DE102009053486B4 - Kupplungsausrücksystem für eine Reibungskupplung - Google Patents
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Abstract
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.
- Weiterer Stand der Technik ist in der
DE 34 46 460 A1 , derUS 5 207 306 A sowie derDE 195 23 011 A1 offenbart, wobei die letztgenannte Druckschrift den nächstliegenden Stand der Technik bildet. - 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 sowie 6 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 und2 : schematische Schnittdarstellungen eines erfindungsgemäßen Ausrücksystems für eine Doppelkupplung, in denen die Kolben jeder Teilkupplung unterschiedliche Positionen einnehmen, -
3 : das Federelement gemäß den1 und2 , sowohl in perspektivischer Darstellung, als auch in einer Vorderansicht, -
4 : die Schleppmomentabstützung aus den1 und2 in einer perspektivischen Darstellung. - Die
1 und2 zeigen ein erfindungsgemäßes Kupplungsausrücksystem10 für eine Doppelkupplung. Der Aufbau dieses Kupplungsausrücksystems10 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 Kupplungsausrücksystem10 im Wesentlichen aus einem Gehäuse1 , in dem Aussparungen vorgesehen sind zum Einsetzen von konzentrisch zueinander angeordneten, ringförmig ausgebildeten Kolben2 und8 . In beiden Figuren ist der Kolben2 radial innerhalb des Kolbens8 angeordnet. Jedem Kolben2 ,8 ist ein Ausrücklager7 ,9 zugeordnet, das zur Betätigung der entsprechenden Teilkupplung einer nicht dargestellten Doppelkupplung dient. So ist der Kolben8 mit dem Ausrücklager9 verbunden, während der Kolben2 mit einem Ausrücklager7 in Wirkverbindung steht. Am anderen Ende jeden Ringkolbens2 ,8 ist jeweils ein ringförmiges Dichtelement3 ,11 angebracht. Da in1 beide Kolben2 ,8 in ihrer Minimalstellung dargestellt sind, sind deren DruckräumeR1 ,R2 nur schwer erkennbar. Jeder DruckraumR1 ,R2 wird bei der Bewegung des jeweiligen Kolbens2 ,8 zwischen diesem und dem diesen umgebenden Gehäuse1 gebildet. - In
2 befindet sich der Kolben2 in ausgerückter Stellung, dass heißt in seiner Maximalstellung. In dieser Stellung ist sein ringförmiger DruckraumR2 deutlich erkennbar. - Weiter geht aus den Schnittdarstellungen der
1 und2 hervor, dass die Mantelfläche des Kolbens2 stufenförmig ausgebildet ist. So weist der Kolben2 in Richtung nicht dargestellter Doppel- bzw. Teilkupplung eine StufeA auf, die sich in Richtung Dichtelement3 auf eine StufeB erhöht, um letztendlich die Größe des Außendurchmessers des Kolbens2 zu erreichen. Auf der StufeA des Kolbens2 ist anschließend an das Ausrücklager7 eine Kolbenbuchse6 angeordnet. Diese ist vorzugsweise mit der Mantelfläche des Kolbens2 im Bereich der StufeA fest verbunden. Somit kann diese mit dem Kolben2 beispielsweise verschweißt, verklebt oder ähnliches sein. Allerdings kann der vorzugsweise aus Metall hergestellte Kolben2 auch einstückig diese Kolbenbuchse beinhalten. Diese vorzugsweise aus Metall bestehende Kolbenbuchse6 wird umhüllt von einer Schleppmomentabstützung4 . Allerdings kann die Kolbenbuchse6 ebenso gut auch aus Kunststoff hergestellt sein. Die Schleppmomentabstützung4 ist ebenfalls als Buchse ausgeführt. Im Unterschied zur Kolbenbuchse6 weist diese jedoch im Innern einen ringförmigen Absatz4b . Über diesen Absatz4b stützt sich die Schleppmomentabstützung4 an der Kolbenbuchse6 in axialer Richtung ab. Zusätzlich weist die Schleppmomentabstützung4 auf ihrer Mantelfläche mehrere zueinander beabstandete Erhebungen4a auf. Diese Erhebungen4a greifen in entsprechende Ausnehmungen1a ein, die im Gehäuse1 in gleicher Anzahl wie die Erhebungen4a vorgesehen sind. - Im Zwischenraum zum Übergang von Stufe
A zu StufeB , bzw. der Dicke des Kolbens2 in diesem Zwischenraum, ist ein Federelement5 eingelegt. Dieses vorzugsweise als Federblech ausgebildete Federelement5 verspannt die Schleppmomentabstützung4 zwischen Kolbenbuchse6 und StufeB des Kolbens2 und damit den Kolben2 insgesamt. Dadurch wird gewährleistet, dass kein radialer Kontakt zwischen Kolben2 und Schleppmomentabstützung4 auftritt. -
3 zeigt das Federelement5 in mehreren unterschiedlichen Ansichten. Aus der perspektivischen Darstellung sind mehrere am Außenumfang des ringförmig ausgebildeten Federbleches5 vorgesehene, als Laschen5a ausgebildete Erweiterungen vorgesehen. Diese Laschen5a hintergreifen die Erhebungen4a der Schleppmomentabstützung4 . Aus der Vorderansicht des Federbleches5 ist dessen Vorspannung erkennbar, was durch die Verdrillung des Bauteils ersichtlich wird. -
4 zeigt die Schleppmomentabstützung4 in einer perspektivischen Darstellung. Aus dieser ist der innen liegende ringförmige Absatz4b erkennbar. Ebenso werden die am Außenumfang angeordneten, als Nasen ausgebildeten, Erhebungen4a sichtbar, die sich vorzugsweise in gleicher Höhe wie der innen liegende Absatz4a befinden. Außerdem sind die unterhalb der Erhebungen4a vorgesehenen Aussparungen erkennbar, in die die Laschen5a des Federbleches5 eingreifen. - Somit ist der Kolben
2 so ausgebildet, dass die Schleppmomentabstützung4 über das Federblech5 durch Reibschluss mit dem Kolben2 erfolgt. Sowohl die Schleppmomentabstützung4 als auch die Kolben2 ,8 werden dabei im Gehäuse1 geführt. Insbesondere die Schleppmomentabstützung4 und der Kolben2 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.
- Bezugszeichenliste
-
- 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
Claims (8)
- 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, wobei 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, 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 und dass der Absatz (4b) der Schleppmomentabstützung (10) in eine die Stufe (A) der Mantelfläche des zweiten Kolbens (2) eingreift.
- 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 Wandstärke des zweiten Kolbens (2) in axialer Richtung stufenartig gestaltet ist, so dass sich an die erste Stufe (A) eine zweite Stufe (B) anschließt. - Kupplungsausrücksystem (10) nach
Anspruch 1 , 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 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen der Erhebungen (4a) der Schleppmomentabstützung (4) mit dem umgebenden Gehäuse in Kontakt stehen. - 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, wobei 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, 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, dass der Energiespeicher (5) als offenes ringförmiges Federblech ausgeführt ist, das über mehrere an seinem Umfang verteilt angeordnete, als Laschen ausgebildete, Erweiterungen (5a) aufweist und dass die Laschen (5a) des Federbleches (5) in die Aussparungen (4c) der Schleppmomentabstützung (4) eingreifen.
- Kupplungsausrücksystem (10) nach
Anspruch 1 und3 , 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 6 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federblech (5) in sich verdrillt ist.
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