DE102005053408A1

DE102005053408A1 - Betätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE102005053408A1
Application number: DE102005053408A
Authority: DE
Inventors: Barbara Dipl.-Ing. Ester; Jeff Dipl.-Ing. Müller; Steffen Frank
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2025-11-10
Also published as: DE102005053408B4

Abstract

Betätigungseinrichtung für eine Kupplung, umfassend einen Zylinder, in dem ein Kolben eine axiale Betriebsbewegung ausführt, wobei ein auf den Kolben wirksames Drehmoment von einer ortsfesten Verdrehsicherung abgestützt wird, die von einer Linearführung gebildet wird, in die kolbenseitig mit einem Übertragungselement eingegriffen wird, das eine Sensorkomponente trägt und in eine gabelförmige Führung gleitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine Kupplung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

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.

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.

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.

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 bzw. dem Zylinder 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.

Die DE 44 12 927 A1 und die DE 195 23 011 A1 offenbaren eine Verdrehsicherung, 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 Verdrehsicherung aufgenommen. Um keine zusätzlichen Reibungsverlust durch die Verdrehsicherung zu erhalten, muss innerhalb der Verdrehsicherung ein Spiel vorhanden sein. Dieses Spiel kann zu Geräuschen führen, die in einem Fahrzeug hörbar sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verdrehsicherung für eine Betätigungseinrichtung derart weiter zu entwickeln, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme behoben sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das kolbenseitige Übertragungselement eine Sensorkomponente trägt und in einer gabelförmige Führung gleitet.

Die gabelförmige Führung stellt ein vom Gehäuse unabhängig herstellbares Bauteil dar. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Sensorkomponente sehr nahe an der Führung angeordnet ist und damit lagebedingte Montageabweichungen minimiert sind.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung trägt die gabelförmige Führung eine Mess-Sensorkomponente. Der Vorteil besteht darin, dass die Sensoranordnung insgesamt adaptiv montierbar ist und damit die Betätigungseinrichtung für verschiedene Anwendungen standardisiert werden kann.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch wird die Mess-Sensorkomponente von einer Schutzkappe abgedeckt, die auch die Sensorkomponente auf dem Übertragungselement schützt.

Aus Kostengründen wird die gabelförmige Führung von einem Strangpressprofil gebildet. Im Hinblick auf einen möglichst geringen Reibungskoeffizienten ist die Oberfläche mit einer Gleitschicht versehen.

Die gabelförmige Führung ist montagefreundlich an einem Träger geschraubt. Das Träger ist Bestandteil der Betätigungseinrichtung.

Damit der Sensor stets die vorgesehene Position zur Sensorkomponente auf dem Übertragungselement einnimmt, ist die gabelförmige Führung lageorientiert an der Betätigungseinrichtung befestigt.

Dazu weist die Betätigungseinrichtung eine Aussparung zur Aufnahme eines Teilabschnitts der gabelförmigen Führung auf, die über unsymmetrisch zur Aufnahme angeordnete Befestigungsmittel mit der Betätigungseinrichtung verbunden ist.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt.
1 Schnittdarstellung der Betätigungseinrichtung ohne Verdrehsicherung
2 Halbschnittdarstellung der Betätigungseinrichtung mit Verdrehsicherung
3 u. 4a–4b Draufsicht auf die Betätigungseinrichtung nach 2
Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Betätigungseinrichtung 1 für eine Reibungskupplung. Die Betätigungseinrichtung umfasst einen mit einem Druckmedium, z. B. einem Gas oder einem hydraulischen Medium, willkürlich versorgbaren Zylinder 3, in dem ein Kolben 5 in Abhängigkeit des Füllstandes des Druckmediums in einem vom Kolben und dem Zylinder gebildeten Arbeitsraum 7 auf einer Führungshülse 11 eine axiale Betriebsbewegung ausführt, die auf eine Membranfeder 9 eine Öffnungskraft und/oder Schließkraft ausübt. Der Zylinder ist ortsfest an einem Getriebegehäuse befestigt. Die Membranfeder dreht sich, da sie über ein Kupplungsgehäuse mit der Kurbelwelle eines Motors verbunden ist, stets mit der Kurbelwellendrehzahl. Deshalb ist zwischen der Membranfeder und dem Kolben eine Lagerstelle 13 angeordnet, die von einem Wälzlager mit einem Innenlagerring 15 und einem Außenlagerring 17 gebildet wird, die sich in Umfangsrichtung relativ zueinander verdrehen können. Der Außenlagerring wird von einer Vorspannfeder 19 gegen den Kolben gedrückt. Der Innenlagering liegt an der Membranfeder an. Aufgrund dieser Anordnung kann ein in Grenzen vorhandener Versatz zwischen der Membranfeder und dem Kolben durch eine Selbstzentrierung ausgeglichen werden.
Unabhängig von der Hublage des Kolbens 5 innerhalb des Arbeitsraums drückt eine Feder 21 den Kolben gegen den Außenlagerring 17. Die Feder stützt sich an einem Boden 23 des Zylinders und einem Kolbenboden 25 ab. Aufgrund der bereits beschriebenen Relativbewegung zwischen der Membranfeder und dem Kolben, die von der Lagerstelle kompensiert wird, kann innerhalb des Lagers ein Schleppmoment auf den Kolben übertragen werden. Dieses Schleppmoment tritt z. B. bei sehr niedrigen Temperaturen verstärkt auf.
Eine Abdeckhülse 27 verhindert den Eintritt von Schmutzpartikeln in den Arbeitsraum 7. Diese Abdeckhülse ist mit dem Kolben axial fest verbunden.
An einem radial verlaufenden Kragen 29 des Kolbens 5 ist gemäß 2 ein Übertragungselement 31 fixiert, das eine Sensorkomponente 33, in diesem Ausführungsbeispiel einen Magneten, trägt. Das Übertragungselement verfügt über eine quaderförmige Form mit seitlichen Führungsflächen 35 (s. 3), die mit Gleitstücken 37 bestückt sind und zwischen Linearführungsflächen 39 axial verschiebbar synchron mit der Betriebsbewegung des Kolbens gleiten. Die Linearführung ist ortsfest zur Betätigungseinrichtung angeordnet, so dass ein auf den Kolben wirksames Drehmoment von der Verdrehsicherung Linearführung-Übertragungselement abgestützt wird.
Die Linearführungsflächen 39 sind Bestandteil von einer gabelförmigen Führung 41, die eine Mess-Sensorkomponente 43 trägt (4), auf der wiederum der eigentliche nicht dargestellte signalerzeugende Teil der gesamten Sensoranordnung befestigt ist. Die Mess-Sensorkomponente ist stark verrippt ausgefürht und versteift die gabelförmige Führung 41. Mit der Mess-Sensorkomponente wird die axiale Verschiebung der Sensorkomponente 33 erfasst. Die gabelförmige Führung 41 wird von einem ebenen Stanzteil gebildet, das an einem zur Betätigungseinrichtung 1 ortsfesten Träger 45 befestigt, in diesem Fall geschraubt ist. Der Träger 45 verfügt über eine Aufnahme 47, die einen Verbindungssteg 49 als Teilabschnitt der gabelförmigen Führung aufnimmt. Die gabelförmige Führung ist lageorientiert an der Befestigungseinrichtung befestigt. Dazu sind Befestigungsmittel 51 unsymmetrisch zur Mittelachse 53 der gabelförmigen Führung angeordnet.
Die Mess-Sensorkomponente 43 wird von einer Schutzkappe 55 abgedeckt, die auch die Sensorkomponente 33 auf dem Übertragungselement schützt. An der Schutzkappe ist ein seitlicher Nocken 57 ausgebildet, der bei korrekter Montage der Mess-Senorkomponente 43 seitlich an der gabelförmigen Führung 41 verläuft. Bei einer fehlerhaften Montagestellung würde der Nocken 57 auf der Oberseite der gabelförmigen Führung 41 aufliegen und damit sofort die Fehlstellung erkennen lassen. Insgesamt liegt mit der erfindungsgemäßen Verdrehsicherung eine Konstruktion vor, die sich sehr leicht montieren lässt und im Störungsfall auch genauso leicht austauschen lässt.

Claims

Betätigungseinrichtung für eine Kupplung, umfassend einen Zylinder, in dem ein Kolben eine axiale Betriebsbewegung ausführt, wobei ein auf den Kolben wirksames Drehmoment von einer ortsfesten Verdrehsicherung abgestützt wird, die von einer Linearführung gebildet wird, in die kolbenseitig mit einem Übertragungselement eingegriffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das kolbenseitige Übertragungselement (31) eine Sensorkomponente (33) trägt und in einer gabelförmige Führung (41) gleitet.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gabelförmige Führung (41) eine Mess-Sensorkomponente (43) trägt.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-Sensorkomponente (43) von einer Schutzkappe (55) abgedeckt wird, die auch die Sensorkomponente (33) auf dem Übertragungselement (31) schützt.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gabelförmige Führung (41) von einem Strangpressprofil gebildet wird.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gabelförmige Führung (41) an einem Träger (45) befestigt ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gabelförmige Führung (41) lageorientiert an der Betätigungseinrichtung (1) befestigt ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (1; 45) eine Aussparung (47) zur Aufnahme eines Teilabschnitts (49) der gabelförmigen Führung (41) aufweist, die über unsymmetrisch zur Aufnahme (47) angeordnete Befestigungsmittel (51) mit der Betätigungseinrichtung (1; 45) verbunden ist.