DE4125162A1 - Anordnung zur betaetigung einer reibungskupplung eines kraftfahrzeugs, insbesondere eines lastkraftwagens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Betätigung einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens.

Zur Automatisierung des Kupplungsvorgangs beim Anfahren oder Wechseln der Getriebegänge eines Kraftfahrzeugs ist es zum Beispiel aus DE-A-33 21 578 (US-Patent 45 91 034) bekannt, dessen Reibungskupplung von einem Servo-Stellan­ trieb antreiben zu lassen, der seinerseits über einen das Servo-Steuerventil des Stellantriebs betätigenden Elektro­ motor von einer elektronischen Steuerung abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine oder des Kraft­ fahrzeugs gesteuert wird. Auf ein herkömmliches, mecha­ nisch auf den Ausrücker der Kupplung wirkendes Kupplungs­ pedal wird bei automatisierten Reibungskupplungen dieser Art verzichtet. Eine Notbetätigung der Kupplung im Falle eines Defekts des die Kupplung antreibenden Elektromotors oder der elektronischen Steuerung ist deshalb nicht möglich.

Unter einem ersten Aspekt ist es Aufgabe der Erfindung, eine insbesondere für Lastkraftwagen geeignete Anordnung zur Notbetätigung einer ansonsten automatischen betätig­ baren Reibungskupplung anzugeben. Die Notbetätigungsan­ ordnung soll eine manuelle Betätigung der Kupplung bei, verglichen mit einem herkömmlichen Kupplungspedal, ver­ ringertem Konstruktionsmittelaufwand und/oder verringer­ tem Platzbedarf im Fahrerhaus des Kraftfahrzeugs ermög­ lichen.

Eine erfindungsgemäße Anordnung umfaßt einen pneumati­ schen, insbesondere als pneumatischer Servo-Stellantrieb ausgebildeten Stellantrieb zur Betätigung der Reibungs­ kupplung, einen elektromotorischen Stellantrieb insbeson­ dere zur Betätigung des pneumatischen Servo-Stellantrieb und eine elektronische Steuerung für den elektromotori­ schen Stellantrieb. Die vorstehende Aufgabe wird erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß der pneumatische Stellan­ trieb als aus einer Druckluftquelle gespeister Druckluft- Stellantrieb, insbesondere als Druckluft-Servostellan­ trieb ausgebildet ist, dessen Drucklufteinlaß zur Notbe­ tätigung der Reibungskupplung über ein manuell steuerba­ res Pneumatik-Umschaltventil wechselweise mit einer Druckluftquelle und einer zur Atmosphäre führenden Strö­ mungsdrossel verbindbar ist.

Eine solche Notbetätigungsanordnung ist vom Betriebszu­ stand der elektronischen Steuerung unabhängig und nutzt insbesondere bei einem Lastkraftwagen ohnehin vorhandene Hilfsenergiequellen für die Notbetätigung der Kupplung. Bei dem Pneumatik-Umschaltventil handelt es sich um ein Zweistellungsventil, das in seiner einen Stellung den Druckluft-Stellantrieb druckbeaufschlagt, wodurch die Kupplung entgegen der Wirkung ihrer Kupplungshauptfeder ausgekuppelt wird, während in der anderen Stellung des Pneumatik-Umschaltventils der Druckluft-Stellantrieb gedrosselt entlüftet wird, womit die Kupplung mit einer durch den Strömungsquerschnitt der Strömungsdrossel bestimmten Stellgeschwindigkeit eingekuppelt wird. Ein solches Umschaltventil ist vergleichsweise klein und kann problemlos an einer geeigneten Stelle im Fahrerhaus des Kraftfahrzeugs angeordnet werden, so daß es manuell, d. h. durch Hand- oder Fußbetätigung gesteuert werden kann. Bei dem Druckluft-Stellantrieb kann es sich um einen einfa­ chen Kraftverstärker, beispielsweise in Form eines Druck­ luftzylinders handeln, der, je nachdem, ob sein Arbeits­ raum mit Druckluft beaufschlagt wird oder entlüftet wird, in eine seiner beiden Endstellungen fährt. Vorzugsweise handelt es sich jedoch bei dem Druckluft-Stellantrieb um einen Druckluft-Servostellantrieb, bei welchem die Stell­ position eines auf ein Servo-Steuerventil wirkenden Eingangsglieds die Abtriebskraft und/oder die Position eines Ausgangsglieds über einen Regelmechanismus ein­ stellt.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung betätigen der elektromotorische Stellantrieb und der Druckluft-Stellan­ trieb gesonderte Hydraulik-Geberzylinder einer hydrauli­ schen Kraftübertragungsanordnung, deren mit der Kupplung verbundener Hydraulik-Nehmerzylinder über ein manuell steuerbares Hydraulik-Umschaltventil wechselweise mit einem der beiden Hydraulik-Geberzylinder verbindbar ist. Mittels des Hydraulik-Umschaltventils kann manuell zwi­ schen normalem, automatisierten Kupplungsbetrieb und Notbetrieb umgeschaltet werden. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Hydraulik-Umschaltventil um ein Ventil mit hoher Druckbeständigkeit, insbesondere um ein Kugel­ hahn-Ventil, um auch dann auf Notbetrieb umschalten zu können, wenn der elektromotorische Stellantrieb bei einem Defekt in der eingekuppelten Stellung und damit bei unter Druck stehendem Geberzylinder stehengeblieben ist.

Zweckmäßigerweise werden Vorkehrungen getroffen, daß bei einem Umschalten des Hydraulik-Umschaltventils auf Notbe­ trieb die elektronische Steuerung unwirksam geschaltet wird. Vorzugsweise ist hierzu ein mit dem Hydraulik- Umschaltventil gekoppelter Schalter vorgesehen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, bei wel­ cher ein Druckluft-Servostellantrieb, beispielsweise in Form eines aus der Druckluftquelle als Hilfsquelle ge­ speisten Servo-Kraftverstärkers vorgesehen ist, steuert der elektromotorische Stellantrieb das Servo-Steuerventil des Druckluft-Servostellantriebs. Der Druckluft-Servo- Stellantrieb ist hierbei so ausgebildet, daß der Druck in seinem aus der Druckluftquelle gespeisten Arbeitsraum sowohl über das Servo-Steuerventil als auch über das manuell steuerbare Pneumatik-Umschaltventil änderbar ist. Ein solcher Servo-Stellantrieb wirkt als Kraftverstärker für den elektromotorischen Stellantrieb, was insbesondere bei hohen Kupplungsbetätigungskräften, wie sie bei Last­ kraftwagen aufzubringen sind, von Vorteil ist. Im Notbe­ trieb wird die Servofunktion des Stellantriebs nicht ausgenutzt; der Druckluft-Stellantrieb wirkt als einfa­ cher Hilfsantrieb ähnlich einem Druckluftzylinder.

Um eine unbeabsichtigte Betätigung des im Notbetrieb die Kupplung steuernden Pneumatik-Umschaltventils auszu­ schließen, ist das Pneumatik-Umschaltventil zweckmäßiger­ weise als elektrisch entsperrbare Ventilanordnung ausge­ bildet, welche erst beim Umschalten auf Notbetrieb ent­ sperrt und damit für die manuelle Bedienung oder manuelle Steuerung des Druckluft-Stellantriebs freigegeben wird. Zur Einleitung des Notbetriebs ist in einer bevorzugten Ausgestaltung ein manuell betätigbarer elektrischer Schalter vorgesehen, der bei Betätigung die elektronische Steuerung unwirksam schaltet und ferner die gegebenen­ falls vorgesehenen elektrisch entsperrbaren Ventile entsperrt. Auch hier werden durch das Unwirksamschalten der elektronischen Steuerung im Notbetrieb unkontrollier­ te Betriebszustände sicher verhindert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung zweigt von der Druck­ seite des Hydraulik-Geberzylinders eine zu einem Aus­ gleichbehälter führende Druckentlastungsleitung ab, in die ein bei Einleitung des Notbetriebs öffnendes Ventil geschaltet ist. Auf diese Weise kann der Hydraulikkreis bei Einleiten der pneumatischen Notbetätigung druckent­ lastet werden. Selbst wenn der elektromotorische Stell­ trieb in seiner die Kupplung ausrückenden Stellung ste­ hengeblieben sein sollte, kann somit beim Übergang zum Notbetrieb die Kupplung eingerückt werden. Das bei Ein­ leitung des Notbetriebs öffnende Ventil steuert zweck­ mäßigerweise einen Drosselweg zwischen der Druckseite des Hydraulik-Geberzylinders und dem Ausgleichsbehälter, vorzugsweise einen elektrisch entsperrbaren Nebenschluß- Drosselweg zu einem zum Ausgleichsbehälter hin schließen­ den Rückschlagventil. Der Drosselweg sorgt dafür, daß die Druckseite des Geberzylinders nur allmählich entlastet wird, die Kupplung also nicht schlagartig bei Übergang zum Notbetrieb einkuppelt.

Der vorstehende Gesichtspunkt ist auch für andere Kupp­ lungsbetätigungsanordnungen mit Druckluft-Servostellan­ trieb, die kein manuelles Ein- und Auskuppeln der Kupp­ lung im Notbetrieb erlauben, von Bedeutung. Das in der Druckentlastungsleitung des hydraulischen Kraftübertra­ gungssystems angeordnete manuelle Sperrventil erlaubt die manuelle Druckentlastung des Hydrauliksystems und damit das Einkuppeln der Reibungskupplung auch bei fehlender elektrischer oder pneumatischer Hilfskraft. Auf diese Weise kann das Kraftfahrzeug zum Beispiel durch Anschlep­ pen gestartet werden.

Automatisierte Reibungskupplungen der im Rahmen der Erfindung benutzten Art werden vielfach auch zusammen mit einem automatisierten, pneumatisch schaltbarem Getriebe verwendet, welches ebenfalls von der elektronischen Kupplungssteuerung gesteuert wird. Um beim Abschalten der Kupplungssteuerung im Notbetrieb auch eine Notbetriebsart des Getriebes zu ermöglichen, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß dem Getriebe ein manuell betätigbarer pneumatischer Umschalter zuge­ ordnet ist, über den dem Getriebe im Notbetrieb selektiv Druckluft zum Schalten zumindest in den ersten Gang, den Rückwärtsgang und in die neutrale Stellung zuführbar ist. Der pneumatische Getriebe-Umschalter ist zugleich mit einem elektrischen Schalter gekuppelt, mittels dem der Notbetrieb eingeleitet und die elektronische Steuerung unwirksam geschaltet wird. Es versteht sich, daß mittels des pneumatischen Getriebe-Umschalters nicht nur die zum Anfahren erforderlichen Gänge, sondern gegebenenfalls auch wenigstens ein weiterer einen Not-Fahrbetrieb ermög­ lichender Gang eingeschaltet werden kann.

Zweckmäßigerweise ist der pneumatische Getriebe-Umschal­ ter über das manuell steuerbare Pneumatik-Umschaltventil an die Druckluftquelle angeschlossen. Auf diese Weise liegt der zum Gangwechsel des Getriebes erforderliche Pneumatikdruck nur dann an dem Getriebe-Umschalter an, wenn das die Kupplung steuernde Pneumatik-Umschaltventil in seiner die Kupplung ausrückenden Stellung steht. Durch geeignete Bemessung der Druckluftleitungen könnte er­ reicht werden, daß zunächst die Kupplung ausrückt, bevor der Pneumatikdruck am Getriebe-Umschalter einen für die Betätigung des Getriebes ausreichenden Druck erreicht. Da dies im Einzelfall jedoch zu Fehlschaltungen führen könnte, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß der pneuma­ tische Getriebe-Umschalter über ein mechanisch mit der Kupplung, insbesondere deren Ausrücker gekoppeltes Schalt­ ventil an das Pneumatik-Umschaltventil angeschlossen ist, wobei das Schaltventil in der Auskuppelstellung des Ausrückers geöffnet und in der Einkuppelstellung geschlos­ sen ist. Das Schaltventil wird mit anderen Worten abhän­ gig von der momentanen Position des Kupplungsausrückers oder eines mit ihm verbundenen Teils gesteuert, womit sichergestellt ist, daß der zum Schalten des Getriebes erforderliche Pneumatikdruck erst dann an den Getriebe- Umschalter angelegt wird, wenn die Kupplung ausgekuppelt ist.

In einer Variante, die ebenfalls im Notbetrieb sicher­ stellt, daß das Getriebe erst zeitverzögert zum Auskup­ peln der Kupplung geschaltet und die Kupplung zeitverzö­ gert zum Schalten des Getriebes einkuppelt, ist vorgese­ hen, daß das manuell steuerbare Pneumatik-Umschaltventil mit dem Druckluft-Stellantrieb über ein in Strömungsrich­ tung zum Druckluft-Stellantrieb öffnendes Rückschlagven­ til und mit dem pneumatischen Getriebeumschalter über ein in Strömungsrichtung zum manuell steuerbaren Umschaltven­ til öffnendes Rückschlagventil verbunden ist, wobei beide Rückschlagventile durch Nebenschluß-Drosselwege über­ brückt sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich beim Auskuppeln der Kupplung der Druck im Arbeitsraum des Druckluft-Stellantriebs rascher aufbaut, als am Getriebe- Umschalter, während beim Einkuppeln der Druck am Getriebe- Umschalter rascher abgebaut wird als im Arbeitsraum des Druckluft-Stellantriebs. Der Drosselweg im Nebenschluß zu dem zum Druckluft-Stellantrieb hin öffnenden Rückschlag­ ventil kann zugleich die Funktion der dem manuell steuer­ baren Pneumatik-Umschaltventil zugeordneten, zur Atmo­ sphäre führenden Strömungsdrossel übernehmen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Anordnung zur Notbetätigung einer automatisierten Reibungs­ kupplung eines Lastkraftwagens und

Fig. 2 und 3 schematische Blockschaltbilder von Varianten der Notbetätigungsanordnung.

Die in Fig. 1 dargestellte Brennkraftmaschine 1 eines Lastkraftwagens treibt über eine herkömmliche Reibungs­ kupplung 3 ein in nicht näher dargestellter Weise schalt­ bares, zum Beispiel manuell schaltbares Getriebe 5, dessen Ausgangswelle 7 auf die Antriebsräder des Last­ kraftwagens wirkt. Die Kupplung 3 wird von einer elektro­ nischen Steuerung 9 mittels eines elektromotorischen Stellantriebs 11 abhängig von einer Vielzahl Betriebsin­ formationen ein- und ausgekuppelt, welche an Eingängen 13 der elektronischen Steuerung 9 zugeführt werden. Bei­ spielsweise erfassen Sensoren 15, 17 die Eingangsdrehzahl und die Ausgangsdrehzahl der Kupplung 3, worauf die Steuerung 9 den Stellantrieb 11 abhängig von der Fahrsi­ tuation so steuert, daß die Kupplung sowohl beim Anfahren als auch beim Wechseln der Gänge des Getriebes 5 ruckfrei schließt. Geeignete Steuerungsverfahren sind bekannt und sollen deshalb nicht näher erläutert werden.

Im Normalbetrieb betätigt der elektromotorische Stellan­ trieb 11 einen Hydraulik-Geberzylinder 19, der über eine Hydraulikleitung 21 mit einem Hydraulik-Nehmerzylinder 23 verbunden ist, und der Nehmerzylinder 23 wirkt in übli­ cher Weise auf einen Ausrücker 25 der Kupplung 3. Um die Kupplung 3 bei einem Defekt der elektronischen Steuerung 9 oder des Stellantriebs 11 dennoch hilfsweise betätigten zu können, ist eine pneumatische Notbetätigungsanordnung 27 vorgesehen, mit deren Hilfe die Kupplung 3, wenn auch mit Komfortverlust, manuell ein- bzw. ausgekuppelt werden kann, um so den Lastkraftwagen im Notbetrieb bewegen zu können. Die Notbetätigungsanordnung umfaßt einen Druck­ luft-Stellantrieb 29, dessen Kolbenanordnung 31 einen weiteren Hydraulik-Geberzylinder 33 betätigt. Ein manuell umschaltbares Hydraulik-Umschaltventil 35 in der Hydrau­ lik-Leitung 21 verbindet den Nehmerzylinder 23 wechsel­ weise entweder mit dem vom elektromotorischen Stellan­ trieb 11 betätigten Geberzylinder 19 oder dem Geberzylin­ der 33. Der Druckluft-Stellantrieb 29 wird aus einer Druckluftquelle 37 über ein manuell betätigbares Um­ schaltventil 39, beispielsweise ein 3/2-Wegeventil ge­ speist. Bei der Druckluftquelle 37 kann es sich um die bei einem Lastkraftwagen vielfach ohnehin vorhandene Brems-Druckluftquelle handeln. Das Umschaltventil 39 verbindet den Arbeitsdruckraum des Stellantriebs 29 entweder mit der Druckluftquelle 37 oder mit einer zur Atmosphäre führenden Strömungsdrossel 41.

Die Notbetätigungsanordnung 27 arbeitet wie folgt:

Die Steuerung 9 zeigt einen Defekt ihrer elektronischen Komponenten oder des Stellantriebs 11 durch ein optisches oder akustisches Warnsignal 43 an. Der Fahrer des Last­ kraftwagens schaltet daraufhin das Umschaltventil 35 von der gestrichelt eingezeichneten Normalbetriebsstellung in die mit vollen Linien eingezeichnete Notbetriebsstellung manuell um. In dieser Stellung wird ein mit dem Umschalt­ ventil 35 gekuppelter Schalter 45 betätigt, der die elektronische Steuerung 9 unwirksam schaltet und damit die automatische Kupplungsbetriebsart abschaltet. Für den Fall, daß der Defekt bei ausgekuppelter Kupplung 3 und damit druckbelastetem Nehmerzylinder 23 aufgetreten ist, wird der Nehmerzylinder 23 beim Umschalten des Umschalt­ ventils 35 in die Notbetriebsstellung zu einem Ausgleichs­ behälter 47 des Geberzylinders 33 hin entlastet. Das Umschaltventil 35 ist, um es auch im druckbelasteten Zustand schalten zu können, als Kugelventil ausgebildet. Durch die Druckentlastung des Nehmerzylinders 23 wird die Kupplung 3 eingekuppelt.

Im Notbetrieb wird die Kupplung 3 durch Umschalten des Pneumatik-Umschaltventils 39 entweder durch Fußbetätigung oder durch Handbetätigung ein- und ausgekuppelt. Fig. 1 zeigt das Umschaltventil 39 in der die Kupplung 3 auskup­ pelnden Stellung, in der der Arbeitsdruckraum 49 des Stellantriebs 29 mit der Druckluftquelle 37 verbunden ist und der Arbeitskolben 31 den Geberzylinder 33 betätigt. In seiner nicht betätigten Ruhestellung entlüftet das in die Ruhestellung federnd vorgespannte Umschaltventil 39 den Arbeitsdruckraum des Stellantriebs 29 über die Dros­ sel 41 zur Atmosphäre. Der gedrosselte Druckabbau im Arbeitsdruckraum 49 führt zu einer allmählichen Druckent­ lastung des Geberzylinders 33 und damit zu einem Einkup­ peln der Kupplung 3 mit durch den Strömungsquerschnitt der Drossel 41 bestimmter Stellgeschwindigkeit. Durch mehrfaches, im Wechsel aufeinanderfolgendes Umschalten des Ventils 39 kann die Kupplung 3 für den Notbetrieb hinreichend manuell gesteuert werden.

Fig. 2 zeigt eine Variante einer Notbetätigungsanordnung für einen Lastkraftwagen mit automatisch betätigbarer Reibungskupplung, die sich von der Anordnung der Fig. 1 in erster Linie durch die Anordnung des Druckluft- Stellantriebs unterscheidet. Gleichwirkende Komponenten sind mit den Bezugszahlen der Fig. 1 und zur Unterschei­ dung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise wird auf die Beschreibung der Fig. 1 Bezug genommen.

Während bei der Anordnung der Fig. 1 der Druckluft- Stellantrieb über die Hydraulikzylinder 23, 33 auf den Ausrücker 25 der Kupplung 3 wirkt, ist der Druckluft- Stellantrieb 29a der Anordnung nach Fig. 2 als Servo- Kraftverstärker ausgebildet, dessen Ausgangselement 51 mechanisch mit dem Ausrücker 25a der Kupplung 3a gekop­ pelt ist. Der im Normalbetrieb von dem elektromotorischen Stellantrieb 11a abhängig von der elektronischen Steue­ rung 9a betätigte Hydraulik-Geberzylinder 19a wirkt über die Hydraulikleitung 21a auf den Nehmerzylinder 23a, welcher ein bei 53 angedeutetes Servo-Steuerventil des Servo-Stellantrieb 29a steuert. Das Steuerventil 53 regelt den Druck in dem aus der Luftdruckquelle 37a gespeisten Arbeitsraum 49a des Servo-Stellantriebs 29a auf eine durch die Kolbenposition des Nehmerzylinders 23a bestimmten Wert, womit der zum Beispiel als Membran ausgebildete Arbeitskolben 31a über das Ausgangselement 51 den Ausrücker 25a Kraftverstärker auf eine durch den Stellantrieb 11a bestimmte Position stellt.

Für den Notbetrieb ist eine Notbetriebsanordnung 27a vorgesehen, mittels der der Druck im Arbeitsraum 49a unabhängig vom Hydraulikdruck gesteuert werden kann. Der Arbeitsraum 49a ist hierzu über eine Pneumatikleitung 55 und das Pneumatik-Umschaltventil 39a mit der Druckluft­ quelle 37a verbunden. Das Umschaltventil 39a verbindet wiederum in seiner einen Stellung den Arbeitsraum 49a mit der Druckluftquelle 37a, während der Arbeitsraum 49a in der anderen Stellung des Umschaltventils 39a über die Drossel 41a zur Atmosphäre hin entlüftet ist. Um beim Übergang vom Normalbetrieb zum Notbetrieb die Hydraulik­ seite des Servo-Stellantriebs 29a druckentlasten zu können, ist die Druckseite des Geberzylinders 19a über ein Schaltventil 57 in einer Druckentlastungsleitung 59 mit einem Druckausgleichsbehälter 61 verbunden. Das Schaltventil 57 enthält ein im Normalbetrieb zum Druck­ ausgleichsbehälter 61 hin sperrendes Rückschlagventil 63, welches durch eine Nebenschlußdrossel 65 überbrückbar ist. Wird das Schaltventil 57 in die Überbrückungsstel­ lung geschaltet, so sorgt die Nebenschlußdrossel 65 für eine allmähliche Druckentlastung des Geberzylinders 19a mit der Folge, daß die Kupplung 3a beim Übergang auf Notbetrieb zunächst langsam einkuppelt.

Die Anordnung nach Fig. 2 arbeitet wie folgt. Ein Defekt der Steuerung 13a oder des Stellantriebs 11a wird wie­ derum durch das Warnsignal 43a angezeigt. Der Fahrer betätigt hierauf einen nachfolgend noch näher erläuterten Getriebe-Notschalter 67, der daraufhin die Steuerung 9a unwirksam schaltet. Zugleich werden die Ventile 39a und 57, bei welchen es sich um elektrisch entriegelbare Ventile handelt, vom Getriebe-Notschalter 67 aus entrie­ gelt. Der Umschalter 39a wird auf seiner während des Normalbetriebs den Arbeitsraum 35a des Servo-Stellan­ triebs 29a verschließenden Stellung freigegeben, so daß er nunmehr zwischen der den Arbeitsraum 35a druckbeauf­ schlagenden Stellung und der den Arbeitsraum 35a entlüf­ tenden Stellung manuell umgeschaltet werden kann. Das Schaltventil 57 schaltet nach Entriegelung selbsttätig in die den Geberzylinder 19a druckentlastende, in Fig. 2 dargestellte Stellung. Durch Betätigen des Umschaltven­ tils 39a kann nun die Kupplung 3a ein- und ausgekuppelt werden.

Das Getriebe 5a umfaßt pneumatische Stellantriebe 69, mittels der die Gänge im Normalbetrieb in nicht näher dargestellter Weise abhängig von der Steuerung 9a automa­ tisch geschaltet werden. Der Getriebe-Notschalter 67 erlaubt bei unwirksam geschalteter Steuerung 9a das Schalten zumindest des ersten Gangs, des Rückwärtsgangs, der neutralen Stellung des Getriebes und eines weiteren im Fahrbetrieb einzusetzenden höheren Gangs, beispiels­ weise des zweiten oder des vierten Gangs. Der Getriebe- Notschalter 67 ist hierzu als pneumatischer Umschalter ausgebildet, der über ein Schaltventil 71, beispielsweise ein 3/2-Wegeventil an die vom Umschaltventil 39a zum Servo-Stellantrieb 29a führende Pneumatikleitung 55 ange­ schlossen ist. Das Schaltventil 71 ist mechanisch an den Ausrücker 25a oder ein damit gekoppeltes Betätigungsorgan gekoppelt und wird in die in Fig. 2 dargestellte geöffnete Stellung geschaltet, sobald die Kupplung 3a ihre ausgekuppelte Position erreicht hat. Da der Getriebe-Not­ schalter 67 über den Umschalter 39a aus der Druckluft­ quelle 37a gespeist wird, steuert der Umschalter 39a zugleich auch den Umschaltbetrieb des Getriebes 5a ent­ sprechend der an dem Getriebeschalter 67 manuell einge­ stellten Gangstellung. Der Getriebeschalter 67 wird mit Druckluft versorgt, sobald die vom Umschalter 39a in die Auskuppelstellung gesteuerte Kupplung 3a die Auskuppelpo­ sition erreicht hat. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das Getriebe erst bei vollständig ausgekuppelter Kupplung 3a geschaltet wird.

Fig. 3 zeigt eine Variante der Anordnung nach Fig. 2, die sich von dieser Anordnung in erster Linie durch die Komponenten zur Druckluftversorgung des Getriebeschalters unterscheidet. Gleichwirkende Komponenten sind mit den Bezugszahlen der Fig. 1 und 2 und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben b versehen. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise wird auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 Bezug genommen.

Anstelle des mechanisch mit dem Betätigungsorgan der Kupplung gekoppelten Schaltventils 71 der Anordnung nach Fig. 2 ist die über das manuell betätigbare Umschaltven­ til 39b mit der Druckluftquelle 37b verbundene Pneumatik­ leitung 55b über je ein Rückschlagventil 73, 75 mit dem Arbeitsraum 49b des Druckluft-Servostellantriebs 29b bzw. dem Drucklufteinlaß des Getriebe-Notschalters 67b verbun­ den. Jedes der Rückschlagventile 73, 75 ist durch einen Nebenschluß-Drosselweg 77 bzw. 79 überbrückt. Während das Rückschlagventil 73 in Strömungsrichtung vom Umschalter 39b zum Servo-Stellantrieb 29b hin öffnet, öffnet das Rückschlagventil 75 in entgegengesetzter Richtung vom Getriebe-Notschalter 67b zum Umschaltventil 39b hin. Die Drossel-Rückschlag-Ventilanordnungen verzögern die Kupp­ lungsbetätigung und die Getriebebetätigung zeitlich relativ zueinander. Wird im Notbetrieb das Umschaltventil 39b in die in Fig. 3 dargestellte, die Kupplung 3b aus­ kuppelnde Stellung geschaltet, so sorgt das zum Servo- Stellantrieb 29b hin öffnende Rückschlagventil 73 dafür, daß sich der Arbeitsdruck im Arbeitsraum 49b rascher aufbaut, als am Getriebe-Notschalter 67b, dem die Druck­ luft bei sperrendem Rückschlagventil 75 über den Neben­ schluß-Drosselweg 79 zugeführt wird. Die Kupplung 3b wird damit ausgerückt, bevor der Arbeitsdruck an den pneumati­ schen Stellantrieb 69b des Getriebes 5b einen zum Um­ schalten des Getriebes ausreichenden Wert erreicht. Wird hingegen das Umschaltventil 39b in die Einkuppelstellung geschaltet, so baut sich der Arbeitsdruck an den Stellan­ trieben 69b über das nun öffnende Rückschlagventil 75 rascher ab als im Arbeitsraum 49b des Servo-Stellan­ triebs 29b, welcher über den Nebenschluß-Drosselweg 77 entlüftet wird. Damit wird der Getriebeschaltvorgang beendet, bevor die Kupplung 3b vollständig eingekuppelt ist. Die Rückschlagventile 73, 75 in Verbindung mit den Nebenschluß-Drosselwegen 77, 79 sorgen für eine automati­ sche Steuerung, ohne daß es einer mechanischen Justierung von Betätigungsorganen eines Schaltventils bedarf.

Fig. 3 zeigt ferner eine Variante zu Fig. 2, bei welcher das Umschaltventil 39b nicht als solches elektromagne­ tisch entriegelbar ist, sondern bei dem die Pneumatik­ leitung 55b über ein elektromagnetisch betätigbares Schaltventil 81 mit dem Ausgang des Umschaltventils 39b verbunden ist. Das Schaltventil 81 kann elektrisch zwi­ schen einer den Ausgang des Umschaltventils 39b sperren­ den oder freigebenden Stellung umgeschaltet werden. Eine Ventilanordnung dieser Art kann auch anstelle des Um­ schaltventils 39a eingesetzt werden. Ähnliche Ventilan­ ordnungen mit einem gesonderten Schaltventil lassen sich auch bei den übrigen elektromagnetisch entsperrbaren Ventilen der Anordnung, beispielsweise dem Drossel-Rück­ schlag-Ventil 57, einsetzen. Zur Steuerung der Ventile 57b und 81 ist der Getriebe-Notschalter 67b zweckmäßiger­ weise mit einem Öffnerkontakt versehen, um auch bei Ausfall des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs die Ventile durch Federkraft in Notbetriebsstellung bringen zu kön­ nen. Es versteht sich, daß der Getriebe-Notschalter 67b zugleich Freigabesignale für den Anlasser erzeugt, wobei am Notschalter hierfür vorgesehene Kontakte aus Sicher­ heitsgründen als Schließerkontakte ausgebildet sind.

Es versteht sich, daß die anhand der Fig. 2 oder 3 erläu­ terte Notbetätigungsanordnung auch bei einem manuell zu schaltenden Getriebe eingesetzt werden kann. Ferner kann die dargestellte Druckentlastungsanordnung auch bei der Hydraulikanlage der Anordnung nach Fig. 1 oder einer anderen Anordnung mit Druckluft-Servostellantrieb vorge­ sehen sein.

Claims (19)

1. Anordnung zur Betätigung einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, umfassend:
einen pneumatischen, insbesondere als pneumatischer Servo-Stellantrieb ausgebildeten Stellantrieb (29) zur Betätigung der Reibungskupplung (3),
einen elektromotorischen Stellantrieb (11), insbeson­ dere zur Betätigung des pneumatischen Servo-Stellan­ triebs (29) und
eine elektronische Steuerung (9) für den elektromoto­ rischen Stellantrieb (11), dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Stellantrieb als aus einer Druckluft­ quelle (37) gespeister Druckluft-Stellantrieb (29), insbesondere als Druckluft-Servostellantrieb (29a; 29b) ausgebildet ist, dessen Drucklufteinlaß zur Notbetätigung der Reibungskupplung (3) über ein manu­ ell steuerbares Pneumatik-Umschaltventil (39) wechsel­ weise mit der Druckluftquelle (37) und einer zur Atmosphäre führenden Strömungsdrossel (41) verbindbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromotorische Stellantrieb (11) und der Druck­ luft-Stellantrieb (29) gesonderte Hydraulik-Geberzy­ linder (19, 33) einer hydraulischen Kraftübertragungs­ anordnung betätigen, deren mit der Kupplung (3) ver­ bundener Hydraulik-Nehmerzylinder (23) über ein manu­ ell steuerbares Hydraulik-Umschaltventil (35) wechsel­ weise mit einem der beiden Hydraulik-Geberzylinder (19, 33) verbindbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulik-Umschaltventil (35) als Kugelhahn-Ventil ausgebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Hydraulik-Umschaltventil (35) mit einem Schalter (45) gekoppelt ist, der in der den Nehmerzy­ linder (23) mit dem Hydraulik-Geberzylinder (33) des Druckluft-Stellantriebs (29) verbindenden Stellung des Hydraulik-Umschaltventils (35) die elektronische Steuerung (9) unwirksam schaltet.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromotorische Stellantrieb ein Servo-Steuer­ ventil (53; 53b) des Druckluft-Servostellantriebs (29a; 29b) steuert und daß der Druckluft-Servostellan­ trieb (29a; 29b) so ausgebildet ist, daß der Druck in seinem aus der Druckluftquelle (37a; 37b) gespeisten Arbeitsraum (49a; 49b) sowohl über das Servo-Steuer­ ventil (53; 53b) als auch über das manuell steuerbare Pneumatik-Umschaltventil (39a; 39b) änderbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das manuell steuerbare Pneumatik-Umschaltventil (39a; 39b) als elektrisch entsperrbare Ventilanordnung ausgebildet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Einleitung des Notbetriebs ein manuell betätigbarer elektrischer Schalter (67; 67b) vorgese­ hen ist, der bei Betätigung die elektronische Steue­ rung (9a; 9b) unwirksam schaltet und gegebenenfalls die elektrisch entsperrbare Ventilanordnung (39a, 57; 57b, 81) entsperrt.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckseite des Hydraulik­ Geberzylinders (19a; 19b) eine zu einem Ausgleichsbe­ hälter (61; 61b) führende Druckentlastungsleitung (59; 59b) abzweigt, in die ein bei Einleitung des Notbe­ triebs öffnendes Ventil (57; 57b) geschaltet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (57; 57b) einen Drosselweg (65; 65b) zwi­ schen der Druckseite des Hydraulik-Geberzylinders (19; 19b) und dem Ausgleichsbehälter (61; 61b) sperrt bzw. öffnet.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (57; 57b) als zum Ausgleichsbehälter (61; 61b) hin schließendes Rückschlagventil (63; 63b) mit elektrisch entsperrbarem Nebenschluß-Drosselweg (65; 65b) ausgebildet ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Kraftfahrzeug ein pneumatisch schaltbares Getrie­ be (5a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Getriebe (5a; 5b) ein manuell betätigbarer pneu­ matischer Getriebe-Umschalter (67; 67b) zugeordnet ist, über den dem Getriebe (5a; 5b) im Notbetrieb selektiv Druckluft zum Schalten zumindest in den ersten Gang, den Rückwärtsgang und in die neutrale Stellung zuführbar ist und daß der pneumatische Getriebe-Umschalter (67; 67b) mit einem elektrischen Schalter zur Einleitung des Notbetriebs und zum Unwirksamschalten der elektronischen Steuerung (9a; 9b) gekuppelt ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Getriebe-Umschalter (67; 67b) über das manuell steuerbare Pneumatik-Umschaltventil (39a; 39b) an die Druckluftquelle (37a; 37b) ange­ schlossen ist.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Getriebe-Umschalter (67) über ein mechanisch mit der Kupplung (30) gekoppeltes Schaltventil (71) an das manuell steuerbare Pneuma­ tik-Umschaltventil (39a) angeschlossen ist, wobei das Schaltventil (71) in der Auskuppelstellung geöffnet und in der Einkuppelstellung geschlossen ist.

14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das manuell steuerbare Pneumatik-Umschaltventil (39b) mit dem Druckluft-Stellantrieb (29b) über ein in Strömungsrichtung zum Druckluft-Stellantrieb (29b) öffnendes Rückschlagventil (73) und mit dem pneumati­ schen Getriebeumschalter (67b) über ein in Strömungs­ richtung zum manuell steuerbaren Pneumatik-Umschalt­ ventil (39b) öffnendes Rückschlagventil (75) verbun­ den ist und daß beide Rückschlagventile (73; 75) durch Nebenschluß-Drosselwege (77, 79) überbrückt sind.

15. Anordnung zur Betätigung einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, umfassend
einen pneumatischen Servo-Stellantrieb (29a; 29b) zur Betätigung der Kupplung (3a; 3b),
einen elektromotorischen Stellantrieb (11a; 11b) zur Betätigung eines Servo-Steuerventils (53; 53b) des Servo-Stellantriebs (29a; 29b),
eine elektronische Steuerung (9a; 9b) für den elektro­ motorischen Stellantrieb (11a; 11b) und
eine hydraulische Kraftübertragungsanordnung mit einem Hydraulik-Geberzylinder (19a; 19b) und einem Hydraulik-Nehmerzylinder (23a; 23b) in dem von dem elektromotorischen Stellantrieb (11a; 11b) zu dem pneumatischen Servo-Stellantrieb (29a; 29b) und/oder den von dem Servo-Stellantrieb (29a; 29b) zur Kupp­ lung (3a; 3b) führenden Betätigungskraftweg, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Servo-Stellantrieb als aus einer Druckluftquelle (37a; 37b) gespeister Druckluft- Servostellantrieb (29a; 29b) ausgebildet ist und daß von der Druckseite des Hydraulik-Geberzylinders (19a; 19b) eine zu einem Ausgleichsbehälter (61; 61b) führende Druckentlastungsleitung (59; 59b) abzweigt, in die ein über ein manuell betätigbares Bedienungs­ element (67; 67b) steuerbares Ventil (57; 57b) ge­ schaltet ist.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (57; 57b) einen Drosselweg (65; 65b) zwischen der Druckseite des Hydraulik-Geberzylinders (19a; 19b) und dem Ausgleichsbehälter (61; 61b) sperrt bzw. öffnet.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (57; 57b) als zum Ausgleichsbehälter (61; 61b) hin sperrendes Rückschlagventil (63; 63b) mit elektrisch entsperrbarem Nebenschluß-Drosselweg (65; 65b) ausgebildet ist.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Kraftübertra­ gungsanordnung zwischen dem elektromotorischen Stell­ antrieb (11a; 11b) und dem Druckluft-Servostellan­ trieb (29a; 29b) angeordnet ist.

19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluft-Servostellantrieb (29a; 29b) über mechanische Kraftübertragungsmittel (25a, 51a; 25b; 51b) mit der Kupplung (3a; 3b) verbunden ist.