DE2716711A1 - Mit druckmittel betriebene servoeinrichtung zur betaetigung der kupplung eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit Druckmittel betriebene Servoeinrichtung zur Betätigung der Kupplung eines Kraftfahrzeuges mit einem in entgegengesetzte Richtungen in einem Gehäuse verschiebbaren Betätigungsglied, das mit dem Betätigungsgestänge der Kupplung verbunden ist, und einer Ventileinrichtung zur Steuerung der Verbindung zwischen der Einrichtung und einer Druckmittelquelle mit einem beweglichen Ventilglied, welches über eine flexible Antriebsverbindung an das Kupplungspedal angeschlossen ist, insbesondere für Kupplungen mit fallender Pedalkraftkennlinie.

Die Kupplung in einem Personenkraftwagen oder einem leichten Lastwagen wird für gewöhnlich durch ein Kupplungspedal gesteuert, das über ein Gestänge mit dem die Kupplung ausrückenden Schiebering oder Gleitring verbunden ist. Wenn jedoch die Kupplung relativ große Belastungen übertragen muß, wie dies bei schweren Lastwagen und Geräten der Fall ist, ist die zur Bewegung des Kupplungspedals erforderliche Kraft so groß, dass sich die Anwendung einer Servoeinrichtung empfiehlt. Auch ist es für einige Anwendungsfälle wünschenswert, das starre Verbindungsgestänge zu vermeiden, das üblicherweise zwischen dem Kupplungspedal in der Kabine des Kraftfahrzeuges und der Kupplung vorgesehen ist. Bei Lastkraftwagen mit abklappbarer Kabine muß beispielsweise die Verbindung flexibel oder lösbar sein, damit entsprechende Wartungsarbeiten durchgeführt werden können. Um hier zu helfen kann eine durch Druckmittel betätigbare Servoeinrichtung zur Betätigung der Kupplung verwendet werden, welche den Kraftaufwand am Pedal vermindert und zwar in Abhängigkeit von der Betätigung des Pedals durch den Fahrer und welche die Verwendung eines flexiblen Kabels oder dergleichen flexiblen Elementes zwischen der Fahrerkabine und der Kupplung ermöglicht. Als Druckmittel wird in den meisten Fällen Druckluft verwendet, und es wird nachfolgend auch zumeist von Druckluft gesprochen, obwohl auch andere Druckmittel in Gasform oder in flüssiger Form verwendet werden können.

Üblicherweise sind die Servoeinrichtungen für Kupplungen mit einem schwenkbaren Gestängeglied verbunden, um die Kraft auf den Kupplungsbetätigungsschieber zu übertragen. Die meisten Kupplungen haben eine Betätigungsschieber-Belastungskurve, die von vollem Kupplungseingriff bis zur vollen Ausrückstellung zunimmt und leicht kontrolliert werden kann. Einige Kupplungen, die allgemein als Kupplungen mit fallender Pedalkraftkennlinie bezeichnet werden, haben eine niedrigere Schieberbelastung in der vollen Ausrückstellung als an einer Stelle zwischen voller Eingriffstellung und voller Ausrückstellung. Die bisher bekanntgewordenen mit Druckmittel arbeitenden Servoeinrichtungen für die Kupplungen arbeiten zumeist nicht zufriedenstellend bei der Anwendung bei Kupplungen der zuletzt genannten Art.

Die Servoeinrichtung bekannter Art können von dem Typ sein, welche von einer Vakuumquelle aus betätigt werden. Die Betätigung kann beispielsweise vom Lufteinlaßverteiler der Kraftfahrzeugmaschine aus erfolgen. Die Servoeinrichtungen können aber auch von dem Typ sein, welche mit Druckluft betätigt werden. Dies ist zumeist dann der Fall, wenn relativ hohe Betätigungskräfte erforderlich sind. Die Betätigungs- oder Servoeinrichtung erfordert ein Ventil, um die Verbindung mit der Druckmittelquelle bei Betätigung der Kupplung zu steuern.

Eine typische bekannte Ventileinrichtung für eine Servobetätigungsvorrichtung umfasst eine Ventilhülse mit einem Kolben, der in der Hülse in Abhängigkeit von der Betätigung des Gaspedals verschiebbar ist. Die Hülse ist mit zwei ringförmigen Sätzen von Öffnungen versehen, während der Kolben einen dreieckförmigen Körper aufweist, der eine Ausnehmung bildet. Wenn das Gaspedal freigegeben wird, wird der Kolben so bewegt, dass die Ausnehmung mit den beiden Öffnungssätzen in Fluchtung steht, um den Einlaßverteiler mit einem Druckdifferentialmotor zu verbinden, der die Kupplung ausrückt. Wenn das Gaspedal niedergedrückt wird, bewegt eine Feder den Kolben relativ zu der Hülse, um die zweite Öffnungsserie zu schließen, wodurch die Verbindung zum Einlaß- verteiler unterbrochen wird, sodaß die Kupplung einrücken kann (vergl. US-PS 2152088).

Bei einem anderen Steuerventil ist ebenfalls ein hülsenförmiges Ventil mit einer ersten äußeren Hülse, einer zweiten inneren Hülse, die in der ersten Hülse verschiebbar angeordnet ist, und einem Betätigungsglied, das seinerseits in der zweiten Hülse verschiebbar ist. Das Betätigungsglied ist an das Kupplungspedal durch eine flexible Verbindung angeschlossen. Wenn das Kupplungspedal in der Einrückstellung ist, sperrt die erste Hülse die Servoeinrichtung von dem Lufteinlaß. Ist das Kupplungspedal niedergedrückt, bewegen sich das Betätigungsglied und die zweite Hülse so, dass eine Öffnung zwischen der ersten und zweiten Hülse abgesperrt wird, sodaß die Verbindung zwischen der Atmosphäre und der Servoeinrichtung unterbrochen wird. Ein weiteres Niederdrücken des Kupplungspedals drückt eine Feder zusammen, welche die erste Hülse in einer Stellung hält, in der zwei Öffnungen fluchten, um die Betätigungseinrichtung mit dem Einlaßverteiler zu verbinden. Hierdurch wird ein Druckdifferential zwischen den Enden der beiden Hülsen erzeugt mit der Folge einer Belastung des Kupplungspedals direkt proportional der Größe des Vakuums in der Betätigungseinrichtung. Wenn das Kupplungspedal in teilweise niedergedrückter Stellung gehalten wird, werden die Hülsen in entgegengesetzte Richtungen verschoben, um die Verbindung zwischen dem Einlaßverteiler und der Betätigungseinrichtung zu unterbrechen und die Ausrückstellung der Kupplung, die gerade erreicht ist, beizubehalten (vgl. US-PS 2207827).

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine mit Druckmittel betriebene Servoeinrichtung der eingangs näher bezeichneten Art zu schaffen, die bevorzugt in Verbindung mit einem besonders ausgebildeten Kupplungsgestänge eingesetzt werden kann, für Kupplungen, mit fallender Pedalkraftkettenlinie. Dabei soll bei einfacher Ausführung und zuverlässiger Arbeitsweise eine genaue Anpassung der Kettenlinie der Servoeinrichtung an die gewünschte Belastungskennlinie des Kupplungsausrückschiebers ermöglicht werden, um eine wesentlich genauere und an die Verhältnisse optimaler als bisher angepasste Kupplungsbetätigung zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ventileinrichtung außer dem ersten mit dem Kupplungspedal verbundenen beweglichen Ventilelement ein zweites bewegliches Ventilelement aufweist, das mit einem Abschnitt aus dem Gehäuse herausgeführt und mit dem Betätigungsgestänge der Kupplung verbunden ist, dass ferner das zweite bewegliche Ventilelement unter dem Druck der Druckmittelquelle in einer das Kupplungsgestänge betätigenden Richtung bewegbar und zu diesem Zweck über einen zweiten Abschnitt im Gehäuse mit einer auf den Druck ansprechenden Einrichtung verbunden ist, die an eine Kammer in dem Gehäuse angrenzt, welche bei Betätigung des Kupplungspedals und der Bewegung des ersten Ventilelementes in einer ersten Richtung mit der Druckmittelquelle verbindbar ist.

Hierbei kann das Kupplungsgestänge ein Gestängeglied aufweisen, das zwischen der Betätigungsstange der Servoeinrichtung und dem Betätigungsarm für den Ausrückschieber der Kupplung angeordnet ist. Hierbei erzeugen die Druckfedern der Kupplung eine Belastung auf den Ausrückschieber welche sich nach einer Kurve ändert, die von der vollen Eingriffstellung bis auf einen maximalen Wert bei einer anfänglichen Eingriffstellung zunimmt und dann von dieser Stellung bis zur vollen Ausrückstellung abfällt. Das Gestängeglied ist dabei so angeordnet, dass seine effektive Länge sich verändert, so dass die Servoeinrichtung einen abnehmenden mechanischen Kraftaufwand erzeugen muß, wenn die Kupplung von der vollen Eingriffstellung bis zur vollen Ausrückstellung bewegt wird. Die Folge davon ist, dass die Kupplung sanft der an dem Ausrückschieber wirkenden Kraftkurve folgt, so dass jede vorzeitige Einrückung oder Ausrückung der Kupplung und jede entsprechende Pendelsteuerung der Servoeinrichtung verhindert werden.

Es kann aber auch ein flexibler Balg in der Betätigungseinrichtung zur Veränderung der Kraft/Bewegungskurve verwendet werden. In diesem Fall können die flexiblen Balge in einer Kammer der Servoeinrichtung eingesetzt werden, welche kegelstumpfförmige oder entsprechend konturierte Gehäusebohrungen aufweisen. Dabei ist die Anordnung so getroffen, dass die Bälge sich innerhalb der Kammer in Abhängigkeit von dem aufgebrachten Luftdruck axial bewegt, wobei sich gleichzeitig die effektive Fläche verändert und zwar entsprechend der Geometrie der Kammer. Die geometrische Ausgestaltung der Kammer kann jeweils so gewählt werden, dass die gewünschte Kraft/Verschiebecharakteristik erhalten wird.

Die Servoeinrichtung umfasst eine Ventileinrichtung, um die Druckluftquelle mit einer auf den Druck ansprechenden Einrichtung in der Servoeinrichtung zu verbinden. Die auf den Druck ansprechende Servoeinrichtung kann z. B. der Balg oder ein Kolben sein. Die Ventileinrichtung sorgt außerdem dafür, dass nach Absperrung der Druckmittelquelle die von dem Druck noch beaufschlagte ansprechende Einrichtung von dem Druck entlastet wird, insbesondere durch Lüftung zur Atmosphäre.

Die Servoeinrichtung umfasst ein Gehäuse, in welchem das eine Ende der Betätigungsstange aufgenommen wird.

Bei einer bevorzugten Ausführung ist die Betätigungsstange zugleich ein aktives oder bewegliches Teil der Ventileinrichtung. Die Ventileinrichtung weist ein zweites aktives oder bewegliches Ventilglied in Form einer Hülse auf. Beide Ventilglieder weisen Druckmittelleitungssysteme auf, die in Abhängigkeit von der Relativbewegung dieser beiden Ventilteile miteinander zusammenwirken. Die Druckmittelquelle ist mit einer axialen Bohrung in dem einen Ventilglied oder der Betätigungsstange verbunden, wobei in der Offenstellung der Ventileinrichtung die Druckluft in eine erste Gehäusekammer einwirkt, um die auf das Druckmittel ansprechende Einrichtung also auf den Balg oder den Kolben einzuwirken, wobei die auf den Druck ansprechende Einrichtung mit dem Ventilglied oder der Betätigungsstange fest verbunden ist.

Die Abdichtung zwischen dem Kolben oder der Membran oder dem Balg und dem Gehäuseinneren kann auf entsprechende Weise erfolgen. Die Druckluft erzeugt an dem auf den Druck ansprechenden Glied eine Kraft, welche bestrebt ist die Kolbenstange aus dem Gehäuse herauszuschieben und die Kupplung aus der vollen Eingriffstellung in die volle Ausrückstellung zu bewegen. Wenn das Ventil geschlossen ist wird die genannte Gehäusekammer durch das Ventil vom Druck entlastet, und zwar vorzugsweise durch Belüftung von einer zweiten Gehäusekammer auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens oder dgl.. Dadurch wird die von der Servoeinrichtung aufgebrachte Kraft vermindert, so dass die Kupplung in die volle Eingriffstellung zurückkehren kann, und zwar unter der Wirkung der Kupplungsfeder. Die zweite Gehäusekammer kann ständig zur Atmosphäre hin belüftet sein.

Das hülsenförmige Element der Servoeinrichtung ist mit dem Kupplungspedal des Kraftfahrzeuges über ein flexibles Kabel so verbunden, dass sich diese Hülse in Abhängigkeit von der Pedalbewegung zwischen der Offen- und der Schließstellung des Ventils bewegen kann. Wenn das Kupplungspedal niedergedrückt wird, bewegt sich die Hülse relativ zu der Betätigungsstange oder dem zweiten Ventilglied, um eine Vorspannfeder zusammenzudrücken. Die Vorspannung der Feder dient dazu, jede Reibung zu überwinden, die verhindern könnte, dass die Hülse in die volle Ausgangsstellung zurückkehrt, wenn das Pedalkabel freigegeben wird. Die Hülse und die Betätigungsstange bzw. die beiden entsprechenden Ventilglieder sind mit Anschlagmitteln versehen, so dass die

Betätigungsstange auch direkt auf mechanischen Wege in die Kupplungausrückstellung bewegt werden kann, und zwar über das Kabel und die Hülse, so dass eine Betätigung auch möglich ist, wenn die Druckmittelquelle ausfällt.

Die Betätigungsstange der Kraftservoeinrichtung folgt somit der Bewegung des Kupplungspedals und der Hülse. Zu diesem Zweck haben Hülse und Stange jeweils wenigstens eine radial verlaufende Druckmittelbohrung an jeweils drei verschiedenen, d. h. in axialen Abständen liegenden Punkten. Wenn das Kupplungspedal niedergedrückt wird, bewegt sich die Hülse relativ zu der Stange um jeweils erste und zweite radiale Druckmittelkanäle in Fluchtung zu bringen, wodurch die Druckmittelquelle mit der auf den Druck ansprechenden Einrichtung, insbesondere der ersten Gehäusekammer verbunden wird. Wird das Kupplungspedal freigegeben, bewegt sich die Hülse relativ zu der Betätigungsstange um die zweiten und dritten radialen Druckmittelkanäle jeweils in Fluchtung zu bringen, wodurch zum Zwecke der Belüftung die erste Kammer mit der zweiten Gehäusekammer verbunden wird. Wenn das Kupplungspedal in einer Stellung stationär gehalten wird, und zwar unabhängig davon, ob in der vollen Eingriffstellung, ob in der vollen Ausrückstellung oder in einer Zwischenstellung sucht sich die Kolbenstange eine entsprechende stabile Gleichgewichtsstellung.

Aufgrund der Ausführung der Servoeinrichtung gemäß der Erfindung erhält man eine einfache zuverlässige arbeitende Druckmittel betriebene Betätigungseinrichtung für Kupplungen, welche leicht an verschiedenen Anwendungsfälle angepasst werden kann. Diese Servoeinrichtung ist zweckmäßigerweise mit einem Kupplungsgestänge versehen, welches die Betätigung einer Kupplung mit fallender Pedalkraftkennlinie verbessert, so dass ein glattes Arbeiten der Kupplung erhalten wird. Dabei verändert sich zweckmäßigerweise die von der Servoeinrichtung während der Bewegung von der vollen Eingriffstellung in die volle Ausrückstellung entsprechend einer fallenden Kraftkurve.

Besonders vorteilhaft ist es auch, dass die Kupplung auch bei ausfallender Druckmittelquelle direkt über das Pedal betätigt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Betätigungssystems für eine Fahrzeugkupplung mit einer mit Druckmittel betriebenen Servoeinrichtung und einem Kupplungsgestänge gemäß der Erfindung.

Fig. 2 im größeren Maßstabe einen Längsschnitt durch die Servoeinrichtung und das Kupplungsgestänge der Vorrichtung nach Fig. 1 in der Kupplungseingriffstellung.

Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 die Servoeinrichtung in der Eingriffstellung der Kupplung jedoch bei Beginn des Niederdrückens des Kupplungspedals.

Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3 die Servoeinrichtung in der Ausrückstellung der Kupplung und

Fig. 5 im Ausschnitt und im größeren Maßstabe eine abgewandelte Ausführung eines Details der Vorrichtung.

In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Kupplungssystems für ein Fahrzeug wiedergegeben. Dieses umfasst eine durch Druckluft betätigte Bedienungseinrichtung sowie ein Kupplungsgestänge. Typischerweise ist ein Kupplungspedal 11 schwenkbar zwischen einer freien Position, die dargestellt ist, und einer niedergedrückten Position gelagert. Die Rückführung in die Freistellung erfolgt über eine Feder 12, die an dem Pedal 11 angreift. Ein flexibles Kabel 13 ist zwischen dem Pedal 11 und der mittels Flucht betriebenen Betätigungseinrichtung 14 angeordnet. Die Einrichtung 14 ist an einem gestellfesten Punkt 15 des Fahrzeugs angelenkt und umfasst eine Betätigungs- oder Kolbenstange 16, die an einem Ende des Betätigungslenkers oder Hebels 17 angelenkt ist. Das andere Ende des Betätigungsgestänges 17 ist an einer Querwelle 18 angelenkt, die gestellfest am Fahrzeug, z. B. am Getriebegehäuse gelagert ist.

Ein Betätigungsarm 19 ist mit einem Ende an der Welle 18 so befestigt, dass das Gestängeglied und der Arm 19 mit der Querwelle 18 gleichzeitig schwenken. Das andere Ende des Armes 19 greift an einem Schiebelager 21 der Kupplung 22 an. Die Kupplung 22 ist an dem Schwungrad 23 der Fahrzeugmaschine (nicht gezeigt) befestigt. Eine Quelle 24 für Druckluft ist mit dem Drucklufteinlaß der Betätigungsstange 16 durch einen flexiblen Schlauch 25 verbunden.

Wenn das Kupplungspedal 11 niedergedrückt wird, wird diese Bewegung auf die Betätigungseinrichtung 14 durch das flexible Kabel 13 übertragen, um ein in Fig. 2 bis 4 gezeigtes Ventil in der Betätigungseinrichtung zu öffnen. Das Ventil lässt Druckluft von der Quelle 24 zu einer auf den Druck ansprechenden Einrichtung im Inneren der Betätigungseinrichtung fließen. Die auf den Druck ansprechende Einrichtung erzeugt eine Kraft, um die Arbeitsstange oder Betätigungsstange 16 der Betätigungseinrichtung 14 in Richtung auf das Gestängeglied 17, d. h. in Richtung des Pfeils in Fig. 4 zu verschieben. Dadurch wird das Betätigungsgestänge im Uhrzeigersinne zusammen mit der Querwelle 18 gedreht. Wenn das Betätigungsgestänge 17 verschwenkbar auf die Betätigungseinrichtung 14 um den Gelenkpunkt 15, um sich an die Bewegung der Betätigungsstange anzupassen. Der Arm 19 schwenkt mit dem Gestängeglied 17, um das Schiebelager 21 in einer Richtung weg vom Schwungrad 23 zu bewegen, so dass eine Druckplatte 26 und eine getriebene Scheibe 27 der Kupplung 22 von ihrer Antriebsverbindung mit dem Schwungrad freikommen. Die Druckplatte 26 ist mit dem Schwungrad 23 in Drehrichtung gekuppelt. Unter dem Einfluß der Betätigungs- einrichtung 14 drückt die Druckplatte 26 die Kupplungsfedern, z. B. die Feder 28 bis zu der vollen Kupplungslösestellung zusammen.

Wenn das Kupplungspedal 11 freigegeben wird, so dass es in die Ruhestellung zurückkehren kann, wird durch das Ventil in der Betätigungseinrichtung 14 zuerst ein Strömungsweg geschlossen, der die Luft der auf den Druck ansprechenden Einrichtung strömen lässt, und zwar in Abhängigkeit von der Bewegung des flexiblen Kabels 13. Die ansprechende Einrichtung wird somit von der Druckluftquelle 24 getrennt. Darauf wird ein zweiter Weg im Ventil geöffnet, um den Luftdruck abfallen zu lassen und die Kraft zu vermindern, die auf die Betätigungsstange 16 einwirkt. Die Kupplungsdruckfedern bewegen die Druckplatte 26 und die getriebene Scheibe 27 in Eingriff mit dem Schwungrad 23. Die Kupplungsdruckfedern bewegen außerdem das Schiebelager 21 in Richtung auf das Schwungrad 23, wodurch der Betätigungsarm 19, das Betätigungsgestänge 17 und die Querwelle 18 im Gegenuhrzeigersinne verschwenkt werden. Die Verschwenkung des Gestänges 17 drückt die Betätigungsstange 16 zurück in die Betätigungseinrichtung 14 in eine Stellung, in der die Kupplung 22 in vollen Eingriff steht, und zwar bis eine Stellung erreicht ist, in der dann beide Strömungswege im Ventil geschlossen sind und somit die Stange 16 dem Kupplungspedal 11 folgt.

Die Betätigungseinrichtung 14 und das Betätigungsgestänge 17 können verwendet werden, um andere Arten von Fahrzeugkupplungen zu betätigen. Jedoch wurde gefunden, dass die Betätigungseinrich- tung 14 und das Gestänge 17 gemäß der Erfindung eine Kupplungsarbeitscharakteristik liefern, die derjenigen bekannter, mit Druckluft betätigter Einrichtung und Kupplungsgestänge überlegen ist, wenn diese benutzt werden, um eine Kupplung mit abnehmender Pedalkraft zu betätigen. Eine solche Kupplung ist in der US-PS 33 94 788 dargestellt und beschrieben. Auf diese Kupplung wird ausdrücklich Bezug genommen.

Bei einer üblichen Kupplung müssen die Druckfedern geeignet sein, eine Vorspannkraft von relativ hohem Wert auszuüben, um einen ausreichenden Druck zwischen den treibenden und den getriebenen Gliedern in der Eingriffstellung zu erzeugen. Da die Druckfedern typischerweise so montiert sind, dass sie eine Vorspannkraft nur in einer Richtung parallel zur Bewegungsrichtung des Schiebelagers ausüben, erzeugen sie im allgemeinen eine zunehmende Belastungskurve, wenn die Kupplung von der vollen Eingriffstellung zu der vollen Lösestellung bewegt wird. Wenn einem durch Druckluft betätigte Einrichtung verwendet wird, um die Kupplung zu betätigen, werden die optimalen Betriebscharakteristiken erhalten, wenn das Betätigungsgestänge 17 nach Fig. 1 mit seiner Längsachse allgemein senkrecht zur Längsachse der Betätigungsstange 16 angeordnet ist, und zwar dann, wenn sich die Kupplung in voller Eingriffstellung befindet und sich die Betätigungsstange aus der Betätigungseinrichtung ausgefahren ist. Diese Beziehung erzeugt das maximale Moment um den Schwenkpunkt 18 und die maximale Kraft zum Zusammenpressen der Kupplungsfedern. Wenn die Kupplung in Richtung auf die volle Eingriffstellung bewegt wird, wird der Betäti- gungsarm 17 im Gegenuhrzeigersinne verschwenkt, um seine effektive Länge zu verändern. Wenn die Betätigungseinrichtung 14 eingeschaltet wird, schwenkt das Betätigungsgestänge im Uhrzeigersinne, um die effektive Länge und die Kraft zu vergrößern, die über das Schiebelager übertragen wird, um die ansteigende Belastungskurve überwinden zu können.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die Kupplungsdruckfedern der Kupplung, wie sie in dem genannten US-Patent 33 94 788 gezeigt ist und wie sie durch die Feder 28 repräsentiert werden, so montiert, dass sich ihre Montageelemente axial aufeinander zu bis zu einem konstanten radialen Abstand voneinander bewegen. Die axiale Änderung des Abstandes der Montagemittel führt zu einer Verschiebung der Winkelbeziehung jeder Feder derart, dass die effektive Federkraftkomponente, welche die treibende Kraft in Richtung der Bewegung des Schiebelagers 21 bildet, sich mit einer niedrigeren Änderungsgeschwindigkeit ändert, als normalerweise erwartet wird zwischen der vollen Eingriffstellung bei einer neuen Kupplung und der vollen Eingriffstellung nach Abnutzung, und bei einer niedrigeren Geschwindigkeit abnimmt, als normalerweise erwartet zwischen der vollen Eingriffstellung und der vollen Lösestellung. Diese Anordnung liefert eine Kupplung mit einen im wesentlichen konstanten Kupplungsarbeitsdruck über den vollen Bereich der zulässigen Abnutzungszustände. Die Belastungskurve nimmt von der Abnutzungsstellung bis auf einen maximalen Wert jenseits der Kraft zu, bei der die Kupplung löst und nimmt in Richtung auf die volle Eingriffstellung ab. Das bedeutet, dass die Kraft, welche erforderlich ist, um die Kupplung in der vollen Lösestellung zu halten, kleiner ist, als die maximale Kraft, die
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Bewegung zwischen der vollen Eingriffstellung und der vollen Lösestellung erforderlich ist.

Wenn das Ventil der mittels Luft betriebenen Einrichtung schließt, um die Druckluftquelle abzuschalten, wird die Betätigungseinrichtung belüftet, um den Druck zu vermindern, der auf die auf Druck ansprechenden Mittel einwirkt. Dadurch wird die Kraft vermindert, die auf das Schiebelager einwirkt. Wenn die durch die Betätigungseinrichtung aufgebrachte Kraft unter die Reaktionskraft absinkt, die durch die zusammengedrückte Kupplungsdruckfedern erzeugt wird, beginnt die Kupplung sich von der vollen Lösestellung in Richtung auf die volle Eingriffstellung zu bewegen.

In einer üblichen Kupplung mit üblichen Kupplungsgestänge nehmen sowohl die Last am Schiebelager als auch die Kraft der Betätigungseinrichtung ab, wenn die Kupplung in Richtung auf die volle Eingriffstellung bewegt wird, sodaß die Kupplung glatt und ohne Störungen der Lagerbelastungskurve zwecks ordnungsgemäßer Funktion folgen kann. Wenn jedoch ein übliches Kupplungsgestänge und eine durch Druckluft betätigte Einrichtung verwendet werden mit einer Kupplung mit abnehmender Pedalkraft, kommen die Kraft- und Verschiebungskurven der Kupplung und der Betätigungseinrichtung und des Gestänges nicht in ausreichende Deckung, sodaß eine optimale Arbeitsweise der Kupplung nicht erzielt wird. Die Be- tätigungsvorrichtung weist typischerweise eine Leerbewegung oder einen Leerhub zwischen der Drucklufteinlaß und der Ausstoßstellung des Ventils auf, sodaß die Kupplung mit abnehmender Pedalkraft tatsächlich weiterhin betätigt werden kann, um die Bewegung in der gewünschten Richtung fortzusetzen, bis der Leerweg aufgebracht ist und das Ventil betätigt wird, um die Bewegung zum Stillstand zu bringen.

Die durch Druckluft betätigte Einrichtung 14 und das Betätigungsgestänge 17 nach Fig. 1 liefern ein Mittel um eine Kupplung 22 mit abnehmender Pedalkraft zu betätigen, wobei dennoch eine optimale Arbeitsweise der Kupplung erzielt wird. Die Betätigungsstange 16 und das Gestänge 17 sind so angeordnet, dass die Längsachse des Betätigungsgestänges mit einer imaginären Linie annähernd einen Winkel von 45° bildet, wobei die Linie durch die Mitte der Querwelle 18 und senkrecht zur Längsachse der Betätigungsstange 16 gezogen ist, wenn sich die Kupplung 22 in der vollen Eingriffstellung befindet. Wenn die durch Luft betätigte Einrichtung 14 durch niederdrücken des Kupplungspedals 11 und die Bewegung des flexiblen Kabels 13 betätigt wird, fährt der Arm oder die Stange 16 aus der Betätigungseinrichtung aus. Die Betätigungsstange 16 bringt dabei eine Kraft auf, um das Betätigungsgestänge 17 im Uhrzeigersinne zu verschenken und dabei die Kupplung 22 in die Freigabestellung zu bewegen. Nachdem das Betätigungsgestänge 17 über einen Winkel von annähernd 25° verschwenkt worden ist, befinden sich die Kupplungsdruckplatte 26 und die getriebene Scheibe 27 in der vollen Lösestellung. Es ist ersichtlich, dass während dieser Drehbewegung die effektive Länge des Betäti- gungsarmes 17 abgenommen hat, um das Moment um den Schwenkpunkt, das heißt die Querwelle 18 zu verringern und die Kraft herabzusetzen, die auf die Kupplungsdruckfedern einwirkt, was übereinstimmt mit der Lagerbelastung einer Kupplung mit abnehmender Pedalkraft.

Um die Kupplung 22 in Eingriff zu bringen, wird das Kupplungspedal 11 abwärts in die freie Stellung oder Ruhestellung gesteuert, um das Ventil in der Betätigungseinrichtung 14 zu schließen. Das Ventil trennt die Druckluftquelle 24 ab und beginnt die Belüftung der Einrichtung, um den Druck der Einrichtung herabzusetzen. Wenn die von der Einrichtung aufgebrachte Kraft bis unter die Belastung des Schiebelagers führt, welche durch die zusammengepressten Kupplungsdruckfedern ausgeübt wird, beginnt die Kupplung sich von der vollen Ruhestellung in die volle Eingriffstellung zu bewegen. Wenn die Kupplungsdruckfedern das Gestänge 17 im Gegenuhrzeigersinne rotieren wird die effektive Länge des Gestänges größer mit der Folge, dass trotz der Abnahme der Kraft der Betätigungseinrichtung die Drehmomentkraft, welche der Kraft der Druckfedern der Kupplung entgegenwirkt, abnimmt, wobei die Abnahme der Schieberingbelastungskurve entsprechend folgt. Die Betätigungsstange 16 folgt der Bewegung des Kupplungspedals, da das Ventil in der Betätigungseinrichtung genau so angeordnet ist, dass Druckluft zugeführt wird oder Druckluft belüftet wird, wie dies erforderlich ist, um die Bewegung der Stange zu justieren.

Wie Fig. 1 zeigt, nimmt die effektive Länge des Gestängegliedes 17 mit zunehmendem Winkel ab und nimmt bei abnehmendem Winkel zu. Diese effektive Länge ist proportional dem Kosinus des Winkels. Die Bewegung um den Schwenkpunkt der Querwelle 18 ist gleich der effektiven Länge mal der Kraftkomponente, die durch die Betätigungseinrichtung 14 in einer Richtung aufgebracht wird, die senkrecht zur Längsachse des Gestängegliedes verläuft. Dieses Moment wird durch den Arm 19 als eine Kraft auf den Schiebering 21 übertragen.

In Fig. 2 ist die mittels Luft betriebene Betätigungseinrichtung 14 der Fig. 1 in einem größeren Maßstabe in teilweisem Längsschnitt wiedergegeben. Die Einrichtung 14 umfaßt ein vorderes Gehäuse 41 und ein rückwärtiges Gehäuse 42, die durch mehrere entsprechende Befestigungselemente z. B. Bolzen 43 zusammengehalten werden. Das rückwärtige Gehäuse 42 ist mit dem Fahrzeugrahmen durch einen Lagerzapfen 44 schwenkbar verbunden, der durch eine Bohrung im Gehäuse und durch entsprechende Bohrungen in einem Lagerauge 45 im Bereich des Punktes 15 gesteckt ist. Das Gehäuse 42 kann aber auch mit jedem anderen geeigneten Stützpunkt des Fahrzeuges, z. B. mit dem Getriebegehäuse durch andere bekannte Mittel verbunden sein. Das Ende des vorderen Gehäuses 41 das von dem rückwärtigen Gehäuse 42 wegweist, weist eine Stirnplatte 46 auf, die daran durch entsprechende Befestigungsmittel, z. B. Bolzen 47 befestigt ist.

Die Stirnplatte 46 umfaßt eine zentral angeordnete Öffnung, durch die die Betätigungsstange 16 hindurchragt. Das freie Ende der Stange 16 ist mit Gewindeeingriff in eine axiale Öffnung eingeschraubt, die in einem Ende einer Anpaßstange 48 vorgesehen ist. Verriegelungsmutter 49 ist auf die Stange 16 aufgeschraubt und liegt an der Stange 48 an um eine relative Bewegung zwischen den beiden Stangen zu verhindern. Das entgegengesetzte Ende der zur Anpassung dienenden Stange 48 weist ein Auge zur Aufnahme eines Schwenkstiftes 41 auf, der die Stange mit dem Gestängeglied 17 verbindet.

Das innere Ende der Betätigungsstange 16 wird durch zwei Gleitbuchsen 52, 53 geführt. Die Buchse 52 ist mit Preßsitz in eine Öffnung im vorderen Gehäuse 41 eingesetzt, und wird zusammen mit einer Ringdichtung 54 durch die Stirnplatte 46 gehalten. Die Gleitbuchse 53 ist mit Preßsitz in eine Öffnung im rückwärtigen Gehäuse 42 eingesetzt. Die Abdichtung 54 verhindert, dass Schmutz oder Staub in die Gehäuse eintritt und könnte durch flexible Stulpen gebildet werden, die zwischen der Stirnfläche 46 und dem äußeren Ende der Stange 16 angebracht sind.

Das innere Ende der Stange 16 erstreckt sich außerdem durch eine zentrale Öffnung in einer gasundurchlässigen Membran 55, die zwischen den entgegengesetzten Flächen des vorderen Gehäuses 41 und des rückwärtigen Gehäuses 42 eingespannt ist, um eine Abdichtung entlang des Umfanges zu gewährleisten. Ein zentraler Bereich der Membran 55 wird zwischen zwei kappenförmigen Haltegliedern gehalten, welche jeweils einen Durchmesser aufweisen, der geringfügig geringer als der Durchmesser der Bohrung der Gehäuse 41 und 42 in der Nachbarschaft der Membran ist. Ein Kragen 56 mit zwei Flanschen wird durch einen geschlitzten Ring 57 gegen eine Schulter an der Stange 16 gehalten. Der Ring 57 wird dabei in einer ringförmigen Nut in der Stange 16 aufgenommen. Ein erster kappenförmiger Halter 58 ist auf der dem vorderen Gehäuse zugewandten Seite der Membran 55 angeordnet, während ein zweiter entsprechend geformter Halter 59 auf der Seite des rückwärtigen Gehäuses der Membran 55 vorgesehen ist. Die beiden Halter 58 und 59 und die Membran 55 sind auf einer Hülse zusammengesetzt, die einen Flansch an einem Ende und einen Flansch am anderen Ende aufweist, wobei der letztere den Kragen 56 bildet. Der Abstand zwischen den Flanschen und die Dicke der Halter 58 und 59 und der Membran 55 sind so gewählt, dass die Halter und die Membran in gegenseitiger Anlage gehalten werden, um die Kante der Öffnung in der Membran abzudichten und eine radiale Bewegung der Membran von der Stange 16 weg zu verhindern. Der Bereich zwischen der Stange 16 und der Bohrung des Kragens 56 ist durch einen O-Ring 61 abgedichtet, der in eine ringförmige Nut in der Stange eingelegt ist. Die Stange 16 kann ohne Mitdrehen des Kragens 56 rotiert werden, sodaß eine Beschädigung der Membran vermieden wird. Die kappenartigen Halter 58 und 59 bilden einen Kolben, gegen den Druckluft wirken kann um die Stange 16 zu bewegen.

Ein Kragen 62 wird zwischen einer ersten Schulter an der Stange 16 und einem Ende einer Druckfeder 63 gehalten. Das andere Ende der Druckfeder 63 wirkt gegen eine Stirnfläche einer Hülse 64. Diese Hülse weist eine Ringnut zur Aufnahme einer Kugel 65 auf, die an einem Ende des flexiblen Kabels 13 angebracht ist. Das Kabel 13 erstreckt sich durch die Bohrung einer mit Flansch versehenen Buchse 66, die im radialen Abstand von der Mitte in eine Bohrung in der Stirnseite des vorderen Gehäuses 41 eingesetzt ist. Die Buchse 66 erstreckt sich außerdem durch eine Öffnung in der Stirnfläche 46 und wirkt mit einer Mutter 67 zur Befestigung der Buchse an der Stirnplatte und zur Abdichtung der Öffnung zusammen. Die Kugel 65 wird in der ringförmigen Nut durch einen kappenförmigen Halter 68 gehalten, der gegen eine Schulter an der Hülse 64 durch eine Druckfeder 69 vorgespannt ist. Die Feder 69 wirkt gegen einen Sprengring 71, der in einer ringförmigen Nut der Hülse 64 aufgenommen ist. Obwohl die Zeichnungen eine Einrichtung zum Verbinden des flexiblen Kabels mit der Hülse zeigen, welche Einrichtung eine Kugel am Ende des Kabels aufweist, die in einer Ringnut durch ein kappenförmiges Element gehalten wird, sind andere geeignete Verbindungen zwischen der Kugel und der Hülse möglich.

Die Betätigungseinrichtung 14 nach Fig. 2 ist in der Fig. in der Stellung wiedergegeben, in der sich die Kupplung in der vollen Eingriffstellung befindet. Wenn das Kupplungspedal nach Fig. 1 niedergedrückt wird, wird das flexible Kabel 13 durch die Buchse 66 gezogen, um die Hülse 64 in Richtung auf die Stirnplatte 46 zu ziehen, während die Betätigungsstange 16 stationär bleibt.

Die Feder 63 wird dabei zwischen der Hülse 64 und dem Kragen 62 zusammengepreßt, wie dies Fig. 3 veranschaulicht. Unabhängig von der Stellung der Stange 16 und der Hülse 64 relativ zu der Stirnplatte 46 wird das Kupplungspedal gegen die Kraft der Rückholfeder 12 niedergetreten. Eine relative Bewegung der Hülse 64 in Richtung auf die Stirnfläche 46 gegenüber der Betätigungsstange 16 wird durch eine zweite Schulter an der Stange begrenzt, welche Schulter von der ersten Schulter einen Abstand aufweist, der geringfügig größer ist als die voll zusammengepresste Länge der Feder 63. Wenn die Druckluftquelle ausfällt, lassen sich somit Hülse und Stange gemeinsam zur manuellen Betätigung der Kupplung verschieben.

Die Betätigungsstange 16 und die Hülse 64 bilden außerdem ein Ventil zur Steuerung der Aufbringung von Druckluft auf die Betätigungseinrichtung 14 und der Belüftung der Letzteren. Die Stange 16 umfaßt eine axiale Druckmittelbohrung, deren äußeres Ende durch einen Stöpsel 72 verschlossen ist. Ein Lufteinlaßstutzen 73 an der Stange 16 bildet eine Einlaßbohrung für diesen Kanal. Ein Anschlußstutzen 74 am Ende des flexiblen Schlauchs 25 ist z. B. durch Gewinde mit dem Einlaßstutzen 73 verbunden, um Druckluft zu der axialen Druckmittelbohrung zu führen. Der Druckmittelkanal wird durch eine Kugel 75 blockiert, die in einer Stellung zwischen dem Einlaßstutzen 73 und dem Ende der Betätigungsstange eingepresst ist, welches Ende der Stange von der Lagerhülse 53 aufgenommen ist. Die Kugel 75 unterteilt den axialen Strömungskanal zur Ablenkung des Strömungsmittels durch die Ventilelemente, wie dies weiter unten erläutert wird.

Eine oder mehrere erste radial erstreckende Druckmittelkanäle nahe der Kugel 75 und zwar auf der Einlaßseite verbinden die axiale Bohrung mit einer ersten ringförmigen Nut, die in der Stange 16 vorgesehen ist. Eine oder mehrere zweite radial verlaufende Druckmittelkanäle, die auf der der Membran zugewandten Seite der Kugel 75 vorgesehen sind, verbinden die axiale Druckmittelbohrung mit einer zweiten relativ weiten ringförmigen Nut in der Stange 16. Eine oder mehrere dritte axial verlaufende Druckmittelbohrungen, die sich etwa in gleichen Abständen von der Kugel 75 und der Membran 55 befinden, verbinden die axiale Druckmittelbohrung mit einer Dritten ringförmigen Nut in der Stange 16. Weiterhin sind auf der Seite der Membran 55, welche den anderen radialen Strömungskanälen abgewandt sind, eine oder mehrere vierte radial verlaufende Strömungskanäle vorgesehen, welche die axiale Bohrung mit einer ersten Ausnehmung verbinden, die durch die Membran 55 und das rückwärtige Gehäuse 42 begrenzt wird. Die Abdichtungen 76 sind in der Stange 16 jeweils angrenzend an die drei ersten radialen Bohrungssätze vorgesehen. Jede Abdichtung 76 umfaßt einen O-Ring, der in einer Ringnut mit einem Abdichtungsring aus Polytetrafluoräthylen oder ähnlichem Material aufgenommen ist, um zwischen der Stange 16 und der Hülse 64 ein Auslecken des Druckmittels zu verhindern.

Die Hülse 64 umfaßt Druckmittelkanäle, die mit den korrespondierenden Druckmittelkanälen in der Stange 16 zusammenwirken, um die Druckmittelquelle mit der ersten Ausnehmung zu verbinden oder diese zu belüften. Weiterhin sind nahe des Halters 68 eine oder mehrere radiale Bohrungen vorgesehen, welche die Bohrung der Hülse 64 mit einer oder mehrerer axialer Druckmittelkanäle in der Hülse parallel zur Bohrung und im radialen Abstand von der Bohrung verbinden. Weitere radiale Bohrungen zwischen dem ersten Kanal und dem Sprengring 71 verbinden die Bohrung der Hülse 74 mit einer weiteren axialen Druckmittelbohrung. Auf der der Membran zugewandten Seite des Sprengringes 71 sind weitere radiale Bohrungen vorgesehen, welche die Bohrung mit einer zweiten Ausnehmung verbinden, die durch die Membran 55 den Kolben und das vordere Gehäuse 41 begrenzt ist. Das vordere Gehäuse 41 umfaßt einen Belüftungsstöpsel 77, der eine Belüftung der zweiten Ausnehmung zur Atmosphäre hin gestattet.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, stehen in der vollen Eingriffstellung der Kupplung die zweiten und dritten radial verlaufenden Kanäle der Stange 16 und der Hülse 64 jeweils in Strömungsverbindung. Die erste Ausnehmung oder Zylinderkammer steht in Druckmittelverbindung mit der zweiten Kammer durch den vierten Satz der radial verlaufenden Kanäle, die axiale Bohrung in der Stange 16 und die dritten radial verlaufenden Bohrungen der Stange und der Hülse. Da beide Zylinderräume sich unter gleichem Luftdruck befinden, kann keine Kraft auf die Betätigungsstange 16 ausgeübt werden, sodaß die Kupplung in der vollen Eingriffstellung verbleibt.

Wie Fig. 3 zeigt bewegt das flexible Kabel dann, wenn das Kupplungspedal anfänglich niedergedrückt wird, die Hülse 64 aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung in Richtung auf die Stirnplatte 46, während die Betätigungsstange 16 in ihrer Stellung verbleibt.

Die Vorwärtsbewegung der Hülse 46 gegenüber der Stange 16 hebt zunächst die Fluchtung der dritten radial verlaufenden Strömungskanäle auf, worauf die ersten radial verlaufenden Kanäle in gegenseitige Fluchtung gelangen, während die zweiten radial verlaufenden Kanäle in ihrer Fluchtungsstellung verbleiben. Dadurch wird die Druckmittelquelle mit der ersten Zylinderkammer durch die axiale Bohrung der Stange 16, die ersten radial verlaufenden Kanäle dieser Stange, die axialen Kanäle in der Hülse 64 und die zweiten radialen Kanäle, die den axialen Strömungskanal in der Betätigungsstange und schließlich die vierten radialen Kanäle verbunden.

Die Druckluft wird somit eine Kraft aus die Membran 55 und den Kolben ausüben, der durch die Halter 58 und 59 gebildet wird. Diese Kraft neigt dazu, die Stange 16 durch die Stirnplatte 46 in Richtung auf die außer Eingriffstellung der Kupplung zu bewegen. Wenn die Beaufschlagung durch Druckluft durch weiteres Niederpressen des Kupplungspedals aufrechterhalten wird, bewegt sich die Hülse 64 gemeinsam mit der Stange 16 bis in die volle Ruhestellung gemäß Fig. 4. Wenn das Kupplungspedal in einem nur teilweise niedergedrückten Zustand gehalten wird, setzt die Betätigungsstange 16 ihre Bewegung relativ gegenüber der Hülse fort, bis die ersten radialen Kanäle außer gegenseitige Fluchtung gelangen und die Druckluftquelle von der ersten Zylinderausnehmung abgesperrt wird. In diesem Zustand ist die von der Betätigungseinrichtung ausgeübte Kraft und die von den Kupplungsdruckfedern ausgeübte Kraft gleich groß, sodaß die Kupplung in teilweisem Lösezustand gehalten wird.

Wenn das Kupplungspedal wieder angehoben wird, drückt das Kabel 13 die Hülse 64 in Richtung auf die Membran 55, um die Druckluftquelle zu schließen und den Belüftungsweg zu öffnen. Die erste Ausnehmung wird nun durch diesen Weg belüftet, um den Luftdruck abzubauen und damit die Kraft herabzusetzen, die durch die Betätigungseinrichtung 14 ausgeübt wird. Die Kupplungsdruckfedern drücken die Betätigungsstange zurück in die Einrichtung 14. Die Stange 16 folgt dabei der Bewegung des Kupplungspedals und der Hülse, um in die volle Eingriffstellung der Kupplung zurückzukehren, die in Fig. 2 gezeigt ist, wo die Einrichtung sich in einem Zustand für eine erneute Betätigung befindet.

Sollte die Betätigungseinrichtung 14 ausfallen z. B. aufgrund der Tatsache, dass das Kabel 13 bricht oder der Luftdruck abfällt, drücken die Kupplungsfedern die Betätigungsstange in das Gehäuse bis die zweite Schulter an der Stange 16 an der Hülse 64 anliegt. Danach werden die Stange 16 und die Hülse 64 gemeinsam in die voll zurückgezogene Stellung in der Einrichtung 14 zurückgeschoben, sodaß bei diesem Versagen die Fahrzeugkupplung in Eingriff gelangt. Wenn der Fehler nicht auf einen Bruch des Kabels 13 zurückgeht, kann die Betätigungseinrichtung 14 durch die Bedienungsperson betätigt werden. Ein Druck auf das Kupplungspedal 11 wird über das Kabel 13 übertragen, um die Hülse 64 gegen die zweite Schulter an der Stange 16 zu bewegen, worauf die Stange und die Hülse gemeinsam in Richtung auf die Stammplatte 46 verschoben werden können, und zwar durch direkte Pedalbetätigung, um das Kupplungsgestänge zum Lösen der Kupplung zu betätigen. Die Kupplungsdruckfedern und die Feder am Kupplungspedal führen die Einrichtung 14 wieder in die voll zurückgezogene Stellung zurück, wenn der Druck auf das Kupplungspedal nachlässt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die mit Druckluft betätigte Einrichtung 14 eine Stange 16 und eine Hülse 64 umfaßt, welche als Ventil zusammenwirken, um alternativ die Druckluftquelle und einen Belüftungsweg an die auf den Druck ansprechende Einrichtung im Inneren der Betätigungseinrichtung anzulegen. Die Hülse ist dabei mit dem Pedal der Fahrzeugkupplung verbunden, sodaß dieses niedergedrückt werden kann, um die Hülse relativ zu der Betätigungsstange zu
<NichtLesbar>

Eine Druckfeder zwischen der Hülse und einer Schulter der Betätigungsstange liefert ein Mittel, um die Hülse in die Belüftungsstellung zurückzuführen, wenn das Kupplungspedal in der Ruhestellung ist.

Die auf Druck ansprechende Einrichtung umfasst eine Rollmembran oder Richtungsringe zwischen dem Gehäuse der Betätigungseinrichtung und der Betätigungsstange, um das Innere des Gehäuses in zwei Räume oder Kammern zu unterteilen. Die Hülse und die Betätigungsstange haben jeweils drei Sätze von vorzugsweise mehreren radial verlaufenden Strömungsmittelöffnungen oder Kanälen. Wenn das Kupplungspedal niedergedrückt wird, bewegt sich die Hülse gegenüber der Betätigungsstange, um die ersten und zweiten Strömungsmittelkanäle jeweils in Fluchtung zu bringen und die Druckmittelquelle mit der ersten Kammer zu verbinden, um somit eine Kraft zu erzeugen, die die Betätigungsstange zur Betätigung der Kupplung verschiebt. Wird das Kupplungspedal freigegeben, so bewegt sich die Hülse relativ zur Betätigungsstange, um die zweiten und dritten Sätze von radialen Kanälen jeweils in Fluchtung zu bringen, sodaß die erste Kammer mit der zweiten Kammer zum Zwecke der Belüftung verbunden wird. In jeder der beiden Arbeitsrichtungen folgt die Stange der Bewegung des Kupplungspedals und der Hülse. Wenn das Kupplungspedal in einer Stellung zwischen vollem Eingriff und Ruhestellung gehalten wird, bewegt sich die Betätigungsstange so lange, bis die durch die Druckluft erzeugte Kraft der Kupplungsbelastung an der Stelle entspricht, an welcher die Hülse und die Stange sich in einer Stellung zwischen der Druckluftzuführungsstellung und der Belüftungsstellung befinden. Das Ventil verbleibt in dieser Stellung, bis das Kupplungspedal erneut bewegt wird.

In Fig. 5 ist ein Ausschnitt im größeren Maßstabe gezeigt der eine alternative Ausführung wiedergibt. Die nicht gezeigten Teile und Bereiche der Betätigungseinrichtung sind ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bis 4. Eine gasundurchlässige Membran 55´ wird zwischen sich gegenüberliegenden Flächen eines vorderen Gehäuseteiles 41´ und eines rückwärtigen Gehäuseteils 42´ eingespannt, um in Umfangsrichtung eine Abdichtung zu gewährleisten. Die beiden Gehäuse werden durch entsprechende Befestigungsmittel wie Bolzen 43´ zusammengespannt. Ein nicht dargestellter zentraler Bereich der Membran 55´ ist an einem

Kragen ähnlich dem Kragen 46 befestigt, während die kappenförmigen Halter 58 und 59 von verminderter Größe ausgebildet oder ganz fortgelassen sind.

Die Bohrungen der Gehäuse 41´ und 42´ sind jeweils nach außen kegelstumpfförmig ausgebildet. In der Eingriffstellung der Kupplung, in der die Betätigungseinrichtung belüftet ist, legt sich ein relativ großer Bereich der Membran gegen die kegelstumpfförmige Bohrung oder Fläche des rückwärtigen Gehäuses 42´ an, sodaß der restliche Abschnitt eine Kolbenfläche von vermindertem Durchmesser darbietet. Wenn Druckluft durch das Ventil zugeleitet wird, das durch die Stange 16 und die Hülse 64 gebildet wird, bewegt sich die Membran von der kegelstumpfförmigen Fläche des rückwärtigen Gehäuses 42 fort und bietet damit eine zunehmende Fläche der Druckluft dar, sodaß die Kraft vergrößert wird, die auf die Kolbenstange wirksam ist. Wenn die Kupplung die volle Eingriffstellung annähert, legt sich die Membran gegen die kegelstumpfförmige Fläche des vorderen Gehäuses 41´ an, sodaß sich erneut die wirksame Oberfläche vermindert und entsprechend auch die Kraft, die über die Kolbenstange übertragen wird. Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel liefert eine Kraft/Verschiebungskurve, in der die erzeugte Kraft ihren größten Wert zwischen den beiden extremen Stellungen des Hubes aufweist. Es ist ersichtlich, dass andere Gestaltungen der Bohrungen der Gehäuse 41´ und 42´ zu Kraft/Verschiebungskurven führen, welche den Arbeitscharakteristiken angepasst sein können und zwar für verschiedene Kupplungen und Gestängekombinationen.

In der alternativen Ausführungsform umfasst also die durch Druckmittel betätigte Einrichtung gemäß der Erfindung ein Gehäuse, Ventileinrichtungen und auf Druck ansprechende Mittel. Die Ventileinrichtungen liegen im Inneren des Gehäuses und besitzen eine erste Einrichtung, um mit dem Gestänge des Kupplungspedals verbunden zu werden, sowie eine zweite Einrichtung, welche mit einem ersten Abschnitt durch die Wand des Gehäuses hindurchragt um an das Kupplungsbetätigungsgestänge angeschlossen zu werden. Die Ventileinrichtung ist an eine Druckmittelquelle angeschlossen.

Die auf Druck ansprechende Einrichtung liegt im Inneren des Gehäuses und ist an dem zweiten Bereich des zweiten Teils der Ventileinrichtung angeschlossen, wobei im Gehäuse eine erste Ausnehmung geschaffen wird, die mit der Ventileinrichtung in Verbindung steht. Wenn das Kupplungspedal in einer ersten Richtung betätigt wird, wird der eine Teil des Ventils bewegt, um die Druckmittelquelle mit der Kammer durch die Ventileinrichtung zu verbinden. Die auf Druck ansprechende Einrichtung lieferte eine wirksame Fläche für das Druckmittel, die sich in Abhängigkeit von der Stellung des zweiten Teils des Ventils gegenüber dem Gehäuse verändert. Die auf Druck ansprechende Einrichtung kann eine flexible Kappe sein oder ein Balg, der mit einer kontorierten Fläche in der Bohrung des Gehäuses zusammenwirkt, um eine nicht lineare Kraft/Verschiebungskurve zu erzeugen. Der erste Teil der Ventileinrichtung kann eine

Hülse sein und der zweite Teil eine Betätigungsstange, wie dies zuvor beschrieben wurde.

Die besondere Ausbildung des Betätigungsgestänges, wie es in Fig. 1 dargestellt und in der vorstehenden Beschreibung ausführlich erläutert ist, ist mit Vorteil auch bei anderen Servoeinrichtungen einsetzbar, die nicht mit einem der beiden Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 und Fig. 5 übereinstimmen.

Claims (13)

1. Mit Druckmittel betriebene Servoeinrichtung zur Betätigung der Kupplung eines Kraftfahrzeuges mit einem in entgegengesetzten Richtungen in einem Gehäuse verschiebbaren Betätigungsglied, das mit dem Betätigungsgestänge der Kupplung verbunden ist, und einer Ventileinrichtung zur Steuerung der Verbindung zwischen der Einrichtung und einer Druckmittelquelle mit einem beweglichen Ventilglied, welches über eine flexible Antriebsverbindung an das Kupplungspedal angeschlossen ist, insbesondere für Kupplungen mit fallender Pedalkraftkennlinie, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung außer dem ersten mit dem Kupplungspedal (11) verbundenen beweglichen Ventilelement (64) ein zweites bewegliches Ventilelement (16) aufweist, das mit einem Abschnitt aus dem Gehäuse (41, 42) herausgeführt und mit dem Betätigungsgestänge (17) der Kupplung verbunden ist, und dass das zweite bewegliche Ventilelement (16) unter dem Druck der Druckmittelquelle (24) in einer das Kupplungsgestänge (17) betätigenden Richtung bewegbar und zu diesem Zweck über einen zweiten Abschnitt im Gehäuse mit einer auf den Druck ansprechenden Einrichtung (55, 55´) verbunden ist, die an eine Kammer in dem Gehäuse angrenzt, welche bei Betätigung des Kupplungspedals (11) und der entsprechenden Bewegung des ersten Ventilelementes (64) in einer ersten Richtung mit der Druckmittelquelle verbindbar ist.

2. Servoeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung eine Ventilhülse (64) aufweist und als weiteres Ventilelement die Betätigungsstange (16) ausgebildet ist, wobei die Betätigungsstange sich mit einem zweiten Abschnitt durch die axiale Bohrung der Hülse (64) erstreckt, und dass die auf Druck ansprechende Einrichtung (55, 55´) und das Gehäuse (41, 42) eine zweite, zur Atmosphäre hin belüftete (77) Kammer begrenzen, und dass die Hülse und die Betätigungsstange Druckmittel-Kanalsysteme aufweisen, derart, dass bei Betätigung des Kupplungspedals (11) in einer ersten Richtung die Hülse in eine Stellung bewegbar ist, in der über die Kanalsysteme die Druckmittelquelle (24) mit der ersten Kammer verbunden ist, während bei Betätigung des Kupplungspedals in einer zweiten Richtung die Hülse in eine Stellung bewegbar ist, in der die beiden Kammern miteinander in Verbindung stehen.

3. Servoeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittel-Kanalsystem der Hülse (64) wenigstens zwei im axialen Abstand voneinanderliegende Leitungsmündungen im Bereich der Innenbohrung der Hülse und das Druckmittel-Kanalsystem des Betätigungsgliedes (16), das in der Hülsenbohrung abdichtend verschiebbar ist, einen ersten axialen Kanalabschnitt aufweist, der an einem Ende (73) an die Druckmittelquelle (24) angeschlossen ist und mit seinem anderen Ende an einer ersten Umfangsstelle mündet während das Betätigungsglied (16) einen zweiten axialen Kanalabschnitt aufweist, der von einer zweiten Umfangsstelle des Betätigungsgliedes im axialen Abstand von der ersten Stelle ausgeht und in der ersten Gehäusekammer mündet derart, dass bei Betätigung des Pedals (11) in der ersten Richtung die Hülse (64) in eine Stellung gelangt, in der die beiden Enden der Leitungssysteme jeweils mit den beiden Umfangsmündungen in dem Betätigungsglied (16) in Fluchtung treten.

4. Servoeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (64) ein zweites Kanalsystem aufweist des einen Endes mit der zweiten zur Atmosphäre belüfteten Kammer und anderen Endes mit der axialen Bohrung der Hülse in Verbindung steht, während das Betätigungsglied (16) ein weiteres Kanalsystem aufweist, dessen eines Ende mit dem zweiten axialen Kanalabschnitt in Verbindung steht und dessen anderes Ende am Umfang des Betätigungsgliedes (16) mündet derart, dass bei Betätigung des Kupplungspedals in der zweiten Richtung die Hülse (64) in eine Stellung gelangt, in der über das zweite Kanalsystem in der Hülse und das weitere Kanalsystem in dem Betätigungsglied (16) die beiden Kammern miteinander in Strömungsverbindung gelangen.

5. Servoeinrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied (16) eine Umfangsnut aufweist, in der mehrere radiale Bohrungen des dritten oder weiteren Kanalsystems mündet und das die Hülse (64) mehrere radiale Bohrungen des zweiten Kanalsystems aufweist, welche unabhängig von der relativen Stellung von Hülse (64) und Betätigungsglied (16) mit der Ringnut in Fluchtung stehen.

6. Servoeinrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden axialen Abschnitte des ersten Kanalsystems des Betätigungsgliedes (16) wenigstens jeweils an einem Ende mehrere radiale Bohrungen enden, die außen jeweils in einer gemeinsamen Ringnut münden.

7. Servoeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem der Hülse mehrere radiale Bohrungen aufweist, die mit der Ringnut in Fluchtung stehen.

8. Servoeinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Druck ansprechende Einrichtung (55´) eine an die erste Kammer angrenzende kolbenartige Fläche aufweist, deren effektive Beaufschlagungsfläche in Abhängigkeit von der Stellung des weiteren Ventilelementes bzw. der Betätigungsstange (16) variiert.

9. Servoeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeit der effektiven Beaufschlagungsfläche von der Stellung des Elementes (16) der Kraft/Verstellwegkurve der Kupplung entspricht.

10. Servoeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Druck ansprechende Einrichtung ein flexibler Balg (55´) ist und die Innenfläche des Gehäuses (41´) (42´) indem Befestigungsbereich des Balges so angeordnet und gestaltet ist, dass der Balg und die mit einer entsprechenden Oberflächengestaltung versehenen Wände des Gehäuses zur Bildung einer variierenden effektiven Beaufschlagungsfläche entsprechend einer nicht linearen Kraft/Verschiebungskurve zusammenwirken.

11. Servoeinrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied (16) mit seinem freien Ende an ein Kraftübertragungsglied (17) angelenkt ist, das mit seinem anderen Ende mit dem Betätigungsarm (19) des Ausrückschiebers der Kupplung fest verbunden ist derart, dass das Betätigungsglied (16) bei Betätigung des Kupplungspedals (11) die bezüglich der Kraftübertragung wirksame Länge des Gestängegliedes (17) bei der Bewegung von der Einrückstellung in die Ausrückstellung verringert und bei der Bewegung von der Ausrückstellung in die Einrückstellung vergrößert.

12. Servoeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das an die Betätigungsstange (16) angelenkte Ende des Gestängeverbindungsgliedes (17) bogenförmig um das andere gestellfeste Ende (18) über einen Winkel von etwa 25° zwischen der Eingriffs- und der Ausrückstellung der Kupplung bewegbar ist.

13. Servoeinrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung so getroffen ist, dass das Gestängeglied (17) mit einer senkrecht zur Kupplungsachse verlaufenden Ebene in der Kupplungseingriffstellung einen Winkel von 45° und in der Ausrückstellung einen Winkel von etwa 70° einschließt.