DE3417814C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Betätigungsvorrichtungen für Kupplungen bekannt (DE-OS 23 03 538), die zur Verminderung der Betätigungskraft über den Schwenkwinkel des Pedals einen von einer Feder beaufschlagten Kurbeltrieb aufweisen. Die Wirkungsrichtung der Zugfeder wird nach Überschreiten einer Totpunktstellung in bezug auf das Pedal umgekehrt, wodurch die Betätigungskraft verminderbar ist. Die Feder ist frei­ liegend angeordnet und ragt ungeschützt in den Motorraum hinein und wird zwi­ schen einem vorstehenden Stellhebel und einem aufbaufesten Lagerbock gehalten. Diese Anordnung beansprucht relativ viel Raum und ist auch insofern nachteilig, als bei einer Betätigung des Pedals der Platzbedarf noch größer wird. Aus der DE-AS 12 14 548 ist eine Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung bekannt, bei der zur Verringerung der Betätigungskräfte an der Kupplung zwischen einem mit dem Pedalarm verbundenen Gestänge und einem mit dem Ausrückhebel verbundenen weiteren Gestänge ein ortsfest gelagerter Zwischenhebel gelenkig derart gehalten ist, daß die Gestänge zum Lagerpunkt des Zwischenhebels jeweils einen Hebelarm bilden. Dieser wird in Abhängigkeit von der Stellung des Pedals entsprechend der zu erzielenden Betätigungskräfte verändert. Eine solche Vorrichtung benötigt aufgrund der Gestänge einen relativ großen Bauraum und ist in der Serienherstellung aufwendig zu montieren. Die Anlenkung der Gestänge am Zwischenhebel ergeben einen Hebelarm, durch den eine Übersetzung erzielt wird, die nach einer geringen Pedalschwenkung keine konstante Betätigungskraft gewährleistet, so daß sich eine schwierig zu bedienende Kupplung hinsichtlich des Ein- und Ausrückens ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betätigungsvorrichtung zu schaffen, mit der eine Verminderung sowie eine annähernde Konstanthaltung der Betätigungskraft während einer Phase des Auskuppelvorgangs durch eine kleinbauende und in ein­ facher Weise zu montierende Baueinheit möglich wird, wobei die Feder betriebssicher und geschützt angeordnet sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine in ihrem Aufbau einfache, leicht zu montierende und sehr betriebssichere Kupplungsbetätigung geschaffen, die infolge der Änderung der Hebelverhältnisse an den Kniehebeln die Betäti­ gungskraft während eines Auskuppelvorgangs wesentlich herabsetzt und eine Bedienungserleichterung gewährleistet. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß durch die liegende und parallel zur Pedallagerachse vorgesehene Anordnung der Feder eine flachbauende Baueinheit möglich ist, die aufgrund des einzigen, relativ kurzen Zwischenhebels platz­ sparend unterzubringen ist und auch bei einer Betätigung keinen größeren Raum beansprucht.

Nach einem Merkmal der Erfindung sind die Kniehebel und ist die Feder derart ausgelegt, daß schon nach einem geringen Pedal­ schwenkweg die Betätigungskraft über einen Weg von z. B. 30 mm etwa konstant bleibt und dieses bis zum Erreichen des vollen Federmoments nochmals vermindert wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Stellhebel eine kurvenförmige Kulissenbahn auf, in der der Zwischenhebel zwangsgeführt wird. Durch diese Kurvenführung des Zwischen­ hebels wird eine konstante Betätigungskraft erzielt, so daß sich eine gefühlvollere Bedienung ergibt.

Zum Anpassen der Hebelverhältnisse bzw. des Unterstützungs­ moments an verschiedene Kupplungen sind in einfacher Weise die Kniehebel und ist die Feder entsprechend auszulegen. Auch wird eine Anpassung durch die Exzenter-Einstellvorrichtung erzielt, insbesondere sollen auftretende Toleranzen ausgeglichen werden können und die Kraftwirkungslinie der Feder kann verändert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Betätigungsvorrichtung für ein Kupplungspedal in Einkuppelstellung,

Fig. 2 eine aufbauseitige Festachse für eine Feder und einen Stellhebel der Betätigungsvorrichtung,

Fig. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung Z der Fig. 2 auf den Stellhebel mit kurvenförmiger Kulissenbahn und Exzenter-Einstellvorrichtung gesehen,

Fig. 4 ein Kraftweg-Diagramm, und die

Fig. 5, 6, 7 und 8 eine Darstellung über die Veränderung der Hebelarmverhältnisse der beiden Kniehebel von einer Einkuppelstellung bis zur Auskuppelstellung des Pedals.

Die Betätigungsvorrichtung umfaßt einen Kurbeltrieb 1 mit einem aufbauseitig auf einer ortsfesten Gelenkachse 2 angelenkten Stellhebel 3, der schwenkbar mit einem Zwischen­ hebel 4 verbunden ist, welcher wiederum an einem Betätigungs­ hebel 5 des Pedals 6 verdrehbar gehalten wird. Das Pedal 6 ist in einer bodenseitigen Lagerung 7 des Aufbaus 8 angeordnet. Mit dem Pedal 6 ist eine Druckstange 9 verbunden, die auf einen nicht dargestellten Ausrückhebel einer Kupplung einwirkt.

Der Kurbeltrieb 1 wird aus zwei miteinander verbundenen Knie­ hebeln 10 und 11 gebildet. Der erste Kniehebel 11 besteht aus dem Stellhebel 3 und dem Zwischenhebel 4, der mit dem Betäti­ gungshebel 5 des Pedals 6 den zweiten Kniehebel 10 bildet. Mit dem Stellhebel 3 steht eine Druckfeder 12 in Wirkverbindung, die diesen bei einer Pedalbetätigung in Pfeilrichtung 13 in Drehrichtung 14 zu schwenken sucht.

Wie Fig. 1 näher zeigt sind die Schwenkachsen 15 und 15a sowie der Angriffspunkt der Feder 12 am freien Ende des Stellhebels 3 etwa in einer gleichen Ebene X-X oberhalb einer durch die Pedallagerachse 7 verlaufenden weiteren parallelen Ebene Y-Y angeordnet. Diese Achsanordnung ergibt einen negativen Hebel­ arm a zwischen den beiden Achsen 15 und 15a sowie der Pedal­ lagerachse 7, welcher entgegen der Schwenkbewegung (Pfeil­ richtung 13) des Pedals 6 wirkt.

Wie Fig. 2 näher zeigt, wird die Gelenkachse 2 von einem aufbauseitig gehaltenen Bolzen gebildet, der parallel zur Pedallagerachse 7 angeordnet ist. Auf diesem Bolzen ist koaxial auf endseitig aufgeschobenen Drehhülsen 16, 17 die Feder 12 gehalten und geführt. Mit der Hülse 16 ist der Stellhebel 3 fest verbunden. Als Feder 12 wird eine Schenkelfeder verwendet, die sich mit ihrem einen Schenkel 12a am Aufbau 8 und mit ihrem anderen Schenkel 12b am Stellhebel 3 abstützt. Zwischen den beiden Hülsen 16 und 17 ist eine Abstandshülse 26 vorgesehen.

Am Stellhebel 3 ist eine Exzenter-Einstellvorrichtung 18 (Fig. 2) vorgesehen, an der sich die Feder 12 über den Schenkel 12b anlegt. Diese Einstellvorrichtung 18 umfaßt im wesent­ lichen einen Bolzen 19, auf dem ein Exzenterteil 20 befestigt ist. Durch ein Verdrehen des Exzenterteiles 20 sind Toleranzen ausgleichbar und die Spannung der Feder 12 kann erhöht werden.

Die Feder 12 weist eine Wirkungslinie 22 auf, die etwa im rechten Winkel zum Federschenkel 12b und oberhalb der Schwenk­ achse 15 des Stellhebels 3 mit dem Zwischenhebel 4 verläuft.

Wie Fig. 1 und die weiteren Fig. 5 bis 8 näher zeigen, sind die beiden Kniehebel 10 und 11 in der Weise ausgelegt, daß sich im Verlauf der Pedalbewegung in Pfeilrichtung 13 ein sich ständig vergrößernder wirksamer Hebelarm ergibt, wodurch eine sich verringernde Betätigungskraft erzielt wird.

Fig. 5 zeigt das Pedal 6 in einer Einkuppelstellung, bei der sich am zweiten Kniehebel 10 ein Hebelarm a bildet und am ersten Kniehebel 11 sich ein wenig verändernder Hebelarm X mit der Kraft F durch die Feder 12 einstellt. Nach dem Durchlauf der Totpunktstellung (Fig. 6) bildet sich ein Hebelarm a₁. Wie das Diagramm (Fig. 4) näher zeigt, wird die Betätigungskraft des Pedals beim Aus­ kuppeln aufgrund des sich einstellenden Unterstützungsmoments infolge der Federkraft verringert. So wäre z. B. bei einem Pedalweg von 25 mm die Pedal-Betätigungskraft 150 N. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine verringerte Pedal- Betätigungskraft von 130 N erreicht.

Der Hebelarm a₁ vergrößert sich nach einem weiteren Pedalweg auf a₂ (Fig. 8). Wie das Diagramm zeigt, ist z. B. bei einem Pedalweg von nunmehr 40 mm nahezu die höchste Entlastung erreicht, wie die Kurve 31 zeigt. Die Federcharakteristik der Schenkelfeder 12 sowie die gewählten Hebelverhältnisse der beiden Kniehebel 10 und 11 ermöglichen, daß das von der Feder 12 erzeugte Unterstützungsmoment auf das Pedal 6 zur Ver­ ringerung der Betätigungskraft in einem ersten Abschnitt A des Schwenkweges (im Beispiel z. B. der 40 mm-Pedalweg, Fig. 4) eine geringere Entlastung der Betätigungskraft als in einem zweiten Abschnitt B des Schwenkweges aufweist und in diesem zweiten Abschnitt B die Entlastung über einen kleinen Schwenkweg etwa konstant ist und dann nochmals eine weitere Entlastung erfolgt. Diese Entlastungskurve 31 wird im wesentlichen durch eine sich über den Schwenkweg des Pedals 6 verringernde Kraft der Feder 12 und den sich vergrößernden Hebelarm von a₀ auf a₂ erzielt.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Stellhebel 3a (Fig. 3) mit einer kurvenförmigen Kulissenbahn 25 versehen, in der der Zwischenhebel 3 über einen Bolzen zwangsgeführt ist. Wie das Diagramm (Fig. 4) näher zeigt, ist im ersten Abschnitt A des Schwenkweges bis zum Pedalweg von 40 mm die Entlastung gleich wie mit dem Stellhebel 3 ohne Kulissenbahn. Im zweiten Abschnitt B des Schwenkweges wird durch die sprunghafte Vergrößerung des Hebelarms beim Durch­ treten des Pedals infolge einer Verlagerung des Zwischenhebels 3 mit seiner Schwenkachse 15 in Pfeilrichtung 26, die Entlastung der Betätigungskraft über den restlichen Schwenkweg etwa konstant gehalten, wie die Kurve 30 des Diagramms (Fig. 4) zeigt.

Das Diagramm ist nur zur näheren Erläuterung der Erfindung mit den entsprechenden Werten des Pedalschwenkwegs und der Pedalkraft versehen. Durch eine entsprechende konstruktive Änderung der Kniehebellängen sowie der Federkraft ist es möglich, die nur beispielsweise geltenden Werte entsprechend den Erfordernissen abzuändern, so daß wohl die Charakteristik der Kurven 30 und 31 in den Abschnitten A und B erhalten bleibt, aber die absoluten Werte eine Änderung erfahren.

Claims (6)

1. Betätigungsvorrichtung für eine hydraulisch angesteuerte Kupplung eines Kraftfahrzeugs, mit einem auf einer ortsfesten Drehachse schwenkbar gelagerten Kupplungspedal, das mit einem die Betätigungskraft des Pedals steuernden Kurbeltrieb verbunden ist, der einen Zwischenhebel umfaßt, welcher an einem mit dem Pedal verbundenem weiteren Hebel angelenkt ist und der Zwischenhebel im Verlauf einer Pedalbetätigung einen sich vergrößernden wirksamen Hebelarm bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenhebel (4) mit einem auf einer ortsfesten Gelenkachse (2) verschwenkbar gelagerten Stellhebel (3) einen ersten Kniehebel (11) bildet, der von einer in Ausrückrichtung des Pedals wirkenden Druckfeder (12) beaufschlagt ist, die über den Zwischenhebel (4) in Wirkverbindung mit einem Betätigungshebel (5) steht, der am Pedal (6) angelenkt ist und mit dem Zwischenhebel (4) einen zweiten Kniehebel (10) bildet, dessen Schwenkachse (15a) in einer Auskuppelstellung des Pedals (6) mit der weiteren Schwenkachse (15a) des zweiten Kniehebels (10) und dem Angriffspunkt der Feder (12) am Stellhebel (3) etwa in einer gleichen Ebene (X-X) oberhalb einer durch die Pedallagerachse (7) verlaufenden weiteren parallelen Ebene (Y-Y) mit einem negativen Hebelarm (a) angeordnet ist und daß in Auskuppelrichtung (Pfeilrichtung 13) die beiden Schwenkachsen (15, 15a) auf einer Ebene unterhalb der parallelen Ebene (Y-Y) mit einem positiven Hebelarm (a1, a2) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federcharakte­ ristik der Druckfeder (12) sowie die Hebelverhältnisse der beiden Kniehebel (10 und 11) derart gewählt sind, daß das von der Feder (12) erzeugte Unterstüt­ zungsmoment auf das Pedal (6) in einem ersten Abschnitt (A) des Schwenkweges eine geringere Entlastung der Betätigungskraft als in einem zweiten Abschnitt (B) des Schwenkweges aufweist und in diesem zweiten Abschnitt (B) die Entlastung anfangs etwa konstant und nachfolgend ansteigend ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenhebel (4) mit seiner Schwenkachse (15) in einer kurvenförmigen Kulissenbahn (25) eines Stellhebels (3a) zwangsgeführt ist und diese Kulissenbahn (25) einen derartigen Verlauf aufweist, daß im zweiten Abschnitt (B) des Pedal-Schwenkweges zur konstanten Entlastung der Betätigungskraft über den restlichen Schwenkweg der wirksame Hebelarm (a) des zweiten Kniehebels (10) nach Art eines Sprungeffekts vergrößert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachse (2) des Stellhebels (3) als Festachse ausgebildet ist und parallel zur Pedallager­ achse (7) verläuft, wobei auf der Gelenkachse (2) die Druckfeder (12) koaxial angeordnet ist und sich mit ihrem einen Schenkel (12a) aufbauseitig und mit ihrem anderen Schenkel (12b) am freien Ende des Stellhebels (3) abstützt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (12) mit dem einen Schenkel (12b) unter Zwischenschaltung einer Exzenter-Einstellvor­ richtung (18) am freien Ende des Stellhebels (3) anliegt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungslinie (22) der Feder (12) etwa in einem rechten Winkel zum Federschenkel (12b) und oberhalb der Schwenkachse (15) des Stellhe­ bels (3) verläuft.