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Die
Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung
für eine
Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
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Aus
der
DE 197 16 600
A1 ist eine Betätigungseinrichtung
bekannt, deren Kolben in einem Zylinder eine axiale Betriebsbewegung
ausübt
und dabei eine Reibungskupplung öffnet
oder schließt. Zwischen
einer Membranfeder und dem Kolben der Betätigungseinrichtung ist ein
Lager angeordnet, das ein Drehmoment ausgehend von der sich mit
dem Schwungrad des Motors drehenden Kupplung und der dazu ortsfesten
Membranfeder auf den Kolben verhindern soll. Insbesondere bei tiefen
Temperaturen kann jedoch eine erhöhte Reibung zwischen dem Innenlagerring
und dem Außenlagering
des Lagers auftreten, die zu einem in Umfangsrichtung wirkenden
Schleppmoment auf den Kolben führt.
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Diese
Verdrehbewegung des Kolbens infolge des Schleppmoments ist z. B.
dann schädlich, wenn
der Zylinder oder der Kolben mit einem Wegsensor ausgerüstet ist.
Im schlimmsten Fall wird durch eine Verdrehbewegung des Kolbens
der Sensor wirkungslos.
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Eine
Möglichkeit
die aufgezeigten Schwierigkeiten zu umgehen besteht darin, dass
der Kontakt zwischen dem Lager und der Kupplung und/oder dem Zylinder
bei geschlossener Kupplung aufgehoben ist und nur bei einer Öffnungsbewegung
der Kupplung hergestellt wird. Dieser jedes Mal erneut herzustellende
Kontakt ist mit Verschleiß und
Geräuschbildung
verbunden. Des weiteren ist dann ein Freigang zwischen dem Lager
und dem Kolben oder der Kupplung vorzusehen, damit der Kontakt bei
geschlossener Kupplung aufgehoben wird. Das Lager hat bevorzugt
eine selbstzentrierende Funktion bezogen auf die Getriebewelle und
damit für
die Kupplung. Bei einer erfolgten Verdrehung des Kolbens würde sich
das Lager bei jedem Kontakt zwischen dem Innenlagering und dem Außenlagerring
neu ausrichten müssen.
Dieser Vorgang fördert
ebenfalls einen erhöhten
Verschleiß.
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Für gewisse
Abhilfe sorgt eine zwischen dem Kolben und dem Zylinder verspannte
Feder, die den Kolben auf das Lager drückt. Die zwischen der Feder und
dem Kolben wirksame Reibkraft wirkt dem Schleppmoment entgegen.
Es gilt die Tendenz, dass mit einer größeren Federkraft die Wirkung
des Schleppmoments kompensiert werden kann. Jedoch muss mit einer
größeren Federkraft
auch die Kraft der Membranfeder der Kupplung vergrößert werden. Dadurch
sind Grenzen aufgezeigt.
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Die
DE 44 12 927 A1 und
die
DE 195 23 011 offenbaren
eine Verdrehsicherungseinrichtung, bei der ein Lagerteil mit einer
Fahne oder Führungsnocken
versehen ist, der in eine Führung
des Zylinders eingreift. Mit dieser Maßnahme wird das Schleppmoment
von der Verdrehsicherungseinrichtung aufgenommen. Die Verdrehsicherungseinrichtung
erfordert aufgrund der Führungsbauteile
einen vergleichsweise großen
radialen Bauraum, der häufig
nicht zur Verfügung
steht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verdrehsicherungseinrichtung
bei einer Betätigungseinrichtung
zu realisieren, die möglichst
individuell einsetzbar ist und einen möglichst kleinen Bauraumbedarf
benötigt.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
die Verdrehsicherungseinrichtung von einem kolbenseitigen Linearführungsteil
und von einem zylinderseitigen Linearführungsteil gebildet wird, die sich
in Abhängigkeit
der Kolbenbewegung axial zueinander bewegen.
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Beide
Linearführungsteile
sind bezogen auf ihre zugeordneten Baugruppen Kolben oder Zylinder verdrehgesichert.
Die Verdrehsicherungseinrichtung stellt eine bezogen auf den Kolben
und den Zylinder eigenständige
Baugruppe dar, so dass am Kolben und am Zylinder keine Linearführungsflächen vorgesehen
sein müssen.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Verdrehsicherungseinrichtung
innerhalb des Arbeitsraums angeordnet.
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Der
Arbeitsraum ist, insbesondere wenn die Betätigungseinrichtung mit einem
Gas als Druckmedium betrieben wird, möglichst klein zu wählen, um die
Eigenschaft der Kompressibilität
des Gases zu minimieren. Wenn die Verdreheinrichtung innerhalb des
Arbeitsraum angeordnet ist, dann muss das dafür benötigt Volumen nicht mehr mit
Gas besetzt sein. Des weiteren ist die Verdrehsicherungseinrichtung innerhalb
des Arbeitsraums sehr gut geschützt
und benötigt
keinen zusätzlichen
Bauraum.
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Das
Linearführungsteil
weist mindestens eine axiale Nut auf, in die ein Führungssteg
des anderen Linearführungsteils
eingreift.
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Um
Werkzeugkosten für
die bevorzugt aus einem Kunststoff bestehenden Linearführungen
zu sparen, sind die Anzahl und Abmessungen der Nuten und der Führungsstege
an beiden Linearführungsteilen
derart gewählt,
das beide Linearführungsteile identisch
sind.
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Bei
einer Variante der Verdrehsicherungseinrichtung sind die Linearführungsteile
axial beweglich in einem Führungsring
gelagert, der zu beiden Linearführungsteile
ein Führungsprofil
aufweist. Der Führungsring übernimmt
eine Teleskopfunktion für die beiden
Linearführungsteile,
so dass eine größere axiale Überdeckung
innerhalb der Verdrehsicherungseinrichtung vorliegt und damit größere Schleppmomente übertragen
werden können
oder bei umgekehrter Betrachtung die Belastung innerhalb der Verdrehsicherungseinrichtung
reduziert werden kann.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das Führungsprofil des Führungsrings
für das
eine Linearführungsteil
in Umfangsrichtung zum Führungsprofil
für das
andere Linearführungsteil
versetzt ausgeführt.
Damit soll eine möglichst
große
axiale Überdeckung
zwischen den Linearführungsteilen
und dem Führungsring
erreicht werden.
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Im
Hinblick auf eine einfache Handhabung der Verdrehsicherungseinrichtung
bei der Montage der Betätigungseinrichtung
weisen das kolbenseitige Linearführungsteil
und das zylinderseitige Linearführungsteil
eine Axialwegbegrenzung auf, die einen maximalen Abstand der beiden
Führungsteils
bestimmt, so dass die Verdrehsicherungseinrichtung eine vormontierbare
Baueinheit darstellt.
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So
wird die Axialbegrenzung von einem Anschlag gebildet, an dem das
Linearführungsteil
anliegt.
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Dazu
sind die Führungsstege
mit Schnapphaken ausgeführt,
die den Anschlag hintergreifen.
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Um
stets eine vorbestimmte Lage der Linearführungsteile innerhalb des Arbeitsraums
zu erreichen, sind die Linearführungsteile
von einer Feder auf Abstand zueinander vorgespannt und stützen sich
am Kolben und am Zylinder axial ab. Deshalb weisen der Kolben und
der Zylinder nur einfache Anschläge
für eine
Abstützung
der Linearführungsteile in
Umfangsrichtung auf.
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Anhand
der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Es
zeigt:
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1 Betätigungseinrichtung
in Schnittdarstellung
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2 Verdrehsicherungseinrichtung
in perspektivischer Darstellung
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3 u. 4 Verdrehsicherungseinrichtung
mit einem Führungsring
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5 Alternative
Vorspannfeder für
die Verdrehsicherungseinrichtung
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Die 1 zeigt
eine Betätigungseinrichtung 1 für eine nicht
dargestellte Kupplung, insbesondere eine Fahrzeugkupplung im Schnitt.
Ein topfförmiger Zylinder 3 bildet
einen Arbeitsraum 5, in dem ein Kolben 7 auf einer
Führungshülse 9 eine
axiale Betriebsbewegung in Abhängigkeit
eines willkürlich
veränderbaren
Druckmittelvolumens innerhalb des Arbeitsraums ausführt. Der
Kolben steht mit einem nicht dargestellten Bauteil, z. B. einer
Membranfeder in Wirkverbindung, die auf den Kolben ein Schleppmoment in
Umfangsrichtung ausübt.
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Innerhalb
des Arbeitsraums ist eine Verdrehsicherungseinrichtung 11 angeordnet,
die von einem kolbenseitigen und einem zylinderseitigen Linearführungsteil 13; 15 gebildet
wird. Beide Linearführungsteile
sind zu den jeweiligen Baugruppen Kolben und Zylinder verdrehgesichert.
Des Weiteren spannt eine Vorspannfeder den Kolben in Richtung der
Kupplung vor und wirkt ebenfalls einem Schleppmoment entgegen, da
jeweils ein Reibkontakt zum Kolben und zum Zylinder vorliegt.
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Die 2 zeigt
die Verdrehsicherungseinrichtung 11 als separate Baugruppe.
Beide Linearführungsteile 13; 15 sind
als eine Hülse
ausgeführt, die
mindestens eine axiale Nut 17k; 17z aufweist,
in die mindestens ein Führungssteg 19k; 19z eingreift. Im
Bereich der Führungsstege
sind jeweils Taschen 21 eingeformt, die mit dem Kolben
oder dem Zylinder einen Formschluss zur Sicherung in Umfangsrichtung
eingehen. Innerhalb der Verdrehsicherungseinrichtung ist eine Feder 23 eingelegt,
die die beiden Linearführungsteile 13; 15 auf
Abstand vorspannt. Sämtliche
Nuten 17k, 17z erstrecken sich mit gleicher Breite über die
gesamte axiale Länge
der Linearfüh rungsteile.
Folglich sind beide Linearführungsteile
identisch, so dass sie richtungsunabhängig in den Arbeitsraum 5 eingelegt
werden können.
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Das
Schleppmoment, das auf den Kolben einwirkt, wird über die
Taschen 21 im kolbenseitigen Linearführungsteil 13 auf
die Führungsstege 19k übertragen,
die sich mit ihren Seitenflächen 25k in den
Nuten 17z zwischen den Führungsstegen 19z abstützen und
damit das Schleppmoment auf das zylinderseitige Linearführungsteil 15 weiterleiten.
Die Taschen 21 innerhalb des zylinderseitigen Linearführungsteils 15 bilden
den besagten Formschluss mit dem ortsfesten Zylinder 3,
so dass der Zylinder über die
Verdrehsicherungseinrichtung 11 das auf den Kolben 7 einwirkende
Schleppmoment aufnimmt und eine Verdrehbewegung des Kolbens zum
Zylinder verhindert.
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Die 3 und 4 beschreiben
eine Verdrehsicherungseinrichtung 11 nach dem Prinzip der 2,
wobei zwischen den beiden Linearführungsteilen 13; 15 ein
Führungsring 27 angeordnet
ist, so dass die Linearführungsführungsteile
in dem Führungsring 27 axial
verschiebbar gelagert sind, der zu beiden Linearführungsteilen 13; 15 ein
Führungsprofil
aufweist. Das Führungsprofil
am Innendurchmesser des Führungsrings
besteht aus axial ausgerichteten Führungsblöcken 29, die beidseitig
von Führungsstegen 19k; 19z der
Linearführungsteile
eingefasst sind. Dafür
bilden die Führungsstege
die Nuten 17k; 17z. Wie weiter erkennbar ist,
sind die Führungsprofile 29 für die beiden
Linearführungsteile
in Umfangsrichtung versetzt. Dadurch können die beiden Linearführungsteile
sehr tief in den Führungsring eingeschoben
werden, ohne dass eine gegenseitige Behinderung vorliegt. Auch bei
dieser Variante sind die Profile derart aufeinander abgestimmt,
dass beide Linearführungsteile
identisch sein können.
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In
der 4 ist erkennbar, dass die Führungsstege 19k; 19z der
beiden Linearführungsteile 13; 15 endseitig
in Richtung des Führungsringes 27 wie
Schnapphaken 31 ausgeführt
sind, die einen Anschlag 33 ebenfalls an der Innenwandung
des Führungsringes 27 hintergreifen.
Damit liegt eine Axialwegbegrenzung der beiden Linearführungsteile
zum Führungsring
vor, so dass die Verdrehsicherungseinrichtung eine in sich abgeschlossene
Baueinheit bilden kann. Auch bei dieser Variante werden beide Linearführungsteile
von einer Feder 23 auf Abstand vorgespannt.
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Bei
einer Kolbenbewegung im Arbeitsraum 5 des Zylinders 3 gleiten
die beiden Linearführungsteile 13; 15 mit
ihren Führungsstegen 19k; 19z entlang der
Führungsblöcke 29 des
Führungsrings 27.
Dieser kann sich schwimmend axial zu den beiden Linearführungsteil
bewegen und damit eine Teleskopfunktion übernehmen, da sich durch die
gleichzeitige axiale Überdeckung
der Führungsstege 19k des
einen Linearführungsteils 13 und
mit dem Führungsprofil 29 des
Führungsrings 27 und
die Überdeckung
der Führungsstege 19z des
anderen Linearführungsteils 15 mit
den in Umfangsrichtung versetzten Führungsprofil 29 des
Führungsteils
die sich dadurch kombinierte nutzbare Führungslänge deutlich vergrößert. Aufgrund
der Axialwegbegrenzung 31; 33 kann nicht der Fall
eintreten, dass sich eines der beiden Linearführungsteile 13; 15 aus
dem Führungsring 27 herausbewegt
und damit keine Verdrehsicherungsfunktion mehr vorliegt.
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Mit
der 5 soll verdeutlicht werden, dass als Feder 23 zwischen
den beiden Linearführungsteilen 13; 15 nicht
unbedingt eine Schraubendruckfeder, sondern auch andere Formen zur
Anwendung kommen können.
Beispielhaft wird auf eine Wellfeder in Einzel- oder Mehrfachanordnung
verwiesen.