DE102013216052A1 - Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere ein Nehmerzylinder für eine hydraulische Kupplungsbetätigungseinrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere einen Nehmerzylinder für eine hydraulische Kupplungsbetätigungseinrichtung, umfassend ein aus einem Kunststoff bestehendes Zylindergehäuse, in welchem ein ringförmiger Druckraum ausgebildet ist, in dem ein Kolben axial beweglich zur Betätigung eines Ausrücklagers gelagert ist, wobei die Innenwandung des Druckraumes eine Führungshülse bildet. Bei einer Kolben-Zylinder-Anordnung, welche den im Betrieb der Kupplungsbetätigungseinrichtung auftretenden Drücken und Temperaturen Stand hält, ist an der Führungshülse, dem Ausrücklager zugewandt, ein Anschlag angeordnet ist, wobei der Anschlag als Schraubverbindung ausgebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere einen Nehmerzylinder für eine hydraulische Kupplungsbetätigungseinrichtung, umfassend ein aus einem Kunststoff bestehendes Zylindergehäuse, in welchem ein ringförmiger Druckraum ausgebildet ist, in dem ein Kolben axial beweglich zur Betätigung eines Ausrücklagers gelagert ist, wobei die Innenwandung des Druckraumes eine Führungshülse bildet.
- Es sind Zentralausrücker für eine hydraulische Kupplungsbetätigung, insbesondere für Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei welchen das Zylindergehäuse aus einem Kunststoff besteht. Eine Zylinderwandung des Zylindergehäuses begrenzt einen ringförmigen Druckraum radial nach außen, in dem ein mit der Kupplung wirkverbindbarer Ringkolben verschiebbar aufgenommen ist. Das Zylindergehäuse wird dabei aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Zylinderwandungen gebildet, wobei die innere Zylinderwandung die Begrenzung des Druckraumes bildet und als Führungshülse bezeichnet wird.
- In Betriebszuständen des Nehmerzylinders, insbesondere am Grenzbereich der Kräfte und darüber hinaus, kann es passieren, dass das Ausrücklager dem Partner zur Kraftübertragung, vorzugsweise die Tellerfelder der Kupplung, verliert. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Ausrückeinheit nicht über die angegebene maximale Extension herausfahren kann, was durch einen am Zylindergehäuse verankerten Anschlag gewährleistet wird. Kann dies nicht gewährleistet werden, zerstört sich der Nehmerzylinder selbst und verursacht Folgeschäden. Zusätzlich zu den hohen auftretenden Kräften im Nehmerzylinder während des Betriebes des Kupplungsbetätigungssystems kommt es zu einer Temperaturbelastung.
- Es ist bekannt, als Transportanschlag für einen Nehmerzylinder der Kupplungsbetätigungseinrichtung einen Blechring zu verwenden. Der Schaft dieses Blechringes wird in einem Hinterschnitt im Zylindergehäuse gebördelt. Ein solcher Blechring fungiert lediglich als Transportsicherung und ist auf die Belastungen ausgelegt, die während des Transports vom Hersteller der Kupplungsbetätigungseinrichtung zum Empfänger entstehen und verhindert ein Zerlegen des Nehmerzylinders während des Transports.
- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine einfach und kostengünstig herstellbare Kolben-Zylinder-Anordnung anzugeben, welche einen Anschlag für den Kolben aufweist, der sowohl den im Betrieb der Kupplungsbetätigungseinrichtung auftretenden Drücken als auch den Temperaturbelastungen Stand hält.
- Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass an der Führungshülse, dem Ausrücklager zugewandt, ein Anschlag angeordnet ist, wobei der Anschlag als Schraubverbindung ausgebildet ist. Somit ist ein Anschlag gegeben, welcher unter Betriebsbedingungen verhindert, dass der Kolben über die maximal zulässige Extension hinausfahren kann, wodurch eine Zerstörung des Systems zuverlässig verhindert wird.
- Vorteilhafterweise besteht die Schraubverbindung aus einem an der Führungshülse ausgebildeten Gewinde, auf welches eine Anschlagmutter aufgeschraubt ist. Ein solcher Anschlag ist einfach bei der Montage des Nehmerzylinders zu realisieren, wobei die Anschlagmutter als eigentlicher Anschlag für den Kolben vorgesehen ist. Im Falle eines Missbrauchs wird nun der Kolben beim Überschreiten der maximalen Extension mit der Anschlagmutter in Kontakt kommen, wodurch das Austreten von Hydraulikflüssigkeit verhindert wird, da ein Überfahren der Außenwandung des Zylindergehäuses durch den Kolben mit Hilfe des Anschlages zuverlässig unterbunden wird, weshalb der Druckraum immer abgedichtet ist.
- In einer Ausgestaltung ist zwischen der Anschlagmutter und dem Gewinde ein Schraubenkleber aufgebracht. Durch die Verwendung dieses Schraubenklebers wird die Anschlagmutter gleichzeitig als Transportsicherung genutzt und verhindert ein Zerlegen des Nehmerzylinders beim Transport vom Hersteller der Kupplungsbetätigungseinrichtung zum Empfänger.
- Alternativ ist die Anschlagmutter durch ein Heißverstemmen bzw. ein Laserschweißen oder durch einen Formschluss mit einem elastischen Element an der Führungshülse gesichert. Auch durch diese Befestigungsmethoden wird verhindert, dass die Anschlagmutter sich verdreht, wodurch ein sich Lösen der Anschlagmutter durch im Kraftfahrzeug auftretende Vibrationen zuverlässig unterbunden werden.
- In einer Variante ist das Gewinde an einer zum Kolben hinweisenden Seite der Führungshülse ausgebildet. Dabei dient das Gewinde als Außengewinde für die Anschlagmutter.
- In einer Ausgestaltung weist der Kolben auf einer der Führungshülse zugewandten Seite einen Freischnitt auf, in welchen bei maximaler Extension des Kolbens die Anschlagmutter eingreift. Diese Ausgestaltung führt zu einer platzsparenden Ausführung des Nehmerzylinders, welcher zuverlässig vor einer maximalen Extension geschützt ist.
- In einer weiteren Ausführungsform ist das Gewinde an einer vom Kolben weg weisenden Seite der Führungshülse ausgebildet. Das Gewinde ist somit als Innengewinde ausgebildet, in welches die Anschlagmutter eingeschraubt wird. Bei einer solchen platzsparenden Variante wird der Überstand der Anschlagmutter, welcher die Führungshülse umgreift, gleichzeitig als Anschlag für den Kolben bei maximaler Extension genutzt.
- In einer Weiterbildung steigen Flanken des Gewindes in Kraftrichtung flach an. Durch diese konstruktive Maßnahme wird die vom Kolben eingeleitete Axialkraft gut in die Schraubverbindung eingeleitet, wodurch ein Abscheren der Gewindegänge vermieden und die Grifffestigkeit der Schraubverbindung erhöht wird.
- Vorteilhafterweise sind die Anschlagmutter und das Gewinde aus einem Kunststoff gefertigt oder die Anschlagmutter besteht aus einem Metall. Die Herstellung der Anschlagmutter und der, das Gewinde tragenden Führungshülse ist in verschiedenen Werkstoffpaarungen denkbar. Insbesondere, wenn die Führungshülse aus einem Kunststoff ausgebildet ist, kann dieses einstückig während der Ausbildung des Zylindergehäuses mit diesem hergestellt werden. Dadurch werden Herstellungsschritte reduziert und der Kostenaufwand verringert.
- Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren näher erläutert werden.
- Es zeigt:
-
1 : ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung, -
2 : ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung. - Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
- In
1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Nehmerzylinders1 dargestellt, welcher in einem Doppelkupplungsgetriebe eingesetzt wird. Der Nehmerzylinder1 besteht dabei aus einem aus Kunststoff bestehenden Zylindergehäuse2 , welches einen ringförmigen Druckraum3 aufweist, in dem ein Kolben4 axial bewegbar gelagert ist. Über einen nicht weiter dargestellten Anschlussstutzen des Zylindergehäuses2 gelangt die Hydraulikflüssigkeit in den Druckraum3 und führt zur Betätigung des Kolbens4 und somit zur Betätigung eines Ausrücklagers6 . - Eine Vorlastfeder
7 , welche gegen das Ausrücklager6 vorgespannt ist, drückt gegen das Zylindergehäuse2 im Bereich einer Befestigung5 des Nehmerzylinders. Zur Bildung des Druckraumes3 weist das Zylindergehäuse2 eine Außenwandung8 und eine als Führungshülse9 bezeichnete Innenwandung auf. An der Führungshülse9 ist ein Außengewinde10 ausgebildet, auf welches eine Anschlagmutter11 aufgeschraubt ist. Die Anschlagmutter11 greift bei maximaler Extension des Kolbens4 in einen Freischnitt12 des Kolbens4 ein, wodurch der Kolben4 an einer weiteren axialen Bewegung gehindert wird. Der Freischnitt12 kann vorzugsweise durch Material- bzw. Werkstoffänderungen verstärkt sein oder über eine Zweiteilung der Komponenten realisiert sein, wobei die Krafteinleitung an der Anschlagmutter11 über höherfeste Komponenten realisiert ist. - Zwischen der Anschlagmutter
11 und dem Außengewinde10 ist ein Schraubenkleber13 angeordnet, der verhindert, dass sich die Anschlagmutter11 von dem Außengewinde10 während des Transports der Kupplungsbetätigungseinrichtung vom Hersteller zum Empfänger löst. Somit dient die Anschlagmutter11 gleichzeitig als Transportsicherung. - In
2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Nehmerzylinders1 dargestellt, welches sich von dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich durch die Ausgestaltung der Anschlagmutter und des Gewindes unterscheidet. Das Gewinde ist nun an der Führungshülse9 als Innengewinde14 ausgebildet, in welches die Anschlagmutter15 eingeschraubt wird. Die Anschlagmutter15 weist einen Überstand16 auf, welcher das Ende der Führungshülse9 umgreift und als Anschlag für die maximale Extension des Kolbens4 dient. Auch hier ist ein Verkleben des Innengewindes14 mit der Anschlagmutter15 von Vorteil, um eine Rotationssicherung für die Anschlagmutter15 zu erreichen. - Alternativ zum Einbringen des Schraubenklebers ist ein Heißverstemmen des Innengewindes
14 über zwei nicht weiter dargestellte zusätzliche Zapfen möglich, die in Richtung des Ausrücklagers6 weisen. Neben den erläuterten Möglichkeiten wird eine Rotationssicherung der Anschlagmutter15 auch durch ein Laserschweißen gewährleistet, mittels welchem die Anschlagmutter15 zuverlässig mit der Führungshülse9 verbunden wird und keine Rotation mehr ausführen kann. Diese alternativen Rotationssicherungen gelten auch für die in Verbindung mit1 dargestellte Anschlagmutter11 und das Außengewinde10 . Darüber hinaus sind auch andere kraftschlüssige, formschlüssige oder stoffschlüssige Sicherungsmöglichkeiten denkbar - Die Flanken
17 der Gewindegänge sowohl des Außengewindes10 als auch des Innengewindes14 sind derart geformt, dass eine optimale Krafteinleitung in das Bauteil erfolgt, wenn das Gewinde mit axialer Last beaufschlagt wird. - Die Anschlagmuttern
11 ,15 und die, das Gewinde10 ,14 tragende Führungshülse9 sind in verschiedensten Werkstoffpaarungen ausbildbar. So sind Kunststoff-Kunststoff-Paarungen genauso zu realisieren wie Stahl- oder Aluminiumausbildungen für die Anschlagmutter11 ,15 in Verbindung mit einer Kunststoffausbildung für die das Gewinde10 ,14 tragende Führungshülse9 . - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Nehmerzylinder
- 2
- Zylindergehäuse
- 3
- Druckraum
- 4
- Kolben
- 5
- Anschlussstutzen
- 6
- Ausrücklager
- 7
- Vorlastfeder
- 8
- Außenwandung
- 9
- Führungshülse
- 10
- Außengewinde
- 11
- Anschlagmutter
- 12
- Freischnitt
- 13
- Schraubenkleber
- 14
- Innengewinde
- 15
- Anschlagmutter
- 16
- Überstand
- 17
- Flanke
Claims (10)
- Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere ein Nehmerzylinder für eine hydraulische Kupplungsbetätigungseinrichtung, umfassend ein aus einem Kunststoff bestehendes Zylindergehäuse (
2 ), in welchem ein ringförmiger Druckraum (3 ) ausgebildet ist, in dem ein Kolben (4 ) axial beweglich zur Betätigung eines Ausrücklagers (6 ) gelagert ist, wobei die Innenwandung des Druckraumes (3 ) eine Führungshülse (9 ) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass an der Führungshülse (9 ), dem Ausrücklager (6 ) zugewandt, ein Anschlag (10 ,11 ;14 ,15 ) angeordnet ist, wobei der Anschlag als Schraubverbindung (10 ,11 ;14 ,15 ) ausgebildet ist. - Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung (
10 ,11 ;14 ,15 ) aus einem an der Führungshülse (9 ) ausgebildeten Gewinde (10 ,14 ) besteht, auf welches eine Anschlagmutter (11 ,15 ) aufgeschraubt ist. - Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anschlagmutter (
11 ,15 ) und dem Gewinde (10 ,14 ) ein Schraubenkleber (13 ) aufgebracht ist. - Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmutter (
11 ,15 ) durch ein Heißverstemmen an der Führungshülse (9 ) gesichert ist. - Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmutter (
11 ,15 ) durch ein Laserschweißen oder einen Formschluss mit einem elastischen Element an der Führungshülse (9 ) gesichert ist. - Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (
11 ) an einer zum Kolben (4 ) hinweisenden Seite der Führungshülse (9 ) ausgebildet ist. - Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (
4 ) auf einer der Führungshülse (9 ) zugewandten Seite einen Freischnitt (12 ) aufweist, in welchen bei maximaler Extension des Kolbens (4 ) die Anschlagmutter (11 ) eingreift. - Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (
14 ) an einer vom Kolben (4 ) weg weisenden Seite der Führungshülse (9 ) ausgebildet ist. - Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Flanken (
17 ) des Gewindes (10 ,14 ) in Kraftrichtung flach ansteigen. - Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmutter (
11 ,15 ) und das Gewinde (10 ,14 ) aus einem Kunststoff gefertigt sind oder die Anschlagmutter (11 ,15 ) aus einem Metall besteht.
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