DE102012208750A1

DE102012208750A1 - Nehmerzylinder mit einem zweiteiligen Gehäuse und axial reduziertem Bauraumbedarf

Info

Publication number: DE102012208750A1
Application number: DE201210208750
Authority: DE
Inventors: Jean-Francois Heller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder für eine Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer Kupplungsausrückvorrichtung, mit einem Nehmerzylindergehäuse das mittels eines Deckellagers um eine Achse drehbar und axial fest mit einem Kupplungsdeckel der Reibungskupplung verbunden ist und einen ringförmigen Druckraum umschließt, in dem ein axial verlagerbarer Ringkolben angeordnet ist, der axial mit einem Ausrücklager verbunden ist, das einen radial inneren Bereich einer Tellerfeder in axialer Richtung mit Kraft beaufschlagt, und das Nehmerzylindergehäuse wenigstens zweiteilig ausgeführt ist, wobei wenigstens zwei Gehäuseteile in axialer Richtung aneinander angrenzend angeordnet sind und die Gehäuseteile jeweils komplementäre Verbindungsflächen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsflächen zumindest teilweise in einer radialen Ebene liegt und wenigstens einen Bereich aufweisen, der von dieser radialen Ebene abweicht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nehmerzylinder für eine Kupplungsausrückvorrichtung einer Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Nehmerzylinder für hydraulische Kupplungsausrücksysteme für Reibungskupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs sind in vielen unterschiedlichen Formen im Stand der Technik bekannt.
In zunehmendem Maße kommen dabei so genannte konzentrische Nehmerzylinder (concentric slave cylinder, CSC) zum Einsatz, bei denen ein ringförmiger Kolben in einem ringförmigen Zylindergehäuse um die Achse angeordnet ist, wobei am kupplungsseitigen Kolbenende ein Ausrücklager angeordnet ist, mit Hilfe dessen der Nehmerzylinder von der Rotation der Kupplung abgekoppelt wird. Derartige CSC ermöglichen eine kompakte Bauweise bei gleichzeitig hoher Leistungsfähigkeit.
Derartige CSC können beispielsweise getriebeseitig am Getriebedeckel axial abgestützt werden, um so die notwendige Aus- bzw. Einrückkraft auf die Kupplungsfeder aufbringen zu können. Nachteilig ist hierbei, dass sich Schwingungen aus dem Getriebe auf das Nehmerzylindergehäuse übertragen und so über die Hydraulikleitung in den Geberzylinder und das Kupplungspedal weiter geleitet werden können, was den Komfort für den Fahrer mindert.
Um diese Schwingungsübertragung zu vermeiden, sind so genannte deckelfeste Ausrücker entwickelt worden, bei denen die axiale Abstützung des Nehmerzylindergehäuses nicht über den Getriebedeckel, sondern über den Kupplungsdeckel erfolgt. Durch eine axiale Abstützung des Nehmerzylindergehäuses am Kupplungsdeckel ist dieses wirksam vom Getriebegehäuse entkoppelt, so dass Schwingungen, die im Getriebe und im Abtriebsstrang auftreten, nicht in das hydraulische Kupplungssystem überragen werden.
Durch die axiale Abstützung des Geberzylinders am Kupplungsdeckel ergibt sich aber nun das Problem, dass das Nehmerzylindergehäuse über ein weiteres Stützlager rotatorisch vom Kupplungsdeckel entkoppelt werden muss. Hierbei muss das Stützlager axial unverschieblich mit dem Nehmerzylinder verbunden werden. Eine derartige Verbindung kann beispielsweise dadurch sicher gestellt werden, dass das Nehmerzylindergehäuse zweiteilig ausgeführt ist, wobei ein Gehäuseteil dem Druckraum für den Nehmerzylinderkolben ausbildet, und mit einem umlaufenden Vorsprung die Abstützung des Gehäuses am Innenlagerring des Stützlagers gewährleistet wird und mittels des zweiten Gehäuseteils, das in axialer Richtung auf der Getriebeseite des Nehmerzylindergehäuses mit dem ersten Gehäusesteil verbunden wird, eine zweite Abstützung für den Innenlagerring des Stützlagers sowie eine Zuleitung für das Hydraulikfluid für die Nehmerzylinder ausgebildet wird. Allerdings ergibt sich dabei das Problem, dass zur Befestigung des getriebeseitigen Gehäuseteils am Druckraum ausbildenden kupplungsseitigen zweiten Gehäuseteils des Nehmerzylindergehäuses Verbindungsmittel notwendig sind, beispielsweise Schrauben. Um eine sichere Verbindung zwischen den Gehäuseteilen gewährleisten zu können, ist es notwendig, dass die Schrauben eine bestimmte Einschraubtiefe aufweisen, wodurch am kupplungsseitigen Ende des ersten Gehäuseteils eine gewisse Materialstärke notwendig ist, die entsprechenden axialen Bauraum benötigt. Auf der anderen Seite ist auch beim zweiten Gehäuseteil im Zuleitungsbereich eine gewisse Materialstärke notwendig, um die Zuleitungspfeife, die üblicherweise mittels zweier senkrecht zueinander stehender Bohrungen ausgebildet wird, durch das Material hindurch zum Druckraumboden zu führen. Dies führt insgesamt zu einem erheblichen axialen Baurraumbedarf, der nicht bei allen Anwendungen zur Verfügung steht.
Als Alternative sind deckelfeste Nehmerzylinder bekannt, die auf der Kupplungsseite einen als Bajonettverschluss ausgeführten Anschlag aufweisen, der mit entsprechend komplementären Bajonettverschlussausbildungen am Innenring des Stützlagers kombiniert wird, um derart die Montage des Stützlagers auf einem einteiligen Nehmerzylindergehäuse zu ermöglichen. Das Herstellen der entsprechenden Bajonettkonturen am Nehmerzylindergehäuse und am Innenlagerring des Stützlagers ist aber aufwendig und erhöht die Produktionskosten. Zusätzlich ist ein weiteres Bauteil notwendig, das nach erfolgter Montage des Stützlagers in die Bajonettöffnungen des Nehmerzylindergehäuses und des Stützlagers eingeschoben werden muss, um ein Lösen des Stützlagers durch Verdrehung zu verhindern. Aufgrund der nicht unerheblichen Schleppmomente, die durch das Stützlager übertragen werden, besteht dabei immer die Gefahr einer Beschädigung dieses Zusatzbauteils, sodass ein robuste Ausführung notwendig ist. Die Produktionskosten steigen dadurch noch weiter an.
Es besteht daher die Aufgabe, einen Nehmerzylinder für einen deckelfesten Ausrücker zur Verfügung zu stellen, der kostengünstig hergestellt werden kann, und einen verringerten axialen Bauraumbedarf aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer Kupplungsanordnung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein erfindungsgemäßer Nehmerzylinder für eine Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs weist ein Nehmerzylindergehäuse auf, das mittels eines Deckellagers, dem so genannten Stützlager, um eine Achse drehbar und axial fest mit einem Kupplungsdeckel der Reibungskupplung verbunden ist. Das Nehmerzylindergehäuse ist dabei ringförmig ausgebildet und um die Kupplungsausgangswelle herum angeordnet. Das Gehäuse bildet einen ringförmigen Druckraum aus, in dem ein axial verlagerbarer Ringkolben angeordnet ist, der axial mit einem Ausrücklager verbunden ist. Mittels des Ausrücklagers wird ein radial innerer Bereich einer Kupplungsfeder in axialer Richtung mit Kraft beaufschlagt. Das Nehmerzylindergehäuse ist dabei wenigstens zweiteilig ausgeführt, wobei wenigstens zwei Gehäuseteile im Wesentlichen in axialer Richtung aneinander angrenzend ausgebildet sind. Die beiden Gehäuseteile weisen dabei jeweils komplementäre Verbindungsflächen auf, wobei zumindest ein Teil der Verbindungsflächen in einer radialen Ebenen liegt, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Kupplungsausgangswellenachse erstreckt. Dabei weisen die Verbindungsflächen wenigstens eine Bereich auf, der von der radialen Ebenen abweicht.
Durch die Verwendung von derart abgestuften Verbindungsflächen ergibt sich die Möglichkeit, das Gehäuseteil, das den Druckraum für den Nehmerzylinder ausbildet, mit unterschiedlichen Materialstärken im Bereich des Druckraumbodens auszuführen, so dass trotz eines innenseitig ebenen Druckraumbodens in Teilbereichen mehr Material in axialer Richtung vorhanden ist als in anderen. Die mit größerer Materialstärke im Druckraumboden ausgeführten Bereiche des ersten Gehäuseteils des Nehmerzylinders bieten daher die Möglichkeit, eine ausreichende Eindringtiefe für Verbindungsmittel wie beispielsweise Schrauben vorzusehen. Gleichzeitig ergibt sich die Möglichkeit, in einem Bereich mit geringerer Wandstärke die Druckraumöffnung für die Zuleitung für das Hydraulikfluid vorzusehen, so dass der notwendige Bauraum für die Zuleitungspfeife im zweiten, komplementären Gehäuseteil ohne Vergrößerung des axialern Bauraumbedarfs vorhanden ist. Die Abdichtung der Zuleitung kann dabei in einfacher und kostengünstiger Art und Weise mit Hilfe eines O-Rings erfolgen, der in eine Nut um die Zuleitungsöffnung des ersten und/oder zweiten Gehäusebauteils angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind über die Verbindungsfläche mehrere von der radialen Ebenen abweichende Bereiche vorgesehen, um derart eine Abstützung für das vom Stützlager übertragene Schleppmoment zu schaffen.
Vorzugsweise sind dabei die abweichenden Bereiche nicht vollständig symmetrisch um die Verbindungsfläche herum angeordnet, sondern mit leicht abweichenden Winkelabständen oder abweichenden Abmessungen. Somit ergibt sich eine Lagecodierung, die ein Verdrehen der Gehäuseteile bei der Montage unmöglich macht.
Weitere Vorteile, Merkmale, Merkmalskombinationen und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Nehmerzylinder im Bereich der Zuleitung;
2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Nehmerzylinder im Bereich der Verbindungsmittel;
3 ein erstes Gehäusebauteil für einen erfindungsgemäßen Nehmerzylinder in iner Schrägansicht;
4 ein zweites zum Gehäusebauteil aus 3 komplementäres Gehäusebauteil für einen Nehmerzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Schrägansicht.
1 zeigt einen Nehmerzylinder eines gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Nehmerzylinder 1 besteht aus den Gehäuseteilen 2 und 3, die an den Stufenbereichen 21, 25 miteinander in Kontakt stehen. Der Gehäuseteil 2 bildet einen Druckraum 9 aus, in dem ein Kolben 7, der fest mit einem Ausrücklager 8 verbunden ist, angeordnet ist. Die axiale Lagerung des Nehmerzylinders erfolgt über das Stützlager 4, das zwischen den Anschlägen 13 und 14 am Nehmerzylinder axial unverschieblich gelagert ist, am Kupplungsdeckel 6. Über die Bohrung 10 steht der Druckraum 9 in dem Gehäuseteil 2 mit einer Zuleitung 11 im Gehäuseteil 3 in Verbindung. Mittels des O-Rings 12 wird dabei die Dichtigkeit gegen das im Nehmerzylinder und in der Anschlussleitung verwendete Hydraulikfluid gewährleistet. Der Nehmerzylinder ist als konzentrischer Nehmerzylinder um die Achse A angeordnet. Die Stufenbereiche 21 und 25 liegen in einer Ebene, die radial zur Achse A angeordnet ist.
2 zeigt den Nehmerzylinder aus 1 mit einem Schnitt, der in einem Winkel um die Achse A zu dem Schnitt aus 1 ausgestellt ist. Der Nehmerzylinder 1 aus den Gehäuseteilen 2 und 3 weist Verbindungsflächen 20, 24 zwischen den einzelnen Gehäuseteilen auf, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse A gerichtet sind. Im Bereich der Verbindungsflächen 20, 24 weist der Gehäuseteil 2 Bohrungen 17 auf, die zur Aufnahme einer Schraube 15 vorgesehen ist. Das Innengewinde in der Bohrung 17 kann dabei mit einer selbstschneidenden Schraube 15 erzeugt oder separat geschnitten werden. Das Gehäusebauteil 3 weist komplementäre Öffnungen 16 auf, durch die die Schraube 15 in die Bohrung 17 im Gehäusebauteil 2 geschraubt werden kann. Die Ebene der Verbindungsflächen 20, 24 ist dabei nicht identisch mit der Ebene der Stufenbereiche 21, 25 aus 1, sondern in Getrieberichtung versetzt (Siehe 3 und 4). Dadurch ergibt sich ein erheblich verstärkter Bodenbereich 18, der eine ausreichende Materialstärke aufweist, um mittels der Schraube 15 die beiden Gehäuseteile 2 und 3 sicher verbinden.
3 zeigt den Gehäuseteil 2 aus den 1 und 2 in einer Schrägansicht. Das Gehäuseteil weist eine Form auf, die zumindest teilweise einem Hohlzylinder entspricht, wobei zur axialen Lagesicherung des Nehmerzylinders gegen den Innenring 5 des Stützlagers auf dem Umfang der Anschlag 13 (siehe 1) gebildet ist. Der Bodenbereich des Gehäusebauteils 2 wird von einer Verbindungsfläche 20 gebildet, die durch drei Stufen 21 unterbrochen wird. Eine der Stufen 21 weist eine Öffnung 11 mit einer umlaufenden Nut 22 auf, die in Verbindung mit dem Druckrauminneren steht und zur Zuleitung des Hydraulikfluids in die Zylinderkammer dient. Die Stufen 21 sind derart ausgeführt, dass die Fläche im Bodenbereich der Stufen 21 im Wesentlichen parallel zu der Verbindungsfläche 20 ist, während die Seitenwände 29 sich im Westlichen senkrecht zur Verbindungsfläche 20 und dem Bodenbereich der Stufe 21 erstrecken. Damit ist eine sichere Schleppmomentabstützung über die Seitenwände 29 der Stufen 21, 25 (siehe 4) vom Gehäuseteil 2 auf das Gehäuseteil 3 gewährleistet.
In 4 ist das Gehäusebauteil 3 in einer Schrägansicht dargestellt. Das Gehäusebauteil 3 weist einen im Wesentlichen ringförmigen Grundkörper auf, an dem Abstützungslaschen 31 angeordnet sind, die Befestigungsbohrungen 30 aufweisen können. Über die Zuleitungspfeife 27 kann der Anschluss einer Hydraulikleitung erfolgen. In der Zuleitungspfeife 27 befindet sich eine Bohrung als Zuleitung zum Nehmerzylinder, die in die Öffnung 26 auf der Erhebung 25 mündet. Die Stufe 25 mit der Öffnung 26 ist komplementär zur Stufe 21 mit der Öffnung 11 im Gehäusebauteil 2 aus 3 ausgebildet. Daneben sind am Gehäusebauteil zwei weitere Stufen 25 angeordnet, die komplementär zu den jeweiligen Stufen 21 des Gehäusebauteils 2 ausgeführt sind. In der Verbindungsfläche 24 des Gehäusebauteils 3 befinden sich Öffnungen 16, die komplementär zu den Bohrungen 17 auf der Verbindungsfläche 20 des Gehäusebauteils 2 (siehe 3) angeordnet sind. Um eine fehlerhafte Montage auszuschließen, sind die Vertiefungen bzw. Erhöhungen so ausgeführt, dass die Gehäusebauteile nur eindeutig zueinander orientiert montiert werden können. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Abstände der von bzw. Erhöhungen auf den Verbindungsflächen realisiert werden, beispielsweise mit einer Verteilung von 120, 115 und 125 Grad-Winkel zwischen drei Stufen 21, 25 oder durch entsprechend codierte Stufen 21, 25, d. h. unterschiedliche Größen und/oder Formen der jeweils komplementären Stufen 21, 25.
Bezugszeichenliste

1: Nehmerzylinder
2: Gehäuseteil
3: Gehäuseteil
4: Stützlager
6: Kupplungsdeckel
7: Kolben
8: Ausrücklager
9: Druckraum
10: Bohrung
11: Zuleitung
12: O-Ring
13: Anschlag
14: Anschlag
15: Schraube
16: Öffnung
17: Bohrung
18: Bodenbereich
20: Verbindungsfläche
21: Stufe
22: Nut
24: Verbindungsfläche
25: Stufe
26: Öffnung
27: Zuleitungspfeife
30: Befestigungsbohrung
31: Abstützungslaschen
A: Achse

Claims

Nehmerzylinder (1) für eine Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer Kupplungsausrückvorrichtung, mit einem Nehmerzylindergehäuse (2, 3), das mittels eines Deckellagers (4) um eine Achse drehbar und axial fest mit einem Kupplungsdeckel (6) der Reibungskupplung verbunden ist und einen ringförmigen Druckraum (9) umschließt, in dem ein axial verlagerbarer Ringkolben (7) angeordnet ist, der axial mit einem Ausrücklager (8) verbunden ist, das einen radial inneren Bereich einer Tellerfeder in axialer Richtung mit Kraft beaufschlagt, und das Nehmerzylindergehäuse (2, 3) wenigstens zweiteilig ausgeführt ist, wobei wenigstens zwei Gehäuseteile (2, 3) in axialer Richtung aneinander angrenzend angeordnet sind und die Gehäuseteile (2, 3) jeweils komplementäre Verbindungsflächen (20, 21, 24, 25) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsflächen (20, 24) zumindest teilweise in einer radialen Ebene liegt und wenigstens einen Bereich (21, 25) aufweisen, der von dieser radialen Ebene abweicht.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsfläche (20, 24) mehrere von der radialen Ebene abweichende Bereiche (21, 25) aufweist.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (9) in einem ersten Gehäuseteil (2) ausgebildet ist, und eine Zuleitung (10, 11) für das Zuführen von Hydraulikfluid zu dem Druckraum (9) durch einen zweiten Gehäuseteil (3) im Bereich eines der von der radialen Ebene abweichenden Bereiche (21, 25) geführt ist, wobei der zweite Gehäuseteil (3) eine zum ersten Gehäuseteil (2) gerichtete Öffnung (26) der Zuleitung (11) in dem von der radialen Ebene abweichenden Bereich (25) aufweist und der erste Gehäuseteil (2) eine entsprechend komplementäre Bohrung (10), die bis zum Druckraum (9) geführt ist, aufweist.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gehäuseteil (2) im Bereich der Bohrung (10) und/oder der zweite Gehäuseteil (3) im Bereich der Öffnung (26) eine Nut zur Aufnahme eines O-Rings (12) aufweisen.
Nehmerzylinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsflächen (20, 24) zumindest teilweise eine radial zur Achse ausgebildete Kreisringform aufweisen, wobei entlang der Verbindungsfläche (24) des zweiten Gehäuseteils (3) eine oder mehrere Stufen (25), die eine im wesentlichen parallel zu der Kreisringfläche ausgebildete, teilkreisringförmige Fläche aufweisen, von der sich Seitenwände (29) zu der Verbindungsfläche (24) erstrecken, und entlang der Verbindungsfläche (20) des ersten Gehäuseteils (2) komplementäre Stufen (21) zur formschlüssigen Aufnahme der Stufen (25) des zweiten Gehäuseteils (3) ausgebildet sind.
Nehmerzylinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (2, 3) mittels Verbindungsmitteln (15), insbesondere Schrauben, im Bereich außerhalb der von der radialen Ebene abweichenden Bereiche (21, 25) miteinander verbunden sind.
Nehmerzylinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere von der radialen Ebene abweichende Bereiche (21, 25) in radial unterschiedlichen Abständen auf den Verbindungsflächen (20, 24) angeordnet sind.
Nehmerzylinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere von der radialen Ebene abweichende Bereiche (21, 25) mit unterschiedlicher Form und/oder Größe aus den Verbindungsflächen (20, 24) angeordnet sind
Nehmerzylinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite der zwei Gehäuseteile (2, 3) b Anschläge (13, 14) zur axialen Fixierung des Deckellagers (4) ausgebildet sind.