DE2741742A1 - Servosteuervorrichtung - Google Patents

Description

Bestimmte bekannte Steuervorrichtungen haben einen Steuerhebel. Die Steuerung des Mechanismus wird durch Betätigung des Hebels hervorgerufen, der entgegen der Wirkung eines ersten Rückholelements des Mechanismus verstellt wird.

Um die Steuerung für die Bedienungsperson weniger beschwerlich zu machen, ist der Hebel an einem zweiten Rückholelement befestigt, dessen Zweck es ist, während eines Teils der Stellung des Hebels die Wirkung des ersten Rückholelements teilweise auszugleichen, indem er ihm entgegenwirkt. Es handelt sich somit um eine Servosteuerung.

Bekanntlich sind die Servokraftkennlinien derart, daß sich die Kraft, die auf den Hebel ausgeübt werden muß, während der gesamten Verstellung des Hebels stark ändert, was ein offensichtlicher Nachteil ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Servosteuervorrichtung zu verbessern, die zuvor erwähnten Nachteile zu beseitigen und eine geringere Änderung der Kraft zu erreichen, die auf den Hebel ausgeübt werden muß.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung,

Figur 2 eine Darstellung in Richtung des Pfeils F in Fig. 1,

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Figur 3, 4 und 5 schematische Darstellungen einer zweiten, dritten und vierten Ausführungsform der Erfindung,

Figur 6 eine Darstellung in Richtung des Pfeils G in Fig. 5,

Figur 7 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform, und

Figur 8 bis 10 unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 Diagramme, aus denen die Änderung der Spannung der Hauptfeder einer Kupplung, der Servokraft und der Kraft hervorgehen, die auf den Steuerhebel in Abhängigkeit von dem Drehwinkel dieses Hebels ausgeübt werden muß.

Die beschriebenen Ausführungsformen bilden Vorrichtungen zur Steuerung der Kupplung eines Kraftfahrzeugs mittels eines Kupplungspedals 1, das an dem Aufbau 2 des Fahrzeugs mittels einer Achse 3, die damit verbunden ist, schwenkbar befestigt ist.

Die Kupplungsvorrichtung 4 hat:

die Antriebsscheibe 5, die mit der Antriebswelle 6 verbunden ist,

die Membranfeder 7, deren mittlerer Teil 7a gegenüber dem Anschlag 8 angeordnet ist, der an der Eingangswelle 9 des Getriebes verschiebbar angeordnet ist, und deren Umfanasteil 7b gegenüber dem Auflagerand 10 auf der Kupplungsscheibe angeordnet ist,

Kippelemente 11 für die Feder 7, die es ermöglichen, wenn der Anschlag 8 den mittleren Teil 7a in Richtung des Pfeils H schiebt, den Umfangsteil 7b vor. dem Auflagerand 10 zu entfernen,

die Kupplungsscheibe 12, die zwischen der ebenen Stirnseite 13 der Antriebsscheibe 5 und dem Auflagerand 10 angeordnet ist, und B09812/0889

einen Steuerhebel 14 zur Verschiebung des Anschlages 8, der an dem Fahrzeugaufbau um die Achse 1s schwenkbar befestigt ist.

Ein Kabel 16 ist in einer Schutz- und Führungshülle 17 angeordnet, die den Schwenkhebel 14 mit dem Pedal 1 verbindet. Außerdem ist eine Feder 18, die aus mehreren Spiralwindungen 19 und einer geraden Stange 2O besteht, die die Spiralen 19 verlängert, an einer Achse 21 befestigt, die bezüglich des Aufbaus fest ist, und an dem Pedal Ί, das eine Nut aufweist, in die das gekrümmte Ende der Stange 20 eingesetzt ist.

Ein Anschlag 23, der durch eine Achse gebildet ist, ist an dem Pedal ι befestigt. Die Feder 18, die Schwenkachse und der Anschlag 23 sind relativ derart angeordnet, daß die folgenden verschiedenen Stellungen erhalten werden können:

Die Ruhestellung des Pedals 1, in der die Linie D, die durch die Achse 21 und die Nut 22 verläuft, links von der Linie E liegt, die die Achsen 21 und 3 verbindet, wobei die Wirkung der Feder 19 die ist, das Pedal 1 in eine Stellung zurückzuholen und zu halten, der das Nichtvorhandensein der Wirkung des Anschlages 8 auf die Membranfeder 7 und der Eingriff der Scheibe 12 mit der Stirnseite 13 der Antriebsscheibe 5 entspricht; die Stellung, in der die durch die Achse 21 und die Nut 22a verlaufende Linie bei Da angeordnet ist und auch durch die Achse 3 verläuft und damit mit der Linie E zusammenfällt, und die der Wirkung Null der Feder 19 auf das Pedal 1 entspricht;

die Stellung, in der die gerade Stange der Feder, die bei 20b angeordnet ist, gerade den Anschlag berührt, der nun bei 23b angeordnet ist, jedoch noch nicht geßogen und auf die Linie Db ausgerichtet ist, die durch die Achse 21 und die Nut 22ö verlauf t? Qi9<? 1 2 / 0 8 β 9

die Stellung, in der die Federstange 20c an dem Anschlag 23c anliegt, gebogen ist und nun von der Linie Dc abweicht, die die Achse 21 und die Nut 22c verbindet.

In der letzten und vorletzten erwähnten Stellung ist die Wirkung der Feder 19 wenigstens teilweise der der Membranfeder 7 entgegen und erleichtert das Auskuppeln. Sie stellt somit die Servounterstützung des Pedals 1 dar. Der Winkel L zwischen dem Streckenabschnitt, der durch die Achse 3 verläuft, und der Stellung der Nut 22, die der Ruhestellung des Pedals 1 entspricht, und dem Streckenabschnitt, der durch die Achse 3 verläuft, und den verschiedenen später aufeinanderfolgenden Stellungen 22a bis 22c der Nut, die den drei letzten, zuvor derinierten Stellungen entsprechen, hat die Werte La, Lb, Lc, die in den Diagrammen der Fig. 8 bis 10 angegeben sind. Der Winkel L stellt das Maß der Verschwenkung des Pedals 1 um die Achse 3 dar.

Die Ausführungsform der Fig. 3 unterscheidet sich von der der Fig. 1 und 2 durch den Aufbau der Feder 18, die mehrere spiralförmige. Windungen 19 und eine Stange 24 hat, die zu einer geschlossenen Schlaufe 25 gebogen ist, um eine Spiralfeder zu bilden, die die Spiralen 19 verlängert. Der Anschlag 23, der ebenfalls von einer Achse gebildet ist, ist in der Schlaufe 25 angeordnet. Während der Schwenkbewegung des Pedals 1 durchläuft die Schlaufe bei 25c eine Stellung, in der sie an dem Anschlag 2 3c anliegt und federnd wirkt.

Die Ausführungsform der Fig. 4 hat eine einfache Feder mit Spiralwindungen 19 und einen Schwinghebel 26. Die Feder 19 ist an der Achse 21 und dem Ende 27 des Hebels 26 befestigt, an dem er schwenkbar ist. Das andere Ende 28 des Hebels 26 ist in die Nut 22 eingesetzt. Während der Schwenkbewegung des Pedals 1 gelangt der Hebel in eine Stellung 26c, in der er an dem Anschlag 23c anliegt,

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in der er jedoch nicht mehr mit dem Streckenabschnitt durch die Achse 21 und sein Ende 2/c ausgerichtet ist. Die Feder ist nun bei 19c angeordnet und die Nut bei 22c. Der Hebel 26 der Fig. 4 ist gerade.

Die Ausführungsform der Fig. 5 und 6 entsprechen der der Fig. 4 mit den einzigen Unterschieden, daß einerseits der Hebel 26 bei 29 gekrümmt ist, und er andererseits während der Drehung des Pedals 1 an der Achse 3 anliegt, wenn er nun bei 26c angeordnet ist. Die Achse 3 bildet daher gleichzeitig die Schwenkachse des Pedals und des Anschlags des Hebels 26. Der Anschlagbereich des Hebels 26c an der Achse 3 ist außerdem durch die bei 29c angeordnete Biegung gebildet.

Schließlich hat die Ausführungsform der Fig. 7 eine Feder mit Spiralwindungen 19, einen gewölbten Schwinghebel 30 mit zwei Befestigungsenden 31 und 32 und einen geraden Schwinghebel 33, der ebenfalls zwei Befestigungsenden 34 und 35 hat. Die Feder 19 ist an der Achse 21 und dem Ende 31 des Hebels 30 befestigt, während der Hebel 30 mit seinen Enden 34, 35 an dem Ende 32 des Hebels 30 und an der Nut 22 anliegt. Der Hebel 30 ist gegenüber der Achse 3 angeordnet, mit der er zusammenwirken kann. In seiner Stellung 30c liegt er an der Achse 3 an, während der andere Hebel nun bei 33c an der Nut anliegt. Die Achse 3 hat einen Radius r, der sehr viel kleiner als der Radius R der Biegung des Hebels 3O ist, und kann daher teilweise die Innenseite des Hebels 30 während der Schwenkbewegung des Pedals 1 durchlaufen.

Die Fig. 8 zeigt die Änderung der Kraft P, die von der Membranfeder 7 der Fig. 1 erzeugt wird, als Funktion des Schwenkbewegungswinkels L des Pedals. P stellt daher die Druckkraft dar, die zur Steuerung der Kupplung notwendig ist.

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Fig. 9 zeigt die Änderung der Servokraft R der an dem Pedal 1 befestigten Feder (die Feder 18 der Fig. 1, 2 und 3, die Feder 19 der anderen Figuren) als Funktion des Winkels L. Die Kraft R ist senkrecht zum Hebelarm berechnet, die die Auflageseite des Hebels 1 von der Achse 3 trennt.

Fig. 10 schließlich zeigt die Änderungen als Funktion des Winkels L und in der gleichen Weise gemessen wie die Kraft R einerseits der Kraft p, die der Kraft P entspricht, jedoch gemessen in der Richtung der Kraft R und an dem Pedal 1, und andererseits der Gesamtkraft T, mit der man tatsächlich auf das Pedal 1 drücken muß, um die Kupplung zu betätigen. T ist dabei gleich (p - R).

Die Kurven der Fig. 9 und 10 zeigen folgendes:

Wenn sich L zwischen 0 und La ändert, ist die Servokraft R negativ, so daß die Kraft T größer als die Kraft ρ ist, die sich aus der alleinigen Wirkung der Membranfeder 7 ergibt;

wenn L sich zwischen La und Lb ändert, nimmt die Servokraft R von 0 bis zu einem Maximum Pmax derart zu, daß die Kraft T kleiner als die Kraft ρ ist: Dies ist der Zweck des Servovorganges, nämlich die von der Bedienungsperson aufzubringende Kraft zu verringern;

wenn sich schließlich L zwischen Lb und Lc ändert, nimmt die Servokraft r ausgehend von Rmax ab ebenso wie ρ abnimmt; T wird dagegen im wesentlichen konstant (geringe Zunahme).

Daraus folgt:

Ohne Servovorgang hätte die Beaienungsperson auf das Pedal 1 mit einer durch die Kurve ρ als Funktion des Winkels L

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bestimmten Kraft einzuwirken, also mit einer sehr veränderbaren Kraft;

mit dem vorgesehenen Servovorgang wird die Kraftkurve zur Kurve T, die einerseits zu Kräften führt, die aufgrund der Wirkung der Membranfeder 7 allein niedriger als die Maximalkraft pmax ist, und die andererseits zu einer Änderung der Kräfte T wird, die weit weniger progressiv ist als die der Kraft p.

Außerdem fällt zwischen Lb und Lc die Kraft R, was es unter Berücksichtigung des Abfalles von ρ ermöglicht, T im wesentlichen konstant zu halten. Die Abnahme von R ausgehend von L = Lb ist selbstverständlich auf den Anschlag der Stange 20 an dem Anschlag 2 3 und die teilweise Neutralisierung der Wirkung der Feder 19 zurückzuführen, die sich dadurch ergibt. Wenn der Anschlag 23 nicnt vorgesehen wäre, würde die Kraft R über L = Lb weiter zunehmen (Kurve S), während die Kraft T sehr schnell verringert werden würde (Kurve U).

Es ist somit die Bedeutung ersichtlich, die der Anschlag 23 und das mit ihm zusammenwirkende Element hat: Die Stange 20 der Fig. 1 und 2, die Spiralreder 25 der Fig. 3, der Hebel 26 der Fig. 4 bis 6 und die Hebel 30 und 33 der Fig. 7.

Die Wahl der Ausführungsform, die verwendet werden muß, hängt von der gewünschten Kurve R und damit zunächst von der Kennlinie P der Feder der Kupplung ab, die eine Membranfeder oder eine andere Art Feder ist.

Jede Ausführungsform bewirkt eine Servokraft R, die sich entsprechend einer bestimmten Kurve ändert, die der der Fig. 9 ähnlich ist, die jedoch für diese Ausführungsform charakteristisch ist.

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Bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 wird die Begrenzung der Servokraft der Zugfeder auf das Pedal am Ende des Hubs von der Stange 20 der Feder bestimmt, die an dem Anschlag 2 3 zur Anlage kommt und auf diesem Teil der Schwenkbewegung des Pedals auf Biegung beansprucht wird.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 wird die Begrenzung der Servokraft der Zugfeder auf das Pedal am Ende des Hubs von dem Inneren der Schlaufe 25 bestimmt, die am oberen Teil der Feder 18 angeordnet ist und an dem Anschlag 23 zur Anlage kommt. Diese Schlaufe wird auf diesem Teil der Schwenkbewegung des Pedals auf Torsion beansprucht.

Bei der Ausführungsform der Fig. 6 wird die Begrenzung der Servokraft der Zugfeder 19 auf das Pedal am Ende des Hubs von dem Hebel 26 bestimmt, der mit seinem Ende 27 an der Feder angelenkt ist und an dem Anschlag 23 zur Anlage kommt. Dieser Hebel begrenzt so die Schwenkbewegung der Feder 19 auf diesem Teil der schwenkbewegung des Pedals 1. Es ist wichtig, daß bei der gezeigten Ausführungsform der Schwinghebel ausreichend starr ist, damit er sich nicht bei der Anlage an dem Anschlag 23c in der Stellung 26c verbiegt.

Die Begrenzung der Servokraft der Zugfeder 19 der Fig. und 6 auf das Pedal am Ende der Schwenkbewegung wird von dem Hebel 26 bestimmt, der an der Schwenkachse 3 des Pedals zur Anlage kommt, die den Anschlag bildet.

Schließlich wird die Begrenzung der Servokraft der Zugfeder 19 bei der Ausführungsform der Fig. 2 von den beiden Hebeln 30 und 33 bestimmt. Der gebogene Hebel 30 kommt an der einen Anschlag bildenden Achse 3 zur Anlage. Der Hebel 30 läuft aufgrund seiner doppelten Schwenkbefestigung um

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die Achse 3 und begrenzt so die Schwenkbewegung der Feder am Ende der Schwenkbewegung des Pedals 1.

Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht es mit einfachen und billigen Mitteln, die Servokraftkurve R und damit die Kurve der resultierenden Kraft T, die auf das Kupplungssteue'rpedal auszuüben ist, zu ändern.

Obwohl die Vorrichtung in Anwendung auf eine Kuppiungssteuervorrichtung beschrieben wurde, kann sie auch auf eine Bremssteuervorrichtung oder eine andere Steuerung angewandt werden.

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Claims (9)

Dr.-Ing. Dr. jur. VOLKMAR TETZNER van-c^-st»*« 3 J8000 MÜNCHEN 71 RECHTSANWALT und PATENTANWALT Telefon: (089) 79 88 Telegramme: „Tetzn· Telex: 5 212 282 pate d SOCIETE ANONYME AUTOMOBILES CITROEN Paris / Frankreich Ba 3983 Servosteuervorrichtung Ansprüche

1.) Vorrichtung zur Steuerung eines Mechanismus, der einerseits mit einem ersten Rückholelement zur Rückbewegung in eine erste Stellung verbunden ist, und andererseits mit einem Hebelgestänge, das einen Steuerhebel aufweist, der um eine Achse an einem Rahmen schwenkbar angeordnet ist, dessen Schwenkbewegung ausgehend von einer Ruhestellung die Verstellung des Mechanismus in eine zweite Stellung hervorruft, sowie ein zweites Rückholelement, das durch eine Verbindungseinrichtung einerseits mit dem Rahmen durch eine erste Verbindung verbunden ist, und andererseits mit dem Hebel durch eine zweite Verbindung, wobei das zweite Rückholelement wenigstens in einer der drei folgenden Stellungen anqeordnet werden kann:

eine erste Stellung, in der die zweite Verbindung mit der ersten Verbindung und der Schwenkachse auf einer

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ORIGINAL INSPECTED

Linie liegt und über der Schwenkachse bezüglich der ersten Verbindung angeordnet ist;

eine zweite Stellung, die die Ruhestellung des Hebels ist, in der die zweite Verbindung auf der einen Seite der Linie liegt, die durch die erste Verbindung und die Schwenkachse verläuft; und

eine dritte Stellung, in der der Hebel betätigt ist, die zweite Verbindung auf der anderen Seite der Linie liegt, die durch die erste Verbindung und die Schwenkachse verläuft, die zu der ersten Seite entgegengesetzt ist, und das zweite Rückholelement eine Servowirkung zur Unterstützung der Betätigung des Hebels hat, die der Wirkung des ersten Rückholelements entgegengesetzt ist und sie teilweise neutralisiert, gekennzeichnet durch einen Anschlag zur Begrenzung der freien Verstellung der Verbindungseinrichtung des zweiten Rückholelements in seine dritte Stellung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag an dem Steuerhebel angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung des zweiten Rückholelements eine Biegestange aufweist, die das zweite Rückholelement verlängert und an dem Anschlag zur Anlage kommen kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung des zweiten Rückholelements eine Torsionsfeder aufweist, die das zweite Rückholelement verlängert und eine Schlaufe bildet, die den Anschlag mit Spiel umgibt.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und. 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungseinrichtung des zweiten Rückhole leinen ts wenigstens einen starren Schwinghebel aufweist, der zur Bildung freier Schwenkanordnungen das zweite Rückholelement und die zweite Verbindung verbindet, während wenigstens ein Schwinghebel an dein Anschlag zur Anlage kommen kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung wenigstens zwei Schwinghebel hat, von denen der, der mit dem Anschlag zur Anlage kommen kann, gebogen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag aus einem Profil mit rundem Querschnitt besteht, dessen Krümmungsradius bzw. Krümmungsradien wesentlich kleiner als der bzw. die der Biegung des gebogenen Schwinghebels sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschlag koaxial zur Schwenkachse verläuft.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschlag von der Schwenkachse gebildet ist.

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