DE102016223608A1

DE102016223608A1 - Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere für eine Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102016223608A1
Application number: DE102016223608.3A
Authority: DE
Inventors: Philippe Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2018-05-30
Also published as: CN110023643A; DE112017006025A5; WO2018099510A1; CN110023643B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere für eine Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Fahrzeuges, bestehend aus einem als Gehäuse (1) ausgebildeten konzentrischen Zylinder, in dem ein Kolben (5) axial beweglich gelagert ist, wobei der Kolben (5) an einem Ausrücklager (7) angreift, welches einen Aktuator betätigt, wobei ein außen an dem Gehäuse (1) fest angeordneter Sensor (11) in einer Wirkverbindung mit einem mit dem beweglichen Kolben (5) verbundenen Sensortarget (10) steht. Bei einer Kolben-Zylinder-Anordnung wird eine Taumelbewegung des Sensortargets unterbunden, indem das Sensortarget (10) direkt am Kolben (5) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere für eine Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Fahrzeuges, bestehend aus einem als Gehäuse ausgebildeten, konzentrischen Zylinder, in dem ein Kolben axial beweglich gelagert ist, wobei der Kolben an einem Ausrücklager angreift, welches einen Aktuator betätigt, wobei ein außen an dem Gehäuse fest angeordneter Sensor in einer Wirkverbindung mit einem mit dem beweglichen Kolben verbundenen Sensortarget steht.
Aus der EP 1 898 111 A2 ist ein Zentralausrücker für eine hydraulische Kupplungsbetätigung bekannt, welcher eine Durchgangsbohrung aufweisendes Gehäuse und eine darin angeordnete, daran befestigte Hülse aufweist, auf der ein zur Kupplung wirkverbindbarer Ringkolben verschiebbar geführt ist, an dem ein Ausrücklager-Innenring befestigt ist. Hierbei ist zur Erfassung der Axialposition des Ringkolbens ein Sensor am Gehäuse befestigt, dem ein verschiebbar geführter Magnetkörper zugeordnet ist, welcher mit einem am Ausrücklager-Innenring befestigten Ringkörper zur Mitnahme durch den Ringkolben axial spielfrei verbunden ist. Der Magnetkörper ist mit über seinen Verschiebeweg gleichbleibenden Abstand zum Sensor am Gehäuse verschiebbar geführt und greift mit einem Führungsschuh in eine Umfangsnut des Ringkörpers axial spielfrei, aber radial beweglich ein. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass viel radialer Bauraum benötigt wird. Darüber hinaus ist aufgrund des verhältnismäßig großen Abstandes zwischen dem Magnetkörper und einem Taumelzentrum eines Taumelgefahr des Magnetkörpers sehr groß. Ein Taumelwinkel ergibt sich durch das Kolben-Gehäuse-Spiel. Dadurch kann ein Taumeln des Magnetkörpers nicht vollständig unterbunden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolben-Zylinder-Anordnung anzugeben, bei welcher die Taumelbewegung des Sensortargets vollständig unterbunden wird.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Sensortarget direkt am Kolben befestigt ist. Da auf zusätzliche Bauelemente, wie beispielsweise den Ringkörper, verzichtet wird, wird nicht nur Bauraum, der zur Anordnung der Wegmesseinrichtung benötigt wird, verringert, sondern in erster Linie auch ein Taumeln des Sensortargets unterbunden, da das Sensortarget durch die unmittelbare Anbindung an den Kolben nur die Bewegung des Kolbens mitmacht. Durch das unterbundene Taumeln wird eine Genauigkeit des Wegmesssignals des Kolbens verbessert.
Vorteilhafterweise weist der Kolben eine Ausnehmung zur Aufnahme des Sensortargets auf. Mittels dieser Ausnehmung wird auf zusätzlichen Bauraum für das Sensortarget am Kolben verzichtet, so dass die Abmaße der Kolben-Zylinder-Anordnung unverändert aufrechterhalten werden können. Die Anordnung des Sensortargets am Kolben ist somit bei konstruktiv unterschiedlichen Kolben-Zylinder-Anordnungen möglich.
In einer Ausgestaltung ist der das Sensortarget tragende Kolben in einem durch eine Außendruckwandung und eine Führungshülse des Gehäuses aufgespannten Druckraum geführt und der Sensor liegt direkt an der Außendruckwandung an. Da das Sensortarget so an dem Kolben befestigt ist, dass es dem an der Außendruckwandung angeordneten Sensor gegenüberliegt, wird eine zuverlässige Wirkverbindung zwischen Sensortarget und Sensor hergestellt, was eine sehr genaue Wegmessung des Kolbens erlaubt.
In einer Variante ist der auf einem Lead-Frame befestigte Sensor an der Außendruckwandung mit einem stoffschlüssig an der Außendruckwandung fixierten Deckel abgedeckt. Durch diese stoffschlüssig mit der Außendruckwandung verbundene Abdeckung wird eine Verschmutzung des Sensors, insbesondere der Lead-Frame-Anordnung, unterbunden, wodurch die Lebensdauer des Sensors erhöht wird.
In einer Ausführungsform sind das Ausrücklager und eine Vorlastfeder radial innenliegend zum Kolben und dem Gehäuse angeordnet. Die Vorlastfeder nimmt dabei insbesondere das Ausrücklagerschleppmoment auf.
In einer Ausgestaltung greift bei dem innenliegenden Ausrücklager eine Verdrehsicherung des Kolbens innen an der Außendruckwandung des Gehäuses an. Mittels einer solchen Verdrehsicherung wird die Ausrichtung des Sensortargets zum Sensor aufrechterhalten, um ein genaues Sensorsignal erzeugen zu können.
In einer Alternative sind das Ausrücklager und die Vorlastfeder radial außenliegend zum Kolben und dem Gehäuse angeordnet, wobei die Vorlastfeder das den Sensor tragende Gehäuse umschließt. Dadurch ergibt sich eine besonders bauraumsparende Anordnung.
Vorteilhafterweise greift bei dem außenliegenden Ausrücklager die Verdrehsicherung an der Führungshülse des Gehäuses an, wodurch ebenfalls die Ausrichtung des Sensortargets zum Sensor konstant gehalten wird.
In einer Weiterbildung sind der Kolben und/oder das Ausrücklager axial über mindestens einen Rasthaken miteinander verbunden. Bei dieser Verbindung kann auf eine Verdrehsicherung verzichtet werden, was den bautechnischen Aufwand der Kolben-Zylinder-Einheit reduziert.
Um einen besonders kostengünstigen Kolben herstellen zu können, ist dieser als Ringkolben ausgebildet, wobei die Verdrehsicherung und der mindestens eine Rasthaken integraler Bestandteil des Ringkolbens sind. Dadurch, dass der Kolben einstückig mit Verdrehsicherung und Rasthaken ausgebildet ist, entfällt eine Justierung der Einzelteile, was den Montageprozess vereinfacht.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung,
2 eine Vergrößerung des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung,
3 ein Ausführungsbeispiel eines Ringkolbens,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung, bei welcher ein Zylinder ein Gehäuse 1 bildet. Das Gehäuse 1 besteht aus einer Außendruckwandung 2 und einer Führungshülse 3, zwischen denen sich ein Druckraum 4 erstreckt, in dem axial beweglich ein Kolben 5 angeordnet ist. Der Kolben 5 ist mit einem Innenring 6 eines Ausrücklagers 7 verbunden, welches auf eine nicht weiter dargestellte Kupplung eines Fahrzeuges bei der Bewegung des Kolbens 5 einwirkt. Das Ausrücklager 7 wird von einer Vorlastfeder 8 gestützt.
In einer Ausnehmung 9 des Kolbens 5 ist ein Sensortarget 10 angeordnet, so dass das Sensortarget 10 der Außendruckwandung 2 des Gehäuses 1 zugewandt ist. Größe und Form der Ausnehmung 9 sind dabei so an die GröOe und Form des Sensortargets 10 angepasst, dass das in die Ausnehmung 9 eingelegte Sensortarget 10 mit der Kolbenwand abschließt. Ein Überstehen des Sensortargets 10 wird somit unterbunden. Außen an der Außendruckwandung 2 ist ein Sensor 11 auf einer Lead-Frame-Anordnung 12 angeordnet, welche gleichzeitig die Steckverbindung zum externen Anschluss des Sensors 11 bildet. Der direkt außen auf der Außendruckwandung 2 aufliegende Sensor 11 und die Lead-Frame-Anordnung 12 sind dabei mit einem Deckel 13 abgedeckt, welcher mit der Außendruckwandung 2 verschweißt ist.
In 2 ist eine Vergrößerung der Kolben-Zylinder-Anordnung nach 1 dargestellt, aus welcher ersichtlich ist, dass der Kolben 5 über einen sich axial erstreckenden Rasthaken 15 an dem Innenring 6 des innenliegenden Ausrücklagers 7 befestigt ist. Gleichzeitig weist der Kolben 3 eine radial nach außen gerichtete Verdrehsicherung 14 auf, die an der Innenseite der Außendruckwandung 2 angreift und zur Positionierung des Sensortargets 10 gegenüber dem Sensor 11 beiträgt.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des als Ringkolben ausgebildeten Kolbens 5 mit der axial ausgebildeten Ausnehmung 9 zur Aufnahme des Sensortargets 10 und der sich ebenfalls auf der Außenhaut des Kolbens 5 radial erstreckenden Verdrehsicherung 14, welche als Noppe ausgebildet ist. Zwei Rasthaken 15 erstrecken sich axial zum Ringkolben 5. Der beschriebene Ringkolben 5 stellt ein einstückiges Bauteil dar, welches den Rasthaken 15, die Ausnehmung 9 für das Sensortarget 10 und die Noppen der Verdrehsicherung 14 als integralen Bestandteil aufweist.
In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung dargestellt, bei welcher das Ausrücklager 7 und die Vorlastfeder 8 außen am Gehäuse 1 angeordnet sind. Der Kolben 5 ist dabei mit einer Verdrehsicherung 16 versehen, welche an die Innenwandung der Führungshülse 3 angreift, während auch in diesem Fall der Sensor 11 mit dem Lead-Frame-Anordnung 12 direkt auf der Außenseite der Außendruckwandung 2 des Gehäuses 1 aufliegt. Das den Sensor 11 tragende Gehäuse 1 wird dabei außen von der Vorlastfeder 8 umgeben, die auch in diesem Fall das Schleppmoment des Ausrücklagers 7 aufnimmt. Der durch die Lead-Frame-Anordnung 12 gebildete Steckerausgang 17 ist unterhalb der Vorlastfeder 8 angeordnet, wobei die Vorlastfeder 8 von einem Faltenbalg 18 umgeben ist. Die Wandstärke der Außendruckwandung 2 ist zur Aufnahme des Sensors 11 etwas reduziert, wodurch die axiale Positionierung des Sensortargets 10 zum Sensor 11 durch den Verzicht auf einen Dichtringträger verbessert werden.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Außendruckwandung
3: Führungshülse
4: Druckraum
5: Kolben
6: Innenring
7: Ausrücklager
8: Vorlastfeder
9: Ausnehmung am Kolben
10: Sensortarget
11: Sensor
12: Lead-Frame-Anordnung
13: Deckel
14: Verdrehsicherung
15: Rasthaken
16: Verdrehsicherung
17: Steckerausgang
18: Faltenbalg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1898111 A2 [0002]

Claims

Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere für eine Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Fahrzeuges, bestehend aus einem als Gehäuse (1) ausgebildeten, konzentrischen Zylinder, in dem ein Kolben (5) axial beweglich gelagert ist, wobei der Kolben (5) an einem Ausrücklager (7) angreift, welches einen Aktuator betätigt, wobei ein außen an dem Gehäuse (1) fest angeordneter Sensor (11) in einer Wirkverbindung mit einem mit dem beweglichen Kolben (5) verbundenen Sensortarget (10) steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensortarget (10) direkt am Kolben (5) befestigt ist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) eine Ausnehmung (9) zur Aufnahme des Sensortargets (10) aufweist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der das Sensortarget (10) tragende Kolben (5) in einem durch eine Außendruckwandung (2) und einen Führungszylinder (3) des Gehäuses (1) aufgespannten Druckraum (4) geführt ist und der Sensor (11) direkt außen an der Außendruckwandung (2) anliegt.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der auf einer Lead-Frame-Anordnung (12) befestigte Sensor (11) an der Außendruckwandung (2) mit einem stoffschlüssig an der Außendruckwandung (2) fixierten Deckel (13) abgedeckt ist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrücklager (7) und eine Vorlastfeder (8) radial innenliegend zum Kolben (5) und dem Gehäuse (1) angeordnet sind.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem innenliegenden Ausrücklager (8) eine Verdrehsicherung (14) des Kolbens (5) innen an der Außendruckwandung (2) des Gehäuses (1) angreift.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrücklager (7) und die Vorlastfeder (8) radial außenliegend zum Kolben (5) und dem Gehäuse (2) angeordnet sind, wobei die Vorlastfeder (8) das den Sensor (11) tragende Gehäuse (1) umschließt.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem außenliegenden Ausrücklager (8) die Verdrehsicherung (16) an der Führungshülse (3) des Gehäuses (1) angreift.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) und das Ausrücklager (7) axial über mindestens einen Rasthaken (15) miteinander verbunden sind.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) als Ringkolben ausgebildet ist, wobei die Verdrehsicherung (14, 16) und der mindestens eine Rasthaken (15) integraler Bestandteil des Ringkolbens (5) sind.