DE8003669U1 - Power boosters, in particular clutch power boosters for motor vehicles - Google Patents

Description

Kraftverstärker, insbesondere Kupplungskraftverstärker für Kraftfahrzeuge Power boosters, in particular clutch power boosters for motor vehicles

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Die Erfindung betrifft einen Kraftverstärker nach dem Gattungsbegriff des Patentanpruches 1.The invention relates to a power amplifier according to the generic term of claim 1.

Bekannt sind Kraftverstärker, so Kupplungskraftverstärker, von Tandembauweise, welche aus einem hydraulischen und aus einem pneumatischen Betätigungsteil bestehen.Bei derartigen Kraftverstärkern ist ein Hydraulikkolben vorgesehen, welcher bei Betätigung eines Pedals hydraulisch beaufschlagbar ist, um eine Kolbenstange auszufahren. Bei Verschiebungen des Hydraulikkolbens wird gleichzeitig unter Verwendung eines Schaltventils ein Pneumatikkolben beaufschlagt, welcher in Reihenschaltung mit dem Hydraulikkolben auf die gleiche Kolbenstange einwirkt. Auf diese Weise vollzieht sich eine gekoppelte und verstärkte Betätigung der Kolbenstange, um z.B. eine Kupplung entsprechend Betätigung eines Kupplungspedals zu lösen.Known are power boosters, such as clutch boosters, of tandem design, which consist of a hydraulic and a pneumatic actuation part Hydraulic piston is provided, which can be acted upon hydraulically when a pedal is actuated in order to extend a piston rod. at Displacements of the hydraulic piston is being used simultaneously a switching valve acts on a pneumatic piston, which is connected in series with the hydraulic piston to the same piston rod acts. In this way a coupled and strengthened one takes place Actuation of the piston rod, e.g. to release a clutch by pressing a clutch pedal.

Tandem-Kraftverstärker der vorgenannten Art sind verhältnismäßig lang ausgebildet, was die Verwendung/"beengten Bauverhältnissen stark beschränkt bzw. beeinflußt. Darüber hinaus sind Probleme dadurch zu gewärtigen, daß das Schaltventil im allgemeinen im Gehäuse des Kraftverstärkers integriert und nur sehr schwer zugängig ist, wenn Wartungs- oder Reparaturarbeiten auszuführen sind.Tandem booster of the aforementioned type are relatively long trained what the use / "cramped space severely limited or influenced. In addition, problems are to be expected in that the switching valve is generally in the housing of the booster integrated and very difficult to access when maintenance or repair work is to be carried out.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Kraftverstärker der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß dieser beiOn this basis, the object of the invention is to provide a force booster to train the type in question so that this at

!III! Il ····! III! Il ····

zumindest gleicher Kraftabgabe und/baulich beengten Verhältnissen eingesetzt werden kann. Es soll insbesondere dafür Sorge getragen werden, daß die Baulänge beträchtlich reduziert werden kann.at least the same power output and / structurally cramped conditions can be used. In particular, this should be ensured be that the overall length can be reduced considerably.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus den Merkmalen des Kennzeichnungs teils des Patentanspruches 1.The solution to this problem consists of the characteristics of the marking part of claim 1.

Der Kraftverstärker ist infolge der nebeneinander liegenden Betätigungsteile von äußerst kurzer Baulänge und kann bevorzugt unter baulich beengten Verhältinssen eingesetzt werden. Das Schaltventil kann am Gehäuse des Kraftverstärkers so angeordnet werden, daß nahezu keine zusätzliche bauliche Breite des Kraftverstärkers benötigt ist. Gegebenenfalls kann das Schaltventil vom Gehäuse des Kraftverstärkers gelöst und in beliebiger Position - je nach Einbauverhältnissen - angebracht werden.The power booster is due to the adjacent actuation parts has an extremely short overall length and can preferably be used in structurally cramped conditions. The switching valve can be arranged on the housing of the booster in such a way that almost no additional structural width is required for the booster is. If necessary, the switching valve can be detached from the housing of the power amplifier and in any position - depending on the installation conditions - be attached.

Die Kolbenstangen der hydraulischen und pneumatischen Betätigung^- · teile sind vorzugsweise parallel zueinander sich erstreckend angeordnet und können auf einen gemeinsamen Kupplungshebel einer Kupplung einwirken. Sollte der pneumatische Teil des Kraftverstärkers ausfallen, so verbleibt die Betätigung durch den hydraulischen Teil, die Sicherheitsfunktion bekannter Kraftverstärker von Tandembauweise bleibt somit voll erhalten.The piston rods of the hydraulic and pneumatic actuation ^ - · parts are preferably arranged extending parallel to each other and can be on a common clutch lever of a clutch act. If the pneumatic part of the booster fails, the hydraulic part continues to operate, the safety function of known force amplifiers of tandem design thus remains fully intact.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.Advantageous refinements and developments are in further Claims listed.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.The invention is described below using exemplary embodiments Explained with reference to the accompanying drawing.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Kraftverstärkers als Kupplungskraftverstärker unter Darstellung seiner Zuordnung zu einer mit einem Schaltgetriebe verbindbaren Kupplung;Fig. 1 is a schematic view of a booster as a clutch booster, showing its assignment to a clutch that can be connected to a manual transmission;

■·■ l Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht des Kupplungskraft-S Verstärkers nach Fig. 1;Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the clutch force S Amplifier according to Fig. 1;

!j; Fig. 3 ist eine nach Fig. 2 von links gesehene Stirnansicht! j; FIG. 3 is an end view seen from the left after FIG. 2

|i 5 des Kupplungskraftverstärkers;| i 5 of the clutch booster;

Ii Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht desIi Fig. 4 is a partially sectioned side view of the

Kupplungskraftverstärkers unter Darstellung einesClutch booster showing a

f Teils des Schaltventils. f part of the switching valve.

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In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Schaltung dargestellt, in welcher der Kraftverstärker als Kupplungskraftverstärker, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wie Nutzfahrzeuge, als auch für Arbeitsmaschinen ect. Verwendung findet. Die in Fig. 1 dargestellte Kupplung 1 vermag eine mit einem motorischen Antrieb verbundene Welle 3 mit einer Welle 5 zu kuppeln; die Welle 5 kann z.B. mit einem Getriebe 7 in Verbindung stehen,dessen Ausgangswelle 9 mit den Antriebsrädern eines Kraftfahrzeugs oder mit anderen, anzutreibenden Organen verbunden ist. Das Getriebe 7 kann in beliebiger Weise als Schaltgetriebe mit mehreren ubersetzungsgruppen ausgebildet sein und wird im dargestellten i, Ausführungsbeispiel durch ein Schaltgestänge 11 betätigt. Der derIn Fig. 1 of the drawing, a circuit is shown in which the booster as a clutch booster, especially for motor vehicles, such as commercial vehicles, as well as for work machines ect. Is used. The clutch 1 shown in Fig. 1 is capable of a shaft 3 connected to a motor drive with a To couple shaft 5; the shaft 5 can for example be in connection with a transmission 7, the output shaft 9 of which is connected to the drive wheels of a Motor vehicle or other organs to be driven. The transmission 7 can be used as a manual transmission in any way several translation groups and is shown in the i, exemplary embodiment actuated by a shift linkage 11. The the

Kupplung zugeordnete Kupplungskraftverstärker 13 wirkt auf einenCoupling associated clutch booster 13 acts on a

Kupplungshebel 15 ein, welcher um einen Zapfen 17 drehbar ist, derart, daß bei einer gemäß Darstellung im Uhrzeigersinn gerichteten Ver-Schwenkung des Kupplungshebels 15 die Kupplung 1 ausgerückt wird.A clutch lever 15, which is rotatable about a pin 17, in such a way that in the case of a clockwise pivoting of the clutch lever 15 as shown, the clutch 1 is disengaged.

Wird der Kupplungskraftverstärker 13 nicht beaufschlagt, dann rücken (nicht dargestellte) Federn die Kupplung 1 ein, d.h., daß der Kupplungshebel 15 aus der in Fig. 1 dargestellten Lage gegen den Uhrzeigersinn gerichtet verschwenkt wird. Aus dem Kupplungskraftverstärker 13 erstrecken sich eine nach den Fig. 1 und 2 obere Kolbenstange und eine untere Kolbenstange 21. Die Kolbenstange 19 ist hydraulisch beaufschlagbar, während die Kolbenstange 21 pneumatisch beaufschlagt wird, wie nachfolgend im einzelnen erläutert ist. In den Kupplungskraftversärker 13 mündet ein Anschluß 23, welcher über eine Leitung 25 an einen durch ein Kupplungspedal 27 betätigbaren Geberzylinder 29 angeschlossen ist. Ein weiterer, am KupplungskraftverstärkerIf the clutch booster 13 is not acted upon, then move (not shown) springs in the clutch 1, i.e. that the clutch lever 15 from the position shown in Fig. 1 counterclockwise directed is pivoted. From the clutch booster 13, an upper piston rod according to FIGS. 1 and 2 extends and a lower piston rod 21. The piston rod 19 can be acted upon hydraulically, while the piston rod 21 acts pneumatically as is explained in detail below. In the clutch booster 13 opens into a connection 23 which, via a line 25, connects to a master cylinder which can be actuated by a clutch pedal 27 29 is connected. Another, on the clutch booster

II · ·II · ·

vorgesehener Anschluß 31 ist mittels einer Leitung 33 an einen Druckluftvorrat 35 angeschlossen.The connection 31 provided is connected to a compressed air supply by means of a line 33 35 connected.

Erfindungsgemäß ist der Kupplungskraftverstärker 13 in Parallel-Bauart ausgelegt, wie dies insbesondere aus Fig. 2 der Zeichnung ersichtlich ist. Der Kupplungskraftverstärker 13 weist einen mit der Kolbenstange 19 verbundenen Hydraulikkolben 37 und einen parallel dazu verschiebbaren Pneumatikkolben 39 auf. Am Gehäuse des Kupplungskraftverstärkers 13 ist fernerhin ein Schaltventil 41 (Fig. 4) von an sich bekannter Wirkungsweise vorgesehen. Das Schaltventil 41 ist in der Darstellung nach Fig. 3 und 4 parallel zum Pneumatikkolben und zum Hydraulikolben sich erstreckend dargestellt, d.h. nach Fig.3 oberhalb des Entlüftungsanschlusses 43 für den Pneumatikkolben39. Das Schaltventil kann jedoch auch jede andere beliebige Position am Gehäuse des Kupplungskraftverstärkers einnehmen. Es kann auch gelöst vom Kupplungskraftverstärker außerhalb dessen Gehäuse vorgesehen und beispielsweise am Gehäuse angeschraubt sein.According to the invention, the clutch booster 13 is of parallel design designed, as can be seen in particular from Fig. 2 of the drawing. The clutch booster 13 has one with the Hydraulic piston 37 connected to the piston rod 19 and a pneumatic piston 39 displaceable parallel thereto. On the clutch booster housing 13, a switching valve 41 (FIG. 4) of known mode of operation is also provided. The switching valve 41 is 3 and 4 shown extending parallel to the pneumatic piston and to the hydraulic piston, i.e. according to FIG. 3 above the vent connection 43 for the pneumatic piston 39. However, the switching valve can also be any other desired position on the Take the housing of the clutch booster. It can also be detached from the clutch booster and provided outside its housing be screwed to the housing, for example.

Wie Fig. 2 veranschaulicht, weisen der Hydraulikkolben 37 und der Pneumatikkolben 39 zusätzlich zu ihren Dichtungen Führungsringe 45 bzw. 47 auf. Diese Führungsringe sind insbesondere zur Aufnahme des seitlichen Kraftkomponenten der Kolben vorgesehen. Fernerhin veranschaulicht Fig. 2 die Verwendung von Schutzbälgen 49 und 51, welche die Kolbenstange 19 bzw. 21 umgeben. Die Kolbenstangen 19 und 21 sind in beliebiger Weise am Kupplungshebel 15 anschließbar, d.h. sie können entweder in geeignete Lagerpfannen drücken oder sie können, wie dies für die Kolbenstange 21 veranschaulicht ist, mit Hilfe von Bolzen- und Augenverbindungen angebracht sein. Die beschriebene Ausführungsform des Kupplungskraftverstärkers ist auch nicht auf die aus Fig. 1 ersichtliche Zuordnung der beiden Kolbenstangen begrenzt, d. h. die pneumatisch betätigbare Kolbenstange 21 kann bezüglich des Zapfens 17 die Oberposition einnehmen, während die Kolbenstange 19 am äußeren Ende des Kupplungshebels 15 einwirkt.As FIG. 2 illustrates, the hydraulic piston 37 and the pneumatic piston 39 have guide rings 45 in addition to their seals or 47 on. These guide rings are intended in particular to accommodate the lateral force components of the pistons. Also illustrated 2 shows the use of protective bellows 49 and 51 which surround the piston rod 19 and 21, respectively. The piston rods 19 and 21 are can be connected in any way to the coupling lever 15, i.e. they can either press into suitable bearing sockets or they can, as illustrated for the piston rod 21, be attached by means of bolt and eye connections. The embodiment described of the clutch booster is also not limited to the assignment of the two piston rods shown in FIG. 1, d. H. the pneumatically actuatable piston rod 21 can assume the upper position with respect to the pin 17, while the piston rod 19 acts at the outer end of the clutch lever 15.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Anordnung des Kupp-The mode of operation of the arrangement of the coupling described above

I f tI f t

5
lungskraftverstärkers ist wie folgt:5
power booster is as follows:

Bei Betätigung des Kupplungspedals 27 wird der Geberzylinder 29 wirksam, derart, daß ein hydraulischer Druck über die Leitung 25 und den Anschluß 23 in dem Raum 53 (Fig. 2) ansteht. Dieser hydraulische Druck wirkt über eine (nicht dargestellte) Verbindung auf das Schaltventil 41 ein. so daß dieses eine Verbindung zwischen dem AnschlußUpon actuation of the clutch pedal 27, the master cylinder 29 is effective, so that a hydraulic pressure via the line 25 and the connection 23 in the space 53 (Fig. 2) is available. This hydraulic pressure acts on the switching valve via a connection (not shown) 41 a. so that this is a link between the terminal

den
31 und dem/Pneumatikkolben 39 aufnehmenden Raum 55 freigibt. Auf diese Weise werden die Kolbenstange 19 hydraulisch und die Kolbenstange 21 pneumatisch beaufschlagt, um parallel wirkend so auf den Kupplungshebel 15 einzuwirken, daß dieser nach Fig. 1 im Uhrzeigersinn gerichtet gedreht wird. Trotz sehr kurzer Baulänge des Kupplungskraftverstärkers 13 wird demnach zumindest die selbe Kraft am Kupplungshebel 15 wirksam, wie dies mit herkömmlichen Kraftverstärkern von Tandembauweise möglich ist.the
31 and the / pneumatic piston 39 receiving space 55 releases. In this way, the piston rod 19 is acted upon hydraulically and the piston rod 21 pneumatically in order to act in parallel on the coupling lever 15 so that it is rotated clockwise according to FIG. 1. In spite of the very short overall length of the clutch booster 13, at least the same force is effective on the clutch lever 15 as is possible with conventional boosters of tandem design.

Wird die Betätigung des Kupplungspedals 27 aufgehoben, d.h. nimmt der Fahrer seinen Fuß vom Kupplungspedal, dann wird entsprechend der hydraulische Druck in der Leitung 25 reduziert und die Kolbenstange 19 kann nach Fig. 2 eine nach rechts gerichtete Rückführungsbewegung vollführen, wenn die (nicht dargestellten) Rückstellmittel die Kupplung 1 einrücken und dadurch der Kupplungshebel 17 gegen den Uhrzeiger sinn verschwenkt wird. Bei dieser Rückführungsbewegung wird die (nicht dargestellte) Verbindung zwischen dem Schaltventil 41 und dem Anschluß 31 unterbrochen, während gleichzeitig der Raum 55 mit dem Entlüftungsanschluß 43 (Fig. 3) in Verbindung gebracht wird, derart, daß der Raum 55 entlüftet und die Kolbenstange 21 in entsprechender Weise bei Drehung des Kupplungshebels 15 zurückverschoben wird.If the operation of the clutch pedal 27 is released, i.e. takes the Driver puts his foot off the clutch pedal, then the hydraulic pressure in line 25 and the piston rod is reduced accordingly 19 can, according to FIG. 2, a rightward return movement perform when the return means (not shown) disengages the clutch Engage 1 and thereby the clutch lever 17 is pivoted counterclockwise. During this return movement, the (Not shown) connection between the switching valve 41 and the connection 31 interrupted, while at the same time the space 55 with the Vent connection 43 (Fig. 3) is brought into connection, such that the space 55 is vented and the piston rod 21 in corresponding Way is shifted back when the clutch lever 15 is rotated.

D_er Kupplungskraftverstärker nach der Erfindung ist demnach trotz kurzer und sehr kompakter Bauweise geeignet, starke Kräfte abzugeben, welche z.B. bei der Anordnung nach Fig. 1 erforderlich sein können. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform nach Fig. 2 beschränkt, d.h. die beiden Kolbenstangen 19 und 21 könnenT _he clutch booster according to the invention is therefore suitable, despite its short and very compact design, to deliver strong forces which, for example, may be required in the arrangement according to FIG. 1. The invention is not limited to the embodiment shown in FIG. 2, ie the two piston rods 19 and 21 can

^OJ gegebenenfalls auch eine gewisse Winkellage zueinander einnehmen; ^{OJ may} also assume a certain angular position to one another;

es ist auch möglich, daß die Kolbenstange 21 entgegengesetzt gerichtet zur Kolbenstange 19 wirksam wird, also z.B. ziehend mit Hilfe eines Umlenkgestänges arbeitet. Schließlich ist es auch möglich, die Anlenkpunkte der beiden Kolbenstangen auf einem gemeinsamen Auge am Kupplungshebel einwirken zu lassen, derart, daß die Kräfte der beiden Kolbenstangen zusammenlaufen. Es wurde vorstehend bereits darauf hingewiesen, daß das Schaltventil getrennt vom übrigen Gehäuse des Kupplungskraftverstärkers angeordnet werden kann. In diesem Sinne ist es auch mögich, den hydraulischen Teil des Kupplungskraftverstärkers vom pneumatischen zu trennen, um z.B. bei gegebener Kolbenstange 21 verschiedenartige Kolbenstangen 19 mit Hydraulikkolben unterschiedlichen Durchmessers verwenden können.it is also possible that the piston rod 21 is directed in opposite directions to the piston rod 19 becomes effective, e.g. works pulling with the help of a deflection rod. Finally, it is also possible to use the The articulation points of the two piston rods on a common eye on the To let the clutch lever act so that the forces of the two piston rods converge. It has already been pointed out above pointed out that the switching valve can be arranged separately from the rest of the housing of the clutch booster. In this sense it is also possible to use the hydraulic part of the clutch booster to be separated from the pneumatic one, e.g. for a given piston rod 21 different types of piston rods 19 with hydraulic pistons can use different diameters.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1 Kupplung1 clutch

3 Welle 5 Welle 7 Getriebe 9 Ausgangswelle 11 Schaltgestänge3 Shaft 5 Shaft 7 Gearbox 9 Output shaft 11 Shift linkage

13 Kupplungskraftverstärker13 clutch booster

15 Kupplungshebel15 clutch lever

17 Zapfen17 tenons

19 Kolbenstange 21 Kolbenstange19 piston rod 21 piston rod

23 Anschluß 25 Leitung 27 Kupplungspedal 29 Geberzylinder 31 Anschluß23 Connection 25 Line 27 Clutch pedal 29 Master cylinder 31 connection

33 Leitung 35 Druckluftvorrat 37 Hydraulikkolben 39 Pneumatikkolben 41 Schaltventil33 Line 35 Compressed air supply 37 Hydraulic piston 39 Pneumatic piston 41 switching valve

43 Entlüftungsanschluß 45 Führungsring 47 Führungsring 49 Schutzbalg 51 Schutzbalg43 Vent connection 45 Guide ring 47 Guide ring 49 Protective bellows 51 Protective bellows

53 Raum 55 Raum53 room 55 room

Claims (6)

1111 · · Knorr-Bremse GmbH München, Moos acher Str. 80 TPl-hn/si 8000 München 40 -1608- Ansprüche1111 · · Knorr-Bremse GmbH Munich, Moos acher Str. 80 TPl-hn / si 8000 Munich 40 -1608- claims 1. Kraftverstärker, insbesondere Kupplungskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, mit einem hydraulischen, bei Betätigung eines Pedals wirkenden Betätigungsteil, einem pneumatischen Betätigungsteil und einem Schaltventil, welches bei hydraulischer Betätigung die pneumatische Betätigung auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben (37) des hydraulischen Betätigungsteils und der Pneumatikkolben (39) des pneumatischen Betätigungsteils nebeneinander im Kraftverstärker angeordnet sind und je mit einer eigenen Kolbenstange (19; 21) in Verbindung stehen.1. Power boosters, in particular clutch boosters for motor vehicles, with a hydraulic actuating part that acts when a pedal is actuated, a pneumatic actuating part and a switching valve which triggers the pneumatic actuation upon hydraulic actuation, characterized in that the hydraulic piston (37) of the hydraulic actuation part and the pneumatic piston (39) of the pneumatic actuation part next to one another in the Power amplifiers are arranged and each are connected to their own piston rod (19; 21). 2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß die mit dem Hydraulikkolben (37) in Verbindung stehende, aus dem Kraftverstärker sich erstreckende Kolbenstange (19) parallel zu der mit dem Pneumatikkolben (39) verbundenen, gleichfalls aus dem Kraftverstärker sich erstreckenden Kolbenstange (21) angeordnet ist.2. Booster according to claim 1, characterized in that the with the hydraulic piston (37) connected, extending from the power booster piston rod (19) parallel to that with the pneumatic piston (39) connected, also from the power amplifier extending piston rod (21) is arranged. 2525th 3. Kraftverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (19, 21) parallel zueinander, an einem gemeinsamen Kupplungshebel (15) angreifend,angeordnet sind.3. Booster according to claim 2, characterized in that the Piston rods (19, 21) are arranged parallel to one another, engaging on a common coupling lever (15). 4. Kraftverstärker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (41) des Kraftverstärkers getrennt vom Gehäuse desselben an diesem angeordnet ist.4. Booster according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the switching valve (41) of the power amplifier is arranged separately from the housing of the same on this. 5., Kraftverstärker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (41) getrennt vom Gehäuse des5., booster according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the switching valve (41) is separated from the housing of the 2 1 Kraftverstärkers angeordnet ist.2 1 power amplifier is arranged. 6. Kraftverstärker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen und pneumatischen Betätigungs-5 teile baulich getrennt und an einem gemeinsamen Träger befestigt angeordnet sind.6. Power amplifier according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the hydraulic and pneumatic actuation 5 parts are structurally separated and arranged attached to a common carrier.