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Selbstnachstellende Betätigungsvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine selbstnachstellende Betätigungsvorrichtung,
insbesondere für eine Kupplungsbetätigung in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Selbstnachstellende Betätigungsvorrichtungen der gattungsgemäßen Art
sind überall dort vorteilhaft, wo aufgrund von Verschleiß unerwünschte Längen-oder
Lageänderungen in der Betätigungsvorrichtung auftreten, die dann zu Fehlfunktionen
der betätigten oder gesteuerten Vorrichtungen, Maschinen oder dgl. führen können.
Dieses Problem stellt sich auch bei der Kupplungsbetätigung in Kraftfahrzeugen.
Aufgrund des unvermeidlichen Kupplungsverschleisses ist eine wiederholte Nachstellung
der Betätigungsvorrichtung erforderlich, um einen anormalen Verschleiß durch Durchrutschen
der Kupplung zu vermeiden.
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Es sind deshalb bereits zahlreiche Vorrichtungen, insbesondere für
die Kupplungsbetätigung in Kraftfahrzeugen, vorgeschlagen worden, bei denen eine
selbsttätige Nachstellung erfolgt. Die bekannten Vorrichtungen sind jedoch relativ
kompliziert aufgebaut, benötigen meist zusätzlichen Bauraum und sind zum Teil nicht
ausreichend funktionssicher.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine sehr einfach aufgebaute
und über einen langen Zeitraum funktionssichere Betätigungsvorrichtung der gattungsgemäßen
Art zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des.
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Patentanspruches 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung
setzt sich im wesentlichen nur aus dem Betätigungshebel und dem weiteren Hebel zusammen,
die koaxial gelagert und mit stirnseitigen Flächen miteinander in - bzw. außer Eingriff
oder Reibschluß gebracht werden können.
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Dies ergibt einen besonders einfachen und raumsparenden Aufbau, der
sogar eine Nachrüstung an bereits in Betrieb befindlichen Betätigungsvorrichtungen
ermöglicht. Da gegebenenfalls die gesamte Stirnfläche oder ein Kreisring dieser
Stirnfläche zur Kraftübertragung zur Verfügung steht, ergibt sich eine verschleißfeste,
funktionssichere Ausbildung. Die die Relativbewegung bewirkenden Mittel können rein
mechanisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch ausgeführt sein.
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Eine besonders vorteilhafte, einfache Weiterbildung der Erfindung
ist den Merkmalen des Patentanspruches 2 entnehmbar. Das Stützteil kann als Anlaufscheibe
oder als Teil einer den Lagerbolzen der Betätigungsvorrichtung aufnehmenden Konsole
ausgebildet sein. Durch die schrägen Flächen wird eine Zwangsverschiebung des Betätigungshebels
und damit eine absolut funktionssichere Betätigung erzielt. Zudem ist der Aufwand
äußerst gering.
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Gemäß Patentanspruch 3 kann das Stützteil zugleich als Anschlag für
die Ruhelage des Betätigungshebels dienen. Ein gesonderter Anschlag kann dementsprechend
entfallen.
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Die Verbindung zwischen dem Betätigungshebel und dem zweiten Hebel
kann bei geringeren Obertragungskräften reibschlüssig oder bei größeren Kräften
entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 4 formschlüssig erfolgen. Es versteht
sich, daß man beispielsweise bei der Kupplungsbetätigung in Kraftfahrzeugen die
formschlüssige Verbindung bevorzugen wird. Die vorgeschlagenen Stirnverzahnungen
können durch Stanzen, Prägen, Räumen oder Fräsen kostengünstig hergestellt werden;
es können nur bestimmte Kreisringabschnitte oder die gesamten, kreisringförmigen
Stirnflächen verzahnt werden.
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Bei Betätigungsvorrichtungen, bei denen der Betätigungshebel keine
axiale Verschiebung erfahren soll, kann selbstverständlich auch der zweite Hebel
axial verschiebbar angeordnet sein. Eine derartige, zweckmäßige Lösung ist im Patentanspruch
5 angeführt. Die Axialverschiebung des Hebels kann manuell, beispielsweise mittels
eines Seil zuges, oder über einen elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch
betriebenen Stellmotor bewirkt werden. Es ist bei einer automatischen Steuerung
lediglich über einen im Schwenkbereich des Betätigungshebels angeordneten Schalter
bzw. ein Schaltventil sicherzustellen, daß die Axialverschiebung nur in der Ruhelage
des Betätigungshebels erfolgt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, über den Seilzug
oder
über einen Schalter von Zeit zu Zeit willkürlich die selbsttätige Nachstellung auszulösen.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
und mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine
erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung an einer Kupplungsbetätigung für Kraftfahrzeuge,
in schematischer Darstellung, Fig. 2 die Betätigungsvorrichtung in perspektivischer
Ansicht, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung gemäß Linie III-III
der Fig. 2, Fig. 4 eine weitere, erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung mit einer
elektromagnetisch bewirkten Axialverschiebung des zweiten Hebels.
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Die Fig. 1 zeigt eine Kupplungsbetätigung für Kraftfahrzeuge, mit
einer Kupplung 2, auf die ein zweiarmiger Ausrückhebel 4 über ein Ausrücklager 6
wirkt. Der Ausrückhebel 4 ist an einem gehäusefesten Widerlager 8 abgestützt; an
seinem freien Ende greift ein Seilzug 10 an, der in einer Hülse 12 geführt ist.
Die Hülse 12 stützt sich einerseits an einer gehäusefesten
Konsole
14 und andererseits an der Stirnwand 16 des Kraftfahrzeuges ab. Der Seilzug 10 ist
andererseits am Ende eines Hebels 18 einer Kupplungs-Betätigungsvorrichtung 20 eingehängt.
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Der Hebel 18 ist koaxial mit einem Betätigungshebel bzw. Kupplungspedal
22 über einen Bolzen 24 schwenkbar gelagert. Der Bolzen 24 ist in einer Konsole
26 aufgenommen, die an der Stirnwand 16 befestigt ist. An dem Hebel 18 und dem Kupplungspedal
22 greifen je eine Feder 28, 30 an, die den Hebel 18 und das Kupplungspedal 22 in
ihre Ruhelage ziehen.
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Wie den Fig. 2 und 3 entnehmbar ist, trägt das Kupplungspedal 22 eine
Lagerbüchse 32 und ist um den Weg s relativ zum Hebel 18 axial verschiebbar. Der
Hebel 18 ist mittels eines Spannstiftes 34 mit dem Bolzen 24 fest verbunden, wobei
der Bolzen 24 beiderseits durch Sicherungsringe 36 in den Schenkeln 38, 40 der Konsole
26 axial unverschiebbar gehalten ist.
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An den einander zugewandten, stirnseitigen Kreisringflächen der Lagerbüchse
32 und des Hebels 18 sind Stirnverzahnungen 42, 44 eingearbeitet, die bei einem
axialen Verschieben der Lagerbüchse 32 auf der Zeichnung nach rechts eine formschlüssige
Verbindung zwischen dem Kupplungspedal 22 und dem Hebel 18 bewirken. Der Verschiebeweg
s ist geringfügig größer als die Zahnhöhe der Stirnverzahnungen 42, 44.
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An. der entgegengesetzten Stirnseite der Lagerbüchse 32 sind zwei
diametral gegenüberliegende Führungsrampen 46 (es ist nur eine Führungsrampe 46
ersichtlich) angeformt, die in der Ruhelage des Kupplungspedales 22 in benachbarte
Ausnehmungen 48 hineinragen. Die Ausnehmungen 48 sind unmittelbar
in
dem als Stützteil dienenden Schenkel 40 der Konsole 26 eingearbeitet.
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An den Führungsrampen 46 und den Ausnehmungen 48 sind schräge Flächen
50, 52 ausgebildet, die aneinander anliegen und bei einer Schwenkbewegung des Kupplungspedales
22 aus der Ruhelage heraus zwangsweise eine Axialverschiebung um den Weg s verursachen,
wobei bei einer weiteren Schwenkung des Kupplungspedales 22 die Führungsrampen 46
an der Stirnfläche des Schenkels 40 gleiten.
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Die Ruhelage des Kupplungspedales 22 ist durch an den Führungsrampen
46 und Ausnehmungen 48 vorgesehene Anschlagflächen 54, 56 definiert.
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Schließlich ist innerhalb der Lagerbüchse 32 ein zum Hebel 18 offener
Ringraum 58 vorgesehen, in den eine schraubenförmig-gewundene Druckfeder 60 eingesetzt
ist. Die Druckfeder 60 stützt sich einerseits an der Lagerbüchse 32 und andererseits
am Hebel 18 ab und spannt dementsprechend die Lagerbüchse 32 gegen den Schenkel
40.
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Es sei noch erwähnt, daß die beiden in Fig. 1 schematisch gezeigten
Federn 28, 30 zweckmäßiger Weise durch eine schraubenförmig um die Lagerbüchse 32
gewundene Verdrehfeder ersetzt sein können, welche sich einerseits am Hebel 18 und
andererseits am Kupplungspedal 22 abstützt. Die Funktion der Verdrehfeder könnte
sogar bei entsprechender Modifikation durch die Druckfeder 60 mit erfüllt werden.
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Beim Schwenken des Kupplungspedales 22 wird dieses aufgrund der schrägen
Führungsflächen 50, 52 axial nach rechts verschoben und kommt mittels der
Stirnverzahnung
42, 44 in formschlüssigen Eingriff mit dem Hebel 18. Durch weiteres Schwenken des
Kupplungspedales 22 kann dann die Kupplung 2 ausgerückt werden. Der durch die schrägen
Führungsflächen 50, 52 und durch die Zahnteilung der Stirnverzahnungen 42, 44 bestimmte
Leerweg des Kupplungspedales 22 kann entsprechend den Erfordernissen abgestimmt
werden.
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Die. Stirnverzahnungen können zweckmäßig aufgrund der nur in einer
Richtung wirkenden Betätigungskraft sägezahnartig ausgebildet sein. Beim Zurückkehren
des Kupplungspedales 22 in seine Ruhelage wird dieses sobald die schrägen Führungsflächen
50, 52 wieder in Oberdeckung geraten durch die Druckfeder 60 nach links verschoben,
so daß die formschlüssige Verbindung zwischen dem Kupplungspedal 22 und dem Hebel
18 wieder gelöst wird.
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Insbesondere durch Kupplungsverschleiß sich ergebende Längenänderungen
können somit ausgeglichen werden.
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Die Fig. 4 zeigt eine in der Funktion gleiche Betätigungsvorrichtung
62 für die Betätigung der Kupplung 2. Nicht dargestellte Teile sind identisch den
in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Teilen.
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Die Schenkel 38', 40' der Konsole 26' nehmen den Bolzen 24' auf, der
mit den Sicherungsringen 36 axial unverschiebbar gehalten ist. Auf dem Bolzen 24'
ist das Kupplungspedal 22' über eine Lagerbüchse 64 schwenkbar gelagert.
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Die einander benachbarten Stirnflächen des Schenkels 40' und der Lagerbüchse
64 sind rotationssymmetrisch ausgebildet. Durch einen weiteren, in einer Nut des
Bolzens 24' festgelegten Sicherungsring 66 ist das Kupplungspedal 22' axial unverschiebbar
gehalten.
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Der Hebel 18' ist auf dem Bolzen 24' verdrehbar und axial verschiebbar
gelagert. Er wird durch eine Druckfeder 68 gegen die Lagerbüchse 64 gespannt.
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An den sich gegenüber liegenden Stirnflächen der Lagerbüchse 64 und
des Hebels 18' sind wie im vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel Stirnverzahnungen
42, 44 eingearbeitet. Der Verschiebeweg s des Hebels 18' ist wiederum geringfügig
größer als die Zahnhöhe der Stirnverzahnungen 42, 44.
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An der Konsole 26' ist ein elektromagnetischer Stellmotor 70 handelsüblicher
Art befestigt, dessen Stößel 72 im Bereich der Ruhelage des Hebels 18' diesen auf
der Zeichnung nach rechts verschiebt, sobald er an die Spannung des Bordnetzes des
Kraftfahrzeuges angeschlossen wird. Im spannungslosen Zustand ist der Stellmotor
70 in der gezeichneten Stellung und der Hebel 18' wird unter dem Einfluß der Druckfeder
68 in formschlüssigem Eingriff mit dem Kupplungspedal 22' gehalten.
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Die Ruhelage des Kupplungspedales 22' ist durch einen nicht dargestellten
Anschlag definiert, der z. B. -an der Konsole 26' angeordnet sein kann.
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In dieser Ruhelage schließt das Kupplungspedal 22' einen elektrischen
Schalter 74, der ebenfalls an der Konsole 26' befestigt sein kann. Dementsprechend
wird der Stellmotor 70 bei geschlossenem Zündschalter 76 mit der Spannung des Bordnetzes
beaufschlagt Es versteht sich, daß die Schalter 74, 76 über entsprechende elektrische
Leitungen mit dem Stellmotor 70 verbunden sind.
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Beim Schwenken des Kupplungspedales 22' aus dessen Ruhelage wird der
Schalter 74 geöffnet und die Stromversorgung des elektromagnetischen Stellmotores
70 unterbrochen. Der Stößel 72 bewegt sich nach links,wodurch der Hebel 18' durch
die Druckfeder 68 ebenfalls nach links verschoben wird und in formschlüssigen Eingriff
mit dem Kupplungspedal 22' gerät. Die Kupplung 2 kann ausgerückt werden.
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Umgekehrt schließt das Kupplungspedal 22' bei seiner Rückkehr in die
Ruhelage wieder den Stromkreis und die formschlüssige Verbindung mit dem Hebel 18'
wird wieder gelöst.
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Es versteht sich, daß anstelle des elektromagnetischen Stellmotores
70 auch ein pneumatisch oder hydraulisch betriebener Stellmotor verwendet werden
kann, wenn beispielsweise gerade eine solche Hilfskraft zur Verfügung steht bzw.
sich anbietet. Die Steuerung des Stellmotores kann ggf. auch manuell über einen
willkürlich betätigbaren Schalter erfolgen.
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Auch eine rein mechanisch und manuell bewirkte Axialverschiebung des
Hebels 18' beispielsweise mittels eines Seilzuges , ist möglich. Es versteht sich
von selbst, daß die Betätigung des Hebels 18' immer nur bei in Ruhelage befindlichem
Kupplungspedal 22' vorgenommen werden darf.
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Die selbstnachstellende Betätigungsvorrichtung kann auch an einer
anderen Stelle der Kupplungsbetätigung, beispielsweise an einer auf das Ausrücklager
wirkenden, getriebeseitigen Ausrückwelle, angeordnet sein.