DE10151308A1

DE10151308A1 - Nehmerzylinder für eine hydraulische Anlage zur Betätigung einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10151308A1
Application number: DE10151308A
Authority: DE
Inventors: Andreas Konrad
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-05-08
Also published as: US20030070542A1; FR2830913A1; US6868951B2; FR2830913B1

Abstract

Nehmerzylinder für eine druckmittelbetätigte Anlage zur Betätigung einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges mit einem konzentrisch um eine Getriebewelle angeordneten Zylindergehäuse zur Aufnahme eines Ringkolbens, der zur Betätigung der Reibungskupplung mit einem Ausrücklager verbunden ist, wobei sich das Zylindergehäuse an einer Wand des Getriebes zur Aufnahme von Betätigungskräften am Ausrücklager abstützt und eine Lagerung aufweist, die Taumelbewegungen des Zylindergehäuses aufnehmen kann. Der Vorteil der Erfindung liegt in der Verminderung von Verschleiß an der Führung und an den Dichtungen zwischen dem Kolben und dem Zylindergehäuse, nämlich dadurch, dass das Ausrücklager gemeinsam mit dem Kolben und dem Zylindergehäuse des Nehmerzylinders um eine Lagerung in Kugelform taumeln und die Bewegung ausführen kann, die auf das Ausrücklager wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder für eine hydraulische Anlage zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges zur Betätigung einer Reibungskupplung mit einem konzentrisch um eine Getriebewelle angeordneten Zylindergehäuse zur Aufnahme eines Ringkolbens, der zur hydraulischen Betätigung der Reibungskupplung mit einem Ausrücklager verbunden ist, wobei sich das Zylindergehäuse an einer Wand des Getriebes zur Aufnahme von Betätigungskräften am Ausrücklager abstützt.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 198 19 970.8 ist eine Kupplungsausrückvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer hydraulischen Betätigung bekannt geworden, deren Nehmerzylinder eine Ausrückeinheit betätigt, welche um eine Getriebeachse konzentrisch angeordnet ist und eine Kupplung des Kraftfahrzeuges ein- und ausrücken kann, wobei die Ausrückeinheit aus einem Gehäuse und einem Kolben besteht, der von einem unter Druck stehenden Medium bewegt wird, das durch einen Steuerring mit einem Druckleitungsanschluß und mit einer Entlüftungsbohrung gesteuert wird, wobei durch das Zusammenwirken des Steuerrings mit einer Steuernut im Kolben bewirkt wird, dass der Weg des Kolbens im Nehmerzylinder sich während der gesamten Lebensdauer der Kupplung gegenüber dem Weg des Pedals auch bei Verschleiß der Kupplung nicht verändert.

Für die Betrachtung der vorgenannten Kupplungsausrückvorrichtung ist weniger der dort realisierte Verschleißausgleich über der Gesamtlebensdauer, als vielmehr die Befestigung des Gehäuses an der Getriebewand von Interesse, wobei das Gehäuse einen Flansch aufweist, der mit der Getriebewand verschraubt werden muss. Aus der Fig. 2 geht hervor, dass ein Kolben im Gehäuse mit einem Ausrücklager verbunden ist, welches durch eine präzise Führung des Kolbens im Gehäuse keine Bewegungsfreiheit in radialer Richtung aufweist. Das Ausrücklager steht mit den Zungen einer Membranfeder der Kupplung beinahe ständig in Berührung, wobei die Zungen praktisch immer einen Planschlag dort aufweisen, wo sie mit dem Ausrücklager in Berührung kommen. Entsprechend der ersten Ordnung der Motordrehzahl bringen die Zungen das Ausrücklager wie den Kolben des Nehmerzylinders zum Taumeln, wobei es sowohl an den Berührungsstellen zwischen dem Ausrücklager und den Zungen der Membranfeder, wie auch im Nehmerzylinder zu erhöhtem Verschleiß kommen kann. Die Taumelbewegungen werden nicht nur beim Kupplungsvorgang, sondern auch dann übertragen, wenn die Kupplung nicht ausgerückt wird. Während beim Ausrückvorgang die Membranfeder und somit die Zungen verformt werden und der Planschlag zumindest teilweise kompensiert wird, kommt der volle Planschlag beim Ausrücklager im nicht ausgerückten Zustand der Kupplung am Ausrücklager an. Schließlich können Fertigungsungenauigkeiten, nämlich Mittenversatz und Unrundheiten speziell durch die thermische Behandlung der Membranfeder ebenfalls Relativbewegungen zwischen dem Ausrücklager und den Zungen entstehen lassen.

Da der Austausch eines Ausrücklagers und der einer Kupplung je nach Art des Kraftfahrzeugs hohe Kosten verursachen kann, macht es sich die Erfindung zur Aufgabe, einen Nehmerzylinder zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe des Kraftfahrzeugs derart an zu ordnen, dass Relativbewegungen zwischen einem Ausrücklager und Zungen einer Membranfeder einer Reibungskupplung kompensiert werden.

Als Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, den Nehmerzylinder zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe derart an zu ordnen, dass das Ausrücklager, welches an einem Kolben in einem Zylindergehäuse des Nehmerzylinders angeordnet ist, den möglichen Taumelbewegungen der Zungen der Membranfeder der Reibungskupplung folgen kann.

Aus den vorgenannten Gründen werden also dem Ausrücklager Taumelbewegungen aufgezwungen, die sich auf den Kolben übertragen, auf dem der stehende Teil des Ausrücklagers befestigt ist. Schließlich taumelt auch das Zylindergehäuse, welches die Abstützkräfte vom Kupplungsvorgang an eine Wand des Getriebes weiter zu leiten hat. Zur Vermeidung von Nachteilen der vorbeschriebenen Art wird vorgeschlagen, dass das Zylindergehäuse mittels einer Lagerung in Kugelform an der Wand des Getriebes angeordnet wird, wobei den Schwenk- und Taumelbewegungen des Nehmerzylinders kein Widerstand mehr entgegengestellt wird, sondern vielmehr die von den Zungen der Membranfeder auf das Ausrücklager übertragenen Bewegungen zugelassen werden.

Die Lagerung in Kugelform setzt sich aus einem Außenring mit einer nach innen weisenden konkaven Kugellaufbahn und einem Lagerring mit einer nach außen weisenden Kugellaufbahn zusammen. Der Außenring ist mit einem an der Wand des Getriebes befestigbaren Lagerflansch und der Lagerring mit dem Zylindergehäuse verbunden. Vorzugsweise ist der Außenring einteilig mit dem Lagerflansch verbunden, was Vorteile bei der genauen und zentrischen Montage des Außenrings mit sich bringt, wenn der Lagerflansch an einer Zentrierung an der Wand des Getriebes angeordnet wird. Es ist ferner von Vorteil, wenn der Lagerflansch aus Kunststoffmaterial besteht, da der Außenring durch radial verlaufende Schlitze in eine Vielzahl von Abschnitten aufgeteilt werden kann, die eine radiale Elastizität aufweisen.

Die Lagerung in Kugelform kommt dadurch zu Stande, dass der Lagerring in die Kugellaufbahn des Außenringes eingeschnappt werden kann, wodurch sich die beiden Kugellaufbahnen vereinigen und ein Kugelgelenk mit einem definiertem Schwenkpunkt bilden, um den das Zylindergehäuse und somit der Nehmerzylinder mit seinem Ausrücklager schwenken kann. Der Lagerring ist auf einen Ringfortsatz am Zylindergehäuse aufgepresst und so mit diesem starr verbunden. Die Abschnitte des Außenrings weisen nach der Montage des Lagerringes durch ihre Elastizität noch so viel Vorspannung auf, dass die Lagerung in Kugelform auch bei höheren axialen Belastungen beim Kupplungsvorgang kein Radalspiel zu lässt.

Mit Hilfe zweier Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Zylindergehäuse eines Nehmerzylinders und seine Lagerung in Kugelform über einen Lagerring und einen Außenring an einem Lagerflansch;
Fig. 2 den Außenring am Lagerflansch, durch Schlitze unterteilt in eine Mehrzahl von Abschnitten.
Der in Fig. 1 nicht komplett dargestellte Nehmerzylinder ist zentral um eine Getriebewelle 1 angeordnet und besteht im Wesentlichen aus einem Zylindergehäuse 2 mit einem Ringfortsatz 3, auf den ein Lagering 4 aufgezogen ist. Dieser weist an seinem Außendurchmesser eine Kugellaufbahn 5 auf, die konvex ausgebildet ist und in einer konkav ausgestalteten Kugellaufbahn 5 eines Außenringes 6 unter Vorspannung gelagert ist. Der Außenring 6 gehört zu einem Lagerflansch 9, der an einer Wand eines Getriebes befestigt ist und die Axialkräfte, die beim Kupplungsvorgang im Nehmerzylinder entstehen, aufnehmen muss. Der Außenring 6 weist radial verlaufende Schlitze 8 auf, die den Außenring 6 in eine Vielzahl von Abschnitten 7 einteilen, die eine radial gerichtete Elastizität aufweisen und ermöglichen, dass der Lagerring 4 in den Außenring 6 eingeschnappt und von jenem unter Vorspannung gehalten werden kann.
Der Vorteil der Erfindung liegt in der Verminderung von Verschleiß an der Führung und an den Dichtungen zwischen dem Kolben und dem Zylindergehäuse 2, nämlich dadurch, dass das Ausrücklager gemeinsam mit dem Kolben und dem Zylindergehäuse 2 des Nehmerzylinders um eine Lagerung in Kugelform taumeln und die Bewegung ausführen kann, die auf das Ausrücklager wirkt. Durch den so gewonnenen Freiheitsgrad werden Zwangskräfte an den Verbindungsstellen aller beteiligten Elemente vermieden. Bezugszeichenliste 1 Getriebewelle
2 Zylindergehäuse
3 Ringfortsatz
4 Lagerring
5 Kugellaufbahn
6 Außenring
7 Abschnitt
8 Schlitz
9 Lagerflansch

Claims

1. Nehmerzylinder für eine druckmittelbetätigte Anlage zur Betätigung einer Reibungskupplung zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges mit einem konzentrisch um eine Getriebewelle angeordneten Zylindergehäuse zur Aufnahme eines Ringkolbens, der zur Betätigung der Reibungskupplung mit einem Ausrücklager verbunden ist, wobei sich das Zylindergehäuse an einer Wand des Getriebes zur Aufnahme von Betätigungskräften am Ausrücklager abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) an der Wand des Getriebes eine Lagerung aufweist, die Taumelbewegungen des Zylindergehäuses (2) aufnehmen kann.

2. Nehmerzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung eine Kugelform aufweist, die zwischen der Wand des Getriebes und dem Zylindergehäuse (2) angeordnet ist.

3. Nehmerzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung aus einem Außenring (6) mit einer nach innen weisenden konkaven Kugellaufbahn (5) und einem Lagerring (4) mit einer nach außen weisenden Kugellaufbahn (5) besteht.

4. Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (6) mit einem an der Wand des Getriebes befestigbaren Lagerflansch (9) und der Lagerring (4) mit dem Zylindergehäuse (2) verbunden ist.

5. Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerflansch (9) aus Kunststoffmaterial bestehen kann.

6. Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (6) in radialer Richtung mindestens zwei Schlitze (8) aufweist, die den Außenring (6) in eine Mehrzahl von Abschnitten (7) zerlegen, die eine radiale Elastizität aufweisen.

7. Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (4) in die Kugellaufbahn (5) des Außenringes (6) eingeschnappt werden kann, wodurch sich ein Kugelgelenk mit einem definiertem Schwenkpunkt bildet, um den das Zylindergehäuse (2) und somit der Nehmerzylinder schwenken kann.

8. Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (4) auf einen Ringfortsatz (3) am Zylindergehäuse (2) aufgepresst ist.

9. Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (7) auf die Kugellaufbahn (5) des Lagerringes (4) eine permanente Vorspannung ausüben.