DE102006050956A1

DE102006050956A1 - Ausrückvorrichtung insbesondere zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung

Info

Publication number: DE102006050956A1
Application number: DE102006050956A
Authority: DE
Inventors: Jan Grabenstätter
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-11-19
Filing date: 2006-10-28
Publication date: 2007-05-24

Abstract

Ausrückvorrichtung insbesondere zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein als Ausrückmittel gestalteten Ausrückhebel und einen Nehmerzylinder, der mit dem Ausrückhebel in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder sowohl am Ausrückhebel als auch an einer gehäusefesten Lagerstelle drehbeweglich aufgenommen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausrückvorrichtung, insbesondere zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Ausrückmittel, insbesondere einen Ausrückhebel, und einen Nehmerzylinder, der mit dem Ausrückmittel in Wirkverbindung steht. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen hydraulisch betätigten Nehmerzylinder für eine Ausrückvorrichtung.

Ein derartiger Nehmerzylinder ist beispielsweise aus der WO 87/03344 bekannt. Der Nehmerzylinder wird zwischen einer gehäusefesten Lagerung und einer Lagerung an einem Ausrückhebel angeordnet und dient dazu, bei Beaufschlagung mit einem Hydraulikfluid eine Fahrzeugkupplung gegen die Kraft einer Tellerfeder zu öffnen oder auch bei einer aktiv zugedrückten Kupplung gegen die Kraft einer Tellerfeder zu schließen.

Der Nehmerzylinder ist Teil eines hydraulischen Systems, das einen Geberzylinder sowie eine hydraulische Leitung als Verbindung zwischen Geber- und Nehmerzylinder umfasst. Zur Betätigung der Fahrzeugkupplung wird der Geberzylinder z.B. durch ein Pedal oder einen elektromotorischen Aktor oder dergleichen beaufschlagt, so dass ein erhöhter Druck in dem hydraulischen System aufgebaut wird, durch den der Nehmerzylinder betätigt wird. Der Nehmerzylinder umfasst dazu einen innerhalb eines Nehmerzylindergehäuses verschiebbaren Kolben, der bei Erhöhung des Drucks durch Beaufschlagen des Geberzylinders verschoben werden kann.

Nachteilig an bekannten Nehmerzylindern ist der komplexe Aufbau mit einer Vielzahl von Einzelteilen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, unter Beibehaltung der Funktion einen Nehmerzylinder anzugeben, der weniger Bauteile umfasst, sowie eine Ausrückvorrichtung, die einfacher und kostengünstiger hergestellt werden kann.

Dieses Problem wird gelöst durch eine Ausrückvorrichtung, insbesondere zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Ausrückmittel, insbesondere einen Ausrückhebel, und einen Nehmerzylinder, der mit dem Ausrückmittel in Wirkverbindung steht, wobei der Nehmerzylinder sowohl an dem Ausrückmittel als auch an einer gehäusefesten Lagerstelle drehbeweglich aufgenommen ist. Vorzugsweise sind die La ger drehbeweglich zur Längsachse des Kolbens. Auf diese Weise werden nur geringe Querkräfte auf die Führungselemente, insbesondere den Kolben des Nehmerzylinders, ausgeübt, da der Nehmerzylinder beidseitig gelenkig gelagert ist. Dadurch wird der Verschleiß an den Führungselementen, insbesondere dem Kolben des Nehmerzylinders und der gehäuseseitigen Kolbenlaufbahn des Nehmerzylinders, reduziert.

Die Lager umfassen vorzugsweise Kugeln oder Walzen, wobei die gehäusefeste Lagerung des Nehmerzylinders vorzugsweise zwei gegenüberliegend an dem Nehmerzylindergehäuse angeordnete Bolzen umfasst. Die Bolzen sind gehäuseseitig in entsprechend geformten Lagerschalen angeordnet. Die dem Ausrückmittel zugewandte Lagerung des Kolbens bzw. der Kolbenstange des Nehmerzylinders umfasst vorzugsweise eine Kugel, die in eine Pfanne des Ausrückmittels eingreift. Auf diese Art und Weise wird zwischen Kolben bzw. Kolbenstange und Ausrückmittel ein Kugelgelenk gebildet, welches in Wirkrichtung des Kolbens eine Kraft übertragen kann, in die Gegenrichtung aber beliebig gelöst werden kann und zudem um eine beliebige Achse senkrecht zur Längsachse drehbar ist.

Beide Lager, sowohl das gehäusefeste Lager als auch das dem Ausrückmittel zugeordnete Lager, sind vorzugsweise nur in Druckrichtung kraft- oder formschlüssig. Der Kraft- bzw. Formschluss bleibt also solange erhalten, wie eine Druckkraft auf die Ausrückvorrichtung ausgeübt wird. Unter anderem dazu umfasst der Nehmerzylinder eine Vorspannfeder, die auch bei vollständig drucklosem hydraulischen System eine Vorspannkraft erzeugt. Wird der Nehmerzylinder entgegen der Vorspannkraft der Vorspannfeder zusammengedrückt, so kann dieser aus seiner Einbaulage herausgenommen werden bzw. umgekehrt entsprechend durch Zusammendrücken eingebaut werden. Dies erleichtert die Montage des Nehmerzylinders wesentlich, da keine weiteren Befestigungsmittel zur Festlegung notwendig sind.

Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch einen hydraulisch betätigten Nehmerzylinder für eine Ausrückvorrichtung, insbesondere zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Kolben sowie eine Kolbenstange zur Herstellung einer Wirkverbindung mit einem Ausrückmittel, insbesondere einem Ausrückhebel, wobei der Kolben und die Kolbenstange einstückig gefertigt sind. Der Kolben bildet also mit allen weiteren Betätigungsmitteln, insbesondere Lagermitteln und Übertragungsmitteln wie der Kolbenstange und einem dazugehörigen Gelenk, wie beispielsweise einem Kugelgelenk, eine einstückige Einheit, die entsprechend leicht hergestellt werden kann.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Kolben mit einem hülsenförmigen Element, einem so genannten Schmutzkragen, verbunden ist, welches das Nehmerzylindergehäuse umgreift. Der Schmutzkragen sorgt dafür, dass die aufeinander gleitenden Elemente des Kolbens und des Nehmerzylindergehäuses, einer so genannten Kolbenlaufbahn, vor Verschmutzung geschützt sind. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass das hülsenförmige Element (der Schmutzkragen) sowie der Nehmerzylinderkolben Mittel umfassen, die die axiale Verschiebbarkeit des Nehmerzylinderkolbens gegenüber dem Nehmerzylindergehäuse beschränken. Die Mittel, die die axiale Verschiebbarkeit des Kolbens beschränken, sind vorzugsweise Schnapphaken oder ähnliche eine formschlüssige Begrenzung bildende Elemente. Werden der Nehmerzylinderkolben und das Nehmerzylindergehäuse in Wirkrichtung der Vorspannkraft der Vorspannfeder auseinander bewegt, so begrenzen diese Mittel den Gesamtweg und verhindern ein Auseinanderfallen von Nehmerzylinderkolben und Nehmerzylindergehäuse. Eine Montage des Nehmerzylindergehäuses und des Nehmerzylinderkolbens ist durch Ineinanderschieben beider und Überwinden der Schnappfunktion der Schnapphaken einfach zu bewerkstelligen.

Vorzugsweise sind das Nehmerzylindergehäuse und/oder der Kolben und die angeformte Kolbenstange sowie weitere Befestigungsmittel aus Kunststoff gefertigt. Es kann sich hier beispielsweise um einen Spritzgussbauteil handeln. Alternativ können auch Faserverbundwerkstoffe oder teilweise mit Metallen armierte Kunststoffe zur Anwendung gelangen.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Nehmerzylinder;
2 einen Schnitt A-A in 2.
Bekannt ist eine Kupplungsausrückvorrichtung mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder, die ein hydraulisches System bilden. Eine hydraulische Kupplung ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in eine diese verbindende Druckmediumsleitung eingebaut und trennt diese in einen ersten Leitungsstrang und einen zweiten Leitungsstrang voneinander. Selbstverständlich kann die Hydraulische Kupplung auch direkt an dem Geberzylinder oder dem Nehmerzylinder angeordnet sein.
Das Kupplungsausrücksystem betätigt die Kupplung hydraulisch durch Beaufschlagung des Geberzylinders mittels eines Pedals. Statt eines Pedals kann hier auch ein elektromechanischer Aktor vorgesehen sein. Hierdurch wird mittels einer mechanischen Übertragung zwischen Pedal/Aktor und Geberzylinder Druck im Geberzylinder aufgebaut, der über die Druckmediumsleitung bzw. den zweiten Leitungsstrang, die Hydraulische Kupplung und den ersten Leitungsstrang einen Druck im Nehmerzylinder aufbaut. Der Nehmerzylinder betätigt über ein Ausrückmittel einen Ausrücker. Zum Aufbringen der Ausrückkraft ist der Nehmerzylinder gehäusefest am Getriebegehäuse oder an einem anderen gehäusefesten Bauteil angebracht. Eine Getriebeeingangswelle überträgt bei geschlossener Kupplung das Drehmoment der Brennkraftmaschine auf ein Getriebe und anschließend auf die Antriebsräder eines Kraftfahrzeuges.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Nehmerzylinder. 2 zeigt zur Verdeutlichung Schnitt A-A in 1. Der Nehmerzylinder umfasst ein Gehäuse 1, das mittels zweier sich von dem Gehäuse radial gegenüberliegend erstreckender Bolzen 1.1 an einem gehäusefesten Lager 5, z.B. an einer Getriebeglocke, drehbar gelagert ist. In dem Gehäuse 1 axial beweglich gelagert ist ein Kolben 2 mit einer umlaufenden Kolbendichtung 3. Der Kolben 2 drückt über eine Kolbenstange 2.4 auf einen Ausrückhebel 6, welcher die Funktion der Ausrückmechanik hat. Die Kolbenstange 2.4 sowie der Ausrückhebel 6 sind mittels eines drehbaren Lagers 2.1 miteinander verbunden. Das drehbare Lager 2.1 kann beispielsweise so gestaltet sein, dass die Kolbenstange 2.4 in einer Walze endet, die in eine walzenartige Ausnehmung des Ausrückhebels 6 eingreift oder in dem die Kolbenstange 2.4 in einem z.B. kugelabschnitfförmigen Teller endet, der in eine entsprechende kugelausschnitfförmige Pfanne des Ausrückhebels 6 eingreift. Die dem Ausrückhebel 6 zugeordnete Lagerung des Kolbens 2 bzw. der Kolbenstange 2.4 des Nehmerzylinders umfasst dann eine Kugel, die in eine Pfanne des Ausrückmittels eingreift. Ein Hydraulikanschluss 7 dient dem Abschluss einer Druckmediumsleitung.
Eine Vorlastfeder 4 drückt den Kolben 2 und das Gehäuse 1 auseinander und liefert so unabhängig vom Druck des hydraulischen Systems eine Vorlast. Die Vorlastfeder 4 taucht in den Kolben 2 ein und sorgt neben dem Aufbringen der Vorlast auf das (Ausrück)lager 2.1 dafür, dass die beiden Drehpunkte, nämlich die Bolzen 1.1 sowie das Lager 2.1 in der Aufnahme der Drehpunkte an dem gehäusefesten Lager 5 der Getriebeglocke bzw. dem Ausrückhebel 6 fixiert sind.
Am Kolben 2 befindet sich ein Schmutzkragen 2.2 in Form eines becher- oder hülsenförmigen Elementes, der das Gehäuse 1 umschließt. An dem Ausrückhebel 6 abgewandten Ende des Schmutzkragens 2.2 befinden sich Schnapphaken 2.3. Ist der Nehmerzylinder ausgebaut, so drückt die Vorlastfeder 4 den Kolben 2 so lange heraus, bis die Schnapphaken 2.3 an sich am Ende des Gehäuse 1 befindliche Rampen 1.2 anstoßen. Dadurch wird verhindert, dass der Kolben 2 aus dem Gehäuse 1 gedrückt wird.
Die Lager 5 und 2.1 sind jeweils nur in der Lage, Druckkräfte zu übertragen, bei Zugkräften verlieren diese ihre jeweils in axialer Richtung formschlüssige Verbindung. Durch diese Eigenschaft ist es möglich, den Nehmerzylinder ohne weiteres Werkzeug und ohne weitere Festlegemittel zu montieren, d. h. – ohne dass dieser mit einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt ist, so weit zusammengedrückt wird, bis er zwischen die beiden Lagerstellen geschoben werden kann. Die Vorlastfeder 4 sorgt sodann dafür, dass der Nehmerzylinder 25 unabhängig vom Hydraulikdruck in der Einbaulage, wie diese in 1 dargestellt ist, verbleibt. Sowohl der Kolben 2 als auch das Gehäuse 1 sind vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Dabei kann es sich beispielsweise auch um zumindest teilweise armierten Kunststoff (Armierungen z.B. durch Metalleinlagen) oder Verbundfaserwerkstoffe handeln. Die Kolbenstange 2.4 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einer das Lager 2.1 darstellenden Halbkugelwalze. Je nach Einbausituation kann hier aber auch eine mehr oder minder lange zylinderförmige Kolbenstange vorgesehen sein. Der Schmutzkragen 2.2 verhindert eine Verschmutzung der gegeneinander verschiebbaren Teile des Gehäuses 1 und des Kolbens 2. Zumindest die direkt aufeinander gleitenden Flächen beider Teile sind vor Verschmutzung geschützt. Auf diese Art und Weise kann auf eine Gummimanschette oder dergleichen, die in der Regel manuell zu montieren ist, verzichtet werden.

1: Gehäuse
1.1: Bolzen
1.2: Rampen
2: Kolben
2.1: Lager
2.2: Schmutzkragen/hülsenförmiges Element
2.3: Schnapphaken
2.4: Kolbenstange
3: Kolbendichtung
4: Vorlastfeder
5: gehäusefestes Lager
6: Ausrückhebel
7: Hydraulikanschluss

Claims

Ausrückvorrichtung insbesondere zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges umfassend ein Ausrückmittel, insbesondere einen Ausrückhebel (6), und einen Nehmerzylinder, der mit dem Ausrückmittel in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder sowohl an dem Ausrückmittel als auch an einer gehäusefesten Lagerstelle (5) drehbeweglich aufgenommen ist.
Ausrückvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Lager (2.1, 5) drehbeweglich um eine zur Kupplungslängsachse senkrechte Achse sind.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (2.1, 5) Kugeln oder Walzen umfassen.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäusefeste Lagerung (5) des Nehmerzylinders zwei gegenüberliegend an dem Nehmerzylindergehäuse (1) angeordnete Bolzen (1.1) umfasst.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ausrückmittel (16) zugeordnete Lagerung des Kolbens (2) bzw. der Kolbenstange (2.4) des Nehmerzylinders eine Kugel umfasst, die in eine Pfanne des Ausrückmittels (16) eingreift.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (2.1, 5) nur in Druckrichtung kraft- oder formschlüssig sind.
Hydraulisch betätigter Nehmerzylinder für eine Ausrückvorrichtung, insbesondere zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Kolben (2) sowie eine Kolbenstange (2.4) zur Herstellung einer Wirkverbindung mit einem Ausrückmittel (16), insbesondere einem Ausrückhebel (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) und die Kolbenstange (2.4) einstückig gefertigt sind.
Nehmerzylinder nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, das der Kolben (2) mit einem hülsenförmigen Element (Schmutzkragen 2.2) verbunden ist, das das Nehmerzylindergehäuse (1) umgreift.
Nehmerzylinder nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Element (Schmutzkragen 2.2) sowie der Kolben (2) Mittel umfassen, die die axiale Verschiebbarkeit des Kolbens (2) gegenüber dem Nehmerzylindergehäuse (1) beschränken.
Nehmerzylinder nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, die die axiale Verschiebbarkeit des Kolbens (2) beschränken, Schnapphaken (2.3) sind.
Nehmerzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Nehmerzylindergehäuse (1) und/oder der Kolben (2) und die angeformte Kolbenstange (2.4) aus Kunststoff gefertigt sind.