DE102008058705B4

DE102008058705B4 - Anordnung zur Verbindung eines Zapfens mit einer Druckstange

Info

Publication number: DE102008058705B4
Application number: DE102008058705.2A
Authority: DE
Inventors: Alexandre Chevet
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2008-11-24
Publication date: 2022-06-30
Anticipated expiration: 2028-11-25
Also published as: DE102008058705A1

Abstract

Anordnung zur Verbindung eines Zapfens (22) mit einer Druckstange (13), wobei der Zapfen (22) in eine Aufnahmeöffnung (23) der Druckstange (13) eingreift und mittels mindestens einer Schnappverbindung (25) arretiert wird, und wobei die Schnappverbindung (25) selbsthemmend ist und vermittels eines mit der Druckstange (13) verbundenen Lösemittels lösbar ist, und wobei die Schnappverbindung (25) ein Fügeteil (26), das an der Druckstange (13) angeordnet ist, umfasst und das Fügeteil (26) in eine Ausnehmung des Zapfens (22) eingreift, die im Kontaktbereich mit dem Fügeteil (26) eine radial verlaufende Fläche (28) oder eine Hinterschneidung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel ein Teller (34) ist, der in axialer Richtung des Zapfens (22) verschiebbar gelagert ist, dass der Teller (34) einen Vorsprung (35) mit einer Schräge (36) aufweist, der in einer unteren Stellung in eine Ausnehmung (33) des Fügeteils (26) eingreift und dass das Fügeteil (26) in der unteren Stellung des Vorsprungs (35) in eine Stellung gedrückt ist, in der die Schnappverbindung (25) gelöst ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbindung eines Zapfens mit einer Druckstange, insbesondere eines an einem Kupplungspedal angeordneten Zapfens mit einer Druckstange zur Verbindung des Kupplungspedals mit einem Geberzylinderkolben, wobei der Zapfen in eine Aufnahmeöffnung der Druckstange eingreift und mittels mindestens einer Schnappverbindung arretiert wird.
Im Stand der Technik wird die Schnappverbindung eines Zapfens, z. B. eines Zapfens eines Kupplungspedals zur Verbindung mit einer Druckstange zur Betätigung eines Geberzylinderkolbens, so gestaltet, dass sich diese unter Aufbringen einer hohen Kraft wieder lösen lässt. Dies wird in der Regel dadurch bewirkt, dass eine Nut, in die ein Fügeteil der Schnappverbindung eingreift, abgeschrägt ausgeführt ist, so dass sich bei einer axialen Belastung des Zapfens eine radiale Kraft auf das Fügeteil ergibt und dieses bei einer ausreichend hohen axialen Zugkraft auf den Zapfen aus seiner Arretierungslage herausbewegt wird und so die Verbindung freigibt. Problematisch an derartigen Verbindungen ist, dass sich diese auch unbeabsichtigt lösen können, wenn hohe Betätigungskräfte auf das Kupplungspedal ausgeübt werden.
Aus der DE 691 23 851 T2 ist eine Anordnung zur Verbindung eines Steckerteils mit einem den Steckerteil aufnehmenden Teil bekannt, gemäß der der Steckerteil in eine Aufnahmeöffnung des aufnehmenden Teils eingreift und mittels einer Schnappverbindung arretiert wird. Die Verbindung ist mittels eines Hebels lösbar. Weiterer Stand der Technik ist in der DE 60 2004 003 210 T2 offenbart.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, bei der ein unbeabsichtigtes Lösen auf einfache Weise verhindert wird.
Dieses Problem wird gelöst durch eine Anordnung zur Verbindung eines Zapfens mit einer Druckstange, insbesondere eines an einem Kupplungspedal angeordneten Zapfens mit einer Druckstange zur Verbindung des Kupplungspedals mit einem Geberzylinderkolben, wobei der Zapfen in eine Aufnahmeöffnung der Druckstange eingreift und mittels mindestens einer Schnappverbindung arretiert wird, wobei die Schnappverbindung selbsthemmend ist und vermittels eines mit der Druckstange verbundenen Lösemittels lösbar ist. Unter selbsthemmend wird hier verstanden, dass die Schnappverbindung durch Aufbringen einer axialen Kraft bezogen auf die Achse des Zapfens nicht gelöst werden kann. Die Schnappverbindung umfasst vorzugsweise mindestens ein Fügeteil, das an der Druckstange angeordnet ist, und das bei geschlossener Schnappverbindung in eine Ausnehmung, z.B. eine Ringnut, des Zapfens eingreift. Selbsthemmung bedeutet hier, dass bei einer axialen Kraft auf den Zapfen keine nach Außen in Öffnungsrichtung gerichtete radiale Kraft auf das Fügeteil ausgeübt wird, so dass sich auch bei einer sehr großen axialen Kraft die Schnappverbindung nicht löst. Zum Lösen der Schnappverbindung wird der Eingriff des Fügeteils in die Ausnehmung aufgehoben, das Fügeteil also aus der Ausnehmung herausbewegt. Um Selbsthemmung der Schnappverbindung zu erreichen ist vorgesehen, dass die Schnappverbindung ein Fügeteil, das an der Druckstange angeordnet ist, umfasst und das Fügeteil in eine Ausnehmung, insbesondere eine Ringnut, des Zapfens eingreift, die im Kontaktbereich mit dem Fügeteil eine radial verlaufende Fläche oder eine Hinterschneidung aufweist. Ein Lösen der Schnappverbindung erfolgt mittels des Lösemittels, das ein Teller ist, der in axialer Richtung des Zapfens verschiebbar gelagert ist. Der Teller weist einen Vorsprung mit einer Schräge auf, der in einer unteren Stellung in eine Ausnehmung des Fügeteils eingreift. Die Schnappverbindung kann mehrere Fügeteile umfassen, wobei dann statt eines Vorsprunges, der in ein Fügeteil eingreift, mehrere Vorsprünge vorgesehen sind, die in jeweils eines der Fügeteile eingreifen. Bei einer Verschiebung des Tellers wird die Schnappverbindung geöffnet, indem durch die Schräge das Fügeteil in eine geöffnete Stellung gedrückt wird. Das Fügeteil wird also in der unteren Stellung des Vorsprungs in eine Stellung gedrückt, in der die Schnappverbindung gelöst ist. Der Teller umfasst vorzugsweise mindestens einen Steg, der in eine Öffnung der Druckstange eingreift. Der Steg umfasst vorzugsweise eine Nase, die in eine obere Stellung des Tellers an einer Nase der Öffnung anliegt. Der Steg bildet eine axiale Führung bei einer axialen Verschiebung des Tellers. Die beiden Nasen verhindern ein Herausziehen des Steges oder der Stege aus der jeweiligen Öffnung. In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass zwischen Teller und Zapfen eine Druckfeder angeordnet ist. Die Druckfeder erhöht die Kraft, die notwendig ist, um den Teller in Richtung des Zapfens zu bewegen, und verhindert so ein unbeabsichtigtes Öffnen der Schnappverbindung, beispielsweise durch Vibration oder dergleichen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Systems zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung;
2 eine dreidimensionale Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Druckstange;
3 einen Schnitt A-A gemäß 2 in einer oberen Endstellung;
4 einen Schnitt A-A gemäß 2 in einer unteren Endstellung;
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckstange.

1 zeigt als Beispiel für ein hydraulisches Kraftübertragungssystem eine hydraulische Kupplungsbetätigung 1 für ein Kraftfahrzeug. Die hydraulische Kupplungsbetätigung 1 umfasst in an sich bekannter Weise einen Geberzylinder 2, der über eine hydraulische Druckleitung 3 mit einem Nehmerzylinder 4 hydraulisch verbunden ist. Der Nehmerzylinder 4 kann beispielsweise als ringförmiger Nehmerzylinder, als so genannter Zentralausrücker, ausgebildet sein, wobei in einem ringförmigen Nehmerzylindergehäuse 19 ein ringförmiger Nehmerzylinderkolben 5 gelagert ist. Der ringförmige Nehmerzylinder 4 und der ringförmige Nehmerzylinderkolben 5 schließen einen wiederum ringförmigen Druckraum 16 ein. Bei einer Betätigung des Nehmerzylinderkolbens 5 wird über ein Ausrücklager 6 in an sich bekannter Weise eine Tellerfeder 7 betätigt. Die Tellerfeder 7 dient der Betätigung einer Fahrzeugkupplung 17. Diese umfasst eine Druckplatte 8, eine Gegendruckplatte 9 und eine Kupplungsscheibe 10. Die Tellerfeder 7 ist so vorgespannt, dass diese in Vorspannrichtung eine Druckplatte 8 auf eine Gegendruckplatt 9 drückt und dabei eine Kupplungsscheibe 10, die drehfest mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist, zwischen Druckplatte 8 und Gegendruckplatte 9 einklemmt. Die Druckplatte 8 und die Gegendruckplatte 9 sind dazu drehfest mit einer Kurbelwelle einer hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden. Bei einer Druckbeaufschlagung des Nehmerzylinders 4 wird somit über den Nehmerzylinderkolben 5 und das Ausrücklager 6 die Tellerfeder 7 so bewegt, dass diese entgegen ihrer Vorspannrichtung den Anpressdruck der Druckplatte 8 in Richtung der Druckplatte 9 verringert und so die reibschlüssige Verbindung zwischen Kupplungsscheibe 10 und Druckplatte 8 bzw. Gegendruckplatte 9 löst. Der Geberzylinder 2 umfasst einen Geberzylinderkolben 11, der mittels eines Kupplungspedals 12 über eine Druckstange 13 betätigt wird. Ein Geberzylindergehäuse 20 des Geberzylinders 2 sowie der darin beweglich angeordnete Geberzylinderkolben 11 schließen einen Druckraum 15 ein. Ein Nachlaufbehälter 14 ist bei drucklosem System, dabei ist der Geberzylinderkolben 11 ist seiner am Weitesten aus dem Geberzylinder 2 herausgezogenen Stellung, hydraulisch mit dem Druckraum 15 verbunden. In der Druckleitung 3 ist ein hydraulisches Ventil 18 angeordnet. Das Ventil 18 soll extrem schnelle Rückhubbewegungen des Kupplungspedals 12 und eine damit einhergehende hohe Einkuppelgeschwindigkeit beim Schließen der Fahrzeugkupplung 17 begrenzen. Dazu umfasst das Ventil 18 eine von der Durchflussrichtung abhängige Drossel. Die hydraulische Kupplungsbetätigung gemäß 1 ist an sich bekannt. Statt eines Zentralausrückers als Nehmerzylinder 4 können hier auch andere hydraulische Ausrücker verwendet werden, beispielsweise ein Hebelausrücker, der mit einem Nehmerzylinder zusammenwirkt. Ebenso kann statt einer Betätigung des Geberzylinders 2 mit einem Kupplungspedal 12 ein elektrischer Aktor oder dergleichen vorgesehen sein.
2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemäßen Druckstange 13. Die Druckstange 13 umfasst einen Druckbalken 19, der an einem Ende mit einem Anschlusselement 20 zur Verbindung der Druckstange 13 mit dem Geberzylinderkolben 11 bzw. einem Gelenk, das an dem Geberzylinderkolben 11 befestigt ist, oder einer weiteren Druckstange, die an dem Geberzylinderkolben 11 befestigt ist, versehen ist. Auf der dem Anschlusselement 20 gegenüberliegenden Seite der Druckstange 13 ist eine Aufnahme 21 mit einer Aufnahmeöffnung 23 angeordnet, die der Aufnahme eines Zapfens 22 dient, der fest an dem hier nicht dargestellten Kupplungspedal 12 befestigt ist. Weitere in 2 sichtbare Elemente und Baugruppen der Druckstange 13 werden nachfolgend anhand der 3 dargestellt. Diese zeigt einen Schnitt A-A gemäß 2. Dargestellt ist der Zapfen 22, der in die Aufnahmeöffnung 23 der Aufnahme 21 ragt. Der Zapfen 22 ist mit dem nicht dargestellten Kupplungspedal 12 beispielsweise verschweißt, verschraubt oder verpresst. Bei dem Zapfen 22 handelt es sich vorzugsweise um ein Metallteil. Zur Sicherung des Zapfens 22 in der Aufnahmeöffnung 23 dient eine Schnappverbindung 25. Diese umfasst mindestens ein Fügeteil 26, das z.B. einstückig an die Druckstange 13 angeformt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Fügeteile 26 über den Umfang der Aufnahmeöffnung 23 verteilt angeordnet. Das Fügeteil 26 greift in eine Ausnehmung in Form einer umlaufenden Ringnut 27 des Zapfens 22 ein. Die umlaufende Ringnut 27 umfasst eine ringförmige Fläche 28, die sich radial, also in einem Winkel von 90° relativ zur Längsachse 29 des Zapfens 22, erstreckt. Alternativ kann die ringförmige Fläche 28 auch nach Art einer Hinterschneidung ausgelegt sein, dass also die einem Nutboden zugewandte, radial innen gelegene Seite der ringförmigen Fläche 28 kegelförmig in Richtung einer Vorderfläche 31 des Zapfens 22 verläuft.
Das Fügeteil 26 erstreckt sich von einer Grundfläche 32 der Druckstange 13 als längliches Bauteil entlang des Zapfens 22. Durch die längliche Ausgestaltung wird hier eine ausreichende elastische Verformbarkeit zum Herstellen der Schnappverbindung 25 gewährleistet. An der der Grundfläche 32 abgewandten Seite des Fügeteils 26 ist eine Ausnehmung 33 angebracht. Ein Teller 34 deckt den Bereich der Vorderfläche 31 des Zapfens 22 ab und umfasst mindestens einen Vorsprung 35, der eine Schräge 36 aufweist. Jedem Fügeteil 26 ist dabei ein Vorsprung 35 zugeordnet. Die Schräge 36 ist so angeordnet, dass sich die Breite b des Vorsprungs 35 zu dessen Spitze 37 hin kontinuierlich verringert. Die Schräge 36 ist dabei radial außen bezüglich der Längsachse 29 in den Vorsprung 36 eingebracht. Ein oder mehrere Stege 38 ragen von dem Teller 34 in Richtung der Grundfläche 32. Der Steg 38 greift in eine Öffnung 39 der Druckstange 13 ein. Eine Nase 40 an dem Steg 38 und eine Nase 41 der Öffnung 39 verhindern ein Herausziehen des Steges 38 aus der Öffnung 39. Die Nasen 40 und 41 sowie die Öffnung 39 sind so gestaltet, dass sich eine Art Schnappverbindung ergibt, der Steg 38 kann also in die Öffnung 39 eingeführt werden, er kann aber nicht mehr weiter als die in 3 dargestellte Stellung herausgezogen werden.
Der Teller 34 mit dem oder den Vorsprüngen 35 und dem Steg oder den Stegen 38 kann axial bezüglich der Längsachse 29 verschoben werden, wobei 3 eine obere Endstellung zeigt und 4 eine untere Endstellung zeigt. Wird der Teller 34 von der Stellung in 3 in die Stellung der 4 gerückt, so wird die Schnappverbindung 25 gelöst, indem das Fügeteil 26 so verformt wird, dass eine Rastnase 42 des Fügeteils 26 aus der Ringnut 27 herausgezogen wird, so wie dies in 4 dargestellt ist. Dadurch lässt sich der Zapfen 22 aus der Aufnahmeöffnung 23 herausziehen.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der zwischen dem Teller 34 und dem Zapfen 22 eine Feder 43 angeordnet ist. Die Feder 43 verhindert ein unbeabsichtigtes Betätigen des Tellers 34 und damit ein unbeabsichtigtes Lösen der Schnappverbindung 25. In den Teller 34 ist zur Lagerung der Feder 43 eine Nut 44 eingebracht, in den Zapfen 22 ist an der Vorderfläche 31 eine Vertiefung in Form einer Sacklochbohrung 45 zur Lagerung der Feder 43 angebracht.
Bezugszeichenliste

1: Hydraulische Kupplungsbetätigung
2: Geberzylinder
3: Druckleitung
4: Nehmerzylinder
5: Nehmerzylinderkolben
6: Ausrücklager
7: Tellerfeder
8: Druckplatte
9: Gegendruckplatte
10: Kupplungsscheibe
11: Geberzylinderkolben
12: Kupplungspedal
13: Druckstange
14: Nachlaufbehälter
15: Druckraum
16: Druckraum
17: Fahrzeugkupplung
18: Hydraulisches Ventil
19: Druckbalken
20: Anschlusselement
21: Aufnahme
22: Zapfen
23: Aufnahmeöffnung
24: Übergangsbereich
25: Schnappverbindung
26: Fügeteil
27: Umlaufende Ringnut
28: Ringförmige Fläche
29: Längsachse
30: Nutboden
31: Vorderfläche
32: Grundfläche
33: Ausnehmung
34: Teller
35: Vorsprung
36: Schräge
37: Spitze
38: Stege
39: Öffnung
40: Nase
41: Nase
42: Rastnase
43: Feder
44: Ringnut
45: Vertiefung

Claims

Anordnung zur Verbindung eines Zapfens (22) mit einer Druckstange (13), wobei der Zapfen (22) in eine Aufnahmeöffnung (23) der Druckstange (13) eingreift und mittels mindestens einer Schnappverbindung (25) arretiert wird, und wobei die Schnappverbindung (25) selbsthemmend ist und vermittels eines mit der Druckstange (13) verbundenen Lösemittels lösbar ist, und wobei die Schnappverbindung (25) ein Fügeteil (26), das an der Druckstange (13) angeordnet ist, umfasst und das Fügeteil (26) in eine Ausnehmung des Zapfens (22) eingreift, die im Kontaktbereich mit dem Fügeteil (26) eine radial verlaufende Fläche (28) oder eine Hinterschneidung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel ein Teller (34) ist, der in axialer Richtung des Zapfens (22) verschiebbar gelagert ist, dass der Teller (34) einen Vorsprung (35) mit einer Schräge (36) aufweist, der in einer unteren Stellung in eine Ausnehmung (33) des Fügeteils (26) eingreift und dass das Fügeteil (26) in der unteren Stellung des Vorsprungs (35) in eine Stellung gedrückt ist, in der die Schnappverbindung (25) gelöst ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teller (34) mindestens einen Steg (38) umfasst, der in eine Öffnung (39) der Druckstange (13) eingreift.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (38) eine Nase (40) umfasst, die in einer oberen Stellung des Tellers (34) an einer Nase (41) der Öffnung (39) anliegt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Teller (34) und Zapfen (22) eine Druckfeder (43) angeordnet ist.