DE102008061071A1

DE102008061071A1 - Nehmerzylinder

Info

Publication number: DE102008061071A1
Application number: DE102008061071A
Authority: DE
Inventors: Peter Scholz; Roland Dr. Welter; Volker Lang
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-01-02
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2028-12-09
Also published as: DE102008061071B4; CN101476604B; CN101476604A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder und ein Ausrücksystem für ein hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges. Der Nehmerzylinder betätigt dabei eine Kupplung, beispielsweise eine Kupplung einer Doppelkupplung, mittels einer Betätigungsstange, die durch die Getriebeeingangswelle geführt ist. Zur Minimierung des Bauraums ist hierzu ein zweiteiliges Gehäuse vorgesehen, das eine Auslegung mit geringerem Bauraumanspruch ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder für ein hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem, bei dem ein von einem Geberzylinder verlagerter Kolben eine durch die Getriebeeingangswelle geführte Betätigungsstange axial verlagert, die mittels eines Wälzlagers eine Reibungskupplung betätigt.
Es sind Reibungskupplungen bekannt, die so angeordnet sind, dass deren Hebelsystem zur Betätigung, beispielsweise einer in ein Kupplungsgehäuse eingespannten Tellerfeder, der Brennkraftmaschine zugewandt sind, also motorseitig angeordnet sind. Insbesondere bei Doppelkupplungen kann das Hebelsystem einer Reibungskupplung getriebeseitig und das andere Hebelsystem motorseitig angeordnet sein, so dass die Anpressplatten beider Reibungskupplungen mit jeweils einer Seite einer Druckplatte verspannt werden können, ohne auf die Druckplatte übergreifende Übertragungshebel zur Betätigung der motorseitig angeordneten Reibungskupplung zurückgreifen zu müssen. Die Betätigung der motorseitig angeordneten Reibungskupplung erfolgt mittels einer Ausrückmechanik, die das Hebelsystem beaufschlagt und mittels eines Wälzlagers mit einer Betätigungsstange gekoppelt ist, die durch eine hohlgebohrte Getriebeeingangswelle durch das Getriebe geführt ist und an der der Reibungskupplung abgewandten Seite des Getriebes von einem beispielsweise mittels eines Seilzugs oder eines Elektromotors betätigten Ausrückers axial verlagert wird. Alternativ werden konzentrisch um die Betätigungswelle angeordnete Nehmerzylinder eingesetzt, deren in einem Gehäuse mit einer Druckkammer axial verlagerbarer Ringkolben mit der Betätigungsstange gekoppelt ist, so dass bei entsprechender Druckvorgabe in der Druckkammer durch einen Geberzylinder die Betätigungsstange axial verlagert wird und die Reibungskupplung betätigt.
Die Bauraumverhältnisse für ein Antriebsaggregat bestehend aus Brennkraftmaschine und Getriebe sind bekanntermaßen eng, so dass es Aufgabe der Erfindung ist, einen Nehmerzylinder vorzuschlagen, der bei geforderter Funktionsfähigkeit mit einem vorgegebenen Hub der Betätigungsstange einen geringen Bauraum aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
Die Erfindung wird durch einen Nehmerzylinder für ein hydraulisches Kupplungsausrücksystem eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse, in dem ein Ringkolben innerhalb einer hohlzylindrischen Druckkammer zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbar angeordnet ist, gelöst, wobei die Druckkammer mittels einer Dichtung nach außen abgedichtet ist und der Ringkolben über eine durch seinen Innenraum hindurch führende Betätigungsstange mit einem Ausrücklager in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Gehäuseteil eine radial äußere Begrenzung und ein zweites Gehäuseteil eine radial innere Begrenzung der Druckkammer bildet. Durch die Ineinanderschachtelung der beiden Gehäuseteile können besonders kompakte Anordnungen des Nehmerzylinders erzielt werden, insbesondere was die axiale Bauhöhe des Nehmerzylinders anbetrifft. Durch die zweiteilige Ausführung des Gehäuses können die Funktionen des Nehmerzylinders effizienter ausgestaltet werden, indem beispielsweise die radial äußeren und radial inneren Dichtflächen für die die Druckkammer gegen außen abdichtende Dichtung so gestaltet werden, dass diese im Wesentlichen die axiale Baulänge des Nehmerzylinders begrenzen. Ein derartig ausgestalteter Nehmerzylinder kann in seiner über die Getriebegehäusewand, an der der Nehmerzylinder angeordnet ist, hinausragenden Baulänge so weit minimiert werden, dass diese im Wesentlichen dem zweifachen Kolbenhub entspricht. Besonders vorteilhaft kann dabei sein, wenn das zweite Gehäuseteil eine dem Ringkolben gegenüber liegende Stirnfläche bildet, wobei das erste und das zweite Gehäuseteil axial unter Einhaltung eines Spalts zwischen radial äußerer Begrenzung und Stirnfläche axial aufeinander gelagert sind. Ein auf diese Weise in die Druckkamer mündender Spalt kann in Verbindung mit einem Druckanschluss die Zufuhr von Druckmedium in die Druckkammer übernehmen. Bei der Ausgestaltung eines Ringspalts oder als sich zumindest über ein Umfangssegment der Druckkammer erstreckenden Spalts kann die axiale Ausdehnung gering gehalten werden.
In vorteilhafter Weise kann der Druckanschluss am ersten Gehäuseteil vorgesehen sein und an einer dem zweiten Gehäuseteil zugewandten Fläche münden, die bei einer axialen Anlage der Gehäuseteile aufeinander mit einer Fläche des ersten Gehäuseteils den Spalt bildet. Es versteht sich, dass die beiden Gehäuseteile nach außen zur Vorbeugung von Druckmediumsverlust gegeneinander abgedichtet sind.
In weiterer Ausgestaltung können die Gehäuseteile weitere Funktionselemente aufweisen. So kann in einem vorteilhaften Ausgestaltungsbeispiel das erste Gehäuseteil Befestigungsmittel wie Öffnungen zum Verschrauben des Nehmerzylinders an der Getriebegehäusewand und das zweite Gehäuseteil Zentriermittel wie einen axial angeformten Flansch zur Aufnahme des Nehmerzylinders an einer Zentrieröffnung des Getriebegehäuses aufweisen. Die Gehäuseteile können in Form von Baugruppen montiert werden, wobei weitere Funktionsbauteile an eines der beiden Gehäuseteile montiert werden und die beiden auf den Gehäuseteilen basierenden Baugruppen zusammengefügt und miteinander verbunden beziehungsweise aufeinander fixiert werden. Zur Fixierung der beiden Gehäuseteile aufeinander können je nach Materialzusammensetzung form- oder stoffschlüssige Verbindungsverfahren verwendet werden.
So können beispielsweise aus Kunststoff, beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens, hergestellte Gehäuseteile miteinander zumindest partiell ultraschallverschweißt oder verklebt werden. Bei der Verwendung zumindest eines Gehäuseteils aus Metall, beispielsweise Aluminiumdruckguss, können die Teile verstemmt, gebördelt oder verklebt werden. Das zuvor beschriebene Ausgestaltungsbeispiel kann nach Fertigstellung der beiden Baugruppen, wobei einer erste Baugruppe zumindest das erste Gehäuseteil und eine zweite Baugruppe zumindest das zweite Gehäuseteil und den darauf aufgezogenen Ringkolben sowie eine zwischen Kolben und zweitem Gehäuseteil verspannte Vorlastfeder enthält, montiert werden, indem die erste Baugruppe entgegen der Wirkung der Vorlastfeder auf die zweite Baugruppe aufgeschoben und die beiden Gehäuseteile an der dem Ringkolben abgewandten Seite des Nehmerzylinders miteinander verbunden werden.
Ein weiteres Ausgestaltungbeispiel kann ein erstes Gehäuseteil aufweisen, das Zentrier- und Befestigungsmittel zur Aufnahme an einem Getriebegehäuse aufweist. Weiterhin kann ein derartiges Gehäuseteil bereits einen axial angeformten Flansch aufweisen, der sich in Richtung des Weges des Ringkolbens erstreckt. Zur Darstellung einer durchgehenden radial äußeren Dichtfläche für die die Druckkammer nach außen abdichtenden Dichtung, die beiden vorgeschlagenen Nehmerzylindern eine Nutringdichtung sein kann, und eines Spalts am Übergang von einer Stirnfläche zu dieser äußeren Dichtfläche wird das zweite Gehäuseteil an dem axial angeformten Flansch des ersten Gehäuseteils aufgenommen, indem es radial innerhalb des Flansches bis zu der die Druckkammer begrenzenden Stirnfläche unter Einhaltung eines Spalts eingeschoben wird. Dabei kann am ersten Gehäuseteil ein Anschlag zur Festlegung der Spaltweite vorgesehen werden.
Ein derartiges Ausgestaltungsbeispiel eines Nehmerzylinders kann ebenfalls aus zwei Baugruppen montiert werden, wobei eine erste Baugruppe zumindest das erste Gehäuseteil mit dem an einer radial inneren Dichtfläche des ersten Gehäuseteils aufgezogenen Ringkolben sowie eine zwischen Kolben und erstem Gehäuseteil verspannte Vorlastfeder und eine zweite Baugruppe zumindest bestehend aus dem zweiten Gehäuseteil enthält. Die Montage erfolgt beispielsweise, indem die zweite Baugruppe entgegen der Wirkung der Vorlastfeder auf die erste Baugruppe aufgeschoben und die beiden Gehäuseteile an der dem Ringkolben zugewandten Seite des Nehmerzylinders miteinander verbunden werden.
Die vorgeschlagenen Nehmerzylinder können mit weiteren vorteilhaften Funktionen verbessert werden. Beispielsweise kann am Gehäuse eine Detektionseinrichtung zur Erfassung des Weges des Ringkolbens vorgesehen sein, die mit einem in einer über ein Umfangssegment ausgebildete Ausnehmung des Ringkolbens integriertes Sensorbauteil wechselwirkt. Dabei kann die Detektionseinrichtung beispielsweise ein Magnetfeldsensor und das Sensorbauteil ein Magnet sein, wobei der Magnet über den Hub des Ringkolbens den magnetischen Fluss im Magnetfeldsensor ändert und dadurch eine Zuordnung des Magnetflusses zum Kolbenhub möglich ist. Bei reproduzierbaren Bedingungen des übrigen kinematischen Weges bis hin zur Reibungskupplung kann mit derartigen Detektionseinrichtungen der Kupplungsweg und über eine Zuordnung des Reibwertes zum Kupplungsweg das über die Reibungskupplung übertragene Moment ermittelt werden.
Das Sensorbauteil wie Magnet kann direkt in einer im Kolben vorgesehenen Tasche untergebracht werden, wobei eine Teilverdrehung des Ringkolbens durch ein erweitertes Sensorbauteil in Umfangsrichtung kompensiert werden kann. Das Sensorbauteil kann weiterhin im Falle eines Magneten mittels eines am Ringkolben angebrachten Metlallelements, beispielsweise einem Blechstreifen, festgehalten werden. Weiterhin kann das Sensorbauteil in einem Gleitschuh vom Kolben mitgenommen werden. Bei einer fehlenden Fixierung des Sensorbauteils am Kolben kann diese mittels einer Vorlastfeder, die sich an einem festen Bauteil, beispielsweise einer den Nehmerzylinder an der der Getriebegehäusewand abgewandten Seite angebrachten Abdeckkappe, abstützt, am Ringkolben abgestützt werden. Hierzu kann die Abdeckkappe eine entsprechende ausgebuchtete Aufnahme aufweisen. Weiterhin kann bei über den maximalen Kolbenhub hinausragendem Sensorbauteil die radial äußere Dichtfläche zumindest über ein Umfangssegment im Bereich des Sensorbausteins axial erweitert sein, die eine erweiterte Lauffläche für das Sensorbauteil bildet.
Bei den vorgeschlagenen Nehmerzylindern bewegt sich der Ringkolben zur Betätigung der Reibungskupplung axial weggerichtet vom Getriebe. Um das Innere des Nehmerzylinders gegen Verschmutzungen zu schützen ist an der dem Ringkolben zugewandten Seite eine Abdeckkappe an einem der beiden Gehäuseteile aufgenommen. Wegen der Hubbewegungen des Ringkolbens kann es in dem zwischen Ringkolben und Abdeckkappe eingeschlossenen variablen Volumen zu nachteiligen Pumpbewegungen der in diesem Volumen eingeschlossenen Luft kommen. Zur Vermeidung dieser Pumpbewegungen wird der Ringkolben zur Betätigungsstange hin mit mindestens einer Ausgleichsöffnung versehen, so dass ein Druckausgleich mit dem der Betätigungsstange nachgeschalteten beziehungsweise an diese anschließenden Volumen, beispielsweise durch die Getriebewelle bis zur Kupplungsglocke erfolgen kann.
Um einer Verdrehung des Kolbens infolge von über das Wälzlager von der Reibungskupplung übertragenen Schleppmomenten vorzubeugen, die einen erhöhten Verschleiß von Bauteilen des Nehmerzylinders, der Dichtung an der Druckkammer, zwischen Nehmerzylinder und Betätigungsstange vorgesehenen Lagern und Dichtungen, zur Folge haben kann, ist eine Verdrehsicherung zwischen dem Kolben und einem gehäusefesten Bauteil des Nehmerzylinders vorgesehen. Hierzu kann die Vorlastfeder dienen, die den Ringkolben gegenüber dem Gehäuse verspannt. Die Federenden der Vorlastfeder werden dabei einerseits verdrehgesichert am Gehäuse eingehängt oder gegen einen Anschlag in Umfangsrichtung angelegt und andererseits in bevorzugter Weise in die Ausgleichsöffnung des Ringkolbens zum Druckausgleich eingehängt. Auf diese Weise wird das Schleppmoment durch die Torsionssteifigkeit der Vorlastfeder abgefangen.
Um aus der Druckkammer gegebenenfalls austretendes Druckmedium, beispielsweise Leckageöl, zu kanalisieren, kann zwischen dem Volumen zwischen Abdeckkappe und Ringkolben und dem an den Nehmerzylinder angrenzenden Getriebe ein Rücklaufkanal vorgesehen sein.
Die vorgeschlagenen Nehmerzylinder können für die erwähnten gezogenen Reibungskupplungen, vorzugsweise für die motorseitig angeordnete Reibungskupplung einer Doppelkupplung verwendet werden. Bei der Verwendung der Doppelkupplung für ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Teilantriebssträngen können die Reibungskupplungen automatisiert betätigt sein, indem der Nehmerzylinder von einem mittels eines Aktors betätigten Geberzylinders oder einem von einer Pumpe und einem entsprechend gesteuerten Druckregelventil mit Druck beaufschlagt werden. Zur Vermeidung einer Verblockung oder Verspannung des Doppelkupplungsgetriebes bei einer Übertragung von Moment über beide Reibungskupplungen kann vorgegeben sein, dass die von dem Nehmerzylinder betätigte Reibungskupplung eine sogenannte zugedrückte Reibungskupplung, die im entspannten Zustand des Hebelsystems zur Betätigung dieser kein Moment überträgt und bei Beaufschlagung des Nehmerzylinders mit Druck geschlossen wird. In vorteilhafter Weise kann der Nehmerzylinder auf eine derartige Anwendung angepasst sein. Ist das Verblocken des Getriebes durch andere Mittel gelöst, kann die vom Nehmerzylinder betätigte Reibungskupplung eine sogenannte aufgedrückte Reibungskupplung sein, die im entspannten Zustand bei drucklosem Nehmerzylinder das maximal übertragbare Moment überträgt und bei Druckbeaufschlagung des Nehmerzylinders geöffnet wird.
Die Erfindung wird anhand der 1 bis 7 näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Schnitt durch ein Anwendungsbeispiel eines Nehmerzylinders in einem Doppelkupplungsgetriebe,
2 und 3 ein Ausgestaltungsbeispiel eines Nehmerzylinders in Ansicht und im Schnitt und
4 bis 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Nehmerzylinders in Ansicht und im Schnitt.
In 1 ist ein Ausschnitt eines mit einer Doppelkupplung ausgeführten Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges mit einem außerhalb der Kupplungsglocke 60 angeordneten Nehmerzylinder 200 im Halbschnitt dargestellt, wobei die Doppelkupplung aus zwei Reibungskupplungen, also einer ersten motorseitig angeordneten Reibungskupplung 20 und einer zweiten getriebeseitig angeordneten Reibungskupplung 30 gebildet wird. Jede Reibungskupplung 20, 30 ist konzentrisch um eine zugehörige Getriebeeingangswelle 28, 29 angeordnet und steht mit einem der jeweiligen Reibungskupplung 20, 30 zugeordneten Ausrücklager 16, 17 in Wirkverbindung. Jedes Ausrücklager 16, 17 wird hydraulisch von einer entsprechenden Betätigungsvorrichtung mit einer Betätigungskraft beaufschlagt. Hierbei werden die Betätigungsvorrichtungen aus Nehmerzylindern 200, 32 gebildet, die ebenfalls jeweils konzentrisch um die zugehörige Getriebeeingangswelle 28, 29 angeordnet sind. 1 zeigt, dass es aus Gründen der Anpassung an eine Bauraumverringerung üblich ist, zumindest das der ersten Reibungskupplung 20 zugeordnete Ausrücklager 16 in der Kupplungsglocke anzuordnen und den mit diesem verbundenen Nehmerzylinder 200 in einen Bauraum außerhalb des Zwischenraumes zwischen Kupplungsglocke 60 und dem Getriebe 50 zu verlegen.
Die in 1 dargestellte Doppelkupplung befindet sich zwischen einer nicht dargestellten Antriebseinheit, insbesondere einer Brennkraftmaschine, von der eine Kurbelwelle 40 ausgeht, und dem Getriebe 50. Die Reibungskupplung 30 stellt dabei eine zugedrückte Kupplung und die Reibungskupplung 20 eine aufgedrückte Kupplung dar. Beide Reibungskupplungen 20, 30 sind jeweils auf einer Seite einer zentralen Schwungmasse angeordnet, die gleichzeitig als Zwischendruckplatte 33 fungiert, so dass sich die Druckplatten 34, 35 beider Reibungskupplungen 20, 30 gegenüber stehen.
Weiterhin geht aus dieser 1 hervor, dass zwischen der Antriebseinheit und der Doppelkupplung ein externer Dämpfer 31 angeordnet ist. Die Kurbelwelle 40 der Brennkraftmaschine ist über Schraubverbindungen fest mit einem Eingangsteil 36 des Dämpfers 31 verbunden. Das Eingangsteil 36 des Dämpfers 31 hat dabei im Wesentlichen die Gestalt einer sich in radialer Richtung erstreckenden Kreisringscheibe, die radial außen einen Schwingungsdämpferkäfig bildet. Radial außen ist an dem Eingangsteil 36 ein Anlasserzahnkranz 23 aufgebracht. In dem Schwingungsdämpferkäfig ist mindestens eine Energiespeichereinrichtung, insbesondere eine Federeinrichtung, zumindest teilweise aufgenommen. In diese Federeinrichtung greift ein Ausgangsteil 37 des Dämpfers 31 ein.
Mit Hilfe von Schraubverbindungen 21, 22 sind die beiden Kupplungsdeckel 38, 39 der Reibungskupplungen 20, 30 an der gemeinsamen Zwischendruckplatte 33 befestigt. Antriebsseitig sind zwischen einer mit der Reibungskupplung 20 in Wirkverbindung stehenden Druckplatte 34 und der Zwischendruckplatte 33 Reibbeläge einer ersten Kupplungsscheibe 26 verspannbar. Diese erste Kupplungsscheibe 26 ist über ein Nabenteil drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle 28 verbunden, die als Hohlwelle ausgeführt ist. Die erste Getriebeeingangswelle 28 ist drehbar in der zweiten, ebenfalls als Hohlwelle ausgebildeten, Getriebeeingangswelle 29 angeordnet. Ein Nabenteil einer zweiten Kupplungsscheibe 27 ist drehfest mit dem antriebsseitigen Ende der zweiten Getriebeeingangswelle 29 verbunden. An der zweiten Kupplungsscheibe 27 der Teilkupplung 30 sind radial außen Reibbeläge befestigt, die zwischen der Zwischendruckplatte 33 und der mit der Kupplung 30 in Wirkverbindung stehenden Druckplatte 35 verspannbar angeordnet sind. Die erste Getriebeeingangswelle 28 wird bei Verwendung dieser Art von Reibungskupplungen 20, 30 von einer Betätigungsstange 5 durchzogen, so dass diese im Zentrum beider Getriebeeingangswellen 28, 29 gelagert und geführt ist. Die aus den beiden Reibungskupplungen 20, 30 bestehende Doppelkupplung wird über konzentrisch um die Getriebeeingangswellen 28, 29 angeordnete Nehmerzylinder 200, 32 mit den entsprechend zugehörigen Ausrücklagern 16, 17 betätigt. Diese Ausrücklager 16, 17 wirken wiederum mit Betätigungshebeln 24, 25 zusammen. Bei den Betätigungshebeln 24, 25 handelt es sich einerseits um eine Tellerfeder 24 und andererseits um eine Hebelfeder 25. Mittels dieser sind beide Druckplatten 34, 35 in axialer Richtung relativ zur Zwischendruckplatte 33 begrenzt verlagerbar. Die Ausrücklager 16, 17 werden hydraulisch mit Druck beaufschlagt. Die Betätigungsstange 5 dient hierbei zur Betätigung des Ausrücklagers 16, das auf dieser endseitig im Kupplungsraum angeordnet ist. Die axiale Betätigung der Betätigungsstange 5 erfolgt über den außerhalb der Kupplungsglocke 60 angeordneten Nehmerzylinder 200 herkömmlicher Bauart. Auf diese Weise wird der Bauraum zwischen Kupplungsglocke 60 und Getriebe 50 verringert. Das in die Kupplungsglocke hineinragende Ende der Zugstange 5 ist mit einem Gewinde versehen, so dass mittels einer Mutter 18 das Ausrücklager 16 auf dieser fixiert werden kann. Über einen in radialer Richtung entsprechend ausgebildeten Fortsatz des Lageraußenringes, steht das Ausrücklager 16 mit der Tellerfeder 24 in Wirkverbindung. Im Gegensatz dazu ist in diesem Beispiel der Lagerinnenring des Betätigungslagers 17 so gestaltet, dass dieser eine Wirkverbindung mit der Hebelfeder 25 eingehen kann. Die Betätigung des Ausrücklagers 17 erfolgt durch eine axiale Bewegung des im Gehäuse des Nehmerzylinders 32 gelagerten Kolbens, der hydraulisch mit einer Druckkraft beaufschlagbar ist. Das Ausrücklager 17 dieses Nehmerzylinders 32 ist bauraumoptimiert fluchtend zu dem im abtriebsseitigen Kupplungsdeckel 39 angeordneten Festlager eingesetzt.
Der Nehmerzylinder 200 weist einen Rücklaufkanal 230 für aus der Druckkammer gegebenenfalls austretendes Druckmedium, beispielsweise Leckageöl, auf, der mit einem im Getriebe 50 vorgesehenen Rücklaufkanal 51 fluchtet, so dass das Druckmedium in den Getriebesumpf abgeleitet werden kann.
2 zeigt eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Nehmerzylinders, wie er in 1 anstatt des Nehmerzylinders 200 eingesetzt werden kann. Der Nehmerzylinder 100 besteht aus einem Gehäuse 101 mit einem ersten Gehäuseteil 102 und einem zweiten – nur von der Rückseite her einsehbaren – Gehäuseteil 103. Das erste Gehäuseteil bildet im Wesentlichen die dem Getriebegehäuse abgewandte Seite und weist Befestigungsmittel 104 in Form von Öffnungen 105 zur Verschraubung des Nehmerzylinders 100 am Getriebegehäuse auf. Es kann eine zentrierte Aufnahme über die Öffnungen 105 am Getriebe erfolgen, vorteilhaft ist jedoch, wenn die Öffnungen 105 gegenüber den Befestigungsschrauben Spiel aufweisen und die Zentrierung über ein anderes, weiter unten dargestelltes Bauteil erfolgt. An dem ersten Getriebegehäuse 102 ist weiterhin eine Abdeckkappe 106 angebracht, die aus Kunststoff oder gummielastischem Material gebildet sein kann und mit einem hierfür vorgesehenen Flansch mit Hinterschnitt verschnappt oder verrastet sein kann. Am ersten Gehäuseteil 102 kann eine Detektionseinrichtung 107 zur Detektion des Wegs des Ringkolbens angebracht oder in das Gehäuse integriert sein. Der Druckanschluss 108 ist in das erste Gehäuseteil 102 integriert und mündet über einen Spalt in der Druckkammer.
3 zeigt den in 1 gezeigten Nehmerzylinder 100 längs der Schnittlinien A-A. Im Schnitt wird die Anordnung des Gehäuses 101 mit den beiden Gehäuseteilen 102, 103 des Nehmerzylinders 100 deutlich. Das erste Gehäuseteil 102 weist im Wesentlichen einen radial ausgerichteten Flansch 108a zur Aufnahme und Abdichtung mittels der Dichtung 114 am Getriebegehäuse und einen axial ausgerichteten Ansatz 109 auf, der eine radial äußere Begren zung 109a für die hohlzylindrische Druckkammer 110 und eine radial äußere Dichtfläche 111 für die als Nutringdichtung ausgestaltete Dichtung 112 bildet. An dem Ansatz 109 ist eine einen Hinterschnitt bildende Ringnut 113 vorgesehen, in die die Abdeckkappe 106 eingehängt wird.
Die ringförmige Ausnehmung 115 mit einer Anlagefläche 116 nimmt einen am Außenumfang des zweiten Gehäuseteils 103 vorgesehenen axial Ansatz 117 mit einer planen Anlagefläche 118 auf. An einem der beiden Gehäuseteile 102, 103 ist weiterhin – wie hier am Gehäuseteil 103 gezeigt – eine Dichtung 119 zur Abdichtung der beiden Gehäuseteile gegeneinander vorgesehen. Ausnehmung 115 und Ansatz 117 mit ihren Anlageflächen 116, 118 sind so ausgelegt, dass zwischen der vom zweiten Gehäuseteil 103 gebildeten Stirnfläche 120 und dem vom ersten Gehäuseteil 102 gebildeten axial Ansatz ein Spalt 121 in Form eines Ringspalts verbleibt, in den der Druckanschluss 108 (siehe 2) mündet. Das zweite Gehäuseteil 103 wird nach radial innen mit einem sich an den die Stirnfläche 120 bildenden radial ausgerichteten Gehäuseabschnitt 123 anschließenden axialen Ansatz 124 fortgesetzt, der die Begrenzung 125 für die Druckkammer und die radial innere Dichtfläche 126 für die Dichtung 112 bildet. Durch die insbesondere durch die Mündung der Druckleitung 108 ununterbrochenen Dichtflächen 111, 126 ist eine Minimierung der Gehäuselänge möglich, wobei die Länge der Dichtflächen auf den maximal notwendigen Hub des Ringkolbens 122 ausgelegt sind und der Nehmerzylinder 100 in seiner axialen Baulänge neben den Materialstärken für den Gehäuseabschnitt 123, den Ringkolben 122 und die Abdeckkappe 106 nur noch vom notwendigen Hub des Ringkolbens 122 abhängt.
Wie in 3 gezeigt ist der Ringkolben im Querschnitt hutförmig ausgestaltet, wobei sein Außenumfang einen radial erweiterten Flansch 127 zur Aufnahme der Dichtung 112 aufweist. In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsbeispielen kann die Dichtung 112 auch schwimmend angeordnet sein. An der Kopfseite des Ringkolbens 122 sind Öffnungen 128 vorgesehen, die einen Druckausgleich zwischen dem sich bei Hubbewegungen des Ringkolbens 122 ändernden Volumen zwischen Ringkolben 122 und der Abdeckkappe 106 und dem auf der anderen Seite des Ringkolben 122 nachgeschalteten Volumina, beispielsweise der Kupplungsglocke oder des Getriebes. Hierdurch werden höhere Hubgeschwindigkeiten des Ringkolbens möglich und ein Aufblähen der Abdeckkappe vermieden.
Das zweite Gehäuseteil 103 übernimmt die Funktion der Zentrierung am Getriebe, wobei an diesem ein axial ausgerichteter Zentrierflansch 129 vorgesehen ist, der in eine entsprechende Öffnung des Getriebes eingebracht ist und durch den die Betätigungsstange 5 in den Neh merzylinder 100 eingeführt und in der Zentralbohrung 130 des Ringkolbens 122 befestigt, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung 131 verschraubt wird. Zwischen dem Führungsrohr 133 und der Druckkammer 110 ist in dem zweiten Gehäuseteil 103 eine Ausnehmung 132 vorgesehen, das eine zwischen dem Ringkolben 122 und dem zweiten Gehäuseteil 103 wirksame Vorlastfeder 134 aufnimmt, die den Ringkolben 122 bei einer aufgedrückten Reibungskupplung in Öffnungsrichtung unterstützt. Durch einen in Umfangsrichtung in der Ausnehmung vorgesehenen Anschlag 135 und die Einhängung der Vorlastfeder 134 in eine der Öffnungen 128 ist der Ringkolben 122 gegen Verdrehung infolge eines Eintrags von über das Wälzlager übertragenen Schleppmomenten der Reibungskupplung gesichert, da die Vorlastfeder 134 dem Schleppmoment ein größeres Torsionsmoment entgegenhält.
Das Führungsrohr 133 ist an einer Innenöffnung 137 des zweiten Gehäuseteils 103 axial geführt. Hierzu ist eine Lagerung 136, beispielsweise eine Gleitlagerung vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Anschlagscheibe 138 fest in den Gehäuserücksprung 139 integriert und axial duch Verprägen des Gehäuseabschnittes 123 in Umfangsrichtung gesichert. Bei Bewegungsrichtung des Kolbens vom Getriebe weg tritt eine – nicht dargestellte – Stufe in der Betätigungsstange in Kontakt mit dieser Anschlagscheibe 138 und dient somit als Endanschlag. Die andere Endstellung bei vollständig eingefahrenem Kolben wird durch die kolbenseitige Stirnfläche des Gehäuseabschnittes 125 definiert, die bei Kolbenbewegung in Richtung Motor mit dem radial ausgeprägten Kolbenansatz in Kontakt tritt.
Zur Überwachung des vom Ringkolben zurückgelegten Wegs ist am Gehäuse die Detektionseinrichtung 107 vorgesehen, deren Signal von dem in eine Tasche 140 des Ringkolbens 122 eingebrachten und dort fixierten Magneten 141 verändert wird.
Die Montage des Nehmerzylinders erfolgt vorteilhafterweise in Baugruppen. Beispielsweise können zwei Baugruppen vormontiert werden, wobei das zweite Gehäuseteil 103, der Kolben 122 mit der Dichtung 112 und dem Magneten 141 sowie die Lagerung 136, die Dichtung 119 und die vorgespannte Vorlastfeder 134 eine erste Baugruppe bilden, auf die die zweite Baugruppe aus dem ersten Bauteil mit der Dichtung 114 von der Kolbenseite her aufgefädelt wird. Im anschließenden Schritt werden die Gehäuseteile auf der Rückseite an der ringförmigen Kontaktlinie 142 miteinander verbunden, beispielsweise verstemmt oder gebördelt.
4 zeigt eine Außenansicht eines gegenüber dem Ausführungsbeispiel eines Nehmerzylinders 100 der 2 und 3 veränderten jedoch in seinem äußeren Erscheinungsbild ähnlichen Nehmerzylinders 200. Die Ansicht verdeutlicht die Lage der Schnitte der nachfolgenden 5 bis 7.
5 zeigt den Nehmerzylinder 200 mit dem Gehäuse 201 entlang der in der 4 mit B-B bezeichneten Schnittlinien im Teilschnitt B-B, bei dem die untere Hälfte weggelassen wurde. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 2 und 3 sind die beiden Gehäuseteile 202, 203 des Nehmerzylinders 200 in anderer Weise aufgeteilt. Das erste Gehäuseteil 202 trägt die – in diesem Ausschnitt nicht dargestellten – Befestigungsmittel sowie den Zentrierflansch 129 und weist eine Ausnehmung 243 auf, in die das hohlzylindrische, die radial äußere Begrenzung für den Druckraum 110 bildende zweite Gehäuseteil 203 eingeschoben und mittels der Dichtung 244 gegenüber dem ersten Gehäuseteil abgedichtet ist. Das zweite Gehäuseteil 203 weist einen radial erweiterten Bord 245 auf, der an einer Anlagefläche 246 angelegt und fixiert wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Fixierung mittel einer Umbördelung 247, in weiteren Ausgestaltungsbeispielen kann die Fixierung abhängig vom verwendeten Material eine Verklebung, eine Verstemmung oder eine Verschweißung wie Ultraschallverschweißung bei Verwendung von Kunststoffmaterialien sein. Das zweite Gehäuseteil wird durch die Anlagefläche 246 gegenüber dem Gehäuseabschnitt 123, der die Stirnseite der Druckkammer 110 bildet, beabstandet bleibt und den Spalt 121, der beispielsweise als Ringspalt mit dem Druckanschluss 108 in Verbindung steht und die Druckkammer 110 bei einer gewünschten Betätigung des Nehmerzylinders 200 mit Druck beaufschlagt wird.
6 zeigt den Nehmerzylinder 200 entlang der in der 4 mit C-C bezeichneten Schnittlinien. Gegenüber dem in den 2 und 3 gezeigten Nehmerzylinder 100 wird der Nehmerzylinder 200 in der zurückgezogenen Stellung des Ringkolbens 222 dargestellt. Neben den bereits in der 5 beschriebenen und hier ebenfalls deutlich werdenden Unterschieden der Gestaltung des Gehäuses 201 mit den beiden Gehäuseteilen 202, 203 ist die Gestaltung des im Ringkolben 222 als Sensorbauteil untergebrachten Magneten 241 geändert. Der Ringkolben 222 weist dabei keine mit höherem Aufwand zu fertigende Tasche auf, in dem der Magnet untergebracht ist, vielmehr ist der Magnet 241 an einer umlaufenden Schulter 248 aufgenommen, an der ein Fixierblech 249 aus weichmagnetischem Material fest aufgenommen ist, das den Magneten 241 in Umfangsrichtung axial fixiert. Der Magnet 241 ist weiterhin mittels einer Vorlastfeder 250, die sich mittels eines Gleitschuhs 251 an dem Magneten 241 und ihrer anderen Seite an einer hierzu ausgeformten Anlagefläche 252 der Abdeckkappe 206 abstützt, gegen axiales Abheben vom Ringkolben 222 gesichert. Die Wirkung der Vorlastfeder 241 ist gegenüber der Wirkung der Vorlastfeder 134 zwar gegenläufig, bezüglich ihrer Federrate aber vernachlässigbar. Der Gleitschuh 251 gleitet bei einer Betätigung des Neh merzylinders 200 auf der durch das zweite Gehäuseteil 203 gebildeten Dichtfläche 209, durch die längere axiale Erstreckung des Gleitschuhs 251 gegenüber dem Ringkolben 222 und der Dichtung 112 ist am das zweiten Gehäuseteil 203 im Bereich des Gleitschuhs 251 eine axiale Erweiterung in Form einer Lauffläche 255 und die Erweiterung der Abdeckkappe 206 im Bereich der Anlagefläche 252 für die Vorlastfeder 250 vorgesehen.
Die 7 zeigt den Nehmerzylinder 200 gemäß den in der 4 markierten Schnittlinien D-D. Aus diesem Schnitt geht die Rückführung des gegebenenfalls aus der Druckkammer 110 entweichenden Druckmediums hervor. Das Druckmedium ist in der dargestellten Anwendung vorzugsweise Öl oder ein mit dem Getriebeöl verträgliches und die Qualität dieses nicht negativ beeinflussendes Druckmedium. Zur Rückführung des Druckmediums aus dem Volumen zwischen Abdeckkappe 206 und Ringkolben 222 sich gegebenenfalls ansammelnden Druckmediums erfolgt im ersten Gehäuseteil 202 mittels eines Rücklaufkanals 230, der mit einer korrespondierenden Öffnung im Getriebegehäuse verbunden ist. Das erste Gehäuseteil 202 weist weiterhin ein Anschlussstück 253 auf, das eine Verbindung mit einer in der Abdeckkappe 206 vorgesehenen Stichleitung 254 herstellt, die zu dem Volumen, in dem sich das Druckmedium ansammelt, führt. Durch entsprechende Durchmesser der Leitungen zum Getriebe kann das Druckmedium infolge der Schwerkraft abfließen. Das Volumen komprimierende Ringkolbenbewegungen können sich auf den Abfluss des Druckmediums positiv auswirken.

5: Zugstange
16: Ausrücklager
17: Ausrücklager
18: Mutter
20: Reibungskupplung
21: Schraubverbindung
22: Schraubverbindung
23: Anlasserzahnkranz
24: Betätigungshebel
25: Betätigungshebel
26: Kupplungsscheibe
27: Kupplungsscheibe
28: Getriebeeingangswelle
29: Getriebeeingangswelle
30: Reibungskupplung
31: Dämpfungseinrichtung
32: Nehmerzylinder
33: Zwischendruckplatte
34: Druckplatte
35: Druckplatte
36: Eingangsteil
37: Ausgangsteil
38: Kupplungsdeckel
39: Kupplungsdeckel
40: Kurbelwelle
50: Getriebe
51: Rücklaufkanal
60: Kupplungsglocke
100: Nehmerzylinder
101: Gehäuse
102: erstes Gehäuseteil
103: zweites Gehäuseteil
104: Befestigungsmittel
105: Öffnung
106: Abdeckkappe
107: Detektionseinrichtung
108: Druckanschluss
108a: Flansch
109: axialer Ansatz
109a: Begrenzung
110: Druckkammer
111: Dichtfläche
112: Dichtung
113: Ringnut
114: Dichtung
115: Ausnehmung
116: Anlagefläche
117: axialer Ansatz
118: Anlagefläche
119: Dichtung
120: Stirnfläche
121: Spalt
122: Ringkolben
123: Gehäuseabschnitt
124: axialer Ansatz
125: Begrenzung
126: Dichtfläche
127: Flansch
128: Öffnung
129: Zentrierflansch
130: Zentralbohrung
131: Schraubverbindung
132: Ausnehmung
133: Führungsrohr
134: Vorlastfeder
135: Anschlag
136: Lagerung
137: Innenöffnung
138: Anschlagscheibe
139: Rücksprung
140: Tasche
141: Magnet
142: Kontaktlinie
200: Nehmerzylinder
201: Gehäuse
202: erstes Gehäuseteil
203: zweites Gehäuseteil
206: Abdeckkappe
209: Dichtfläche
222: Ringkolben
230: Rücklaufkanal
243: Ausnehmung
244: Dichtung
245: Bord
246: Anlagefläche
247: Umbördelung
248: Schulter
249: Fixierblech
250: Vorlastfeder
251: Gleitschuh
252: Anlagefläche
253: Anschlussstück
254: Stichleitung
255: Lauffläche

Claims

Nehmerzylinder (100, 200) für ein hydraulische Kupplungsausrücksystem eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse (101, 201), in dem ein Ringkolben (122, 222) innerhalb einer hohlzylindrischen Druckkammer (110) zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbar angeordnet ist, wobei die Druckkammer (110) mittels einer Dichtung (112) nach außen abgedichtet ist und der Ringkolben (122, 222) über eine durch seinen Innenraum hindurch führende Betätigungsstange (5) mit einem Ausrücklager (16) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (201) zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Gehäuseteil (102, 202) eine radial äußere Begrenzung (109a) und ein zweites Gehäuseteil (103, 203) eine radial innere Begrenzung (125) der Druckkammer (110) bildet.
Nehmerzylinder (100, 200) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuseteil (103, 202) eine dem Ringkolben (122, 222) gegenüber liegende Stirnfläche (120) bildet, wobei das erste und das zweite Gehäuseteil (102, 103, 202, 203) axial unter Einhaltung eines Spalts (121) zwischen radial äußerer Begrenzung (109a) und Stirnfläche (120) axial aufeinander gelagert sind.
Nehmerzylinder (100, 200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spalt (121) ein Druckanschluss (108) für die Druckkammer (110) mündet.
Nehmerzylinder (100, 200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanschluss (108) am ersten Gehäuseteil (102, 202) vorgesehen ist.
Nehmerzylinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (102) Befestigungsmittel und das zweite Gehäuseteil Zentriermittel zur Aufnahme des Nehmerzylinders (100) an einem Getriebegehäuse aufweist.
Nehmerzylinder (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder (100) aus zwei Baugruppen montiert wird, wobei einer erste Baugruppe zumindest das erste Gehäuseteil (102) und eine zweite Baugruppe zumindest das zweite Gehäuseteil (103) und den darauf aufgezogenen Ringkolben (122) sowie eine zwischen Ringkolben (122) und zweitem Gehäuseteil (103) verspannte Vorlastfeder (134) enthält.
Nehmerzylinder (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Baugruppe entgegen der Wirkung der Vorlastfeder (134) auf die zweite Baugruppe aufgeschoben und die beiden Gehäuseteile (102, 103) an der dem Ringkolben (122) abgewandten Seite des Nehmerzylinders (100) miteinander verbunden werden.
Nehmerzylinder (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (202) Zentrier- und Befestigungsmittel zur Aufnahme an einem Getriebegehäuse aufweist.
Nehmerzylinder (200) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (203) an einer axialen Ausnehmung (243) des ersten Gehäuseteils (202) aufgenommen wird.
Nehmerzylinder (200) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (203) eine sich über eine Dichtfläche (209) des Ringkolbens (222) axial hinaus erstreckende Lauffläche (255) für ein Sensorbauteil aufweist.
Nehmerzylinder (200) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder (200) aus zwei Baugruppen montiert wird, wobei einer erste Baugruppe zumindest das erste Gehäuseteil (203) mit dem an einer radial inneren Dichtfläche des ersten Gehäuseteils (202) aufgezogenen Ringkolben (222) sowie eine zwischen Ringkolben (222) und erstem Gehäuseteil (202) verspannte Vorlastfeder (134) und eine zweite Baugruppe zumindest bestehend aus dem zweiten Gehäuseteil (203) enthält.
Nehmerzylinder (200) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Baugruppe entgegen der Wirkung der Vorlastfeder (134) auf die erste Baugruppe aufgeschoben und die beiden Gehäuseteile (202, 203) an der dem Ringkolben (222) zugewandten Seite des Nehmerzylinders (200) miteinander verbunden werden.
Nehmerzylinder (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Detektionseinrichtung (107) zur Erfassung des Weges des Ringkolbens (122, 222) vorgesehen ist, die mit einem auf dem Ringkolben (122, 222) aufgenommenen Sensorbauteil wechselwirkt.
Nehmerzylinder (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Ringkolben (122, 222) zugewandten Seite eine Abdeckkappe (106, 206) an einem der beiden Gehäuseteile (102, 203) aufgenommen ist.
Nehmerzylinder (100, 200) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Ringkolben (122, 222) ein Druckausgleich zwischen einem Volumen zwischen Ringkolben (122, 222) und Abdeckkappe (106, 206) einerseits und einem sich an Betätigungsstange (5) anschließenden Volumen andererseits vorgesehen ist.
Nehmerzylinder (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (122, 222) mittels einer formschlüssig in den Ringkolben (122, 222) und einem gehäusefesten Bauteil eingreifenden Druckfeder gegen Verdrehung gesichert ist.
Nehmerzylinder (100, 200) nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder die Vorlastfeder (134) ist und in eine Öffnung (128) zum Druckausgleich eingehängt wird.
Nehmerzylinder (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Volumen zwischen Abdeckkappe (106, 206) und Ringkolben (122, 222) und dem an den Nehmerzylinder (100, 200) angrenzenden Getriebe ein Rücklaufkanal (230) für gegebenenfalls aus der Druckkammer (110) austretendes Druckmedium vorgesehen ist.