DE4317487A1 - Selbstein- und -nachstellende Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine sich selbst ein- und -nach­ stellende Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Vorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt und haben die Aufgabe, als Verbindungsmittel zwischen einem Kupp­ lungsbetätigungshebel (Fußpedal) und einem Ausrückhebel der Kupplung zu wirken, wobei gleichzeitig eine sich ver­ ändernde Lage des Ausrückhebels zu berücksichtigen ist. Durch Kupplungsverschleiß ändert sich die Position eines Drucklagers der Kupplung, gegen das der Ausrückhebel preßt. Somit ändert sich auch die erforderliche Länge der Verbindung zwischen Ausrückhebel und Betätigungshebel, wenn der Betätigungshebel seine Position nicht verändern soll. Vielfach sind auch Kupplungsteile innerhalb der ge­ nannten Verbindung vorgesehen, die im Laufe der Nutzungs­ zeit einer Längung unterliegen.

Es sind Sperrvorrichtungen innerhalb der Verbindung zwi­ schen Betätigungshebel und Ausrückhebel bekannt, die die Aufgabe haben, die Verbindung bei annähernd konstanter Stellung des Betätigungshebels straff zu halten, so daß der Ausrückhebel im eingekuppelten Zustand immer mit an­ nähernd gleicher Kraft gegen das Drucklager preßt. Beim Auskuppeln sollen die Verbindungsmittel aber keine fe­ dernde Wirkung haben, sich also nicht längen.

Sperrvorrichtungen dieser Art sind beispielsweise in der DE 29 21 684 A1 und der DE 28 47 257 A1 sowie in der DE 31 16 118 A1 beschrieben. In der Lösung nach der DE 29 21 684 A1 kommt ein Klemmbolzen zur Anwendung, der sich im eingekuppelten Zustand selbsttätig nachsetzen kann, beim Auskuppeln verklemmt und das Kupplungsseil mit bewegt. Hier sind Reibungsvorgänge von Bedeutung, die stark von den vorliegenden Bedingungen abhängen, die wiederum variieren können, und die zu Verschleiß führen. Die selbstnachstellende Wirkung kann somit nicht unter ein­ deutig definierten Verhältnissen stattfinden. Nach der DE 28 47 257 A1 ist eine in eine Verzahnung eingreifende Klinke als Sperrelement vorgesehen. Hier ist eine nach­ stellende Wirkung der Betätigungsvorrichtung nur stufen­ weise möglich, wobei die Stufung sich aus den Verzah­ nungsabmaßen ergibt. Entsprechend der DE 31 16 118 A1 versucht man Abhilfe zu schaffen, indem über ein Gewinde nachgestellt wird, wobei auch hier das verzahnte Rad in Zusammenwirkung mit der Klinke zur Anwendung kommt. So wird eine feinere Anpassung an den Verschleißzustand der Kupplung möglich, der Aufwand hierfür ist jedoch be­ trächtlich.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine baulich einfache Betätigungsvorrichtung der o. g. Art zu schaf­ fen, mit der eine stufenlose Anpassung der Verbindungs­ mittel zwischen Betätigungshebel und Ausrückhebel an den Verschleißzustand der Kupplung, etwaige Kupplungsseillän­ gungen sowie an Einbautoleranzen erfolgt, so daß Ein­ stellarbeiten sowie auch Wartungsarbeiten nicht erforder­ lich sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Betätigungs- Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruches 1 aus. Die weitere Ausgestaltung der Er­ findung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2 bis 8.

Als Teil der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist eine Kolben-Zylinderanordnung vorgesehen, die als ein Verbindungsmittel zwischen einem Kupplungsbetätigungs­ hebel und einem Ausrückhebel anzusehen ist. Sie ist über Kupplungsseile mit jeweils einem Ende der genannten Hebel verbunden, wobei insbesondere ein Zylinder der Kolben-Zy­ linderanordnung am Betätigungshebel und ein Kolben am Ausrückhebel angeschlossen ist. Durch die Kupplungsseile und die Kolben-Zylinderanordnung sind Zugkräfte übertrag­ bar. Die Kolben-Zylinderanordnung ist doppelt-wirkend, hat also zwei Druckkammern, die sich beidseitig des Kol­ bens befinden. Eine Verkürzung der Länge der Kolben-Zy­ linderanordnung durch Einfahren des Kolbens hat eine Ver­ kürzung der Gesamtlänge der Verbindungsmittel zwischen Betätigungshebel und Ausrückhebel zur Folge. Innerhalb einer Druckkammer ist eine Feder angeordnet, die zwischen Kolben und Zylinder in Richtung einer Verkürzung der Länge der Kolben-Zylinderanordnung wirkt und damit die Kupplungsseile straff hält, vorausgesetzt der Kolben ist frei im Zylinder beweglich.

Innerhalb der Druckkammern der Kolben-Zylinderanordnung befindet sich ein Druckmittel, wobei eine Leitungsverbin­ dung zwischen den Druckkammern besteht. Das Druckmittel, welches aus einer Druckkammer verdrängt wird, fließt in die jeweils andere Druckkammer. Um dies zu ermöglichen, sind entweder beidseitig des Kolbens Kolbenstangen vorge­ sehen, so daß in beiden Druckkammern gleiche Kolben­ flächen wirksam sind, oder es ist nur eine Kolbenstange vorhanden und in der nicht die Kolbenstange enthaltenden Druckkammer ist eine Membran zum Volumenausgleich ange­ ordnet. Vorteilhaft ist es, wenn die Verbindung zwischen dem Betätigungshebel und dem Zylinder der Kolben-Zylin­ deranordnung kurz ist, die Kolben-Zylinderanordnung also nahe dem Betätigungshebel im Kraftfahrzeug untergebracht ist. Eine Kolbenstange ist dann über ein entsprechend langes Kupplungsseil mit dem Ausrückhebel zu verbinden.

Alle Elemente der Betätigungsvorrichtung befinden sich in einer Grundposition, wenn die Kupplung eingekuppelt ist, also keine Betätigung am Betätigungshebel erfolgt. In dieser Grundposition kann Druckmittel frei in beiden Richtungen zwischen den Druckkammern fließen und die in der Kolben-Zylinderanordnung vorgesehene Feder spannt die Verbindungsmittel und sorgt für eine ausreichende Anpreß­ kraft des Ausrückhebels auf ein Drucklager der Kupplung. Dies gilt auch bei verschlissener Kupplung, wobei sich dann die Gesamtlänge der Verbindungsmittel verkürzt und bezüglich der Anpreßkraft nahezu gleiche Bedingungen wie bei neuen Kupplungsbelägen vorliegen. Der Zylinder der Kolben-Zylinderanordnung liegt in der Grundposition an einem ortsfesten Anschlag an, so daß sich ausschließlich der Kolben relativ zu einem rahmenfesten Bezugspunkt be­ wegt. Somit verändert sich die Grundposition des Betäti­ gungshebels nicht in Abhängigkeit von der variablen Länge der Verbindungsmittel.

Nach feingradiger Verschwenkung des Betätigungshebels aus seiner Grundposition, also im Anfangsbereich seiner mög­ lichen Gesamtverschwenkung, schließt ein Absperrventil innerhalb der Verbindung zwischen den Druckkammern der Kolben-Zylinderanordnung, so daß ein Druckmittelfluß zwi­ schen den Druckkammern unterbunden ist. Aufgrund der In­ kompressibilität des Druckmittels wird die Kolben-Zylin­ deranordnung somit zu einem starren Bauteil innerhalb der Verbindung zwischen Betätigungshebel und Ausrückhebel und bei weiterer Betätigung des Betätigungshebels kann der Vorgang des Auskuppelns stattfinden.

Vorteilhaft, da baulich einfach, ist es, die Leitungsver­ bindung sowie das Absperrventil zwischen den Druckkammern in den Zylinder der Kolben-Zylinderanordnung zu integrie­ ren. Der Betätigungshebel erreicht seine Grundposition, wenn der Zylinder gegen den ortsfesten Anschlag stößt, wobei er durch Kupplungsfederkräfte beim Einkuppeln in diese Richtung gezogen wird. Kurz bevor der Zylinder den Anschlag kontaktiert, wird das Absperrventil geöffnet, was beispielsweise dadurch erfolgen kann, daß ein Ventil­ betätigungselement gegen denselben Anschlag gezogen wird. Das Absperrventil ist dann in der Grundposition der Betä­ tigungseinrichtung immer offen.

Beim Auskuppeln wird erst der Zylinder geringfügig bei noch geöffnetem Absperrventil von dem Anschlag weg be­ wegt, ohne daß dies Wirkung auf die Kupplung hat. Dann verliert auch das Ventilbetätigungselement den Kontakt zum Anschlag, das Absperrventil schließt, und bei weite­ rer Verschwenkung des Betätigungshebels wird ausgekup­ pelt. Der erforderliche Schwenkwinkel am Betätigungs­ hebel, der notwendig ist, um den Auskuppelvorgang zu be­ ginnen, kann gering gehalten werden und ist unabhängig von Einbautoleranzen der Kupplung und ihrem Verschleiß­ zustand konstant.

Das Absperrventil kann auch beispielsweise durch den Be­ tätigungshebel selbst gesteuert werden, also fern des Zy­ linders angeordnet sein. Es könnte im Bereich einer Achse des Betätigungshebels angeordnet sein und je nach dessen Schwenkstellung öffnen oder schließen. Ist ein Anschlag vorgesehen gegen den der Betätigungshebel in seiner Grundstellung stößt, kann der ortsfeste Anschlag für den Zylinder der Kolben-Zylinderanordnung entfallen und die Kolben-Zylinderanordnung könnte in beliebiger Weise in der Verbindung zwischen Betätigungshebel und Ausrückhebel integriert sein. Auch so werden alle möglichen Toleran­ zen, Kupplungsseillängungen und der Kupplungsverschleiß durch Längenänderung der Kolben-Zylinderanordnung ausge­ glichen.

Die detaillierte Beschreibung der Erfindung erfolgt an­ hand eines Ausführungsbeispiels. In den dazugehörigen Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 schematische Ansicht auf die wesentlichen Elemente einer Betätigungseinrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs in ein­ gekuppelter Position, bei teilweise ge­ schnittener Darstellungsweise;

Fig. 2 Detail Z aus Fig. 1 in vergrößertem Maß­ stab in ausgekuppeltem Zustand.

Aus Fig. 1 sind Details einer Betätigungsvorrichtung der o. g. Art ersichtlich. Ein Betätigungshebel 1, der als Fußpedal in bekannter Weise ausgebildet ist, ist um eine Achse 2 verschwenkbar gelagert. Ein Ende des Betätigungs­ hebels 1 ist durch ein kurzes Kupplungsseil 3, welches durch eine Rolle 4 geführt wird, mit einem Zylinder 5 ei­ ner Kolben-Zylinderanordnung 6 fest verbunden. Ein Kolben 7 mit einseitiger Kolbenstange 8 ist im Zylinder 5 ver­ schiebbar und unterteilt den Zylinderraum in zwei Druck­ kammern 9, 10. Die Druckkammer 9 enthält die Kolbenstange 8. Die wirksame Kolbenfläche ist hier kleiner als die in der Druckkammer 10. Der Zylinder 5 enthält eine Überlauf­ leitung 11, durch die beide Druckkammern 9, 10 miteinan­ der verbunden sind, so daß Druckmittel aus einer in die andere Druckkammer 9, 10 gelangen kann. In der Überlauf­ leitung 11 ist ein mechanisch zu betätigendes Absperrven­ til 12 angeordnet, welches im geöffneten Zustand die Überlaufleitung 11 frei gibt, diese sonst verschließt. Des weiteren ist in einer Druckkammer 9, speziell in der die Kolbenstange 8 enthaltenden Druckkammer 9, eine Druckfeder 13 zwischen Kolben 7 und Zylinder 5 vorgese­ hen. Die Federkraft bewirkt bei geöffnetem Absperrventil 12 ein Einfahren des Kolbens 7 in den Zylinder 5 und da­ mit eine Verkürzung der Gesamtlänge der Kolben-Zylinder­ anordnung 6. Anstelle der Druckfeder 13 in der Druckkam­ mer 9 könnte auch eine Zugfeder in der Druckkammer 10 an­ geordnet werden. Zum Volumenausgleich zwischen den Druckkammern 9, 10 bei Bewegung des Kolbens 7 ist in der Druckkammer 10 eine Membran 14 vorhanden. Luft, die sich zwischen der Membran 14 und der Zylinderstirnfläche befindet, kann durch eine Bohrung 15 entweichen oder an­ gesaugt werden.

Die Kolbenstange 8 ist durch ein Kupplungsseil 16, das relativ lang sein kann, mit einem Ende eines Ausrückhe­ bels 17 verbunden. Dieser ist um eine Achse 18 ver­ schwenkbar und steht mit seinem noch freien Ende im Kon­ takt mit einem Drucklager 19 der Kupplung, wobei in Fig. 1 alle Bauteile in einer eingekuppelten Grundposition ge­ zeigt sind. In dieser Grundposition liegt eine Anlageflä­ che des Zylinders 5 an einem ortsfesten Anschlag 20 an, wodurch auch die Grundposition des Betätigungshebels 1 festgelegt ist. In dieser Position des Zylinders 5 ist das Absperrventil 12 geöffnet und das Kupplungsseil 16 wird durch die Kraft der Druckfeder 13 gespannt. Die An­ preßkraft des Ausrückhebels 17 an das Drucklager 19 ist unabhängig vom Verschleißzustand der Kupplung nahezu kon­ stant und stellt sich selbsttätig ein, auch wenn die Po­ sition der Kupplung durch Einbautoleranzen im Neuzustand variieren kann.

Im Ausführungsbeispiel besteht das Absperrventil 12 aus einer von einer Feder 21 belasteten Kugel 22, durch die die Überlaufleitung 11 verschlossen wird, wenn ein Stößel 23 die Bewegungsfreiheit der Kugel 22 nicht ein­ grenzt. Durch Bewegung des Stößels 23 wird das Absperr­ ventil 12 also geöffnet oder verschlossen. Detaillierter ist dies aus Fig. 2 ersichtlich, wobei hier eine ausge­ kuppelte Position bei geschlossenem Absperrventil 12 ge­ zeigt ist. Im ausgekuppelten Zustand wird der Stößel 23 durch die Feder 21 soweit aus dem Zylinder 5 herausge­ drückt, daß dieser die Anlagefläche des Zylinders 5 für den Anschlag 20 um ein Überstandsmaß S überragt und die Kugel 22 die Überlaufleitung 11 verschließt. Beim Einkup­ peln bekommt erst der Stößel 23 mit dem Anschlag 20 Kon­ takt, verschiebt die Kugel 22 entgegen der Kraft der Fe­ der 21, öffnet damit das Absperrventil 12 und dann, bei weiterer Bewegung des Zylinders 5 in Richtung Anschlag 20, bekommt die Anlagefläche des Zylinders 5 Kontakt mit dem Anschlag 20. Somit kann dann durch die Druckfeder 13 eine Bewegung des Kolbens 7 im Zylinder bewirkt werden.

Beim Auskuppeln wird zuerst der Betätigungshebel 1 ver­ schwenkt und damit der Zylinder 5 vom Anschlag 20 weg ge­ zogen, ohne daß sich dabei der Kolben 7 und der Ausrück­ hebel 17 mit bewegen, da das Absperrventil 12 geöffnet ist. Dabei bewegt sich der Stößel 23 aus dem Zylinder 5 heraus, bis das Absperrventil 12 schließt. Aufgrund des sehr gering zu haltenden Überstandsmaßes S ist der erfor­ derliche Schwenkwinkel am Betätigungshebel 1 sehr gering. Beim weiteren Verschwenken findet der Auskuppelvorgang statt.

Claims (8)

1. Selbstein- und -nachstellende Betätigungsvorrichtung für eine verschleißunterworfene, mechanisch zu betä­ tigende Kupplung eines Kraftfahrzeugs mit einem um eine Achse (2) begrenzt verschwenkbar gelagerten Be­ tätigungshebel (1) und mit einer zwischen dem Betä­ tigungshebel (1) und einem zu einem Ausrückhebel (17) der Kupplung führenden Kupplungsseil (3, 16) angeordneten Sperrvorrichtung, über die ein Aus­ gleich von Kupplungsbelagverschleiß sowie einer mög­ lichen Kupplungsseillängung erfolgt, wobei die Kupp­ lung durch Verschwenken des Betätigungshebels (1) aus einer Grundposition ausgekuppelt und der Aus­ rückhebel (17) durch Federkraft ständig im Kontakt mit einem Drucklager (19) der Kupplung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrich­ tung aus einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinderan­ ordnung (6) besteht, deren Druckkammern (9, 10) der­ art miteinander verbunden sind, das Druckmittel, welches aus einer Druckkammer (9, 10) verdrängt wird, in die andere Druckkammer (10, 9) geleitet wird, wobei innerhalb der Verbindung zwischen den Druckkammern (9, 10) ein Absperrventil (12) angeord­ net ist, das nur bei nicht betätigtem Betätigungs­ hebel (1) geöffnet und bereits nach feingradiger Verschwenkung des Betätigungshebels (1) aus seiner Grundposition geschlossen ist.

2. Selbstein- und -nachstellende Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundposition des Betätigungshebels (1) durch einen ortsfesten An­ schlag (20) für die Kolben-Zylinderanordnung (6) de­ finiert ist.

3. Selbstein- und -nachstellende Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben- Zylinderanordnung (6) zylinderseitig in Verbindung mit einem Ende des Betätigungshebels (1) und kolben­ seitig in Verbindung mit einem Ende des Ausrück­ hebels (17) steht und daß in der Kolben-Zylinder­ anordnung (6) eine Feder (13) enthalten ist, die bei geöffnetem Absperrventil (12) eine Zugkraft zwischen dem Anschlag (29) und dem Ausrückhebel (17) erzeugt, wobei eine Anlagefläche eines Zylinders (5) der Kol­ ben-Zylinderanordnung (6) an dem Anschlag (20) an­ liegt.

4. Selbstein- und -nachstellende Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs nach zumin­ dest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolben-Zylinderanordnung (6) eine einseitig eines Kolbens (7) angeordnete Kolbenstange (8), mit der der Ausrückhebel (17) über das Kupp­ lungsseil (16) verbunden ist, aufweist, und daß die nicht die Kolbenstange (8) enthaltende Druckkammer (10) mit einer Membran (14) zum Volumenausgleich versehen ist.

5. Selbstein- und nachstellende Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs nach zumin­ dest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absperrventil (12) und eine Über­ laufleitung (11) zwischen den Druckkammern (9, 10) der Kolben-Zylinderanordnung (6) in den Zylinder (5) der Kolben-Zylinderanordnung (6) integriert sind, wobei das Absperrventil (12) durch Bewegung des Zy­ linders (5) relativ zu dem ortsfesten Anschlag (20) betätigbar ist.

6. Selbstein- und -nachstellende Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs nach zumin­ dest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absperrventil (12) durch eine Fe­ der (21) in einer Sperrstellung gehalten und durch einen mit dem Anschlag (20) zusammenwirkenden Stößel (23) geöffnet wird.

7. Selbstein- und -nachstellende Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein fester Anschlag zur Definition der Grundposition des Betätigungs­ hebels (1) vorgesehen und das Absperrventil direkt mit dem Betätigungshebel (1) gekoppelt ist.

8. Selbstein- und -nachstellende Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehschieber des Absperrventils um eine Ventilachse, die koaxial zur Achse (2) des Betätigungshebels (1) verläuft, ver­ drehbar und fest mit dem Betätigungshebel (1) ver­ bunden ist.