DE102009030985A1

DE102009030985A1 - Nehmerzylinder

Info

Publication number: DE102009030985A1
Application number: DE102009030985A
Authority: DE
Inventors: Markus Heitbaum
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2010-01-28
Also published as: CN102105711B; CN102105711A; JP2011528774A; US20110120298A1; JP5631309B2; WO2010009692A1; DE112009001566A5

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungsbetätigung, der im Bereich zweier unmittelbar aufeinandertreffender unterschiedliche konzentrisch um eine Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Zur Schaffung eines kompakt ausgeführten Nehmerzylinders, bei dem trotz ungünstiger Platzverhältnisse das Verhältnis mittlerer Gehäusedurchmesser zu erforderlicher Führungslänge von 2:1 realisierbar ist, ist sowohl die zur Getriebeeingangswelle gerichtete Innenfläche des Gehäuses als auch der Kolben im Längsschnitt zur äußeren Form der gestuften Getriebeeingangswelle kongruent ausgebildet, so dass der Kolben am kupplungsseitigen Ende am Innendurchmesser und am getriebeseitigen Ende am Außendurchmesser im Gehäuse geführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungsbetätigung, der konzentrisch um eine Getriebeeingangswelle angeordnet ist, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein derartiger Nehmerzylinder ist beispielsweise aus der DE 10 2007 023 A1 bekannt. Hierbei wird ein im Gehäuse an dessen innerer Mantelfläche geführter und mit Druck beaufschlagter Ringkolben axial verlagert, um einen Lagerring eines an dessen Stirnfläche befestigten Ausrücklagers entweder in Richtung Kupplung oder weg von dieser zu bewegen. Bei dieser Lösung geht es darum, die Lebensdauer durch Schmierung der Lauf- bzw. Führungsflächen zu erhöhen. Zur Erzielung einer Führung des Kolbens während seines Ausrückweges mit hohem Traganteil an der Führungsfläche, richtet sich die Führungslänge des Ringkolbens nach dem Innendurchmesser des Gehäuses, der den Führungsdurchmesser bildet. Dabei ist es in der Praxis üblich, das Verhältnis von mittlerem Gehäusedurchmesser zu erforderlicher Führungslänge von 2:1 einzuhalten.
Bei einigen Fahrzeugen, wie beispielsweise Hybridfahrzeugen, bei denen die Getriebeeingangswelle keinen durchgehend gleichgroßen Durchmesser aufweist, ist der vorhandene Platz zum Einbau eines Nehmerzylinders jedoch sehr eingeschränkt, so dass dieser für den geraden Bereich der Getriebeeingangswelle entsprechend kompakt ausgeführt werden muss. In der FR 2 697 879 A1 wird ein Nehmerzylinder offenbart, der diese Problematik löst, indem der Kolben aus zwei konzentrisch ineinander schachtelbaren Kolben gebildet wird und dadurch die Führungslänge axial teleskopartig verlängerbar ist. Zur Ermöglichung des Teleskopauszuges bzw. zur Verringerung der Haftreibung ist zwischen den Gleitflächen beider Kolben über deren Länge ein Kanal mit Flüssigkeit vorgesehen. Reißt allerdings der Flüssigkeitsfilm zwischen den Gleitflächen ab, führt dies zu einer Erhöhung der Reibung, wodurch ungewollte Fahrgeräusche erzeugt werden, die zur Senkung der Lebensdauer des Nehmerzylinders und auch zur Senkung des Fahrkomforts führen.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, einen Nehmerzylinder zu entwickeln, der aufgrund geringer Platzverhältnisse kompakt aufgebaut ist und mit dem ohne Einbringen von zusätzlichen Kanälen für Gleitmittel das Verhältnis von mittlerem Gehäusedurchmesser zu erforderlicher Führungslänge von 2:1 erfüllt wird.
Diese Aufgabe wird mit einem Nehmerzylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Nehmerzylinder mit einem eine axiale Ausdehnung aufweisenden hohlzylindrischen Gehäuse, das kupplungsseitig offen ist und am getriebeseitigen Ende von einem in radialer Richtung verlaufenden Ansatz begrenzt wird. Im zylindrischen Innenraum dieses Gehäuses ist ein ringförmiger Kolben axial verlagerbar, der, ebenso wie das Gehäuse, konzentrisch um eine eine Drehachse aufweisende Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Dadurch, dass im Bereich der Aufnahme des Nehmerzylinders die Getriebeeingangswelle zwei unmittelbar aufeinander treffende unterschiedliche Durchmesser aufweist, ist sowohl die zur Getriebeeingangswelle gerichtete Innenfläche des Gehäuses als auch der Kolben im Längsschnitt zur äußeren Form der Getriebeeingangswelle kongruent ausgebildet sind, wobei der Kolben am kupplungsseitigen Ende an seinem Innendurchmesser und am getriebeseitigen Ende an seinem Außendurchmesser im Gehäuse geführt wird.
Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Führungslänge den Erfordernissen entspricht und damit ein Verkanten des Kolbens über seinen Ausrückweg vermieden wird, wodurch die Lebensdauer des Nehmerzylinders verlängerbar ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
1 einen Teilschnitt durch einen konzentrisch um eine Getriebeeingangswelle angeordneten Nehmerzylinder
In 1 wird die Drehachse X, die mit der Drehachse eines Nehmerzylinders 20 zusammenfällt, gleichzeitig dazu benutzt, um diesen in zwei Ausrückzuständen darzustellen. So wird der Nehmerzylinder 20 oberhalb der Drehachse X in maximaler und unterhalb der Drehachse X entsprechend in minimaler Ausrückstellung gezeigt. Dieser Nehmerzylinder 20 ist konzentrisch um eine angedeutete, als Hohlwelle ausgebildete, Getriebeeingangswelle 1 angeordnet, die im Bereich der Aufnahme des Nehmerzylinders 20 zwei unmittelbar aufeinander treffende unterschiedliche Durchmesser aufweist, so dass durch den plötzlichen Sprung von einem Durchmesser zum anderen eine Stufe gebildet wird. Auf dieser Getriebeeingangswelle 1 sind zueinander beabstandet ein Wälzlager 1a und ein Radialwellendichtring 2a angeordnet, wobei sich der Außenring des Wälzlagers 1a und der Radialwellendichtring 2a mit der Mantelfläche seines Gehäuses jeweils an einem Lagerflansch 2 abstützen, der mit einer nicht dargestellten Kupplungsglocke verbunden ist. Mittels eines in den kupplungsseitigen Endbereich des Lagerflansches 2 eingesetzten Sprengrings 2b wird der Innenring des Wälzlagers 2a lagepositioniert. Die Form des Lagerflansches 2 ist an die der gestuften Getriebeeingangswelle 1 angepasst. Darüber hinaus weist er in radialer Richtung einen Ansatz 2c auf. An der getriebeseitigen Stirnfläche dieses radialen Ansatzes 2c ist zur Lagerung bzw. Abstützung der Getriebeeingangswelle 1 ein weiteres Wälzlager 1b vorgesehen. In den sich auf den Wälzlagern 1a und 2a abstützenden, topfförmig ausgebildeten Lagerflansch 2 ist das der inneren Form dieses Lagerflansches 2 angepasste Gehäuse 3 eines konzentrisch um die Getriebeeingangswelle 1 angeordneten Nehmerzylinders (CSC) eingefügt. Die zur Getriebeeingangswelle 1 gerichtete Innenfläche des Gehäuses 3 ist mit ihrer axialen Ausdehnung an die Stufenform der Getriebeeingangswelle 1 angepasst, so dass sie infolge der Stufe in zwei axiale Bereiche A und B aufgeteilt wird.
In dieser Figur ist das Ende einer Leitung 17 erkennbar, woraus hervorgeht, dass das CSC über einen Hydraulikanschluss verfügt. Diese Leitung 17 ist mittels eines Steckers 5 in das Gehäuse 3 eingeführt. Der Stecker 5 ist dabei mittels eines O-Ringes 5a sowie eines Sicherungselementes in Form einer Drahtformfeder 5b sowohl in der Aufnahmebohrung des Gehäuses 3 fixiert als auch abgedichtet. Mit Hilfe eines Dichtstopfens 3a ist die fertigungsbedingte Bohrung des Zulaufes verschlossen. Das Gehäuse 3 des CSC ist parallel zur Drehachse X der Getriebeeingangswelle 1 durch eine Wand 3b radial in zwei Funktionsbereiche unterteilt. Der erste innere, dadurch im Querschnitt topfförmige Bereich, dient zur Aufnahme eines darin axial beweglichen Kolbens 7, während der äußere Funktionsbereich zur Befestigung des Gehäuses 3 am Lagerflansch dient, was aus der Schnittdarstellung unterhalb der Drehachse X durch eine Befestigungsschraube 4 sichtbar wird. Der topfförmige Bereich weist somit einen Innendurchmesser DI und einen Außendurchmesser DA auf. Der zwischen diesen beiden Durchmessern DA und DI gebildete Raum begrenzt in radialer Richtung einen Druckraum. In axialer Richtung wird dieser vom Kolben 7 und der kupplungsseitigen Innenfläche des Ansatzes 2c begrenzt. Die eingezogene Wand 3b im Gehäuse bildet über ihre axiale Länge einen Bereich C, dessen Innenfläche als Führungsfläche dient, so dass der mittels eines Energiespeichers in Form einer Vorlastfeder mit Druck beaufschlagte ringförmige Kolben 7 sowohl mit seinem Innen- als auch mit seinem Außendurchmesser und damit im Bereich A und gleichzeitig im Bereich C des Gehäuses auf einer Führungsfläche geführt wird. Dadurch wird ein Ver kanten des Kolbens 7 während seiner axialen Bewegung vermieden. Der Bereich B des Gehäuses 3 dient zur Aufnahme des Energiespeichers 12, dessen Endwindungen sich jeweils am Kolben 7 und am Ansatz 2c abstützen. Der Kolben 7 weist zur Abdichtung des Druckraumes am Innenumfang ein als innerer Nutdichtring ausgebildetes Dichtelement 10 und am Außenumfang ein als äußerer Nutdichtring ausgebildetes Dichtelement 11 auf. Kupplungsseitig ist mit dem Kolben 7 ein Ausrücklager 15 verbunden, dessen Innenring mit einer in der Figur nur angedeuteten Tellerfeder 16 in Wirkverbindung steht. Sowohl der Innendurchmesser als auch der Außendurchmesser des Kolbens 7 ist zur Verbesserung der Gleitbewegung mit Führungsbändern 8 und 9 versehen, über die der Kolben 7 im unmittelbaren Kontakt zu den umgebenden Führungsflächen steht. Aus der Differenz des Abstandes beider Führungsbänder 8 und 9 ergibt sich die Führungslänge L des Kolbens 7. Zur Anpassung an die gestufte Getriebeeingangswelle 1 bzw. den gestuften Lagerflansch 2 ist der ringförmige Kolben 7 im Längsschnitt ebenfalls stufenförmig ausgebildet. Dadurch ist es möglich, dass der axiale Abstand. zwischen den jeweiligen Außenkanten der Führungsbänder 8 und 9 vergrößert wird und somit der Kolben 7 während des Ausrückvorganges über die gesamte Führungslänge L geführt ist. Durch diese konstruktive Maßnahme, bei der der Kolben 7 an seinem kupplungsseitigen Ende am Innendurchmesser und an seinem getriebeseitigen Ende am Außendurchmesser im Gehäuse 3 geführt wird, ist es somit möglich, dass das Verhältnis von 2:1 erzielt wird, das sich aus der erforderlichen Führungslänge zum mittleren Führungsdurchmesser ergibt, wobei der mittlere Führungsdurchmesser aus dem Mittelwert der Summe der Durchmesser DA und DI gebildet wird. Zur Sensierung des Ausrückweges des Kolbens 7 ist dieser mit einem Informationsgeber in Form eines Magneten 14 versehen, der mit einem am Gehäuse 3 angebrachten Informationsnehmer in Form eines Sensors 13 in Übertragungskontakt steht.

1: gestufte Getriebeeingangswelle
1a: Wälzlager
1b: Wälzlager
2: Lagerflansch (in Kupplungsglocke eingeschraubt)
2a: Radial-Wellendichtring
2b: Sprengring
2c: Ansatz
3: Gehäuse CSC
3b: Wand
3a: nicht lösbarer Dichtstopfen
4: Befestigungsschraube
5: Stecker
5a: O-Ring
5b: Sicherungselement
6: Sprengring
7: Kolben
8: inneres Führungsband
9: äußeres Führungsband
10: Dichtelement
11: Dichtelement
12: Energiespeicher
13: Sensor
14: Magnet
15: Ausrücklager
16: Tellerfederzungen einer konventionellen Kupplung
17: Leitung
20: Nehmerzylinder
A: Bereich
B: Bereich
C: Bereich
DI: Innendurchmesser des Kolbens
DA: Außendurchmesser des Kolbens
F1: Führungsfläche
F2: Führungsfläche
X: Drehachse
L: Führungslänge

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 102007023 A1 [0002]
- FR 2697879 A1 [0003]

Claims

Nehmerzylinder (20) mit einem eine axiale Ausdehnung aufweisenden hohlzylindrischen Gehäuse (3), das kupplungsseitig offen ist und am getriebeseitigen Ende von einem in radialer Richtung verlaufenden Ansatz (2c) begrenzt wird, und einem im zylindrischen Innenraum axial verlagerbaren ringförmigen Kolben (7), der konzentrisch um eine eine Drehachse (X) aufweisende Getriebeeingangswelle (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Aufnahme des Nehmerzylinders (20) die Getriebeeingangswelle zwei unmittelbar aufeinander treffende unterschiedliche Durchmesser aufweist und sowohl die zur Getriebeeingangswelle (1) gerichtete Innenfläche des Gehäuses (3) als auch der Kolben (7) im Längsschnitt zur äußeren Form der Getriebeeingangswelle (1) kongruent ausgebildet sind, wobei der Kolben (7) am kupplungsseitigen Ende an seinem Innendurchmesser und am getriebeseitigen Ende an seinem Außendurchmesser im Gehäuse (3) geführt wird.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Durchmesser der Getriebeeingangswelle (1) im Bereich der Aufnahme des Nehmerzylinders (20) eine Stufe bilden.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) eine zur Drehachse (X) koaxial verlaufende Wand (3b) aufweist, der dieses in einen radial inneren topfförmigen Funktionsbereich und einen radial äußeren Befestigungsbereich unterteilt.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der topfförmige Funktionsbereich des Gehäuses (3) in axialer Richtung sich aus den eine Stufe bildenden Bereichen (A) und (B) zusammensetzt, sowie einen diesen Bereichen (A, B) gegenüberliegenden Bereich (C) aufweist.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Innenflächen des Gehäuses (3) in den Bereichen (A, C) jeweils als Führungsflächen (F1, F2) ausgeführt sind.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) im Bereich (A) einen Außendurchmesser (DI) aufweist.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Wand (3b) des Gehäuses (3) im Bereich (C) einen Durchmesser (DA) aufweist.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (DA) und der Durchmesser (DI) jeweils die Begrenzung in radialer Richtung für einen Druckraum bildet, der zwischen diesen vorgesehen ist.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Breite des Kolbens (7) an den Abstand der Durchmesser (DA, DI) zueinander angepasst ist.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) im Längsschnitt über seine Breite im Wesentlichen die Form einer Stufe einnimmt.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Stufe im Längsschnitt des Kolbens (7) an die Höhe der Stufe im Gehäuse (3) vom Bereiche (A) zum Bereich (B) angepasst ist.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche am kupplungsseitigen Ende des Kolbens (7) mit mindestens einem Dichtelement (10) und einem Führungsband (8) versehen ist.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) mit Hilfe des Führungsbandes (8) entlang des Bereiches der Führungsfläche (F1) des Gehäuses (3) geführt wird.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen am getriebeseitigen Ende des Kolbens (7) mit mindestens einem Dichtelement (11) und einem Führungsband (9) versehen ist.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) mit Hilfe des Führungsbandes (9) entlang des Bereiches der Führungsfläche (F2) des Gehäuses (3) geführt wird.
Nehmerzylinder (20) nach Anspruch 12 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Führungslänge des Kolbens (7) aus dem Abstand zwischen der kupplungsseitigen Außenkante des Führungsbandes (8) und der getriebeseitigen Außenkante des Führungsbandes (9) ergibt.