DE3631244A1

DE3631244A1 - Einrichtung zum betaetigen einer kupplung

Info

Publication number: DE3631244A1
Application number: DE19863631244
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Ahner; Helmut Dr Ing Haerer; Dieter Dipl Ing Schieber; Siegfried Dr Ing Schustek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-09-13
Filing date: 1986-09-13
Publication date: 1988-03-24
Also published as: EP0260399B1; DE3769558D1; EP0260399A2; EP0260399A3

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Betätigen einer Kupplung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Derartige bekannte Kupplungen verwenden als Hilfskraft hydraulische, pneumatische oder elektromagnetische Einrichtungen, die jedoch aufwendig sind und häufig auch nicht sehr wirtschaftlich arbeiten. In einem Kraftfahr zeug müssen diese Einrichtungen beispielsweise von der Brennkraft maschine oder einem großdimensionierten Elektromotor unterstützt werden, was zu der genannten Unwirtschaftlichkeit führt. Häufig wird dabei die Fahrzeugbatterie überbeansprucht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Betätigen einer Kupplung hat demgegenüber den Vorteil, daß sie sehr kompakt baut, verhältnismäßig einfach ist und sehr wirtschaftlich betrieben werden kann.

Besondere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung zum Betätigen einer Kupplung, in Fig. 2 einen Querschnitt durch diese Einrichtung, in Fig. 3 ein Diagramm, in Fig. 4 bzw. 5 ein zweites bzw. drittes, aber nur geringfügig abgewandeltes Ausfüh rungsbeispiel.

Beschreibung der Erfindung

An ein Gehäuse 10 einer Kupplungsbetätigungseinrichtung ist ein kleiner Elektromotor 11 angeflanscht, welcher beispielsweise von der Batterie des Kraftfahrzeugs versorgt wird. Auf der in das Gehäuse 10 eindringenden Antriebswelle 12 des Elektromotors ist ein Ritzel 13 angeordnet, welches mit einem Schneckenrad 14 kämmt, das auf einer im Gehäuse gelagerten Welle 15 angeordnet ist. auf derselben sitzt ebenfalls unverdrehbar eine Kurvenscheibe 16. An dieser ist ein Seilzug 17 befestigt, der durch eine am Gehäuse 10 befestigte Füh rung 18 nach außen ragt und zum Betätigen der Einrichtung dient. Der Seilzug 17 kann beispielsweise am Kupplungsausrückhebel oder an einem anderen Teil der Kupplung selbst befestigt sein. Der Seilzug bildet den mechanischen Krafteingang der Einrichtung.

An der Kurvenscheibe 16 ist ein Bolzen 19 befestigt, auf dem ein Koppelglied 20 gelagert ist. Die zweite Lagerstelle des Koppelglieds 20 ist ein Bolzen 21, der an einem scheibenförmigen Zwischenglied 22 befestigt ist. Das Zwischenglied 22 ist ebenfalls um eine mittige Achse 23 drehbar gelagert und hat einen Fortsatz 24, welcher sich entgegengesetzt zum Bolzen 21 erstreckt und an den sich außen eine Spiralfeder 25 anlegt. Diese ist mit ihrem festen Ende auf einer Welle 26 befestigt, d. h. sie greift mit einem Endteil 23 A in einen Schlitz 24′ der Welle ein und ist um die Welle 26 herum spiralig auf gewickelt. Die Sprialfeder 25 bildet den Kraftspeicher für die Kupp lungs-Betätigungseinrichtung.

Am Zwischenglied 22 sind zwei Nocken 27, 28 angeordnet, welche mit elektrischen Schaltern 29, 30 zusammenwirken, die fest im Gehäuse 10 angeordnet sind. Über die beiden Schalter 29, 30 wird beim Verdrehen des Zwischenglieds 22 durch Betätigen der Nocken 27, 28 der Elektro motor 11 ein- und ausgeschaltet. Die Nocken 27, 28 sind so am Zwi schenglied 22 angeordnet, daß die Schalter 29, 30 jeweils nach einem Verdrehwinkel von z. B. 50 Grad betätigt werden; d. h. das Zwischen glied 22 macht nie eine volle Umdrehung, was auch für die Kurven scheibe 16 gilt. Diese hat zwei Flanken 32, 33, welche mit im Ge häuse 10 angeordneten Anschlägen 34, 35 zusammenwirken und damit eine mechanische Wegbegrenzung bilden. Auf der Antriebswelle 12 ist eine Rutschkupplung 36 angeordnet, die ein Blockieren des Schnecken getriebes verhindert. Im Diagramm nach Fig. 3 sind auf der Abszisse der Kupplungsweg s aufgetragen, auf der Ordinate beispielhaft die Momentenverläufe vom Kupplungsseil 17, vom Elektromotor 11, von der Spiralfeder 25 und vom auf die Welle 15 bezogenen Spiralfedermoment.

Der Elektromotor 11 und das Kupplungsseil 17 wirken beide auf den Bolzen 21 (Lagerstelle des Koppelglieds). Die Spiralfeder 25 kann durch das Kupplungsseil 17, mit Unterstützung durch den Elektromotor 11, gespannt werden. Vom Elektromotor 11 wie auch vom Kupplungsseil 17 wird die Kurvenscheibe 16 verdreht, und über das Koppelglied 20 sowie das Zwischenglied 22 wird die Spiralfeder 25 gespannt und bil det somit einen Kraftspeicher beim und für das Betätigen der Kupp lung, indem sie dann die gespeicherte Energie zur Verfügung stellt. Die Einrichtung führt zu den im Diagramm nach Fig. 3 qualitativ dargestellten Momentenverläufen, die bezogen auf die Welle 15 darge stellt sind. Durch eine entsprechende Anordnung des Koppelglieds 20 wird das weitgehend linearverlaufende Spiralfedermoment 25 in ge wünschter Weise beeinflußt. Auf die Welle 15, über den Bolzen 19 einwirkend, bezogen ergibt sich damit ein Momentenverlauf 19, der weitgehend dem für die Kupplungsbetätigung erforderlichen, über das Kupplungsseil 17 und die Kurvenscheibe 16 einwirkenden Moment 17 entspricht. Dadurch wird eine Momentenkompensation erreicht, und der Elektromotor 11 hat nur noch das verbleibende Differenzmoment aufzu bringen. Die Abschaltung und Drehrichtungsumschaltung des Elektromo tors erfolgt über die Schalter 29, 30 und nachgeschaltete Relais.

Man erreicht die weitgehende Momentenkompensation des vom Elektro motor aufzubringenden Moments durch Beeinflussung desselben über einen veränderlichen Hebelarm (Kurvenscheibe 16) und eine gleichzei tige Anpassung des von der Spiralfeder 25 aufgebrachten Kompensa tionsmoments an das einwirkende Moment 17 über das Gelenkviereck (Gegenpunkte A-B-C-D). Beim Öffnen der Kupplung entspannt sich die Spiralfeder zum Teil, die freiwerdende Energie unterstützt den Elek tromotor nachhaltig. Die in der geöffneten Kupplung gespeicherte Energie wird beim Schließvorgang zum erneuten Aufziehen der Spiral feder verwendet.

Über die Ausführung der Spiralfeder und das Gelenkviereck bzw. den veränderlichen Hebelarm des Auflagepunktes des Kupplungsseils können die Momentenverläufe der Spiralfeder und der Kupplung - bezogen auf die Welle 15 - so gezielt beeinflußt werden, daß der Elektromotor nur noch ein kleines, gleichgerichtetes und weitgehend gleichmäßiges Differenzmoment aufzubringen hat. In der Kupplungsumkehrlage (Kupp lung geschlossen) wird das Kupplungsseil 17 von der Spiralfeder 25 dadurch entlastet, daß diese über einen Totpunkt (Linienzug A, B, C in Fig. 1) bewegt wird wodurch das resultierende Federmoment in Kupplungsschließrichtung wirkt.

Eine weitere Sicherung gegen ein unvorhergesehenes Betätigen ist da durch gegeben, daß das Schneckengetriebe 13, 14 selbsthemmend ausge bildet ist, wodurch nur ein motorseitiger Antrieb möglich ist. Ein Verspannen des Schneckengetriebes, beispielsweise durch das unge bremste Anlaufen in den mechanischen Endanschlag, wird durch die Rutschkupplung 36 verhindert.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist das Kupplungsseil durch ein Stahlband 40 ersetzt, das auf ein Scheibensegment 41 einwirkt, an dessen Drehpunkt der Ausrückhebel 42 befestigt ist. Auf diese Weise kann die Kupplungsbetätigung auch direkt an die Kupplung ange baut werden. Die Hilfskrafteinrichtung kann auch ohne Elektromotor als Unterstützungselement für eine fußbetätigte Kupplung eingesetzt werden (Fig. 5). Statt der Verwendung eines Elektromotors samt Schneckengetriebe, Endschalter und Anschläge wird das Kupplungsseil an einer, ebenfalls an der Welle 15 aufgesteckten Kurvenscheibe ein gehängt und zum Kupplungspedal weitergeführt (43). Die einzelnen Momentenverläufe sind dann so einzustellen, daß auf das Seil, bei beiden Betätigungsrichtungen, eine definierte Zugkraft wirkt.

Die einzelnen Elemente der Hilfskrafteinrichtung sind so angeordnet, daß bei einer kompakten Bauweise ein Baukastensystem verwirklicht werden kann. Die bestimmenden Elemente (Elektromotor, Kurvenscheibe, Schneckengetriebe, Spiralfeder, Koppelglied, Federträgerscheibe) können dann jeweils ausgetauscht werden. Dadurch ist auf einfache Weise eine Anpassung an einen geforderten Momentenverlauf möglich. Durch die Anbindung der Einrichtung an die Kupplung über ein Kupp lungsseil ist eine motorunabhängige Anbringung im Motorraum möglich.

Claims

1. Einrichtung zum Betätigen einer Kupplung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Hilfskraftunterstützung und untergebracht in einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskraft durch zwei Krafteingänge (17) gebildet ist, die beide mit dem in Form einer Spiralfeder (25) ausgebildeten Kraftspeicher in Wirkverbindung stehen, und daß beide Krafteingänge über ein Koppelgetriebe (16, 20, 22) an die Spiralfeder gelangen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Krafteingang ein Elektromotor (11) ist, der andere Krafteingang ein mechanischer.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Krafteingänge mechanischer Art sind, wobei der eine Krafteingang vom Kupplungspedal kommt, der andere vom Kupplungsausrückhebel.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spiralfeder (25) auf einer Welle (26) angeordnet ist, und über ein Zwischenglied (22) mit dem Kurbeltrieb verbunden ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß an dem mit der Welle (26) verbundenen Zwischenglied (22) zwei mit gehäusefest angeordneten Schaltern (29, 30) in Wirk verbindung stehende Nocken (27, 28) zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors (11) befestigt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß am Kurbeltrieb auf einer im Gehäuse (10) gelagerten Welle (15) eine Kurvenscheibe (16) befestigt ist, auf die einerseits der Schneckentrieb (12, 14) einwirkt, andererseits der als Seilzug (17) ausgebildete mechanische Krafteingang und daß an der Kurven scheibe zwei flankenartige Anschläge (32, 33) ausgebildet sind, die mit zwei Anschlägen (34, 35) im Gehäuse zusammenwirken.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekenn zeichnet, daß der Kurbeltrieb ein Koppelglied (20) aufweist, das einerseits mit der Kurvenscheibe (16) verbunden ist, und zwar an einer Lagerstelle (Bolzen 19) andererseits mit dem Zwischenglied (22).

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Elektromotor (11) derart dimensioniert ist, daß er beim Öffnen der Kupplung die Momentendifferenz zwischen der am mechanischen Krafteingang (17) wirkenden Kraft gegenüber der am Kur beltrieb wirkenden Federkraft aufbringt, bzw. beim Schließen der Kupplung die Differenzkraft zwischen der zum Spannen der Spiralfeder notwendigen Kraft und der durch das Schließen der Kupplung zur Ver fügung stehenden Kraft.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Kupplungsseil (17) in der Kupplungsumkehrlage (Kupplung geschlossen) von der Spiralfeder (25) dadurch entlastet wird, daß diese über einen Totpunkt (Linienzug A, B, C) bewegt wird.