DE3731118A1 - Betaetigungsvorrichtung fuer eine kupplung in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Kup­ plung in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

Eine derartige Betätigungsvorrichtung zeigt die DE-PS 34 04 155. Als nachgiebiges Mittel ist in die Betätigung ein auf Schub be­ anspruchtes Gummi-Metall-Element eingesetzt, welches während der Kupplungsbetätigung verformt wird und Schwingungsisolierend wirkt. Um zu großen Wegverlust in der Betätigung zu vermeiden, ist das Gummi-Metall-Element vorgespannt eingebaut und kommt somit erst bei höheren Betätigungskräften zu Wirkung. Funktionell ähnliche Vorrichtungen zeigen auch die DE-OS 27 52 904 oder die DE-OS 35 06 769.

Bei Kupplungsbetätigungen ist des öfteren der Weg des Ausrück­ mechanismusses oder der Übertragungsmittel begrenzt, um zum Bei­ spiel bei Zusammentreffen ungünstiger Toleranzen Schäden an der Kupplung zu vermeiden. Dabei kann es vorkommen, daß der Ausrück­ mechanismus bzw. ein zu diesem Zweck vorgesehener Weganschlag zur Wirkung kommt, obwohl das Kupplungspedal noch nicht voll durchgetreten ist. Wird trotzdem versucht, das Kupplungspedal voll durchzutreten, so steigen die Betätigungskräfte weit über den üblichen Rahmen hinaus an und können zu erhöhtem Verschleiß und zu Überbelastungen in der Kupplungsbetätigung führen.

Die aus dem vorbeschriebenen Stand der Technik bekannten nach­ giebigen Mittel, die allein zur Schwingungsisolierung vorgesehen sind und in diesem Zusammenhang auch sinnvoll sind, können diese unzulässig hohen Betätigungskräfte nicht ausschließen, da sie von ihrer Auslegung her bereits bei den normalen Kupplungsbe­ tätigungskräften zur Wirkung kommen und bei weit höheren Betä­ tigungskräften zwangsläufig auf Block gehen bzw. eine starre Übertragung bilden.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der gattungsgemäßen Betätigungs­ vorrichtung unter Einsatz einfacher, kostengünstiger Teile unzu­ lässig hohe Betätigungskräfte auszuschließen.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen bzw. Ausgestaltungen sind den Patentansprüchen 2 bis 7 ent­ nehmbar.

Erfindungsgemäß sind in der Kupplungsbetätigung nachgiebige Mit­ tel angeordnet, die bei normalen Kupplungsbetätigungskräften nicht ansprechen und wie eine starre Verbindung wirken. Erst bei deutlich über dieser Schwelle liegender Betätigungs­ kraft, wie sie aufgrund eines wirksamen Weganschlags auftreten kann, sprechen die nachgiebigen Mittel an und ermöglichen einen definierten Weg-Übertragungsverlust, so daß unzulässig hohe Be­ tätigungskräfte vermieden sind. Dies hat den besonderen Vorteil, daß die gesamte Kupplungsbetätigung einschließlich des Kupplungs­ pedales, der Übertragungsmittel und ggf. des Ausrückmechanismus konstruktiv nur auf die normalen Übertragungskräfte auszulegen und zu dimensionieren sind. Schäden an der Betätigungsvorrichtung aufgrund unzulässig hoher Kräfte sind trotzdem ausgeschlossen.

Die nachgiebigen Mittel können insbesondere gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 2 und 3 durch eine reibschlüssige Verbindung oder gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 4 bis 7 durch eine federnd nachgebende Verbindung bzw. eine Feder gebildet sein. Dabei definieren die Patentansprüche 3 sowie die Patentansprüche 5 bis 7 baulich und fertigungstechnisch besonders einfache, kos­ tengünstige Lösungen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläuert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine hydraulische Kup­ plungsbetätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug;

Fig. 2 eine reibschlüssige Verbindung zwischen Kupplungs­ pedal und Hydraulikzylinder einer Kupplungsbetätigung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine federnd nachgiebige Verbindung zwischen dem Kup­ plungspedal und einem Hydraulikzylinder einer hydrau­ lischen Kupplungsbetätigung gemäß Fig. 1.

In der Fig. 2 ist mit (10) eine Reibungskupplung bezeichnet, wie sie in bekannter Weise zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Die Reibungskupplung (10) wird über einen Ausrückmechanismus (12) mit einem Ausrücklager (14), einem schwenkbar gelagerten Ausrückhebel (16) und einem hyraulischen Nehmerzylinder (18) betätigt. Der Nehmerzylinder (18) sowie der Ausrückhebel (16) sind an dem nicht dargestellten Getriebegehäuses des Kraftfahrzeuges befestigt bzw. gelagert.

Der Nehmerzylinder (18) ist über eine hydraulische Leitung (20) mit einem als Geberzylinder wirkenden Hydraulikzylinder (22) verbunden. Der Hydraulikzylinder (22) ist an der Stirwand (24) des Kraftfahrzeuges befestigt, an welcher über eine Konsole (26) auch das Kupplungspedal (28) schwenkbar gelagert ist. Ferner ist an dem Kupplungspedal eine Kolbenstange (30) angelenkt, die auf den in der Fig. 1 nicht ersichtlichen Kolben des Hydraulik­ zylinders (22) einwirkt.

Die Kolbenstange (30) der beschriebenen Kupplungsbetätigungs­ vorrichtung (vgl. Fig. 2) ist an ihrem einen Ende mit einem La­ gerauge (32) versehen, welches von einem am Kupplungspedal (28) festgelegten Bolzen (34) durchdrungen und mittels eines nicht dargestellten Sicherungsringes axial unverschiebbar gehalten ist. Anderenends wirkt ein balliger Endbereich (36) der Kolben­ stange (30) auf den nur gestrichelt dargestellten Kolben (38) des Hydraulikzylinders (22). Die bei der Kupplungsbetätigung Druckkräfte übertragende Kolbenstange (30) ist aus zwei Stangen­ abschnitten (40, 42) gebildet, die teleskopisch unter Belassung eines definierten Leerweges s in eine Hülse (44) eingepreßt sind. Die Hülse (44) ist mit einer derartigen Überdeckung gegenüber dem Außendurchmesser der Stangenabschnitte (40, 42) hergestellt, daß sich eine definierte Reibschlußverbindung ergibt.

Die Reibschlußverbindung durch die Hülse (44) ist so definiert, daß über die Kolbenstange (30) die normalen, maximal auftretenden Kupplungsbetätigungskräfte übertragbar sind. Diese Kupplungs­ betätigungskräfte können empirisch bei verschiedenen Verschleiß­ zuständen der Kupplung, der Übertragungsmittel und des Ausrück­ mechanismusses ermittelt werden. Erst wenn diese maximal auftre­ tenden Kupplungsbetätigungskräfte deutlich (zum Beispiel um den Faktor 2) überschritten werden, übersteigen die Betätigungskräf­ te die duch die Hülse (44) bestimmten Reibungskräfte, so daß sich die Kolbenstange (30) um den Leerweg s zusammenschieben kann. Auf einer Kraftweg-Kurve würde dies bedeuten, daß über den Kupplungsweg kein weiterer Kraftanstieg zu verzeichnen wäre.

Eine alternative Lösung zeigt die Fig. 3, bei der zwischen der Kolbenstange (30′) und dem Kolben (38′) des Hydraulikzylinders (22′) eine Feder (46) vorgesehen ist. Die Feder (46), die aus einer Vielzahl von alternierend zueinander angeordneten Teller­ federn (48) gebildet ist, liegt in einer zentralen Bohrung (50) des Kolbens (38). Das ballige Ende (36′) der Kolbenstange (30′) wirkt dabei auf einen Druckpilz (52), der in der zentralen Bohrung (50) verschiebbar geführt und die Feder (46) mit Hilfe einer Scheibe (54) und eines in den Zylinder eingesprengten Sicher­ ungsringes (56) unter Vorspannung hält. An den Druckpilz (52) ist ein Führungsstift (58) angeformt, der die Feder (46) durch­ dringt und in einem im Durchmesser verringerten Abschnitt (60) der zentralen Bohrung (50) geführt ist.

Der Kolben (38′) ist mittels einer Anschlagscheibe (62) und einem Sicherungsring (64) gegen Herausfahren aus dem Hydraulikzylinder (22′) gesichert, wobei die Anschlagscheibe (62) zugleich einen an die Kolbenstange (30′) angeformten Ringanschlag (66) übergreift. Die Abdichtung des Kolbens (38′) in den Zylinder (22′) erfolgt schließlich über einen gummielastischen Dichtungsring (68); ein Eindringen von Schmutz in den Hydraulikzylinder (22) wird mittels einer Abdichtmanschette (70) verhindert, die dichtend sowohl an den Hydraulikzylinder (22′) als auch an der Kolbenstange (30′- aus der Zeichnung nicht ersichtlich) anliegt.

Die Vorspannung der Feder (46) bzw. der Tellerfedern (48) ist derart, daß bei normal auftretenden Kupplungsbetätigungskräften diese als starre Verbindung wirkt bzw. nicht nachgibt. Erst beim Auftreten deutlich höherer Betätigungskräfte wird diese Vorspann­ kraft überwunden und die Kolbenstange (30′) kann mit dem Druck­ pilz (52) relativ zum Kolben (38′) in den Hydraulikzylinder (22′) einfahren, wobei im wesentlichen ohne weiteren Kraftanstieg der Restweg der Kupplungsbetätigung durchfahren werden kann. Der durch die Tellerfedern (48) definierte Leerweg ist so ausgelegt, daß unter Berücksichtigung ungünstigster Herstellungstoleranzen das Kupplungspedal (28) bis zum Fußboden den Kraftfahrzeuges oder bis zu einem am Kupplungspedal vorgesehenen Weganschlag durchgetreten werden kann.

Anstelle der Tellerfedern (48) könnte auch eine Schraubendruckfe­ der verwendet sein; jedoch ist der Kraft-Wegverlauf von mehreren Tellerfedern günstiger, weil diese bei einem steilen Kraftanstieg im Vorspannungsbereich einen eher degressiven Kraftverlauf im Wirkungsbereich aufweisen. Ferner ist bei gegebenem Bauraum ein größerer Leerweg verwirklichbar.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können im Sinne der vorangegangenen Lehre Federn oder reibschlüssige Mittel auch an anderen Stellen angeordnet sein, beispielsweise an dem Druckstößel des Nehmerzylinders (18), der unmittelbar auf den Ausrückhebel (16) wirkt. Bei einer mechanischen Kupplungsbetätigung mit einem Gestänge kann die reibschlüssige Verbindung mit einer Hülse (44) oder eine Lösung gemäß Fig. 3 in dem Gestänge vorgesehen sein. Auch bei einer Kupplungsbetätigung mit einem Seilzug als Übertragungsmittel kann eine Lösung mit einer reibschlüssigen Verbindung oder einer vorgespannten Feder mit im wesentlichen den dargestellten Merkmalen verwirklicht sein.

Claims (7)

1. Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Kupplungspedal, einem Ausrückmechanismus und Über­ tragungsmitteln, wobei in den Übertragungsmitteln nachgiebige Mittel vorgesehen sind, dadurch gekennzeich­ net, daß die nachgiebigen Mittel (Kolbenstange 30; Feder 46) erst bei einer Kraft ansprechen, die deutlich größer als die für die Betätigung der Kupplung maximale erforderliche Betätigungskraft ist und daß die Mittel bei derem Ansprechen einen definierten Weg-Übertragungsverlust ermöglichen.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die nachgiebigen Mittel durch eine reibschlüssige Verbindung in den Übertragungsmitteln gebildet sind.

3. Betätigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die nachgie­ bigen Mittel durch eine auf zwei Stangenabschnitte (40, 42) aufgepreßte Hülse (44) in den Übertragungsmitteln gebildet sind, wobei zwischen den Stangenabschnitten ein definierter Leerweg (s) vorgesehen ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die nachgiebigen Mittel aus einer vorgespannten Feder (46) bestehen.

5. Betätigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Feder (46) innerhalb des Kolbens (38′) eines Hydraulikzylinders (22′) der Übertragungsmittel angeordnet ist, wobei die Feder in einer zentralen Bohrung (50) des Kolbens (38′) liegt und durch einen in der Bohrung (50) verschieblichen, durch einen Sicher­ ungsring (56) einseitig gehaltenen Druckpilz (52) vorgespannt ist und die Betätigungskraft über Druckpilz und Kolben oder umgekehrt verläuft.

6. Betätigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Feder (46) durch alternierendes Aneinanderschichten mehrerer Tellerfe­ dern (48) gebildet ist.

7. Betätigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Druckpilz (52) mit einem Führungsstift (58) geringeren Durchmessers versehen ist, der die Feder (46) durchdringt und in einem Abschnitt (60) geringeren Durchmessers der zentralen Bohrung (50) geführt ist.