DE102009053486A1

DE102009053486A1 - Kupplungsausrücksystem für eine Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102009053486A1
Application number: DE102009053486A
Authority: DE
Inventors: Daniel Bosnjak; Luben Krahtov; Roland Dr. Welter
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2029-11-17
Also published as: DE102009053486B4

Abstract

Die Erfindung besteht aus einem Kupplungsausrücksystem, insbesondere zur Betätigung einer Doppelkupplung, mit einem ersten Kolben und mit einem zweiten Kolben, wobei der erste Kolben außen liegend zum zweiten Kolben angeordnet ist und beide konzentrisch in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Erfindungsgemäß stützt sich eine mittels Energiespeicher vorgespannte Schleppmomentabstützung axial an der Stirnfläche einer auf der Mantelfläche des zweiten Kolbens angeordneten Verdickung der Mantelfläche ab.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsausrücksystem zur Betätigung einer Reibungskupplung, insbesondere einer Doppelkupplung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein Kupplungsausrücksystem besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse, in dem ein mit einem Ausrücklager verbundener Kolben axial geführt wird. Da dieses Ausrücklager mit der Beaufschlagungseinrichtung der Reibungskupplung in Wirkverbindung steht, werden Schleppmomente von der Antriebseinheit des Fahrzeuges kommend auf das Ausrücklager übertragen. Durch diese Schleppmomente neigt der sich drehende, lediglich über einen Reibkontakt in der Aufnahme fixierte Lagerring des Ausrücklagers zum Verdrehen gegenüber der Aufnahme, wodurch Zentrierungsvorgänge des Ausrücklagerrings gegenüber dem Kolben zu einem entsprechenden Verschleiß führen. Daher ist es bekannt, Verdrehsicherungen zwischen dem nicht drehenden Lagerring und dem Beaufschlagungsteil vorzusehen, die eine Verdrehung verhindern. Es sind dabei reibschlüssig und formschlüssig wirkende Verdrehsicherungen bekannt. Bei Erhöhung der Schleppmomente, insbesondere bei tiefen Temperaturen, besteht bei reibschlüssigen Verdrehsicherungen die Gefahr des Rutschens, während bei formschlüssigen Verdrehsicherungen die Gefahr der Zerstörung der Verdrehsicherung und Beschädigung der Betätigungseinheit nicht auszuschließen ist.
Als Kupplungsausrücksysteme für einfache Reibungskupplungen sind beispielsweise sogenannte Zentralausrücker bekannt geworden, bei denen ein Aufnahmeteil gehäusefest, beispielsweise am Getriebegehäuse angeordnet ist und ein an diesem axial verlagerbar aufgenommenes Beaufschlagungsteil, die Beaufschlagungseinrichtung einer Reibungskupplung, beispielsweise einer Tellerfeder, zur Betätigung der Reibungskupplung axial beaufschlagt. Diese axiale Beabstandung des Beaufschlagungsteils gegenüber dem Aufnahmeteil erfolgt dabei mechanisch über entsprechende Hebelelemente oder hydrostatisch durch Ausbildung der Betätigungseinheit als Nehmerzylindereinheit oder Beaufschlagung der Hebelelemente mittels eines Nehmerzylinders.
Zur Vermeidung der Übertragung des Schleppmomentes bei dieser Einfachkupplung, fungiert die Vorlastfeder als Abstützung des Ausrücklagers des Nehmerzylinderkolbens am Nehmerzylindergehäuse.
Eine Doppelkupplung dagegen umfasst zwei im Wesentlichen separate Kupplungseinheiten, die unabhängig voneinander über jeweils eine Ausrückvorrichtung eine Verbindung zu je einer Getriebeeingangswelle unterbrechen und herstellen können. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet einer solchen Doppelkupplung ist die Kombination mit einem Doppelkupplungsgetriebe. Die erste Kupplungseinheit bedient hierbei beispielsweise die ungeraden Gangstufen und die zweite Kupplungseinheit die geraden Gangstufen. Auf diese Weise kann, während über die eine Kupplungseinheit aktuell Drehmoment vom Motor auf das Getriebe übertragen wird, bereits eine andere Gangstufe vorgewählt werden, um anschließend ohne Unterbrechung der Zugkraft von der aktuellen Gangstufe in die vorgewählte Gangstufe schalten zu können. Die Getriebeeingangswelle ist hierfür meist aus zwei konzentrischen Wellen aufgebaut, das heißt aus einer Hohlwelle und einer innen liegenden Vollwelle.
Eine solche Doppelkupplung ist beispielsweise aus der DE 101 16 705 A1 bekannt. Zur Betätigung der einzelnen Kupplungseinheiten sind hier zwei konzentrisch zueinander angeordnete, mit Ausrücklagern in Wirkverbindung stehende Nehmerzylinderkolben bzw. Stellkolben, das heißt ein innerer Nehmerzylinderkolben und ein äußerer Nehmerzylinderkolben, vorgesehen. Der innere und der äußere Nehmerzylinderkolben werden jeweils in einem gemeinsamen ringzylindrischen Nehmerzylindergehäuse geführt. Ein solcher Nehmerzylinder wird auch als CSC (Concentric Slave Cylinder) bezeichnet.
Aus der DE 10 2004 061 789 A1 ist bekannt, sowohl die konzentrischen Nehmerzylinderkolben als auch die konzentrischen Nehmerzylindergehäuse zu einer kompakten Baueinheit zusammenzufassen.
Die für die Einfachkupplung beschriebene Abstützungsmöglichkeit des Schleppmomentes ist jedoch bei einer Doppelkupplung aus Bauraumgründen nicht möglich. Daher ist für diese Doppelkupplungen bekannt, zur Vermeidung der Übertragung einer Drehbewegung, insbesondere von der zweiten Kupplungseinheit einer Doppelkupplung auf den zweiten Nehmerzylinderkolben, ein Lagerteil, wie beispielsweise einen Lagerring, zu verwenden. Dieses Lagerteil fixiert das Ausrücklager und/oder den zweiten Nehmerzylinderkolben rotatorisch, wodurch insbesondere ein Nehmerzylindergehäuseteil fixiert wird. Die Fixierung des Nehmerzylindergehäuseteils erfolgt mittels eines Hebelarmes, der sich auf der Mantelfläche des Nehmerzylindergehäuses dieses Kupplungsausrücksystems abstützt. Durch diese rotatorische Abstützung auf der Mantelfläche des CSC-Gehäuses kann innerhalb des Nehmerzylindergehäuses Bauraum eingespart werden (deckelfester Ausrücker). Weiter ergibt sich durch diese Konstruktion eine leichte Montage dieser Verdrehsicherung.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kupplungsausrücksystem zu entwickeln, bei dem die auftretenden Schleppmomentdrehungen auf die Kolbenführung im Ausrücksystem vermindert werden, um die Lebensdauer der Dichtungen zu verlängern.
Diese Aufgabe wird mit einem Kupplungsausrücksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Somit besteht das Kupplungsausrücksystem, insbesondere zur Betätigung einer Doppelkupplung, aus einem ersten Kolben und mit einem zweiten Kolben, wobei der erste Kolben außen liegend zum zweiten Kolben angeordnet ist und beide konzentrisch in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, wobei sich eine mittels Energiespeicher vorgespannte Schleppmomentabstützung axial an der Stirnfläche einer auf der Mantelfläche des zweiten Kolbens angeordneten Verdickung der Mantelfläche abstützt.
Auf diese Weise wird eine Funktionstrennung erreicht, indem durch ein mehrteiliges federgekoppeltes System die Taumelbewegungen der jeweiligen Teilkupplung bzw. des entsprechenden Ausrücklagers von der eigentlichen Schleppmomentabstützung getrennt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 und 2: schematische Schnittdarstellungen eines erfindungsgemäßen Ausrücksystems für eine Doppelkupplung, in denen die Kolben jeder Teilkupplung unterschiedliche Positionen einnehmen,
3: das Federelement gemäß den 1 und 2, sowohl in perspektivischer Darstellung, als auch in einer Vorderansicht,
4: die Schleppmomentabstützung aus den 1 und 2 in einer perspektivischen Darstellung.
Die 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Kupplungsausrücksystem 10 für eine Doppelkupplung. Der Aufbau dieses Kupplungsausrücksystems 10 ist dabei in beiden Figuren gleich. Sie unterscheiden sich lediglich in der unterschiedlichen Ausrückstellung des Kolbens der jeweiligen Teilkupplung. Gemäß dieser Figuren besteht das erfindungsgemäße Kupplungsausrücksystem 10 im Wesentlichen aus einem Gehäuse 1, in dem Aussparungen vorgesehen sind zum Einsetzen von konzentrisch zueinander angeordneten, ringförmig ausgebildeten Kolben 2 und 8. In beiden Figuren ist der Kolben 2 radial innerhalb des Kolbens 8 angeordnet. Jedem Kolben 2, 8 ist ein Ausrücklager 7, 9 zugeordnet, das zur Betätigung der entsprechenden Teilkupplung einer nicht dargestellten Doppelkupplung dient. So ist der Kolben 8 mit dem Ausrücklager 9 verbunden, während der Kolben 2 mit einem Ausrücklager 7 in Wirkverbindung steht. Am anderen Ende jeden Ringkolbens 2, 8 ist jeweils ein ringförmiges Dichtelement 3, 11 angebracht. Da in 1 beide Kolben 2, 8 in ihrer Minimalstellung dargestellt sind, sind deren Druckräume R1, R2 nur schwer erkennbar. Jeder Druckraum R1, R2 wird bei der Bewegung des jeweiligen Kolbens 2, 8 zwischen diesem und dem diesen umgebenden Gehäuse 1 gebildet.
In 2 befindet sich der Kolben 2 in ausgerückter Stellung, dass heißt in seiner Maximalstellung. In dieser Stellung ist sein ringförmiger Druckraum R2 deutlich erkennbar.
Weiter geht aus den Schnittdarstellungen der 1 und 2 hervor, dass die Mantelfläche des Kolbens 2 stufenförmig ausgebildet ist. So weist der Kolben 2 in Richtung nicht dargestellter Doppel- bzw. Teilkupplung eine Stufe A auf, die sich in Richtung Dichtelement 3 auf eine Stufe B erhöht, um letztendlich die Größe des Außendurchmessers des Kolbens 2 zu erreichen. Auf der Stufe A des Kolbens 2 ist anschließend an das Ausrücklager 7 eine Kolbenbuchse 6 angeordnet. Diese ist vorzugsweise mit der Mantelfläche des Kolbens 2 im Bereich der Stufe A fest verbunden. Somit kann diese mit dem Kolben 2 beispielsweise verschweißt, verklebt oder ähnliches sein. Allerdings kann der vorzugsweise aus Metall hergestellte Kolben 2 auch einstückig diese Kolbenbuchse beinhalten. Diese vorzugsweise aus Metall bestehende Kolbenbuchse 6 wird umhüllt von einer Schleppmomentabstützung 4. Allerdings kann die Kolbenbuchse 6 ebenso gut auch aus Kunststoff hergestellt sein. Die Schleppmomentabstützung 4 ist ebenfalls als Buchse ausgeführt. Im Unterschied zur Kolbenbuchse 6 weist diese jedoch im Innern einen ringförmigen Absatz 4b. Über diesen Absatz 4b stützt sich die Schleppmo mentabstützung 4 an der Kolbenbuchse 6 in axialer Richtung ab. Zusätzlich weist die Schleppmomentabstützung 4 auf ihrer Mantelfläche mehrere zueinander beabstandete Erhebungen 4a auf. Diese Erhebungen 4a greifen in entsprechende Ausnehmungen 1a ein, die im Gehäuse 1 in gleicher Anzahl wie die Erhebungen 4a vorgesehen sind.
Im Zwischenraum zum Übergang von Stufe A zu Stufe B, bzw. der Dicke des Kolbens 2 in diesem Zwischenraum, ist ein Federelement 5 eingelegt. Dieses vorzugsweise als Federblech ausgebildete Federelement 5 verspannt die Schleppmomentabstützung 4 zwischen Kolbenbuchse 6 und Stufe B des Kolbens 2 und damit den Kolben 2 insgesamt. Dadurch wird gewährleistet, dass kein radialer Kontakt zwischen Kolben 2 und Schleppmomentabstützung 4 auftritt.
3 zeigt das Federelement 5 in mehreren unterschiedlichen Ansichten. Aus der perspektivischen Darstellung sind mehrere am Außenumfang des ringförmig ausgebildeten Federbleches 5 vorgesehene, als Laschen 5a ausgebildete Eurweiterungen vorgesehen. Diese Laschen 5a hintergreifen die Erhebungen 4a der Schleppmomentabstützung 4. Aus der Vorderansicht des Federbleches 5 ist dessen Vorspannung erkennbar, was durch die Verdrillung des Bauteils ersichtlich wird.
4 zeigt die Schleppmomentabstützung 4 in einer perspektivischen Darstellung. Aus dieser ist der innen liegende ringförmige Absatz 4b erkennbar. Ebenso werden die am Außenumfang angeordneten, als Nasen ausgebildeten, Erhebungen 4a sichtbar, die sich vorzugsweise in gleicher Höhe wie der innen liegende Absatz 4a befinden. Außerdem sind die unterhalb der Erhebungen 4a vorgesehenen Aussparungen erkennbar, in die die Laschen 5a des Federbleches 5 eingreifen.
Somit ist der Kolben 2 so ausgebildet, dass die Schleppmomentabstützung 4 über das Federblech 5 durch Reibschluss mit dem Kolben 2 erfolgt. Sowohl die Schleppmomentabstützung 4 als auch die Kolben 2, 8 werden dabei im Gehäuse 1 geführt. Insbesondere die Schleppmomentabstützung 4 und der Kolben 2 werden mechanisch voneinander entkoppelt und sind nur durch Reibschluss miteinander verbunden. Starke Schleppmomentschwankungen und Taumelbewegungen werden somit nur durch den Reibschluss und damit in abgeschwächter Form weitergeleitet.
Durch diese konstruktive Ausbildung wird eine Funktionstrennung dadurch erzielt, indem durch ein mehrteiliges federgekoppeltes System die Taumelbewegungen der jeweiligen Teilkupplung bzw. des entsprechenden Ausrücklagers von der eigentlichen Schleppmomentabstützung getrennt werden. Somit wird eine bessere Führung der beweglichen Teile erzielt. Ebenso wird der Verschleiß der bewegbaren Bauelemente vermindert.

1: Gehäuse
1a: Ausnehmungen
2: Kolben
3: Dichtelement
4: Schleppmomentabstützung
4a: Nase/Erhebung
4b: Absatz
4c: Aussparung
5: Energiespeicher/Federblech/Federelement
5a: Erweiterung/Lasche
6: Kolbenbuchse
7: Ausrücklager
8: Kolben
9: Ausrücklager
10: Kupplungsausrücksystem
11: Dichtelement
A: Stufe
B: Stufe
R1: Druckraum
R2: Druckraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10116705 A1 [0006]
- DE 102004061789 A1 [0007]

Claims

Kupplungsausrücksystem (10), insbesondere zur Betätigung einer Doppelkupplung, mit einem ersten Kolben (8) und mit einem zweiten Kolben (2), wobei der erste Kolben (8) außen liegend zum zweiten Kolben (2) angeordnet ist und beide konzentrisch in einem gemeinsamen Gehäuse (1) untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine mittels Energiespeicher (5) vorgespannte Schleppmomentabstützung (4) axial an der Stirnfläche einer auf der Mantelfläche des zweiten Kolbens (2) angeordneten Verdickung der Mantelfläche abstützt.
Kupplungsausrücksystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Verdickung durch eine Kolbenbuchse (6) gebildet wird.
Kupplungsausrücksystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleppmomentabstützung (4) aus einer Buchse gebildet wird, die an ihrem Innenumfang einen umlaufenden Absatz (4b) aufweist und ihre Mantelfläche mit mehreren zueinander beabstandeten Erhebungen (4a) versehen ist, die die unter ihnen in der Mantelfläche vorgesehenen Aussparungen (4c) als Vorsprünge überdachen.
Kupplungsausrücksystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des zweiten Kolbens (2) in axialer Richtung stufenartig gestaltet ist, so dass sich an eine erste Stufe (A) eine zweite Stufe (B) anschließt.
Kupplungsausrücksystem (10) nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (4b) der Schleppmomentabstützung (10) in die Stufe (A) der Mantelfläche des zweiten Kolbens (2) eingreift.
Kupplungsausrücksystem (10) nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (4a) der Schleppmomentabstützung (4) mit entsprechenden im Gehäuse (1) vorgesehenen Aussparungen korrespondieren und in diese eingreifen.
Kupplungsausrücksystem (10) nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen der Erhebungen (4a) der Schleppmomentabstützung (4) mit dem umgebenden Gehäuse in Kontakt stehen.
Kupplungsausrücksystem (10) nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Energiespeicher (5) am Übergang von Stufe (A) zur Stufe (B) der Mantelfläche des Kolbens (2) abstützt.
Kupplungsausrücksystem (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (5) als offenes ringförmiges Federblech ausgeführt ist, das über mehrere an seinem Umfang verteilt angeordnete, als Laschen ausgebildete, Erweiterungen (5a) aufweist.
Kupplungsausrücksystem (10) nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federblech (5) in sich verdrillt ist.
Kupplungsausrücksystem (10) nach Anspruch 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (5a) des Federbleches (5) in die Aussparungen (4c) der Schleppmomentabstützung (4) eingreifen.