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Dokumentenidentifikation DE4015286A1 22.11.1990
Titel Signalgebereinrichtung
Anmelder Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, 7990 Friedrichshafen, DE
Erfinder Boss, Franz, 7993 Kressbronn, DE
DE-Anmeldedatum 12.05.1990
DE-Aktenzeichen 4015286
Offenlegungstag 22.11.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.1990
IPC-Hauptklasse B60K 23/00
IPC-Nebenklasse B60K 41/22   B60R 16/08   
Zusammenfassung In einer Kupplungsbetätigungseinrichtung über Druckmittel sind zwischen einem Kupplungspedal (3) und der Geberkolbeneinheit (31) sowie der Nehmerkolbeneinheit (41) der Kupplung (4) in einem Druckmittelkreis (5) noch eine Signalgebereinrichtung (1, 2, 20) angeordnet. Diese gibt ein Drucksignal (11, 21) ab, wenn nach einem Gangwechsel im Getriebe (6) wieder ein Gang eingelegt ist. Dieses Signal wird über den Druckmittelkreis (5) auf den Geberkolben (32) und damit auf das Kupplungspedal (3) als ein haptisches Signal übertragen. Zur Anpassung dieses Signals an die Bedürfnisse der Fahrer ist am Druckkolben (12, 22) eine Verstelleinrichtung (13, 23) angeordnet, über die die Signalstärke reguliert werden kann.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Signalgebereinrichtung, die zwischen einer mit einem Kupplungspedal verbundenen Geberkolbeneinheit und einer die Kupplung betätigenden Nehmerkolbeneinheit angeordnet und ein Drucksignal in den Druckmittelkreis abgibt, wenn nach einem Gangwechsel im Getriebe ein Gang eingelegt ist, das als haptisches Signal am Kupplungspedal dies dem Fahrer anzeigt.

Eine solche Signalgebereinrichtung ist aus der DE 38 22 316 A1, insbesondere aus den Fig. 3 und 4, bekannt. Diese Einrichtungen haben sich bewährt, weil sie dem Fahrer genau dort ein Signal übermitteln, wo er aufgrund dieses Signals durch Zurücknahme des Kupplungspedals tätig werden soll. Damit wird die passive Sicherheit im Zusammenhang mit einem Gangschaltvorgang erhöht, weil nunmehr der Fahrer wartet bis das haptische Signal am Kupplungspedal kommt. Es ist also immer ein Gang eingelegt, wenn er nach Erhalt dieses Signals die Kupplung wieder einlegt. Das Schließen der Kupplung, ohne daß ein Gang eingelegt ist, wird mit dieser Einrichtung mit großer Sicherheit vermieden.

Trotz dieser für den Schaltvorgang positiven Wirkung gibt es aber auch Mängel in der Anpassung des haptischen Signals im Zusammenhang mit verschiedenen Fahrzeugen, aber insbesondere mit verschiedenen Fahrern.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Signalgebereinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 in bezug auf die Signalstärke besser anpaßbar zu machen. Dabei soll der Aufwand relativ gering gehalten werden.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 erfüllt.

Allein durch die direkte Anordnung einer Verstelleinrichtung am als Druckkolben ausgebildeten Signalgeber ist es möglich, das am Kupplungspedal wirkende haptische Signal genau auf die Bedürfnisse des Fahrers abzustimmen. Der Druckstoß in der Signalleitung kann dabei rein elektrisch über einen Elektromagneten auf den Druckkolben ausgeübt werden.

Ist im Fahrzeug Druckluft vorhanden, so kann diese über ein Magnetventil gesteuert den Druckstoß auslösen. Bei der Grundanpassung der Signalgebereinrichtung an das Fahrzeug - also nicht der Anpassung durch den Fahrer - kann neben dem im Fahrzeug vorhandenen Druck der Druckluft und noch in einfacher Weise die Federspannung von unterschiedlichen Federn Berücksichtigung finden. Während nach dem Stand der Technik die Einregulierung des haptischen Signals nur über die Druckregulierung mit Hilfe des vor dem Signalgebers und z. B. des Magnetventils angeordneten Druckminderventils möglich war und in der Regel nur bei der Anpassung des Fahrzeuges einmal erfolgte, ist nunmehr die Anpassung in einfacher Weise auch durch den Fahrer unbegrenzt möglich.

Da der Druck der Druckluft vor dem Signalgeber nicht mehr über ein Druckminderventil reduziert wird, ist es auch möglich, die Kolbendurchmesser zu verringern und damit die Abmessungen der Signalgebereinrichtung zu reduzieren. Wird die Verstelleinrichtung am Druckkolben als unterschiedlich vorgespannte Druckfeder ausgestaltet, ist die Einstellung des haptischen Signals nicht nur genau, sondern auch mit einfachen Mitteln möglich. Nur bei großen Schwankungen in Verbindung mit der Druckluftquelle dürfte ein Druckreduzierventil zwischen Druckluftquelle und Magnetventil nötig sein.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine über Hilfskraft betätigte Kupplungseinrichtung mit einem Signalgeber in der Druckmittelübertragungsleitung, schematisch dargestellt;

Fig. 2 eine elektro-pneumatische Signalgebereinrichtung, schematisch dargestellt;

Fig. 3 einen elektro-pneumatische Signalgeber.

In Fig. 1 ist zwischen dem Antriebsmotor 7 und dem Getriebe 6 eine Schalt- und Anfahrkupplung 4 angeordnet. Diese wird über einen Nehmerkolben 42, der in einer Nehmerkolbeneinheit 41 angeordnet ist, geöffnet. Dazu ist ein allgemein bekanntes Kupplungspedal 3 mit einem Geberkolben 32 mechanisch verbunden, der in einer Geberkolbeneinheit 31 angeordnet ist. Die Übertragung der mechanischen Kupplungsbetätigung erfolgt vom Geberkolben 32 auf den Nehmerkolben 42 über Druckmittel, z. B. Bremsflüssigkeit, über den Druckmittelkreis 5, der von der Druckmittelquelle 51 aus versorgt wird. An diesen Druckmittelkreis ist eine Signalgebereinheit 1 angeschlossen mit einem Druckkolben oder Signalgeber 12, der in diesem Beispiel mit einem Elektromagnet 15 verbunden und von diesem beaufschlagt wird. Der Schlag des Elektromagneten 15 auf den Kolben 12 und damit auf das Druckmittel im Druckmittelkreis 5 wird über eine Druckfeder 14 gedämpft. Diese Dämpfung kann über eine Verstelleinrichtung 13 durch Veränderung der Vorspannung von der Druckfeder 14 reguliert werden. Damit ist die Einstellung des Drucksignals im Druckmittelkreis 5 und damit das haptische Signal am Kupplungspedal 3 möglich. Die Einrichtung wirkt wie folgt: Ist im Getriebe 6 nach einem Schaltvorgang wieder ein Gang eingelegt, wird über ein elektrisches Signal in der Leitung 16 der Elektromagnet 15 aktiviert, z. B. Stoß oder Doppelstoß. Über den Kolben 12 wird ein Druckstoß als Signal 11 über den Druckmittelkreis 5 auf den Geberkolben 32 übertragen, so daß der Fahrer am Kupplungspedal 3 dieses Signal spürt. Über die Feder 14 und eine Verstelleinrichtung 13 zur Vorspannungseinstellung der Feder kann das Signal 11 auf die Bedürfnisse des Fahrers von diesem selbst eingestellt werden, weil die Signalgebereinrichtung gut zugängig, z. B. in der Nähe des Kupplungspedals 3, angeordnet ist. In einem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht die Signalgebereinrichtung 2 aus dem im Prinzip aus Fig. 1 bereits bekannten Druckkolben 22, der mit einem im Durchmesser größeren Kolben 25 fest verbunden ist. Der Kolbenraum 26 dieses Kolbens 25 ist über die Druckleitung 81 mit einer Druckluftquelle 91 verbunden Wie über ein Magnetventil 8 geöffnet oder geschlossen wird. Zwischen der Druckluftquelle 91 und dem Magnetventil 8 kann noch, allein zur Beseitigung von Druckschwankungen, ein Druckreduzierventil 9 angeordnet sein. Die Wirkung der Signalgebereinrichtung ist ähnlich wie die bereits beschriebene nach Fig. 1. Ist im Getriebe 6 ein Gang eingelegt, wird über die Leitung 82 das Magnetventil kurzzeitig auf Durchfluß geschaltet, so daß die Druckluft über die Leitung 81 in den Kolbenraum 26 gelangt. Der Kolben 25 bewegt dadurch stoßartig den Druckkolben 22 nach rechts, so daß ein Signal 21 in den Druckmittelkreis 5 gegeben wird. Die weitere Übertragung bis zum Kupplungspedal erfolgt dann so, wie bereits beschrieben. Zweckmäßig kann es sein, das Magnetventil 8 kurzzeitig zu öffnen und zu schließen, so daß ein oder auch mehrere kurz hintereinander wirkende Signale am Kupplungspedal spürbar sind. Besonders dann, wenn die Druckluft aus der Druckluftquelle 91 größeren Schwankungen unterworfen ist, kann der konstante Druck in den Druckluftleitung 81 über ein Druckreduzierventil 9 erzielt werden. Damit kann bei solchen Schwierigkeiten trotzdem ein gleichmäßiges haptisches Signal, entsprechend der Einstellung an der Verstelleinrichtung 23, am Kupplungspedal 3 erzielt werden.

In Fig. 3 ist die Signalgebereinrichtung 2 nach Fig. 2 in einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung dargestellt und mit 20 bezeichnet. In einem Gehäuse 200 ist zur Aufnahme eines abgesetzten Druckkolbens 220/250 eine entsprechend gestaltete Bohrung 201, 202 angeordnet, wobei die große Bohrung 202 stirnseitig von einer Platte 203 abgedeckt ist, die z. B. mittig einen Druckluftkanal 204 hat, der dem Druckluftkanal 81 nach Fig. 2 entspricht. Das Magnetventil 8 ist an das Gehäuse 200 der Signalgebereinrichtung 20 angeflanscht. Die im Durchmesser kleinere Bohrung 201 hat neben der Führung für den Druckkolben 220 in axialer Erstreckung noch ein Gewinde 205 und noch einen Dichtzylinder 206 zur Aufnahme, axialen Verschiebung und Abdichtung einer Verstelleinrichtung - Verstellkolben 230. Dieser hat eine axial angeordnete Bohrung 231 zur Aufnahme einer Druckfeder 240 und Querbohrungen 232 in der axialen Ebene, in der im Gehäuse 200 der Anschluß 207 für die Signalleitung 21, die mit dem Druckmittelkreis 5 (Fig. 2) verbunden ist. In der gleichen Ebene ist im Gehäuse 200 noch eine Entlüftung 260 für den Innenraum - Bohrung 231 -, in der die Feder 240 angeordnet ist. Der Verstellkolben 230 hat noch, vorrangig axial überstehend, eine Verstellvorrichtung 233, z. B. einen Schraubenschlitz, so daß der Verstellkolben, z. B. über ein Geldstück und diesen Schraubenschlitz, verdreht und infolge des Gewindes 235 am Verstellkolben 230 und des Gewindes 205 am Gehäuse 200 verdreht und damit axial verstellt werden kann. Mit dieser Verstellung ist die Vorspannung der Feder 240 regulierbar. Der Verstellkolben 230 hat im Bereich des Innenraumes 208 noch einen Bund 236 und eine Dichtung 234. Der Innenraum 208 im Gehäuse 200 wird stirnseitig von einer Platte 280, durch die die Verstellvorrichtung 230 hindurchragt, abgedeckt. Auch am abgesetzten Kolben 220/ 250 ist sowohl am kleinen wie am großen Druckkolben je eine Dichtung 221 und 251 angeordnet. Der Kolbenraum 209 wird beim Bewegen des großen Kolben 250 in Verbindung mit einem Druckstoß auf die Kolbenfläche 237 über einen allgemein bekannten Entlüfter 270 entspannt. Die Wirkungsweise der Signalgebereinrichtung 20 ist wie folgt: Über die Signalleitung 21 und den Anschluß 207 ist der Innenraum - Bohrung 231 -, in dem die Druckfeder 240 angeordnet ist, immer mit dem Druckmittelkreis 5, in dem z. B. Bremsflüssigkeit sich befindet, verbunden. Der Druckkolben 220/250 wird durch diesen Druck und infolge der Vorspannung der Feder 240 mit der Kolbenfläche 237 an die Platte 203 gedrückt. Ist nach einem Gangwechsel im Getriebe 6 wieder ein Gang eingelegt, so wird über das Magnetventil 8 die Druckluft freigegeben, so daß über den Kanal 204 der Kolben 250 an der Kolbenfläche 237 beaufschlagt wird. Der über z. B. eine elektronische Einrichtung definierte Druckluftstoß, gesteuert vom Magnetventil, überträgt sich über den Kolben 220 auf das Druckmittel in der Bohrung 231 und über den Anschluß 207 und die Signalleitung 21 auf den Druckmittelkreis 5 und, wie schon beschrieben, über den Geberzylinder 32 auf das Kupplungspedal 3 in Form eines fühlbaren Signals. Der auf den Druckkolben 220 übertragene Druckluftstoß wird von der Feder 240 gedämpft. Soll ein möglichst kräftiges Signal erzielt werden, so ist der Verstellkolben 230 möglichst weit, z. B. bis an den Anschlag des Bundes 236, an die Platte 280 herauszuschrauben. Demgegenüber kann mit einer großen Dämpfung ein relativ schwaches Signal erzielt werden, wenn der Verstellkolben 230 z. B. bis zum Anschlag in entgegengesetzter Richtung, also in Richtung auf den Kolben 220 zu, geschraubt wird. Bei einer Befüllung der Anlage mit Druckmittel erfolgt die Entlüftung des inneren Raumes - Bohrung 231 - über den Entlüfter 260 in bekannter Weise, wie bei jeder Bremsanlage. Damit bei der Betätigung der Signalgebereinrichtung keine unkontrollierte Dämpfung erzielt wird, ist in Verbindung mit diesem Raum ein allgemein bekannter Entlüfter 270 angeordnet.

Bezugszeichen

1 Signalgebereinrichtung

11 Signal/Druckstoß

12 Signalgeber - Druckkolben

13 Verstelleinrichtung

14 Druckfeder

15 Elektromagnet

16 Elektrische Leitung

2, 20 Signalgebereinrichtung

21 Signal/Druckstoß

22 Signalgeber - Druckkolben

23 Verstelleinrichtung

24 Druckfeder

25 Großer Druckkolben

26 Kolbenraum

3 Kupplungspedal

31 Geberkolbeneinheit

32 Geberkolben

4 Kupplung

41 Nehmerkolbeneinheit

42 Nehmerkolben

5 Druckmittelkreis

51 Druckmittelquelle

6 Getriebe

7 Antriebsmotor

8 Magnetventil

81 Druckluftleitung

82 Elektrische Leitung

9 Druckreduzierventil

91 Druckluftquelle

200 Gehäuse

201 Bohrung

202 Bohrung

203 Platte

204 Druckluftkanal

205 Gewinde

206 Dichtzylinder

207 Anschluß

208 Innenraum

209 Kolbenraum

220/250 Abgesetzter Druckkolben

221/251 Dichtungen

230 Verstellkolben

231 Bohrung axial

232 Querbohrung

233 Verstellvorrichtung

234 Dichtung

235 Gewinde

236 Bund

237 Kolbenfläche

240 Druckfeder

260 Entlüftung

270 Entlüfter

280 Platte


Anspruch[de]
  1. 1. Signalgebereinrichtung (1, 2, 20), die zwischen einer mit einem Kupplungspedal (3) verbundenen Geberkolbeneinheit (31) und einer die Kupplung (4) betätigenden Nehmerkolbeneinheit (41) angeordnet und ein Drucksignal (11, 21) in den Druckmittelkreis (5) abgibt, wenn nach einem Gangwechsel im Getriebe (6) ein Gang eingelegt ist, das als haptisches Signal am Kupplungspedal (3) dies dem Fahrer anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (12, 22, 220), der als Druckkolben ausgebildet ist und eine Verstelleinrichtung (13, 23, 230) hat, über die das Drucksignal (11, 21) in bezug auf Stärke reguliert werden kann.
  2. 2. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgebereinrichtung (1) aus einem Elektromagnet (15) und einem damit mechanisch verbundenen Druckkolben (12) als Signalgeber besteht.
  3. 3. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgebereinrichtung (2, 20) aus einem abgesetzten Druckkolben (22/25; 220/250) besteht, wobei der Kolbenraum (26) am großen Kolben (25, 250) über ein Magnetventil (8) mit Druckluft aus einer Druckmittelquelle (91) kurzzeitig, vorrangig stoßartig, beaufschlagt wird.
  4. 4. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregulierung über eine Druckfeder (14, 24, 240), mit einstellbarer Vorspannung, erfolgt.
  5. 5. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem abgesetzten Zylinder (201, 202) ein entsprechend abgesetzter Kolben (200, 250) angeordnet ist, der in der Ruhestellung gegen einen am großen Durchmesser (250) in axialer Richtung angeordneten Anschlag (Platte 203) gedrückt wird, und daß am kleinen Durchmesser des Kolbens (220) in axialer Richtung eine Druckfeder (240) angeordnet ist, deren Vorspannung über einen von außen einstellbaren Verstellkolben (230) erfolgt.
  6. 6. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (200) zur Aufnahme eines abgesetzten Kolbens (220, 250) eine abgesetzte Bohrung (201, 202) angeordnet ist, daß die dem kleineren Druckkolben (220) zugeordnete Bohrung (201) im weiteren axialen Verlauf noch ein Gewinde (205) und einen Dichtzylinder (206) aufweist, so daß in diesem Bereich ein Verstellkolben (230) über ein an diesem angeordnetes Gewinde (235) und einem Bund (236), an dem eine Dichtung (234) angeordnet ist, dichtend in diese Bohrung eingeschraubt werden kann, wobei in einer Bohrung (235) des Verstellkolbens (230) eine Druckfeder (240) zur verstellbaren Dämpfung des Kolbens (220) angeordnet und der Innenraum (Bohrung 235) über Querbohrungen (232) und den Anschluß (207) über die Signalleitung (21) mit dem Druckmittelkreis (5) verbunden ist, daß der Stellkolben (230) eine über die Platte (280), die den Innenraum (208) stirnseitig abschließt, hinausragende Verstellvorrichtung (233) hat und am abgesetzten Kolben (220, 250) Dichtungen (221, 251) und am Kolbenraum (209) ein Entlüfter (270) und im Bereich der Bohrung (235) eine Entlüftung (260) angeordnet ist.
  7. 7. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (8) mit der Signalgebereinrichtung (20) zusammengebaut ist, so daß der Druckluftkanal (204) vom Magnetventil (8) zur Signalgebereinrichtung (20) in der Platte (203), die als Anschlag für den abgesetzten Kolben (220, 250) dient, angeordnet ist.
  8. 8. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckluftquelle (91) und dem Magnetventil (8) noch ein Druckminderventil (9) angeordnet ist.






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