DE4323485A1

DE4323485A1 - Stelleinrichtung für Kraftfahrzeugkupplungen

Info

Publication number: DE4323485A1
Application number: DE4323485A
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl Ing Mertens
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1995-01-19

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Stelleinrichtung für Kraftfahrzeug kupplungen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen aus der DE 37 06 850 A1 bekannten Stelleinrichtungen wird die Ausrück einrichtung einer Kraftfahrzeugkupplung über ein Stellglied von einem Servostellantrieb auf an sich bekannte Weise betätigt. Dieses Stellglied kann einerseits ein direkt am Servostellantrieb angeord neter Stößel oder ein mit diesem zusammenwirkender Hydraulikzylinder sein. Um auch bei Ausfall des Servostellantriebes eine Notbetätigung der Kraftfahrzeugkupplung zu ermöglichen, ist der Servostellantrieb zusätzlich über ein Zugseil betätigbar.

Ein vollständig redundantes Arbeiten der Stelleinrichtung ist bei einem derartigen Aufbau nicht möglich, da insbesondere bei Störungen zwischen der Servostelleinrichtung und dem Stellglied die Notbetä tigung über das Zugseil nicht zur Wirkung kommt.

Aus der DE 41 38 625 A1 ist ein elektromotorischer Stellantrieb be kannt, der über einen einfach wirkenden, nur in einer Richtung mit der Ausrückeinrichtung gekoppelten Hydraulikzylinder als Stellglied mit der Kraftfahrzeugkupplung zusammenwirkt. Eine Notbetätigung zur Überbrückung des Servostellantriebes ist nicht vorgesehen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung für Kraftfahrzeugkupplungen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegen über den Vorteil, daß damit ein vollständig redundantes Sicherheits konzept ermöglicht wird, bei dem ein Ausfall des Servostellantriebes und dem mit diesem zusammenwirkenden Stellglied wirksam überbrückt werden kann. Darüber hinaus ist bei einer derartig aufgebauten Stell einrichtung ein Wechsel zwischen automatischem (elektrohydrauli schem) und manuellem Betätigen der Kupplung jederzeit möglich. Durch die nur einseitig bzw. in eine Wirkrichtung auf die Ausrückeinrich tung wirkenden mechanischen und automatischen bzw. elektrohydrauli schen Stellglieder ist das Zusammenwirken eines dieser beiden Stell glieder mit der Ausrückeinrichtung möglich, während das andere frei läuft. Durch das direkte Zusammenwirken der mechanischen Stellein richtung mit der Ausrückeinrichtung der Kraftfahrzeugkupplung wird die elektrohydraulische Komponente der Stelleinrichtung vollständig überbrückt.

Diese Stelleinrichtung wird besonders einfach und kostengünstig, wenn als mechanische Betätigungseinrichtung ein mit der Ausrückein richtung zusammenwirkender Bowdenzug, insbesondere ein herkömmlicher Kupplungszug benutzt wird.

Die Verbindung des hydraulischen Stellgliedes mit der Ausrückein richtung über ein Kugel-Pfannen-Element ist besonders vorteilhaft, da damit eine einfache Druckverbindung geschaffen wird, mit der auch Winkel- bzw. Lageabweichungen während der Betätigung ausgeglichen werden können.

Durch das Zwischenschalten eines Ventils zwischen hydraulischem Stellglied und Servostellantrieb kann letzterer bei Ausfall oder durch willkürliche Einwirkung durch den Fahrer von der Ausrückein richtung entkoppelt werden.

Für eine Entkopplung des Servostellantriebes von der Ausrückein richtung bei einem Ausfall ist es besonders vorteilhaft, wenn das Ventil zwischen hydraulischem Stellglied und Servostellantrieb eine federdruckbelastete Neutralstellung hat, in der der Hydraulikzylin der zu einem Rücklauf entlastet wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt eine schematisch darge stellte erfindungsgemäße Stelleinrichtung für Kraftfahrzeugkupp lungen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Zeichnung ist mit 10 eine an sich bekannte und nicht näher dargestellte Kraftfahrzeugkupplung bezeichnet. Eine derartige Kupp lung ist in ihrem normalen Betriebszustand geschlossen bzw. einge rückt und wird durch Betätigung ihrer Ausrückeinrichtung (Ausrückhe bel) geöffnet bzw. ausgerückt. Diese Ausrückeinrichtung 11 wirkt mit einem einfach wirkenden Hydraulikzylinder 12 über ein Kugel-Pfan nen-Element 13 zusammen. Grundsätzlich sind auch andere Wirkverbin dungen zwischen Ausrückeinrichtung 11 und Hydraulikzylinder 12 mög lich, sofern gewährleistet ist, daß damit eine nur in eine Richtung wirkende Verbindung erstellt wird, d. h. daß nur in einer Wirkrich tung (hier drückend) eine Kopplung der beiden zusammenwirkenden Bau elemente erreicht wird, während in der anderen Wirkrichtung (hier ziehend) keine Wirkverbindung besteht.

Dieser einfach wirkende Hydraulikzylinder 12 ist über eine Hydrau likleitung 14 mit einem Sicherheitsventil 15 verbunden, das wiederum über eine Rücklaufleitung 16 mit einem Behälter 17 verbunden ist. Das Sicherheitsventil 15 ist weiterhin über eine Druckleitung 18 mit dem Ausgang 19 eines Servostellantriebes 20 verbunden.

Ein derartiger Servostellantrieb ist an sich bekannt (DE 41 38 625 A1) und wird daher hier nicht ausführlich beschrieben. Mit Hilfe des als Geberzylinder 21 wirkenden Stößels des Servo-Stellantriebes 20 saugt dieser über eine Saugleitung 22 aus dem Behälter 17 Druckmittel an und fördert dies bei Betätigung in die Druckleitung 18.

Die Ausrückeinrichtung 11 ist weiterhin mit dem einen Ende 23 eines Bowdenzuges 24 drehbar verbunden. Dessen anderes Ende 25 wirkt mit einem Kupplungspedal 26 derart zusammen, daß eine Wirkverbindung nur in Zugrichtung bei Betätigen des Kupplungspedales 26 zustandekommt.

Am Kupplungspedal 26 ist ein elektrischer Schalter 28 angeordnet, der beim Treten des Pedals betätigt wird und der über eine elektri sche Leitung 29 mit dem Servostellantrieb 20 verbunden ist.

Das Sicherheitsventil 15 ist ein 3/2-Wegeventil, das von einem Elek tromagneten 33 gegen die Wirkung einer Druckfeder 34 aus seiner Neutralstellung I in die Schaltstellung II geschaltet werden kann. Der Elektromagnet 33 wird über eine nicht dargestellte Steuerleitung von einem ebenfalls nicht dargestellten Steuergerät angesteuert. Der elektrische Schalter 35 dient zur Kontrolle der Schaltstellung (I, II) des Sicherheitsventils 15. Er ist über eine elektrische Leitung 30 mit dem Servostellantrieb bzw. einer darin integrierten Steuerge räteelektronik verbunden. In der Neutralstellung I des Sicherheits ventils 15 sind die Hydraulikleitung 14 zum Hydraulikzylinder 12 und die Rücklaufleitung 16 zum Behälter 17 miteinander verbunden, so daß der Hydraulikzylinder 12 zum Behälter 17 entlastet ist. Gleichzeitig ist die Druckleitung 18 zum Servostellantrieb 20 einseitig ver schlossen. In der Schaltstellung II des Sicherheitsventils 15 ist die Rücklaufleitung 16 einseitig verschlossen, während die Druck leitung 18 mit der Hydraulikleitung 14 verbunden ist. Dadurch ent steht eine Wirkverbindung zwischen Servostellantrieb 20 und dem als Stellglied auf die Ausrückeinrichtung 11 wirkenden Hydraulikzylinder 12. Das Steuergerät bzw. die Steuergeräteelektronik ist zweckmäßi gerweise in das Gehäuse des Servostellantriebes 20 integriert.

Im elektro-hydraulischen Betrieb der Stelleinrichtung werden das Sicherheitsventil 15 und der Servostellantrieb 20 vom nicht darge stellten Steuergerät angesteuert. Das Sicherheitsventil 15 schaltet dabei gegen die Wirkung der Feder 34 in seine Schaltstellung II wäh rend gleichzeitig der Servostellantrieb 20 anläuft. Dabei wird vom Geberzylinder 21 ein Druck aufgebaut, der über die Druckleitung 18, das Sicherheitsventil 15 und die Hydraulikleitung 14 auf den Hydrau likzylinder 12 einwirkt. Dieser drückt auf die Ausrückeinrichtung 11, so daß die Kraftfahrzeugkupplung 10 ausgerückt wird. Durch die Bewegung des Hydraulikzylinders 12 bewegt sich auch das drehbar mit der Ausrückeinrichtung verbundene Ende 23 des Bowdenzuges 24. Das andere Ende 25 des Bowdenzuges am Kupplungspedal 26 gleitet dabei frei im Pedalmitnehmer 37. Das Kupplungspedal 26 wird durch eine Fe der 38 in seiner Ruheposition gehalten. Zum Einrücken der Kupplung 10 wird der Geberzylinder 21 des Servostellantriebes 20 durch einen entsprechenden Schaltimpuls in die Gegenrichtung bewegt. Durch die an sich bekannte Federwirkung der selbstschließenden Kupplung kann der Hydraulikzylinder 12 über die Ausrückeinheit 11 in seine Ruhe position gedrückt werden. Gleichzeitig wird auch das Ende 25 des Bowdenzuges 24 in seine Neutrallage im Mitnehmer 37 des Kupplungs pedals 26 gezogen.

Fällt der Servostellantrieb 20 während des Betriebes in irgendeiner Stellung aus, zum Beispiel bei Ausfall der elektrischen Spannung, durch Schäden an der Servostellantriebsmechanik bzw. in der nachge schalteten Hydraulik oder durch bestimmte Schäden an der Servo stellantriebselektrik bzw. -elektronik selbst, wird das Sicherheits ventil 15 durch die Wirkung der Feder 24 in seine Neutralstellung I geschaltet. Dies kann u. a. durch eine Reihe von im Steuergerät inte grierten "Überwachungsfunktionen" gewährleistet werden, z. B. durch Plausibilitätsprüfungen der ins Steuergerät eingehenden externen Signale wie Drehzahl, Geschwindigkeit, Schaltstellung.

Des weiteren kann ein Handschalter vorgesehen werden (nicht darge stellt), durch den der Fahrer die Steuerleitung zum Sicherheitsven til (15/33) unterbrechen kann.

Bei Ausfall des Servostellantriebes 20 bzw. der nachgeschalteten Hy draulik erfolgt dies beispielsweise durch einen Schaltimpuls, der durch nicht-plausible Schaltsignale während der Betätigung verur sacht wird. In der Neutralstellung I des Sicherheitsventils 15 ist die Druckleitung 18 einseitig verschlossen. Gleichzeitig ist der Hy draulikzylinder 12 über die Hydraulikleitung 14 und die Rücklauflei tung 16 mit dem Behälter 17 verbunden bzw. entlastet. Damit wird der Hydraulikzylinder 12 vom Servostellantrieb 20 entkoppelt. Durch einen Rückhub der Ausrückeinrichtung 11 beim selbsttätigen Schließen der Kupplung 10 wird der Zylinder 12 bzw. dessen Kolben in seine Ausgangslage zurückgedrückt. In dieser Ausfall- bzw. Notsituation ist dann ein mechanisches Betätigen der Kupplung über das Kupplungs pedal 26 und den Bowdenzug 24 möglich.

Für ein willkürliches Wechseln vom elektrohydraulischen Betrieb der Stelleinrichtung zum mechanischen Betrieb über das Kupplungspedal 26 wird dieses betätigt und damit der elektrische Schalter 28 ge schlossen. Dadurch werden am Sicherheitsventil 15 bzw. dessen Elek tromagneten 33 und am Servostellantrieb 20 Schaltimpulse verursacht, durch die das Sicherheitsventil in seine Schaltstellung II geschal tet wird und gleichzeitig der Servostellantrieb in seine Neutral stellung (geschlossene Kupplung) geschaltet wird. Der sich dabei eventuell zurückstellende Geberzylinder 21 nimmt dabei den Kolben des Hydraulikzylinders 12 mit. Die Ausrückeinrichtung 11 ist damit nur noch wirkend mit dem Bowdenzug 24 und dem Kupplungspedal 26 ver bunden. Wird das Kupplungspedal nicht mehr betätigt, legt sich die Ausrückeinrichtung 11 wieder an den Kolben des Hydraulikzylinders 12 an. Gleichzeitig öffnet sich der elektrische Schalter 28, so daß das Sicherheitsventil 15 und der Servostellantrieb 20 wieder über die Steuerleitung 35 angesteuert werden können.

Claims

1. Stelleinrichtung für Kraftfahrzeugkupplungen mit einem Servo stellantrieb (20) zum elektromotorischen Ein- und Ausrücken der Kupplung (10) mittels eines vom Stellantrieb beaufschlagten Stell gliedes (12), welches wiederum auf eine an der Kupplung angeordnete Ausrückeinrichtung (11) einwirkt und mit einer von einer Bedienungs einrichtung, insbesondere einem Kupplungspedal (26), zu betätigen den mechanischen Betätigungseinrichtung (24), dadurch gekennzeich net, daß das vom Servostellantrieb (20) beaufschlagte Stellglied (12) ein einfach wirkender Hydraulikzylinder ist, der in nur einer Betätigungsrichtung (Zug oder Druck) wirkend mit der Ausrückeinrich tung (11) gekoppelt ist, und daß die mechanische Betätigungseinrich tung (24) ebenfalls nur in einer Betätigungsrichtung (Zug oder Druck) wirkend direkt mit der Ausrückeinrichtung (11) gekoppelt ist.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Betätigungseinrichtung ein zwischen der Bedienungsein richtung (26) und der Ausrückeinrichtung (11) angeordneter Bowdenzug (24) ist.

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Stellglied wirkende Hydraulikzylinder (12) und die Aus rückeinrichtung (11) über ein Kugel-Pfannen-Element (13) zusammen wirken.

4. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wirkverbindung zwischen Servostellantrieb (20) und Hydraulikzylinder (12) durch ein Sicherheitsventil (15) trennbar ist.

5. Stelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (15) ein elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wege ventil mit einer federdruckbeaufschlagten Neutralstellung I ist.