專利名稱：特別適于內(nèi)燃機(jī)摩擦離合器的氣功操縱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及這樣一個操縱裝置，它最好用于操縱傳遞內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩的摩擦離合器，其中，該裝置包括一個具有工作腔的氣動工作缸、一個在缸中密封運動的活塞和一個在活塞上的與工作腔對置的一側(cè)支承的推桿，另外，工作腔通過一排氣閥與外界相連，通過一進(jìn)氣閥與壓力空氣源相連。很久以來人們一直致力于改進(jìn)駕駛者對離合器的操縱工作。同時，機(jī)動車的結(jié)構(gòu)也得以不斷改進(jìn)，其中，由于發(fā)動機(jī)的布置(后置發(fā)動機(jī)的機(jī)動車中)，離合器踏板的操縱工作至少部分地是由液壓或氣動傳遞的。
第一步發(fā)展了伺服系統(tǒng)，本發(fā)明所具有的壓力空氣伺服系統(tǒng)是有意義的;與此相應(yīng)，此處僅說明其它的伺服系統(tǒng)，例如電氣液壓系統(tǒng)或低壓系統(tǒng)同樣得到發(fā)展。
伺服系統(tǒng)的實質(zhì)是(如公知的那樣)這些系統(tǒng)為了在操縱構(gòu)件和被操縱構(gòu)件間(離合器踏板和離合器分離杠桿之間)進(jìn)行力傳遞，利用輔助能來施加一輔助作用力，此力要明顯大于所傳遞的作用力，其方向應(yīng)與傳遞的作用力相對應(yīng)，在一般情況下，這種系統(tǒng)的特點是，在操縱構(gòu)件與被操縱構(gòu)件之間的力傳遞應(yīng)經(jīng)常處于連續(xù)狀態(tài)，也就是說，該系統(tǒng)也可不依賴于輔助力而工作，這一點是必需的，只有這樣，操縱單元的瞬時位置才能反映被操縱構(gòu)件單元的即時位置。
而輔助作用力則可以用HU-168945所描述的操縱單元，或者用HU-179418所描述的操縱單元產(chǎn)生。
HU-168945描述了一個裝有氣動伺服系統(tǒng)的離合器踏板。在離合器踏板和離合器分離杠桿之間的持續(xù)連接是通過在離合器踏板旁加設(shè)的液壓發(fā)送缸與離合器分離杠桿連接的液壓工作缸以及將上述兩缸連接的閉合管道來確保的。而輔助作用力將由在液壓發(fā)送缸的活塞上支承的另外活塞施加，上述另外活塞在一氣動工作缸中運動。氣動工作缸壓力空氣的進(jìn)氣及排氣由兩個閥門完成，它們最終由離合器踏板操縱，在由HU-179418公開的裝有氣動伺服系統(tǒng)的液壓工作缸中，所述的持續(xù)連接同樣是通過由離合器踏板操縱的液壓發(fā)送活塞、閉合管道和液壓工作缸形成的。但是，按照此實施例，液壓工作缸的活塞是與氣動工作缸的活塞相連的，并且，氣動工作缸壓力空氣的進(jìn)氣和排氣是由兩個相互協(xié)作的閥門實現(xiàn)的，它們被設(shè)置在液壓工作缸的殼體中，用相應(yīng)的壓力液體進(jìn)行操縱，而液體來自液壓發(fā)送缸，并同樣操縱液壓工作缸。
在該系統(tǒng)中，駕駛者還須施加一相當(dāng)大的踏板力，這就造成駕駛員(例如在城市交通公共汽車上工作時)很容易勞累。出于這個原因，發(fā)明了各種半自動和自動離合器系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的本質(zhì)是，駕駛者用手或通過推動操縱桿(開關(guān)桿)而開啟一電開關(guān)，它開始松開離合器，而該離合器在換檔結(jié)束，電開關(guān)斷電之后就在氣體踏板被下壓的同時以某一速度閉合，該速度是與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加成比例的。
這種形式的實施方案在DE-A-2637635、DE-A-2637636、US-A-4401200和US-A-4403682中都可以得到。在所有實施方案中都有一操縱缸，其活塞桿與離合器的分離杠桿相連，而操縱介質(zhì)的輸入及輸出分別由一電磁鐵操縱的閥門控制。而電磁鐵的激勱是根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和(必要時)變速器的輸入轉(zhuǎn)數(shù)用一個具有比較復(fù)雜程序的控制單元來控制。
雖然這個程序還算是完美的，但這樣一些本來可由駕駛員正確運用的技巧(離合器的打滑)卻不能如駕駛員用踏板那樣容易地精確實現(xiàn)。
由此可知，在非自動系統(tǒng)中駕駛員為了松開離合器就必須施加一相應(yīng)的作用力，它必須是通過管道來保持離合器踏板和離合器之間的可操縱連接，但是如果通過自動化而使操縱力和操縱連接省去的話，則只能實現(xiàn)比較低水平的操縱。
本發(fā)明目的是提供這樣一種氣動操縱裝置，它省去了伺服系統(tǒng)必需的直接連接，但是仍能精確滿足駕駛員的要求，因為本發(fā)明運用了下述的知識，即在應(yīng)用適當(dāng)?shù)碾姶盆F和相應(yīng)結(jié)構(gòu)的情況下，就能夠電動地控制閥門工作，與借助機(jī)械的或液壓的連接來控制閥門一樣。
為此，本發(fā)明涉及一氣動操縱裝置，用于操縱傳遞內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩的離合器，同時，該裝置具有一氣動工作缸，在缸中有一工作腔和一在腔中被密封的可運動的活塞，該活塞必要時可設(shè)置成一膜片，活塞上背離工作腔的一側(cè)支承一推桿，此外，工作腔通過排氣閥與外界相連，并通過一進(jìn)氣閥與壓力空氣源相連，該裝置是被如此構(gòu)成的，即在氣動工作缸上安置一控制缸，在該控制缸內(nèi)置有一兩端密封的控制活塞，該控制活塞將控制缸的腔室分隔成一控制腔和一平衡腔，控制腔和平衡腔與工作腔相連，在控制活塞中設(shè)置一腔室，該腔室一方面通過一貫穿控制活塞端壁的孔與控制腔相連，另一方面通過一貫穿控制活塞側(cè)壁的開口與一輸入壓力空氣的入口相連，圍繞貫穿控制活塞端壁的孔并由腔室構(gòu)成一閥座，閥座被一由進(jìn)氣閥彈簧加載的關(guān)閉元件關(guān)閉，控制活塞與氣動工作缸的活塞操作時一起動作，在控制腔的與控制活塞對置的端部上有一孔，在該孔中安置一被密封的可運動的排氣管，在排氣管伸入控制腔中的端部設(shè)置一閥座，在此閥座前面安置一排氣閥關(guān)閉元件，排氣閥的關(guān)閉元件和進(jìn)氣閥的關(guān)閉元件操作時一起動作，排氣管的內(nèi)腔與外界相連，排氣管被一彈簧在與排氣閥關(guān)閉元件相反的方向上加載，操作時與一電磁鐵一起動作，最后，電磁鐵與一由機(jī)械力和/或自動控制的電磁控制單元相連接。
在本發(fā)明裝置的一優(yōu)選實施例中，進(jìn)氣閥的關(guān)閉元件和排氣閥的關(guān)閉元件設(shè)置成一單獨的關(guān)閉元件，在控制活塞中設(shè)置的閥座和在排氣管上設(shè)置的閥座構(gòu)成一共軸線旋轉(zhuǎn)面，并且，排氣管的外徑在閥座區(qū)域內(nèi)小于控制活塞中的孔的直徑。
在本發(fā)明裝置的第二優(yōu)選實施例中，氣動工作缸和控制缸設(shè)置成一單獨的構(gòu)件單元，而操作腔和平衡腔形成一公共腔室。
本發(fā)明裝置的第三優(yōu)選實施例中，氣動工作缸的活塞或一個與活塞緊配合連接的構(gòu)件和控制活塞分別與杠桿上的另一轉(zhuǎn)動點相連，同時，杠桿上的第三轉(zhuǎn)動點是固定在氣動工作缸上的。
本發(fā)明裝置的第四優(yōu)選實施例中，杠桿上的兩個轉(zhuǎn)動點分別與一滑塊相連。
本發(fā)明裝置的第五優(yōu)選實施例中，氣動工作缸的活塞在工作腔一側(cè)安置一活塞桿，其中活塞桿與一公知的磨損補償校正單元的限位件，而控制活塞與另一校正單元的限位件操作時一起動作。
本發(fā)明裝置的第六優(yōu)選實施例中，在氣動工作缸中安置的活塞桿上設(shè)置一摩擦連接的套筒，該套筒與控制活塞在操作時一起動作，在套筒上設(shè)置一限位件，在氣動工作缸的圍繞套筒的部分上且在上述限位件兩側(cè)沿套筒運動軌跡各設(shè)一外部限位件，或在氣動工作缸的圍繞套筒的部分上設(shè)置一限位件，在套筒上設(shè)置兩個外部限位件，兩個外部限位件之間的距離等于活塞的允許行程和中間限位件厚度之總和，活塞桿和套筒之間的摩擦連接力大于操作時因控制活塞與套筒相連而作用到套筒上的軸向力，但小于由處于基本位置的操作單元(必要時由一處于閉合位置的離合器)施加在活塞上的軸向力，在套筒和活塞之間的自由軸向距離至少與行程差一樣大，該行程差是根據(jù)操作單元構(gòu)件的允許磨損和考慮操作單元與活塞間存在的傳動比來計算的。
本發(fā)明裝置的第七優(yōu)選實施例中，杠桿在活塞上連接的轉(zhuǎn)動點與套筒相連。
本發(fā)明裝置的另一優(yōu)選實施例中，氣動工作缸的活塞與電信號發(fā)送器的一信號發(fā)送元件處于緊配合連接，另外的信號發(fā)送元件與氣動工作缸相連，電信號發(fā)送器與一顯示單元和/或與一自動控制的電控單元相連。
最后，本發(fā)明裝置的一優(yōu)選實施例是在氣動工作缸的后邊或在與活塞相連的構(gòu)件之后、必要時在活塞桿之后、在一由基本位置限定的距離上設(shè)置一限位面，該距離與行程差相對應(yīng)，而行程差是根據(jù)操作構(gòu)件的允許磨損、操作單元與活塞之間的傳動比計算的。
下面借助附圖中的兩個具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明，附圖表明

圖1表示一個簡化的裝置;
圖2表示一裝有磨損補償校正器的裝置。
圖1所示的裝置是本發(fā)明最簡易的實施方案。其中，駕駛者用一個踏板操縱該離合器。
這種氣動式工作缸1中安置一活塞3，其密封是由密封環(huán)4確保的，在活塞3上通過一球形關(guān)節(jié)支承著一個推桿5，該推桿5的另一端同樣通過一球形關(guān)節(jié)與分離杠桿26相連。雖然在圖1中未表示，但是，在本裝置中須保證離合器27的摩擦元件(擺動輪、摩擦盤，壓力板)在磨損后能夠得到補償。這一點可以如此按最簡單的方式來實現(xiàn)，在推桿5的一端置有一螺紋件，其上固定著可調(diào)節(jié)的球面支承體。因為這種補償方案不是本發(fā)明的組成部分，同時，一般專業(yè)人員都知道無數(shù)的這類解決方案，所以，此處就不必要作詳細(xì)說明了。
在活塞3的與推桿5相反的一側(cè)置有一活塞桿48，它(48)在一個從氣動工作缸1的背壁50延伸的裝備有封閉端的導(dǎo)引缸49中導(dǎo)行。此處，活塞(桿)48僅有的任務(wù)是，避免因球面關(guān)節(jié)而產(chǎn)生的不總是同軸向的作用力造成的活塞3傾斜。然而，這個活塞桿可以被省略，只要此時活塞3設(shè)置有寬的裙帶部分，或者只允許推桿5軸向運動。
氣動工作缸1的工作腔2是安置在活塞3的和推桿5相反的那側(cè)。該氣動工作缸1與推桿5之間由一蓋36和一橡膠的折式伸縮筒37封閉住，其任務(wù)是隔離塵土。在氣動工作缸1的背壁件50上安置一具有較小直徑的控制缸6。在該控制缸6中安置一控制活塞8，在它兩端各置有一密封環(huán)9及10。
該控制活塞8將控制缸6的內(nèi)腔分成兩部分，亦即控制腔45和平衡腔38，控制腔45通過一管道7與工作腔2相連，管道7通過一入口46連到控制腔45上。平衡腔38同樣與工作腔2相連。在本案情況下，管道7通過一入口47連接到平衡腔38上，采用這種結(jié)構(gòu)的目的是公知的，依此方式就可以實現(xiàn)在控制活塞8的兩側(cè)邊總是存在相同的壓力，并因此而使運行不受一壓力差的影響。
在控制活塞8中還置有一腔11，它通過一貫穿控制活塞8的端墻的孔12與控制腔45相連。沿孔12的圓周由腔11構(gòu)成一閥座13，該閥座13被一關(guān)閉元件15封閉，而元件15被一彈簧14保持在封閉狀態(tài)。該閥座13和封閉元件15共同構(gòu)成進(jìn)氣閥。
在控制活塞8的側(cè)壁上置有一開孔42，它與在控制缸6的內(nèi)腔的那一部分相通，即與被控制活塞8兩端的密封環(huán)9和10所包圍的那部分相通。在控制缸6壁上設(shè)置的入口40與相同的空腔相連，該入口40與作為空氣容器的壓力空氣源39的管道相連。與此相對應(yīng)，在密封環(huán)9和10之間經(jīng)常存在的壓力同樣不影響控制活塞8的運行。
控制腔45在與控制活塞8開有孔12的端面相對的一側(cè)用一端壁16封閉。在端壁16中置有一開孔17，通過它一排氣管18伸入控制腔45中。而排氣管18和開孔17之間的密封由密封環(huán)19來確保的。排氣管18的處于控制腔45內(nèi)的端部制成一閥座20的結(jié)構(gòu)，相對該閥座20安置一關(guān)閉元件21，該元件21是通過桿22與關(guān)閉元件15相連的、在關(guān)閉元件21和閥座20之間，當(dāng)這兩個元件(20和21)構(gòu)成排氣閥時存在一隙縫。
在排氣管18的位于端壁16外邊的區(qū)段上，設(shè)置一側(cè)向孔43，它實際上構(gòu)成排氣管18的內(nèi)腔51和控制缸6的延伸管44的貫通排氣孔41之間的固定連通。該排氣孔41直接與外界相通。
排氣管18的和閥座20相反對置的端部連接在一未繪出的電磁鐵24的可運動鐵芯上，電磁鐵24固定在管件44端部上，而排氣管18則由一彈簧23朝著電磁鐵24的方向施加力。
電磁鐵24就其電氣特性而言是一所謂的比例電磁鐵，這意味著，如公知的那樣，鐵芯的運動行程基于其技術(shù)結(jié)構(gòu)具有這樣一區(qū)段，在此區(qū)段中，電磁鐵所施加的作用力僅取決于激勵狀態(tài)，而與因調(diào)節(jié)所形成的空氣間隙變化無關(guān)(亦即不被影響)。
電磁鐵24接在一電源52上，在本案的情況該電源為一蓄電池，在構(gòu)成連通線路的一分支中，串接一控制單元53，圖1所示，它是一電壓控制裝置，其運動部件與離合器踏板25相連，這種電控制單元53的描繪方式僅應(yīng)用了較簡單的原理，所以，這種電壓控制單元對于調(diào)節(jié)激勵特性是最原始的和不經(jīng)濟(jì)的裝置。在現(xiàn)實中，激勵狀態(tài)是用不變的電壓及變化的脈沖實現(xiàn)的，這樣是比較精確和經(jīng)濟(jì)的。
離合器踏板25由彈簧54自下支承著，彈簧54除了使離合器踏板25返回其基本位置(原始位置)外，還確保駕駛員操縱離合器的感覺。
在控制活塞8的與平衡腔38相鄰的端部，安置一活塞桿32，該活塞桿32穿過背壁50延伸至工作腔2中，在工作腔2中安置一杠桿28，它由其中間轉(zhuǎn)動點30與活塞桿32相連。
位于杠桿28端部的轉(zhuǎn)動點29及31分別連接到活塞3及氣動工作缸1上，由于轉(zhuǎn)動點29、30、31之間的距離是隨活塞3的運動而變化的，所以這種變化須得到補償，圖1所示僅為用于補償?shù)囊环N可能的實施方案，然而，也可設(shè)想另外的實施方案。
圖1所示，轉(zhuǎn)動點29處設(shè)置成具有一滑塊33的結(jié)構(gòu)，由此，轉(zhuǎn)動點29可以沿杠桿28移動。同樣，轉(zhuǎn)動點31也設(shè)置有一滑塊34，并且轉(zhuǎn)動點31可以在固定到背壁50上的彈簧盤55上移動。與此相對應(yīng)，轉(zhuǎn)動點30可設(shè)置成一種在杠桿28和活塞桿32之間沒有運動的連接，這樣做的優(yōu)點是，使杠桿與滑塊不易松開。
彈簧盤55也可以用機(jī)械連接固定在背壁50上，然而由圖1所示的解決方案是足夠的。在工作腔2中安置一彈簧35，它一方面支承在活塞3上，另一方面支承在彈簧盤55上，以該方式彈簧35將彈簧盤55壓到背壁50上，同時將離合器27的離合器機(jī)構(gòu)保持在一種無間隙的狀態(tài)。
至此所描述的裝置工作原理如下機(jī)動車離合器的基本位置是閉合的狀態(tài)。圖1所示離合器處于閉合狀態(tài)，氣動操縱裝置處于與該狀態(tài)相應(yīng)的基本狀態(tài)。
該基本狀態(tài)意味著活塞3位于氣動工作缸1的背壁50附近(這里，對應(yīng)于離合器27完全閉合)，而位于排氣管18端部的閥座20和排氣閥21之間存在一間隙，這樣，工作腔2就通過空氣管道7、控制腔45、該排氣閥、排氣管18的內(nèi)腔51、孔43和排氣口41與外界相連通。
在基本狀態(tài)時，離合器踏板25同樣處于它的基本位置，也就是說，它不是在下壓位置，這樣，電控制單元53就不施加電壓到電磁鐵24的線圈上，因此該電磁鐵處于非激勵狀態(tài)。
如果需要松開離合器，那么可通過將離合器踏板25下壓而使電控制單元53給電磁鐵24上施加一激勵電壓。而電磁鐵將一與激勵成比例的作用力施加到鐵芯上，使鐵芯相應(yīng)地移動。
圖1所示的電磁鐵24的鐵芯是如此安置的，它可根據(jù)電磁場的強(qiáng)度從右向左移動，也就是說，朝著關(guān)閉元件21的方向移動。同樣與鐵芯一起，該排氣管18也移動。
當(dāng)排氣管18端部的閥座20到達(dá)關(guān)閉元件21時，排氣閥就關(guān)閉，同時工作腔2和外界的連通中斷。
此后，排氣管18與坐置在閥座20上的關(guān)閉元件21一起繼續(xù)運動，關(guān)閉元件20將通過桿22將與桿22相連的關(guān)閉元件15從閥座13上推開，由此，進(jìn)氣閥被打開。
壓力空氣從壓力空氣源39通過入口40、開孔42、腔室11、開啟的進(jìn)氣閥、孔12、控制腔45和管道7進(jìn)入工作腔2中。壓力空氣推動活塞3，而活塞3通過推桿5和分離杠桿26開始使離合器27松開。
如果活塞3被移動，那么杠桿28的轉(zhuǎn)動點就與活塞3一起移動，杠桿28將連接到其轉(zhuǎn)動點30上的并置于活塞桿32端部的控制活塞8也移動一個和活塞3的位移相應(yīng)的按杠桿比縮小的距離。
因為閥座13是設(shè)置在控制活塞8中的，當(dāng)控制活塞8比排氣管18運動快時，彈簧14就將關(guān)閉元件15壓到閥座13上，即該閥門關(guān)閉，進(jìn)而壓力空氣流被中斷，該活塞8也就停止。
可以看出，為使活塞3連續(xù)運動，就必須確保排氣管作連續(xù)運動，這一點可以如此來實現(xiàn)，即隨著離合器踏板的下壓，電控制單元53對電磁鐵24的激勵狀態(tài)逐漸提高，并且當(dāng)電磁鐵是一比例電磁鐵時，電磁鐵24施加于鐵芯上的作用力作線性提高。在運行期間，電磁鐵24可克服彈簧23的彈性力，因其彈簧特性同樣是線性的。在進(jìn)氣閥打開以后，施加到關(guān)閉元件15上的彈簧14之彈性力就疊加到上述彈性力(23)上，然而，此后的彈性力(14)可以作為常數(shù)來考慮，為此該彈性力不會影響運行特性。
由上述可明顯看出，排氣管18克服彈簧23移動這樣一段距離，此距離與電控制單元53隨離合器踏板25的運動而對電磁鐵24的激勵狀態(tài)所作的改變相對應(yīng)，因此，排氣管18的位置總與離合器踏板25的位置相對應(yīng)。
不必特別強(qiáng)調(diào)的是，上面的敘述只是適用于電磁鐵24具有比例特性的相應(yīng)工作區(qū)段，即可以認(rèn)為是線性的區(qū)段。與此相應(yīng)，在確定裝置尺寸時就須這樣考慮，而各種不同的傳動比也須這樣選擇，即為了使裝置可靠運行所必要的排氣管18的總行程應(yīng)處于基本線性區(qū)段以內(nèi)。
再回到運行情況上來，只要電磁鐵24的激勵狀態(tài)被提高，并且作用于鐵芯上的力可以克服彈簧23的彈性力和必要時克服彈簧14的彈性力，那么，關(guān)閉元件15將從閥座13上離開，這樣就可通過開啟的進(jìn)氣閥始終確保供給工作腔2以壓力空氣。
為了閉合離合器27，踏板25須被放回其基本位置，而電磁鐵24的激勵狀態(tài)就由電控制單元53以與離合器踏板25的運動成比例的方式逐漸地降低，排氣管18被彈簧23朝其基本位置的方向推移。這時，關(guān)閉元件15首先坐置在閥座13上，由此，進(jìn)氣閥中斷了工作腔2和壓力空氣源39之間的連通路線。在前述的排氣管18進(jìn)行回返運動時，其端部的閥座20離開關(guān)閉元件21，而且工作腔2通過該打開的排氣閥與外界連通，并且排氣。
如果排氣比排氣管18的運動快，或排氣管18停住了，例如駕駛員想使離合器27磨合，那么隨著杠桿28運動的控制活塞8就被向后運動的活塞3壓到排氣管18上。依此，關(guān)閉元件21重新坐置在位于排氣管18端部的閥座20上，該排氣閥被關(guān)閉，同時排氣中斷。只有當(dāng)排氣管18重新進(jìn)行其回返運動并使閥座20從關(guān)閉元件21離開時排氣才能繼續(xù)進(jìn)行。
當(dāng)排氣管18到達(dá)其基本位置時，離合器27的閉合才完成。
從以上的運行的說明可以看出，離合器踏板25的位置總是清楚地決定了排氣管18的位置，而活塞3的運動很精確地跟隨著相應(yīng)的排氣管的位置，這樣，在離合器踏板25和分離杠桿26之間就存在一隨動連接，而這種隨動連接至今只用機(jī)械或液壓方式來實現(xiàn)。本發(fā)明裝置可以適用于所有的從前能夠?qū)嵤┑慕Y(jié)構(gòu)，而且操縱所需的機(jī)械力是最小的，而控制單元和受控單元之間的距離還可以無限地擴(kuò)大。
此外還應(yīng)提及的是，就本發(fā)明的裝置的優(yōu)點而言，不僅僅是它可以用機(jī)械力所推動的電控制單元來操縱，而且本發(fā)明已經(jīng)為生產(chǎn)機(jī)動車的企業(yè)指出了相應(yīng)的發(fā)展方向，即試圖使平式離合器和機(jī)械同步傳動裝置自動化，在這種類型的實施方案中，離合器的松開和閉合同樣是由自動控制裝置來控制的。在本發(fā)明的裝置中，可以借助一具有好的程序設(shè)計的自動控制裝置，并通過一電控制單元來實現(xiàn)這樣一種離合器操縱，即至今僅由駕駛者采用傳統(tǒng)操縱裝置才可實現(xiàn)的離合器操縱。
圖2所示的裝置與前面所述裝置相比有幾部分的解決方案不同。這些部分解決方案的一部分僅表明了結(jié)構(gòu)上的不同，另外的部分則改善了裝置的運行，并使其具有另外的優(yōu)越性。
僅作為一個區(qū)別結(jié)構(gòu)而考慮的是，相對于關(guān)閉在控制活塞8中設(shè)置的閥座13和在排氣管上安置的閥座20，只設(shè)置一單獨的關(guān)閉體56，該關(guān)閉體56置于控制活塞8的腔室11中并被彈簧14壓到閥座13上。
孔12的直徑D(該孔由閥座13圍繞成)大于在閥座20處測定的排氣管18的直徑d，與此相應(yīng)排氣管18可以穿過孔12而直達(dá)關(guān)閉體56處。
關(guān)閉體56的坐置到閥座13上并具有較大直徑的部分構(gòu)成進(jìn)氣閥的關(guān)閉元件，而在關(guān)閉體56的端部安置的端頭面構(gòu)成排氣閥的關(guān)閉元件。
另外的結(jié)構(gòu)變型涉及到平衡腔38和工作腔2之間的連接。因為氣動工作缸1和控制缸6可以設(shè)置成一個鑄造件，所示平衡腔38和工作腔2之間的墻壁就可省去。與此相應(yīng)，平衡腔38和工作腔2就形成一公共腔。
另外的變型方案則具有運行方面的優(yōu)點。
在活塞3的活塞桿48上套裝一套筒57，該套筒57由摩擦連接固定到活塞桿48上，這種摩擦連接可以用多種方式達(dá)到要求。最有利的方式是在套筒57的一端開槽，這樣就制成有彈性的壓緊板牙(如套筒鉗)。
在套筒57的兩端分別設(shè)置一限位件58和59。在這兩個限位件58和59之間，并在兩限位件間的距離上，由導(dǎo)引缸49延伸出一限位件60。
與該導(dǎo)引缸49相平行，有一閉合管道61連接到氣動工作缸1的背壁50上，在閉合管道61中安置一滑動件62，在其和工作腔體2相鄰的那端安置一舌片66，在另一端部安置一信號發(fā)送元件63。
該信號發(fā)送元件63是一永久磁鐵，并是電信號發(fā)送器的一個零件。該電信號發(fā)送器的其他部分分別是信號發(fā)送元件64(它是一感應(yīng)式開關(guān)，連接在電源52上)和在開關(guān)和電源52之間的另一連接分支線路中插接的顯示元件65(例如一燈泡)。
舌片66延伸到一凹槽67中，凹槽67設(shè)置在套筒57的與活塞3相鄰的端部，并在限位件59的外邊。采用這一解決方案，套筒57和滑動件62可與活塞3一起運動。
在活塞3上固定的杠桿28之轉(zhuǎn)動點29被設(shè)置在滑動件62上。另外，杠桿臂長度的變化則由置于轉(zhuǎn)動點29處的滑塊33來確保，在此，杠桿28在轉(zhuǎn)動點29并在滑塊33中是可以移動的，正如杠桿28的另一端在固定到氣動工作缸1中的轉(zhuǎn)動點31并在滑塊34中可移動一樣。
因為活塞3和滑動件62通過前述的(鏈?zhǔn)?線路而彼此連接，所以，在滑動件62上設(shè)置的轉(zhuǎn)動點29可被認(rèn)為是一連接到活塞3上的轉(zhuǎn)動點。
前面所述的兩個部分解決方案是以下面的方式顯示其優(yōu)越功能的。
由于裝置的慣性或誤差，離合器踏板25的運動和活塞運動可能不是完全同步的，所以按照目的要求，至少應(yīng)向駕駛者提供不是來自于離合器踏板25的離合器27完全松開的信息。在自動控制的情況下，這些信息是不可缺少的，而電信號發(fā)送器可完成這一目的。
該電信號發(fā)送器之位于滑動件62上的信號發(fā)送元件63，在活塞3走過為松開離合器27所需要的行程L時，就到達(dá)固定安置的信號發(fā)送元件64的面前(下邊)，此時，電信號發(fā)送器就操作顯示元件65。
已經(jīng)指出，由于離合器27的摩擦元件會發(fā)生磨損，所以本裝置須具有補償功能，否則所傳遞的轉(zhuǎn)矩就會下降至零，這一個任務(wù)是由套筒57完成的。
在套筒57兩端部設(shè)置的限位件58和59之間距離t是如此選定的，即該距離t等于活塞3的行程L和限位件60的厚度V之和.t＝L+V，而限位件60設(shè)置在控制缸49中，與此相應(yīng)，套筒57在運行期間總是回經(jīng)這樣一個路程，即相應(yīng)于完全松開離合器27所必需的行程L。
當(dāng)離合器27的摩擦元件磨損時，雖然為完全松開(離合器)所必需的行程L不改變，然而行程的始端和末端將不斷地接近氣動工作缸1的背壁50。
對于每次離合過程，就工作特性而言都有一允許的磨損值。出于這個原因以及離合器27和分離杠桿26之間固定設(shè)置的傳動比，相應(yīng)的行程差K就可以估計出來，在磨損期間，行程L的點(軌跡點)繞K移動。
活塞桿48的位置也必須相應(yīng)于套筒57變化，為此，當(dāng)摩擦連接可以確保套筒57和活塞桿48之間的連接僅有一限定的軸向力而沒有滑動時是可能的。此處的摩擦力在考慮下面的情況下是可以選定的。
在套筒57上作用著不變的由控制活塞8通過杠桿28所傳遞的力，而摩擦力必須大于該作用力，因此，該作用力絕不會使套筒57在活塞桿48上滑移。
施加于套筒57上的另外作用力是當(dāng)離合器27閉合時發(fā)生作用的那個力。該力可以最高達(dá)如此大，即根據(jù)離合器27閉合彈簧的閉合力和前邊提及的由此傳動比可以計算的那個力，這個力須能克服套筒57上作用的摩擦力，所以，離合器27盡管有磨損也可以完全閉合。實際上摩擦力可以不是一次就接近這個作用力的。當(dāng)摩擦力根據(jù)活塞8的運動所必需的力再乘以選定的系數(shù)1.2-1.5時是足夠的。
對磨損而進(jìn)行的補償校正也是自動完成的，即在磨損情況下，活塞桿48和套筒57比較大約移動該磨損的數(shù)量值，這樣，行程L則保持為常數(shù)。
限位件58、59、60可以用其他方式安置在套筒57上、氣動工作缸1上或在其他位置上。此處應(yīng)該指出的是，當(dāng)在套筒57上只安置一個限位件，而其他兩個沿套筒57的運動軌跡并在上述限位件兩側(cè)設(shè)置的限位件被安置在氣動工作缸1上或者安置在一個與該缸1相連的部件上(如控制活塞49上)時，本裝置仍是可運行的。
雖然從圖2看到的活塞桿48在其全長度上的直徑是不變的，但為可靠起見必須強(qiáng)調(diào)的是，套筒57的移動必須通過一適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)置來保證，由于套筒57的需求，在活塞桿48上朝向活塞3的方向須空出一自由距離S，它至少應(yīng)等于行程差K。
一另外的精確方案是，將活塞3的運動限定在行程長度差K的端部，為此，在控制活塞49的端部設(shè)置了限位表面60，用它可以避免因磨損而導(dǎo)致的持續(xù)損壞?；钊?的運動限制還可以用其他方式解決，例如使它簡單地頂?shù)奖潮?0上。
盡管兩個實施方案證明了本發(fā)明裝置可以適用于機(jī)動車的離合器上，但是很明顯，本發(fā)明還可用于所有這類遠(yuǎn)距離操縱的場合，即需要由駕駛者控制的場合，但操縱結(jié)構(gòu)的實際情況是有差別的，與此相應(yīng)，也就需用不同的實施方案。
在操縱離合器時，比例電磁鐵的移動距離過長，為此，必需在活塞和控制活塞之間設(shè)置一傳動比，容易理解的是，在較小的移動行程情況下，傳動比可以省去，進(jìn)而活塞與控制活塞可以直接連接。
如果必要，氣動工作缸和控制活塞的整體實施方案也可以省去，換言之，這兩個部件可以相對地安置在一個鑄造件中。
在生產(chǎn)機(jī)動車的企業(yè)里，作為操縱結(jié)構(gòu)的一個重要部件的活塞是設(shè)置成膜片形式的，這一點不會影響本發(fā)明的使用效果。
由圖2描述的磨損補償校正裝置可確保一種機(jī)械的校正補償，各種不同的機(jī)械式磨損校正裝置早已存在，原則上其中的某些可以適用于本發(fā)明裝置，對此必須考慮的是，活塞和控制活塞之間的移動可以實現(xiàn)，與此相應(yīng)，磨損校正裝置的一個連接元件要是連接到活塞上，那么，另外的連接元件應(yīng)以某種方式連接到控制活塞上。
相關(guān)另件編號表1.氣動工作缸 2.工作缸腔3.活塞 4.密封環(huán)5.推桿 6.控制缸7.空氣管道 8.控制活塞9.密封環(huán) 10.密封環(huán)11.腔室 12.孔
13.閥座 14.彈簧15.關(guān)閉元件(進(jìn)氣閥) 16.端壁17.孔 18.排氣管19.密封環(huán) 20.閥座21.關(guān)閉元件(排氣閥) 22.桿23.彈簧 24.電磁鐵25.離合器踏板 26.分離杠桿27.離合器 28.杠桿29.轉(zhuǎn)動點 30.轉(zhuǎn)動點31.轉(zhuǎn)動點 32.活塞桿33.滑塊 34.滑塊35.彈簧 36.蓋罩38.平衡腔 39.壓力空氣源40.入口 41.排氣口42.開口 43.孔44.管件 45.控制腔46.入口 47.入口48.活塞桿 49.控制腔50.背壁(件) 51.內(nèi)腔52.電源 53.電控制單元54.彈簧 55.彈簧盤56.關(guān)閉體 57.套筒58.限位件 59.限位件60.限位件 61.閉合管道62.滑動件 63.信號發(fā)送元件
64.信號發(fā)送元件 65.顯示元件66.舌片 67.凹槽L行程 68.限位表面K行程差 S自由長度t間距(離) d直徑V厚度 D直徑
權(quán)利要求
1.用來操縱傳遞內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩的摩擦離合器的氣動操縱裝置，該裝置具有一氣動工作缸(1)，在缸(1)中有一工作腔(2)和一在工作腔(2)中被密封的可運動的活塞(3)，該活塞(3)必要時可設(shè)置成膜片件，在活塞(3)的背離工作腔(2)的一側(cè)支承著一推桿(5)，另外，工作腔(2)通過一排氣閥與外界相連，并通過一進(jìn)氣閥與一壓力空氣源(39)相連，其特征在于在氣動工作缸(1)上安置一控制缸(6)，在控制缸(6)中設(shè)置一兩端密封的控制活塞(8)，該控制活塞(8)將控制缸(6)的腔室分隔成一控制腔(45)和一平衡腔(38)，控制腔(45)和平衡腔(38)與工作腔(2)相連，在控制活塞(8)中設(shè)置一腔室(11)，該室(11)一方面通過一貫穿控制活塞(8)端壁的孔(12)與控制腔(45)相連，另一方面通過一貫穿控制活塞(8)側(cè)壁的開口(42)與一輸入壓力空氣的入口(40)相連，圍繞貫穿控制活塞(8)端壁的孔(12)并由腔(11)構(gòu)成一閥座(13)，閥座(13)被一由進(jìn)氣閥彈簧(14)加載的關(guān)閉元件(15)關(guān)閉，控制活塞(8)與氣動工作缸(1)的活塞(3)操作時一起動作，在控制腔(45)的與控制活塞(8)對置的端壁(16)上設(shè)置一孔(17)，并在該孔中設(shè)置一被密封的可運動的排氣管(18)，并在該排氣管(18)伸入控制腔(45)中的端部設(shè)置一閥座(20)，在閥座(20)前面設(shè)置一排氣閥的關(guān)閉元件(21)，排氣閥的關(guān)閉元件(21)和進(jìn)氣閥的關(guān)閉元件(15)操作時一起動作，排氣管(18)的內(nèi)腔(51)與外界相連，排氣管(18)被一彈簧(23)以與排氣閥關(guān)閉元件(21)相反的方向加載，并且排氣管(18)與一電磁鐵(24)操作時一起動作，最后，電磁鐵(24)與一由機(jī)械力和/或自動控制的電控制單元(53)相連接。
2.按權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，進(jìn)氣閥的關(guān)閉元件和排氣閥的關(guān)閉元件設(shè)置成一單獨關(guān)閉體(56)，在控制活塞(8)中設(shè)置的閥座(13)和在排氣管(18)上設(shè)置的閥座(20)構(gòu)成共軸線的旋轉(zhuǎn)面，并且排氣管(18)在閥座(20)區(qū)段中的外直徑(d)小于控制活塞(8)中的孔(12)的直徑(D)。
3.按權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于氣動工作缸(1)和控制缸(6)被設(shè)置成一個結(jié)構(gòu)件，操縱工作腔(2)和平衡腔(38)構(gòu)成一公共腔。
4.按權(quán)利要求1-3之一的裝置，其特征在于氣動工作缸(1)的活塞(3)或一個與活塞(3)處于緊配合連接的構(gòu)件和控制活塞(8)分別與杠桿(28)的一轉(zhuǎn)動點(29、30)相連接，同時杠桿(28)的第三轉(zhuǎn)動點(31)是固定在氣動工作缸(1)上的。
5.按權(quán)利要求1至4之一的裝置，其特征在于杠桿(28)的轉(zhuǎn)動點(29、30、31)之兩個轉(zhuǎn)動點(29、31)分別與一滑塊(33、34)相連接。
6.按權(quán)利要求1至5之一的裝置，其特征在于氣動工作缸(1)的活塞(3)與從工作腔(2)出來的一活塞桿(48)相連，同時，活塞桿(48)和一公知的磨損補償件的一個限位件操作時一起動作，而控制活塞(8)則與補償件的另外的限位件操作時一起動作。
7.按權(quán)利要求1至6之一的裝置，其特征在于在氣動工作缸(1)的活塞(3)之活塞桿(48)上安置一由摩擦連接件連接的套筒(57)，操作時，套筒(57)與控制活塞(8)一起動作，在套筒(57)上設(shè)置一限位件(60)，在氣動工作缸(1)的圍繞套筒(57)的部分上且在上述限位件兩側(cè)沿套筒運動軌跡各設(shè)置一外部限位件(58、59)，或者在氣動工作缸(1)的圍繞套筒(57)的部分上設(shè)置一限位件(60)，在套筒(57)上設(shè)置兩個外部限位件(58、59)，兩個外部限位件(58、59)間的距離(t)等于活塞(3)允許行程(L)和中間限位件(60)的厚度(V)之和，在活塞桿(48)和套筒(57)之間摩擦連接的摩擦力大于操作時因控制活塞(8)與套筒(57)相連接而作用到套筒(57)上的軸向力，但是小于處于基本位置的操作單元[必要時由一處于閉合位置的離合器(27)]在活塞(3)中產(chǎn)生的軸向力，并且在套筒(57)和活塞(3)之間的自由軸向距離(S)至少與行程差(K)一樣大，行程差是根據(jù)操作單元構(gòu)件的允許磨損是和考慮操作單元與活塞(3)之間存在的傳動比所計算的。
8.按權(quán)利要求1至7之一的裝置，其特征在于杠桿(28)之連接在活塞(3)上的轉(zhuǎn)動點(29)與套筒(57)相連接。
9.按權(quán)利要求1至8之一的裝置，其特征在于氣動工作缸(1)的活塞(3)與電信號發(fā)送器的一信號發(fā)送元件(63)處于緊配合連接，而另外的信號發(fā)送元件(64)連接到氣動工作缸(1)上，并且，電信號發(fā)送器與一顯示單元(65)和/或與一自動控制的電控制單元相連接。
10.按權(quán)利要求1至9之一的裝置，其特征在于在氣動工作缸(1)的后邊或在與活塞(3)連接的構(gòu)件之后，必要時在活塞桿(48)之后，在一由基本位置測定的距離上設(shè)置一限位面(68)，該距離與行程差(K)相對應(yīng)，而行程差(K)是根據(jù)操作單元構(gòu)件的允許磨損并考慮操作單元與活塞(3)間存在的傳動比所計算的。
全文摘要
本發(fā)明涉及這樣一種操縱裝置，它最好用于操縱傳遞內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩的摩擦離合器，其中，該裝置包括一個具有工作腔的氣動工作缸、一個在缸中密封運動的活塞和一個在活塞上的與工作腔對置的一側(cè)支承的推桿，另外，工作腔通過一排氣閥與外界相連，通過一進(jìn)氣閥與壓力空氣源相連。
文檔編號F02D29/00GK1060697SQ9110410
公開日1992年4月29日 申請日期1991年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月23日
發(fā)明者圖律克塞克·拉思次奧, 古拉·斯茨瓦克, 散圖爾·斯莫尼, 古爾格·瓦律克茨 申請人:克塞貝爾·奧托吉亞