DE102008057644A1

DE102008057644A1 - Wegmesssystem für Kupplungsausrücksysteme

Info

Publication number: DE102008057644A1
Application number: DE102008057644A
Authority: DE
Inventors: Vadim Wagner; Thorsten Bösch; Michael Kistler; Markus Dietrich; Matthias Gramann
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: 2008-11-17
Publication date: 2009-06-04
Also published as: CN101487687A

Abstract

Wegmesssystem für Kupplungsausrücksysteme mit einem einer beweglichen Komponente zuordenbaren Magnetelement sowie mit einem eine Sensorelektronik aufweisenden Sensorsystem, welches an einer feststehenden Komponente in Form eines Gehäuses des Kolben-Zylindersystems angeordnet ist, wobei das Sensorsystem mit dem Magnetelement in Wirkverbindung steht und erfindungsgemäß die Sensorelektronik des Sensorsystems in einer in das Gehäuse integrierten Aussparung angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wegmesssystem für Kupplungsausrücksysteme nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs und findet insbesondere zur Positionsbestimmung des Kolbens bzw. zur Erfassung des Stellweges bzw. der Stellung der beweglichen Komponente des Kupplungsausrücksystems 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.
Außen am Hauptkörper ist in einem separaten Gehäuse eine Zielmarkierung angeordnet. Die mit der Zielmarkierung bei Bewegung des Magneten erzeugten elektrischen Signale werden über ein Kabel zu einer Elektronikbaugruppe geleitet, was sehr nachteilig ist, da das Kabel leicht beschädigt werden kann.
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 axi alen Position des Ringkolbens relativ zum Gehäuse ist ein Sensor stationär außen 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 über seinen Verschiebeweg in einem gleich bleibenden Abstand zum Sensor am Gehäuse verschiebbar geführt und greift mit einem Führungsschuh in eine Umfangsnut des Ringkörpers axial spielfrei aber radial beweglich ein.
In DE 10 2006 050 525 A1 wird ein Wegmesssystem für Kupplungsausrücksysteme beschrieben, das ebenfalls einen einer beweglichen Komponente zuordenbaren Magneten aufweist, wobei ebenfalls außen am Gehäuse ein feststehendes Sensorsystem angeordnet ist.
Bei den vorgenannten Lösungen werden die Sensoren außen am Gehäuse verschraubt, wodurch ein hoher Platzbedarf erforderlich ist. Weiterhin ist der Abstand des Magnetsensors zum Magnet relativ groß, da das Sensorgehäuse dazwischen liegt. Auch wirkt sich die aufgrund der vielen Bauteile zu verzeichnende große Toleranzkette negativ auf die Genauigkeit des Meßsystems aus.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wegmesssystem für Kupplungsausrücksysteme zu entwickeln, welches für die Befestigung des Sensors einen geringen Bauraum und eine minimale Anzahl von Komponenten benötigt. Weiterhin soll die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit des Systems erhöht werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Wegmesssystem für Kupplungsausrücksysteme weist ein Magnetelement auf, welches an einer beweglichen Komponente des Ausrücksystems angeordnet ist, sowie ein Sensorsystem, welches an einer feststehenden Komponente in Form eines Gehäuses des Kolben-Zylindersystems angeordnet ist, wobei das Sensorsystem mit dem Magnetelement in Wirkverbindung steht und erfindungsgemäß die Sensorelektronik des Sensorsystems in einer Aussparung des Gehäuses angeordnet ist.
Die Sensorelektronik kann beispielsweise in die Aussparung eingeschraubt werden oder auch eingeclipst und/oder eingeklebt sein.
Um die Sensorelektronik zu schützen ist die Aussparung über der Sensorelektronik vorteilhafter Weise verschlossen. Dazu kann beispielsweise eine Verschlusskappe bzw. ein Verschlussdeckel zum Verschließen der Aussparung dienen.
Alternativ ist es möglich, die Aussparung über der Sensorelektronik mit einem Füllstoff auszugießen, z. B. mit Harz oder Kunststoff.
Das Gehäuse und die Aussparung werden bevorzugt einteilig aus Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt, wobei die Aussparung gleichzeitig mit dem Gehäuse ausgeformt wird.
Alternativ kann die Aussparung mit dem Gehäuse einteilig aus metallischem Werkstoff im Druckgussverfahren hergestellt sein.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine überraschend einfache, kostengünstige und Platz sparende Lösung der Integration der Sensorelektronik geschaffen, insbesondere da kein separates Sensorgehäuse mehr erforderlich ist, welches erst aufwendig am Gehäuse befestigt werden muss.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 Längsschnitt eines Zenralausrückers 1,
2 Längsschnitt durch einen Geberzylinder.
Es wird in 1 ein Längsschnitt eines Zentralausrückers 1 dargestellt. Der Zentralausrücker 1 weist ein Gehäuse 2 als feststehende Komponente 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 rechten Ende des Kolbens 3 ist ein bekanntes Ausrücklager 5 mit seinem Innenring 5.1 befestigt. Am anderen Ende des Kolbens 3 schließt sich ein Druckraum D an, der gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.
Das Ausrücklager 5 weist einen drehbaren Außenring 5.2 sowie zwischen Innen- und Außenring 5.1, 5.2 angeordnete Wälzkörper in Form von Kugeln 5.3 auf und ist mittels einer Vorlastfeder 6 definiert vorgespannt.
An der Innenfläche des Innenrings 5.1 ist ein radial nach außen reichender Kragen 7 befestigt, an welchem sich die Vorlastfeder 6 abstützt. Das an einer beweglichen Komponente vorgesehene Magnetelement 8 sitzt hier an einer radial nach außen weisenden Fläche an dem Kragen 7.
Am Gehäuse 2 ist über dem Magnetelement 8 eine Aussparung 2.1 vorhanden, die die Sensorelektronik 9 des Magnetsensors aufnimmt. Die Aussparung ist mit einer Verschlusskappe 10 verschlossen.
Die Sensorelektronik 9 dient in Zusammenhang mit dem Magnetelement 8 zur Erfassung des Aus- bzw. Einrückzustandes bzw. zur Messung des Stellweges des Kolbens 3 bzw. des Ausrücklagers 5.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Der Außenring 5.2 des Ausrücklagers 5 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 Ausrücklagers 5. Das am Kragen 7 befestigte Magnetelement M führt somit ebenfalls eine Axialbewegung aus. Dadurch wird in der Sensorelektronik 9 eine Änderung des magnetischen Feldes hervorgerufen und somit ein Signal erzeugt, wodurch die Bewegung des Kolbens 3 bzw. dessen Stellung signalisiert wird. Die Signale werden von der Sensorelektronik 9 an eine nicht dargestellte Elektronikbaugruppe übertragen und verarbeitet, wodurch die durch den Kolben 13 richtungsabhängige zurückgelegte axiale Entfernung und somit seine axiale Position bestimmbar ist.
Der Längsschnitt durch ein Kupplungsausrücksystem in Form eines Geberzylinders 11 ist in 2 dargestellt. Auch hier besteht der Geberzylinder 11 aus einem Gehäuse 12, in dem ein Kolben 13 axial verschiebbar gelagert ist. Der Kolben 13 steht mit einer Kolbenstange 14 in Verbindung, wobei die Kolbenstange 14 am kolbenseitigen Ende schwenkbeweglich mit dem Kolben 13 verbunden ist und am anderen Ende mit einem nicht dargestellten Kupplungspedal in Verbindung steht. Weiterhin steht der Geberzylinder 11 mit einem nicht näher dargestellten Hydrauliksystem in Verbindung.
Zur Erfassung der Stellung der beweglichen Komponente weist der Geberzylinder 11 ein Wegmesssystem auf, welches aus einem Magnetelement 18 und einem Sensorsystem mit einer Sensorelektronik 19 besteht. Das Magnetelement 18 ist hier am stirnseitigen Ende des Kolbens 13 angeordnet, kann aber auch in den Kolben 13 integriert sein.
An das Gehäuse 12 ist eine nach außen offene Aussparung 12.1 angeformt, die die Sensor-Elektronik 19 aufnimmt. Die Aussparung ist mit Füllmaterial 20 verschlossen.

1: Zentralausrücker
2: Gehäuse
2.1: Aussparung
3: Kolben
4: Führungshülse
5: Ausrücklager
5.1: Innenring
5.2: Außenring
5.3: Kugeln
6: Vorlastfeder
7: Kragen
8: Magnetelement
9: Sensorelektronik
10: Verschlusskappe
11: Geberzylinder
12: Gehäuse
12.1: Aussparung
13: Kolben
14: Kolbenstange
18: Magnetelement
19: Sensorelektronik
20: Füllmaterial
D: 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]
- DE 102006050525 A1 [0007]

Claims

Wegmesssystem für Kupplungsausrücksysteme mit einem einer beweglichen Komponente zuordenbaren Magnetelement (8, 18) sowie mit einem eine Sensorelektronik (9, 19) aufweisendem Sensorsystem, welches an einer feststehenden Komponente in Form eines Gehäuses (2, 12) des Kolben-Zylindersystems angeordnet ist, wobei das Sensorsystem mit dem Magnetelement (8, 18) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektronik (9, 19) des Sensorsystems in einer in das Gehäuse (2, 12) integrierten Aussparung (2.1, 12.1) angeordnet ist.
Wegmesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (2.1, 12.1) über der Sensorelektronik (9, 19) verschlossen ist.
Wegmesssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (2.1, 12.1) über der Sensorelektronik (9, 19) mit einem temperaturbeständigen Werkstoff verschlossen ist.
Wegmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektronik (9, 19) in die Aussparung (2.1, 12.1) eingeschraubt ist.
Wegmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektronik (9, 19) in die Aussparung (2.1, 12.1) eingeclipst und/oder eingeklebt ist.
Wegmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (2.1, 12.1) über der Sensorelektronik (9. 19) mittels einer Verschlusskappe/eines Verschlussdeckels (10) verschlossen ist.
Wegmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (2.1, 12.1) über der Sensorelektronik (9, 19) mit einem Füllmaterial (20) verschlossen ist.
Wegmesssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (20) durch Gießen oder Einformen in die Aussparung (2.1, 12.1) eingebracht ist.
Wegmesssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (20) Harz oder Kunststoff ist.
Wegmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (2.1, 12.1) mit dem Gehäuse (2, 12) einteilig aus Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt ist.
Wegmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (2.1, 12.1) mit dem Gehäuse (2, 12) einteilig aus metallischem Werkstoff im Druckgussverfahren hergestellt ist.