DE69402747T2

DE69402747T2 - Kupplungspedal-Dämpfungszylinder Antriebs-Drehmomentbegrenzer

Info

Publication number: DE69402747T2
Application number: DE69402747T
Authority: DE
Inventors: Thomas Arthur Gee
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2014-02-18
Also published as: DE69402747D1; EP0614021B1; US5404982A; EP0614021A1; US5718316A

Description

Technisches Gebiet

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Kraftfahrzeughauptkupplungen und insbesondere Kupplungsdämpfer zur Beschränkung der Drehmomentbeaufschlagung von Antriebsstrangkomponenten von LKWs.

Technischer Hintergrund

Hersteller von Antriebsstrangkomponenten werden insbesondere innerhalb der Lastkraftwagenindustrie ständig gedrängt, die Dauerhaftigkeit und Verlässuchkeit von Antriebsstrangkomponenten, wie bspw. Antriebswellen, Achsen und Zahnrädem zu verbessern. Weil die beste Lösung nicht immer nur ein "Aufrüsten" einzelner Komponenten ist, sind unterschiedliche Dämpfungseinrichtungen erdacht worden, und aus dem Stand der Technik bekannt. Kupplungsdämpfer/Drehmomentbegrenzungseinrichtungen sind in den US-Patenten 4.668.207, 4.693.354, 4.888.539, 4.947.972 und 5.009.301 veranschaulicht.
Andere Kupplungbetätigungssysteme und Verfahren sind aus den US-Patenten 5.127.506, 5.009.299 und 4.779.713 ersichtlich. Ähnlich veranschaulichen die Patente 0.097.594 und 0.399.399 Systeme, die die Betätigung einer Fahrzeugkupplung unterstützen. Die deutsche Patentschrift 2440039 und die britische Patentschrift 2125135 offenbaren Systeme zur Unterstützung und/oder zur Steuerung der Betätigung einer Fahrzeugkupplung. Jedoch weist keines dieser Systeme oder Verfahren die erfindungsbegründenden Merkmale der vorliegenden Erfindung auf, wie sie hier beschrieben ist. Ein speziell signifikantes Problem ergibt sich, wenn ein Fahrzeugführer die Kupplung überschnell einrückt, indem er bspw. von der Kupplung "abrutscht". Wenn ein Fahrer seitlich abrutscht, ist das Kupplungspedal niedergetreten und ein spezieller Gang ist gewählt. Dann wird der Motor auf Touren gebracht und der Fahrer rutscht mit seinem Fuss seitlich von dem Kupplungspedal ab und gestattet dem Kupplungspedal in die Ruheposition zurückzuschnellen. Dies ergibt ein sehr schnelles Einrücken der Kupplung und eine Drehmomentbeaufschlagung des Antriebsstrangs, die Vibrationen und Schwingungen in dem Antriebsstrang induziert. Die Antriebsstrangkomponenten werden ernsthaft beansprucht und Ausfälle werden beschleunigt, wenn die Rate der Drehmomentbeaufschlagung größer ist als die Eigenfrequenz des Antriebsstrangs. Speziell wenn das Antriebsstrang-Drehmoment einen harmonischen Anteil bei Frequenzen bei der niedrigsten Eigenfrequenz des Antriebsstrangs oder oberhalb derselben hat, treten unnötige Spannungsbeanspruchungen auf. Somit wird der Antriebsstrang nicht schockbeansprucht, wenn die Geschwindigkeit der Drehmomentbeaufschlagung bei oder unterhalb der Eigenfrequenz ist.
Es ist deshalb zu wünschen, überschnelles Einrücken der Kupplung zu verhindern, indem die Änderungsgeschwindigkeit des auf den Antriebsstrang geleiteten Drehmoments in einer verlässlichen, dauerhaften und kosteneffektiven Weise geregelt wird.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zu schaffen, um überschnelles Einrücken einer Kupplung zu verhindern, indem die Rate der Drehmomentbeaufschlagung des Antriebsstrangs gesteuert oder geregelt wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehmomentbegrenzer für den Antriebsstrang mit einem Kupplungspedaldämpfer zu schaffen, um überschnelles Einrücken einer Kupplung durch Beeinflussung der Geschwindigkeit zu schaffen, mit der der Antriebsstrang drehmomentbeaufschlagt wird.
Die Merkmale der Erfindung sind in Anspruch 1, und hinsichtlich des Verfahrens in Anspruch 5 festgelegt.
Zur Lösung der obigen Aufgaben, sowie weiterer Aufgaben und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung, ist ein Kupplungspedaldämpfer zur Kontrolle der Änderungsgeschwindigkeit des Drehmoments vorgesehen, das beim Kuppeln des Motors mit dem Antriebsstrang auf einen Fahrzeugantriebsstrang ausgeübt wird. Der Kupplungspedaldämpfer ist zur Verwendung bei einem Fahrzeug vorgesehen, das ein in Enfernung angeordnetes Kupplungspedal und einen Kupplungsbetätigungsmechanismus zur Steuerung des Kupplungsdrehmoments aufweist, mit dem der Motor mit dem Antriebsstrang gekuppelt ist, wobei das Kupplungspedal während des Kupplungsvorgangs in Bezug auf den Boden der Kabine des Fahrzeugführers zwischen einer ersten Position, in der die Kupplung eingekuppelt ist, und einer zweiten Position, in der die Kupplung trennt, verlagert wird. Ein mit einem Slave-Zylinder gekoppelter, vom Pedal betätigter hydraulischer Master-Zylinder ist ein Beispiel für diesen Aktuatortyp.
Bei einer Ausführungsform weist der Kupplungspedaldämpfer Dämpfermittel auf, die mit dem Kupplungspedal gekuppelt sind, um die Geschwindigkeit zu kontrollieren, mit der das Kupplungspedal beim Kuppeln aus der zweiten Position in die erste Position zurückkehrt, um die Kupplungseinrückgeschwindigkeit zu kontrollieren, so dass die Geschwindigkeit, mit der das Drehmoment an den Antriebsstrang angelegt wird, kontrolliert wird.
Bei einem bevorzugten Aufbau ist das Dämpfermittel ein Dämpferkolben, und der Kupplungspedaldämpfer weist außerdem ein Anschlagelement für den Dämpferkolben auf, um den Weg des Dämpferkolbens auflediglich einen Abschnitt des bei der Verlagerung des Kupplungspedals aus der ersten Position in die zweite Position möglichen Wegs zu begrenzen. Der Kupplungspedaldämpfer weist außerdem vorzugsweise Vorspannmittel auf, um den Dämpferkolben bei der Verlagerung des Kupplungspedals aus der ersten Position in die zweite Position gegen das Anschlagelement vorzuspannen.
Außerdem wirkt der Dämpferkolben vorzugsweise abdichtend mit einem Dämpferkolbengehäuse zusammen, um eine Kammer zu bilden, und das Kolbengehäuse enthält ein Rückschlagventilmittel, um zu gestatten, dass Luft in die Kammer gezogen wird, wenn das Pedal aus der ersten Position in die zweite Position verlagert wird, und das die Luft daran hindert oder hemmt, aus der Kammer ausgetrieben zu werden, wenn das Pedal aus der zweiten Position in die ersten Position verlagert wird. Das Kolbengehäuse weist vorzugsweise einen Kanal auf, der es der Luft gestattet, in die Kammer gezogen zu werden, wenn das Pedal aus der ersten Position in die zweite Position ausgelenkt wird, und der der Luft gestatten, aus der Kammer ausgetrieben zu werden, wenn das Pedal aus der zweiten Position in die ersten Position verlagert wird.
Es wird außerdem ein Verfahren zum Steuern der Geschwindigkeit angegeben, mit der beim Kuppeln Drehmoment an den Antriebsstrang angelegt wird.
Mit der vorliegenden Erfindung gehen viele Vorzüge einher. Bspw. wird mit der vorliegenden Erfindung die Geschwindigkeit, mit der Motordrehmoment auf einen Antriebsstrang geleitet wird, sogar dann erfolgreich beschränkt, wenn der Fahrzeugführer versucht, die Kupplung überschnell einzurücken. Im Ergebnis können Antriebsstrangkomponenten auf kleinere Drehmomente ausgelegt werden und es werden weniger Antriebsstrangkomponenten ausfallen, was eine wesentliche Kosteneinsparung ergibt.
Die obigen Aufgaben und Vorzüge, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, der besten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1a ist eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kupplungspedaldämpfers zur Drehmomentbeschränkung, in einem Antriebsstrang,
Figur 1b ist eine Querschnittsdarstellung eines Kupplungsmechanismus zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Kupplungspedaldämpfer für die Drehmomentbeschränkungse inrichtung des Antriebsstrangs, wie in Figur 1 dargestellt,
Figur 2 ist eine Schnittdarstellung des in Figur la veranschaulichten Kupplungspedaldämpfers, die die Verwendung einer Lippendichtung anstelle eines O-Rings veranschaulicht, und
Figur 3 ist eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kupplungspedaldämpfers einer Drehmomentbeschränkungseinrichtung eines Antriebsstrangs.

Die beste Art zur Ausführung der Erfindung

Es wird nun auf Figur 1a Bezug genommen, in der ein Querschnitt eines erfindungsgemäßen Kupplungspedaldämpfers 10 zur Beschränkung der Geschwindigkeit veranschaulicht ist, mit der Drehmoment an den Antriebsstrang eines Fahrzeugs wie bspw. eines Schwerlast-LKWs angelegt wird, der aus Gründen der Klarheit nicht speziell veranschaulicht ist. Bei der bevorzugen Ausführungsform gehört zu dem Kupplungspedaldämpfer 10, ein Hauptkupplungsgehäuse 12 und eine Dämpferanordnung, die insgesamt durch die Bezugsziffer 14 bezeichnet ist. Wie veranschaulicht ist die Dämpferanordnung 14 fest an dem Hauptkupplungsgehäuse 12 und einer Montagewand 16, wie bspw. dem Brandschott des LKWs, befestigt. Wie in den Zeichnungen veranschaulicht, und detaillierter weiter unten beschrieben, ist die Dämpferanordnung dazu bestimmt, eine Schubstange 18 aufzunehmen, die schwenkbar mit einem Kupplungspedal 20 verbunden ist.
Fortgesetzt auf Figur la bezugnehmend, weist die Dämpfer anordnung 14 vorzugsweise ein im Wesentlichen hohles Kolbengehäuse 30 und einen Dämpferkolben 32 auf, der in dem Gehäuse angeordnet ist. Der Dämpferkolben 32 gleitet in dem Kolbengehäuse 30 axial zwischen einer Ruheposition und einer Rücksetzposition infolge der Verlagerung des Kupplungspedals 20 zwischen einer ersten oder ruhenden Position, bei der die Kupplung eingerückt ist, und einer zweiten oder niedergetretenen Position, bei der die Kupplung trennt. Wie dargestellt, ist der Dämpferkolben 32 im Wesentlichen hohl und vorzugsweise T-förmig ausgebildet, um eine Kammer 42 zwischen dem Kolben und dem Gehäuse zu bilden, in der eine Rücksetzfeder 38 angeordnet ist.
Wie am besten in Figur la veranschaulicht, weist das Kolbengehäuse 30 eine allgemein durch das Bezugszeichen 40 bezeichnete gesteuerte Ventilanordnung auf. Bei der bevorzugten Ausführungsform enthält die gesteuerte Ventilanordnung 40 ein Rückschlagventil und einen Kanal, der es gestattet, dass Luft in die Kammer 42 gesaugt wird, wenn das Kupplungspedal 20 aus der Ruheposition in die niedergetretene Position überführt wird (d.h. der Dämpferkolben 30 wird axial nach links verlagert). Wie dargestellt, sperrt oder behindert die Steuerventilanordnung 40 den Luftaustritt aus der Kammer 42, wenn das Kupplungspedal 20 aus der niedergetretenen Position in die Ruheposition zurückkehrt (d.h der Dämpferkolben 30 wird axial nach rechts verlagert). Vorzugsweise sind das Steuerventil und der Kanal so bemessen, dass sie die in die Kammer 42 gesaugte Luftströmung auf eine erste Rate beschränken.
Das Kolbengehäuse 30 weist außerdem vorzugsweise einen Kanal 44 auf, der mit der Kammer 42 in Fluidverbindung steht. Wie dargestellt, erstreckt sich der Kanal 44 von der Kammer 42 durch das Gehäuse 30 und steht über eine Öffnung 46 mit der Atmosphäre in Fluidverbindung. Es ist anzumerken, dass der Kanal 44 und die Öffnung 46 der Luft ermöglichen, in die Kammer gesaugt und aus dieser ausgetrieben zu werden, wenn das Kupplungspedal 20 zwischen der Ruheposition und der niedergetretenen Position bewegt wird. Es wird am meisten bevorzugt, den Kanal 44 und die Öffnung 46 so zu bemessen, dass der Fluss der in die Kammer gesaugten und aus dieser ausgetriebenen Luft auf eine zweite Geschwindigkeit begrenzt wird, wenn das Kupplungspedal 20 zwischen den Position verlagert wird, wobei die zweite Geschwindigkeit niedriger ist als die erste Geschwindigkeit, mit der die Luft über die Steuerventilanordnung 40 in die Kammer 42 gesaugt wird. Das Kolbengehäuse 30 und der Dämpferkolben 32 weisen vorzugsweise O- Ringe 34 bzw 36 auf, die eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Kolben erbringen.
Es wird nun auf Figur 2 Bezug genommen, in der ein in Figur la dargestellter Kupplungspedaldämpfer aufgeschnitten dargestellt ist und in der die Verwendung einer Lippendichtung 36' anstelle des O-Rings 36 veranschaulicht ist. Die Lippendichtung ist wie bekannt zwischen dem Gehäuse 30' und dem Däpferkolben 32' hin und zurückgefaltet und gestattet Luftübertragung zwischen der Kammer 42 und der Kammer 48, wenn der Dämpferkolben axial in dem Gehäuse verschoben wird. Es ist anzumerken, dass bei Verwendung der Lippendichtung 36' das Steuerventil und/oder der Kanal weggelassen werden können. Es ist außerdem anzumerken, dass an dem Kupplungspedaldämpfer unterschiedliche Kombinationen von Lippendichtungen dem Steuerventil und dem Durchgang verwendet werden können, solange das gewünschte Resultat erzielt wird, das darin liegt:
dass der Dämpferkolben mit einer Geschwindigkeit aus der Ruheposition in die Rücksetzposition verschoben werden kann, wenn das Kupplungspedal niedergetreten wird, die die Geschwindigkeit übersteigt, mit der der Dämpferkolben in die Ruheposition zurückkehrt, wenn das Kupplungspedal freigegeben wird. Dies verlangsamt die Geschwindigkeit des Einkuppelns und steuert somit die Geschwindigkeit, mit der der Antriebsstrang mit Drehmoment beaufschlagt wird.
Eine axiale Verschiebung des Dämpferkolbens 32 in dem Kolbengehäuse 30 wird durch ein erstes Kolbenanschlagelement oder einen Anschlag 50 beschränkt, so dass die Position des Dämpferkolbens in Bezug auf das Kupplungspedal 20 festgelegt ist. Es ist anzumerken, dass der Dämpferkolben 32, wenn das Kupplungspedal 20 niedergetreten wird, durch die Rücksetzfeder 38 nach links auf den Anschlag 50 hin verlagert wird. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Dämpferkolben 32 bewegt, ist nicht nur durch die Federkonstante der Feder 38, sondern außerdem durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit der Luft in die Kammer 42 gezogen wird.
Es wird fortgesetzt auf Figur 1a Bezug genommen. Das Hauptkupplungsgehäuse 12 enthält einen verlängerten Kolben 56, der in dem Hauptkupplungsgehäuse 12 angeordnet ist. Wie dargestellt, nimmt der verlängerte Kolben 56 vorzugsweise die Druckstange 18 auf und ist mit dieser fest verbunden, so dass sich der verlängerte Kolben mit dem Kupplungspedaldämpfer 10 axial bewegt, wenn das Kupplungspedal 20 zwischen Ruheposition und niedergetretener Position bewegt wird. Der Anschlag so ist so bemessen, dass er es dem verlängerten Kolben 56 gestattet, sich durch ihn hindurch zu bewegen, während er die axiale Bewegung des Dämpferkolbens 32 wie oben beschrieben beschränkt. Somit sind der Dämpferkolben 32 und der verlängerte Kolben 56 lediglich für einen Teil des Kupplungspedalwegs miteinander gekuppelt. Wie dargestellt, kann der verlängerte Kolben 56 eine Öffnung oder einen Auslass 52 aufweisen, der mit der Fahrzeugkabine in Fluidverbindung steht und der es gestattet, daß saubere Luft in das Gehäuse hinein und aus diesem herausgeführt wird.
Der zweite Kolbenhalt oder Anschlag 58 beschränkt die Verlagerung des verlängerten Kolbens 56 in einer Richtung und eine Vorspannfeder 80 beschränkt die axiale Verlagerung des verlängerten Kolbens in der anderen Richtung. Es sollte angemerkt werden, dass die Vorspannfeder 80 vorzugsweise so ausgewählt ist, dass sie auf den verlängerten Kolben 56 eine angemessene Vorspannkraft ausübt, um die Kraft zu überwinden, die von der Rücksetzfeder 38 auf den Dämpferkolben 32 ausgeübt wird, und dass sie das Kupplungspedal 20 in die Ruheposition rücküberführt, wenn das Kupplungspedal von dem Fahrzeugführer freigegeben wird.
Wie in Figur la dargestellt, liefert ein Hydraulikflüssigkeitsreservoir 76 Hydraulikflüssigkeit 74 über ein paar Fluidanschlüsse 70, 72 zu dem Hauptkupplungsgehäuse 12. Der O-Ring 78 fungiert als Dichtung zwischen dem Reservoir 76 für Hydraulikflüssigkeit und dem Hauptkupplungsgehäuse 12. Eine zusätzliche Abdichtung zwischen dem verlängerten Kolben 56 und dem Gehäuse 12 wird durch die O-Ringe 60 und 62 erreicht.
Es wird nun auf Figur lb Bezug genommen, in der ein hydraulisch betätigter, selbstjustierender Kupplungsmechanismus veranschaulicht ist, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 90 belegt ist. Wie bekannt, ist der Kupplungsmechanismus 90 zwischen einem Motor E und einem Getriebe T eines Antriebsstrangs angeordnet und dient dazu, den Motor mit dem Getriebe zu koppeln. Insbesondere kuppelt der Kupplungsmechanismus 90 die einander benachbarten Ende einer Motorkurbelwelle 94 und einer Getriebeeingangswelle 96 lösbar miteinander.
Wie am besten in Figur 1b veranschaulicht ist, weist der Kupplungsmechanismus 90 einen Hydraulikkolben 100 auf, der mit einem Kupplungsausrückarm 106 verbunden ist. Der Hydraulikkolben 100 bewegt sich axial in einer Kolbenkammer 102, die mit dem in Figur la veranschaulichten Hauptkupplungsgehäuse in Fluidverbindung steht. Der Kupplungsausrückarm 106 ist über eine Schwenkkugel 110 schwenkbar mit einer Ausrücklageranordnung 108 verbunden. Wenn Hydraulikfluid die Kolbenkammer 102 von dem Hauptkupplungsgehäuse 12 her füllt, wird der Hydraulikkolben 106 axial verschoben. Dies veranlasst den Kupplungsausrückarm 106, die Ausrücklageranordnung 108 entlang der Getriebeeingangswelle 96 zu verschieben. Im Ergebnis üben verschwenkte Lösehebel 112, die mit der Ausrücklageranordnung 108 gekoppelt sind, einen Druck auf ein paar federbelasteter Druckplatten 114 aus.
Zwischen den federbelasteten Druckplatten 114 und einem Schwungrad 116, das drehfest mit der Motorkurbelwelle 94 verbunden ist, ist eine angetriebene Scheibe 118 angeordnet. Die Scheibe 118 ist an beiden Seiten mit Reibmaterial belegt, wie im Ganzen mit der Bezugsziffer 120 veranschaulicht ist. Die Scheibe 118 schwimmt koaxial frei zwischen den Druckplatten 114 und dem Schwungrad 116 und sie ist von einer Nabe 122 getragen, die mit der Getriebeeingangswelle 96 in Profilverzahnungsverbindung steht. Wie bekannt, hat diese Anordnung den Vorzug, dass die Drehmomentkapazität der Kupplung effektiv verdoppelt und die Temperatur der Reibflächen bei zunehmendem Einrücken halbiert wird, wodurch die Lebensdauer des Reibmaterials 120 erhöht wird.
Es wird weiter auflb Bezug genommen; weil der Kupplungs mechanismus 90 selbstjustierend ist, zwingt die Druckplat tenfederkraft der Federn 124, wenn sich die angetriebene Scheibe 118 abnutzt, die Druckplatten 114, sich nach links zu bewegen, wobei diese die Lösehebel 112 und die Ausrücklageranordnung 108 nach links führt. Dies zwingt umgekehrt den Hydraulikkolben 100 dazu, tiefer in die Kammer 102 einzutauchen und Hydraulikflüssigkeit aus dieser durch das Hauptkupplungsgehäuse 12 hindurch in das Fluidreservoir 76 zu schieben. Somit wird mit Abnutzung des Kupplungsreibmaterials die Position des Kupplungspedals 20 nicht signifikant verändert.
Mit Bezugnahme sowohl auf die Figur la als auch auf die Figur lb sollte ersichtlich werden, dass der verlängerte Kolben 56, wenn das Kupplungspedal 20 niedergetreten wird, nach links verschoben wird und die Vorspannfeder 80 zusammendrückt. In Abhängigkeit davon wie schnell das Kupplungspedal niedergetreten wird, kann sich der verlängerte Kolben 56 von dem Dämpferkolben 32 trennen. Bei niedergetretenem Kupplungspedal 20 und nach links verschobenen verlängerten Kolben 56 dehnt sich die Rücksetzfeder 38 aus und verlagert den Dämpferkolben 32 nach links. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Dämpferkolben 32 bewegt, hängt nicht nur von der Federkonstante der Feder 38, sondern außerdem von der Geschwindigkeit ab, mit der Luft in die Kammer 42 gesaugt wird.
Aus dem Hauptkupplungsgehäuse 12 der Figur la wird Hydraulikflüssigkeit herausgedrückt und an den Kupplungsmechanismus 90 nach Figur lb geliefert. Wenn das Kupplungspedal 20 von dem Fahrzeugführer einmal freigegeben wird, beginnt das Pedal primär infolge des Drucks der Hydraulikflüssigkeit, der von den Kupplungsdruckplattenfedeni aufgebaut worden ist, in seine Ruheposition zurückzukehren. Die Vorspannfeder 80 ist in Bezug auf den Hydraulikdruck an dem Kolben sekundär. Sie ist wirksam, nachdem der Steueranschluss 72 überquert worden ist, um den Kolben an den Anschlag 58 zu drücken. Der Fluiddruck zwingt den verlängerten Kolben 56 nach rechts zurück. Wenn dies eintritt wird von dem Kupplungsmechanismus 90 Fluid in das Kupplungsgehäuse 12 gedrückt. Wenn sich die Druckplattenfedern 124 ausdehnen, läuft der verlängerte Kolben 56 durch den Anschlag 48 und berührt den Dämpferkolben 32, verschiebt ihn nach rechts, drückt die Rücksitzfeder 38 zusammen und drückt die aus der Kammer 42 auszutreibende Luft durch den Kanal 44 und die Öffnung 46.
Wie bekannt ist, beeinflußt nicht jeder Abschnitt des Kupplungspedalwegs direkt das Ein- und Ausrücken der Kupplung. Bspw. ergibt der erste Abschnitt des Kupplungspedalwegs infolge des inneren Spiels von Komponenten des Kupplungsmechanismus kein Trennen der Kupplung. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Dämpfer 10 so gestaltet, dass die Kupplung zu greifen beginnt (d.h. die Kupplung beginnt den Motor mit dem Antriebsstrang zu verbinden), wenn der verlängerte Kolben den Dämpferkolben 32 zuerst berührt. Dies wird gemeinhin als der "Berührpunkt" oder der "Punkt beginnenden Greifens" bezeichnet. Die Geschwindigkeit weiteren Kupplungseinrückens, d.h. die Geschwindigkeit, mit der Drehmoment an den Antriebsstrang gelegt wird, wird dann über die Rücksetzfeder 38 und den Kanal 44 gesteuert, die beide dazu dienen, die Geschwindigkeit zu verlangsamen, mit der die Kupplung eingekuppelt wird, indem die Geschwindigkeit verlangsamt wird, mit der dem Kupplungspedal gestattet wird, in die Ruheposition zurückzukehren. Im Ergebnis wird die zeitliche Änderung des zu dem Antriebsstrang geleiteten Drehmoments reguliert, unabhängig davon wie schnell der Fahrer die Kupplung einzukuppeln versucht.
Es wird nun auf Figur 3 Bezug genommen, in der ein Querschnitt einer alternativen, im Ganzen mit der Bezugsziffer 140 belegten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kupplungspedaldämpfers für die Drehmomentbeschränkungseinrichtung des Antriebsstrangs dargestellt ist. In dieser Ausführungsform weist der Dämpfer 140 ein Hauptkupplungs gehäuse 142 und eine Dämpferanordnung auf die im Ganzen mit der Bezugsziffer 144 belegt ist. Wie dargestellt, ist die Dämpferanordnung 144 fest mit dem Hauptkupplungsgehäuse 142 verbunden, um das Zusammenwirken mit dem Kupplungspedal 146 wie dargestellt zu erleichern. Es sollte angemerkt werden, dass das Hauptkupplungsgehäuse 142 funktionell dem Hauptkupplungsgehäuse 12 entspricht, das weiter oben mit Bezug auf die in Figur la veranschaulichte Ausführungsform beschrieben worden ist. Es sollte angemerkt werden, dass die Verbindung zwischen dem Kupplungspedal und der Kupplung alternativ als selbstjustierendes Baudenzug oder Seilsystem ausgebildet sein können, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Ungeachtet der verwendeten Alternativen sind die Kupplungseinrückpositionen im Bezug auf die Kupplungspedalfestpunkte vorzugsweise festgelegt.
Der Dämpfer 140 nach Figur 3 weist vorzugsweise einen Balg 150 auf. Das Kupplungspedal 146 wirkt mit dem Baig 150 über eine Scheibe 152 zusammen, um den Baig 150 zu expandieren und zusammenzudrücken, wenn der Fahrzeugführer das Kupplungspedal zwischen der Ruheposition, in der die Kupplung eingekuppelt ist, und einer niedergetretenen Position bewegt, in der die Kupplung trennt. Bei der dargestellten Ausführungsform steht der Luftfluss in dem Balg 150 hinein und aus diesem heraus unter der Kontrolle eines Steuerventils 154 und eines Kanals 156. Wie bei der vorherigen Ausführungsform ist das Steuerventil 154 ein Rückschlagventil, das es der Luft gestattet, in den Balg 150 gesaugt zu werden, wenn das Kupplungspedal 146 aus der Ruheposition in die niedergetretene Position überführt wird, und das verhindert oder erschwert, dass Luft aus dem Baig herausgedrückt wird, wenn das Kupplungspedal aus der niedergetretenen Position in die Ruheposition zurückkehrt Vorzugsweise ist das Steuerventil 154 so bemessen, dass es die Strömung der in den Balk 150 gezogenen Luft auf eine erste Geschwindigkeit beschränkt.
Wie in Figur 3 veranschaulicht, ist zwischen dem Balg 150 und der Atmosphäre über eine Öffnung 158 eine Fluidverbindung geschaffen. Es sollte angemerkt werden, dass es der Kanal 156 und die Öffnung 158 gestatten, dass Luft sowohl in den Baig 150 gesaugt als auch aus diesem herausgedrückt wird, wenn das Kupplungspedal 156 zwischen der Ruheposition und der niedergetretenen Position bewegt wird. Vorzugsweise sind der Kanal 156 und die Öffnung 158 so bemessen, dass der Fluss der aus dem Balg 150 herausgetriebenen Luft auf eine zweite Geschwindigkeit begrenzt wird, wenn das Kupplungspedal zwischen den Positionen bewegt wird, wobei die zweite Geschwindigkeit geringer ist als die erste Geschwindigkeit, bei der die Luft über das Steuerventil 154 in den Balg gesaugt wird.
Wie oben mit Bezug auf die Figuren 1a beschrieben, beeinflußt nicht jeder Abschnitt des Kupplungspedalwegs das Einkuppeln und Auskuppeln der Kupplung. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Dämpfer 10 deshalb so gestaltet, dass die Kupplung zu Greifen beginnt (d.h. die Kupplung beginnt den Motor und den Antriebsstrang miteinander zu kuppeln), wenn das Kupplungspedal 146 beginnt, mit dem Balg 150 in Anlage zu kommen. Die Geschwindigkeit weiteren Kupplungseinrückens, d.h. die Geschwindigkeit mit der das Drehmoment an den Antriebsstrang gelegt wird, wird dann durch den Kanal 156 und die Öffnung 158 kontrolliert, die beide dazu dienen, die Geschwindigkeit zu verlangsamen mit der die Kupplung vollständig eingekupplt wird, indem die Geschwindigkeit verlangsamt wird, mit der Luft aus dem Balg ausgetrieben wird, so dass sich die Geschwindigkeit verlangsamt, mit der das Kupplungspedal in die Ruheposition zurückkehren kann. Im Ergebnis wird die Geschwindigkeit, mit der Drehmoment an den Ahtriebsstrang angelegt wird dessen ungeachtet gesteuert, wie schnell der Fahrer die Kupplung einzukuppeln versucht. Es wird angemerkt, dass die veranschaulichte Ausführungsform lediglich einen Weg zum Erzielen des gewünschten Resultats veranschaulicht, das darin liegt: die Einkuppelgeschwindigkeit zu verlangsamen und somit die Geschwindigkeit zu steuern, mit der das Drehmoment an den Antriebsstrang angelegt wird.
Es ist anzumerken, dass der Begriff "Kupplungspedal", wie er hier verwendet ist, breit aufzufassen ist, und dass die Erfindung nicht lediglich auf eine Einrichtung in einer Fahrzeugkabine beschränkt ist. Der Fachmann erkennt selbstverständlich, dass der Kupplungsdämpfer 14 an vielen anderen Orten angeordnet werden kann. Bspw. kann der Dämpfer 14 an dem Kupplungsausrückarm angeordnet werden, wenn die Kupplung eine selbstjustierende Kupplung ist.
Es versteht sich selbstverständlich, dass die hier veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bilden, wobei sie jedoch nicht alle möglichen Formen derselben veranschaulichen können. Es versteht sich außerdem, dass die verwendeten Begriffe nur beschreibender jedoch nicht beschränkender Natur sind und dass unterschiedlichste Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, die in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Kupplungspedaldämpfer (12) zur Verwendung bei einem Fahrzeug mit einem Kupplungspedal (20) und einer Kupplungseinrichtung zum Kuppeln eines Motors mit einem Antriebsstrang, wobei das Kupplungspedal zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position ausgelenkt ist, wobei der Kupplungspedaldämpfer der Steuerung des während des Kuppelns auf den Antriebsstrang übertragenen Drehmomentes dient, wobei der Kupplungspedalzylinder ein Gehäuse (30) und einen Dämpferkolben (32) aufweist, der in dem Gehäuse (30) angeordnet und mit dem Kupplungspedal (20) gekoppelt ist, um die Rate zu kontrollieren, mit der das Kupplungspedal beim Kuppeln aus der zweiten Position in die erste Position zurückkehrt, um die Rate des Kupplungseingriffes zu kontrollieren, wodurch das Maß des auf den Antriebsstrang übertragenen Drehmomentes gesteuert wird, wobei der Kupplungspedaldämpfer charakterisiert ist durch:

ein Anschlagelement (50) für den Dämpferkolben, das innerhalb des Gehäuses (30) angeordnet und fest mit diesem verbunden ist, wobei das Anschlagelement den Weg des Dämpferkolbens in dem Gehäuse beschränkt, um die Ankopplung des Dämpferkolbens auflediglich einen Abschnitt des möglichen Weges des Kupplungspedales aus der ersten Position in die zweite Position zu beschränken, sowie

Vorspannmittel (38), die zwischen dem Gehäuse und dem Dämpferkolben angeordnet sind, um den Dämpferkolben beim Auslenken des Kupplungspedales aus der ersten Position in die zweite Position auf das Anschlagelement hin vorzuspannen,

wobei der Dämpferkolben abdichtend mit dem Gehäuse zusammenwirkt, um eine Kammer (42) auszubilden, wobei der Kupplungspedaldämpfer Ventilmittel (40) enthält, um zu ermöglichen, dass Luft in die Kammer gesaugt wird, wenn das Pedal aus der ersten Position in die zweite Position überführt wird, und um es der Luft zu erschweren, aus der Kammer ausgetrieben zu werden, wenn das Pedal aus der zweiten Position in die erste Position rückkehrt.

2. Kupplungspedaldämpfer nach Anspruch 1, bei dem der Dämpferkolben (32) aus einer Ruheposition mit einer Geschwindigkeit in eine Rücksetz-Position ausgelenkt wird, die die Geschwindigkeit übersteigt, mit der der Dämpferkolben in die Ruheposition zurückkehrt, wenn das Kupplungspedal zwischen der ersten und der zweiten Position befindlich ist.

3. Kupplungspedaldämpfer nach Anspruch 1, bei dem das Ventilmittel (40) ein Rückschlagventil enthält, das die Luft daran hindert, aus der Kammer (42) ausgetrieben zu werden, und wobei der Kupplungspedaldämpfer außerdem einen Kanal (44) aufweist, der es gestattet, dass Luft mit unterschiedlichen Raten in die Kammer eingesaugt und aus dieser ausgetrieben wird, wenn das Pedal aus der zweiten Position in die erste Position überführt wird.

4. Kupplungspedaldämpfer nach Anspruch 3, bei dem das Rückschlagventil (40) und der Kanal so angeordnet sind, dass Luft mit einer Rate in die Kammer (42) eintritt, die die Rate übersteigt, mit der Luft aus der Kammer ausgetrieben wird, um zu ermöglichen, dass der Dämpferkolben schnell zu dem Anschlagelement des Dämpferkolbens zurückgesetzt wird, wenn das Kupplungspedal in die zweite Position überführt wird.

5. Verfahren zum Steuern des Drehmoments, das auf den Antriebsstrang eines Fahrzeuges ausgeübt wird, das ein Kupplungspedal (20) und einen Kupplungsmechanismus zum Kuppeln eines Motors mit dem Antriebsstrang aufweist, wenn das Kupplungspedal (20) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position befindlich ist, wobei der Kupplungsmechanismus ein Gehäuse (30) mit einem Rückschlagventil (40) und einen Kanal (44) aufweist, um zu ermöglichen, dass Luft mit unterschiedlichen Raten in das Gehäuse (30) gesaugt und aus diesem ausgetrieben wird, wenn das Kupplungspedal (20) aus der ersten Position in die zweite Position und zurück überführt wird, wobei der Kupplungsmechanismus außerdem einen Dämpferkolben (32) enthält, der in dem Gehäuse (30) angeordnet ist, wobei der Dämpferkolben (32) mit dem Kupplungspedal (20) gekoppelt und über einen Abschnitt des Pedalweges (20) in dem Gehäuse (30) zwischen der ersten und der zweiten Position axial verschoben wird, wobei der Abschnitt des Weges durch ein Anschlagelement (50) des Dämpferkolbens bestimmt wird, das innerhalb des Gehäuses (30) angeordnet ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist:

dass die Geschwindigkeit der Axialbewegung des Dämpferkolbens (30) während eines Wegabschnittes des Kupplungspedales (20) zwischen der zweiten Position und der ersten Position beschränkt wird, um die Geschwindigkeit des Kupplungseinrückens und das auf den Antriebsstrang übertragene Drehmomentmaß zu kontrollieren.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Beschränkens der Geschwindigkeit der Axialbewegung enthält, dass die Rate beschränkt wird, mit der Luft durch den Kanal (44) aus dem Gehäuse (30) ausgetrieben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt, dass ein Gehäuse vorgesehen wird, den Schritt beinhaltet, dass das Rückschlagventil (40) und der Kanal (44) vorgesehen werden, um dem Dämpferkolben zu ermöglichen, mit einer Geschwindigkeit aus der Ruheposition in eine Rücksetzposition überführt zu werden, die die Geschwindigkeit übersteigt, mit der der Dämpferkolben in die Ruheposition zurückkehrt, wenn das Kupplungspedal zwischen der ersten Position und der zweiten Position befindlich ist.