DE10011131C1 - Zentralausrücker - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zentralausrücker für eine Kupplung. DOLLAR A Bei bekannten Zentralausrückern erfolgt die Betätigung über einen mit einer Hydraulikflüssigkeit in einer Ausnehmung eines Gehäuses beaufschlagbaren Kolben, der auf eine Kupplung wirkt. Gegenüber der Umgebung sind beteiligte Bauteile durch einen als Faltenbalg ausgebildeten Balg unterstützt. Zwischen der Außenfläche des Gehäuses und dem Kolben sowie dem Balg ist ein Zwischenraum gebildet, welcher ein Gasvolumen einschließt. Bei einer Bewegung des Kolbens kommt es zu einem Luftaustausch des Gasvolumens mit der Umgebung. DOLLAR A Nach dem Vorschlag der Erfindung ist das Gasvolumen gasdicht eingeschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zentralausrücker für eine Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 197 17 473 A1 ist ein Zentralausrücker bekannt, welcher über einen mit einer Hydaulikflüssigkeit in einer Ausnehmung eines Gehäuses beaufschlagbaren und bewegbaren Kolben auf eine Kupplung wirkt. Gegenüber der Umgebung sind beteiligte Bauteile durch einen als Faltenbalg ausgebildeten (Schutz-)Balg geschützt, welcher einerseits mit dem Kolben und andererseits mit dem Gehäuse verbunden ist. Zwischen der Außenfläche des Gehäuses und dem Kolben sowie dem Balg ist ein Zwischenraum gebildet, welcher ein Gasvolumen einschließt. Im (dauerhaften) Betrieb bekannter Zentralausrücker kommt es zu Beeinträchtigungen des Bewegungs- oder Betätigungsverhaltens des Zentralausrückers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zentralaus­ rücker vorzuschlagen, welcher über ein verbessertes Bewegungs- oder Betätigungsverhalten bei einem (dauerhaften) Betrieb ver­ fügt.

Versuche haben gezeigt, daß es bei einer Betätigung des Zentralausrückers infolge einer Relativverschiebung der Verbindungsorte des Faltenbalges mit den benachbarten Bauteilen zu einer Veränderungen des Volumens des Zwischenraumes kommt. Die Veränderung des Volumens hat einen "atmenden" Austausch des im Zwischenraum angeordneten Gases mit der Umgebung zur Folge, welcher über einen, beispielsweise durch Bohrungen des Balges oder undichte Übergänge an den Verbindungsbereichen des Balges mit den benachbarten Bauteilen gebildeten, Bypass erfolgt. Infolge dieses Austausches kommt es zu Beeinträchtigungen der Schutzwirkung des Balges gegenüber der Umgebung. Beispielsweise kommt es zu einer unerwünschten Verunreinigungen, insbesondere der Kontaktflächen relativ zueinander bewegter Bauteile, mit festen, flüssigen oder gasförmigen Medien oder Partikeln, was eine Beeinträchtigung der mechanischen oder physikalischen Eigenschaften der Laufflächen oder von auf den Laufflächen oder in der Umgebung der Medien abgelagertem Fett oder Öl zur Folge hat.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Zwischenraum ist gegenüber der Umgebung abgedichtet. Mit einer Vermeidung einer Luftwechselrate mit der Umgebung wird die Anfälligkeit des Zentralausrückers gegenüber Verunreinigungen der genannten Art verringert. Eine Drosselwirkung bei einem Ein- oder Ausrücken des Kolbens infolge des Gaswechsel durch die Bypässe mit verhältnismäßig geringen Querschnitten entfällt, wodurch sich eine verbesserter Bedienkomfort mit verringerten Betätigungskräften ergibt.

Der Zwischenraum kann eine beliebiges Medium beinhalten, beispielsweise Umgebungsluft oder ein Spezialgas, welches beispielsweise die Funktion des Zentralausrückers, insbesondere infolge einer zusätzlichen Schmierfunktion des Spezialgases, einer großen Bindungsstärke des Spezialgases mit Feuchtigkeit, vorzugsweise einer größeren Bindungsstärke des Spezialgases für Feuchtigkeit als die der Hydraulikflüssigkeit, oder eine chemischen Reaktion mit Feuchtigkeit, dauerhaft gewährleistet.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Kupplung mit einem Zentralausrücker,

Fig. 2 einen erfindungsgemäßer Zentralausrücker bei ausgefahrenem Kolben im (Teil-)Längsschnitt und

Fig. 3 einen erfindungsgemäßer Zentralausrücker bei eingefahrenem Kolben im (Teil-)Längsschnitt.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel verfügt über ein Kupplungspedal 10, mittels dessen nach Maßgabe eines Fahrerwunsches ein Geberzylinder 11 betätigbar ist. Mittels des Geberzylinders 11 sind über eine Hydraulikflüssigkeit 12 die Druckverhältnisse in einer Druckkammer 13 beeinflußbar. Der Druck der Hydraulikflüssigkeit 12 wirkt auf einen Kolben 14 eines Zentralausrückers 15, welcher über eine Lagereinheit 16 auf ein, insbesondere als Tellerfeder ausgebildetes, Stellorgan 17 wirkt. Mittels des Stellorgans 17 sind die Kraftverhältnisse, insbesondere die Normalkräfte und die infolge der Reibkräfte entstehenden Umfangskräfte sowie die hieraus resultierenden Kupplungsmomente, zwischen einer Kupplungsdruckplatte 18, einer Kupplungsscheibe 19 und einem Schwungrad 20 beeinflußbar. Ein an dem Schwungrad 20 zur Verfügung stehenden Motormoment kann somit nach Maßgabe der Betätigung des Kupplungspedals 10 als Kupplungsmoment über die Kupplungsscheibe 19, welche axial verschieblich und drehfest gegenüber der Getriebeeingangswelle 21 gelagert ist, an die Getriebeeingangswelle 21 übergeben werden. Der Zentralausrücker 15 ist beispielsweise gehäusefest ausgebildet, während das Stellorgan 17 an einer Lagerstelle 22 bewegbar oder schwenkbar gegenüber dem Schwungrad 20 (oder mit diesem bewegten Bauteilen) gelagert ist. Die Lagereinheit 16 dient zur Übertragung der Kolbenkräfte des Zentralausrückers 15 über das Stellorgan 17 auf die Kupplungsdruckplatte 18, die Kupplungsscheibe 19 und das Schwungrad 20 bei gleichzeitiger Gewährleistung einer relativen Verdrehung des Kolbens 14 gegenüber dem Stellorgan 17.

Gemäß Fig. 2 und Fig. 3 wird der Zentralausrücker 15 mit einem Gehäuse 24 gebildet, welches über eine in Richtung der Kupplungselemente 18 bis 20 weisende Ausnehmung 23 verfügt. In Richtung der Kupplungselemente 18 bis 20 ist die Ausnehmung 23 durch den Kolben 14 und ein dem Kolben 14 in Innenrichtung der Ausnehmung 23 vorgelagertes Dichtelement 26, welches mit dem Kolben bewegt wird, geschlossen. Mit dem Kolben 14 und der Ausnehmung 23 ist die Druckkammer 13 gebildet, welche infolge einer (axialen) Bewegbarkeit des Kolbens 14 über ein veränderliches Volumen verfügt. Die Druckkammer 13 steht über nicht dargestellte Verbindungskanäle über die Hydraulikflüssigkeit 12 und den Geberzylinder 11 mit dem Kupplungspedal 10 in Wirkverbindung.

Dem Kolben 14 ist in Richtung der Kupplungselemente 18 bis 20 eine hohlzylinderförmige Buchse 27 vorgelagert, welche gleitend und führend, insbesondere mit Fettkammern 28 im Kontaktbereich, mit einer zylindrischen Innenfläche gegenüber einer zylindrischen Außenfläche des Gehäuses 24 in Stellrichtung bewegbar gelagert ist. Die Buchse 27 steht in einem Endbereich mit dem Kolben 14 in Wirkverbindung und ist in dem anderen Endbereich mit einem ersten Lagerring 29 der Lagereinheit 16 (fest) verbunden. Insbesondere ist der Lagerring 29 radial von außen im Endbereich in die Buchse 27 eingesetzt. Über einen Wälzkörper 30 ist der Lagerring 29 drehbar um die Achse X-X gegenüber einem zweiten, mit dem Stellorgan 17 in Wirkverbindung stehenden Lagerring 31 der Lagereinheit 16 gelagert. Auf den ersten Lagerring 29 wirkt eine (Druck-)Feder 32, welche sich gegenüber dem Gehäuse 24 abstützt und deren (Druck) Kraft bei einer Bewegung des Kolbens 14 verändert wird.

Ein Balg 33 ist in der in Fig. 2 dargestellten Stellung ungefähr hohlzylinderförmig mit geringer Wandstärke ausgebildet mit nach innen weisenden oder radial zur Achse X-X orientierten, insbesondere kreisringförmigen Endbereichen 34, 35. Im Längsschnitt ergibt sich somit eine im wesentlichen U- förmige Kontur, welche in Richtung der Achse X-X geöffnet ist. Der erste Lagerring 29 ist im radial außenliegenden Bereich unmittelbar benachbart zu dem ersten, zu den Kupplungselementen 18 bis 20 weisenden Endbereich 34 angeordnet. Insbesondere liegt der Endbereich 34 an dem Lagerring 29 (auf der den Kupplungselementen 18 bis 20 abgewandten Seite) an. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Endbereich 34 zwischen der Feder 32 und dem Lagerring 29 angeordnet oder eingepreßt.

Insbesondere liegt der zweite Endbereich 35 an einer radial zur Achse X-X orientierten Anlagefläche (auf einer den Kupplungselementen 18 bis 20 zugewandten Seite) des Gehäuse an. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Endbereich 35 zwischen der Feder 32 und der Anlagefläche des Gehäuses 24 angeordnet oder eingepreßt.

Die Verbindung der Endbereiche 34, 35 mit den benachbarten Bauteilen, insbesondere dem Gehäuse, oder Anlageflächen derselben und/oder dem Lagerring 29 ist beliebig unter Gewährleistung einer Dichtwirkung oder einer geringen Luftwechselrate ausgebildet. Beispielsweise kann eine Dichtwirkung infolge der Anpreßkraft der Feder 32 an den Balg 33 und die genannten Gegenflächen entstehen. Alternativ oder zusätzlich kann der Balg 33 an benachbarte Bauteile, beispielsweise das Gehäuse 24, den Lagerring 29 oder die Buchse 27, angeklebt oder anvulkanisiert werden. Weiterhin ist dichte Anbindung des Balges 33 bei abweichender Ausbildung der End- oder Verbindungsbereiche 34, 35 durch den Balg 33 von außen umgebende Schellen, die diesen an eine (zylindrische) Außenfläche eines benachbarten Bauteiles anpressen, möglich. Alternativ ist eine entsprechende axiale Einpressung der Endbereiche möglich. Eine Kombination der genannten Anbindungen bei gleicher oder unterschiedlicher Ausbildung für die beiden End- oder Verbindungsbereiche 34, 35 ist ebenfalls möglich.

Der Balg 33 begrenzt, und zwar unter Abdichtung oder Gewährleistung einer niedrigen Luftwechselrate, einen Zwischenraum 36 nach außen und gegenüber der Umgebung(-sluft) 37. Der Zwischenraum wird weiterhin beispielsweise (nach innen) durch das Gehäuse 24, die Buchse 27 und den Lagerring 29 begrenzt. In dem Zwischenraum ist die Feder 32 angeordnet.

Der Balg 33 ist mindestens teilweise biegeweich ausgebildet, insbesondere ohne eine Vorkonturierung wie beispielsweise bei einem Faltenbalg, aus einem beliebigen Material, beispielsweise aus einem Elastomer- oder Polymermaterial oder einer beliebigen Materialpaarung. Vorzugsweise nimmt der Balg 33 keine oder nur geringe Biegemomente auf und wird ausschließlich auf Zug oder von innen wirkende (Gas-)Kräfte belastet oder infolge der genannten Belastungen verformt. Der Balg 33 kann über Teilbereiche biegesteif ausgebildet sein.

Der Zwischenraum 36 kann eine beliebiges Medium beinhalten, beispielsweise Umgebungsluft oder ein Spezialgas, welches beispielsweise die Funktion des Zentralausrückers, insbesondere infolge einer zusätzlichen Schmierfunktion des Spezialgases, einer großen Bindungsstärke des Spezialgases mit Feuchtigkeit, vorzugsweise einer größeren Bindungsstärke des Spezialgases für Feuchtigkeit als die der Hydraulikflüssigkeit, oder ein chemischen Reaktion mit Feuchtigkeit, dauerhaft gewährleistet.

Bei einer Ein- oder Ausrückbewegung des Zentralausrückers 15 kommt es nicht oder nur geringfügig zu einem Austausch des im Zwischenraum 36 angeordneten Gases mit der Umgebung 37. Das Volumen oder die Menge des von dem Balg 33 eingeschlossenen Gases ist somit annähernd konstant. Ein Ausgleich erfolgt bei einer Bewegung des Zenralausrückers 15 durch eine Ausweichbewegung des Balges (nach außen), insbesondere derart, daß das vom Balg 33 beinhaltete Volumen (annähernd) konstant bleibt oder im Balg 33 ein Druck aufgebaut oder verändert wird.

Vorzugsweise sind die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Bauteile symmetrisch zur Achse X-X, also der Kolben 14 und die Ausnehmung 23 sind im wesentlichen kreisringförmig und hohlzylinderförmig, ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Anordnung ebenfalls über unsymmetrische Bauteile verfügen.

Beispielsweise verfügt die Kontur des Faltenbalges über die fünf Wendepunkte 38 bis 42, an denen ein glatter oder abgekanteter Übergang der Kontur erfolgt.

Claims (9)

1. Zentralausrücker zur Betätigung einer Kupplung mit

• a) einem eine Ausnehmung (23) aufweisenden Gehäuse (24),
• b) einem Kolben (14), der in Wirkverbindung mit der Kupplung steht,
• c) einer mit dem Kolben (14) und der Ausnehmung (23) gebildeten Druckkammer (13), die mit einer Hydraulikflüssigkeit (12) beaufschlagbar ist, wobei der Kolben (14) in der Ausnehmung (23) nach Maßgabe der Hydraulikflüssigkeit (12) bewegbar angeordnet ist,
• d) einem Balg (33), welcher mit dem Kolben (14) oder mit diesem bewegten Bauteilen (27) und dem Gehäuse (24) oder diesem zugeordneten Bauteilen verbunden ist und in einem mit dem Balg (33) begrenzten Zwischenraum (36) ein Gasvolumen beinhaltet,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (36) gegenüber der Umgebung (37) derart abgedichtet ist, daß kein Austausch des im Zwischenraum (36) angeordneten Gases mit der Umgebung (37) erfolgt.

2. Zentralausrücker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung durch eine Abdichtung des ersten Endbereiches (34) des Balges (33) gegenüber dem Kolben (14) oder einem mit diesem bewegten Bauteil (27, 29) sowie in einem anderen Endbereich (35) des Balges (33) gegenüber dem Gehäuse (24) oder einem dem Gehäuse zugeordneten Bauteil erfolgt.

3. Zentralausrücker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung durch eine Verklebung des Balges (33) mit benachbarten Bauteilen, durch ein Anvulkanisieren und/oder eine Anpreßkraft des Balges (33) an benachbarte Bauteile erfolgt.

4. Zentralausrücker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kolben (14) ein Lagerteil (29) bewegbar ist und der Balg (33) im Endbereich (34) mit dem Lagerteil (29) verbunden ist.

5. Zentralausrücker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (33) derart ausgebildet ist, daß dieser bei einer Relativverschiebung der Endbereiche (34, 35) quer zur Verschiebungsrichtung auswandert.

6. Zentralausrücker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur des Balges (33) bei ausgefahrenem Kolben (14) über einen Verlauf ohne Wendepunkt verfügt.

7. Zentralausrücker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur des Balges (33) bei eingefahrenem Kolben (14) über fünf Wendepunkte verfügt.

8. Zentralausrücker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (36) ein Spezialgas beinhaltet.

9. Zentralausrücker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (33) mindestens teilweise biegeweich ausgebildet ist.