DE102005007965A1

DE102005007965A1 - Vorrichtung zum Ausrücken einer Schalttrennkupplung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102005007965A1
Application number: DE200510007965
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. Bader
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-08-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrücken einer Schalttrennkupplung eines Kraftfahrzeuges mittels eines koaxial angeordneten, mit der Kupplung integrierten Ausrückzylinders (2) mit von einem Druckmedium beaufschlagbaren Ausrückkolben, wobei das Druckmedium dem rotierenden Ausrückzylinder (2) von einem ortsfesten Gehäuseteil (8) mittels einer Verbindungseinrichtung zuführbar ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Verbindungseinrichtung ein Zwischenglied (15) mit mindestens einem Verbindungskanal (18) und mit zylindrischen sowie planparallelen Dicht- und Gleitflächen (15a, 15b, 15c, 15d) aufweist, die Relativbewegungen zwischen Ausrückzylinder (2) und Gehäuseteilen (8) in axialer und radialer Richtung zulassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrücken einer Schalttrennkupplung eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 – bekannt durch die DE 101 02 300 A1 der Anmelderin.

Die bekannte Kraftfahrzeugkupplung, von der die Erfindung ausgeht, ist als Reibungskupplung ausgebildet und befindet sich im Antriebsstrang zwischen Motor und Getriebe. Im eingeriückten bzw. geschlossenen Zustand der Kupplung wird die zur Übertragung des Drehmomentes erforderliche Anpresskraft über eine Druckplatte und eine Membranfeder erzeugt, die sich an einem Kupplungsgehäuse abstützt. Zum Lösen bzw. Ausrücken der Kupplung ist ein so genannter zentraler Kupplungsausrücker vorgesehen, welcher als Druckluftzylinder ausgebildet, koaxial zur Abtriebswelle der Kupplung angeordnet und mit dem Kupplungsgehäuse verbunden ist, d. h. mit dem Kupplungsgehäuse rotiert. Nach einer so genannten drückenden Ausführung (gemäß 2) wird die Kupplung ausgerückt, wenn der Ausrückzylinder (auch Nehmerzylinder genannt) mit Druckluft beaufschlagt wird – dann drückt der Kolben des Nehmerzylinders auf den inneren Umfangsbereich der Membranfeder, wodurch die Druckplatte entlastet und die Kupplung geöffnet, d. h. getrennt wird. Die Druckluft für den Nehmerzylinder wird von einem feststehenden Gehäuseteil, einem Hals eines Getriebegehäuses zugeführt, wobei der Hals des Getriebegehäuses koaxial zu einem Fortsatz des Nehmerzylinders angeordnet ist. Zwischen dem ortsfesten Hals des Getriebegehäuses und dem rotierenden Nehmerzylinder ist eine Verbindungseinrichtung zur Luftübergabe vorgesehen, welche im Wesentlichen aus zwei beabstandet nebeneinander angeordneten Dichtringen besteht, die zwischen sich einen Verbindungskanal bzw. Axialspalt für den Übertritt der Druckluft zwischen sich einschließen. Sofern zwischen den beiden abzudichtenden Teilen nur relativ geringe Relativbewegungen entstehen, ist diese Dich tung beispielsweise mittels Radialwellendichtringen ausreichend. Probleme können jedoch dann auftreten, wenn zwischen dem feststehenden Getriebehals und dem rotierenden Nehmerzylinder ein erhöhtes Radialspiel und/oder ein zusätzliches durch einen Taumelschlag der Kupplung hervorgerufenes Axialspiel auftreten. Die daraus resultierenden Relativbewegungen können mit den bekannten Dichtungen nicht kompensiert werden, vielmehr würde dies zur Beeinträchtigung der Dichtfunktion oder zur Zerstörung der Dichtung führen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Ausrücken einer Schalttrennkupplung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Verbindungseinrichtung für die Übergabe der Luft vom feststehenden zum rotierenden Teil auch bei einem erhöhten Radial- und/oder Axialspiel ihre Dichtfunktion erfüllt.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Zwischenglied mit mindestens einem Verbindungskanal vorgesehen ist, welches einerseits zylindrische und andererseits planparallele Dicht- und Gleitflächen aufweist, die mit entsprechenden Flächen der beiden abzudichtenden Teile zusammenwirken und Relativbewegungen in radialer und axialer Richtung zulassen. Dazu sind in beiden Richtungen Spalte (Radial- und Axialspiel) belassen, ohne dass dabei die Dichtfunktion beeinträchtigt wird. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die Dichtfunktionen für radiale und axiale Relativbewegungen zwischen den abzudichtenden Teilen getrennt werden. Für eine Relativbewegung in radialer Richtung sieht die Erfindung zwei planparallele Flächen vor, welche in einer ersten Dichtfunktion abgedichtet sind. Für eine axial gerichtete Relativbewegung sind erfindungsgemäß zylindrische Gleit- und Dichtflächen an dem Zwischenglied vorgesehen, die in einer zweiten Dichtfunktion abgedichtet sind. Somit wird jede Dichtfunktion nur in einer Richtung, also entweder in radialer oder in axialer Richtung beansprucht. Damit wird der Vorteil erreicht, dass ein größeres Radial- und Axialspiel zugelassen werden kann, ohne dass die Dichtwirkung beeinträchtigt oder in ihrer Lebensdauer reduziert wird. Damit werden Leckverluste beim Betätigen des Nehmerzylinders reduziert, was eine geringere Pumpleistung zur Erzeugung der Druckluft ermöglicht.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Zwischenglied in einem Ringspalt zwischen Ausrückzylinder und Getriebehals angeordnet und weist etwa radial ausgerichtete Verbindungskanäle für die Übergabe des Druckmediums vom feststehenden zum rotierenden Teil auf. Vorteilhaft hierbei ist, dass sich das Zwischenglied sowie die dazugehörigen Dichtungen geschützt und Raum sparend unterbringen lassen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Zwischenglied einstückig ausgebildet, als Kunststoff- oder Metallteil, wobei die beiden planparallelen umlaufenden Flächen des Zwischengliedes durch in den Nehmerzylinder eingesetzte Formdichtungen abgedichtet sind. Damit wird der Vorteil einer radialen Beweglichkeit bei unbeeinträchtigter Dichtfunktion erreicht. Zwischen Zwischenglied und Nehmerzylinder ist ein entsprechender radialer Ringspalt für den Bewegungsausgleich belassen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind den zylindrischen Gleit- und Dichtflächen des Zwischengliedes entsprechende Gleitflächen am Getriebehals zugeordnet, wobei eine Abdichtung des Verbindungskanales über O-Ringe erfolgt. Damit wird der Vorteil erreicht, dass das Zwischenglied auf dem ortfesten Getriebehals in axialer Richtung ohne Beeinträchtigung der Dichtfunktion gleiten kann, und zwar im Rahmen eines definierten Axialspaltes.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Zwischenglied im Wesentlichen zweiteilig ausgebildet und besteht aus zwei symmetrisch zu beiden Seiten des Verbindungskanales angeordneten Dichtelementen, die etwa einen L-förmigen, d. h. abgewinkelten Querschnitt aufweisen, wobei ein L-Schenkel eine zylindrische Gleit- und Dichtfläche und der andere L-Schenkel eine planparallele Gleit- und Dichtfläche bildet. Beide Dichtelemente werden axial durch eine Druckfeder gespreizt und liegen an entsprechenden Anschlägen am Getriebehals an. Auch bei dieser Lösung sind zwei Dichtfunktionen realisiert, d. h. eine für eine radiale Relativbewegung und eine für eine axiale Relativbewegung zwischen den abzudichtenden Teilen. Vorteilhaft bei dieser Lösung ist, dass sie einfacher gestaltet ist, da das Zwischenglied selbst als Dichtelement wirkt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
1 einen Ausrückzylinder einer Kraftfahrzeugkupplung mit Luftübergabe,
2 die Luftübergabe als Einzelheit X aus 1,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Luftübergabe und
4 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Luftübergabe.
1 zeigt eine Ausrückvorrichtung 1 einer nicht vollständig dargestellten Schalttrennkupplung eines Kraftfahrzeuges. Die Ausrückvorrichtung 1 besteht aus einem Ausrückzylinder 2, auch Nehmerzylinder genannt, in welchem ein Ausrückkolben 3 gleitend angeordnet ist. Zylinder 2 und Kolben 3 sind als Ringzylinder und Ringkolben ausgebildet und begrenzen einen ringförmigen Druckraum 4, welcher mit Druckluft beaufschlagbar ist. Der Ringkolben 3 weist einen inneren Kolbenhals 3a auf, an dessen Ende ein Druckring 5 befestigt ist. Der Nehmerzylinder 2 ist mit einem nur teilweise dargestellten Kupplungsgehäuse 6 verbunden und koaxial zur Rotationsachse a der Kupplung angeord net. Die Bauweise der nur teilweise dargestellten Kupplung entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel „drückende Ausführung" gemäß 2 der eingangs genannten DE 101 02 300 A1 , die hiermit vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung einbezogen wird. Somit weist die Kupplung das Kupplungsgehäuse 6 auf, an welchem (hier nicht sichtbar) eine Membranfeder 7 (gestrichelt dargestellt) befestigt ist und auf eine hier nicht dargestellte Druckplatte wirkt. Der radial innen liegende Umfangsbereich der Membranfeder 7 liegt an dem Druckring 5 an, so dass bei einer Bewegung des Ringkolbens 3 in der Zeichnung nach links der radial innen liegende Ringbereich der Membranfeder 7 ebenfalls nach links gedrückt wird, wodurch – was in der genannten Druckschrift näher beschrieben ist – die Kupplung geöffnet, getrennt bzw. ausgerückt wird. Bei umgekehrter Bewegungsrichtung des Ringkolbens 3, d. h. in der Zeichnung nach rechts, folgt die Membranfeder 7 dem Druckring 5, und die Kupplung wird geschlossen bzw. eingerückt. Insofern fungiert die Einrückvorrichtung 1 natürlich auch aus Ausrückvorrichtung – d. h. durch Entlüftung des Druckraumes 4. Diese Vorgänge sind soweit aus dem Stand der Technik bekannt.
Die Zuführung der Druckluft in den rotierenden Nehmerzylinder 2 erfolgt von einem Teil eines nicht vollständig dargestellten Getriebegehäuses, nämlich durch einen ortsfesten Getriebehals 8, der koaxial zur Kupplungsachse a, d. h. auch koaxial zum Nehmerzylinder 2 angeordnet ist. Durch die zylindrischen Innenräume des Ringzylinders 2 und des Getriebehalses 8 führt eine nicht dargestellte Abtriebswelle der Kupplung bzw. Eingangswelle des Getriebes. Der Ausrückzylinder 2 weist in seinem Bodenbereich einen ringförmigen doppelwandigen Ansatz 2a auf, in dessen Innenwand mehrere über den Umfang verteilte Bohrungen 2b, 2c für den Ein- und Austritt der Druckluft angeordnet sind. Zwischen dem ringförmigen Ansatz 2a und dem Getriebehals 8 ist eine Verbindungseinrichtung für die Übergabe der Druckluft vorgesehen, welche als Einzelheit X in 2 dargestellt ist, weshalb deren Einzelteile hier nicht beschrieben werden.
2 zeigt – wie erwähnt – die Einzelheit X aus 1, wobei für gleiche Teile dieselben Bezugszahlen verwendet werden. Der Getriebehals 8 weist zwei im Durchmesser abgestufte zylindrische Gleit- und Dichtflächen 9, 10 auf. Im Bereich der Stufe ist eine Ringnut 11 angeordnet, die mit einer Axialbohrung 12 für die Druckluftzufuhr in Verbindung steht. Der ringförmige Ansatz 2a weist eine Innenwand 13 auf, welche den Getriebehals 8 überragt und mit diesem einen Ringspalt 14 bildet. Auf den zylindrischen Flächen 9, 10 ist ein Zwischenglied 15 axial gleitend angeordnet und durch O-Ringe 16, 17 beiderseits der Ringnut 11 abgedichtet. In dem Zwischenglied 15 sind Radialbohrungen 18 angeordnet, welche die Ringnut 11 mit den Bohrungen 2c in der Innenwand 13 verbinden und somit die Druckluftzufuhr zum Druckraum 4 des Ausrückzylinders 2 ermöglichen. Das Zwischenglied 15 weist einerseits zylindrische Gleitflächen 15a, 15b und andererseits planparallele Gleit- und Dichtflächen 15c, 15d auf, welche durch an der Innenwand 13 gehaltene Lippendichtungen 19, 20 abgedichtet sind und eine Radialbewegung des Zwischengliedes 15 gegenüber dem Zylinder 2 zulassen. Hierfür ist zwischen dem Außenumfang des Zwischengliedes 15 und der Innenwand 13 ein Radialspalt 21 belassen. In analoger Weise ist zwischen den beiden Stirnseiten des Zwischengliedes 15, dem Getriebehals 8 und dem Ausrückzylinder 2 jeweils ein Axialspalt 22a, 22b belassen. Das ringförmige Zwischenglied 15 ermöglicht somit eine Druckluftversorgung vom feststehenden Getriebehals 8 zum Druckraum 4 des rotierenden Ausrückzylinders 2 und lässt gleichzeitig radiale und axiale Relativbewegungen zwischen beiden Teilen 2, 8 zu, ohne dass die Dichtfunktionen beeinträchtigt sind.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei lediglich der Luftübergabebereich zwischen Getriebehals 23 und Ausrückzylinder 24 als Ausschnitt dargestellt ist. Der Ausrückzylinder 24 weist einen ringförmigen Ansatz 25 mit einem Luftkanal 26 auf, welcher vom Innenraum des Zylinders 24 zur Innenwand 25a des Ansatzes 25 führt. Der Getriebehals 23 weist eine Ringnut 27 auf, welche in hier nicht dargestellter Weise, jedoch analog zum Ausführungsbeispiel gemäß 2, mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden ist. Beiderseits der Ringnut 27 sind zwei ringförmige Dichtelemente 28, 29 angeordnet, welche ein L-förmiges Querschnittsprofil aufweisen, d. h. jeweils eine äußere zylindrische Gleitfläche und eine äußere planparallele Gleitfläche. Die beiden ringförmigen Dichtelemente 28, 29 werden durch eine zwischen ihnen angeordnete Druckfeder 30 in axialer Richtung gespreizt und stützen sich gegen Anschläge 31, 32 am Getriebehals 23 ab. Zwischen beiden Dichtelementen 28, 29 befindet sich somit ein Axialspalt 33, der einen Verbindungskanal für die Druckluft bildet. Die zylindrischen Außenflächen der Dichtelemente 28, 29 laufen gegen eine Gleitbuchse 34, die in die Innenwand 25a eingesetzt ist und eine Durchtrittsöffnung 35 aufweist. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem einstückigen Verbindungsglied 15 (vgl. 2) bilden bei diesem Ausführungsbeispiel die beiden Dichtelemente 28, 29 das Zwischenglied. Dadurch werden die gleichen Funktionen, wie zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, erreicht.
4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei wiederum nur die Luftübergabe zwischen einem ortsfesten Getriebehals 36 und einem rotierenden Nehmerzylinder 37 als Ausschnitt dargestellt ist. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3 mit dem Unterschied, dass die beiden Dichtelemente 38, 39 profiliert ausgebildet sind. An den äußeren zylindrischen Gleitflächen der beiden Dichtelemente 38, 39 sind jeweils entgegengesetzt zueinander gerichtete Dichtlippen 38a, 38b und 39a, 39b angeordnet, welche ein Gleiten in axialer Richtung zulassen. Beide Dichtelemente 38, 39 sind, wie im vorherigen Ausführungsbeispiel die Dichtelemente 28, 29, aus einem Dichtungsmaterial wie Kautschuk oder dergleichen herstellbar.

1: Ausrückvorrichtung
2: Ausrückzylinder
2a: ringförmiger Ansatz
2b: Bohrung
2c: Bohrung
3: Ausrückkolben
3a: Kolbenhals
4: Druckraum
5: Druckring
6: Kupplungsgehäuse
7: Membranfeder
8: Getriebehals
9: zylindrische Dichtfläche
10: zylindrische Dichtfläche
11: Ringnut
12: Axialbohrung
13: Innenwand
14: Ringspalt
15: Zwischenglied
15a: Gleitfläche
15b: Gleitfläche
15c: Gleit- und Dichtfläche
15d: Gleit- und Dichtfläche
16: O-Ring
17: O-Ring
18: Radialbohrung
19: Lippendichtung
20: Lippendichtung
21: Radialspalt
22a: Axialspalt
22b: Axialspalt
23: Getriebehals
24: Ausrückzylinder
25: ringförmiger Ansatz
25a: Innenwand
26: Luftkanal
27: Ringnut
28: Dichtelement
29: Dichtelement
30: Druckfeder
31: Anschlag
32: Anschlag
33: Verbindungskanal
34: Gleitbuchse
35: Durchtrittsöffnung
36: Getriebehals
37: Nehmerzylinder
38: Dichtelement
38a: Dichtlippe
38b: Dichtlippe
39: Dichtelement
39a: Dichtlippe
39b: Dichtlippe

Claims

Vorrichtung zum Ausrücken einer Schalttrennkupplung eines Kraftfahrzeuges mittels eines koaxial angeordneten, mit der Kupplung (6) integrierten Ausrückzylinders (2) mit von einem Druckmedium beaufschlagbaren Ausrückkolben (3), wobei das Druckmedium dem rotierenden Ausrückzylinder (2) von einem ortsfesten Gehäuseteil (8) mittels einer Verbindungseinrichtung zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Verbindungseinrichtung ein Zwischenglied (15; 28, 29; 38, 39) mit mindestens einem Verbindungskanal (18; 33) und mit zylindrischen sowie planparallelen Dicht- und Gleitflächen (15a, 15b, 15c, 15d) aufweist, die Relativbewegungen zwischen Ausrückzylinder (2, 24, 37) und Gehäuseteil (8, 23, 36) in axialer und radialer Richtung zulassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied (15) in einem Ringspalt (14) zwischen Ausrückzylinder (2, 2a) und Gehäuseteil (8) angeordnet ist und dass der mindestens eine Verbindungskanal (18) etwa radial ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied (15) einstückig ausgebildet ist und dass zwischen dem Ausrückzylinder (2, 2a) und den beiden planparallelen Dicht- und Gleitflächen (15c, 15d) Dichtelemente (20, 19) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied (15) gleitend auf dem Gehäuseteil (8, 9, 10) angeordnet ist und durch Dichtelemente, insbesondere O-Ringe (16, 17), beiderseits des Verbindungskanales (18) abdichtbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied zweiteilig ausgebildet ist und zwei den Verbindungskanal (33) zwischen sich einschließende Dichtelemente (28, 29; 38, 39) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (28, 29) ein etwa L-förmiges Querschnittsprofil aufweisen und gegenüber Anschlägen (31, 32) auf dem Gehäuseteil (23) durch eine Druckfeder (30) abstützbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein L-Schenkel an einer zylindrischen Fläche (34) des Ausrückzylinders (24) und der jeweils andere L-Schenkel an planparallelen Flächen der Anschläge (31, 32) gleitend anliegt.