DE3019752A1 - Druckmittelbetaetigte servoeinrichtung zur betaetigung von aggregaten, wie insbesondere kraftfahrzeugkupplungen - Google Patents
Druckmittelbetaetigte servoeinrichtung zur betaetigung von aggregaten, wie insbesondere kraftfahrzeugkupplungenInfo
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Description
LuK Lamellen und _ t~ -
Kupplungsbau GmbH
Industriestr. 3
Postfach 136o 0387
7580 Bühl/Baden 22. Mai 198o
Druckmittelbetätigte Servoeinrichtung zur Betätigung von Aggregaten, wie insbesondere Kraftfahrzeugkupplungen
Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Servoeinrichtung
zur Betätigung von Aggregaten, wie insbesondere Kraftfahrzeugkupplungen, die ein unter der Wirkung eines
Druckmittels einen Arbeitshub und bei verringerter Wirkung des Druckmittels unter der Wirkung einer Rückstellkraft
einen Rückhub in die Ausgangslage ausführendes kolbenartiges Bauteil besitzt und zwischen dem kolbenartigen Bauteil
und einem Betätigungsgestänge eine an einem dazwischen vorgesehenen
Stellglied angreifende Nachstelleinrichtung vorgesehen ist.
Druckmittelbetätigte Servoeinrichtungen mit einer Nachstelleinrichtung
sind an sich bekannt. Beispielsweise ist in der DE-PS 2 428 645 eine Spielnachstelleinrichtung
für ein Betätigungsgestänge einer Bremse oder Kupplung beschrieben, bei der zur Vermeidung eines übermäßigen
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Spiels eine Stellmutter auf einer Einstellspindel drehbar ist. Um zur geeigneten Spielnachstellung die erforderliche
Verdrehung zwischen der Einstellmutter und der Stellspindel zu bewirken, ist eine relativ komplizierte
mechanische Einrichtung erforderlich, die weiterhin den Nachteil hat, daß sie lediglich in Verschleißrichtung
nachstellen kann.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine druckmittelbetätigte Servoeinrichtung der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, bei der mit möglichst geringem Aufwand der während der Betätigung von Aggregaten,
wie z. B. während des Ein- und Auskuppelvorganges von Kfz-Kupplungen auftretenden Verschleiß im Betätigungsgestänge
oder an der Kupplung selbst durch eine einfache und preiswerte Nachstelleinrichtung ausgeglichen werden
kann und die sich weiterhin durch eine sichere Funktion auszeichnet.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß die Nachstelleinrichtung aus einem auf dem kolbenartigen
Bauteil vorgesehenen linear wirksamen freilaufähnlichen
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Gesperre besteht, das bei Beginn des Arbeitshubes mit dem Stellglied verriegelbar ist, wobei die
Verriegelung über den Arbeitshub und den Rückhub, solange zwischen dem Gesperre und dem Stellglied
Kräfte in entgegengesetzter Richtung wirksam sind, erhalten bleibt, bis etwa bei Erreichen der Endlage
des Rückhubes das Gesperre und das Stellglied entriegelbar sind.
Eine derartige Nachstelleinrichtung gewährleistet in besonders einfacher Weise, daß z. B. bei Reibungskupplungen
nicht nur ein Verschleiß, sondern auch ein eventuell auftretendes Quellen der Kupplungsbeläge ausgeglichen
werden kann, da die Nachstelleinrichtung bei Erreichen der Endlage des Rückhubes in zwei Richtungen
wirksam ist. Weiterhin hat die erfindungsgemäße Einrichtung den Vorteil, daß stets ein konstanter Arbeitsweg bzw. Arbeitshub des kolbenartigen Bauteiles eingehalten
werden kann.
Die Nachstelleinrichtung kann derart ausgebildet sein, daß die Verriegelung des Gesperres mit dem Stellglied
über mindestens eine Rolle, die vorzugsweise einen zylindrischen Querschnitt aufweist, erzielbar ist, die
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im Zusammenhang mit einer am kolbenähnlichen Bauteil
vorgesehenen schrägen Fläche und einer Feder gegen eine an dem Stellglied angeformte entsprechende Gegenkontur
eine selbstverstärkende Klemmwirkung ausübt, sobald
nach Beginn des Arbeitshubes sowie über den Arbeitsund RÜckhub eine Entriegelungsvorkehrung unwirksam
ist und zwischen Gesperre und Stellglied Kräfte mit entgegengesetzter Wirkrichtung angreifen.
Vorzugsweise weist das mit mindestens einer Rolle zusammenwirkende Stellglied die Form einer Stange
mit reckteckigem Querschnitt auf, so daß zwischen Stange und Rolle eine linienförmige Berührung stattfindet,
wodurch die Druckbeanspruchung der beiden Teile verringert wird.
Zweckmäßig ist es, wenn die Stange mit zwei Rollen, die sich beidseits der Stange gegenüberliegen, zusammenwirkt,
da dann die Klemmwirkung zwischenden Teilen besonders wirkungsvoll ist.
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Die am kolbenähnlichen Bauteil vorgesehenen schräge Flächen, welche mit den Klemmrollen zusammenwirken
und eine Selbsthemmung zwischen Klemmrollen und Stellglied bewirken, können auf einem auf dem kolbenähnlichen
Bauteil befestigten Teil vorgesehen sein, an dem gleichzeitig die auf die Klemmrollen einwirkende Feder befestigt
sein kann.
Um ein sicheres Entriegeln der Nachstelleinrichtung und somit eine einwandfreie Nachstellung in zwei
Richtungen sicherzustellen, ist es zweckmäßig, wenn die Entriegelungsvorkehrung als ein in die Bewegungsbahn des Rückhubes kurz vor Erreichen der Endstellung
desselben hineinragender Anschlag für die Rolle ausgebildet ist. Dadurch wird sichergestellt, daß bei
Erreichen der Urlage des kolbenartigen Bauteils,
bei/
also der Lage, die das Bauteil 3 unbetätigter Servoeinrichtung einnimmt, die Rollen zwangsweise von den
schrägen Flächen, die die Selbsthemmung bewirken, abgehoben werden entgegen der Kraft der sie beaufschlagenden
Feder.
Eine derartige Entriegelungsvorkehrung kann durch Anbringen eines starren Anschlags an einem festen
Bauteil der Servoeinrichtung gebildet sein. Besonders
-* ft —
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zweckmäßig ist es jedoch, wenn die Entriegelungsvorkehrung durch ein auf dem kolbenartigen Bauteil befestigtes,
jedoch relativ zu diesem verlagerbares Anschlagmittel gebildet ist.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Anschlagmittel an einem aus elastischen Kunststoff
bestehenden tellerartigen Teil befestigt ist, das in der Endlage des Rückhubes entgegen seiner
elastischen Kraft gegen die Rolle gedrückt wird und diese über das auf ihm befestigten Anschlagmittel
von der schrägen Fläche abhebt, so daß eine Entriegelung stattfindet, wobei jedoch in
einer von der Urlage entfernten Position die Anschlagmittel durch das elastische tellerartige
Teil von den Rollen abhebt, so daß dann eine Verriegelung der Einrichtung stattfindet.
Die druckmittelbetätigte Servoeinrichtung kann beispielsweise durch eine unterdruckbetätigte Einrichtung
gebildet sein, deren kolbenartiges Bauteil, also Arbeitselement, eine Membrane ist, die die Verriegelungsvor—
kehrung trägt und mit einer durch die Ebene der Membran hindurchreichenden Stange mit vorzugsweiser flacher Angriffsfläche
zusammenarbeitet, wobei die Membran durch
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ein auf der Saugseite vorgesehenes kappenartiges Bauteil den Durchgang der Stange abdichtet und Membrangesperre
und kappenartiges Bauteil in einem topfartigen Gehäuse der Servoeinrichtung untergebracht sind.
Anhand der Figuren sei die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 im Schnitt eine erfindungsgemäße druckmittelbetätigte
Servoeinrichtung mit einer Nachstelleinrichtung, die sich in der Urlage befindet und
Figur 2 ebenfalls im Schnitt die gleiche Einrichtung, wobei sich jedoch die Nachstelleinrichtung bzw. das
sie tragende kolbenartige Bauteil in einer von der Urlage entfernten Position befindet , also in der
einem Arbeits- oder Rückhub entsprechenden Position.
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In Figur 1 ist ein unterdruckbetätigter Stellmotor 1 gezeigt, der in einem Gehäuse 2 ein kolbenartiges
Bauteil 3, das eine Nachstelleinrichtung 4 trägt, aufweist. Mit der Nachstelleinrichtung 4 steht eine als
Stellglied dienende Stange 5 in Wirkverbindung, wobei
die Stange 5 mit ihrem anderen Ende nit einem nicht näher dargestellten Betätigungsgestänge für eine
Kraftfahrzeugkupplung verbunden ist.
Durch Abnutzung bzw. Verschleißerscheinungen der Kupplung wird bewirkt, daß die Stange 5 gegenüber seiner
ursprünglichen, in der Figur dargestellten Lage, in die durch den Pfeil 6 angegebene Richtung verschoben
wird. In manchen Fällen kann es jedoch auch vorkommen, daß die Stange 5 entgegen der Richtung des Pfeiles 6,
z. B. infolge von quellenden Reibbelägen, verschoben wird. Durch die gezeigte Vorrichtung werden derartige
Erscheinungen automatisch ausgeglichen.
Die Stange 5, die aus einem Flachstahl besteht, weist im Bereich der Nachstelleinrichtung 4 einen-rechteckigen
Querschnitt auf. Die Stange 5 ist durch eine Öffnung 2 c
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in das Innere des aus zwei Gehäuseteilen 2 a, 2 b bestehenden Gehäuses hineingeführt und greift in die Nachstelleinrichtung
4 ein. Die Nachstelleinrichtung 4 weist zwei zylinderförmige Klemmrollen 7 as 7 b auf, die mit
zwei sich gegenüberliegenden Flächen, nämlich 5 a und 5 b der Stange 5 zusammenwirken.
Die Nachstelleinrichtung weist weiterhin ein Klemmteil 8 auf, an dem schräge Flächen 8 a und 8 b vorgesehen sind,
die mit den Klemmrollen 7 a und 7 b zusammenwirken können, um ein linear wirksames freilaufähnliches Gesperre für
die Stange 5 zu bilden. Die schräge Fläche 8 a bzw. 8 b ist derart geneigt, daß sie mit der ihr zugeordneten
Fläche 5 a bzw. 5 b der Stange 5 zur Seite des nicht näher dargestellten Betätigungsgestänge für eine Kupplung
hin einen spitzen Winkel bildet, der bei verriegelter Nachstelleinrichtung eine Selbsthemmung zwischen den Klemmrollen
7 a, 7 b und der Stange 5 verursacht.
Das Klemmteil 8 hat an einem in seiner Mitte befindlichen Ausschnitt die schrägen Flächen 8 a und 8 b an sich gegenüberliegenden
Seiten angeformt.
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Um die Klemmrollen 7 a und 7 b gegenüber dem Klemmteil 8 gegen eine zu große Verschiebung in axialer Richtung festzulegen
und um das Sperren und Endsperren der Nachstelleinrichtung sicherzustellen, ist ein Federmittel 9 und ein
Anschlag 10 vorgesehen. Das Federmittel besteht aus zwei .aufgenieteten- Blattfedern, deren radial
äußere Bereiche gegenüber dem Klemmteil 8 axial festgelegt sind und deren innere Bereiche die Klemmrollen 7 a,
7 b federnd beaufschlagen, so daß diese in Richtung des Anschlags 10 und in Richtung der schrägen Flächen 8 a,8 b
des Klemmteils 8 gedrückt werden.
Der Anschlag 10 ist durch ein Blechteil gebildet, das zwei Vorsprünge 10 a, 10 b aufweist, die in den Ausschnitt im
Klemmteil 8 teilweise hineinragen und zumindest in der in der Figur 1 gezeigten Urlage, also bei nicht betätigter
Servoeinrichtung an den Klemmrollen 7 a, 7 b anliegen, um diese entgegen der Federwirkung des Federmittels 9 relativ
zum Klemmteil8zu verschieben, um die Nachstelleinrichtung 4"
zu entriegeln.
Der Anschlag 10 ist auf einem aus elastischem Kunststoff bestehenden tellerartigen Teil 11 befestigt, welches
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wiederum über seine äußere Bereiche gegenüber dem Klemmteil 8 axial festgelegt ist.
Das kolbenartige Bauteil 3 besteht aus einem ringförmigen Stützteil 12, an dem die Nachstelleinrichtung 4 über ein
Halteblech 13 befestigt ist mittels Niete 14/und einer Membrane 15, die mit ihren radial äußeren Bereichen 15 a
mitdem Gehäuse 2 und mit ihren radial inneren Bereichen 15 b mit dem ringförmigen Stützteil 12 verbunden ist. Die Verbindung
zwischen dem ringförmigen Stützteil 12 und der Membrane 15 findet über einen Klemmbereich 13 a des
Haltebleches 13 statt, welcher beim Vernieten die inneren Bereiche 15 b der Membrane abdichtend auf das Stützteil
zusammendrückt. An ihrem äußeren Umfang 15 a ist die Membrane 15 zwischen den Bereichen 16, 17 der Gehäuseteil 2 a
und 2 b abdichtend eingeklemmt.
An seinem äußeren Umfang weist das Stützteil 12 einen sich axial erstreckenden Bereich 12 a auf, auf dem
sich die Membran 15 beim Betätigen der Einrichtung abrollen kann, indem sie eine Falte 18, wie in Figur 2
dargestellt, bildet. Die inneren Bereiche des ringförmigen Stützteils 12 dienen als Unterlage bzw.
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Stütze für die balgartige Membran 15.
Zur Abdichtung des Unterdruckraumes 18 weist das kolbenartige Bauteil 3 an seinem inneren Bereich ein
die kappenartiges Bauteil 19 auf, in dasXlas kolbenartige
Bauteil 3 axial durchdringende Stange 5 eindringt. Das kappenartige Bauteil 19 weist einen Wulst 19 a
auf, der dichtend eingeklemmt ist zwischen dem Klemmteil 8 und den inneren Bereichen 12 b des ringförmigen
Stützteils 12.
Im Unterdruckraum 13 ist ein Kraftspeicher in Form
einer Schraubenfeder 20 vorgesehen, die sich einerseits an dem Gehäuseteil 2 b und andererseits an dem
kolbenartigen Bauteil 3 abstützt. Diese Schraubenfeder 20 bewirkt, daß das kolbenartige Bauteil und
somit auch die Nachstelleinrichtung 4 nach einem Schaltvorgang immer in die Ausgangslage zurückgeführt
wird.
Bei unbetätigtem Stellmotor, d. h. in der in Figur dargestellten Ausgangslage befindet sich das elastische
Teil 11, welches den Anschlag 10 trägt, unter der Wirkung der Schraubenfeder 20 eingespannt zwischen dem Gehäuse-
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teil 2 a und dem kolbenartigen Bauteil 3. In dieser Lage befinden sich die Vorsprünge 10 a , 10 b des
Anschlags 10 in die Öffnung des Klemmteils 8 hineinverschoben, so daß sie die Klemmrollen 7 a und 7 b
von den schrägen Flächen 8 a und 8 b entgegen der Wirkung des Federmittels 9 wegdrücken. Dadurch befindet
sich die Nachstelleinrichtung 4 in entriegeltem Zustand, wodurch die Stange 5 nach beiden
.axialen Richtungen bewegt werden kann und somit den Verschleiß oder das Quellen der Beläge der Kupplung
ausgleichen kann.
Um ein sicheres Entriegeln der Klemmrollen 7 a, 7 b zu gewährleisten, muß die Schraubenfeder 20 eine
größere Kraft aufweisen als das Federmittel 9 und das elastische Teil 11.
Das Gehäuseteil 2 b weist auf seiner Rückseite einen Absaugstutzen 21 auf, der durch eine in dem Gehäuseteil
2 b befindliche Öffnung hindurchgeführt ist und mit dem Gehäuseteil verschweißt ist. Der Absaug- "
stutzen 21 führt in eine Ventilanordnung 22, bei der es sich um ein elektromagnetisches Ventil handelt.
-K-
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-yr- ~4&-
Der Ausgangsstutzen 23 der Ventilanordnung 22 ist mit einer nicht näher dargestellten Unterdruckkammer
verbunden. Wenigstens eine Ventilkappe 24 ist derart durch eine Feder 25 vorgespannt, daß sie den Verbindungsweg
zwischen der Öffnung 26 des Absaugstutzens und dem Ausgangsstutzen 23 unterbricht. Bei einer Erregung
des Elektromagneten 27 wird die Ventilkappe 24 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 25 so bewegt,
daß eine Verbindung zwischen dem Absaugstutzen 23 der Ventilanordnung 22 und der Öffnung 26 des Absaugstutzens
21 hergestellt.
Im folgenden sei die Funktionsweise der in Figur 1 und 2 dargestellten Servoeinrichtung 4 beschrieben.
Um das Stellglied bzw. die Stange 5 in axialer Richtung zum Ein- und Ausrücken einer Kupplung bewegen zu können,
wird die Ventilanordnung 22 durch Erregung des Elektromagneten 16 geöffnet. Dadurch wird eine Verbindung
zwischen einer nicht näher dargestellten Unterdruckkammer und dem Unterdruckraum 18 des Stellmotors 2*
hergestellt. Durch die Verbindung des Unterdruckraums
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mit der ünterdruckkainmer wird bewirkt, daß das kolbenartige
Bauteil und sämtlich mit ihm verbundene Teile, wie die Hachsteileinrichtung mit ihrer Klemmvorrichtung
aus ihrer Ausgangsstellung zunächst gegen die Kraft der Schraubenfeder 20 bewegt werden. Bei dieser Bewegung
kann sich zunächst das elastische tellerartige Teil 11 , welches den Anschlag 10 trägt, axial von
dem Klemmteil 8 etwas weg bewegen, so daß die Klenrnrrollen
7 aund 7 b, welche durch das Federmittel 9 beaufschlagt sind, in Richtung auf die schrägen
Flächen 8 a, 8 b des Klemmteils 8 bewegen können, bis sie an diesen Flächen anliegen.
Bei weiterer Bewegung werden die Klemmrollen 7 a , 7 b infolge der schrägen Flächen 8 a, 8 b des Klemmteils
fest gegen die Flächen 5 a, 5 b der Stange 5 gepreßt, so daß Selbsthemmung zwischen der Stange 5 und den
Rollen 7 a, 7 b eintritt. Dadurch wird nun die Stange entgegen der auf sie in Pfeilrichtung 6 einwirkenden
Kraft durch die druckmittelbetätigte Servoeinrichtung bewegt. Bei geöffneter Ventilanordnung 22 findet-diese
Bewegung solange statt, bis das ringförmige Stützteil bzw. das kolbenartige Bauteil 3 am Gehäuse 2 zur Anlage
kommt (bei A, diese Stellung entspricht dem entkuppeltem Zustand der Kupplung und wird solange bei-
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behalten, wie der Unterdruck aufrechterhalten bleibt^.
Wenn die Ventilanordnung 22 derart betätigt wird, daß die Verbindung zwischen der nicht dargestellten Unterdruckkammer
und dem Unterdruckraum 18 unterbrochen, also der Raum 18 gelüftet wird, wird das kolbenartige Bauteil
3 und die mit ihm verbundenen Teile durch die auf die Stange 5 in Richtung des Pfeiles 6 einwirkenden
Kraft sowie durch die Kraft der Schraubenfeder 20 in ihre in Figur 1 dargestellte AUsgangslage zurückbewegt.
Es wird also das kolbenartige Bauteil 3 solange nach links bewegt, bis das elastische tellerartige Teil
zur Anlage am Gehäuseteil 2 a kommt, wodurch der Anschlag die Klemmeinrichtung durch Entriegeln der Klemmrollen 7 a
und 7 b wieder unwirksam macht.
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Leerseite
Claims (6)
- LuK Lamellen undKupplungsbau GmbHIndus tries tr. 3Postfach 136o 0387 DBühl/Baden 22. Mai 198oPatentansprüchel.yDruckmittelbetätigte Servoreinrichtung zur Betätigung von Aggregaten, wie insbesondere Kfz-Kupplungen, die ein unter der Wirkung eines Druckmittels einen Arbeitshub und bei verringerter Wirkung des Druckmittels und unter der Wirkung einer Rückstellkraft einen Rückhub in die Ausgangslage ausführendes kolbenartiges Bauteil besitzt und zwischen dem kolbenartigen Bauteil und einem Betätigungsgestänge eine an einem Stellglied angreifende Nachstelleinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstelleinrichtung (4) aus einem auf dem kolbenartigen Bauteil (3) vorgesehenen, linear wirksamen freilaufähnlichen Gesperre (7a, 7b und 8a, 8b) besteht, das bei Beginn des Arbeitshubes mit dem Stellglied (5) verriegelbar ist, die Verriegelung über den Arbeitshub und den Rückhub, solange zwischen dem Gesperre und dem Stellglied Kräfte in entgegengesetzter Richtung wirksam sind, erhalten bleibt, bis etwa bei Erreichen der Endlage de0· Rückhubes das Gesperre und das Stellglied entriegelbar sind.130049/0U8
- 2.Servoeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung des Gesperres mit dem Stellglied (5) über mindestens eine Rolle (7 a, 7 b) (vorzugsweise mit zylindrischem Querschnitt) erzielbar ist, die im Zusammenhang mit einer am kolbenähnlichen Bauteil (3) vorgesehenen schrägen Fläche (8 a, 8 b) und einer Feder (9) gegen eine an dem Stellglied (5) angeformte entsprechende Gegenkontur (5 a, 5 b) eine selbstverstärkende Klemmwirkung ausübt, sobald nach Beginn des Arbeitshubes sowie über den Arbeits- und Rückhub eine Entriegelungsvorkehrung (10) unwirksam ist und zwischen Gesperre (7 a, 7 b und 8 a, 8 b) und Stellglied Kräfte mit entgegengesetzter Wirkrichtung angreifen.
- 3. Servoeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungsvorkehrung (10) als ein in die Bewegungsbahn des Rückhubes kurz vor Erreichen der Endstellung desselben hineinragender Anschlag (10 a, 10 b) für die Rolle (7a, 7b) ausgebildet ist.*— *3130049/0148
- 4. Servoeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungsvorkehrung durch ein auf dem kolbenartigen Bauteil (3) befestigtes, jedoch relativ zu diesem verlagerbares Anschlagmittel (10) gebildet ist.
- 5. Servoeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, da- · durch gekennzeichnet, daß das Anschlagmittel (10) an einem, aus elastischem Kunststoff bestehenden tellerartigen Teil (II) befestigt ist, das in der Endlage des Rückhubes entgegen seiner elastischen Kraft gegen die Rolle (7 a, 7 b) gedruckt ist und diese von der schrägen Flache (8a, 8b) abhebt, in der von der Urlage (Figur 1) entfernten Position (Figur 2) jedoch die Anschlagmittel (10) von den Rollen abhebt.
- 6. Servoeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoeinrichtung (1) eine unterdruckbetätigte Einrichtung ist, deren kolbenartiges Arbeitselement eine Membran (15) ist, die die Verriegelungsvorkehrung (7 a, 7 b) trägt und mit einer durch die Ebene der Membran hindurchreichenden Stange (5)130049/0148mit vorzugsweiser flacher Angriffsfläche (5 a, 5 b) zusammenarbeitet, die Membran durch ein auf der Saugseite vorgesehenes kappenartiges Bauteil (19) den Durchgang der Stange (5) abdichtet und Membran (15), Gesperre (7a, 7b und 8a, 8b) und kappenartiges Bauteil (19) in einem topfartigen Gehäuse (2) der Servoeinrichtung (1) untergebracht sind.130049/OUS
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