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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Doppelkupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Betätigungsvorrichtungen zur Betätigung von Doppelkupplungen sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese sind durch radial ineinander geschachtelte und um die Getriebeeingangswellen eines nachgeordneten Doppelkupplungsgetriebes angeordnete Betätigungskolben/Lagerträger charakterisiert, die auf unterschiedlichen Durchmessern jeweils auf ein Hebelsystem einer Kupplungseinrichtung einwirken und diese je nach ihrer Bauart als zwangsweise geöffnete oder geschlossene Kupplungen durch axiale Verlagerungen des Hebelsystems schließen oder öffnen. Dabei dienen die zugeordneten Lager bei einer zugedrückten Kupplung als Einrücklager, bei aufgedrückten Kupplungen als Ausrücklager. Die Betätigungskolben oder Lagerträger werden üblicherweise über Hebel oder Nehmerzylinder mechanisch oder hydraulisch in axialer Richtung auf einer Führungshülse verlagert.
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So wird in der
DE 10 2008 047 170 A1 ein Betätigungssystem zur Betätigung einer Doppelkupplung beschrieben, bei welchem zwei auf einer Führungshülse aufgenommene, jeweils ein Hebelsystem einer Kupplung beaufschlagende Kolben entlang der Führungshülse von jeweils einer Aktoreinheit verlagerbar sind. Die sich axial und radial übergreifenden Kolben weisen jeweils einen Beaufschlagungsbereich für das Hebelsystem der von dem Kolben betätigten Kupplung und einen Beauschlagungsbereich für den Hebel der den Kolben beaufschlagenden Aktoreinheit auf. Dabei ist zumindest ein Kolben zweiteilig (aus zwei separaten Bauteilen) ausgebildet, wobei ein Bauteil (Kolbenunterteil) des Kolbens einen Beaufschlagungsbereich für den Hebel der Aktoreinheit und das andere Bauteil (Kolbenoberteil) einen Beaufschlagungs-/Lagerbereich für das Einrücklager aufweist. Das dem Einrücklager zugeordnete Bauteil besitzt axial in Richtung des der Aktoreinheit zugeordneten Bauteils auskragende, in Gleitkontakt mit der Führungshülse stehende Arme. An ihren freien Enden weisen die Arme Rasteinrichtungen auf, die mit Ausnehmungen des Kolbenunterteils einen Formschluss bilden.
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Diese Zweiteilung zumindest des einen Kolbens hat Montagevorteile. Da die beiden Kolben sich axial übergreifen, wird der nicht zweigeteilte Kolben vor dem Zusammenbau über die Arme des Kolbenoberteils geschoben. Erst danach werden die beiden Bauteile (Kolbenoberteil, Kolbenunterteil) zusammengefügt und auf die Führungshülse gesteckt.
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Die
DE 10 2012 204 548 A1 offenbart ebenfalls eine Betätigungsvorrichtung zur Betätigung von Kupplungseinrichtungen, die zwei konzentrisch um eine Achse angeordnete Ausrücklager aufweist, welche jeweils aus einem Innenring und einem Außenring mit daran befindlichen Wälzkörpern bestehen. Die beiden Ausrücklager sind auf Lagerträgern/Betätigungskolben gelagert, die ineinander geschachtelt an einer Führungshülse angeordnet und dort in axialer Richtung geführt werden. Der innere Lagerträger setzt sich dabei aus einem Trägerring, einem Führungsteil und einem Trägerteil zusammen, während der äußere Lagerträger aus einem Führungsteil und einem Lagerteil besteht. Bei dem dreiteilig ausgeführten inneren Lagerträger/Betätigungskolben dient der Träger- oder Stützring zur direkten Verbindung mit dem Ausrücklager bzw. mit dem Außenring des Ausrücklagers. Dabei ist der Trägerring über Vorsprünge und komplementäre Ausnehmungen am Außenring verdrehsicher mit diesem verbunden. Der Trägerring ist andererseits mit dem Führungsteil verbunden, das sich in axialer Richtung zum Trägerteil hin erstreckt. Das Führungsteil besteht hierbei aus einem Ring, der konzentrisch um die Führungshülse angeordnet ist, und aus Führungslaschen, die sich von dem Ring in Richtung Ausrücklager erstrecken und deren freie Enden mit dem Trägerring verbunden sind.
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Auch gemäß einer weiteren bekannten technischen Lösung (
DE 10 2010 048 509 A1 ), bei der eine Kolbenbaueinheit für Kolbensysteme beschrieben wird, besteht zumindest einer der Betätigungskolben aus einer Kolbenbaueinheit, welche ein Kolbenoberteil und ein Kolbenunterteil umfasst. Zum Verbinden beider Teile können diese aufeinander gesetzt werden. Damit das Kolbenunterteil und das Kolbenoberteil zusammenhalten, werden sie ineinander gepresst, indem das Kolbenoberteil Stegelemente aufweist, welche mit ihrem freien Ende in an dem Kolbenunterteil vorgesehene Ausnehmungen eingepresst werden.
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Diese Zwei- bzw. Dreiteilung (mit Stütz- bzw. Trägerring) der Betätigungskolben birgt neben den oben beschriebenen Montagevorteilen auch Nachteile. Diese bestehen insbesondere darin, dass relativ viele Bauteile und Montageschritte beim Zusammenbau der beiden ineinander geschachtelten Kolbensysteme benötigt werden. Anhand der in 1 dargestellten Betätigungsvorrichtung des Standes der Technik werden nachfolgend die insbesondere bei der Montage offenkundig werdenden Nachteile aufgezeigt:
Dabei werden zur besseren Unterscheidung der beiden Kolbensysteme der radial außen angeordnete, der Betätigung einer ersten Teilkupplung dienende Betätigungskolben bzw. zugehörige Bauteile auch mit K1 und der radial innen angeordnete, der Betätigung einer zweiten Teilkupplung dienende Betätigungskolben bzw. diesem zugehörige Bauteile auch mit K2 bezeichnet.
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Nachdem sich das Kolbenoberteil und das Kolbenunterteil des inneren Betätigungskolbens K2 in der Montagevorrichtung befinden sowie ein zu dem äußeren Betätigungskolbens K1 gehörendes Trägerteil, ein Führungsteil und das K1-Einrücklager montiert sind, wird der Trägerring/Stützring auf das Kolbenoberteil des Betätigungskolbens K2 gepresst. Dann wird das K2-Einrücklager montiert, indem Rasthaken beispielsweise eines dem K2-Einrücklager zugeordneten Blechbördelrings durch den Stützring hindurch in das Kolbenoberteil des Betätigungskolbens K2 verhakt werden. Diese Rasthaken sind sehr filigran ausgeführt und können sich leicht verbiegen. Der Zusammenhalt zwischen Lager und Kolbenoberteil ist damit sehr unsicher. Zudem ist die Montage aufwändig und aufgrund der gebotenen Vorsicht und des erhöhten Prüfaufwandes auch sehr kostenintensiv.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Betätigungsvorrichtung für eine Doppelkupplung zur Verfügung zu stellen, welche bei relativ einfacher und kostengünstiger Montage eine stabile Verbindung zwischen den Bauteilen aufweist. Insbesondere soll die Stabilität/Festigkeit des Betätigungskolbens des radial innen angeordneten Ein-/Ausrücksystems erhöht werden.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei einer Betätigungsvorrichtung für eine Doppelkupplung, mit konzentrisch um eine Getriebeeingangswelle radial ineinander geschachtelt angeordneten Ein-/Ausrücksystemen, wobei jeder Teilkupplung jeweils ein von einer Aktoreinheit beaufschlagbares Ein-/Ausrücksystem zugeordnet ist, welches jeweils aus einem mit der entsprechenden Teilkupplung in Wirkverbindung stehenden Ein-/Ausrücklager und einem mit diesem verbundenen, auf einer Führungshülse axial verlagerbaren, Betätigungskolben gebildet wird, wobei zumindest der Betätigungskolben des radial innen angeordneten Ein-/Ausrücksystems aus einem der Aktoreinheit zugewandten Kolbenunterteil und einem dem Ein-/Ausrücklager zugewandten Kolbenoberteil besteht, und das Kolbenoberteil über zumindest einen Stützring mit dem einen Innen- und einen Außenring aufweisenden Ein-/Ausrücklager verbunden ist, sind erfindungsgemäß zumindest der Stützring und das Kolbenoberteil zu einem Bauteil zusammengefasst oder zumindest teilweise durch den Außenring des Ein-/Ausrücklagers ersetzt. Vorzugsweise ist das den Stützring und das Kolbenoberteil realisierende Bauteil ein Kunststoffspritzgussteil. Dabei kann das Bauteil mittels Kunststoffspritzgießens aus einem Werkstoff oder auch aus zumindest zwei unterschiedlichen Werkstoffen herstellbar sein.
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In vorteilhafter Weise ist die Fertigung des Bauteils des inneren Betätigungskolbens zusammen mit einem zu dem äußeren Betätigungskolben gehörenden Führungsteil in einer Kavität eines Spritzgießwerkzeuges durchführbar.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Außenring des Ein-/Ausrücklagers eine axiale Erstreckung in Richtung des Kolbenunterteils auf. Dabei sind an dem Außenring axiale Stegelemente mit der Erstreckung vorgesehen, welche mit dem Kolbenunterteil mittelbar oder unmittelbar verbindbar sind. Vorzugsweise sind die Stegelemente an einem mit dem Kolbenunterteil verbindbaren Verbindungselement befestigt. Dabei sind an den Stegelementen axial verlaufende Sicken vorgesehen, die wekzeugbedingt als Ausläufe für die Anspritzpunkte dienen. In vorteilhafter Weise ist der Außenring einteilig aus Metall gefertigt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung einer Betätigungsvorrichtung des Standes der Technik,
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2 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Betätigungskolbens K2 mit Einrücklager gemäß einer ersten Ausführung,
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3 eine schematische Schnittdarstellung eines Bauteils aus 2,
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4 eine Draufsicht des Bauteils nach 3,
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5 eine schematische Schnittdarstellung eines Bauteils eines erfindungsgemäßen Betätigungskolbens K2 gemäß einer zweiten Ausführung,
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6 eine perspektivische Darstellung des Bauteils des Betätigungskolbens K2 nach 5,
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7 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Betätigungskolbens K2 mit Einrücklager gemäß der zweiten Ausführung.
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In 1 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Betätigungsvorrichtung des Standes der Technik gezeigt. Diese Betätigungsvorrichtung weist ein äußeres und ein inneres Ein-/Ausrücksystem auf, welche um eine hier nicht dargestellte Führungshülse radial ineinander geschachtelt angeordnet und in axialer Richtung über hier ebenfalls nicht gezeigte Aktoreinheiten beaufschlagbar sind. Diese Beaufschlagung kann beispielsweise mechanisch oder hydraulisch erfolgen. Das äußere Ein-/Ausrücksystem weist einen Betätigungskolben K1 auf, der mit einem Ein-/Ausrücklager 1 verbunden ist, und bei dessen Beaufschlagung eine Betätigung einer sich anschließenden, hier nicht dargestellten, ersten Teilkupplung (beispielsweise mittels Hebelsystemen wie Tellerfedern) bewirkt wird. Der Betätigungskolben K1 ist dabei mittels eines Führungsteils K1/10 entlang der Führungshülse geführt. Das innere Ein-/Ausrücksystem weist einen Betätigungskolben K2 auf, der zur Betätigung einer zweiten, hier ebenfalls nicht gezeigten, Teilkupplung mit einem Ein-/Ausrücklager 2 verbunden ist. Der Betätigungskolben K2 weist ein Kolbenunterteil 3 auf, mit dem ein Kolbenoberteil 4 verbunden ist. Die Verbindung des Kolbenoberteils 4 und des Kolbenunterteils 3 erfolgt über an dem Kolbenoberteil 4 angeordnete axiale Stegelemente 5, die über ein Verbindungsteil 6 in dem Kolbenunterteil 3 einrasten. Des Weiteren ist zur Verbindung des Kolbenoberteils 4 mit dem Ein-/Ausrücklager 2 ein Stützring 7 vorgesehen, der auf das Kolbenoberteil 4 gepresst ist. Dessen Verbindung mit dem Ein-/Ausrücklager 2 erfolgt über Rastnasen 8 eines dem Ein-/Ausrücklager 2 zugehörigen Blechbördelrings.
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2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Betätigungskolbens K2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im montierten Zustand. Auch hier sind die Ein-/Ausrücksysteme vorzugsweise um eine hier nicht dargestellte Führungshülse angeordnet. In Abhängigkeit von der Ausführung der Kupplung kann sich die Erfindung sowohl auf ein Ausrücksystem bzw. Ausrücklager als auch auf ein Einrücksystem bzw. Einrücklager beziehen. Bei der Erläuterung der Ausführungsbeispiele wird sich im Folgenden auf ein Einrücksystem/Einrücklager bezogen. Bei dem erfindungsgemäß ausgeführten Betätigungskolben K2 weist das zugeordnete Einrücklager 2 einen konstruktiv abgeänderten Außenring A auf. Der Außenring A besitzt eine axiale Erstreckung L, die in etwa der axialen Erstreckung des ursprünglichen Kolbenoberteils 4 entspricht. Die Erstreckung L wird dabei – analog zur ursprünglichen Ausführung des Kolbenoberteils 4 – über vorzugsweise vier Stegelemente 5.1 gebildet. Die Verbindung der Stegelemente 5.1 mit dem Kolbenunterteil 3 ist über ein hier nicht näher beschriebenes, vorzugsweise aus Kunststoff bestehendes, Verbindungsteil 6.1 realisierbar. Das Kolbenunterteil 3 ist hierbei ohne konstruktive Änderung einsetzbar.
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Durch diese konstruktive Ausbildung des Außenrings A des Einrücklagers 2, der eine axiale Verlängerung/Erstreckung L – mit den Stegelementen 5.1 – in Richtung des Kolbenunterteils 3 aufweist, nimmt der Außenring A die Funktion des ursprünglichen (Stand der Technik nach 1) Kolbenoberteiles 4 und des ursprünglichen Stützrings 7 ein. Somit kann der im Stand der Technik vorhandene, der Verbindung des Einrücklagers 2 mit dem Kolbenoberteil 4 mittels der Rasthaken 8 dienende Blechbördelring ebenso entfallen wie der Stützring 7. Das die Stegelemente 5.1 verbindende Verbindungselement 6.1 übernimmt nun als neues Kolbenoberteil die Führung an der Führungshülse und die radiale Entkopplung zwischen dem Einrücklager 2 und dem Kolbenunterteil 3. Auch die beiden Montageschritte, die zum einen den Stützring 7 auf das Kolbenoberteil 4 pressen und zum anderen das Einrücklager 2 auf dem Stützring 7 befestigen, werden eingespart. Zudem muss keine Befestigung des Bördelrings am Einrücklager 2 erfolgen.
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In 3 ist der erfindungsgemäße Außenring A des Einrücklagers 2 in einer Seitenansicht schematisch dargestellt. Der Außenring A zeigt in axialer Richtung die Erstreckung L in Form der Stegelemente 5.1, welche sich im Bauraum des ursprünglich dort angeordneten Kolbenoberteils 4 befinden.
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4 zeigt den Außenring A gemäß 3 in einer Draufsicht. Die Stegelemente 5.1 können vorzugsweise axial verlaufende Sicken 9 aufweisen, die als Ausläufe für die Anspritzpunkte gedacht sind, damit beim Entformen des Werkzeuges keine Abschabungen durch den Spritzüberstand entstehen.
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5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Bauteils B eines erfindungsgemäßen inneren Betätigungskolbens K2 gemäß einer zweiten Ausführung, während die 6 eine räumliche Darstellung des Bauteils B nach 5 zeigt.
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Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind der Stützring 7 und das Kolbenoberteil 4 zu einem Bauteil B zusammengefasst. Diese einteilige Ausführung von Stützring 7 und Kolbenoberteil 4 geschieht vorzugsweise mittels Kunststoffspritzgießens. Das neue Kunststoffspritzgussteil (Bauteil B) wird hierbei in einer Kavität eines Spritzgießwerkzeuges zusammen mit dem Führungsteil K1/10 des äußeren Betätigungskolbens K1 gefertigt. Dies ermöglicht eine relativ einfache Montage trotz der Verschachtelung der beiden Kolbensysteme. Dabei können die Teile aus dem gleichen Werkstoff oder auch aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden.
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Auch bei dieser Ausführung des inneren Betätigungskolbens K2 werden gegenüber dem Stand der Technik Montageschritte eingespart. Der Stützring 7 und das Kolbenoberteil 4 (Stand der Technik 1) werden durch das neue Bauteil B ersetzt. Dadurch entfällt der Stützring 7 ebenso wie der Montageschritt des Aufpressens des Stützrings 7 auf das Kolbenoberteil 4. Das neue Bauteil B beinhaltet zudem schon eine Anbindung an das Einrücklager 2 in Form von Rastnasen 10 sowie eine Zentrierung in Form von Nocken 11. Dadurch kann auch hier der Blechbördelring entfallen. Außerdem kann mit dieser Ausbildung eine bessere Zentrierung des Einrücklagers 2 auf dem Bauteil B erzielt werden, als es beim Stand der Technik über Blechbördelring und Stützring 7 möglich war.
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7 zeigt schließlich eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Betätigungskolbens K2 nach 5 mit montiertem Einrücklager 2. Hier ist das neue Bauteil B des Betätigungskolbens K2, das gemeinsam mit dem Führungsteil K1/10 des äußeren Betätigungskolbens K1 mittels Kunststoffspritzgießens gefertigt wurde, bereits im Zusammenbau mit dem Kolbenunterteil 3 und dem Einrücklager 2 dargestellt.
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Beide erfindungsgemäßen Ausführungen des Betätigungskolbens K2 besitzen somit durch die Einsparung von Bauteilen und die Vereinfachung der Montage ein großes Einsparpotential.
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Gleichzeitig wird die Stabilität des Betätigungskolbens K2 bzw. des Zusammenhalts der einzelnen Bauteile erhöht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ein-/Ausrücklager
- 2
- Ein-/Ausrücklager
- 3
- Kolbenunterteil
- 4
- Kolbenoberteil
- 5
- Stegelemente
- 5.1
- Stegelemente
- 6
- Verbindungselement
- 6.1
- Verbindungselement
- 7
- Stützring
- 8
- Rastnasen
- 9
- Sicken
- 10
- Rastnasen
- 11
- Nocken
- A
- Außenring
- B
- Bauelement
- K1
- Betätigungskolben
- K2
- Betätigungskolben
- K1/10
- Führungsteil
- L
- Erstreckung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008047170 A1 [0003, 0004]
- DE 102012204548 A1 [0003, 0006]
- DE 102010048509 A1 [0007]
