DE102012212046A1

DE102012212046A1 - Haltevorrichtung für Kolbenstange

Info

Publication number: DE102012212046A1
Application number: DE102012212046A
Authority: DE
Inventors: Pierre-Yves Berthelemy; Sebastian HONSELMANN; Roland Welter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2013-02-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder, insbesondere für eine Kupplungsausrückvorrichtung zur Betätigung einer Kupplung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, in dem axial verschieblich ein Kolben gelagert ist, wobei an dem Kolben eine Kolbenstange angreift, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Gehäuses ein erstes Halteelement angeordnet ist, und an der Kolbenstange komplementäre weitere Halteelemente ausgebildet sind, wobei die Halteelemente dazu ausgebildet sind, die Kolbenstange in einem Montagezustand des Nehmerzylinders axial unverschieblich zu halten und bei einer ersten Betätigung des Nehmerzylinders axial freizugeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für eine Kolbenstange eines Nehmerzylinders gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Nehmerzylinder, insbesondere für Kupplungsausrückvorrichtungen als Betätigung einer Kupplung in einem Kraftfahrzeug, sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere bei Nehmerzylindern für so genannte semihydraulische Kupplungsausrücksysteme ergibt sich die Problematik, die Kolbenstange in einer Montageposition zu arretieren, da der Kolben des Nehmerzylinder mit einer Vorspannung vorbelastet ist und ohne eine Gegenkraft bzw. Haltervorrichtung von der Vorspannkraft immer maximal herausgeschoben wird, auf die so genannte Max Extension. Bei der Montage müsste dann die Kolbenstange zunächst gegen die Vorspannkraft des Kolbens, die in einer Größenordnung von ca. 100N liegt, in den Zylinder geschoben werden, um die Kolbenstange der Kolbenstangenaufnahme am Aktuator für die Kupplungsausrückvorrichtung zu befestigen. Dies verursacht einen erhöhten Montageaufwand und verstärkt die Belastung auf die Mitarbeiter, die die Montage durchführen.
Es sind daher Haltevorrichtungen für die Kolbenstange eines Nehmerzylinders entwickelt worden, mit deren Hilfe die Kolbenstange gegen die Vorspannkraft in einer Montageposition gehalten werden kann, solange das Kupplungsausrücksystem nicht unter Druck steht. Dazu wird beispielsweise eine Haltevorrichtung genutzt, die das Kolbenstangenende mit einer Kappe umfasst, wobei sich von der Kappe zwei Arme zum Nehmerzylindergehäuse hin erstrecken. An ihrem Ende weisen die Arme Abschnitte zum Einklipsen am Nehmerzylinder auf, die in komplementäre Einklipselemente am Nehmerzylindergehäuse eingeklipst werden können. Die Arme weisen dabei Sollbruchstellen auf, beispielsweise im Klipsbereich, die dazu ausgebildet sind, bei einer ersten Betätigung des Ausrücksystems, bei der Kräfte im Nehmerzylinder auftreten, die um Größenordnungen über der Vorspannkraft liegen, zu brechen und so die Kolbenstange frei zu geben.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die Bruchstücke der Haltevorrichtung im System verbleiben, und dort Probleme verursachen können.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Haltevorrichtung für die Kolbenstange eines Nehmerzylinders zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig und einfach in der Anwendung ist, aber ohne frei im System verbleibende Komponenten auskommt.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit dem Nehmerzylinder gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Nehmerzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Gehäuse auf, in dem axial verschieblich ein Kolben gelagert ist, an den eine Kolbenstange angreift, und bei dem an der Kolbenstange ein Halteelement angeordnet ist, in das federnd gelagerte Stifte eingreifen. Diese Stifte erzeugen eine Kraftkomponente in axialer Richtung, die den Kolben des Nehmerzylinders axial unverschieblich halten und die den Kolben bei einer ersten Betätigung des Nehmerzylinders axial frei geben.
Vorzugsweise ist die Kolbenstange dabei mittels einer Feder in axialer Richtung vorgespannt, wobei die Halteelemente die Kolbenstange gegen die Vorspannungskraft axial unverschieblich halten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Faltenbalg zwischen dem Nehmerzylindergehäuse und der Kolbenstange vorgesehen, der das Nehmerzylindergehäuse im Bereich der Stifte umfasst. Der Faltenbalg ist dabei aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi oder ein Elastomer, hergestellt und weist einen im wesentlichen ringförmigen Bereich auf, der die Außenfläche des Gehäuses in einem Bereich umfasst. Das Gehäuse weist in diesem Bereich Öffnungen für die Stifte auf, die in diese Öffnungen eingesetzt werden und sich in das Gehäuseinnere erstrecken. An dem zum Gehäuseäußeren gerichteten Ende der Stifte liegt der ringförmige Bereich des Faltenbalgs an, so dass eine nach außen gerichtete Bewegung der Stifte nur gegen den Faltenbalg erfolgen kann, so dass über die Dehnung des Faltenbalgs eine nach Innen gerichtete Kraft auf die Stifte ausgeübt wird.
Indem die Halteelemente an der Kolbenstange entsprechende Vertiefungen aufweisen, in welche die Stifte eingreifen, kann der Kolben axial unverschieblich gehalten werden.
Weitere Vorteile, Merkmale, Merkmalskombinationen und Eigenschaften der Erfindung werden deutlich anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1 einen Schnitt durch einen Nehmerzylinder mit einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung in Montageposition;
2 einen Schnitt durch den Nehmerzylinder aus 1 bei einer ersten Betätigung;
3 einen Schnitt durch den Nehmerzylinder aus 1 in maximal ausgefahrener Position;
4 eine Detaildarstellung von zwei unterschiedlichen Ausführungsformen der Haltestifte;
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Nehmerzylinder 1 in einer Schnittdarstellung. Der Nehmerzylinder 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem axial verschieblich ein Kolben 3 geführt ist. Mittels einer Dichtung 4 wird der Innenraum des Nehmerzylindergehäuses durch den Kolben abgedichtet, über die Kolbenstange 5 kann der Arbeitshub des Kolbens auf ein zu betätigendes Element, beispielsweise der Ausrückhebel einer Kraftfahrzeugkupplung, übertragen werden. Mittels der außerhalb des Kolbenraums angeordneten Feder 6 wird eine Vorspannung auf die Kolbenstange 5 und den Kolben 3 aufgebracht. Die Kolbenstange weist Halteelemente 10 auf, die aus einem an der Kolbenstange befestigten Ring oder einem oder mehreren Ringteilen bestehen. Diese weisen auf ihrem Außenumfang eine Vertiefung auf, in die Stifte 8 greifen können, die in Gehäuseöffnungen gelagert sind. Ein Ringbereich 9 eines Faltenbalgs 7 ist im Bereich der Stifte 8 über das Gehäuse 2 gezogen und umfasst mit einem elastischen Ring die ostwärts gelegenen Enden der Stifte 8. Durch die Elastizität des Faltenbalgrings 9 wird eine einwärts gerichtete Kraft auf die Stifte 8 ausgeübt, mit der diese in die Vertiefungen 11 auf den Halteelementen 10 gepresst werden. Auf der zum Kolben 3 hingewandten Seite der Halteelemente 10 weist die Vertiefung 11 eine Schräge 12 auf, über die die Stifte 8 bei Aufbringen einer entsprechend großen Kraft auf die Kolbenstange gegen die Vorspannkraft des Faltenbalgrings 9 außen geschoben werden können, so dass die Stifte 8 aus den Vertiefungen in den Haltelementen 10 herausgedrückt werden und der Kolben seine Montageposition verlässt (siehe 2).
2 zeigt den Nehmerzylinder 1 mit dem Kolben außerhalb der Montageposition. Durch Einpressen von Hydraulikflüssigkeit in den Kolbenraum 13 wird eine Kraft über den Kolben 3 auf die Kolbenstange 5 ausgeübt, die ausreichend ist, die Stifte 8 gegen die Kraft des Faltenbalgrings 9 nach außen zu schieben, so dass die Halteelemente 10 zwischen den Stiften 8 hindurchtreten können und der Kolben die Montageposition verlässt. Der Nehmerzylinder kann nun Arbeitshübe zur Betätigung eines Betätigungselements, beispielsweise den Ausrückhebel einer Kraftfahrzeugkupplung, durchführen.
3 zeigt den Nehmerzylinder 1 in maximal ausgefahrener Stellung, der so genannten Maxextension. Der Faltebalg 7 ist in dieser Zeichnung nicht dargestellt, aber auch in Maxextension selbstverständlich vorhanden. Erkennbar ist in 3, dass bei der Dimensionierung von Halteelementen und Stiften zwei wichtige Parameter eingehalten sein müssen, zum einen muss bei Maxextension ein Abstand A zur Kolbenstange verbleiben, um ein Stoßen der Kolbenstange an den Stiften 8 zu vermeiden. Zum anderen darf das Halteelement 10 auch bei Maxextension nicht mit der Windung der Feder 6 zusammenstoßen, um hier ein Stoßen zu vermeiden. Somit ist ersichtlich, dass der radialen Ausdehnung der Halteelemente 10 von der Kolbenstange 5 Grenzen gesetzt sind, während gleichzeitig die Stifte 8 sich nicht zu weit ins Zylinderinnere erstrecken dürfen.
4 zeigt unterschiedlich Ausführungsformen für die Stifte 8. So ist es beispielsweise möglich, zwei Stifte 8 vorzusehen, die mittels eines halbkreisförmigen Verbindungsbogen verbunden sind, so dass ein Rutschen der Stifte ins Zylinderinnere nach dem Hindurchtreten der Halteelemente zwischen den Stiften nicht möglich ist. Alternativ können, wie auf der rechten Seite der 4 gezeigt, die Stifte 8 auch aus Einzelstiften bestehen, die über einen Anschlag verfügen, um das Rutschen der Stifte in das Zylinderinnere zu verhindern. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine andere Zahl von Stiften vorzusehen, je nach benötigter Haltekraft können beispielsweise auch drei oder vier Stifte zum Einsatz kommen.
Bezugszeichenliste

1: Nehmerzylinder
2: Gehäuse
3: Kolben
4: Dichtung
5: Kolbenstange
6: Feder
7: Faltenbalg
8: Stifte
9: Ringbereich
10: Halteelemente
11: Vertiefung
12: Schräge
13: Kolbenraum
A: Abstand

Claims

Nehmerzylinder (1), insbesondere für eine Kupplungsausrückvorrichtung zur Betätigung einer Kupplung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (2), in dem axial verschieblich ein Kolben (3) gelagert ist, wobei an dem Kolben (3) eine Kolbenstange (5) angreift, und an der Kolbenstange (5) Halteelemente (10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) federnd gelagerte Stifte (8) angeordnet sind, die zum Eingriff mit den Halteelementen (10) an der Kolbenstange (5) ausgebildet sind.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Federung der Stifte (8) mittels eines Faltenbalgs (7) ausgeführt ist, wobei der Faltenbalg (7) zur Abdichtung zwischen dem Gehäuse (2) und der Kolbenstange (5) dient und die Stifte (8) in Öffnungen im Gehäuse (2) angeordnet sind, wobei der Faltenbalg (7) das Gehäuse (2) im Bereich der Öffnungen umfasst und die Stifte (8) mit einem Ende zur Anlage mit dem Faltenbalg (7) kommen.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (10) als Ring oder Ringteil oder Ringteile (9) ausgebildet sind, die an der Kolbenstange (5) angeordnet sind und auf ihrem Außenumfang eine Vertiefung (11) aufweisen, die zum Eingriff mit den Stiften (8) ausgebildet ist.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (10) in axialer Richtung eine schräge Seitenwand (12) der Vertiefung (11) aufweisen.