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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 gattungsgemäße
DE 195 23 011 A1 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, dass die Verdrehsicherungseinrichtung innerhalb des Arbeitsraums angeordnet ist und dass die Linearführungsteile von einer Feder auf Abstand zueinander vorgespannt sind.
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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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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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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.
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Im nachfolgenden sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung erläutert.
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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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Der Kolben und der Zylinder weisen 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 Linearführungsteile. 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.
