DE102009016465A1

DE102009016465A1 - Betätigungsanordnung mit einem Druckmittelzylinder

Info

Publication number: DE102009016465A1
Application number: DE102009016465A
Authority: DE
Inventors: Dieter Gebauer; Boleslaw Tulaczko; Matthias Conrad
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2009-04-04
Filing date: 2009-04-04
Publication date: 2010-10-14

Abstract

Es wird eine Betätigungsanordnung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die ein Pedal und einen Druckmittelzylinder umfasst, welche jeweils in einer vorbestimmten Lage an einem Fahrzeugchassis festgelegt sind. Dabei umfasst der Druckmittelzylinder in bekannter Weise ein Gehäuse mit einer Laufbuchse und einen darin axial verlagerbaren Kolben. Das Pedal ist am Chassis um eine Achse verschwenkbar angeordnet und wirkt mit einer Kolbenstange zusammen, die eine auf das Pedal eingeleitete Betätigungskraft auf den mit dieser verschwenkbeweglich verbundenen Kolben überträgt. Zur Festlegung der Drehlage zwischen Kolben und Gehäuse wird vorgeschlagen, dass die Kolbenstange mit einem Endbereich drehfest mit dem Pedal und mit dem anderen Endbereich drehfest mit dem Kolben verbindbar ist, wobei der Kolben zumindest eine vorbestimmte Drehlage zu dem Pedal einnimmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Betätigungsanordnung, die z. B. zur Betätigung einer Fahrzeugbremse oder einer Fahrzeugkupplung dienen kann, ist in der Automobiltechnik seit langem bekannt und gängige Praxis. Bei einer derartigen Betätigungsanordnung kann es erforderlich sein, den Kolben eines Druckmittelzylinders drehfest zu dessen Laufbuchse bzw. zu dessen Gehäuse anzuordnen, wodurch am Kolben vorgesehene und dort asymmetrisch zur Längsachse angeordnete spezielle Merkmale eine vorbestimmte feste Lage zu einem am Gehäuse angeordneten oder dort ausgebildeten Gegenpart erfahren. Beispielhaft sei dazu auf die in der EP 1 602 543 B1 und in der EP 1 602 544 A1 beschriebenen Druckmittelzylinder verwiesen, bei denen eine am Kolben ausgebildete Nachlaufnut drehfest zu einem Gassammelabschnitt des Zylindergehäuses angeordnet ist bzw. ein am Kolben asymmetrisch zu dessen Längsachse angeordneter Permanentmagnet eine feste Drehlage zu einem am Gehäuse angeordneten Sensorsystem einnimmt. Die Lagezuordnung des Kolbens zum Zylindergehäuse wird bei den beiden genannten Ausführungsformen durch eine zwischen dem Kolben und dem Zylinder gehäuse ausgebildete Formschlussverbindung realisiert, beispielsweise durch eine Nut-Verbindung.
Eine unmittelbar am Druckmittelzylinder ausgeführte Formschlussverbindung hat jedoch den Nachteil, dass sich dabei sowohl für den Kolben als auch für das Zylindergehäuse oder eine mit diesem fest verbundene Führungshülse ein erhöhter, unerwünschter Fertigungs- und Kostenaufwand ergibt.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Betätigungsanordnung der eingangs genannten Art mit einem Druckmittelzylinder bereitzustellen, dessen Kolben in einer vorbestimmten Weise drehfest zu dem Zylindergehäuse angeordnet ist.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Betätigungsanordnung durch die im Kennzeichen von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Es wird somit eine Betätigungsanordnung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, die zunächst ein Pedal und einen Druckmittelzylinder umfasst, welche jeweils in einer vorbestimmten Lage an einem Fahrzeugchassis festgelegt sind. Dabei umfasst der Druckmittelzylinder in üblicher Weise ein Gehäuse mit einer Laufbuchse und einen darin axial verlagerbaren Kolben. Das Pedal ist um eine Achse verschwenkbar gelagert und wirkt mit einer Kolbenstange zusammen, die eine auf das Pedal eingeleitete Betätigungskraft auf den mit diesem verschwenkbeweglich verbundenen Kolben des Druckmittelzylinders übertragen kann. Gemäß der Erfindung zeichnet sich die Betätigungsanordnung dadurch aus, dass die Kolbenstange mit einem Endbereich drehfest mit dem Pedal und mit dem anderen Endbereich drehfest mit dem Kolben verbunden ist, wobei der Kolben zumindest eine vorbestimmte Drehlage zu dem Pedal einnimmt. Das heißt, dass dazu sowohl die Kolbenstange mit dem Kolben als die Kolbenstange mit dem Pedal in zumindest einer vorbestimmten Drehlage verbunden ist.
Bei der vorgeschlagenen Lösung erfolgt also die Zuordnung der zumindest einen festen Drehlage des Kolbens zum Zylindergehäuse nicht wie bisher in einer unmittelbaren, sondern vielmehr in einer mittelbaren Weise. Es wird dabei ausgenutzt, dass bei einer bekannten Betätigungsanordnung sowohl das Pedal als auch der Druckmittelzylinder bereits in einer eindeutig definierten Lage am Fahrzeugchassis montiert werden. Zur drehgesicherten Montage des Kolbens gegenüber dem Zylindergehäuse ist es lediglich erforderlich, die Kolbenstange drehfest, jedoch weiterhin schwenkbeweglich einerseits mit dem Pedal und andererseits mit dem Kolben zu verbinden, wobei jedoch geringfügige Änderungen der Drehlage zum Ausgleich von Fertigungs- und Montagetoleranzen zulässig sind. In den Verbindungsbereichen der Kolbenstange mit dem Kolben einerseits und mit dem Pedal andererseits sind dabei an den Verbindungspartnern zur Ausbildung von Formschlussverbindungen entsprechende Formschlussprofile vorgesehen, die eine vorhandene Rotationssymmetrie aufheben und die Symmetrie einschränken. In diesem Sinne können die zwischen dem Kolben und dem Pedal vorgesehenen Verbindungsbereiche mehrere äquivalente Drehlagen oder nur eine einzige Drehlage zulassen.
Der Druckmittelzylinder wird zunächst einschließlich der drehfesten Verbindung von Kolbenstange und Kolben vormontiert, wobei der Kolben innerhalb des Zylinders noch frei drehbar ist. Bei der Montage des Druckmittelzylinders am Fahrzeug wird dessen Gehäuse am Chassis festgelegt und die Kolbenstange verdrehfest mit dem Pedal verbunden. Die Kolbenstange kann dazu auch mehrteilig ausgeführt sein. Das heißt, dass die zwischen dem Kolben und dem Pedal bzw. einem Pedalbock angeordneten Übertragungselemente zur Kolbenstange zugeordnet sind, sofern dieses nicht explizit anderes beschrieben ist. Je nach Anforderung kann die Kolbenstange in mehreren gleichwertigen Drehlagen, z. B. in zwei, durch eine Axialdrehung um 180° gegenseitig überführbaren Drehlagen oder in einer einzig möglichen Drehlage am Pedal montierbar sein. Letzteres erweist sich insbesondere im Zusammenhang mit der Positionierung einer am Kolben vorgesehenen Entlüftungsnut zum Gehäuse des Druckmittelzylinders als sinnvoll.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, die Kolbenstange mittels eines separaten Kolbengelenkkopfes mit dem Kolben zu verbinden. Der Kolbengelenkkopf wird bei dieser Variante einerseits drehfest mit der Kolbenstange und andererseits drehfest mit dem Kolben verbunden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Betätigungsanordnung mit einem hydraulischen Druckmittelzylinder;
2 eine Explosivdarstellung einer Kolbenbaugruppe des Druckmittelzylinders nach 1.
1 zeigt eine Betätigungsanordnung 10 zur Betätigung einer Kraftfahrzeugreibungskupplung. Die Betätigungsanordnung 10 umfasst einen, an einem Fahrzeugchassis 12 angeordneten Pedalbock 14 mit einem Pedal 16, welches dort um eine Achse 18 verschwenkbar gelagert ist. Die Betätigungsanordnung 10 umfasst weiter einen Druckmittelzylinder 20 mit einem Gehäuse 22, einem Druckanschluss 24 und mit einer darin ausgeführten Laufbuchse 26, in der ein Kolben 28 axial verschiebbar geführt ist. Der Druckmittelzylinder 20 ist im Beispiel als hydraulischer Geberzylinder mit einer Nachlaufeinrichtung 30 ausgeführt, wie diese in der EP 1 602 543 B1 beschrieben ist. Der Kolben 28 weist dabei eine Nachlaufnut 32 auf, die im montierten Zustand der Betätigungsanordnung 10 zu einer am Zylindergehäuse 22 eingebrachten Entlüftungsnut 34 ausgerichtet sein muss. Das erfordert, dass dazu der Kolben 28 in einer einzigen Drehstellung montierbar ist. Die Entlüftungsnut 34 dient als Gassammelabschnitt, in dem sich in dem hydraulischen System eingeschlossene Gasvolumina sammeln können, um in der ausgefahrenen Kolbenstellung bei der dann überbrückten Dichtung 23 über die Nut 32 aus dem Druckraum zu entweichen.
Das Pedal 16 und der Druckmittelzylinder 20 sind jeweils in einer vorbestimmten Lage an dem Fahrzeugchassis 12 festgelegt. Die Wirkverbindung zwischen dem Pedal 16 und dem Kolben 28 wird über eine schwenkbeweglich mit diesem verbundene Kolbenstange 36 vermittelt, welche mit dem anderen Ende verschwenkbar an dem Pedal 16 festgelegt ist und somit eine auf das Pedal 16 eingeleitete Betätigungskraft auf den Kolben 28 übertragen kann. Die Kolbenstange 36 weist dazu an einem Ende ein Auge 38 auf, das zur verschwenkbeweglichen Anordnung am Pedal 16 von einem Bolzen 40 durchdrungen wird. In den Figuren ist erkennbar, dass das Auge 38 an dessen Außenumfang einen senkrecht zur Drehachse ausgebildeten, abstehenden Steg 42 aufweist, der in einen an dessen, hier zeichnerisch nicht dargestellten Lagerstelle vorgesehenen Schlitz eingreifen kann und dort innerhalb der Verschwenkebene des Kupplungspedals 16 geführt ist. Dadurch kann die Kolbenstange 36 nur in einer einzig möglichen Drehlage drehgesichert mit dem Pedal 16 verbunden werden.
An dem anderen Endbereich weist die Kolbenstange 36 zur Bildung eines Kugelgelenkes einen Kugelkopf 44 auf, der wiederum mit einem dazu eine Kugelpfanne 48 aufweisenden Kolbengelenkkopf 46 verbunden ist. Der Kolbengelenkkopf 46 ist bei dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel gegenüber dem Kolben 28 als ein separates Teil hergestellt. Alternativ dazu kann der Kolbengelenkkopf 46 auch in den Kolben 28 integriert sein. Auch diese Gelenkverbindung ist mit einer Verdrehsicherung ausgeführt, wozu am Endbereich der Kolbenstange 36 eine Nase 47 absteht, die im montierten Zustand in einen entsprechenden Schlitz 50 am Kolbengelenkkopf 46 eintaucht und den gegenseitigen Bewegungsraum im Wesentlichen auf die Verschwenkebene des Pedals 16 einschränkt. Der Kolbengelenkkopf 46 ist in eine stirnseitige Ausnehmung 29 am Kolben 28 eingesetzt und dort mittels einer selbstsichernden Verbindung, hier einer Schraubverbindung, axial- und drehgesichert verbunden, wobei die Teile 28, 46 eine vorbestimmte Drehlage zueinander einnehmen.
Zum Zusammenbau der Betätigungsanordnung 10 wird zunächst der Druckmittelzylinder 20 vormontiert, wobei die aus der Kolbenstange 36, dem Kolbengelenkkopf 46 und dem Kolben 28 gebildete Baueinheit innerhalb des Zylinders 20 noch frei drehbar ist. Die Zuordnung und Fixierung der gewünschten Drehlage des Kolbens 28 im Zylinder 20 wird schließlich bei der Montage der Betätigungsanordnung 10 durch die Ausrichtung des Kolbenstangenauges 38 zu dem Pedal 16 bzw. dem Pedalbolzen 40 erreicht.

10: Betätigungsanordnung
12: Fahrzeugchassis
14: Pedalbock
16: Pedal
18: Achse
20: Druckmittelzylinder
22: Gehäuse
23: Dichtung
24: Druckanschluss
26: Laufbuchse
28: Kolben
30: Nachlaufeinrichtung
32: Nachlaufnut
34: Entlüftungsnut
36: Kolbenstange
38: Auge
40: Bolzen
42: Steg
44: Kugelkopf
46: Kolbengelenkkopf
47: Nase
48: Kugelpfanne
50: Schlitz

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

- EP 1602543 B1 [0002, 0014]
- EP 1602544 A1 [0002]

Claims

Betätigungsanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Pedal (16) und einen Druckmittelzylinder (20), welche jeweils in einer vorbestimmten Lage an einem Fahrzeugchassis (12) festgelegt sind, wobei – der Druckmittelzylinder (20) ein Gehäuse (22) mit einer Laufbuchse (26) und mit einem in dieser axial verlagerbaren Kolben (28) umfasst, und wobei – das Pedal (16) um eine Achse (18) verschwenkbar gelagert ist und – mit einer Kolbenstange (36) zusammenwirkt, die eine auf das Pedal (16) eingeleitete Betätigungskraft auf den mit dieser verschwenkbeweglich verbundenen Kolben (28) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (36) mit einem Endbereich drehfest mit dem Pedal (16) und mit dem anderen Endbereich drehfest mit dem Kolben (28) verbunden ist, wobei der Kolben (28) zumindest eine vorbestimmte Drehlage zu dem Pedal (16) einnimmt.
Betätigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (28) einen Kolbengelenkkopf (46) umfasst, der in einer vorbestimmten Drehlage drehfest mit der Kolbenstange (36) und mit dem Kolben (28) verbunden ist.