DE102013010960A1 - Kolben-Zylinder-Anordnung und Betätigungseinrichtung mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung - Google Patents

Kolben-Zylinder-Anordnung und Betätigungseinrichtung mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung (2) für die Betätigungseinrichtung einer Kupplung mit einem Zylinder (16), einem in axialer Richtung (4, 6) verschiebbar in dem Zylinder (16) angeordneten Kolben (36) und mindestens einem dem Kolben (36) zugeordneten Arretierelement (50), wobei der Kolben (36) von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verschiebbar ist, in der das Arretierelement (50) von einer Löseposition in eine Arretierposition bewegbar ist, in der der Kolben (36) in der zweiten Stellung formschlüssig über das Arretierelement (50) arretiert ist. Erfindungsgemäß kann der Kolben (36) mittels eines Verriegelungskolbens (52) verschoben werden, der in der Löseposition des Arretierelements (50) in axialer Richtung (4, 6) formschlüssig über das Arretierelement (50) mit dem Kolben (36) gekoppelt ist und in der zweiten Stellung des Kolbens (36) unter Verdrängung des Arretierelements (50) von der Löseposition in die Arretierposition relativ zu dem Kolben (36) in axialer Richtung (4) von einer Ausgangsstellung in eine Verriegelungsstellung verschoben werden kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung für die Betätigungseinrichtung einer Kupplung mit einem Zylinder, einem in axialer Richtung verschiebbar in dem Zylinder angeordneten Kolben und mindestens einem dem Kolben zugeordneten Arretierelement, wobei der Kolben von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verschiebbar ist, in der das Arretierelement von einer Löseposition in eine Arretierposition bewegbar ist, in der der Kolben in der zweiten Stellung formschlüssig über das Arretierelement arretiert ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung einer Kupplung mit einer solchen Kolben-Zylinder-Anordnung.
  • Aus dem Stand der Technik sind Kolben-Zylinder-Anordnungen für hydraulische Betätigungseinrichtungen bekannt. Diese weisen einen Zylinder, einen in axialer Richtung verschiebbar in dem Zylinder angeordneten Kolben und mindestens ein dem Kolben zugeordnetes Arretierelement auf. Der Kolben kann von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verschoben werden, in der das Arretierelement von einer Löseposition in eine Arretierposition bewegt werden kann, in der der Kolben in der zweiten Stellung formschlüssig über das Arretierelement arretiert ist. Aus der Praxis sind Arretierelemente bekannt, die beweglich an dem Zylinder angeordnet sind, um diese über einen Antrieb von der Löseposition in die Arretierposition zu bewegen und umgekehrt.
  • Die bekannten Kolben-Zylinder-Anordnungen haben sich bewährt, sind jedoch insofern von Nachteil, als dass der Aufwand zum Ansteuern und Antreiben des Arretierelements erhöht ist.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kolben-Zylinder-Anordnung für die Betätigungseinrichtung einer Kupplung zu schaffen, die ein vereinfachtes Überführen des Arretierelements in die Löse- oder Arretierposition ermöglicht. Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungseinrichtung für eine Kupplung mit einer derart vorteilhaften Kolben-Zylinder-Anordnung zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 11 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung ist beispielsweise für die Betätigungseinrichtung einer Kupplung konzipiert, vorzugsweise für die hydraulische Betätigung einer Kupplung. Mithin handelt es sich bei der Kolben-Zylinder-Anordnung vorzugsweise um eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung. Die Kolben-Zylinder-Anordnung weist einen Zylinder, einen in axialer Richtung verschiebbar in dem Zylinder angeordneten Kolben und mindestens ein dem Kolben zugeordnetes Arretierelement auf. Wenngleich hierin zumeist von einem oder mindestens einem Arretierelement die Rede ist, so sind dennoch vorzugsweise zwei, drei oder mehr Arretierelemente vorgesehen, um eine sichere und gleichmäßige Arretierung des Kolbens zu bewirken. Der Kolben kann von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung innerhalb des Zylinders und somit relativ zu dem Zylinder verschoben werden. Bei der zweiten Stellung handelt es sich vorzugsweise um eine Endstellung des Kolbens, in der der Kolben in einer der einander entgegengesetzten axialen Richtungen an dem Zylinder abgestützt oder abstützbar ist. In der zweiten Stellung des Kolbens kann das Arretierelement von einer Löseposition in eine Arretierposition bewegt werden, wobei der Kolben in der zweiten Stellung formschlüssig über das Arretierelement arretiert ist, wenn sich das Arretierelement in der Arretierposition befindet. Mithin ist der Kolben in der zweiten Stellung in zumindest einer der einander entgegengesetzten axialen Richtungen, vorzugsweise in beiden axialen Richtungen, über das Arretierelement arretiert und somit nicht mehr in dieser Richtung relativ zu dem Zylinder verschiebbar. Bei der Kolben-Zylinder-Anordnung ist der Kolben mittels eines Verriegelungskolbens verschiebbar, wobei dem Verriegelungskolben zu diesem Zweck ein Antrieb oder ein Handhabungselement zugeordnet sein kann, über den/das der Verriegelungskolben verschiebbar ist, um auch den Kolben zu verschieben. In der Löseposition des Arretierelements ist der Verriegelungskolben in axialer Richtung formschlüssig über das Arretierelement mit dem Kolben gekoppelt. Mithin bewirkt eine Verschiebung des Verriegelungskolbens in zumindest einer der axialen Richtung auch eine Verschiebung des Kolbens in der genannten Richtung. Erreicht der Kolben dessen zweite Stellung, so wirkt der Verriegelungskolben derart mit dem Arretierelement zusammen, dass der Verriegelungskolben unter Verdrängung des Arretierelements von der Löseposition in die Arretierposition relativ zu dem Kolben in axialer Richtung von einer Ausgangsstellung in eine Verriegelungsstellung verschoben werden kann. Die Verdrängung des Arretierelements erfolgt hierbei vorzugsweise in radialer Richtung nach außen.
  • Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung hat den Vorteil, dass das Arretierelement besonders einfach von der Löseposition in die Arretierposition bewegt werden kann. So muss auf den Verriegelungskolben lediglich eine Kraft in axialer Richtung aufgebracht werden, um den Kolben von der ersten Stellung in die zweite Stellung zu verschieben, wobei der Verriegelungskolben bei Aufrechterhaltung dieser Kraft automatisch von seiner Ausgangsstellung relativ zu dem Kolben in seine Verriegelungsstellung verschoben wird, wenn der Kolben seine zweite Stellung erreicht hat. Mithin erfolgt die Überführung des Arretierelements von der Löseposition in die Arretierposition automatisch durch die auf den Verriegelungskolben aufgebrachte Kraft zum Verschieben des Kolbens, ohne dass das Arretierelement gesondert angesteuert oder angetrieben werden müsste. Dieser Automatismus vereinfacht sowohl den Aufbau als auch die Handhabung der Kolben-Zylinder-Anordnung.
  • Um eine sichere Arretierung des Kolbens in dessen zweiter Stellung zu gewährleisten, ist das Arretierelement in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung in der Verriegelungsstellung des Verriegelungskolbens unter Zurückhalten des Arretierelements in der Arretierposition an dem Verriegelungskolben abstützbar oder abgestützt. Um bei dieser Ausführungsform diejenige Kraft, die zum Halten des Verriegelungskolbens in dessen Verriegelungsstellung erforderlich ist, besonders gering zu halten, ist es bevorzugt, wenn das Arretierelement in der Verriegelungsstellung des Verriegelungskolbens unter Zurückhalten des Arretierelements in der Arretierposition senkrecht zu axialen Richtung oder in radialer Richtung an dem Verriegelungskolben abstützbar oder abgestützt ist. Hierbei ist es ferner besonders bevorzugt, wenn die Abstützung an dem Verriegelungskolben ohne Erzeugung einer in axialer Richtung auf den Verriegelungskolben wirkenden Stützkraft erfolgt.
  • Um die formschlüssige Kopplung des Verriegelungskolbens mit dem Kolben in axialer Richtung zu bewirken, ist in einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung in der Außenseite des Verriegelungskolbens eine Vertiefung vorgesehen, in die sich das Arretierelement in der Löseposition erstreckt und aus der das Arretierelement durch Verschieben des Verriegelungskolbens von der Ausgangsstellung in die Verriegelungsstellung verdrängt werden kann. Bei mehreren Arretierelementen kann beispielsweise jeweils eine Vertiefung für jedes der Arretierelemente vorgesehen sein. Um jedoch den Fertigungsaufwand zu reduzieren und eine erhöhte Funktionssicherheit zu gewährleisten, ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die Vertiefung nutförmig oder/und in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet ist. Unabhängig von der jeweiligen Ausgestaltungsvariante der Vertiefung ist es bei dieser Ausführungsform ferner bevorzugt, wenn die Vertiefung einen rampenartigen Querschnitt aufweist, um ein sicheres und weniger kraftaufwendiges Verdrängen des Arretierelements durch Verschieben des Verriegelungskolbens von der Ausgangsstellung in die Verriegelungsstellung zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang hat sich ein kreisabschnitt-, trapez- oder dreieckförmiger Querschnitt der Vertiefung als vorteilhaft herausgestellt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung ist das Arretierelement bezogen auf die axiale Richtung mit dem Kolben gekoppelt. Mithin führt eine Verschiebung des Kolbens in axialer Richtung auch stets zu einer Verschiebung des bzw. der Arretierelemente in axialer Richtung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung ist in der Innenseite des Zylinders eine Vertiefung vorgesehen, in die das Arretierelement in der zweiten Stellung des Kolbens unter Erreichen der Arretierposition verdrängt werden kann. Auch bei der Vertiefung in der Innenseite des Zylinders handelt es sich vorzugsweise um eine nutförmige oder/und in Umfangsrichtung umlaufende Vertiefung, um die bereits zuvor angedeuteten Vorteile einer solchen Vertiefung zu erzielen.
  • Um einen leichtgewichtigen und kompakten Aufbau der Kolben-Zylinder-Anordnung zu erzielen, weist der Kolben in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung einen dem Verriegelungskolben zugewandten, rohrförmigen Abschnitt auf. Der rohrförmige Abschnitt ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Verriegelungskolben in den rohrförmigen Abschnitt einführbar oder eingeführt ist. So könnte der Verriegelungskolben beispielsweise durch Verschieben desselben von der Ausgangsstellung in die Verriegelungsstellung in den rohrförmigen Abschnitt des Kolbens eingeführt werden. Es kann jedoch auch von Vorteil sein, wenn der Verriegelungskolben bereits in dessen Ausgangsstellung in den rohrförmigen Abschnitt des Kolbens eingeführt ist, um ein einfaches Zusammenwirken von Verriegelungskolben und Arretierelement und einen kompakten Aufbau zu erzielen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung ist in dem rohrförmigen Abschnitt des Kolbens eine Aussparung vorgesehen, in der das Arretierelement zwischen der Löseposition und der Arretierposition bewegbar angeordnet ist. Bei der Aussparung handelt es sich vorzugsweise um eine in radialer Richtung durchgehende Aussparung in dem rohrförmigen Abschnitt, der auch als Mantel des Kolbens bezeichnet werden kann. Bei mehreren Arretierelementen ist vorzugsweise jedem der Arretierelemente eine Aussparung zugeordnet. Um hierbei eine gleichmäßige Arretierung zu bewirken, sind die Arretierelemente vorzugsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung angeordnet oder voneinander beabstandet, wobei dies dann in entsprechender Weise für die den Arretierelementen zugeordneten Aussparungen gelten sollte.
  • Grundsätzlich kommen für das Arretierelement verschiedenste Körper oder Klemmkörper in Betracht, die in der Löseposition die formschlüssige Kopplung zwischen Verriegelungskolben und Kolben und in der Arretierposition die formschlüssige Kopplung bzw. Arretierung zwischen Zylinder und Kolben gewährleisten. Um hierbei eine einfache Bewegung des jeweiligen Arretierelements von der Löseposition in die Arretierposition und umgekehrt zu gewährleisten, ist das Arretierelement in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung von einem Gleitkörper oder einem Rollkörper gebildet. Der Rollkörper kann beispielsweise walzenförmig ausgebildet sein, es ist jedoch besonders bevorzugt, wenn der Rollkörper von einem kugelförmigen Rollkörper gebildet ist.
  • Um ein sicheres und schnelles Zurückführen des Arretierelements von dessen Arretierposition in dessen Löseposition zu bewirken, wenn der Verriegelungskolben in die Ausgangsstellung zurückkehrt, ist das Arretierelement in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung in die Löseposition vorgespannt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn eine Federeinrichtung zum Vorspannen des Arretierelements in die Löseposition vorgesehen ist. Eine derartige Federeinrichtung könnte beispielsweise von einem Federelement innerhalb der jeweiligen Vertiefung in der Innenseite des Zylinders gebildet sein. Es ist bei dieser Ausführungsform jedoch besonders bevorzugt, wenn mindestens zwei Arretierelemente vorgesehen sind, die ringförmig über Federelemente der Federeinrichtung miteinander verbunden sind. Durch die ringförmige Verbindung über die Federelemente der Federeinrichtung werden die Arretierelemente mithin in radialer Richtung vorgespannt, wobei die Federelemente gegebenenfalls als Zug- oder/und Schraubenfedern ausgebildet sind. Um eine sichere Anordnung der Federelemente der Federeinrichtung zu schaffen, die die Arretierelemente ringförmig miteinander verbinden, können beispielsweise nutförmige Vertiefungen zwischen den in Umfangsrichtung einander benachbarten Aussparungen in dem rohrförmigen Abschnitt des Kolbens vorgesehen sein, in denen die Federelemente aufgenommen sind.
  • Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, dass das Arretierelement von einem starren, jedoch beweglichen Körper gebildet sein kann, der gegebenenfalls über eine Federeinrichtung in die Löseposition vorgespannt ist. Um den Aufbau weiter zu vereinfachen, ist das Arretierelement in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung selbst von einem Federelement gebildet, das durch elastisches Verformen desselben von der Löseposition in die Arretierposition verdrängt werden kann. Mithin kann bei dieser Ausführungsform grundsätzlich auf eine Zweiteiligkeit des Arretierungsmechanismus aus starrem Arretierelement und Federeinrichtung verzichtet werden.
  • Das als Federelement ausgebildete Arretierelement ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung als Federzunge ausgebildet. Um hierbei einerseits die formschlüssige Kopplung zwischen dem Verriegelungskolben und dem Kolben und andererseits zwischen dem Kolben und dem Zylinder sicherzustellen, wenn sich das als Federzunge ausgebildete Arretierelement in der Löseposition bzw. der Arretierposition befindet, weist die Federzunge vorzugsweise eine erste Wölbung, die sich in der Löseposition der Federzunge in die Vertiefung in dem Verriegelungskolben erstreckt, und eine zweite Wölbung auf, die sich in der Arretierposition der Federzunge in die Vertiefung in dem Zylinder erstreckt. Die erste und zweite Wölbung folgen vorzugsweise aufeinander, so dass die Federzunge im Bereich der Wölbungen S-förmig ausgebildet ist.
  • Wie bereits zuvor angedeutet, sind vorzugsweise mehrere Arretierelemente vorgesehen. Mithin ist es in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung ferner bevorzugt, wenn mindestens zwei Federzungen vorgesehen sind. Auch die als Federzungen ausgebildeten Arretierelemente sind vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt oder voneinander beabstandet, um eine gleichmäßige und sichere Arretierung zu bewirken. Um die Befestigung der mindestens zwei Federzungen an dem Kolben zu vereinfachen, sind die mindestens zwei Federzungen vorzugsweise über ein gemeinsames Tragteil miteinander verbunden. Um hierbei auch eine einfache Herstellung der mindestens zwei Federzungen zu gewährleisten, sind die mindestens zwei Federzungen vorzugsweise einstückig über das Tragteil miteinander verbunden, das darüber hinaus vorzugsweise rohrförmig ausgebildet ist, um eine einfache Befestigung desselben an dem Kolben zu erreichen. Das Tragteil ist ferner besonders bevorzugt mit dem Kolben zusammengesteckt bzw. zusammensteckbar, um die Montage der mehreren Federzungen an dem Kolben zu vereinfachen. Um diesen Vorteil noch zu verstärken, ist das Tragteil gegebenenfalls verrastend oder/und verdrehsicher mit dem Kolben zusammengesteckt oder zusammensteckbar.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung ist der Verriegelungskolben mittels einer Rückstellfeder, beispielsweise einer Druckfeder, in dessen Ausgangsstellung relativ zu dem Kolben vorgespannt. Auf diese Weise kann der Verriegelungskolben relativ schnell wieder in seine Ausgangsstellung zurückgeführt werden, wenn die Arretierung des Kolbens in der zweiten Stellung an dem Zylinder gelöst werden soll. Auch ist diese Ausführungsform dann besonders geeignet, wenn der Verriegelungskolben nicht oder nur unter erhöhtem Aufwand derart betätigt werden kann, dass dieser durch die Kraft eines Antriebs oder eine manuelle Kraft von der Verriegelungsstellung in die Ausgangsstellung zurückgezogen werden kann. Die Rückstellfeder zum Vorspannen des Verriegelungskolbens in dessen Ausgangsstellung wirkt bei dieser Ausführungsform vorzugsweise zwischen dem Kolben und dem Verriegelungskolben, gegebenenfalls in axialer Richtung.
  • Um sicherzustellen, dass der Verriegelungskolben ausgehend von der Verriegelungsstellung nicht über die Ausgangsstellung hinaus bewegt wird, was unter Umständen dazu führen könnte, dass die Arretierelemente nicht mehr von der Arretierposition in deren Löseposition zurückkehren können, ist der Verriegelungskolben in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung in der Ausgangsstellung in derjenigen axialen Richtung an dem Kolben abstützbar oder abgestützt, in der der Verriegelungskolben von der Verriegelungsstellung in die Ausgangsstellung verschiebbar ist. Diese Abstützung kann beispielsweise mittels eines zwischen dem Verriegelungskolben und dem Kolben wirkenden Sicherungsrings erfolgen. In jedem Fall ist aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich, dass es sich bei der Ausgangsstellung des Verriegelungskolbens um eine Endstellung des Verriegelungskolbens handelt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung ist der Verriegelungskolben in der Verriegelungsstellung in einer der beiden axialen Richtungen an dem Kolben abstützbar oder abgestützt, so dass es sich bei der Verriegelungsstellung des Verriegelungskolbens sinngemäß um eine Endstellung des Verriegelungskolbens relativ zu dem Kolben handelt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung ist in dem Zylinder ein Druckraum zur Aufnahme eines Druckmediums, gegebenenfalls eines Hydraulikmediums, vorgesehen. Bei dem Druckraum kann auch von einem Verdrängungs- oder/und Verdichtungsraum gesprochen werden, in dem das Druckmedium aufgenommen ist, das durch die Kolben-Zylinder-Anordnung verdrängbar oder/und verdichtbar ist.
  • In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung weisen der Kolben und der Verriegelungskolben jeweils eine den Druckraum begrenzende Stirnseite zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums auf, so dass der Kolben und der Verriegelungskolben eine kaskadierte Kolbeneinheit ausbilden. Sinngemäß ist die Stirnseite des Kolbens bei dieser Ausführungsform unterbrochen, so dass auch der Verriegelungskolben eine den Druckraum begrenzende Stirnseite zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums aufweist. Mit einer derart kaskadierten Kolbeneinheit ist eine zweistufige Verdrängung oder Verdichtung des Druckmediums möglich, die insbesondere bei Kupplungen sinnvoll ist, bei denen zunächst das sogenannte Lüftspiel überwunden werden muss, ehe die Anpresskraft in einer zweiten Stufe erhöht wird.
  • Alternativ zu der kaskadierten Kolbeneinheit weisen in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung von dem Kolben und dem Verriegelungskolben lediglich der Kolben eine den Druckraum begrenzende Stirnseite zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums auf.
  • Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung dient der Betätigung einer Kupplung, wobei es sich bei der Betätigungseinrichtung vorzugsweise um eine hydraulische Betätigungseinrichtung handelt und die Betätigungseinrichtung besonders bevorzugt der Betätigung einer Lamellenkupplung, gegebenenfalls nasslaufenden Lamellenkupplung, dient. Die Betätigungseinrichtung weist in jedem Fall eine Kolben-Zylinder-Anordnung nach der zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Art auf. Grundsätzlich kann die Kolben-Zylinder-Anordnung innerhalb der Betätigungseinrichtung entweder geberseitig oder nehmerseitig angeordnet sein, in einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung ist die Kolben-Zylinder-Anordnung jedoch als geberseitige Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildet.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung ist die Kupplung durch Verschieben des Kolbens in die zweite Stellung in eine Schließstellung, in der die Kupplung geschlossen ist, oder in eine Öffnungsstellung, in der die Kupplung geöffnet ist, überführbar oder überführt, so dass es sich sinngemäß entweder um eine Betätigungseinrichtung für eine normalerweise geöffnete Kupplung oder um eine Betätigungseinrichtung für eine normalerweise geschlossene Kupplung handelt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung in geschnittener Darstellung mit dem Kolben in der ersten Stellung, dem Arretierelement in der Löseposition und dem Verriegelungskolben in der Ausgangsstellung,
  • 2 die Kolben-Zylinder-Anordnung von 1 mit dem Kolben in der zweiten Stellung,
  • 3 die Kolben-Zylinder-Anordnung von 2 mit dem Arretierelement in der Arretierposition und dem Verriegelungskolben in der Verriegelungsstellung,
  • 4 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung in geschnittener Darstellung mit dem Kolben in der ersten Stellung, dem Arretierelement in der Löseposition und dem Verriegelungskolben in der Ausgangsstellung,
  • 5 die Kolben-Zylinder-Anordnung von 4 mit dem Kolben in der zweiten Stellung,
  • 6 die Kolben-Zylinder-Anordnung von 5 mit dem Arretierelement in der Arretierposition und dem Verriegelungskolben in der Verriegelungsstellung,
  • 7 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung in geschnittener Darstellung mit dem Kolben in der ersten Stellung, dem Arretierelement in der Löseposition und dem Verriegelungskolben in der Ausgangsstellung,
  • 8 die Kolben-Zylinder-Anordnung von 7 mit dem Kolben in der zweiten Stellung,
  • 9 die Kolben-Zylinder-Anordnung von 8 mit dem Arretierelement in der Arretierposition und dem Verriegelungskolben in der Verriegelungsstellung,
  • 10 eine perspektivische Darstellung der Kolben-Zylinder-Anordnung aus den 7 bis 9 mit dem Kolben und dem Arretierelement in Alleinstellung und
  • 11 eine perspektivische Darstellung der Kolben-Zylinder-Anordnung aus den 7 bis 10 mit dem Kolben, dem Arretierelement und dem Verriegelungskolben in Alleinstellung und teilweise geschnittener Darstellung.
  • Die 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung 2 für die Betätigungseinrichtung einer nicht näher dargestellten Kupplung. In den Figuren sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 anhand entsprechender Pfeile angedeutet.
  • Die Kolben-Zylinder-Anordnung 2 weist einen Zylinder 16 auf. Der Zylinder 16 weist eine in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufende Wand 18 auf, die einen im Wesentlichen zylindrischen Zylinderinnenraum 20 in radialer Richtung 8 außen umgibt. Der Zylinderinnenraum 20 ist ferner in axialer Richtung 4 durch eine Stirnwand 22 begrenzt, wobei in der Stirnwand 22 eine Öffnung 24 ausgebildet ist, über die ein Druckmedium, vorzugsweise ein Hydraulikmedium, in den Zylinderinnenraum 20 eingebracht oder aus dem Zylinderinnenraum 20 gedrängt werden kann.
  • Die Wand 18, die hier als rohrförmige Wand ausgebildet ist, weist eine in radialer Richtung 10 nach innen weisende, dem Zylinderinnenraum 20 zugewandte Innenseite 26 auf. Die sich in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckende rohrförmige Wand 18 weist einen ersten Axialabschnitt 28, einen in axialer Richtung 4 auf den ersten Axialabschnitt 28 folgenden zweiten Axialabschnitt 30 und einen in axialer Richtung 4 auf den zweiten Axialabschnitt 30 folgenden dritten Axialabschnitt 32 auf. Während sich die Innenseite 26 im ersten und dritten Axialabschnitt 28, 32 im Wesentlichen in axialer Richtung 4, 6 erstreckt, ist im Bereich des zweiten Axialabschnitts 30 in der Innenseite 26 der Wand 18 des Zylinders 16 eine Vertiefung 34 vorgesehen, wobei es sich bei der Vertiefung 34 um eine nutförmige und in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufende Vertiefung handelt. Die Vertiefung 34 weist einen kreisabschnittförmigen Querschnitt auf, alternativ könnte der Querschnitt auch trapez- oder dreieckförmig ausgebildet sein, um rampenartig ausgebildet zu sein.
  • Innerhalb des Zylinderinnenraums 20 ist ein in axialer Richtung 4, 6 verschiebbarer Kolben 36 angeordnet. Der Kolben 36 weist eine sich im Wesentlichen in radialer Richtung 8, 10 erstreckende Stirnwand 38 und einen sich in axialer Richtung 6 an die Stirnwand 38 anschließenden rohrförmigen Abschnitt 40 auf, der dem später näher beschriebenen Verriegelungskolben zugewandt ist. Mithin kann der Kolben 36 gemäß der Ausführungsform nach den 1 bis 3 auch als tassenförmiger Kolben 36 bezeichnet werden. Die Stirnwand 38 weist eine in axiale Richtung 4 weisende Stirnseite 42 auf, die einen Druckraum 44 innerhalb des Zylinderinnenraums 20 in axialer Richtung 6 begrenzt. In der dargestellten Ausführungsform weist lediglich der Kolben 36 eine den Druckraum 44 in axialer Richtung 6 begrenzende Stirnseite 42 auf, der später näher beschriebene Verriegelungskolben jedoch nicht, wobei die Stirnseite 42 der Druckbeaufschlagung des Druckmediums innerhalb des Druckraums 44 dient und somit auch als wirksame Kolbenfläche des Kolbens 36 bezeichnet werden kann. Im Bereich der Stirnwand 38 bzw. der Stirnseite 42 ist ferner eine in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufende Dichtung 46 an dem Kolben 36 angeordnet, die im dritten Axialabschnitt 32 des Zylinders 16 eine Abdichtung des Druckraums 44 in axialer Richtung 6 gegenüber dem verbleibenden Zylinderinnenraum 20 bewirkt.
  • In dem rohrförmigen Abschnitt 40 des Kolbens 36 sind mehrere in Umfangsrichtung 12, 14 gleichmäßig angeordnete und voneinander beabstandete Aussparungen 48 vorgesehen, die sich jeweils in radialer Richtung 8, 10 durchgehend durch den rohrförmigen Abschnitt 40 des Kolbens 36 erstrecken. In den Aussparungen 48 ist jeweils ein Arretierelement 50 angeordnet, das als Gleitkörper oder Rollkörper ausgebildet sein kann. Im vorliegenden Beispiel ist das Arretierelement 50 als kugelförmiger Rollkörper ausgebildet. Das Arretierelement 50 ist derart in die Aussparungen 48 eingebracht, dass dieses in radialer Richtung 8, 10 innerhalb der Aussparung 48 bewegbar ist. Dank der Anordnung der Arretierelemente 50 in den Aussparungen 48 ist sichergestellt, dass das Arretierelement 50 bezogen auf die axiale Richtung 4, 6 mit dem Kolben 36 gekoppelt ist, das heißt eine Bewegung des Kolbens 36 in axialer Richtung 4, 6 führt auch zu einer Bewegung der Arretierelemente 50 in den axialen Richtungen 4 bzw. 6 und umgekehrt.
  • Der Kolben 36 ist mittels eines Verriegelungskolbens 52 innerhalb des Zylinders 16 verschiebbar. Der Verriegelungskolben 52 ist in axialer Richtung 4 in den von dem rohrförmigen Abschnitt 40 umgebenen Freiraum 54 einführbar oder eingeführt, so dass auch von einer radialen Schachtelung von Kolben 36 und Verriegelungskolben 52 gesprochen werden kann. Der Verriegelungskolben 52 weist eine in radialer Richtung 8 nach außen weisende Außenseite 56 auf, wobei auch der Verriegelungskolben 52 in einen ersten Axialabschnitt 58, einen in axialer Richtung 4 auf den ersten Axialabschnitt 58 folgenden zweiten Axialabschnitt 60 und einen in axialer Richtung 4 auf den zweiten Axialabschnitt 60 folgenden dritten Axialabschnitt 62 unterteilt ist. Während die Außenseite 56 im Bereich des ersten Axialabschnitts 58 im Wesentlichen geradlinig in axialer Richtung 4, 6 verläuft, ist in dem zweiten Axialabschnitt 60 eine Vertiefung 64 vorgesehen, die nutförmig und in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufend ausgebildet ist. Wie bereits die Vertiefung 34 in dem Zylinder 16 ist auch die Vertiefung 64 in der Außenseite 56 des Verriegelungskolbens 52 mit einem rampenartigen Querschnitt versehen, wobei der rampenartige Querschnitt hier als kreisabschnittförmiger Querschnitt ausgebildet ist. Alternativ ist es hier wiederum möglich, den Querschnitt der Vertiefung 64 trapez- oder dreieckförmig auszubilden. In dem dritten Axialabschnitt 62 ist eine weitere umlaufende Vertiefung 66 in der Außenseite 56 des Verriegelungskolbens 52 vorgesehen, in die sich ein Anschlag 68, hier ein Sicherungsring, erstreckt, der in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufend an der in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Seite des rohrförmigen Abschnitts 40 des Kolbens 36 festgelegt ist. Darüber hinaus ist eine Rückstellfeder zwischen der Stirnseite 70 des Verriegelungskolbens 52, die in axialer Richtung 4 weist, und der in axialer Richtung 6 weisenden Rückseite 72 der Stirnwand 38 des Kolbens 36 angeordnet, die mit dem Bezugszeichen 74 versehen ist und beispielsweise als in axialer Richtung 4, 6 wirkende Druckfeder oder Schraubenfeder ausgebildet sein kann.
  • Nachstehend sollen weitere Merkmale der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 sowie deren Funktionsweise unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben werden.
  • 1 zeigt den Kolben 36 in einer ersten Stellung bezogen auf die axialen Richtungen 4, 6 relativ zu dem Zylinder 16. Der Verriegelungskolben 52 ist hingegen in einer Ausgangsstellung relativ zu dem Kolben 36 angeordnet. In der Ausgangsstellung des Verriegelungskolbens 52 sind die Arretierelemente 50 innerhalb der Aussparungen 48 in radialer Richtung 10 nach innen versetzt, so dass diese einerseits in den Aussparungen 48 angeordnet sind und sich andererseits in radialer Richtung 10 nach innen in die Vertiefung 64 in der Außenseite 56 des Verriegelungskolbens 52 erstrecken. Mithin befinden sich die Arretierelemente 50 in einer Löseposition, in der der Kolben 36 nicht relativ zu dem Zylinder 16 arretiert ist und somit in axialer Richtung 4, 6 verschoben werden kann. Der Kolben 36 kann mittels des Verriegelungskolbens 52 in axialer Richtung 4 verschoben werden, indem eine Betätigungskraft 76 in axialer Richtung 4 auf den Verriegelungskolben 52 aufgebracht wird, zumal der Verriegelungskolben 52 in der in 1 gezeigten Löseposition des Arretierelements 50 in axialer Richtung 4, 6 formschlüssig über das Arretierelement 50 mit dem Kolben 36 gekoppelt ist. Bei der in 1 gezeigten Ausgangsstellung des Verriegelungskolbens 52 relativ zu dem Kolben 36 handelt es sich um eine Endstellung des Verriegelungskolbens 52 bezüglich der axialen Richtung 6, zumal dieser in axialer Richtung 6 über den Anschlag 68, gegebenenfalls auch oder ausschließlich über das Arretierelement 50, an dem Kolben 36 abgestützt ist. Die Rückstellfeder 74 ist derart ausgelegt, dass diese den Verriegelungskolben 52 in die in 1 gezeigte Ausgangsstellung relativ zu dem Kolben 36 vorspannt. Darüber hinaus ist das Arretierelement 50 in radialer Richtung 8 nach außen an der Innenseite 26 des Zylinders 16 abgestützt und somit in der Löseposition zurückgehalten, solange sich das Arretierelement 50 in dem ersten Axialabschnitt 28 der umlaufenden Wand 18 des Zylinders 16 befindet.
  • Durch das Aufbringen der Betätigungskraft 76 auf den Verriegelungskolben 52 wird – aufgrund der zuvor beschriebenen formschlüssigen Kopplung zwischen Verriegelungskolben 52 und Kolben 36 über das Arretierelement 50 – der Kolben 36 in axialer Richtung 4 bis in die in 2 gezeigte zweite Stellung des Kolbens 36 verschoben. Bei der zweiten Stellung des Kolbens 36 nach 2 handelt es sich um eine Endstellung, zumal der Kolben 36 in der zweiten Stellung in axialer Richtung 4 an dem Zylinder 16, hier an der Stirnwand 22 des Zylinders 16, abgestützt ist.
  • In der zweiten Stellung des Kolbens 36 sind die Arretierelemente 50 im Bereich des zweiten Axialabschnitts 30 der Wand 18 des Zylinders 16 und somit im Bereich der zylinderseitigen Vertiefung 34 angeordnet. Mithin werden die Arretierelemente 50 nicht mehr durch die Innenseite 26 der Wand 18 in deren in 1 gezeigten Löseposition zurückgehalten, vielmehr können sich die Arretierelemente 50 in radialer Richtung 8 nach außen innerhalb der Aussparungen 48 und in die zylinderseitige Vertiefung 34 bewegen. Wird in der in 2 gezeigten zweiten Stellung des Kolbens 36 weiterhin die Betätigungskraft 76 auf den Verriegelungskolben 52 ausgeübt, so hat dies zur Folge, dass der Verriegelungskolben 52 von der in 2 gezeigten Ausgangsstellung relativ zu dem Kolben 36 und entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfeder 74 in die Verriegelungsstellung nach 3 verschoben wird. Dies erfolgt unter Verdrängung der Arretierelemente 50 von der in 2 gezeigten Löseposition in radialer Richtung 8 nach außen in die in 3 gezeigte Arretierposition, in der der Kolben 36 formschlüssig über das Arretierelement 50 gegenüber dem Zylinder 16 arretiert ist. Mit anderen Worten wird das Arretierelement 50 beim Verschieben des Verriegelungskolbens 52 von der Ausgangsstellung nach 2 in die Verriegelungsstellung nach 3 aus der Vertiefung 64 an der Außenseite 56 des Verriegelungskolbens 52 verdrängt, um sich in radialer Richtung 8 nach außen in die Vertiefung 34 in der Innenseite 26 der Wand 18 des Zylinders 16 zu erstrecken.
  • In der Verriegelungsstellung des Verriegelungskolbens 52 nach 3 sind die Arretierelemente 50 senkrecht zu den axialen Richtungen 4, 6, also in radialer Richtung 10, ohne Erzeugung einer in axialer Richtung 6 auf den Verriegelungskolben 52 wirkenden Stützkraft an der Außenseite 56 im Bereich des ersten Axialabschnitts 58 abstützbar oder abgestützt, so dass die Arretierelemente 50 sicher in deren Arretierposition zurückgehalten sind, wenn der Verriegelungskolben 52 in die Verriegelungsstellung nach 3 überführt ist. Die Verriegelungsstellung des Verriegelungskolbens 52 stellt bezüglich der axialen Richtung 4 eine Endstellung des Verriegelungskolbens 52 dar, zumal der Verriegelungskolben 52 über einen hervorstehenden Ansatz 78 an der Stirnseite 70 des Verriegelungskolbens 52 an der Rückseite 72 der Stirnwand 38 des Kolbens 36 oder/und über den Anschlag 68 in axialer Richtung 4 an dem Kolben 36 abgestützt ist. Um den Verriegelungskolben 52 in der Verriegelungsstellung zu halten, ist lediglich eine reduzierte Betätigungskraft 76 erforderlich, die geeignet ist, die Rückstellkraft der Rückstellfeder 74 zu überwinden.
  • Um den Kolben 36 wieder in dessen erste Stellung nach 1 zu verschieben, muss lediglich die ohnehin bereits reduzierte Betätigungskraft 76 weiter verringert werden, so dass die Rückstellkraft der Rückstellfeder 74 eine Verschiebung des Verriegelungskolbens 52 relativ zu dem Kolben 36 in axialer Richtung 6 von der Verriegelungsstellung nach 3 in die Ausgangsstellung nach 2 bewirkt. In der Ausgangsstellung können die Arretierelemente 50 wieder in radialer Richtung 10 nach innen in die Löseposition zurückkehren, so dass die Arretierung des Kolbens 36 relativ zu dem Zylinder 16 aufgehoben ist. Im Anschluss daran kann der Kolben 36 durch den Druck innerhalb des Druckraums 44 oder durch aktive Kraftausübung auf den Verriegelungskolben 52 in axialer Richtung 6 in die zweite Stellung nach 1 verschoben werden.
  • Wenngleich in den 1 bis 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt, so sind die Arretierelemente 50 vorzugsweise in die Löseposition nach den 1 und 2 vorgespannt. Mit anderen Worten sind die Arretierelemente 50 in radialer Richtung 10 nach innen vorgespannt. Zu diesem Zweck ist vorzugsweise eine Federeinrichtung zum Vorspannen der Arretierelemente 50 in die Löseposition vorgesehen. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die mindestens zwei Arretierelemente 50 ringförmig über Federelemente der Federeinrichtung miteinander verbunden sind, wobei es sich bei den Federelementen beispielsweise um Zug- oder/und Schraubenfedern handeln kann. Um hierbei die ringförmige Verbindung über die Federelemente der Federeinrichtung zu gewährleisten, können sich in dem rohrförmigen Abschnitt 40 des Kolbens 36 beispielsweise Nuten zwischen den Aussparungen 48 erstrecken, durch die die Federelemente, also gegebenenfalls die Zug- oder/und Schraubenfedern, der Federeinrichtung verlaufen, um die in den Aussparungen 48 angeordneten Arretierelemente 50 miteinander zu verbinden.
  • Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform nach den 1 bis 3 entspricht, so dass nachstehend lediglich die Unterschiede erläutert werden sollen, gleiche oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und die vorangehende Beschreibung der ersten Ausführungsform im Übrigen entsprechend gilt.
  • Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform wird in der zweiten Ausführungsform bei dem Kolben 36 auf die Stirnwand 38 weitgehend verzichtet, so dass der Kolben 36 im Wesentlichen von dem rohrförmigen Abschnitt 40 gebildet ist. Mithin ist die den Druckraum 44 begrenzende Stirnseite 42 zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums innerhalb des Druckraums 44 nicht mehr kreisförmig, sondern vielmehr ringförmig ausgebildet. Dies hat ferner zur Folge, dass auch die Stirnseite 70 des Verriegelungskolbens 52 den Druckraum 44 in axialer Richtung 6 begrenzt und somit auch der Druckbeaufschlagung des Druckmediums innerhalb des Druckraumes 44 dient. Mit anderen Worten wird hier eine kaskadierte Kolbeneinheit vorgeschlagen, die von dem Kolben 36 und dem Verriegelungskolben 52 gebildet ist. Mithin kann das Druckmedium innerhalb des Druckraums 44 zweistufig mit Druck beaufschlagt werden, nämlich zum einen durch Verschieben des Kolbens 36 von der ersten Stellung nach 4 in die zweite Stellung nach 5 und zum anderen durch Verschieben des Verriegelungskolbens 52 relativ zu dem Kolben 36 von der Ausgangsstellung nach 5 in die Verriegelungsstellung nach 6.
  • Aus den 5 bis 6 ist ferner ersichtlich, dass auf eine Rückstellfeder 74 grundsätzlich verzichtet werden kann, zumal eine Erhöhung des Drucks im Druckraum 44 ein Zurückstellen des Verriegelungskolbens 52 von der Verriegelungsstellung nach 6 in die Ausgangsstellung nach 5 bewirken würde, dennoch kann es auch bei der zweiten Ausführungsform von Vorteil sein, wenn eine solche Rückstellfeder 74 vorgesehen ist. Darüber hinaus kann bei der zweiten Ausführungsform nach den 4 bis 6 auch auf den hervorstehenden Ansatz 78, den Anschlag 68 und die umlaufende Vertiefung 66 verzichtet werden, zumal der Verriegelungskolben 52 in seiner Verriegelungsstellung nach 6 in axialer Richtung 4 an der Stirnwand 22 des Zylinders 16 abstützbar oder abgestützt sein kann, um die Verriegelungsstellung zu einer Endstellung des Verriegelungskolbens 52 zu machen. Nichtsdestotrotz kann auch bei der zweiten Ausführungsform ein Anschlag im Sinne des Anschlags 68 vorgesehen sein, um zumindest eine Abstützung des Verriegelungskolbens 52 in axialer Richtung 6 an dem Kolben 36 zu bewirken, wenn sich der Verriegelungskolben 52 in dessen Ausgangsstellung nach den 4 und 5 befindet.
  • Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 unter Bezugnahme auf die 7 bis 11 beschrieben, die der vorangehend beschriebenen zweiten Ausführungsform nach den 4 bis 6 im Wesentlichen ähnelt, so dass nachstehend lediglich die Unterschiede erläutert werden sollen, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt.
  • Wie bereits unter Bezugnahme auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 angedeutet, kann der Arretiermechanismus von einem starren Arretierelement 50 in Verbindung mit einer Federeinrichtung zum Vorspannen der Arretierelemente 50 in die Löseposition gebildet sein. In der dritten Ausführungsform nach den 7 bis 11 sind die Arretierelemente 50 jeweils von einem Federelement gebildet, das durch elastisches Verformen desselben von der Löseposition in die Arretierposition verdrängt werden kann. Dabei sind die als Federelemente ausgebildeten Arretierelemente 50 vorzugsweise als Federzungen 80 ausgebildet. Die Federzungen 80 sind über ein gemeinsames, rohrförmiges Tragteil 82 einstückig miteinander verbunden, wobei das rohrförmige Tragteil 82 in axialer Richtung 4, 6 mit dem Kolben 36 zusammengesteckt ist. Genauer gesagt ist das Tragteil 82 in axialer Richtung 4 auf den rohrförmigen Abschnitt 40 des Kolbens 36 aufgesteckt, wobei das Tragteil 82 mindestens eine in axialer Richtung 4 hervorstehende Rastzunge 84 mit einem Fenster 86 aufweist, in das sich ein in radialer Richtung 8 nach außen hervorstehender Ansatz 88 an der Außenseite des rohrförmigen Abschnitts 40 erstreckt. Dank der Rastzunge 84 und dem hervorstehenden Ansatz 88 ist das Tragteil 82 somit verrastend mit dem Kolben 36 zusammengesteckt, so dass das Tragteil 82 mitsamt den Federzungen 80 bezogen auf die axiale Richtung 4, 6 mit dem Kolben 36 gekoppelt ist. Überdies bewirkt der hervorstehende Ansatz 88 im Zusammenspiel mit dem Fenster 86 in der Rastzunge 84 eine verdrehsichere Anordnung des Tragteils 82 relativ zu dem Kolben 36 in Bezug auf die Umfangsrichtung 12, 14. Um die verdrehsichere Anordnung zu unterstützen, können darüber hinaus weitere Axialeinschnitte 90 in dem Tragteil 82 vorgesehen sein, in die sich weitere hervorstehende Ansätze 92 an dem rohrförmigen Abschnitt 40 des Kolbens 36 in radialer Richtung 8 nach außen erstrecken.
  • Die Federzungen 80 erstrecken sich ausgehend von dem rohrförmigen Tragteil 82 im Wesentlichen in axialer Richtung 6 bis zu ihrem freien Ende 94. Ausgehend von dem freien Ende 94 weisen die Federzungen 80 eine erste Wölbung 96, die sich in radialer Richtung 10 nach innen und in der Löseposition der Federzunge 80 gemäß den 7 und 8 in die Vertiefung 64 in dem Verriegelungskolben 52 erstreckt, und eine in axialer Richtung 4 auf die erste Wölbung 96 folgende zweite Wölbung 98 auf, die sich in radialer Richtung 8 nach außen und in der Arretierposition der Federzunge 80 gemäß 9 in die Vertiefung 34 in dem Zylinder 16 erstreckt.
  • Die nicht näher dargestellte Betätigungseinrichtung, insbesondere hydraulische Betätigungseinrichtung, zur Betätigung einer Kupplung, insbesondere einer Lamellenkupplung, weist mindestens eine Kolben-Zylinder-Anordnung 2 der zuvor beschriebenen Art auf. Dabei ist die Kolben-Zylinder-Anordnung 2 in der Betätigungseinrichtung vorzugsweise als geberseitige Kolben-Zylinder-Anordnung 2 ausgebildet. Des Weiteren kann die nicht näher dargestellte Kupplung besonders bevorzugt durch Verschieben des Kolbens 36 in die zweite Stellung, gegebenenfalls zusammen mit der Verschiebung des Verriegelungskolbens 52 in die Verriegelungsstellung, in eine Schließstellung, in der die Kupplung geschlossen ist, oder in eine Öffnungsstellung, in der die Kupplung geöffnet ist, überführt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Kolben-Zylinder-Anordnung
    4
    axiale Richtung
    6
    axiale Richtung
    8
    radiale Richtung
    10
    radiale Richtung
    12
    Umfangsrichtung
    14
    Umfangsrichtung
    16
    Zylinder
    18
    Wand
    20
    Zylinderinnenraum
    22
    Stirnwand
    24
    Öffnung
    26
    Innenseite
    28
    erster Axialabschnitt
    30
    zweiter Axialabschnitt
    32
    dritter Axialabschnitt
    34
    Vertiefung
    36
    Kolben
    38
    Stirnwand
    40
    rohrförmiger Abschnitt
    42
    Stirnseite
    44
    Druckraum
    46
    Dichtung
    48
    Aussparungen
    50
    Arretierelement
    52
    Verriegelungskolben
    54
    Freiraum
    56
    Außenseite
    58
    erster Axialabschnitt
    60
    zweiter Axialabschnitt
    62
    dritter Axialabschnitt
    64
    Vertiefung
    66
    umlaufende Vertiefung
    68
    Anschlag
    70
    Stirnseite
    72
    Rückseite
    74
    Rückstellfeder
    76
    Betätigungskraft
    78
    hervorstehender Ansatz
    80
    Federzunge
    82
    Tragteil
    84
    Rastzunge
    86
    Fenster
    88
    hervorstehender Ansatz
    90
    Axialeinschnitte
    92
    hervorstehende Ansätze
    94
    freies Ende
    96
    erste Wölbung
    98
    zweite Wölbung

Claims (11)

  1. Kolben-Zylinder-Anordnung (2) für die Betätigungseinrichtung einer Kupplung mit einem Zylinder (16), einem in axialer Richtung (4, 6) verschiebbar in dem Zylinder (16) angeordneten Kolben (36) und mindestens einem dem Kolben (36) zugeordneten Arretierelement (50), wobei der Kolben (36) von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung, insbesondere Endstellung, verschiebbar ist, in der das Arretierelement (50) von einer Löseposition in eine Arretierposition bewegbar ist, in der der Kolben (36) in der zweiten Stellung formschlüssig über das Arretierelement (50) arretiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (36) mittels eines Verriegelungskolbens (52) verschiebbar ist, der in der Löseposition des Arretierelements (50) in axialer Richtung (4, 6) formschlüssig über das Arretierelement (50) mit dem Kolben (36) gekoppelt ist und in der zweiten Stellung des Kolbens (36) unter Verdrängung des Arretierelements (50) von der Löseposition in die Arretierposition relativ zu dem Kolben (36) in axialer Richtung (4) von einer Ausgangsstellung in eine Verriegelungsstellung verschiebbar ist.
  2. Kolben-Zylinder-Anordnung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (50) in der Verriegelungsstellung des Verriegelungskolbens (52) unter Zurückhalten des Arretierelements (50) in der Arretierposition, vorzugsweise senkrecht zur axialen Richtung (4, 6) oder/und ohne Erzeugung einer in axialer Richtung (4, 6) auf den Verriegelungskolben (52) wirkenden Stützkraft, an dem Verriegelungskolben (52) abstützbar oder abgestützt ist.
  3. Kolben-Zylinder-Anordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Außenseite (56) des Verriegelungskolbens (52) eine Vertiefung (64), gegebenenfalls eine nutförmige oder/und in Umfangsrichtung (12, 14) umlaufende Vertiefung (64), vorgesehen ist, in die sich das Arretierelement (50) in der Löseposition erstreckt und aus der das Arretierelement (50) durch Verschieben des Verriegelungskolbens (52) verdrängbar ist, wobei die Vertiefung (64) vorzugsweise einen rampenartigen Querschnitt, vorzugsweise einen kreisabschnitt-, trapez- oder dreieckförmigen Querschnitt, aufweist.
  4. Kolben-Zylinder-Anordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (50) bezogen auf die axiale Richtung (4, 6) mit dem Kolben (36) gekoppelt ist, wobei in der Innenseite (26) des Zylinders (16) vorzugsweise eine Vertiefung (34), gegebenenfalls eine nutförmige oder/und in Umfangsrichtung (12, 14) umlaufende Vertiefung (34), vorgesehen ist, in die das Arretierelement (50) in der zweiten Stellung des Kolbens (36) unter Erreichen der Arretierposition verdrängbar ist.
  5. Kolben-Zylinder-Anordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (36) einen dem Verriegelungskolben (52) zugewandten, rohrförmigen Abschnitt (40) aufweist, in den der Verriegelungskolben (52) gegebenenfalls einführbar oder eingeführt ist, wobei in dem rohrförmigen Abschnitt (40) vorzugsweise eine Aussparung (48) vorgesehen ist, in der das Arretierelement (50) zwischen der Löseposition und der Arretierposition bewegbar angeordnet ist und das Arretierelement (50) besonders bevorzugt von einem Gleitkörper oder einem Rollkörper, gegebenenfalls einem kugelförmigen Rollkörper, gebildet ist.
  6. Kolben-Zylinder-Anordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (50) in die Löseposition vorgespannt ist, wobei vorzugsweise eine Federeinrichtung zum Vorspannen des Arretierelements (50) in die Löseposition vorgesehen ist und besonders bevorzugt mindestens zwei Arretierelemente (50) vorgesehen sind, die ringförmig über Federelemente, gegebenenfalls Zug- oder/und Schraubenfedern, der Federeinrichtung miteinander verbunden sind.
  7. Kolben-Zylinder-Anordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (50) von einem Federelement gebildet ist, das durch elastisches Verformen desselben von der Löseposition in die Arretierposition verdrängbar ist, wobei das Federelement vorzugsweise als Federzunge (80) ausgebildet ist, die besonders bevorzugt eine erste Wölbung (96), die sich in der Löseposition der Federzunge (80) in die Vertiefung (64) in dem Verriegelungskolben (52) erstreckt, und eine zweite Wölbung (98) aufweist, die sich in der Arretierposition der Federzunge (80) in die Vertiefung (34) in dem Zylinder (16) erstreckt.
  8. Kolben-Zylinder-Anordnung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Federzungen (80) vorgesehen sind, die über einen gemeinsames, gegebenenfalls rohrförmiges, Tragteil (82), vorzugsweise einstückig, miteinander verbunden sind, wobei das Tragteil (82) besonders bevorzugt mit dem Kolben (36), gegebenenfalls verrastend oder/und verdrehsicher, zusammengesteckt ist.
  9. Kolben-Zylinder-Anordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungskolben (52) mittels einer Rückstellfeder (74), die vorzugsweise zwischen dem Kolben (36) und dem Verriegelungskolben (52) wirkt, in die Ausgangsstellung vorgespannt oder/und der Verriegelungskolben (52) in der Ausgangsstellung in derjenigen axialen Richtung (6) an dem Kolben (36) abstützbar oder abgestützt ist, in der der Verriegelungskolben (52) von der Verriegelungsstellung in die Ausgangsstellung verschiebbar ist.
  10. Kolben-Zylinder-Anordnung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylinder (16) ein Druckraum (44) zur Aufnahme eines Druckmediums, gegebenenfalls eines Hydraulikmediums, vorgesehen ist, wobei der Kolben (36) und der Verriegelungskolben (52) vorzugsweise jeweils eine den Druckraum (44) begrenzende Stirnseite (42, 70) zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums aufweisen oder von dem Kolben (36) und dem Verriegelungskolben (52) lediglich der Kolben (36) eine den Druckraum (44) begrenzende Stirnseite (42) zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums aufweist.
  11. Betätigungseinrichtung, insbesondere hydraulische Betätigungseinrichtung, zur Betätigung einer Kupplung, insbesondere einer Lamellenkupplung, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung eine Kolben-Zylinder-Anordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, wobei die Kolben-Zylinder-Anordnung (2) in der Betätigungseinrichtung vorzugsweise als geberseitige Kolben-Zylinder-Anordnung (2) ausgebildet ist und die Kupplung besonders bevorzugt durch Verschieben des Kolbens (36) in die zweite Stellung in eine Schließstellung, in der die Kupplung geschlossen ist, oder in eine Öffnungsstellung, in der die Kupplung geöffnet ist, überführbar oder überführt ist.
DE102013010960.4A 2013-07-01 2013-07-01 Kolben-Zylinder-Anordnung und Betätigungseinrichtung mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung Pending DE102013010960A1 (de)

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