderwand (400g) und deren Stirnwand
(404g) ausgebildet ist.
50. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Pneumatikkraftzylin
deranordnung (56a) einen Pneumatikkraft-Ringzylinder (56g)
umfaßt, der auf seiner der Ausrücklageranordnung (48g) axial
abgewandten Seite gleichachsig einen am ringzylinderfernen
Ende mit für die Verbindung zur Gehäuseglocke bestimmten
Befestigungsmitteln (394g) versehenen Rohransatz (406g)
trägt, und daß die Befestigungsmittel (394g) gegebenenfalls
zusammen mit zumindest einem Teilbereich des Rohransatzes
(406g) einen gesondert von dem Pneumatikkraft-Ringzylinder
(56g) hergestellten Befestigungsadapter (394g) bilden.
51. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Befestigungsadapter (394g) einen Führungs
ansatz für die radiale oder/und axiale Fixierung des Rohr
ansatzes (406g) aufweist.
52. Betätigungseinrichtung nach einem vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrücklageranordnung (48m)
ein mittels der Pneumatikkraftzylinderanordnung (52m) spann
barer Federspeicher (450m) zugeordnet ist, der zur Notbetäti
gung der Reibungskupplung auslösbar ist.
53. Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pneumatikquelle (98)
eine Druckgas abgebende Pneumatikdruckquelle (98) ist.
54. Betätigungseinrichtung für eine im Antriebsstrang eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere Nutz-Kraftfahrzeugs, zwischen
einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe in einer Gehäuse
glocke (4) angeordnete Reibungskupplung (2), umfassend
- - eine im wesentlichen gleichachsig zur Reibungskupplung bewegliche Ausrücklageranordnung (48) zur Betätigung der Reibungskupplung (2);
- - eine Positionierservoanordnung (74, 52) mit einer auf die Ausrücklageranordnung wirkenden Druckmittelkraft zylinderanordnung (56), die über ein mit einer Druck mittelquelle (98) verbundenes Steuerventil (74) ab hängig von einer eine Sollposition repräsentierenden Führungsgröße und einer die axiale Position der Aus rücklageranordnung repräsentierenden ist-Größe betätig bar ist;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckmittelkraftzylinderanordnung (56) innerhalb der Gehäuseglocke (4) angeordnet ist.
daß die Druckmittelkraftzylinderanordnung (56) innerhalb der Gehäuseglocke (4) angeordnet ist.
55. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Druckmittel ein hydraulisches oder pneuma
tisches Druckmittel ist.
56. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 54 oder 55, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Ausrücklageranordnung
(48) zusätzlich eine hydraulische Nehmerzylinderanordnung
(54) vorgesehen ist, die vorzugsweise mittels eines pedalbe
tätigbaren Geberzylinders (92) betätigbar ist.
57. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 54, 55 oder 56, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuerventil (74) außerhalb der
Gehäuseglocke (4) oder zumindest zum Teil innerhalb der
Gehäuseglocke (4) angeordnet ist, jedoch bei mit der Brenn
kraftmaschine und dem Getriebe verbundener Gehäuseglocke (4)
von außen her zugänglich, insbesondere ausbaubar ist.
58. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 57,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (74) eine
zwischen einem ersten, die Druckmittelkraftzylinderanordnung
(56) mit der Druckmittelquelle (98) verbindenden
Steuerzustand (I) und einem zweiten, die Druckmittelkraftzylinder
anordnung (56) mit einer Druckausgleichsöffnung (84) ver
bindenden Steuerzustand (II) verstellbare Ventilanordnung
(292, 316, 334) umfaßt, die abhängig von einer der Ist-Größe
und der Führungsgröße zugeordneten Differenzgröße zwischen
den beiden Steuerzuständen (I, II) umschaltbar ist,
wobei die Ventilanordnung (292, 316, 334) vorzugsweise in Abhängigkeit von der Differenzgröße in einen dritten Steuer zustand (III) verstellbar ist, in dem die Druckmittelzylin deranordnung (56) im wesentlichen druckmitteldicht abge schlossen ist,
das Steuerventil (74) bzw. die Positionierservoranordnung (74, 52) insbesondere mit den Merkmalen wenigstens eines der Ansprüche 4 bis 13.
wobei die Ventilanordnung (292, 316, 334) vorzugsweise in Abhängigkeit von der Differenzgröße in einen dritten Steuer zustand (III) verstellbar ist, in dem die Druckmittelzylin deranordnung (56) im wesentlichen druckmitteldicht abge schlossen ist,
das Steuerventil (74) bzw. die Positionierservoranordnung (74, 52) insbesondere mit den Merkmalen wenigstens eines der Ansprüche 4 bis 13.
59. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 58,
gekennzeichnet durch wenigstens ein Merkmal der Ansprüche 1
bis 51 unter Ausbildung der Druckmittelkraftzylinderanordnung
entsprechend der Pneumatikkraftzylinderanordnung.
60. Betätigungszylinderbaueinheit (52), insbesondere für eine
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, umfassend eine Druckmittelkraftzylinderanordnung,
insbesondere Pneumatikkraftzylinderanordnung (56), vorzugs
weise ferner umfassend eine hydraulische Nehmerzylinder- oder
Meßzylinderanordnung (54) sowie ggf. umfassend ein Steuerven
til (74), wobei von den Zylinderanordnungen wenigstens eine
(56) zur konzentrischen Anordnung um eine Kupplungsachse (A)
vorgesehen-ist, die Druckmittel- bzw. Pneumatikkraftzylinder
anordnung (56) mit wenigstens einem der sich auf die Pneuma
tikkraftzylinderanordnung bzw. die Druckmittelkraftzylinder
anordnung beziehenden Merkmale der vorhergehenden Ansprüche,
die hydraulische Nehmerzylinder- bzw. Meßzylinderanordnung
(54) insbesondere mit wenigstens einem der sich auf die
hydraulische Nehmerzylinderanordnung bzw. die hydraulische
Meßzylinderanordnung beziehenden Merkmale der vorhergehenden
Ansprüche, das Steuerventil (74) insbesondere mit wenigstens
einem der sich auf das Steuerventil beziehenden Merkmale der
vorhergehenden Ansprüche.
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DE19716600A DE19716600A1 (de) | 1996-06-12 | 1997-04-21 | Betätigungseinrichtung für die Betätigung, insbesondere pneumatische Betätigung einer Reibungskupplung |
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DE19716600A DE19716600A1 (de) | 1996-06-12 | 1997-04-21 | Betätigungseinrichtung für die Betätigung, insbesondere pneumatische Betätigung einer Reibungskupplung |
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