DE3205155A1

DE3205155A1 - "durch ein gasfoermiges stroemungsmedium betaetigbare servoeinrichtung zum schalten von aggregaten"

Info

Publication number: DE3205155A1
Application number: DE19823205155
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl.-Ing. 7580 Bühl/Baden Schmid
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 1982-02-13
Filing date: 1982-02-13
Publication date: 1983-08-25
Also published as: US4577741A

Description

LuK Lamellen und

Kupplungsbau GmbH

Industriestraße 3

Postfach 136Ο 0^23 D

758Ο Bühl -'/ Baden

Durch ein gasförmiges Strömungsmedium betätigbare Servoeinrichtung zum Schalten von Aggregaten

Die Erfindung betrifft eine durch ein gasförmiges Strömungsmedium betätigbare Servoeinrichtung zum Schalten von Aggregaten, wie Kraftfahrzeugkupplungen, wobei die Servoeinrichtung aus einem Gehäuse und einem bei Beaufschlagung durch das Strömungsmedium einen Arbeitshub und bei verringerter Beaufschlagung einen Rückhub im Arbeitsraum des Gehäuses ausführenden kolbenartigen Bauteil besteht, einem Ventil zum Verbinden und Abtrennen des Arbeitsraumes mit bzw. von der Druckmittelquelle und einem weiteren Ventil zum Verbinden des Arbeitsraumes mit der Atmosphäre.

Solche Servoeinrichtungen sind.ζ. B. durch die DE-OS 30 19 752 bekannt geworden. Dabei wirkt das kolbenartige Bauteil der Servoeinrichtung mit einem Stellglied zusammen, das mit dem Betätigungsgestänge einer Kupplung in Verbindung steht. Die Servoeinrichtung ist dabei derart ausgebildet, daß der Bewegungsweg des

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kolbenartigen Bauteils begrenzt wird durch Anlage dieses Kolbens am Gehäuse des unterdruckbetätigten Stellmotors der Servoeinrichtung. Zum Ausgleich des Kupplungsverschlexßes ist zwischen Stellglied und kolbenartigem Bauteil der Servoeinrichtung eine Nachstelleinrichtung vorgesehen.

Der vorliegenden Erfindung lag die. Aufgabe zugrunde, solche Servoeinrichtungen zu verbessern, indem die Ansprechzeit der Servoeinrichtung verringert wird, so daß dadurch ein schnelleres und genaueres Schalten der damit betätigten Aggregate möglich ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, bei Servoeinrichtungen, bei denen das kolbenartige Bauteil ein Rollmembran aufweist, die Beanspruchung der Membran auf das unbedingt erforderliche Maß zu reduzieren.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Servoeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß

lOhtffigUoh _ein^J_nAbhängigkeit vom Erreichen der Endstellung des Arbeitshubes den dann vorhandenen Arbeitsraum von der Druckmittelquelle trennendes Ventil vorgesehen ist, so daß im Arbeitsraum stets nur der zur Betätigung der Aggregate unbedingt notwendige Druck herrscht.

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Insbesondere bei unterdruckbetätigten Servoeinrichtungen wird durch diese Maßnahme erreicht, daß der nicht ganz zu vermeidende Totraum zwischen kolbenartigem Bauteil und Gehäuse nicht auf einen niederen Druck gebracht wird als dies unbedingt erforderlich ist, ■ um das kolbenartige Bauteil in der Bndstellung des Arbeitshubes zu halten. Dies bedeutet, daß im Arbeitsraum der Servoeinrichtung das gasförmige Strömungsmedium einen geringeren Unterdruck aufweist als der Betätigungsunterdruck, so daß die Druckdifferenz zwischen Arbeitsraum und Umgebungs- bzw. Atmophärendruck geringer wird und beim Betätigen der Ventile für den Rückhub des kolbenartigen Bauteils der Abbau des im Arbeitsraum bzw. Totraum vorhanden Unterdrucks rascher stattfindet als dies der

Y_olle Fall wäre, wenn im Arbeitsraum bzw. Totraum der^Betätigungsdruck des gasförmigen Strömungsmediums vorhanden wäre. Weiterhin wird durch die Begrenzung des Arbeitsdruckes im Arbeitsraum bei Erreichen der Endstellung des Arbeitshubes die auf die Membrane ausgeübte Beanspruchung reduziert, da die Differenz der beidseits der Membrane herrschenden Drücke begrenzt ist,

Das den Arbeitsraum bei Erreichen der Endstellung des Arbeitshubes von der Druckmittelquelle trennende Ventil kann dabei ein eigenes, am Gehäuse der Servo-

einrichtung befestigtes Element mit einem zum Schließen und Öffnen des Ventiles bewegbaren Teil und einem mit diesem zusammenwirkenden anderen Teil sein, wobei es dann besonders zweckmäßig ist, wenn das bewegbare Teil des Ventiles mit dem kolbenartigen Bauteil in Verbindung bringbar ist und am Gehäuse der andere Teil des Ventiles vorgesehen ist.

Zweckmäßig kann es aber auch sein, wenn das kolbenartige Bauteil den einen bewegbaren Teil und das Gehäuse den anderen Teil eines Ventiles trägt, wobei das am Kolben vorgesehene bewegbare Teil beim Erreichen der vorbestimmten Endstellung des Arbeitshubes das am Gehäuse vorgesehene andere Teil schließt und somit der im Arbeitsraum herrschende Druck begrenzt wird.

Eine besonders einfache und billige Ausgestaltungsmöglichkeit des den Arbeitsraum von der Druckmittelquelle trennende Ventils ergibt sich, wenn das kolbenartige Bauteil das eine bewegbare Teil und das Gehäuse den anderen Teil eines Ventils ist oder angeformt hat.

Bei unterdruckbetätigten Servoeinrichtungen, bei denen das kolbenartige Bauteil durch einen Membrankolben

gebildet ist, kann es zweckmäßig sein, wenn der Membrankolben auf der der Einlaßseite des Unterdruckanschlusses zugekehrten Seite den einen bewegbaren Teil und die Einmündungsöffnung für Unterdruck den anderen Teil eines Ventiles· trägt. Dabei kann der am kolbenartigen Bauteil vorgesehene Ventilteil ein kappenartiges Bauteil sein.und der im Bereich der Einmündungsöffnung vorgesehene Ventilteil ein Bauteil nach Art einer Ringdichtung. , ■

Anhand der in der. Figur im Schnitt dargestellten druckmit.telbetätigten Servoeinrichtung sei die Erfindung näher erläutert.

In Figur 1 ist ein unterdruckbetätigter Stellmotor gezeigt, der in einem Gehäuse 2 ein kolbenartiges Bauteil 3» das eine Nachstelleinrichtung k trägt, aufweist. Mit der Nachstelleinrichtung k steht eine als Stellglied dienende Stange 5 in Verbindung, die mit ihrem anderen Ende an einem nicht näher dargestellten Betätigungsgestänge für eine Kraftfahrzeugkupplung angreift. Die Nachstelleinrichtung 4 ist dabei derart ausgebildet, daß sie in der in der Figur 1 voll ausgezeichnet gezeigten Urlage eine Bewegung der Stange 5 iⁿ beiden Richtungen 6 und 7 ermöglicht, so daß dadurch auftretende Längenveränderungen im Betätigungsgestänge bzw. die Verschleißerscheinungen der Kupplung.ausgeglichen werden können.

Das kolbenartige Bauteil 3 besteht aus einem ringförmigen Stützteil 8, an dem die Nachstelleinrichtung k über ein Halteblech 9 mittels Niete 10 befestigt ist und einer Membran 11, die mit ihren radial äußeren Bereichen 11a mit dem Gehäuse 2 und mit ihren radial inneren Bereichen 11b mit dem ringförmigen Stützteil 8 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem ringförmigen Stützteil 8 und der Membrane 11 findet über einen Klemmbereich 9a des Haltebleches 9 statt, welcher beim Vernieten die inneren Bereiche 11b der Membrane

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abdichtend auf.das Stützteil 8 zusammendrückt. An ihrem äußeren Umfang 11a ist die Membrane 11 zwischen den Bereichen 12, 13 der Gehäuseteile 2a und 2b abdichtend eingeklemmt. An seinem äußeren Umfang weist das Stützteil 8 einen sich axial erstreckenden Bereich 8a auf, auf dem sich die Membrane beim Betätigen der Einrichtung abrollen kann, indem sie eine Falte bildet. Der innere Bereich des ringförmigen Stützteils 8 dient als Unterlage bzw. Stütze für die balkartige Membran

Zur Abdichtung des Unterdruckraumes 14 weist das kolbenartige Bauteil 3 an seinem inneren Bereich ein kappenartiges Bauteil 15 auf,.in welches die das kolbenartige Bauteil 3 axial durchdringende Stange 5 eindringt. Das kappenartige Bauteil 15 besitzt einen Wulst 15a» der dichtend eingeklemmt ist zwischen dem Klemmteil 16 und den inneren Bereichen 8b des ringförmigen Stützteils 8.

Im Unterdruckraum 14 ist ein Kraftspeicher in Form einer Schraubenfeder 17 vorgesehen, die sich einerseits an dem Gehäuseteil 2b und andererseits an dem kolbenartigen Bauteil 3 abstützt. Diese Schraubenfeder 17 bewirkt, daß das kolbenartige Bauteil nach einem Schaltvorgang immer in die Ausgangslage zurückgeführt wird.

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Der unterdruckbetätigte Stellmotor 1 weist ein Ventil 18 auf, welches in Abhängigkeit vom Erreichen der in Figur 1 strichliert dargestellten Endstellung des Arbeitshubes den dann vorhandenen Arbeitsraum 1°- von der Druckmittelquelle trennt.

Das Ventil 18 besteht aus einer am vom kolbenartigen Bauteil 3 getragenen kappenartigen Bauteil 15 vorgesehenen Anformung 18a, die das eine bewegbare Teil des Ventils 18 bildet, und einem am Gehäuseteil 2b vorgesehenen anderen Teil 18b, welches mit dem bewegbaren Teil 18a bei Erreichen der Endstellung des Arbeitshubes zusammenwirkt.

Das andere Teil 18b des Ventils 18 ist auf der dem Membrankolben 3 zugekehrten Seite des' Gehäuseteiles 2b vorgesehen und besteht aus einem Absaugstutzen 20, der im Bereich der Einmündungsöffnung 21 eine Ringdichtung aufweist, welche z. B. durch einen Gummiring gebildet sein kann. Der Absaugstutzen 20 führt in eine Ventilanordnung 23» bei der es sich um ein elektromagnetisches Ventil handelt. Der Absauganschluß 2k der Venttilanordnung 23 ist mit einer schematisch dargestellten Unterdruckquelle 25 verbunden. Die Ventilanordnung 23 besitzt eine Ventilkappe Z6_f die durch eine Feder 27

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derart beaufschlagt vird, daß sie den Verbindungsweg zwischen der EinmündungsÖffnung 21 des Absaugstutzens und dem Absauganschluß 2k unterbricht. Bei einer Erregung des Elektromagneten 28 wird die Ventilkappe 26 gegen die Kraft der Schraubenfeder 27 derart bewegt, daß eine Verbindung zwischen dem Absauganschluß 2k der Ventilanordnung 23 und der Öffnung 21 des Absaugstutzens 20 hergestellt wird. .

Im folgenden sei die Funktionsweise der Servoeinrichtung näher beschrieben.

Um das Stellglied bzw. die Stange 5 in axialer Richtung zum Ein- und Ausrücken einer Kupplung bewegen zu können, wird die Ventilanordnung 23 durch Erregung des Elektromagneten 28 geöffnet.Dadurch wird eine Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 25 und dem Unterdruckraum Ik des Stellmotors 2 hergestellt. Durch die Verbindung des Unterdruckraums 1-4 mit der Unterdruckkammer 25 wird bewirkt, daß das kolbenartige Bauteil 3 und sämtliche mit ihm verbundenen Teile, wie die Nachstelleinrichtung k und das kappenartige Bauteil 15 aus ihrer Ausgangsstellung gegen die Kraft der Schraubenfeder 20 in Richtung des Pfeiles 7 bewegt werden. Zu Beginn dieser Bewegung

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verriegelt sich zunächst die Nachstelleinrichtung 4, so daß eine Mitnahmeverbindung zwischen der Stange und dem kolbenartigen Bauteil 3 eintritt. Dadurch wird die Stange 5 entgegen der auf sie in Pfeilrichtung 6 einwirkenden Kraft durch die druckmittelbetätigte Servoeinrichtung 2 bewegt. Bei geöffneter Ventilkappe 26 findet diese Bewegung solange statt, bis das kappenartige Bauteil 15 bzw. die an diesem vorgesehene Anformung 18a am Absaugstutzen 20 bzw. der von diesem getragenen Ringdichtung 22 zur Anlage kommt. Diese Stellung ist strichliert dargestellt und entspricht dem entkuppelten Zustand der Kupplung. In dieser Stellung ist die Einmündungsöffnung 21 des Ventils 18 geschlossen, so daß der.übrigbleibende Arbeitsraum 19 von der Unterdruckquelle 25 getrennt ist und infolgedessen in diesem ein'geringerer Unterdruck vorherrscht. Der im übrigbleibenden Arbeitsraum 19 sich aufbauende Unterdruck ist also lediglich so groß wie dies unbedingt notwendig ist, um das mit dem Unterdrucktopf 2 verbundene Aggregat, d. h. hier eine Reibungskupplung zu betätigen. Dies bedeutet, daß im Arbeitsraum 19 ein geringerer Unterdruck vorhanden ist als der von der Unterdruckquelle 25 gelieferte Betätigungsdruck. Dadurch wird die Druckdifferenz zwischen Arbeitsraum 19 und Umgebungsdruck bzw. Atmosphärendruck geringer, so daß beim

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Betätigen der Ventilanordnung 23 für den Rückhub des kolbenartigen Bauteils 3 d^e** Abbau des im Arbeitsraum 19 vorhandenen Unterdrucks rascher stattfindet als dies der Fall wäre, wenn im Arbeitsraum der von der Unterdruckquelle 25 bereitgestellte Druck vorhanden wäre. Durch diese geringere Druckdifferenz wird ebenfalls die Beanspruchung der Membrane 11 reduziert.

Venn die Ventilanordnung 23 derart betätigt wird, daß die Verbindung zwischen der Unterdruckkammer 25 und dem Unterdruckraum 19 unterbrochen, also der Raum 19 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 Ausgangslage zurückbewegt. Es wird also das kolbenartige Bauteil 3 solange nach links bewegt, bis das kolbenartige Bauteil 3 bzw. ein mit diesem verbundenes Teil zur Anlage am Gehäuseteil 2a kommt» wobei während des Rückhubes das Ventil 29 zur Belüftung des Arbeitsraumes "ik geöffnet wird.

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Leerseite

Claims

LuK lamellen und

Kupplung sbau GmbH

Industriestraße 3

Postfach 136Ο 0^23 D

Bühl / Baden 12. Februar I982

Patentansprüche

.J Durch ein gasförmiges Strömungsmedium betätigbare Servoeinrichtung zum Schalten von Aggregaten, wie Kraftfahrzeugkupplungen, wobei die Servoeinrichtung aus einem Gehäuse und einem bei Beaufschlagung durch das Strömungsmedium einen Arbeitshub und bei verringerter Beaufschlagung einen Rückhub im Arbeitsraum des Gehäuses ausführenden kolbenartigen Bauteil besteht, einem Ventil zum Verbinden und Abtrennen des Arbeitsraumes mit bzw. von der Druckmittelquelle und einem weiteren Ventil zum Verbinden des Arbeitsraumes mit der Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Abhängigkeit vom Erreichen der Endstellung des Arbeitshubes den dann vorhandenen Arbeitsraum- (19) von der Druckmittelquelle (25) trennendes Ventil (18) vorgesehen ist. ,
2. Servoeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Teil des Ventiles mit dem kolbenartigen Bauteil in Verbindung bringbar ist und am Gehäuse der andere Teil des Ventiles vorgesehen ist.

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* Ofr *
3« Servoeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenartige Bauteil (3) den einen, bewegbaren Teil (i8a) und das Gehäuse (2) den' anderen Teil (i8b) eines Ventiles (18) trägt.
4. Unterdruckbetätigte Servoeinrichtung, bei der aafv^ Bauteil durch einen Membrankolben gebildet ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Membrankolben (3) auf der der Einlaßseite (21) des Unterdruckanschlusses zugekehrten Seite den einen Teil (i8a) und die • Einmündungsöffnung (21) für Unterdruck den anderen Teil (I8b) eines Ventiles (18) trägt.

5» Unterdruckbetätigte Servoeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der am kolbenartigen Bauteil (3) vorgesehene Ventilteil ein kappenartiges Bauteil (15) ist und der im Bereich der Einmündungsöffnung (21) vorgesehene Ventilteil ein Bauteil nach Art einer Ringdichtung (22).

-Jf-