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Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe in einem Gehäuse, insbesondere in einer Gehäuseglocke angeordnete Reibungskupplung, umfassend eine im Gehäuse angeordnete, vorzugsweise einen Druckmittelkraftringzylinder umfassende Druckmittelkraftzylinderanordnung, unter deren Vermittlung die Reibungskupplung über eine gleichachsig zur Reibungskupplung bewegliche Ausrücklageranordnung betätigbar ist, und eine der Ausrücklageranordnung oder einer Ausrücklageranordnungsseite der Druckmittelkraftzylinderanordnung oder der Reibungskupplung zugeordnete, eine Ist-Ausrückung erfassende Messanordnung mit einer Mehrzahl von im Gehäuse um die Kupplungsachse verteilt angeordneten Messwertaufnehmern.
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Betätigungseinrichtungen der genannten Art sind beispielsweise aus der
DE 197 16 600 A1 und der
DE 197 14 226 A1 bekannt. Bei den bekannten Betätigungseinrichtungen sind die Messwertaufnehmer von hydraulischen Messzylindern gebildet. Damit von den hydraulischen Messzylindern keine wesentlichen Kippmomente auf die Ausrücklageranordnung oder die Ausrücklageranordnungsseite der Druckmittelkraftzylinderanordnung (speziell Pneumatikkraftzylinderanordnung) ausüben, schlägt speziell die
DE 197 14 226 A1 vor, die hydraulischen Messzylinder (oder allgemein eine Messwertaufnehmeranordnung oder Geberelementanordnung) im Wesentlichen symmetrisch zur Kupplungsachse auszubilden. Speziell für den Fall einer Mehrzahl von hydraulischen Messzylindern wird vorgeschlagen, dass diese um die Kupplungsachse mit gleichem Umfangswinkel und gleichem Radialabstand verteilt angeordnet sind, so dass auf die Messung der Ist-Ausrückung zurückgehende, von den einzelnen Messzylindern ausgeübte Querkräfte sich gegenseitig kompensieren und dementsprechend insgesamt kein wesentliches, auf die Ausrücklageranordnung beziehungsweise die Ausrücklageranordnungsseite der Druckmittelkraftzylinderanordnung (beispielsweise ein Pneumatik-Ringkolben) wirkendes Kippmoment auftritt. Die Gefahr einer Selbsthemmung der Druckmittelkraftzylinderanordnung beziehungsweise Pneumatikkraftzylinderanordnung wird hier durch zuverlässig vermieden.
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Eine solche Anordnung von hydraulischen Messzylindern (allgemein Messwertaufnehmern) in der Gehäuseglocke hat allerdings den Nachteil, dass die Messwertaufnehmer in der Gehäuseglocke nicht oder kaum zugänglich sind, solange Motor und Getriebe verbunden sind, also der Antriebsstrang nicht aufgetrennt wird. Insbesondere ist es nicht möglich, die Messwertaufnehmer für Reparaturzwecke oder zum Austausch eines defekten Messwertaufnehmers auszubauen und – gegebenenfalls in Form eines Austausch-Messwertgebers – wieder einzubauen, ohne den Antriebsstrang aufzutrennen. Das Auftrennen des Antriebsstrangs bedingt hingegen einen großen Demontage und Montageaufwand mit dementsprechendem Kostenaufwand.
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Um hier Abhilfe zu schaffen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass die Betätigungseinrichtung dafür ausgebildet ist, dass – bei einem wenigstens eine Gehäuseöffnung aufweisenden Gehäuse – durch die wenigstens eine Gehäuseöffnung ohne Auftrennen des Antriebsstrangs wenigstens mehrere, vorzugsweise alle der Messwertaufnehmer aus dem Gehäuseinneren ausbaubar und – gegebenenfalls in Form eines Austausch-Messwertgebers – wieder einbaubar sind.
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Man könnte daran denken, dass man das Gehäuse (die Gehäuseglocke) mit mehreren Gehäuseöffnungen beziehungsweise einer sehr großen Gehäuseöffnung ausbildet, um das Ausbauen und Einbauen der Messwertaufnehmer ohne Auftrennen des Antriebsstrangs zu ermöglichen. Dieser Lösungsansatz ist aber insofern nachteilig, als das durch eine entsprechende Anzahl von Gehäuseöffnungen beziehungsweise durch eine sehr große Gehäuseöffnung die Gehäuseglocke strukturell geschwächt wird, was insbesondere für Nutzkraftfahrzeuge nicht wünschenswert ist. Überdies sind mehrere Gehäuseöffnungen nicht immer möglich. Es wird deshalb als bevorzugte Weiterbildung sowie als nebengeordneter unabhängiger Lösungsanspruch vorgeschlagen, dass eine Transporteinrichtung vorgesehen ist, mittels der wenigstens einer der Messwertaufnehmer von einer von einer zugeordneten Gehäuseöffnung ferneren Betriebsposition zu einer der zugeordneten Gehäuseöffnung näheren Ausbauposition transportierbar ist. In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise ferner vorgesehen, dass mittels der Transporteinrichtung wenigstens einer der Messwertaufnehmer von einer einer/der zugeordneten Gehäuseöffnung näheren, gegebenenfalls der Ausbauposition entsprechenden Einbauposition zu der von der zugeordneten Gehäuseöffnung ferneren Betriebsposition transportierbar ist. Wenn hiervon Betriebsposition und Einbau- beziehungsweise. Ausbauposition gesprochen wird, so meinen diese Begriffe einerseits die Position, die der Messwertaufnehmer normalerweise, während des Fahrzeugbetriebs, einnimmt, um die Ist-Ausrückung zu erfassen, sowie andererseits eine Position, zu der der Messwertaufnehmer mittels der Transporteinrichtung transportiert wird und von der aus derselbe aus dem Gehäuse durch die zugeordnete Gehäuseöffnung ausgebaut werden kann, beziehungsweise eine Position, die der Messwertaufnehmer im Gehäuse nach dem Einbau einnimmt, bevor er zu seiner Betriebsposition für den normalen Fahrzeugbetrieb transportiert wird.
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Es kann zweckmäßig sein, wenn mittels der Transporteinrichtung mehrere der Messwertaufnehmer – gegebenenfalls zeitlich nacheinander – zu einer diesen Messwertaufnehmern gemeinsam zugeordneten Gehäuseöffnung transportierbar sind. Eine derartige Ausbildung der Transporteinrichtung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn mehr als zwei Messwertaufnehmer vorgesehen sind. Für die Messwertaufnehmer kann dann eine gemeinsame Transporteinrichtung vorgesehen sein.
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Wenigstens einem Messwertaufnehmer kann eine Betriebsposition zugeordnet sein, in der er derart einer/der Gehäuseöffnung positionsmäßig zugeordnet ist, dass er ohne Auftrennen des Antriebsstrangs aus dem Gehäuseinneren ausbaubar und – gegebenenfalls in Form eines Austausch-Messwertgebers – wieder einbaubar ist. In diesem Fall fallen die Betriebsposition und die Ausbau- und Einbauposition gewissermaßen zusammen.
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Für die Transporteinrichtung wird nach einem bevorzugten Ausgestaltungsansatz vorgeschlagen, dass diese wenigstens einen im Gehäuse bewegbar gelagerten Messwertaufnehmerträger aufweist, der wenigstens einen Messwertaufnehmer trägt und zum Transport des Messwertaufnehmers zwischen einer/der von der Gehäuseöffnung ferneren Betriebsposition und einer/der der Gehäuseöffnung näheren Ausbau- beziehungsweise Einbauposition dient. Der bewegbar gelagerte Messwertaufnehmerträger kann im Betrieb auch den von seiner Betriebsposition aus ausbaubaren, der Gehäuseöffnung positionsmäßig zugeordneten Messwertaufnehmer tragen.
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Alternativ ist es aber auch denkbar, dass der von seiner Betriebsposition aus ausbaubare, der Gehäuseöffnung positionsmäßig zugeordnete Messwertaufnehmer im Betrieb an einem gegenüber dem bewegbar gelagerten Messwertaufnehmerträger gesonderten Messwertaufnehmerträger, vorzugsweise dem Druckmittelkraftringzylinder, angebracht ist.
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Möchte man eine der Druckmittelkraftzylinderanordnung zugeordnete Steuer/Regel-Ventilanordnung, über die die Druckmittelkraftzylinderanordnung betätigbar ist, in vergleichsweise enger Nachbarschaft zur Druckmittelkraftzylinderanordnung anordnen, so kann es zweckmäßig sein, dass die Steuer/Regel-Ventilanordnung zusammen mit einem Messwertaufnehmer in eine Betätigungsbaueinheit integriert ist. Zwar könnte man daran denken, dass auch die Betätigungsbaueinheit in dem Gehäuse derart angeordnet ist, dass sie mittels der Transporteinrichtung zwischen einer Betriebsposition und einer Aus- und Einbauposition transportierbar ist. Besonders zweckmäßig erscheint es aber, dass die Betätigungsbaueinheit aus ihrer Betriebsposition ausbaubar und in diese wieder einbaubar ist. Der in die Betätigungsbaueinheit integrierte Messwertaufnehmer ist dann als ein von seiner Betriebsposition aus ausbaubarer, der Gehäuseöffnung positionsmäßig zugeordneter Messwertaufnehmer anzusehen. Es kann sich um den einzigen derartigen Messwertaufnehmer handeln.
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Im Hinblick auf die Betriebssicherheit ist es zweckmäßig, wenn der bewegbar gelagerte Messwertaufnehmerträger mittels einer Fixiereinrichtung für den Betrieb positionsmäßig fixierbar ist. Vibrationen und dergleichen können dann keine Positionsänderungen hervorrufen. Da sich möglicherweise, beispielsweise nach einer längeren Betriebsphase, die positionsmäßige Fixierung schlecht und nur unter Einsatz großer Kräfte wieder lösen lassen könnte, wird weiterbildend vorgeschlagen, dass eine Fixierungslöseeinrichtung vorgesehen ist, um das Lösen einer positionsmäßigen Fixierung des Messwertaufnehmerträgers wenigstens zu unterstützen.
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Zur Erleichterung des Ein- und Ausbauens des oder der Messwertaufnehmer kann eine Antriebseinrichtung vorgesehen sein, mittels der der bewegbar gelagerte Messwertaufnehmerträger zum Transport des wenigstens einen Messwertaufnehmers zwischen seiner Betriebsposition und seiner Ausbau- beziehungsweise Einbauposition bewegbar ist. Die Antriebseinrichtung kann vorteilhaft ein Zahnradgetriebe aufweisen, das beispielsweise eine am Messwertaufnehmerträger ausgebildete Verzahnung umfasst.
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Hinsichtlich der Ausbildung des Messwertaufnehmerträgers bestehen diverse Möglichkeiten. Beispielsweise kann der Messwertaufnehmerträger einen längs eines Verschiebewegs verschiebbar geführten Schlitten umfassen, der den wenigstens einen Messwertaufnehmer trägt. Nach einer besonders bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass der Messwertaufnehmerträger ein im Gehäuse drehbar oder schwenkbar gelagertes Dreh- oder Schwenkglied umfasst, beispielsweise ein die Kupplungsachse umschließendes Ringteil oder Ringscheibenteil. In diesem Zusammenhang kann man vorsehen, dass der Messwertaufnehmerträger vom drehbar gelagerten Druckmittelkraftringzylinder gebildet ist oder ein am drehbar gelagerten Druckmittelkraftzylinder angeordnetes Tragglied umfasst.
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Nach einem anderen Ausgestaltungsansatz für die Transporteinrichtung ist vorgesehen, dass die Transporteinrichtung wenigstens eine Schiebeführung aufweist, in der wenigstens einer der Messwertaufnehmer zwischen einer/der von der Gehäuseöffnung ferneren Betriebsposition und einer/der der Gehäuseöffnung näheren Ausbau- beziehungsweise Einbauposition verschiebbar geführt ist. Die Schiebeführung kann wenigstens einen langlochartigen oder kulissenartigen Schlitz in einem im Gehäuse angeordneten Scheibenteil umfassen.
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Im Hinblick auf die Betriebssicherheit erscheint es zweckmäßig, eine Fixierbarkeit des Messwertaufnehmers in der Betriebsposition vorzusehen. Beispielsweise kann der Messwertaufnehmer mittels einer an einer zumindest im Betrieb stationären Abstützstelle abstützbaren Fixiergestängeanordnung fixierbar sein, mittels der der Messwertaufnehmer beispielsweise an einem geschlossenen Ende der Schiebeführung gehalten wird.
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Die Abstützstelle kann von einer Baueinheit gebildet sein, die eine Steuer/Regel-Ventilanordnung enthält, über die die Druckmittelkraftzylinderanordnung betätigbar ist. Die Baueinheit kann außerhalb des Gehäuses angeordnet sein, beispielsweise um die Ventilanordnung den im Gehäuse auftretenden thermischen Einwirkungen nicht auszusetzen. Betreffend die Fixiergestängeanordnung wird als besonders bevorzugt vorgeschlagen, dass diese von einer Leitungsanordnung gebildet ist, die Messsignale von dem Messwertaufnehmer zur Baueinheit überträgt. Bei der Leitungsanordnung kann es sich beispielsweise um eine hydraulische Leitungsanordnung handeln, die auf hydraulischem Wege Messsignale zur Baueinheit überträgt, etwa im Falle, dass die Messwertaufnehmer von hydraulischen Messzylindern gebildet sind. Es kommen aber auch andere Leitungsanordnungen, beispielsweise eine elektrische Leitungsanordnung, in Betracht, je nach Ausbildung der Messwertaufnehmer.
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Wie vorangehend schon angedeutet, wird speziell daran gedacht, dass die Messwertaufnehmer von hydraulischen Messzylindern gebildet sind, die vorzugsweise derart um die Kupplungsachse angeordnet sind, dass auf eine Ausrücklageranordnungsseite der Druckmittelkraftzylinderanordnung von den Messwertaufnehmern insgesamt kein wesentliches Kippmoment ausgeübt wird. Vorzugsweise sind die Messwertaufnehmer im Wesentlichen symmetrisch um die Kupplungsachse angeordnet.
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Im Hinblick auf eine möglichst hohe strukturelle Festigkeit des Gehäuses ist es bevorzugt, dass das Gehäuse genau eine Gehäuseöffnung aufweist, die zum Ein- und Ausbauen der Messwertaufnehmer ohne Auftrennen des Antriebsstrangs dient.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, umfassend eine Antriebseinheit, ein Getriebe und eine zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe in einem wenigstens eine Gehäuseöffnung aufweisenden Gehäuse angeordnete Reibungskupplung, sowie umfassend eine Betätigungseinrichtung (vorzugsweise wie vorangehend beschrieben), von deren Messwertaufnehmern wenigstens mehrere, vorzugsweise alle aus dem Gehäuseinneren ohne Auftrennen des Antriebsstranges ausbaubar und – gegebenenfalls in Form eines Austausch-Messwertgebers – wieder einbaubar sind.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dieser Text wurde durch das DPMA aus Originalquellen übernommen. Er enthält keine Zeichnungen. Die Darstellung von Tabellen und Formeln kann unbefriedigend sein.
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1 zeigt eine Längsschnittansicht nach Linie I-I in 2 einer Betätigungseinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung mit einem Druckmittelkraftzylinder, speziell Pneumatikkraftzylinder, im teilweise ausgefahrenen Zustand.
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2 zeigt die Betätigungseinrichtung der 1 in einer teilgeschnittenen (Schnittlinie II-II in 1) Ansicht in axialer Richtung mit Sichtrichtung von der Kupplung her auf den Pneumatikkolben und die Ausrücklageranordnung der Betätigungseinrichtung.
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3 zeigt in einer 1 entsprechenden Darstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung (Längsschnitt nach Linie III-III in 4).
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4 zeigt in einer 2 entsprechenden Darstellung eine axiale Ansicht der Betätigungseinrichtung der 2 (Teil-Querschnitt nach Linie IV-IV in 3).
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5 zeigt in einer 1 entsprechenden Darstellung eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung (Längsschnitt nach Linie V-V in 6).
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6 zeigt in einer 2 entsprechenden Darstellung eine axiale Ansicht auf die Betätigungseinrichtung der 5 (Teil-Querschnitt nach Linie VI-VI in 5).
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7 ist eine Schnittansicht eines Bereichs der Betätigungseinrichtung der 5 und 6 nach Schnittlinie VII-VII in 6.
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Zunächst wird mit Bezugnahme auf die 1 und 2 der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise einer Betätigungseinrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben, wie sie beispielsweise bei Nutzfahrzeugen eingesetzt wird. Die Betätigungseinrichtung 10 ist derart aufgebaut, dass sie eine Kupplungsachse A einer nicht dargestellten Kraftfahrzeug-Reibungskupplung im Wesentlichen konzentrisch umgibt und verschiedene Komponenten derselben ringartig aufgebaut sind und die Kupplungsachse A umschließen.
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Man erkennt radial außen ein Gehäuse 12 der Betätigungseinrichtung 10, in welches eine nachfolgend beschriebene Ventilanordnung 14 integriert ist. Radial innerhalb der Ventilanordnung 14 liegt eine Messanordnung 16, welche zwei hydraulische Messzylinder 20a und 20b umfasst, die jeweils einen in Richtung der Kupplungsachse A verlagerbaren Messkolben 18a beziehungsweise 18b aufweisen, der in einem zu einer axialen Seite offenen Zylinderraum angeordnet ist, der im Falle des Messzylinders 20a im Gehäuse 12 und im Falle des Messzylinders 20b in einem gesonderten Messzylindergehäuse 12b ausgebildet und axial in Richtung zur Reibungskupplung offen ist. Zwischen dem jeweiligen Messkolben und einer Innenumfangswandung des betreffenden Zylinderraums sind Dichtungselemente wirksam, die den betreffenden Messzylinder abdichten.
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An seinem aus dem Messzylinder 20a beziehungsweise 20b herausragenden Ende stehen die Messkolben 18a und 18b unter Vermittlung eines am Kolbenende festgelegten Federelements 24a beziehungsweise 24b in Verschiebeeingriff mit einem ringartig ausgebildeten Druckmittelkraftkolben 26. Der Druckmittelkraftkolben 26 gehört zu einer Druckmittelkraftzylinderanordnung. Vorliegend handelt es sich bei der Druckmittelkraftzylinderanordnung um eine Pneumatikkraftzylinderanordnung. Der Druckmittelkraftkolben 26 ist in Richtung der Kupplungsachse A verlagerbar und mittels der einen radial äußeren Rand eines Ringflansches des Druckmittelkraftkolbens 26 umgreifenden Federelemente 24a und 24b mit den Messkolben 18a und 18b in Bezug auf axiale Bewegungen bewegungsverkoppelt.
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Ein Ringzylinderraum 29 des Druckmittelkraftzylinder 28 wird von einem Rohrteil 30 und einem ringförmigen Wandungsteil 31 mit einem radial äußeren Wandungsabschnitt 32 und einem Zylinderboden 33 sowie einem in den Ringzylinderraum 29 eingreifenden Kolbenelement 34 des Druckmittelkraftkolbens 26 begrenzt. Zwischen dem Druckmittelkraftkolben 26, speziell dessen Kolbenelement 34 einerseits und dem Rohrteil 30 und dem Wandungsteil 31 andererseits sind verschiedene Dichtungselemente wirksam, die den Ringzylinderraum 29 druckmitteldicht, insbesondere pneumatikdicht, abdichten. In den Ringzylinderraum 29 ist eine Vorspann-Druckfeder 38 aufgenommen, die den Druckmittelkraftkolben 26 in Richtung auf Anschlag eines mit dem Druckmittelkraftkolben 26 fest gekoppelten Ausrücklagers 40 an einer zugeordneten Membranfederanordnung oder Tellerfederanordnung oder dergleichen der Reibungskupplung vorspannt. Das Ausrücklager 40 umfasst auf an sich bekannte Weise zwei Lagerschalen 48, 50, zwischen denen Lagerkugeln angeordnet sind. Die Lagerschale 48 ist mit dem Druckmittelkraftkolben 26 gekoppelt, und die Lagerschale 50 ist bezüglich diesen Bauteilen um die Kupplungsachse A drehbar und wirkt mit Federzungen oder dergleichen der Membranfeder- oder Tellerfederanordnung zum Ausrücken der Kupplung zusammen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass bei der dargestellten Ausgestaltungsform die Betätigungseinrichtung 10 zur Zusammenwirkung mit einer gedrückten Kupplung ausgebildet ist, dass aber ohne große konstruktive Änderungen eine Umgestaltung zur Zusammenwirkung mit einer gezogenen Kupplung möglich ist.
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Die Ventilanordnung 14 ist nach Art einer Druckwaage ausgebildet. In einer Öffnung 58 im Gehäuse 12 ist ein Ventilschieber 60 verschiebbar aufgenommen. Der Ventilschieber 60 ist durch eine Vorspannfeder 62 nach innen vorgespannt und stützt sich mit einem Flansch an einer Schulter der Öffnung 58 nach innen hin ab. Außen stützt sich die Vorspannfeder 62 an in die Öffnung 58 eingesetzten Einsetzteilen 65, 66 ab. Das topfartige Einsetzteil 65 weist in seinem Boden eine Öffnung auf, auf der unter Vorspannung eine Feder 68 ein Deckelelement 70 aufsitzt. Die Feder 68 stützt sich außen an dem hülsenartigen Einsetzteil 66 ab, das fest in die Öffnung 58 eingesetzt ist. Das Einsetzteil 66 weist eine Öffnung 74 zur Zufuhr von Druckluft auf.
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Der Ventilschieber 60 weist eine Öffnung 76 auf, die nach außen (zum Deckelelement 70 hin) offen ist und innen über Öffnungen 78 zu einer Umfangsnut 82 offen ist.
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Die Umfangsnut 82 steht mit einer in der Schnittansicht nicht zu erkennenden Entlüftungsöffnung in Verbindung. Das innere Ende des Ventilschiebers 60 begrenzt eine Hydraulikkammer 90, welche über das Gehäuse 12 durchsetzende Hydraulikleitungen 92 und ein einen Hydraulikanschluss aufweisendes, in 1 nicht dargestelltes Sicherheitsventil an einem Hydraulikbetätigungssystem angeschlossen ist beziehungsweise angeschlossen werden kann. Das Sicherheitsventil ist in eine Öffnung 94 des Gehäuses 12 eingesetzt, und stellt eine Hydraulikverbindung zwischen dem Hydraulikanschluss des Sicherheitsventils und – über die Hydraulikleitungen 92 – der Hydraulikkammer 90 nur dann her, wenn an der als Anschluss ausgeführten Öffnung 74 Druckluft mit hinreichendem Druck ansteht. Hierdurch werden Beschädigungen der Ventilanordnung 14 durch übermäßige Hydraulikdrücke in der Hydraulikkammer 90 vermieden.
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Das über das Sicherheitsventil an der Hydraulikkammer 90 angeschlossene beziehungsweise anschließbare Hydraulikbetätigungssystem kann beispielsweise einen mit einem Kupplungspedal gekoppelten Geberzylinder umfassen, durch welchen bei Niederdrücken des Kupplungspedals Hydraulikfluid über die Hydraulikleitungen 92 in die Hydraulikkammer 90 eingeleitet wird. Die Hydraulikkammer steht über einen Hydraulikkanal 91 in Fluidverbindung mit der Messanordnung 16, d. h. mit dem hydraulischen Messzylinder 20a derselben. Der hydraulische Messzylinder 20a wiederum ist über einen Schlauch 96 mit dem bezogen auf die Kupplungsachse A näherungsweise diametral gegenüberliegenden, im ungefähr gleichen Radialabstand zur Achse angeordneten hydraulischen Messzylinder 20b verbunden, so dass die Zylinderräume der beiden Messzylinder hydraulisch parallelgeschaltet sind. Im Gehäuse 12 ist ferner eine in der gezeigten Schnittansicht nicht erkennbare Pneumatikleitung ausgebildet, die über einen Anschluss 97 eine Pneumatikverbindung zwischen den die Vorspannfeder 62 enthaltenden Abschnitt der Öffnung 58 und dem Ringzylinderraum 29 der Druckmittelkraftzylinder 28 vorsieht.
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Dieser Text wurde durch das DPMA aus Originalquellen übernommen. Er enthält keine Zeichnungen. Die Darstellung von Tabellen und Formeln kann unbefriedigend Im Folgenden wird die Funktionsweise der Betätigungseinrichtung 10 der 1 und 2 näher beschrieben.
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Im eingerückten Zustand sind der Druckmittelkraftkolben 26, die beiden Messkolben 18a und 18b in der entsprechend dem Verschleißzustand der Kupplung weitestgehend eingefahrenen Axialstellungen und der Ventilschieber 60 ist aufgrund seiner Vorspannung durch die Vorspannfeder 62 in seiner innersten Position, so dass das äußerste Ende des Ventilschiebers 60 vom auf dem Boden des Einsetzteils 65 aufsitzenden Deckelelement 70 abgehoben ist (nach innen hin) und dementsprechend eine Entlüftungsverbindung zwischen dem Ringzylinderraum 29 und der Entlüftungsöffnung hergestellt ist über die genannte Pneumatikleitung im Gehäuse 12, dem die Vorspannfeder 62 enthaltenen Abschnitt der Öffnung 58, der Öffnung 76 im Ventilschieber 60, die Öffnungen 78 und die Umfangsnut 82. Es herrscht somit kein Druck im Ringzylinderraum 29, durch welchen der Druckmittelkraftkolben 26 in Richtung zur Kupplung gedrückt werden könnte.
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Wird nun zum Durchführen eines Ausrückvorgangs Hydraulikfluidvolumen über den Hydraulikanschluss des Sicherheitsventils (bei 94), das Sicherheitsventil und die Hydraulikleitungen 92 in die Hydraulikkammer 90 geleitet, beispielsweise dadurch, dass ein Kupplungspedal niedergedrückt und dadurch ein bestimmtes Volumen an Hydraulikfluid aus einem Geberzylinder des Kupplungspedals verdrängt und zum Hydraulikanschluss geleitet wird, so führt dies dazu, dass der Ventilschieber 60 durch den in der Hydraulikkammer 90 sich aufbauenden Hydraulikdruck nach außen verschoben wird. Dies führt weiterhin dazu, dass ein radial äußerer Abschnitt des Ventilschiebers 60, welcher in die Öffnung des Einsetzteils 65 eingreift, auf das Deckelelement 70 aufsetzt und durch Schließen der Öffnung 76 nach außen hin die vorangehend beschriebene Entlüftungsverbindung zwischen dem Ringzylinderraum 29 und der Entlüftungsöffnung unterbricht. Wird der Hydraulikdruck weiter erhöht, d. h. wird mehr Hydraulikfluid in die Hydraulikkammer 90 verdrängt, so schiebt der Ventilschieber 60 nunmehr das Deckelelement 70 gegen die Vorspannung der Feder 68 nach außen, so dass das Deckelelement 70 vom Boden des Einsetzteils 65 abhebt und hierdurch eine Pneumatikverbindung zwischen der als Anschluss ausgebildeten Öffnung 74 und dem die Vorspannfeder 62 enthaltenen Abschnitt der Öffnung 58 und damit dem Ringzylinderraum 29 freigibt, so dass Druckluft in den Ringzylinderraum 29 einströmen kann. Hierdurch wird der Druck in dem Ringzylinderraum 29 erhöht und der Druckmittelkraftkolben 26 entgegen der 'Vorspannung der Membranfeder oder dergleichen in Richtung zur Kupplung verschoben. Dabei nimmt der Druckmittelkraftkolben 26 unter Vermittlung der Federelemente 24a, 24b die Messkolben 18a, 18b mit, so dass das in der Hydraulikkammer 90 enthaltene Hydraulikfluid nunmehr in den in den Messzylindern 20a, 20b gebildeten Freiraum einströmen kann.
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Da nunmehr das unter Druck stehende Hydraulikfluid aus der Hydraulikkammer 90 ausströmen kann, wird bei konstant gehaltenem Kupplungspedal oder dergleichen der Druck in der Hydraulikkammer 90 absinken, so dass der Ventilschieber 60 sich wieder nach einwärts verlagert, und zwar so weit, bis das Deckelelement 70 die Durchgangsöffnung im Boden des Einsetzteils 65 wieder verschließt. Es ist dann ein Gleichgewichtszustand erreicht, in welchem der Ventilschieber 60, der Druckmittelkraftkolben 26 und dadurch zwangsweise auch die Messkolben 18a, 18b ihre jeweiligen Positionen oder Stellungen beibehalten.
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Man erkennt aus der vorangehenden Beschreibung, dass das in der Messanordnung 16 durch Verschieben der Messkolben 18a, 18b bereitgestellte Volumen, in welchem das Hydraulikfluid aus der Hydraulikkammer 90 aufgenommen wird, ein Maß für die Axialpositionierung des Druckmittelkraftkolbens 26 und damit die Ausrückstellung ist. Das heißt, jeder bestimmten Druckänderung in der Betätigungsanordnung, d. h. im Geberzylinder, welche eine Verdrängung eines bestimmten Fluidvolumens in Richtung zur Hydraulikkammer 90 bedingt, ist ein bestimmtes Volumen des in der Messanordnung 16 geschaffenen Raumes und eine entsprechend bestimmte Ausrückstellung des Druckmittelkraftkolbens 26 zugeordnet. Die Ventilanordnung 14 reguliert die Zufuhr von Druckluft zum Ringzylinderraum 29 entsprechend der so bestimmten Ist-Ausrückstellung des Druckmittelkraftkolbens 26 und dem eine Führungsgröße bildenden, durch den/einen Geberzylinder der Betätigungseinrichtung verdrängten Hydraulikfluidvolumen. Letztendlich reguliert die Ventilanordnung 14 die Druckluftzufuhr zum Ringzylinderraum 29 in Abhängigkeit von dem in der Hydraulikkammer 90 (und damit in den Messzylindern 20a, 20b) vorherrschenden Hydraulikdruck, welcher wiederum durch die erfasste Ist-Ausrückstellung und das Betätigungsausmaß des Geberzylinders, also die Führungsgröße, bestimmt ist.
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Wird nachfolgend das Betätigungspedal oder dergleichen freigegeben, so kann das in der Hydraulikkammer 90 enthaltene Hydraulikfluid über die Hydraulikleitungen 92 und den Hydraulikanschluss des Sicherheitsventils ausströmen, so dass der Ventilschieber 60 sich nunmehr weiter nach innen verlagern kann und mit seinem äußeren Endabschnitt vom Deckelelement 70 in Richtung nach innen abhebt. Es wird dann der vorangehend beschriebene Entlüftungsweg geöffnet, so dass der Druckmittelkraftkolben 26 sich in der Darstellung der 1 nach rechts bewegen kann, entweder in seine Einrückstellung oder wiederum in eine Stellung, in welcher sich ein vorangehend beschriebener Gleichgewichtszustand einstellt.
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Entsprechend der in den Messzylindern 20a, 20b herrschenden Hydraulikdrücke üben die Messkolben 18a, 18b Druckkräfte auf den Druckmittelkraftkolben 26 aus, wobei jeder Messkolben – für sich genommen – bezüglich der mit der Kupplungsachse A zusammenfallenden Achse des Druckmittelkraftzylinders 28 ein Kippmoment auf den Druckmittelkraftkolben 26 ausübt. Die von den beiden Messkolben ausgeübten Kippmomente sind aber im Wesentlichen entgegengesetzt gerichtet und näherungsweise betragsmäßig identisch, so dass sich die Kippmomente im Wesentlichen kompensieren und das resultierende Kippmoment gegen Null geht oder zumindest vernachlässigbar ist. Für die Kompensation der Kippmomente weisen die beiden Messzylinder 20a, 20b vorzugsweise gleiche Querschnitte auf und sind näherungsweise symmetrisch zur Kupplungsachse A angeordnet, liegen also einander (bezogen auf die Kupplungsachse A) näherungsweise diametral gegenüber mit zumindest näherungsweise identischem Radialabstand zur Kupplungsachse A. In 2 erkennbare Abweichungen von einer idealen Symmetrie bezüglich der Kupplungsachse A führen zu einem minimalen resultierenden Restkippmoment, das im Hinblick auf die Funktionsfähigkeit der Betätigungseinrichtung ohne Bedeutung ist. Die Abweichung von der idealen Symmetrie wurde aus hier nicht interessierenden Gründen im Zusammenhang mit Bauraumausnutzungsgesichtspunkten in Kauf genommen.
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Die die Ventilanordnung 14, den hydraulischen Messzylinder 20a und das Gehäuse 12 umfassende Einheit 13a ist am Druckmittelkraftzylinder 28 lösbar angebracht. Sie steht aus einer Öffnung 100 einer Gehäuseglocke 102 nach außen vor und kann ohne Auftrennen des von einer Antriebseinheit (einem Motor), einem Getriebe und der dazwischen angeordneten Reibungskupplung gebildeten Antriebsstrangs ausgebaut werden.
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Obwohl der andere Messzylinder 20b bezogen auf die Kupplungsachse A in der Gehäuseglocke 102 im Wesentlichen diametral zur Öffnung 100 angeordnet ist, kann die den Messzylinder 20b und das Messzylindergehäuse 12b gebildete Einheit 13b gleichwohl ohne Auftrennen des Antriebsstrangs durch die Öffnung 100 ausgebaut werden. Hierzu ist der Druckmittelkraftzylinder 28 bezogen auf die Kupplungsachse A drehbar gelagert und dient gewissermaßen als Transporteinrichtung für den Transport des am Druckmittelkraftzylinder 28 angebrachten Messzylinders 20b beziehungsweise der Einheit 13b hin zur Öffnung 100.
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Zur drehbaren Lagerung des Druckmittelkraftzylinder 28 ist an diesem ein topfförmiger Flansch 104 befestigt, dessen sich in axialer Richtung erstreckender Flanschabschnitt zur Befestigung und Zentrierung des Druckmittelkraftzylinder 28 über ein Zwischenstück 106 an der Gehäuseglocke 102 befestigt, abgestützt und zentriert ist. Eine Schraube 108 dient zum Festklemmen des Flansches 104, um den Druckmittelkraftzylinder 28 in einer gewünschten Drehstellung zu sichern. Anstelle der Schraube können auch andere form- oder kraftschlüssige Feststellmittel vorgesehen sein, beispielsweise Federn, Klammern, Haken, Rasteinrichtungen und dergleichen.
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Ist im Wartungs- oder Reparaturfall der zweite Messzylinder 20b auszutauschen, so wird das Gehäuse 12 mit der Ventilanordnung 14 und dem ersten Messzylinder 20a vom Druckmittelkraftzylinder 28 gelöst und weggeschwenkt. Es wird dann die Schraube 108 gelöst und, sofern erforderlich, der unter Umständen festsitzende Flansch 104 gelockert. Hierzu kann auch eine spezielle, in die Betätigungseinrichtung integrierte Lockerungsoder Abdrückeinrichtung vorgesehen sein. Es kann nun mit einem Werkzeug (z. B. einem Schraubendreher) der komplette Druckmittelkraftzylinder 28 gedreht werden. Hierzu kann das Werkzeug in am Flansch 104 ausgebildete Öffnungen 110 eingreifen (oder alternativ an am Flansch vorgesehenen Vorsprüngen angreifen). Der Druckmittelkraftzylinder 28 wird so lange gedreht, bis das Messzylindergehäuse 12b des zweiten Messzylinders 20b an der Öffnung 100 in der Gehäuseglocke 102 zu liegen kommt. Es werden dann das Messzylindergehäuse 12b am Druckmittelkraftzylinder 28 haltende Schrauben 112 gelöst, woraufhin das Messzylindergehäuse 12b (die Einheit 13b) aus der Gehäuseglocke 102 entnommen werden kann. Eine Wiedermontage des Messzylinders 20b oder – alternativ – eines Austausch-Messzylinders 20b erfolgt dann in umgekehrter Reihenfolge.
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Bei einer Reparatur dieser Art ist der Druckmittelkraftzylinder 28 durch die Membranfeder der Kupplung und die Vorspann-Druckfeder 38 vorgespannt, so dass der Flansch 104 nicht aus seiner von einer Ringnut 114 im Zwischenstück 106 gebildeten Führung springen kann. Eine axiale Festlegung durch die Schraube 108 ist somit nur vor einer Komplettierung des Antriebsstrangs mit Motor und Getriebe erforderlich.
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Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Betätigungseinrichtungen erläutert, wobei für identische, analoge und entsprechende Komponenten und Funktionselemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Es werden jeweils nur die Unterschiede zu den übrigen Ausführungsbeispielen erläutert; ansonsten wird ausdrücklich auf die Beschreibung der übrigen Ausführungsbeispiele verwiesen.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Tragscheibe 120 vorgesehen ist, an der das Messzylindergehäuse 12b des zweiten Messzylinders 20b angebracht ist. Die Tragscheibe 120 weist Lappenabschnitte 122 auf, die in Einformungen des Zylinderbodens 33 eingreifen, um die Tragscheibe 120 mit dem Druckmittelkraftzylinder 28 in Drehkoppeleingriff zu bringen. Die Tragscheibe 120 kann am Druckmittelkraftzylinder 28 fest angebracht sein. Aufgrund der Vorspannung des Ausrückzylinders durch die Vorspann-Druckfeder 38 und die Membranfeder der Kupplung ist die Tragscheibe 120 im komplettierten Antriebsstrang aber hinreichend zwischen dem Zylinderboden 33 und dem Zwischenstück 106 eingespannt, so dass eine axiale Festlegung der Tragscheibe 120 am Druckmittelkraftzylinder 28 nicht unbedingt erforderlich ist.
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Das Aus- und Einbauen des Messzylindergehäuses 12b erfolgt weitestgehend genauso wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Es wird zuerst das die Ventilanordnung 14 und den ersten Messzylinder 20a aufweisende Gehäuse 12a durch die Öffnung 100 ausgebaut. Anschließend wird der Druckmittelkraftzylinder 28 zusammen mit der Tragscheibe 120 gedreht, bis das Messzylindergehäuse 12b mit dem zweiten Messzylinder 20b aus der Öffnung 100 ausgebaut werden kann. Zur Erleichterung des Drehtransports des zweiten Messzylinders 20b mittels der Tragscheibe 120 kann diese, wie in 4 gezeigt, eine Außenverzahnung 130 aufweisen, die mit einem Gegenrad 132 (gegebenenfalls ein Schneckenrad) kämmt. Durch Drehen des Gegenrads 132, beispielsweise mit einer Ratsche, wird die Tragscheibe 120 unter Drehmitnahme des Druckmittelkraftzylinder 28 verdreht und trägt dementsprechend den zweiten Messzylinder 20b zur Öffnung 100. Eine Antriebseinrichtung zum Drehantrieb des Trägers des zweiten Messzylindergehäuses 12b könnte auch beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 zusätzlich vorgesehen sein.
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Es sollte noch erwähnt werden, dass in Abweichung von der Darstellung in 3 der zweite Messzylinder 20b auch auf einer gegenüber dem Druckmittelkraftzylinder 28 verdrehbar angeordneten, gesonderten Tragscheibe befestigt sein könnte und zum Ausbauen des zweiten Messzylinders der Druckmittelkraftzylinder 28 nicht mitgedreht wird. Eine synchrone Verdrehung des Druckmittelkraftzylinder 28 gemeinsam mit dem Messzylinderträger (Tragscheibe 120) ist aber insofern sinnvoll, als dass während des Drehtransports des zweiten Messzylinders 20b noch der Verschiebeeingriff zwischen dem Messkolben 18b und dem Druckmittelkraftkolben 26 besteht, der durch das Federelement 24b vermittelt wird. Erst bei der Entnahme des zweiten Messzylinders 20b aus der Gehäuseglocke durch die Öffnung 100 rutscht in Folge der entsprechenden Radialverlagerung der Einheit 13b nach außen ein den Rand des Druckmittelkraftkolbens 26 umgreifender Abschnitt des Federelements 24b vom Ringflansch des Druckmittelkraftkolbens 26 ab. Entsprechendes gilt für das Federelement 24a beim Ausbauen des Gehäuses 12a. Entsprechendes gilt ferner für die Federelemente 24a und 24b des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 und 2.
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Es sollte noch erwähnt werden, dass beim Einbauen des Gehäuses 12a beziehungsweise des Messzylindergehäuses 12b der Eingriff zwischen den Federelementen 24a und 24b und dem Druckmittelkraftkolben 26 ohne Weiteres wieder hergestellt werden kann, was durch die in den Figuren erkennbare Ausbildung der Federelemente 24a, 24b mit Auflaufschrägen erleichtert wird.
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Beim dritten Ausführungsbeispiel dar 5 bis 7 ist ein die Ventilanordnung 14 enthaltendes Gehäuse 12c außerhalb der Gehäuseglocke 102 an deren Außenseite befestigt und weist keinen Messwertaufnehmer für die Erfassung der Ist-Ausrückung auf. Die Ventilanordnung 14 steht über Hydraulikleitungen mit zwei gesonderten hydraulischen Messzylindern 20a und 20b in Verbindung, die in einem jeweiligen Messzylindergehäuse 12a beziehungsweise 12b ausgebildet sind. Die beiden Messzylinder 20a und 20b weisen jeweils einen Messkolben 18a beziehungsweise 18b auf, der mittels eines Federelements 24a beziehungsweise 24b mit dem Druckmittelkraftkolben 26 in Verschiebeeingriff steht.
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Die beiden Messzylindergehäuse 12a und 12b sind schienenartig in Kreisbogenbahnen definierenden kulissenartigen oder langlochartigen Aussparungen 140a und 140b einer Haltescheibe 142 geführt (vgl. insbesondere 7), die am Druckmittelkraftzylinder 28 befestigt ist und an diesem durch Lappenabschnitte 122 ähnlich wie die Lappenabschnitte 122 der Tragscheibe 120 des Ausführungsbeispiels der 3 und 4 gegen Verdrehen gesichert ist. Der Druckmittelkraftzylinder 28 selbst ist ebenfalls auf an sich bekannte Art und Weise gegen Verdrehen um die Kupplungsachse A gesichert.
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Die Messzylindergehäuse 12a und 12b weisen jeweils Führungsnuten 144 auf, die mit die jeweilige Aussparung 140a beziehungsweise 140b begrenzenden Randabschnitten der Haltescheibe 142 in Schiebeeingriff betreffend eine Verschiebung des jeweiligen Gehäuses längs der betreffenden Aussparung stehen. Die Messzylindergehäuse 12a und 12b können somit auf einer Kreisbogenbahn die betreffende Aussparung 140a entlang verschoben werden, gleiten gewissermaßen an von den die Aussparung begrenzenden Randabschnitten der Haltescheibe 142 gebildeten Schienen entlang. In ihrer in 6 gezeigten Betriebsposition werden die Messzylindergehäuse 12a, 12b durch die starr ausgebildeten Hydraulikleitungen 96a und 96b gehalten, die sich am Gehäuse 12c der Ventilanordnung 14 abstützen.
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Zum Abbauen des Gehäuses 12 und zum Ausbauen der Messzylindergehäuse 12a und 12b wird eine als Anschluss für die Hydraulikleitungen 96a und 96b dienende Hohlschraube 146 gelöst, so dass die Hydraulikleitungen 96a und 96b winkelmäßig verschwenkbar sind. Sofern noch nicht erfolgt, ist noch das Gehäuse 12c zu lösen, anschließend kann das Gehäuse 12c (Baueinheit 13c) von der Gehäuseglocke abgenommen werden, wobei über die Hydraulikleitungen 96a und 96b die Messzylindergehäuse 12a und 12b längs der jeweiligen Aussparung 140a beziehungsweise 140b mitgezogen werden. Die Messzylindergehäuse 12a und 12b gleiten dabei an den genannten Schienen entlang und können dann aus der Öffnung 100 entnommen werden. Die Öffnung 100 kann sehr klein ausgebildet sein, da die Hydraulikleitungen 96a und 96b unterschiedliche Länge aufweisen, so dass die Messzylindergehäuse 12a und 12b vor dem Durchtritt durch die Öffnung 100 übereinander zu liegen kommen und damit nicht gleichzeitig durch die Öffnung 100 hindurchtreten müssen. Es tritt zuerst das Messzylindergehäuse 12b und danach das Messzylindergehäuse 12a durch die Öffnung 100 hindurch.
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Anstelle von starren Hydraulikleitungen können auch flexible Leitungen zum Einsatz kommen. In diesem Falle sind gesonderte Fixiermittel zum Fixieren der Messzylindergehäuse in ihren Betriebspositionen erforderlich. Beispielsweise können gesonderte Fixierungsgestänge oder dergleichen verwendet werden.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Betätigungseinrichtung für eine in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe in einem Gehäuse, insbesondere in einer Gehäuseglocke angeordnete Reibungskupplung, umfassend eine im Gehäuse angeordnete, vorzugsweise einen Druckmittelkraftringzylinder umfassende Druckmittelkraftzylinderanordnung, unter deren Vermittlung die Reibungskupplung über eine gleichachsig zur Reibungskupplung bewegliche Ausrücklageranordnung betätigbar ist, und eine der Ausrücklageranordnung oder einer Ausrücklageranordnungsseite der Druckmittelkraftzylinderanordnung oder der Reibungskupplung zugeordnete, eine Ist-Ausrückung erfassende Messanordnung mit einer Mehrzahl von im Gehäuse um die Kupplungsachse verteilt angeordneten Messwertaufnehmern. unbefriedigend sein. Es wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse wenigstens eine Gehäuseöffnung aufweist und dass durch die Gehäuseöffnung ohne Auftrennen des Antriebsstrangs wenigstens mehrere, vorzugsweise alle der Messwertaufnehmer aus dem Gehäuseinneren ausbaubar und – gegebenenfalls in Form eines Austausch-Messwertgebers – wieder einbaubar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Betätigungseinrichtung
- 12
- Gehäuse
- 12a
- Messzylindergehäuse
- 12b
- Messzylindergehäuse
- 12c
- Gehäuse
- 13a
- Einheit
- 13b
- Einheit
- 13c
- Baueinheit
- 14
- Ventilanordnung
- 16
- Messanordnung
- 18a
- Messkolben
- 18b
- Messkolben
- 20a
- Messzylinder
- 20b
- Messzylinder
- 24a
- Federelement
- 24b
- Federelement
- 26
- Druckmittelkraftkolben
- 28
- Druckmittelkraftzylinder
- 29
- Ringzylinderraum
- 30
- Rohrteil
- 31
- Wandungsteil
- 32
- Wandungsabschnitt
- 33
- Zylinderboden
- 34
- Kolbenelement
- 38
- Vorspann-Druckfeder
- 40
- Ausrücklager
- 48
- Lagerschale
- 50
- Lagerschale
- 58
- Öffnung
- 60
- Ventilschieber
- 62
- Vorspannfeder
- 65
- Einsetzteil
- 66
- Einsetzteil
- 68
- Feder
- 70
- Deckelelement
- 74
- Öffnung
- 76
- Öffnung
- 78
- Öffnung
- 82
- Umfangsnut
- 90
- Hydraulikkammer
- 91
- Hydraulikkanal
- 92
- Hydraulikleitung
- 94
- Öffnung
- 96
- Schlauch
- 96a
- Hydraulikleitung
- 96b
- Hydraulikleitung
- 97
- Anschluss
- 100
- Öffnung
- 102
- Gehäuseglocke
- 104
- Flansch
- 106
- Zwischenstück
- 108
- Schraube
- 110
- Öffnungen
- 112
- Schraube
- 114
- Ringnut
- 120
- Tragscheibe
- 122
- Lappenabschnitt
- 130
- Außenverzahnung
- 132
- Gegenrad
- 140a
- Aussparung
- 140b
- Aussparung
- 142
- Haltescheibe
- 144
- Führungsnuten
- 146
- Hohlschraube
