DE102014217118A1

DE102014217118A1 - Ausrücksystem für eine Kupplung eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102014217118A1
Application number: DE102014217118.0A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Regenold; Melanie Markert; Claudia Seiter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ausrücksystem für eine Kupplung eines Fahrzeuges, vorzugsweise mit hydraulischer Betätigung, bei dem zur Wegmessung wenigstens eines in einem Gehäuse entlang einer Längsachse verschiebbaren mit einem Ausrücklager wirkverbunden Kolbens mittels eines Sensors wenigstens ein Referenzgeber in Form eines Magneten oder eines elektrisch leitfähigen Targets (nachfolgend nur Target genannt) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Target in einer Linearführung geführt ist, welche zumindest in radialer Richtung ein Verkippen des Targets verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ausrücksystem für eine Kupplung eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.
Konventionelle Kupplungen, die hydraulisch betätigt werden, werden meistens mittels CSCs, Doppel-CSC-s oder einer Kombination aus CSC und Mehrkolbenausrücker betätigt. Die Wegmessung bei derartigen konventionellen Anwendungen erfolgt üblicherweise berührungslos durch induktive Sensoren oder Hall-Sensoren, die an das CSC-Gehäuse (Nehmerzylindergehäuse) angebracht sind und die Bewegung der betätigten Kolben messen.
In der Druckschrift DE 10 2009 056 380 A1 wird beispielsweise ein Kupplungsausrücksystem beschrieben, bei welchem die Mantelfläche mindestens eines der Kolben einen rechtwinklig zur Betätigungsrichtung angeordneten Referenzgeber (Target) zur Sensierung des Ausrückweges des inneren Kolbens aufweist, dessen Länge aus der Mantelfläche des Gehäuses herausragt, wobei im Gehäuse im Bereich des/der Referenzgeber(s) an die Länge des Kolbenausrückweges angepasste Ausnehmungen vorgesehen sind. Der Referenzgeber bzw. das Detektierelement (Target) ist in Form eines Stiftes ausgebildet und kann unlösbar, beispielsweise angegossen oder aufgeklebt, oder aber auch lösbar, beispielsweise eingeschraubt, mit der Mantelfläche des Kolbens verbunden sein. Das in Form eines Stiftes ausgebildete Target tritt mit einem außerhalb des Ausrücksystems angeordneten Sensor in Verbindung, so dass der Ausrückweg detektiert werden kann. Das stiftförmige Target wird in einer Längsnut des Gehäuses in axialer Richtung geführt. Ein radiales Verkippen bei einer Kippbewegung/Taumelbewegung des Kolbens wird nicht verhindert.
Aus der Druckschrift DE 10 2013 213 902 A1 ist ein Ausrücksystem, insbesondere für Doppelkupplungen, welche vorzugsweise hydraulisch betätigbar sind, bekannt, wobei zur Wegmessung wenigstens eines Kolbens mittels eines Sensors wenigstens ein elektrisch leitfähiges Target (Referenzgeber) vorgesehen ist. Das Target ist am Kolben und/oder an einem Dichtringträger des Ausrücksystems angeordnet.
Es ist ebenfalls bekannt, das zu sensierende Target an einem Träger am Ausrücklager zu befestigen.
Bei den bekannten Lösungen wirken sich Taumelbewegungen des Bauteils, an dem der Referenzgeber befestigt ist, sowohl auf den Messweg in der zu messenden Richtung, als auch auf den radialen Abstand des Referenzgebers zum Sensor aus. Diese radiale Abstandsänderung beeinträchtigt erheblich die Genauigkeit des Sensorsignals.
Gleichzeitig muss die Führung des Referenzgebers spielbehaftet ausgelegt werden, damit insbesondere das Ausrücklager in seiner Funktion bzw. Taumelbewegung nicht eingeschränkt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ausrücksystem für eine Kupplung eines Fahrzeuges zu entwickeln, welches auch bei einer Taumelbewegung eine Wegmessung mit einer hohen Genauigkeit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Ausrücksystem für eine Kupplung eines Fahrzeuges, vorzugsweise mit hydraulischer Betätigung, weist zur Wegmessung wenigstens eines in einem Gehäuse entlang einer Längsachse verschiebbaren mit einem Ausrücklager wirkverbunden Kolbens mittels eines Sensors, wenigstens einen Referenzgeber in Form eines Magneten oder elektrisch leitfähigen Targets (nachfolgend nur als Target bezeichnet) auf, wobei das Target erfindungsgemäß in einer Linearführung geführt ist, welche zumindest in radialer Richtung ein Verkippen des Targets verhindert.
Dadurch wird lediglich eine axiale Bewegung des Targets realisiert und ein radiales Verkippen des Targets verhindert, wodurch eine hohe Genauigkeit des Messergebnisses bei der Wegmessung gewährleistet ist.
Dazu ist das Target über einen Target-Halter mit dem Kolben oder einer mit dem Kolben wirkverbunden axial verschiebbaren Komponente derart gekoppelt, dass eine radiale Bewegung/Taumelbewegung entkoppelt und somit nicht auf das Target übertragen wird, so dass lediglich die axiale Verschiebung auf das in der Linearführung festgelegte Target übertragbar ist
Vorteilhafter Weise wird der Target-Halter einerseits mit dem Ausrücklager wirkverbunden ist und andererseits mit dem Target so gekoppelt, dass eine radiale Relativbewegung zwischen dem Target-Halter und dem in der Linearführung radial festgelegten Target realisierbar ist. Dazu wird eine im Wesentlichen lose radiale Anbindung des Targets im Target-Halter vorgesehen, durch welche sichergestellt ist, dass nur die axiale Bewegung des Ausrücklagers auf das Target übertragen wird.
Es ist beispielsweise möglich, dass der Target-Halter an einer ersten Stirnseite des Targets punktförmig anliegt und dass zwischen einer zweiten Stirnseite des Targets und dem Target-Halter wenigstens eine gewölbte Fläche ausgebildet ist, derart, dass eine radiale Relativbewegung/Taumelbewegung zwischen dem Target-Halter und dem radial festgelegten Target realisierbar ist. Die in Richtung zur Stirnseite des Targets gewölbte Fläche des Target-Halters rollt bei einer Schwenk- bzw. Taumelbewegung des Target-Halters – bedingt durch eine Taumelbewegung des Ausrücklagers – auf der Stirnseite des radial festgelegten Targets ab und überträgt diese Taumelbewegung dadurch nicht auf das Target.
Der Target-Halter wird beispielsweise durch einen Mitnehmer am Ausrücklager drehfest und axialfest befestigt.
Vorzugsweise wird die Linearführung des Targets in ein Sensorgehäuse des Sensors integriert, so dass nur ein geringer radialer Abstand zwischen Sensor und Target vorhanden ist.
Beispielsweise kann das Target in einer im Sensorgehäuse angeordneten Führungsschiene entlang der Längsachse verschiebbar angeordnet sein, wobei die Führungsschiene zum Target derart toleriert ist, dass eine Winkel- und/oder Abstandsänderung vom Target zum Sensor verhindert ist.
Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet eine hohe Genauigkeit des Messergebnisses der Wegmessung ohne die Taumelbewegung des Ausrücklagers einzuschränken.
Hierfür wird das Target in einer Linearführung am Sensor selbst geführt und lediglich durch einen am Ausrücklager angebrachten Mitnehmer in der zu messenden Richtung bewegt. Eine radiale Bewegung und eine dadurch resultierende Abstands- und Winkeländerung des Targets zum Sensor wird durch die Führung wirksam verhindert. Der Ausgleich der Taumelbewegung des Lagers erfolgt bei diesem Konzept über die lose radiale Anbindung des Targets im Target-Halter, welche nur die axiale Bewegung des Ausrücklagers auf das Target überträgt. Dies wird durch die punktförmige Fixierung am oberen Ende des Targets sowie durch die gewölbte Lagerung an der Unterseite des Targets unterstützt.
Diese Erfindung ermöglicht es, die Erfassung des Betätigungsweges eines oder mehrerer, bei einer Doppelkopplung beider Kolben, durch einen berührungslosen Sensor leicht zu realisieren und die für die Wegmessung definierte Position des Targets einfach zu gestalten, um einen präzisen Betätigungsweg zu detektieren.
Der Target ist bevorzugt in der Art eines Magneten (bei Nutzung eines magnetbasierten Messprinzips), beispielsweise eines sich längs erstreckenden Segmentmagneten ausgebildet, oder in der Art eines elektrisch leitfähigen Bauteils (bei Nutzung eines induktiven Messprinzips) der/das entsprechende Führungsflächen aufweist, mit welchen die Axialbewegung in der Axialführung gewährleistet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 den Längsschnitt eines Ausrücksystems in Form eines Nehmerzylinders (CSC) für eine Kupplung,
2 die dreidimensionale Darstellung des in der Linearführung des Sensorgehäuse geführten Targets,
3 einen Längsschnitt durch das im Sensorgehäuse angeordnete Target,
4 die Einzelheit X gemäß 3.
Das Ausrücksystem 1 weist gemäß 1 ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Kolben 3, der als Ringkolben ausgeführt ist, in einem Ringraum 4 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Ringraum ist mittels eines Hydraulikmediums mit Druck beaufschlagbar und dadurch der Kolben 3 entlang der Längsachse 1.1 des Ausrücksystems axial verschiebbar. In Richtung zum Ringraum ist der Kolben 3 mittels einer Dichtung 5, die an einem am Kolben 3 befestigten Dichtringträger 6 aufgenommen ist, abgedichtet. An seiner vom Ringraum 4 abgewandten Stirnseite steht der Kolben 3 mit einem Ausrücklager 7 in Wirkverbindung. Bei einer axialen Hubbewegung des Kolbens 3 wird somit das Ausrücklager ebenfalls in axialer Richtung betätigt und wirkt auf nicht dargestellte Elemente einer Kupplung, wodurch die Kupplung betätigt wird. Die Messung des Kolbenhubes erfolgt über ein Sensorsystem, das im Wesentlichen aus einem Target 8 und einem Sensor 9 und einer entsprechenden nicht dargestellten Auswerteelektronik besteht.
Der Target 8 ist über einen Target-Halter 10 und einen Mitnehmer 11 am mit dem Kolben 3 verbundenen Innenring 7.1 des Ausrücklagers 7 befestigt, wird erstmalig in dem Sensorgehäuse 12 des Sensors 9 in einer Linearführung 13 axial verschiebbar geführt und ist radial innen im geringen Abstand zum Sensor 9 angeordnet.
Der Target 8 wird axial an seinen beiden Stirnseiten in dem Target-Halter 10 aufgenommen, so dass der Target-Halter 10 entsprechend einer Taumelbewegung des Ausrücklagers 7 ebenfalls eine Taumelbewegung vollführen kann, diese jedoch nicht/nur geringfügig auf das Target 8 übertragen wird. Es erfolgt lediglich bei einer Axialbewegung des Kolbens 3 eine analoge Axialbewegung des Targets 8, da dieser durch die Längsführung 13 axial festgelegt ist und radial über die besondere Aufnahme im Target-Halter 10 zu diesem entkoppelt ist.
Aus 2 ist ersichtlich, dass die Längsführung 13 des am Target-Halter 10 aufgenommenen Targets 8 in dem Sensorgehäuse 12, in dem der am Sensor 9 integriert ist, in der Art einer V-Führung ausgebildet ist und dass der Target 8 an zwei sich gegenüberliegenden Seiten ebenfalls V-förmig gestaltet ist und über diese Außenkontur die Längsführung realisiert wird. Das Sensorgehäuse 12 ist außen am Gehäuse 2 des Ausrücksystems 1 befestigt.
3 zeigt einen Längsschnitt durch den im Sensorgehäuse 12 angeordneten Target 8 und 4 die Einzelheit X gemäß 3. Aus 3 ist nochmals ersichtlich, dass der Innenring 7.1 des Ausrücklagers 7 über den Mitnehmer 11 mit dem Target-Halter 10 verbunden ist.
Das sich längserstreckende Target 8 weist in Richtung zum Ausrücklager 7 eine erste Stirnfläche 8.1 und eine dazu entgegen gerichtete zweite Stirnfläche 8.2 auf. Die axiale Aufnahme des Targets 8 erfolgt über diese beiden Stirnflächen 8.1, 8.2 in dem Target-Halter 10.
Der Target-Halter 10 liegt dazu an der ersten Stirnseite 8.1 des Targets punktförmig mittels einer entsprechend ausgebildeten Schraube 14, eines Federdruckstückes oder eines anderen, leicht federnden Elements (nicht dargestellt) an. An einem der Schraube gegenüberliegenden Arm 10.1 des Target-Halters 10 ist eine konvex gewölbte Fläche 10.2 ausgebildet, die an der zweiten Stirnseite 8.2 des Targets 8 anliegt. Dadurch ist eine radiale Relativbewegung/Taumelbewegung zwischen dem Target-Halter 10 und dem radial festgelegten Target 8 realisierbar. Das Target 8 wird lediglich in axialer Richtung in der Linearführung 13 verschoben, wenn der Kolben betätigt wird.
Die Linearführung 13 ist bevorzugt in Form einer nicht separat bezeichneten Führungsschiene ausgebildet und zum Target 8 derart toleriert ist, dass eine Winkel- und/oder Abstandsänderung vom Target 8 zum Sensor 9 verhindert ist.
Der Ausgleich der Taumelbewegung des Ausrücklagers 7 erfolgt bei der erfindungsgemäßen Lösung erstmalig über die lose radiale Anbindung des Targets 8 im Target-Halter 10, welche nur die axiale Bewegung des Ausrücklagers 7 auf das Target 8 überträgt.
Dies wird hier durch die punktförmige Fixierung am oberen Ende (der ersten Stirnfläche 8.1) des Targets 8, sowie durch die gewölbte Lagerung an der Unterseite (der zweiten Stirnfläche 8.2) des Targets 8 unterstützt.
Die erfindungsgemäße Lösung ist auch für andere Anwendungsfälle einsetzbar, bei welchen ein Kolbenweg mittels eines Sensors erfasst werden soll.
Bezugszeichenliste

1: Ausrücksystem
1.1: Längsachse
2: Gehäuse
3: Kolben
4: Ringraum
5: Dichtung
6: Dichtringträger
7: Ausrücklager
7.1: Innenring
8: Target
8.1: erste Stirnfläche
8.2: zweite Stirnfläche
9: Sensor
10: Target-Halter
10.1: Arm
10.2: Gewölbte Fläche
11: Mitnehmer
12: Sensorgehäuse
13: Linearführung
14: Schraube

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009056380 A1 [0003]
DE 102013213902 A1 [0004]

Claims

Ausrücksystem (1) für eine Kupplung eines Fahrzeuges, vorzugsweise mit hydraulischer Betätigung, bei dem zur Wegmessung wenigstens eines in einem Gehäuse (2) entlang einer Längsachse (1.1) verschiebbaren mit einem Ausrücklager (7) wirkverbundenen Kolbens (3) mittels eines Sensors (9) wenigstens ein Referenzgeber in Form eines Magneten oder eines elektrisch leitfähigen Targets (8) (nachfolgend nur Target genannt) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (8) derartig geführt ist, dass zumindest in radialer Richtung ein Verkippen des Targets (8) verhindert wird.
Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (8) in einer Linearführung (13) geführt ist und über einen Target-Halter (10) mit dem Kolben (3) oder einer mit dem Kolben (3) wirkverbunden axial verschiebbaren Komponente gekoppelt ist derart, dass eine radiale Bewegung/Taumelbewegung des Target-Halters (10) derartig entkoppelt ist, dass lediglich die axiale Verschiebung auf das in der Linearführung (13) festgelegte Target (8) übertragbar ist.
Ausrücksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Target-Halter (10) einerseits mit dem Ausrücklager (7) wirkverbunden ist und andererseits mit dem Target (8) so verbunden ist, dass eine radiale Relativbewegung zwischen dem Target-Halter (10) und dem in der Linearführung (13) radial festgelegten Target (8) realisierbar ist.
Ausrücksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine lose radiale Anbindung des Targets (8) im Target-Halter (10) nur die axiale Bewegung des Ausrücklagers (7) auf das Target (8) überträgt.
Ausrücksystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Target-Halter (10) an einer ersten Stirnseite (8.1) des Targets (8) punktförmig anliegt und dass zwischen einer zweiten Stirnseite (8.2) des Targets (8) und dem Target-Halter (10) wenigstens eine gewölbte Fläche (10.2) ausgebildet ist, derart, dass eine radiale Relativbewegung/Taumelbewegung zwischen dem Target-Halter (10) und dem radial festgelegten Target (8) realisierbar ist.
Ausrücksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführung (13) des Targets (8) in ein Sensorgehäuse (12) des Sensors (9) integriert ist.
Ausrücksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (8) in einer im Sensorgehäuse (12) angeordneten Führungsschiene entlang der Längsachse (1.1) verschiebbar angeordnet ist.
Ausrücksystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene zum Target (8) derart toleriert ist, dass eine Winkel- und/oder Abstandsänderung vom Target (8) zum Sensor (9) verhindert ist.