DE9315502U1 - Pedal- und Geberzylindergestaltung - Google Patents
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Description
ANR 17 17 332
2487-ll-DE
Die Erfindung betrifft ein Pedal, kombiniert mit einem in einem Geberzylinder
verschiebbar geführten Kolben, insbesondere zur hydraulischen Betätigung einer Fahrzeugkupplung, nach den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 1.
Aus der DE-OS 33 06 952 geht ein entsprechendes hydraulisches Betätigungssystem
hervor, das einen Geberzylinder umfaßt mit einem darin verschiebbar angeordneten Kolben, der über einen Stößel mit einem
Pedal verbunden ist. Zur Verlagerung des Pedals in die Ausgangsposition nach erfolgter Betätigung dient eine im Geberzylinder zwischen
dem Geberzylinder und dem Kolben eingesetzte Druckfeder. Diese bekannte
Lösung zeigt somit einen Kolben, der eines weiteren Bauteils, einer Druckfeder zur Kraftbeaufschlagung bedarf, wodurch nachteilig sowohl
der erforderliche Bauraum wie auch die Anzahl der benötigten Bauteile
vergrößert werden muß. Außerdem ist eine Abdichtung am Eintritt der Stößelstange im Geberzylinder erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine aus einem Pedal und einem Geberzylinder
bestehende Einheit zu schaffen, die weniger Bauteile erfordert, eine hohe Steifigkeit besitzt, eine geschützte Anordnung des
Geberzylinders gewährleistet, einen Gewichtvorteil bietet sowie kostengünstig
herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1
aufgeführten Merkmale.
2487-11-DE 2
Danach ist der Geberzylinder schwenkbar, wobei die Kolbenstange und
ein die Kolbenstange führendes Gehäuse eine schwenkbare Lagerung aufweisen und ein im Querschnitt gesehen U-förmig ausgebildeter Pedalhebel
den Geberzylinder und/oder die Kolbenstange zumindest abschnittsweise
umgreift.
Die beidseitig bewegliche Lagerung des Geberzylinders verhindert
vorteilhaft die Übertragung von Querkräften auf den Kolben. Damit verbunden ergibt sich eine geringere Reibung und ein reduzierter Verschleiß
des Kolbens und der Abdichtung. Aufgrund der kastenförmigen bzw. U-förmigen Gestaltung des Pedals ergibt sich eine weitere Bauteil-
und Gewichtsreduzierung, außerdem sorgt diese Gestaltung, daß die Kolbenstange im Pedalhebel vor einer Beschädigung und vor Schmutz
ausreichend geschützt ist. Durch diese Ausgestaltung entfällt vorteilhaft ein sonst üblicher Faltenbalg oder eine anders gestaltete Abdichtung
am Eintritt der Kolbenstange in das Gehäuse des Geberzylinders.
Vorteilhaft erfordert der erfindungsgemäße Aufbau keine bisher übliche
Feder innerhalb des Geberzylinders, die dazu dient, nach einer Betätigung
des Pedals dieses in die Ausgangsausstellung zurückzuführen, sondern es ist eine am Pedalhebel angelenkt Rückstellfeder ausreichend.
Diese Gestaltung bewirkt eine Reduzierung der Gleitreibung und gleichzeitig eine Geräuschminderung, da die Federanordnung im Inneren
des Geberzylinders unerwünschte Geräusche verursachen kann durch eine
ausknickende Feder.
Die vorteilhaft bauraumoptimiert zu einer kompakten Einheit zusammenfügbaren
Bauteile, das Pedal und Geberzylinder gewährleisten darüber hinaus einen kleinstmöglichen Schwenkwinkel des Geberzylinders, verbunden
mit geringen Bewegungen für die am Geberzylinder angeordnete
Druckleitung und Verbindungsleitung zum Ausgleichsbehälter. Weiter ermöglicht die erfindungsgemäße Gestaltung eine Vormontage dieser
Bauteile außerhalb des Fahrzeugs und erübrigt eine nachträgliche
Justierung.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist gemäß Anspruch 2 die Kolbenstange
einstückig mit dem Kolben verbunden wodurch vorteilhaft eine
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Ausknickung verhindert wird sowie Reibverluste verringert werden aufgrund einer Gradlinienübertragung der Betätigungskraft vom Pedal a
auf dem Geberzylinder.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist gemäß Anspruch 3 der Pedalhebel
als zweiarmiger Hebel ausgebildet, wobei an einem einen Anlenkpunkt der Kolbenstange gegenüberliegenden Ende am Pedalhebel eine
Rückstellfeder eingehängt ist.
Zur wirksamen Abdichtung des Kolbens, der mit der Kolbenstange eine
Einheit bildet, sind innerhalb des Gehäuses des Geberzylinders zwei
Abdichtungen versehen. Dabei ist eine Abdichtung endseitig des Kolbens und die zweite Abdichtung am Eintritt der Kolbenstange in das Gehäuse
jeweils in einer dafür vorgesehenen Nut eingebracht. Als Abdichtung sind vorteilhaft Kompaktdichtringe vorgesehen.
Zur Reduzierung der Reibverluste ist nach Anspruch 4 die Einbringung
von Wälzlagern in den Anlenkaugen des Geberzylinders vorgesehen. Die
jeweils endseitig am freien Ende der Kolbenstange bzw. am Gehäuse des Geberzylinders angeordneten wälzgelagerten Anlenkaugen ermöglichen
eine hohe Standzeit über die gesamte Gebrauchsdauer der Betätigungsvorrichtung und verhindern vorteilhaft einen Anstieg der Betätigungskraft des Pedals. Die Verwendung der Wälzlager ist kostenneutral im
Vergleich zu einer Gleitlagerung. Vorteilhaft ist auch das Anlenkauge des Pedalhebels mit einer Wälzlagerung versehen.
Nach Anspruch 5 weist der aus dem Gehäuse des Geberzylinders ragende
Teil der Kolbenstange ein rechteckiges Querschnittsprofil auf. Gemäß
Anspruch 6 ist auf der zur Kolbenstange gerichteten Endseite des Gehäuses eine Abdeckkappe angeordnet, deren Durchgangsöffnung dem
Querschnittsprofil der Kolbenstange angepaßt ist, die eine wirksame
Verdrehsicherung für die Kolbenstange gewährleistet. Damit entfällt eine Montagehilfe bzw. ein Ausrichten der Kolbenstange bei einem
Zusammenbau des Geberzylinders mit dem Pedal, wodurch sich eine Zeitersparnis
bei der Montage einstellt. Alternativ zu einem rechteckigen Profil schließt der Erfindungsgedanke auch andere Querschnitte für die
Kolbenstange ein, die eine Drehsicherung bewirken.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 7 ist vorgesehen, daß der Geberzylinders einen als Sackklochbohrung ausgebildeten
Zylinderraum aufweist, der in einem ersten Bereich als Druckraum
und in einem zweiten dem Eintritt der Sacklochbohrung entsprechenden Bereich als Fürhung für die Kolbenstange dient, wobei im
zweiten Bereich die Sacklochbohrung mit einer Buchse versehen ist. Die Buchse dient vorteilhaft zur verbesserten Führung und Abdichtung der
Kolbenstange im Gehäuse des Geberzylinders die am Eintritt der Sacklochbohrung
in das Gehäuse eingesetzt ist. Beispielsweise kann für die Buchse ein Werkstoff ausgewählt werden, der eine höhere Festigkeit
und bessere Gleiteigenschaften aufweist als der Gehäusewerkstoff, um so die Gebrauchsdauer des Geberzylinders zu verbessern. Als Werkstoff
für die Buchse eignet sich dabei sowohl ein Kunststoff als auch Stahl. Zur Abdichtung der Buchse gegenüber dem Gehäuse dient ein in einer Nut
des Gehäuses eingefügter Dichtring.
Zur weiteren wirkungsvollen Gewichtsersparnis ist nach Anspruch 8 vorgesehen, daß alle Bauteile des Geberzylinders mit Ausnahme der
Wälzkörper des Wälzlagers und der Buchse aber einschließlich der
Kolbenstange aus Kunststoff gefertigt sind. Damit ergibt sich bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Betätigungssystems im Großserienbau
neben einer Gewichtsersparnis weiter eine deutliche Kostenreduzierung.
Nach Anspruch 9 ist die Kolbenstange zur Vermeidung von Materialanhäufungen
mit Ausnehmungen versehen, was sich günstig für eine aus Kunststoff gefertigte Kolbenstange erweist. Durch die damit gitterförmig
gestaltete Kolbenstange wird eine geforderte Festigkeit sicherstellt.
Ein weiterer Erfindungsgedanke gemäß Anspruch 10 sieht im Bereich der
Dichtungslaufbahnen, d. h. im Gehäuse bzw. in der Buchse des Geberzylinders eine Armierung in Form einer Stahleinlage vor. Damit kann
vorteilhaft die Lebensdauer der Dichtringe verbessert werden. Außerdem kann diese Maßnahme Quietschgeräusche vermeiden, die auftreten, wenn
falsche Gleitpartner ausgewählt werden.
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Gemäß dem Anspruch 11 ist am Gehäuse ein Stutzen vorgesehen, über den
bei Bedarf aus einem Vorratsbehälter Druckmittel in den Füllraum des
Geberzylinders gelangen kann. Erfindungsgemäß ist der Füllraum über
ein Endseitig im Kolben an der zum Druckraum gerichteten Seite angeordnetes Einwegventil mit dem Druckraum verbunden. Das Einwegventil
ermöglicht ein Nachfüllen des Druckraums in dem Zeitabschnitt wenn das
Pedal nach einer Betätigung in die Ausgangsstellung verlagert wird und
dabei im Druckraum ein Unterdruck entstehen kann.
Weitere Merkmale der Erfindung sind den Zeichnungen und der dazugehörigen
Figurenbeschreibung zu entnehmen, in denen ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:
Figur 1 den Geberzylinder und das Pedal im eingebauten Zustand;
Figur 2 den Geberzylinder in einem Längsschnitt;
Figur 3 den Geberzylinder gemäß Figur 2 in einer Draufsicht.
Die Figur 1, eine Zusammenstellungszeichnung, zeigt ein Pedal 1 im
eingebauten Zustand, das über einen Drehpunkt 2 in einem in Figur 1 nicht abgebildeten Pedalblock eines Fahrgastraumes drehbar gelagert
und durch Fußkraft von einer Bedienungsperson betätigbar ist. Die Betätigungskraft greift an dem vom Drehpunkt 2 entgegengsetzten Ende
eines Pedalhebels 4 im Bereich der Fläche 3 an. Der Pedalhebel 4 besitzt ein von der Fläche 3 ausgehendes kastenförmiges Gehäuse 6, das
sich in Richtung des Drehpunktes vergrößert und eine rechteckige, U-förmige,
einseitig offene Kontur aufweist. Dabei ist die Kastenform in Richtung eines Geberzylinders 5 geöffnet, aus dessen Gehäuse 6 eine
Kolbenstange 7 ragt, die endseitig ein Anlenkauge 8 aufweist, über das sich der Geberzylinder 5 drehbar im Pedal abstützt. Die Figur 1 verdeutlicht,
daß die gesamte aus dem Geberzylinder 5 ragende Kolbenstange
7 einschließlich eines Bereiches vom Gehäuses 6 von dem kastenförmig
gestalteten Pedalhebel 4 umgeben ist und damit die einteilig ausgeführte Kolbenstange 7 vor einer Beschädigung und einer Verschmutzung
durch die Ausbildung des Pedalhebels 4 wirksam geschützt ist. Das
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Gehäuse 6 des Geberzylinders 5 weist ebenfalls endseitig ein Anlenkauge
9 auf, das sich gegenüber der Seite, in die die Kolbenstange 7 eingesetzt ist, am Gehäuse 6 befindet und an einem beispielsweise in
einer Fahrgastzelle angeordneten Pedalblock befestigt ist. Weiter ist
das Gehäuse 6 mit einem Stutzen 10 versehen, über den zur Befüllung
des Systems und zum Ausgleich eines evtl. leckagebedingten Verlustes von Druckmittel dieses in eine drucklose Zone des Gehäuses 6 in einen
Füllraum nachströmen kann. Dazu ist der Stutzen 10 über eine Leitung 11 mit einem in Figur 1 nicht abgebildeten Ausgleichsbehälter verbunden.
Die durch ein Betätigen des Pedals 1 in Pfeilrichtung verursachte Verlagerung
der Kolbenstange 7 und des damit einstückig verbundenen Kolbens 7a bewirkt eine Verdichtung des in einem Druckraum 14 befindliehen
Druckmittels, das sich über einen Druckstutzen 12 und eine damit verbundene Druckleitung 13 beispielsweise zur Betätigung einer
in Figur 1 nicht gezeigten Reibungskupplung fortsetzt. Zur Erreichung der Ausgangsstellung des Pedals 1 (siehe Figur 1) nach erfolgter
Pedalbetätigung dient eine zwischen dem Anlenkauge 9 und einem an dem Pedal 1 angebrachten Anlenkpunkt 15 eingesetzte Zugfeder 16. Die
Gestaltung des Pedals 1 sieht weiter vom Drehpunkt 2 des Pedals übereinstimmende
höhen- und seitenversetzte Kraftangriffspunkte für die Zugfeder 16 und die Kolbenstange 7 vor. Die Lage des Geberzylinders 5
zum Pedal 1 ist so gewählt, daß sich eine geringe Verlagerung des Geberzylinders während der Pedalbewegung ergibt und sich so vorteilhaft
ebenfalls geringe Schwenkbewegungen für die am Geberzylinder 5
angeschlossene Leitung 11 und Druckleitung 13 ergeben, was vorteilhaft die Lebensdauer der Leitungen erhöht.
Durch eine vergrößerte Darstellung wird der Aufbau des Geberzylinders
5 in den Figuren 2 und 3 weiter verdeutlicht. Der weitestgehend aus
Kunststoff gefertigte Geberzylinder 5 weist eine Kolbenstange 7 auf,
mit einem rechteckigen Querschnittsprofil für den aus dem Gehäuse 6
ragenden Abschnitt. Zur Vermeidung von Materialanhäufungen ist die Kolbenstange 7 mit mehreren Ausnehmungen 22 versehen. Der Abschnitt
der Kolbenstange im Gehäuse 6, der Kolben 7a ist dagegen rotationssymmetrisch
gestaltet und mit einer zentrischen Sacklochbohrung 17
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versehen, die endseitig von einem Ventil 18 verschlossen ist und außerdem versetzt und kreuzweise zueinander angeordnete Querbohrungen
19 aufweist. Der Kolben 7a bildet im Gehäuse 6 einen Füllraum 20, der
jeweils endseitig begrenzt ist durch einen aufgeweiteten Abschnitt des
Kolbens 7a, in dem sich jeweils in einer Nut eingesetzt ein Kompaktdichtring
21, 23 befindet zur Abdichtung des Druckraumes 14 bzw. des Füllraumes 20. In den Füllraum 20 kann drucklos Druckmittel über den
Stutzen 10 zufließen, beispielsweise zum Ausgleich von Druckmittel, das leckagebedingt verlorenging. Über den gesamten Stellbereich der
Kolbenstange 7 ist der Kompaktdichtring 23 in einer endseitig in das Gehäuse 6 eingebrachten Buchse 24 geführt, die mit einem Bund 25 in
eine zylindrische, stirnseitig in das Gehäuse 6 eingelassene Ansenkung
eingesetzt und von einer Abdeckkappe 26 lagefixiert ist. Ein in eine Nut im Gehäuse 6 eingesetzter Dichtring 29 bewirkt eine Abdichtung der
Buchse 24 gegenüber dem Gehäuse 6. Die mit einer rechteckigen der Außenkontur der Kolbenstange 7 entsprechenden Ausnehmung versehene
Abdeckkappe 26 dient weiter zur Verdrehsicherung der Kolbenstange 7, wobei die Ausnehmung dem Querschnitt des Kolbenstangenteils entspricht,
das aus dem Gehäuse 6 ragt. Die voneinander getrennte Anordnung der Kompaktdichtringe 21, 23 unterstützt gleichzeitig eine Führung
für die einteilige Ausbildung der Kolbenstange 7 und des Kolbens 7a. Zum Druckmittelzulauf ist der Stutzen 10 so im Gehäuse 6 eingebracht,
daß Druckmittel aus einem Ausgleichsbehälter ungehindert in allen Stellungen der Kolbenstange 7 in den Füllraum 20 eintreten kann,
der sich in einem radial abgesetzten Abschnitt der Kolbenstange 7 zwischen den Kompaktdichtringen 21, 23 ergibt. Ein z. B. leckagebedingtes
Auffüllen des Druckraumes 14 erfolgt durch ein Ventil 18, ausgelegt als Rückschlagventil, welches sich öffnen kann bei einer
Verlagerung der Kolbenstange 7 von der betätigten Position in die ausgerückte Position. Zur Verringerung der Reibverluste sind in den
Anlenkaugen 8, 9 Wälzlager 27, 28 eingebracht.
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Bezugszeichen | Pedal | |
1 | Drehpunkt | |
2 | Fläche | |
3 | Pedalgehäuse | |
4 | Geberzylinder | |
5 | Gehäuse | |
6 | Kolbenstange | |
7 | Kolben | |
7a | Anlenkauge | |
8 | Anlenkauge | |
9 | Stutzen | |
10 | Leitung | |
11 | Druckstutzen | |
12 | Druckleitung | |
13 | Druckraum | |
14 | Anlenkpunkt | |
15 | Rückstellfeder | |
16 | Sacklochbohrung | |
17 | Ventil | |
18 | Bohrung | |
19 | Füll raum | |
20 | Kompaktd i chtr i ng | |
21 | Ausnehmung | |
22 | Kompaktdichtring | |
23 | Buchse | |
24 | Bund | |
25 | Abdeckkappe | |
26 | Wälzlager | |
27 | Wälzlager | |
28 | Dichtring | |
29 |
Claims (11)
1. Pedal, kombiniert mit einem in einem Geberzylinder verschiebbar
geführten Kolben, vorzugsweise für die Betätigung einer Fahrzeugkupplung, das schwenkbar gelagert und mit einer Kolbenstange des Kolbens
verbunden ist, wobei das Pedal nach seiner Betätigung durch Federkraft in eine Ausgangsstellung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Geberzylinder (5) schwenkbar ist, wobei die Kolbenstange (7) und ein die Kolbenstange (7) führendes Gehäuse (6) eine schwenkbare Lagerung
aufweisen und das der im Querschnitt gesehen U-förmig ausgebildete Pedalhebel (4) den Geberzylinder (5) und/oder die Kolbenstange (7)
zumindest abschnittsweise umgreift.
2. Pedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange
(7)einstückig mit dem Kolben (7a) ausgebildet ist.
3. Pedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pedalhebel
(4) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, wobei an seinem einem Anlenkpunkt der Kolbenstange (7) gegenüberliegenden Ende eine Rückstellfeder
(16) eingehängt ist.
4. Pedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstützung
des Geberzylinders (5) und der Kolbenstange (7) über Anlenkaugen (8,
9) erfolgt, die mit einem Wälzlager (27, 28) versehen sind.
5. Pedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem
Geberzylinder (5) ragende Teil der Kolbenstange (7) ein rechteckiges
Querschnittsprofil aufweist.
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6. Pedal nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß auf der zur Kolbenstange
(7) gerichteten Endseite des Gehäuses (4) eine Abdeckkappe (26) angeordnet ist, deren Durchgangsöffnung dem Querschnittsprofil
der Kolbenstange (7) angepaßt ist.
7. Pedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geberzylinder
(5) einen als Sacklochbohrung (17) ausgebildeten Zylinderraum
aufweist, der in einem ersten Bereich als Druckraum (14) und in einem zweiten Bereich als Führung für die Kolbenstange (7) dient, wobei im
zweiten Bereich in die Sacklockbohrung (17) eine Buchse (24) eingesetzt
ist.
8. Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß weitestgehend alle Bauteile des Geberzylinders (5) einschließlich
der Kolbenstange (7) aus Kunststoff gefertigt sind.
9. Pedal nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange
(7) zur Vermeidung von Materialanhäufungen mit Ausnehmungen (22) versehen ist.
10. Pedal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß alle Dichtungslaufbahnen des Geberzylinders (5) mit
einer Stahleinlage armiert sind.
11. Pedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (6)
ein Stutzen (10) vorgesehen ist, über den Druckmittel in einen Füllraum
(20) gelangen kann, wobei der Füllraum (20) über ein endseitig im Kolben (7) angeordnetes Ventil (18), gestaltet als ein Einwegventil,
verbunden ist.
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