DE102008057108A1

DE102008057108A1 - Zentralausrücker

Info

Publication number: DE102008057108A1
Application number: DE102008057108A
Authority: DE
Inventors: Michael Kistler; Vadim Wagner
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: DE102008057108B4

Abstract

Zentralausrücker mit einem gegenüber einem Gehäuse axial verschiebbaren Kolben, an dem ein Innenring eines Ausrücklagers befestigt ist, wobei erfindungsgemäß mit dem Kolben ein Metallelement gekoppelt und ortsfest am Gehäuse ein Sensor angeordnet ist, mit dem eine Bewegung des Metallelementes erkennbar ist, so dass eine Positionsbestimmung des Kolbens bzw. eine Erfassung des Stellweges des Ausrücklagers möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zentralausrücker nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs und findet insbesondere zur Positionsbestimmung des Kolbens bzw. zur Erfassung des Stellweges des Zentralausrückers Anwendung.
Aus DE 102 42 841 A1 ist ein Ausrücklager für die Kupplung eines Kraftfahrzeuges bekannt, mit dem zur Erfassung der Position des Kolbens des Ausrücklagers ein Magnetgeber die Position des Kolbens des Ausrücklagers relativ zum Hauptkörper bestimmen kann.
Das Ausrücklager umfasst einen zylindrischen Hauptkörper und einen Kolben, der axial verschiebbar im Innern des Hauptkörpers gelagert ist. Am Ende des Kolbens ist ein zu einem Wälzlager gehörender Ring angefügt, wobei ein elastisches Druckelement axial zwischen zwei Auflageflächen eingefügt ist. Eine Anlagefläche ist an einem Kragen ausgebildet, der an einem Ring des Wälzlagers angebracht ist. Das Ausrücklager weist einen kontaktfreien Magnetgeber auf, der einen am Kragen angebrachten Magneten und eine im Verhältnis zum Hauptkörper ortsfeste Zielmarkierung umfasst, die gegenüber dem Magneten angeordnet ist, um die axiale Position des Kolbens im Verhältnis zum Hauptkörper zu bestimmen. Dazu weist der Kragen einen Trägerarm auf, der sich radial nach außen erstreckt und den Magneten insgesamt an seinem äußeren radialen Ende trägt. Der Magnet ist in Form eines Einsatzes ausgeführt ist, um den herum, zumindest teilweise, der Trägerarm aufgeformt ist.
Nachteilig ist dabei das relativ aufwendige Einformen des Magneten in den Tragarm.
Eine ähnliche Lösung beschreibt DE 20 2006 014 024 U1 . Daraus ist ein Zentralausrücker für eine hydraulische Kupplungsbetätigung bekannt, mit einem eine zylindrische Durchgangsbohrung aufweisenden Gehäuse und einer konzentrisch innerhalb der Durchgangsbohrung angeordneten und an ihrem einen Ende zentriert am Gehäuse befestigten rohrförmigen Hülse. Auf der Hülse ist ein mit der Kupplung wirkverbindbarer Ringkolben axial verschiebbar geführt, an dessen äußerem Ende der Innenring eines Ausrücklagers befestigt ist. Zur Erfassung der axialen Position des Ringkolbens relativ zum Gehäuse ist ein Sensor zur Erfassung stationär am Gehäuse befestigt. Dem Sensor ist ein axial verschiebbar geführter Magnetkörper zugeordnet, der mit einem am Innenring befestigten Ringkörper zur Mitnahme durch den Ringkolben bei dessen axialen Verschiebungen axial spielfrei verbunden ist. Dazu ist der Magnetkörper mit über seinen Verschiebeweg in einem gleichbleibenden Abstand zum Sensor am Gehäuse verschiebbar geführt und greift mit einem Führungsschuh in eine Umfangsnut des Ringkörpers axial spielfrei aber radial beweglich ein. Diese Lösung ist konstruktiv relativ aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zentralausrücker zu entwickeln, bei dem eine Positionsbestimmung des Kolbens ohne Kopplung eines Magneten mit dem Kolben bei einem einfachen konstruktiven Aufbau möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst.
Der Zentralausrücker weist einen gegenüber einem Gehäuse axial verschiebbaren Kolben auf, an dem ein Ausrücklager befestigt ist, wobei erfindungsgemäß mit dem Kolben ein Metallelement gekoppelt ist und ortsfest am Gehäuse ein Sensor sitzt, mit dem eine Bewegung des Metallelementes erkennbar ist.
Bevorzugt ist das Metallelement ferromagnetisch ausgebildet, wobei der Sensor einen mit einer Spule gekoppelten Magneten aufweist, so dass die bei Bewegung des Metallelementes auftretende Veränderung des Magnetfeldes erfassbar ist. Die Spule und der Magnet sind vorzugsweise nebeneinander am Gehäuse befestigt und darunter befindet sich das ferromagnetische Metallelement.
Insbesondere befindet sich das Metallelement über die gesamte axial verschiebbare Länge des Kolbens im Wirkungsbereich des Sensors, so dass über den kompletten Stellweg die Lage des Kolbens bestimmbar ist.
Das Metallelement ist z. B. an einem mit dem Kolben verbundenen Kragen angeordnet, der wiederum an einem Innenring des Ausrücklagers befestigt sein kann.
Es ist möglich, das Metallelement in Form eines Körpers mit quadratischem, rechteckigem oder kreisförmigem Querschnitt, beispielsweise in Form eines ferromagnetischen Metallklotzes, auszubilden.
Dieser kann z. B. in einer am Kragen vorhandenen Ausnehmung sitzen und umformt sein oder auch ein- bzw. angeklebt und/oder eingeclipst werden.
Alternativ kann das Metallelement in Form einer Beschichtung auf der radial nach außen weisenden Fläche des Kragens aufgebracht sein und ggf. den Kragen umringen.
Wenn das ferromagnetische Metallelement durch eine Axialbewegung des Kolbens ebenfalls eine Axialbewegung vollführt, beeinflusst es das magnetische Feld, wodurch mittels des Sensors die Position des Kolbens erkennbar ist und erstmalig eine Wegmessung (des Stellweges des Kolbens) möglich ist, ohne einen Magneten am mit dem Kolben verbundenen Innenring des Ausrücklagers zu befestigen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnung näher erläutert.
Es wird ein Längsschnitt eines Zentralausrückers 1 dargestellt. Der Zentralausrücker 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein ringförmiger Kolben 3 zwischen einer Führungshülse 4 und einer zylindrischen Führungsbohrung 2.1 des Gehäuses 2 axial verschiebbar gelagert ist. An dem in der Darstellung linken Ende des Kolbens 3 ist ein bekanntes Ausrücklager 5 mit seinem Innenring 5.1 befestigt. Das Ausrücklager 5 weist einen drehbaren Außenring 5.2 sowie zwischen Innen- und Außenring 5.1, 5.2 angeordnete Kugeln 5.3 auf und ist mittels einer Vorlastfeder 6 definiert vorgespannt.
An der Innenfläche des Innenrings 5.1 ist ein Kragen 7 befestigt, an dessen radial nach außen weisender Seite 7.1 ein ferromagnetisches Metallelement 8 in Form eines Metallklotzes mit rechteckigem Querschnitt angeordnet ist.
Ortsfest am Gehäuse 2 ist ein Sensor 9 befestigt, der hier nur angedeutet ist. Der Sensor 9 sitzt über dem Metallelement 8 und weist einen nicht dargestellten Magneten und eine nicht dargestellte Spule auf, die nebeneinander angeordnet sind. Der Sensor dient in Zusammenhang mit dem ferromagnetischen Metallelement 8 zur Erfassung des Aus- bzw. Einrückzustandes bzw. zur Messung des Stellweges des Kolbens 3 bzw. des Ausrücklagers 5.
Am anderen Ende des Kolbens 3 schließt sich ein Druckraum 10 an, der gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Der Außenring 5.2 des Ausrücklagers bildet ein Angriffselement, das dazu bestimmt ist, ständig mit einer nicht dargestellten Kupplung zusammenzuwirken. Der dazu erforderliche Kontakt zwischen dem Außenring 5.2 und der Kupplung wird durch die Vorlastfeder 6 sichergestellt. Wenn sich der Kolben 3 axial verschiebt, bewirkt er daher eine identische axiale Verschiebung des Innenrings 5.1 des Ausrücklagers 5 und des Kragens 7. Das am Kragen 7 befestigte ferromagnetische Element 8 führt ebenfalls eine Axialbewegung aus. Dadurch wird in dem Magneten, der im Sensor 9 sitzt, eine Änderung des magnetischen Feldes hervorgerufen und somit in der Spule eine veränderte Spannung induziert, wodurch die Bewegung des Kolbens erfassbar ist. Die Signale werden vom Sensor 9 an eine nicht dargestellte Elektronikbaugruppe übertragen und verarbeitet. Die Elektronikeinheit ist somit in der Lage, den durch den Kolben 3 zurückgelegten axiale Weg und somit seine axiale Position zu bestimmen.

1: Zentralausrücker
2: Gehäuse
2.1: Führungsbohrung
3: Kolben
4: Führungshülse
5: Ausrücklager
5.1: Innenring
5.2: Außenring
5.3: Kugeln
6: Vorlastfeder
7: Kragen
7.1: Seite des Kragens
8: Metallelement
9: Sensor
10: Druckraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10242841 A1 [0002]
- DE 202006014024 U1 [0005]

Claims

Zentralausrücker (1) mit einem gegenüber einem Gehäuse (2) axial verschiebbaren Kolben (3), an dem ein Innenring (5.1) eines Ausrücklagers (5) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Kolben (3) ein Metallelement (8) gekoppelt ist und dass ortsfest am Gehäuse (1) ein Sensor (9) angeordnet ist, mit dem eine Bewegung des Metallelementes (8) erkennbar ist.
Zentralausrücker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (8) ferromagnetisch ist.
Zentralausrücker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (9) einen mit einer Spule gekoppelten Magneten aufweist, so dass die bei Bewegung des Metallelementes (8) auftretende Veränderung des Magnetfeldes erfassbar ist.
Zentralausrücker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Metallelement (8) über die gesamte axial verschiebbare Länge des Kolbens (3) im Wirkungsbereich des Sensors (9) befindet.
Zentralausrücker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (8) an einem mit dem Kolben (3) verbundenen Kragen (7) angeordnet ist.
Zentralausrücker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (7) am Innenring (5.1) des Ausrücklagers (5) befestigt ist.
Zentralausrücker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (8) in Form eines Körpers mit quadratischem, rechteckigem oder kreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist.
Zentralausrücker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (8) in Form einer Beschichtung ausgebildet ist.
Zentralausrücker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (8) in Form eines Klotzes ausgebildet ist und in einer am Kragen (7) vorhandenen Ausnehmung sitzt.
Zentralausrücker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (8) den Kragen (7) umringt.