DE2641572A1

DE2641572A1 - Servomechanismus fuer eine scheibenkupplung

Info

Publication number: DE2641572A1
Application number: DE19762641572
Authority: DE
Inventors: Runo Roy Oskar Ternehaell
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1975-09-18
Filing date: 1976-09-15
Publication date: 1977-03-31
Also published as: US4084671A; JPS5239049A; SE404412B; GB1524439A; SE7510448L; DE2641572C2

Description

28 481/2 t/wa

AB VOLVO, GÖTEBORG / SCHWEDEN

Servomechanismus für eine Scheibenkupplung

Die Erfindung betrifft einen Servomechanismus für eine Scheibenkupplung, insbesondere für Motorfahrzeuge, mit einem in einem Zylinder beweglichen Servokolben, dessen Kolbenstange mit der Kupplung verbunden und so angeordnet ist, dass diese bei Zufuhr eines Druckmediums zu einer Zylinderarbeitskammer zwischen dem Kolben und der Bodenwand des Zylinders ausgerückt wird.

Zum Ausrücken einer Scheibenkupplung in einem Fahrzeug, z.B. bei Änderung der Zahnradübersetzung, kann die Scheibenkupplung von einem Ausrücklager betätigt werden, das wiederum

709813/03U

über ein Verbindungssystem von einem Druckmedium betriebenen Servokolben betätigt wird.

Da die Kupplungsscheibe Verschleiss unterworfen ist, ist im System ein gewisses Spiel erforderlich, so dass die Kupplung trotz des Verschleisses vollständig eingerückt werden kann. Bislang war bekannt, dieses Spiel zwischen dem Ausrücklager und den Ausrückfingern vorzusehen. An dieser Stelle jedoch kann das Spiel nur innerhalb bestimmter Grenzen zugelassen werden, so dass relativ häufige Nachstellungen vorgenommen werden müssen. Dieser Nachteil wurde durch eine Entwicklung ausgeschaltet, die den Ausgangspunkt der Erfindung darstellt, indem das Ausrücklager ohne Spiel gegen die Ausrückfinger angeordnet wurde. Anstelle davon wird ein grosses Spiel in dem Servomechanismus zugelassen, indem der Kolben in der Arbeitskammer des Zylinders über einen längeren Weg verschiebbar ist. Wenn die Scheibe verschliessen ist, kommt der Arbeitskolben bei eingerückter Kupplung zunehmend näher an der Bodenwand des Zylinders zu liegen. Dabei besteht die Gefahr, dass bei nicht regelmässiger Überprüfung des Verschleisses der Kupplungsscheiben der Arbeitskolben die Bodenwand des Zylinders berührt und dann keine volle Eingriffnähme der Scheibenkupplung mehr erlaubt. Die Kupplung rutscht dann, was zu einem Verbrennen der Scheibe führt.

Durch die Erfindung soll demgegenüber diese Gefahr ausgeschaltet und vermieden werden, dass der Servokolben in Berührung mit der Bodenwand des Zylinders kommt.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass eine Einrichtung zum Erfassen der Stellung des Kolbens mit einer

709813/03U - 3 -

Signalvorrichtung oder dergleichen verbunden und so angeordnet ist, dass,wenn der Kolben infolge einer verschlissenen Kupplungsscheibe eine Stellung nahe bei der Bodenwand des Zylinders annimmt, diese die Signalvorrichtung zur Abgabe eines Warnsignals an den Fahrer veranlasst.

Die Erfassungseinrichtung und die Signalvorrichtung können auf verschiedene Art, z.B. in Form eines von der Kolbenstange betätigten Schalters oder eines Warnlichtes, aufgebaut sein. Bei einem Servomechanismus mit einem druckluftbetätigten Servokolben weist die Signalvorrichtung einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ein Ventil auf, das eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer des Zylinders und der Aussenatmosphäre steuert;und dass in der normalen Betriebsstellung des Servomechanismus die Verbindung geschlossen hält, jedoch in eine freigebende Stellung durch die Erfassungseinrichtung bewegbar ist, wenn diese feststellt, dass der Kolben nahe bei der Bodenwand des Zylinders liegt, so dass die Luft aus der Arbeitskammer durch die Verbindung ausströmen und ein akustisches Signal an den Fahrer abgeben kann. Diese Ausführung hat weiter den Vorteil, dass der Servoluftdruck in der Zylinderarbeitskammer abfällt, so dass der Fahrer auf das Pedal zum Ausrücken der Kupplung einen höheren Druck ausüben muss. Somit wird der Fahrer auf den Kupplungsverschleiss durch den extra erforderlichen Pedaldruck ebenfalls hingewiesen.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung von dieser Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein Stift verschiebbar in einer Axialbohrung in der Bodenwand des Zylinders angeordnet ist, wobei sich das innere Ende des Stiftes in den Bewegungsweg des Kolbens nahe bei der Bodenwand des

709813/03U - 4 -

-A-

Zylinders erstreckt, dass der Stift in seiner inneren normalen Stellung unbeeinflusst durch den Kolben die Bohrung abdichtend schliesst, und dass der Stift in einer nach aussen verschobenen Signalstellung, hervorgerufen durch die Bewegung des Kolbens,, einen Luftströmungsweg durch die Bohrung freigibt. Somit wird eine preisgünstige Kombination von Erfassungseinrichtung und Signalvorrichtung erhalten, die aufgrund ihres unkomplizierten Aufbaus mechanisch zuverlässig ist.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Stift sich in seiner normalen Stellung mit seinem äusseren Ende über die Bodenwand des Zylinders hinaus erstreckt und an seinem äusseren Ende mit einer radial abstehenden verformbaren Einrichtung versehen ist, die die Ausfahrbewegung des Stiftes in die Signalstellung mitmacht, und dass ein fester Anschlag so im Bewegungsweg der Einrichtung angeordnet ist, dass er die Einrichtung verformt, wenn sich der Stift in die Signalstellung bewegt. Hierdurch wird ein optischer Hinweis darauf geschaffen, dass die Kupplungsscheibe verschlissen ist.

Der Stift ist so gehalten, dass er nicht vollständig aus der Bohrung durch den Luftdruck in der Arbeitskammer, was zu einem Verlust des Stiftes führen könnte, herausgedrückt werden kann. Die Anbringung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Stift eine zusätzliche, radial abstehende Einrichtung, z.B. in Form eines Flansches oder einer Scheibe aufweist _r die so angeordnet ist, dass sie in der Signalstellung des Stiftes gegen den Anschlag anstösst und ein weiteres Ausfahren des Stiftes verhindert.

709813/03U

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei die Zeichnung eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht von einem Servomechanismus für eine nicht gezeigte Fahrzeugkupplung wiedergibt.

Der in der Zeichnung gezeigte Servomechanismus weist ein Gehäuse 1 mit einer zylindrischen Bohrung 2 auf, in der ein Servokolben 3 bewegbar ist. Der Kolben 3 ist mit einer Kolbenstange 4 verbunden, die sich durch einen am Gehäuse 1 befestigten Deckel 5 für die zylindrische Bohrung 2 nach aussen erstreckt. Die Kolbenstange 4 dient zur Verbindung mit einer nicht gezeigten Scheibenkupplung, bei der das Ausrücklager ohne Spiel an den Kupplungsfingern anliegt. In der Figur ist der Servomechanismus mit dem Kolben 3 in der Stellung gezeigt, die er in der zylindrischen Bohrung 2 einnimmt, wenn die Kupplungsscheibe nicht verschlissen ist. Der Abstand zwischen dem Kolben 3 und der Bodenwand 6 des Zylinders 2 ist somit gross.

Der Raum 10 zwischen dem Arbeitskolben 3 und der Bodenwand 6 des Zylinders bildet die Arbeitskammer des Servomechanismus, der Druckluft in einer nicht gezeigten Weise von einem Drucklufteinlass 7 in einer Verlängerung 8 des Gehäuses 1 zugeführt werden kann. Diese Verlängerung 8 erstreckt sich in entgegengesetzter Richtung zur Kolbenstange 4. Die Verlängerung 8 trägt an ihrem Ende ein Paar Ösen 9, mit denen der Mechanismus am Fahrzeug verankert wird.

Wenn Druckluft in die Arbeitskammer 10 zwischen dem Kolben 3 und der Zylinderbodenwand 6 eingeführt wird, wird der Kolben 3 nach links in der Zeichnung verschoben, so dass seine

709813/03U " ⁶ "

Kolbenstange 4 die Scheibenkupplung gegen die Kraft der Federn in der Kupplung ausrückt. Die Zylinderkanuner 11 zwischen dem Kolben 3 und dem Deckel 5 wird über eine Öffnung 12 entleert.

Wenn die Druckluftzufuhr in die Arbeitskammer 10 beendet und die Kammer entleert wird, bringen die Kupplungsfedern die Scheibe wieder in die eingerückte Stellung. Die Kolbenstange 4 und der Kolben 3 werden nach rechts in der Zeichnung verschoben. Mit grosser werdendem Verschleiss an der Scheibenkupplung wird der Kolben 3 weiter nach rechts verschoben. Wenn eine neue Kupplungsscheibe eingebaut wird, werden die Kupplung, der Servomechanismus und die Verbindung zwischen diesen Teilen so eingestellt, dass, wenn die Kupplungsscheibe vollständig oder annähernd vollständig verschlissen ist, der Kolben 3 sehr nahe bei der Zylinderbodenwand 6 zu liegen kommt. Der Servomechanismus ist weiter mit einer Warnvorrichtung versehen, die anzeigt, dass die Kupplungsscheibe abgenutzt ist, und verhindert, dass der Kolben in Berührung mit der Bodenwand 6 des Zylinders kommt und damit eine volle Eingriffsnahme der Kupplung verhindert.

Die Warnvorrichtung besteht aus einem zylindrischen Stift 13, der in einer parallel zur Zylinderbohrung 3 liegenden Bohrung 14 verschiebbar ist. Der Stift 13 erstreckt sich durch die Bodenwand 6 des Zylinders von der Arbeitskammer 10 nach äussen. Ein O-Ring 16 ist in einer Ringnut 15 im Stift 13 angeordnet, wobei der O-Ring 16 in der gezeigten Position eine Abdichtung zwischen Stift 13 und dem Ende der Bohrung 14 schafft, das von der Kammer 10 abgewandt ist. Ein axialer Kanal 17 erstreckt sich von dem Ende des Stiftes 13, das in die Kammer 10 hineinragt, zu einer radialen Öffnung 18 nahe

709813/03U

bei der Ringnut 15 an dessen Seite, die der Kammer 10 zugewandt ist.

Die Bohrung 14 erstreckt sich über einen konischen Bereich zu einer Bohrung 20 mit grösserem Durchmesser als die Bohrung 14. Der Stift 13 ist innerhalb der Bohrung 20 mit zwei Flanschen 21, 22 versehen, zwischen denen ein Dichtring 23 aus Gummi befestigt ist. Der Dichtring 23 ruht auf der Wand der Bohrung 20 und verhindert einen Eintritt von Feuchtigkeit und Schmutz in die Bohrung 14.

Der von der Kammer 10 abgewandte Bereich des Stiftes 13 ragt aus der Bohrung 20 heraus und endet in einen Endbereich 24 mit geringerem Durchmesser. Eine Scheibe 25 ruht auf dem ringförmigen Absatz, der am Übergang des Stiftes 13 zum Endbereich 24 ausgebildet ist. Ein Keilstift 26 ist durch den Endbereich 24 eingesetzt und verhindert ein unbeabsichtigtes Herausfallen des Stiftes 13. Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung liegt die Scheibe 15 an der der Zylinderbodenwand 6 zugewandten Seite eines mit dem Gehäuse 1 verbundenen Anschlags 27 an. Die Scheibe 25 besteht aus leicht verformbarem Material. Eine zusätzliche Scheibe 28 aus stärkerem Material ist lose auf dem Stift 13 zwischen der Scheibe 25 und dem Flansch 22 angeordnet. Die Scheibe 28 erstreckt sich radial über den' Anschlag? 27 hinaus.

In der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung liegt die Scheibe 25 am Anschlag 27 an und verhindert, dass der Stift 13 durch den Luftdruck weiter aus der Kammer 10 herausgedrückt wird. Der O-Ring 16 dichtet die Bohrung 14 ab und der Servomechanismus arbeitet normal.

- 8 709813/03U

Wenn die Kupplungsscheibe soweit verschlissen ist, dass der Kolben 3 nach erneuter Eingriffnähme der Kupplung zu einer Stellung nahe der Bodenwand 6 des Zylinders 2 verschoben wird, kommt der Kolben 3 in Berührung mit dem Ende des Stiftes 13 und verschiebt diesen nach rechts in der Zeichnung. Der Anschlag 27 verformt die Scheibe 25 und schafft damit eine optische Anzeige, dass die Kupplungsscheibe verschlissen ist. Während der Verschiebung des Kolbens 13 verlässt der O-Ring 16 die .Bohrung 14, so dass die Dichtwirkung verloren geht, wobei die öffnung 18 des Kanals 17 ebenfalls die Bohrung 14 verlässt und in den konischen Bereich 19 mündet. Auf diese Weise wird ein Auslassweg für die Druckluft aus der Arbeitskammer 1G durch den Kanal 17 in die Bohrung 20 geschaffen. Die Druckluft kann aus der Bohrung 20 längs des flexiblen Dichtringes 23 nach aussen ins Freie strömen. Wenn daher der Fahrer das Kupplungspedal niedertritt, wird die Kammer 10 mit Druck beaufschlagt und strömt die Luft aus der Kammer nach aussen ins Freie, wobei ein kräftiges Abblasgeräusch entsteht, das den Fahrer warnt, dass die Kupplungsscheibe verschlissen ist. Dieses akustische Signal wird jedesmal dann abgegeben, wenn ein Niedertreten des Kupplungspedals erfolgt. Da die Luft aus der Arbeitskammer 10 ins Freie ausströmt, fällt auch der Arbeitsdruck in der Kammer 10 ab und muss der Fahrer einen grösseren Pedaldruck aufbringen, um den Kupplungsvorgang voll durchzuführen. Auch hierdurch erhält er einen Hinweis auf das Vorliegen einer verschlissenen Kupplungsscheibe.

Die Scheibe 28 verhindert, dass der Stift 13 vollständig aus den Bohrungen 14 und 20 aufgrund der Wirkung des Luftdrucks in der Kammer 10 herausgestossen wird und damit verloren

709813/03U

geht. Der Flansch 22 kommt in Berührung mit der Scheibe 28, die wiederum in Berührung mit dem Anschlag 27 tritt, wodurch die Bewegung des Stiftes 13 unterbunden wird. Wenn die verschlissene Kupplung ausgetauscht wird, wird der Keilstift 26 entfernt und die verformte Scheibe 25 durch eine neue Scheibe ersetzt, sobald der Stift 13 in der Kammer 10 eingesetzt worden ist. Die neue Scheibe 25 wird mit dem Keilstift 26 verriegelt, wonach die Warnvorrichtung erneut betriebsbereit vorliegt.

709813/03U

Claims

PAT EN TAN SP RU CH E

Servomechanismus für eine Scheibenkupplung, insbesondere für Motorfahrzeuge, mit einem in einem Zylinder beweglichen Servokolben, dessen Kolbenstange mit der Kupplung verbunden und so angeordnet ist, dass diese bei Zufuhr eines Druckmediums zu einer Zylinderarbeitskammer zwischen dem Kolben und der Bodenwand des/Zylinders ausgerückt wird, dadurch g e k en η ζ eich η e t , dass eine Einrichtung (13) zum Erfassen der Stellung des Kolbens mit einer signalabgebenden Vorrichtung (13, 20) oder dergleichen verbunden und so angeordnet ist, dass, wenn der Kolben (3) infolge einer verschlissenen Kupplungsscheibe eine Stellung nahe der Bodenwand (6). des Zylinders annimmt, die

Vorrichtung zur Abgabe eines Warnsignals an den Fahrer " ausgelöst wird.
2. Servomechanismus nach Anspruch 1 mit einem Druckluft betätigten Servokolben, dadurch ge k e η η zeichne t , dass die signalabgebende Vorrichtung ein Ventil (13, 14) umfasst, das eine Verbindung (17, 20) zwischen der Arbeitskammer (10) des Zylinders (2) und der Aussenatmosphäre steuert, und das beim normalen Betriebszustand des Servomechanismus die Verbindung verschlossen hält, jedoch durch die Erfassungseinrichtung (13) in eine freigebende Stellung bringbar ist, wenn die Einrichtung (13) feststellt, dass der Kolben nahe der Bodenwand (6) des Zylinders liegt, so dass in der freigebenden Stellung Luft aus der Arbeitskammer (10)

7098Ϊ3/0314'

- 11 -

durch die Verbindung (17, 20) ausströmt und dem Fahrer ein akustisches Signal vermittelt.
3. Servomechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass ein Stift (13) verschiebbar in einer Axialbohrung (14, 20) in der Bodenwand (6) des Zylinders angeordnet ist, wobei das innere Ende des Stiftes sich in den Bewegungsweg des Kolbens (3) nahe der Bodenwand (6) des Zylinders erstreckt, dass der Stift (13) in seiner normalen Stellung _l durch den Kolben (3) unbeeinflusst die Bohrung abdichtend verschliesst ist,und dass der Stift (13) in einer nach aussen verschobenen Signalstellung infolge Bewegung des Kolbens (3) einen Luftströmungsweg durch die Bohrung (14, 20) freigibt.
4. Servomechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Stift (13) sich in seiner normalen Stellung mit seinem äusseren Ende über die Bodenwand (6) des Zylinders hinaus erstreckt und an seinem äusseren Ende (24) mit einer radial sich erstreckenden verformbaren Einrichtung (25) versehen ist, die die Ausfahrbewegung des Stiftes (13) in die Signalstellung mitmacht, und dass ein fester Anschlag (27) so im Bewegungsweg der Einrichtung (25) angeordnet ist, dass er die Einrichtung (25) verformt, wenn sich der Stift (13) zur Signalstellung bewegt.
5. Servomechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass der Stift (13) mit einer zusätzlichen, radial sich erstreckenden Einrichtung (28) z.B. in Form eines Flansches oder einer Scheibe versehen ist,

709813/03U

- 12 -

die so angeordnet ist, dass sie in der Signalstellung des Stiftes (13) gegen den Anschlag (27)anstösst und ein weiteres Ausfahren des Stiftes verhindert.

70981 3/03U