DE102010051904B4

DE102010051904B4 - Deckelfeste Ausrückvorrichtung für Doppelkupplungen

Info

Publication number: DE102010051904B4
Application number: DE102010051904.9A
Authority: DE
Inventors: Daniel Bosnjak
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: DE102010051904A1

Abstract

Deckelfeste Ausrückvorrichtung für Doppelkupplungen, aufweisend ein Gehäuse (1) mit einem entlang einer Längsachse (L) des Gehäuses (1) angeordneten zentralen Kanal (9) für den Durchtritt einer Welle und zwei zu dem Kanal (9) koaxialen Aufnahmen (2c, 2d) für zwei Ringkolben, sowie ein Deckellager (8) für die Anbringung des Gehäuses (1) an einer Kupplung, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) mit dem Deckellager (8) mittels zweier in Axialrichtung übereinander gesetzter, geschlossener Ringe (6, 7) verbunden ist, welche jeweils aus mehreren Teilringen aufgebaut sind, wobei die Teilringe um die Längsachse (Z) herum so winkelig versetzt angeordnet sind, dass Trennfugen (6b, 7b) der Teilringe der jeweiligen Ringe (6, 7) nicht senkrecht übereinander positioniert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine deckelfeste Ausrückvorrichtung für die Betätigung von Doppelkupplungen von Kraftfahrzeuggetrieben.
Derartige Ausrückvorrichtungen sind über ein Deckellager mit einer Kupplung des Kraftfahrzeugs verbunden. Gegenwärtig wird ein Gehäuse, in dem zwei konzentrisch zueinander gelagerte Ausrückkolben für die Ausrückvorrichtung aufgenommen sind, getriebeseitig mit einem Sprengring an dem Deckellager montiert, sodass eine Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Kupplung gegeben ist.
Die Montage mittels Sprengring beinhaltet jedoch verschiedene Nachteile. Zum einen wird hierbei viel Bauraum in Radialrichtung benötigt und zum anderen ist die Herstellung und die Montage des Sprengrings insofern arbeitsintensiv, als zusätzliche Arbeitsschritte für die Zerspanung der Bauteile ausgeführt werden müssen.
Aus der DE 10 2005 008 662 A1 ist eine Ausrückvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 der Erfindung bekannt. Weiterer Stand der Technik ist in der DE 10 2009 018 575 A1 , der DE 10 2008 021 161 A1 , der DE 10 2004 057 124 A1 , der DE 691 01 575 T2 , der US 2009/0250879 A1 sowie der US 2 037 961 A bekannt.
Es ist demzufolge eine Aufgabe der Erfindung, eine deckelfeste Doppelkupplung anzugeben, bei der diese Nachteile verringert oder vermieden werden können und die sich mit geringem Arbeitsaufwand und bei reduziertem Platzbedarf montiert werden kann.
Die Aufgabe wird durch eine deckelfeste Ausrückvorrichtung für Doppelkupplungen gelöst, welche ein Gehäuse mit einem entlang einer Längsachse L des Gehäuses angeordneten zentralen Kanal für den Durchtritt einer Welle und zwei zu dem Kanal koaxialen Aufnahmen für zwei Ringkolben, sowie ein Deckellager für die Anbringung des Gehäuses an einer Kupplung aufweist, wobei das Gehäuse mit dem Deckellager mittels zweier in Axialrichtung übereinander gesetzter, geschlossener Ringe verbunden ist, welche jeweils aus mehreren Teilringen aufgebaut sind, wobei die Teilringe um die Längsachse Z herum so winkelig versetzt angeordnet sind, dass Trennfugen der Teilringe der jeweiligen Ringe nicht senkrecht übereinander positioniert sind.
Anstelle eines Sprengrings wird gemäß den Ausführungsformen der Erfindung zur Sicherung des Gehäuses und des Deckellagers aneinander in Axialrichtung ein Kompaktring eingesetzt, der aus zwei in Axialrichtung miteinander verbundenen Ringen aufgebaut ist, wobei jeder der Ringe aus mehreren Teilringen zusammengesetzt ist, z. B. zwei, drei oder mehr Teilringen. Die beiden Ringe des Kompaktringes können so aneinander befestigt sein, dass sie voneinander geringfügig beabstandet sind, beispielsweise um einige mm, sodass Schwingungen, die durch eine zwischen Motor und Kupplung verlaufende Welle induziert werden, kompensiert werden können.
Aufgrund der Tatsache, dass die Grenzbereiche der Teilringe der jeweiligen Ringe nicht senkrecht übereinander positioniert sind, wird eine gegenseitige Stabilisierung der beiden Ringe, welche den Kompaktring bilden, erzielt. Vorzugsweise ist die Versetzung eine symmetrische, was bedeutet, dass jeder Grenzbereich eines der Ringe denselben Abstand zu den beiden benachbarten Grenzbereichen des jeweils anderen Rings aufweist. Auf diese Weise ist die Stabilität des Kompaktringes über die gesamten 360° des Umfangs um die Längsachse Z herum im Wesentlichen homogen.
Der Einsatz eines zusammengesetzten Kompaktringes anstelle des Sprengringes, der nach dem Stand der Technik üblich ist, hat den Vorteil, dass in Radialrichtung, also senkrecht zur Längsachse Z des Gehäuses, weniger Bauraum beansprucht wird. Zudem kann die Verbindung Gehäuse - Deckellager auf der dem Motor zugewandten Seite der Ausrückvorrichtung erfolgen, also dort, wo mehr Bauraum zur Verfügung steht. Schließlich kann der Aufbau einfach gehalten werden, da die Ringe bezüglich der Konstruktion einfacher aufgebaut sind als die üblichen Sprengringe.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen kann das Gehäuse aus Kunststoff oder Aluminium hergestellt sein. Beide Materialien ermöglichen ein geringes Gesamtgewicht, wobei ein Gehäuse aus Kunststoff gegebenenfalls aus Kostengründen vorzuziehen sein kann.
Wie bereits erwähnt, besteht jeder Ring des Kompaktrings aus mindestens zwei Teilringen. Aus Symmetriegründen kann es günstig sein, wenn beide Ringe aus einer identischen Anzahl an Teilringen zusammengesetzt sind, wobei bevorzugt jeder der Ringe aus zwei Halbringen aufgebaut ist.
Vorzugsweise sind die Halbringe des ersten Rings zu den Halbringen des zweiten Rings um 90° um die Längsachse L herum winkelversetzt zueinander positioniert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Ringe drehfest aneinander befestigt. Mit anderen Worten ist die Befestigung der Ringe des Kompaktrings aneinander so ausgestaltet, dass die Lage der Ringe zueinander stets gleich bleibt. Auf diese Weise ist der Kompaktring trotzt seines Aufbaus aus zwei übereinander gesetzten Ringen als eine Einheit ausgebildet.
Eine Möglichkeit, die genannte Drehfestigkeit zu erzielen, besteht darin, die Ringe über eine Steckverbindung aneinander zu befestigen. Derartige Verbindungen haben den Vorteil der leichten Zusammensetzbarkeit und können gegebenenfalls lösbar ausgebildet werden.
Steckverbindungen sind allgemein durch eine Ausprägung oder Ausstülpung auf der einen Seite und einer entsprechenden Ausnehmung oder Einsenkung auf der anderen Seite der zu verbindenden Teile gekennzeichnet. Dabei entspricht vorzugsweise die Form der Ausprägung derjenigen der Ausnehmung im Sinne einer Gegengleichheit. Auf diese Weise wird das Spiel der Verbindung gering gehalten. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist für die Verwirklichung der Steckverbindung einer der Ringe axiale Ausnehmungen auf, in welchen axiale Stifte des anderen Rings eingeführt sind. Hierdurch wird die bereits erwähnte Verdrehfestigkeit sichergestellt. Darüber hinaus ist eine solche Verbindung einfach herzustellen. Die Querschnitte der Stifte und Ausnehmungen können dabei beliebig, vorzugsweise jedoch symmetrisch gewählt werden. Beispielsweise können die Querschnitte kreisrund oder in Form von regelmäßigen Vielecken ausgebildet sein.
Es ist im Hinblick auf die Aufnahme von Schwingungen vorteilhaft, wenn die jeweiligen Teilringe eines Ringes an den Grenzbereichen einen Zwischenraum aufweisen. Der Zwischenraum ist dabei ausreichend klein zu wählen, um die Stabilität der Verbindung nicht zu gefährden. Beispielsweise kann die Breite des Zwischenraums im Bereich einiger mm oder darunter liegen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der erste Ring in Axialrichtung gegen eine Schulter des Gehäuses gesetzt ist, während der zweite Ring in Axialrichtung am Deckellager anliegt. Aufgrund des geringen Platzbedarfs des Kompaktrings in Radialrichtung kann auch die Schulter mit geringer radialer Ausdehnung angefertigt werden. Dabei muss die Schulter nicht so breit ausgebildet sein, dass der erste Ring in seiner gesamten radialen Breite an ihr anliegt. Auch eine Anlagefläche des Deckellagers für den Ring muss nicht die gesamte radiale Breite des Ringes überstreichen. Vielmehr können die Kontaktflächen minimiert werden, wenn die jeweiligen Anlageflächen von Seiten des Gehäuses und des Deckellagers nur so breit ausgebildet sind, als es der Stabilität der Gesamtkonstruktion dienlich ist. Hierdurch wird im Hinblick auf die Montage ein deutlicher Vorteil gegenüber den Lösungen des Standes der Technik unter Einsatz eines Sprengrings erzielt, da es einer Nut zur Aufnahme des Sprengrings bedarf, welche in ihrer radialen Dicke breiter sein muss als der Sprengring.
Bei der vorstehend genannten Ausführungsform können die Ringe beispielsweise in Radialrichtung außerhalb der Aufnahme für einen äußeren der Ringkolben positioniert sein. Mit anderen Worten bildet hier die Schulter zur Anlage des Ringes die radial äußere Grenze des Gehäuses. Hier wird der größere Bauraum, welcher in der motorseitigen Hälfte des Gehäuses zur Verfügung steht, ausgenutzt, während das Gehäuse in der getriebeseitigen Hälfte schmal gebaut sein kann.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann im Inneren des Kanals des Gehäuses ein Führungsrohr positioniert sein, welches über eine Befestigungseinrichtung mit dem Deckellager verbunden ist, wobei die Ringe getriebeseitig zwischen eine radial nach außen verlaufende Ausstülpung des Führungsrohrs und das Deckellager gesetzt sind. Anders als in der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind hier die Ringe nicht unmittelbar zwischen das Gehäuse und das Deckellager gesetzt, sondern zwischen das Deckellager und eine mit dem Gehäuse mittelbar oder unmittelbar verbundene Führung. Bei dieser Konstruktion kann das Deckellager unterhalb, d. h. zur Getriebeseite des Gehäuses hin, positioniert werden, sodass die radiale Abmessung der Kombination Gehäuse/Deckellager gering gehalten werden kann.
In diesem Sinne kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung das Deckellager in Radialrichtung in gleichem Abstand zur Längsachse L des Gehäuses positioniert sein wie die innere der Aufnahmen für die Ringkolben. Mit anderen Worten setzt das Deckellager das Gehäuse in Axialrichtung fort, während die Gesamtkonstruktion ihre größte radiale Ausdehnung auf der motorseitigen Hälfte des Gehäuses an der Stelle der äußeren der Aufnahmen für die Ringkolben hat. Hierdurch wird getriebeseitig eine besonders schmale Bauweise ermöglicht.
Die Erfindung betrifft auch ein Kupplungssystem, welche eine Ausrückvorrichtung gemäß einer der vor beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Aufgrund der bereits genannten Vorteile dieser Ausführungsformen lassen sich die Arbeitsschritte für den Einbau bzw. die Zusammensetzung des Kupplungssystems selbst verringern und es bedarf nur eines verringerten Platzbedarfes für die Ausrückvorrichtung innerhalb des Kupplungssystems.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1 bis 5 näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine erste Ausführungsform einer deckelfesten Ausrückvorrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt;
2a eine Schnittansicht durch die zur Verbindung eingesetzten Ringe;
2b zwei zur Verbindung eingesetzte Teilringe in perspektivischer Ansicht;
3 das Gehäuse der ersten Ausführungsform im Längsschnitt;
4 das Gehäuse der ersten Ausführungsform mit Deckellager und Ringen in Explosionsdarstellung; und
5 eine zweite Ausführungsform einer deckelfesten Ausrückvorrichtung im Längsschnitt.

In der 1 ist exemplarisch eine Ausrückvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in zusammengebautem Zustand im Querschnitt dargestellt. In der gezeigten Ansicht ist das Gehäuse der Ausrückvorrichtung allgemein mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet.
Die Ausrückvorrichtung ist als sogenannte „Doppel-CSC“ (CSC = eng. Concentric Slave Cylinder) ausgebildet, was bedeutet, dass sie für die Aufnahme zweier Ringkolben ausgelegt sind, die konzentrisch angeordnet und hier mit den Bezugszeichen 2a für den inneren Ringkolben und 2b für den äußeren Ringkolben versehen sind. Die Ringkolben 2a, 2b sind in zugehörigen Aufnahmen 2c, 2d eingesetzt, welche im Allgemeinen eine zylindrische Form aufweisen.
Wie dies zu erkennen ist, sind in unteren, d. h. getriebeseitigen Bereichen der Aufnahmen 2c, 2d Öffnungen 3 ausgebildet, von denen in der Darstellung nur eine zu erkennen ist. Die Öffnungen 3 münden in eine Hydraulikleitung 4, welche der Zufuhr von Öl oder Bremsflüssigkeit für die Betätigung der Kupplung dienen.
Zur Motorseite hin sind Ausrücklager 5a, 5b vorhanden, nämlich ein inneres Ausrücklager 5a, welches durch den inneren Ringkolben 2a betätigt wird, und ein äußeres Ausrücklager 5b, an dem der äußere Ringkolben 2b angreift. Wie dies dem Fachmann bekannt ist, dienen die Ausrücklager als Anlagefläche für nicht gezeigte Tellermembranen der Kupplung.
Weiterhin ist in der Figur zu sehen, dass das Gehäuse 1 über (hier seitlich der Aufnahme 2d für den äußeren Ringkolben 2b positionierte) Ringe 6, 7 mit einem Deckellager 8 verbunden ist. Die Ringe 6, 7, welche in Axialrichtung Z übereinander positioniert sind und bezüglich ihrer umfangsseitigen Form deckungsgleich ausgebildet sind, ersetzen einen Sprengring, wie er nach dem Stand der Technik eingesetzt wird.
In der gezeigten Ausführungsform sind die Ringe 6, 7 in Axialrichtung gegen eine Schulter 1a des Gehäuses 1 gesetzt und werden so einerseits durch die Schulter 1a und andererseits durch das Deckellager 8 begrenzt.
Mit nunmehrigem Bezug auf die 2a und 2b sind Details der Ringe 6, 7 im Querschnitt bzw. in perspektivischer Darstellung gezeigt. Zur Verbindung der Ringe 6, 7 aneinander weist hier der Ring 6 Ausnehmungen 6a auf, die dafür ausgelegt sind, jeweilige Stifte 7a des Ringes 7 aufzunehmen. Auf diese Weise wird eine drehfeste Steckverbindung verwirklicht.
In der gezeigten Ausführungsform sind die Ringe 6, 7 jeweils aus zwei Teilringen identischer Größe aufgebaut, wobei in der 2b jeweils nur ein Teilring der Ringe 6, 7 gezeigt ist. Die Teilringe des oberen, d.h. motorseitigen, Ringes 6 sind in Bezug auf ihre Winkelposition gegenüber denjenigen des unteren Ringes 7 versetzt, was bedeutet, dass Trennfugen 6b und Trennfugen 7b (in der Figur ist jeweils nur eine Trennfuge 6b, 7b gezeigt) nicht unmittelbar übereinander liegen, um die Stabilität der Verbindung zu erzeugen. Es ist anzumerken, dass anstelle jeweils zweier Teilringe auch drei oder mehr Teilringe vorhanden sein können, um jeden der Ringe 6, 7 aufzubauen. Die Breite der Trennfugen 6b, 7b sollte jeweils so gewählt werden, dass beim Einsatz entstehende Schwingungen ausgeglichen werden können.
In der 3 ist das Gehäuse 1 der Ausführungsform der 1 in Vergrößerung gezeigt. Hier sind insbesondere die Aufnahmen 2c, 2d für die Ringkolben 2a, 2b (in der Darstellung nicht gezeigt) sowie die Öffnung 3 für Hydraulikflüssigkeit deutlich zu erkennen. Diese sind konzentrisch zu einem zentralen Kanal 9, welcher dem Durchtritt einer (nicht gezeigten) Welle dient.
Aus der Figur ist weiter ersichtlich, dass sich die Schulter 1a in Radialrichtung nur über einen Teil der radialen Breite der Ringe 6, 7 erstreckt. Das Deckellager 8 ist in dieser Darstellung aus Gründen der Deutlichkeit noch nicht anliegend an den unteren Ring 7 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Innendurchmesser des Deckellagers 8 größer gewählt werden als der Außendurchmesser des Gehäuses 1 an der Stelle der Schulter 1a. Jedoch ist das entstehende Spiel vorzugsweise so klein wie möglich zu halten.
Nunmehr soll anhand der Explosionsdarstellung der 4 die Montage der Ausrückvorrichtung der ersten Ausführungsform erläutert werden. Zunächst werden die Teilringe des unteren Ringes 7 auf einer inneren Anlagefläche 8a des Deckellagers 8 positioniert. Sodann werden die Teilringe des oberen Ringes 8 auf die Teilringe des unteren Ringes 7 gedrückt, sodass die zugehörigen Stifte 7a in die entsprechenden Ausnehmungen 6a eingreifen können. Zuletzt wird das Gehäuse 1 auf den oberen Ring 6 montiert.
In der 5 ist eine alternative Ausführungsform einer Ausrückvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Anders als bei der ersten Ausführungsform ist hier das Deckellager 2 getriebeseitig montiert. Auch bei dieser Ausgestaltung liegen die Ringkolben 2a, 2b in Radialrichtung nebeneinander. Jedoch ist das Deckellager 8 so positioniert, dass es in Axialrichtung unterhalb des inneren Ringkolbens 2a sitzt. Damit bildet die Begrenzung des äußeren Ringkolbens 2b den radial am weitesten außen gelegenen Teil der Ausrückvorrichtung. Mit anderen Worten beansprucht das Deckellager 8 keinen zusätzlichen radialen Bauraum.
Die Ringe 6, 7 sind hier auf eine Fläche des Deckellagers 8 gesetzt, welche der Seite des Getriebes (nicht gezeigt) zugewandt ist. Zur Befestigung an dem Gehäuse 1 wird hier ein Führungsrohr 10 für eine Welle (nicht gezeigt) verwendet, welche in den Kanal 9 eingesetzt ist. Das Führungsrohr 10 umschließt in Axialrichtung alle Bauteile der Ausrückvorrichtung. Als Anlagefläche für den unteren Ring 7 dient hier eine Ausstülpung 8a des Führungsrohrs 10 in Radialrichtung. Ähnlich wie in der vorgenannten Ausführungsform kann die radiale Breite der Ausstülpung 10a unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Kontaktflächen gewählt werden. Andererseits ist das Deckellager 8 über eine Befestigungseinrichtung 11, hier in Form eines mehrfach gebogenen Halteblechs, mit dem Führungsrohr 10 verbunden. Schließlich wird das Deckellager 8 an einem Kupplungsdeckel montiert.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
1a: Schulter
2a: innerer Ringkolben
2b: äußerer Ringkolben
2c: Aufnahme
2d: Aufnahme
3: Öffnung
4: Hydraulikleitung
5a: inneres Ausrücklager
5b: äußeres Ausrücklager
6: oberer Ring
6a: Ausnehmung
6b: Trennfuge
7: unterer Ring
7a: Stift
7b: Trennfuge
8: Deckellager
8a: Anlagefläche
9: Kanal
10: Führungsrohr
10a: Ausstülpung
11: Befestigungseinrichtung

Claims

Deckelfeste Ausrückvorrichtung für Doppelkupplungen, aufweisend ein Gehäuse (1) mit einem entlang einer Längsachse (L) des Gehäuses (1) angeordneten zentralen Kanal (9) für den Durchtritt einer Welle und zwei zu dem Kanal (9) koaxialen Aufnahmen (2c, 2d) für zwei Ringkolben, sowie ein Deckellager (8) für die Anbringung des Gehäuses (1) an einer Kupplung, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) mit dem Deckellager (8) mittels zweier in Axialrichtung übereinander gesetzter, geschlossener Ringe (6, 7) verbunden ist, welche jeweils aus mehreren Teilringen aufgebaut sind, wobei die Teilringe um die Längsachse (Z) herum so winkelig versetzt angeordnet sind, dass Trennfugen (6b, 7b) der Teilringe der jeweiligen Ringe (6, 7) nicht senkrecht übereinander positioniert sind.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) aus Kunststoff oder Aluminium hergestellt ist.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Ringe (6, 7) mindestens einmal unterteilt ist.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Ringe (6, 7) aus zwei Halbringen besteht.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbringe des ersten Rings (6) zu den Halbringen des zweiten Rings (7) um 90° um die Längsachse (L) herum winkelversetzt zueinander positioniert sind.
Ausrückvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (6, 7) drehfest aneinander befestigt sind.
Ausrückvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (6, 7) über eine Steckverbindung aneinander befestigt sind.
Ausrückvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Ringe (6) axiale Ausnehmungen (6a) aufweist, in welchen axiale Stifte (7a) des anderen Rings (7) eingeführt sind.
Ausrückvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Teilringe eines Ringes (6, 7) an den Grenzbereichen (6b, 7b) einen Zwischenraum aufweisen.
Ausrückvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ring (6) in Axialrichtung gegen eine Schulter (1a) des Gehäuses (1) gesetzt ist, während der zweite Ring (7) in Axialrichtung am Deckellager (8) anliegt.