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Die Erfindung betrifft einen Zentralausrücker / Concentric Slave Cylinder (CSC) mit einem (CSC-) Gehäuse, in dem ein Kolben hydraulikdruckabhängig in Axialrichtung längsverschieblich angeordnet ist, um ein Ausrücklager zu verlagern und dabei eine Kupplung zu öffnen oder zu schließen, wobei am Kolben wenigstens ein Magnet befestigt ist, der zur Lagebestimmung über einen Sensor nutzbar ist, insbesondere wenn er vom Sensor erfasst ist, wobei der Sensor mit einem elektrischen Leiter verbunden ist, um Impulse an eine Auswerteeinheit weiterzugeben.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Nehmerzylinder, die als Zentralausrücker konfiguriert sind, und entsprechende Ausrücksysteme bekannt. So offenbart bspw. die
EP 2 205 883 B1 einen Nehmerzylinder, der insbesondere für ein hydraulisches System eines Kraftfahrzeuges als CSC ausgeführt ist, mit einem Gehäuse, in dem ein Kolben innerhalb eines Druckraumes zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Druckraum durch zwei unterschiedliche Durchmesser aufweisende Dichtelemente abgedichtet ist, und der Kolben über eine Betätigungsstange mit einem Ausrücklager in Wirkverbindung steht, das mittels mindestens eines Energiespeichers, der im Druckraum angeordnet ist, eine Vorspannung erhält. Als besonders ist dort herausgestellt, dass das Dichtelement, das den größeren Durchmesser aufweist, durch einen ringförmigen Magnet, der zur Ermittlung einer Position oder Hublänge des Kolbens vorgesehen ist, axial fixiert ist.
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Bei den bekannten Lösungen wird ein Modul zwischen dem Getriebe und der Verbrennungskraftmaschine an einem Kupplungsgehäuseabschnitt angeflanscht. Dabei hat sich die Erfindung grundsätzlich die Aufgabe gestellt, bei achsparallelen Hybridsystemen einsetzbar zu sein und bei möglichst vielen Motor-Getriebe-Kombinationen einsetzbar zu sein. Insbesondere solche Kombinationen, bei denen auch eine Positionserkennung über ein CSC benötigt wird, sollen bedienbar sein.
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Der üblichste Fall bisher sind jedoch koaxiale Hybridsysteme. Hierzu werden oftmals nahezu Standardkomponenten in puncto CSC und Kupplung verwendet. Auch werden Standardsensoren eingesetzt, die üblicherweise radial außen am CSC angebracht werden. Allerdings gibt es Verwendungsvarianten, in denen extrem wenig Bauraum in axialer Richtung vorhanden ist. Bei solchen Einsatzbereichen ist also der vorhandene Bauraum in axialer Richtung sehr begrenzt. Es gibt sogar Anwendungsfälle, bei denen für das gesamte CSC nicht einmal 24 mm axialer Bauraum zur Verfügung steht. Konventionelle Anordnungen können dann nicht eingesetzt werden.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung für achsparallele Hybridsysteme bei möglichst vielen Motor-Getriebe-Kombinationen eine kostengünstige und effiziente Lösung für eine Positionserkennung bei einem Ausrücksystem zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Zentralausrücker dadurch gelöst, dass der Sensor radial innerhalb vom ringförmigen Kolben angeordnet ist. Dadurch kann nämlich der kleine / kurze Bauraum besonders gut genutzt werden, insbesondere wenn das Lager komplett um das CSC / den Zentralausrücker herum baut. Die Länge des Lagers ist dann nahezu die Länge des CSCs. Statt einer herkömmlichen Anordnung kann nun eine intelligente Alternativlösung eingesetzt werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn der Sensor an einer Innenmantelfläche des Gehäuses festgelegt ist. Auf diese Weise kann die Montage zu einem recht frühen Zeitpunkt erfolgen und eine Unterzusammenbaugruppe erzielt werden, die dann gemeinsam am Kupplungsgehäuse, insbesondere an einem Lagerschild angebracht werden kann. Die Montagezeiten werden dadurch verringert bei gleichzeitig guter Bauraumausnutzung, selbst in Extremfällen.
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Der Kompaktheit zuträglich ist es auch, wenn der elektrische Leiter vom Sensor an der Innenmantelfläche des (CSC-) Gehäuses entlang und/oder zwischen einem Kupplungsgehäuseabschnitt, wie dem Lagerschild, und einer dem Kupplungsgehäuseabschnitt zugewandten Stirnseite des (CSC-) Gehäuses entlang geführt ist.
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Es hat sich bewährt, wenn der elektrische Leiter als Leiterbahn oder als Leitung / Kabel ausgebildet ist. Wird eine Leiterbahn verwendet, so kann der axiale Bauraum besonders gut genutzt werden, wohingegen bei Verwendung einer Leitung / eines Kabels auf kostengünstige Standardbauteile zurückgegriffen werden kann.
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Wenn der elektrische Leiter in ein Haltebauteil eingebettet ist, so kann einerseits die Montage vereinfacht werden und andererseits der elektrische Leiter vor Kontakt mit einem sonst im umgebenden Bereich vorhandenen Fluid vermieden werden.
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Es ist von Vorteil, wenn das Haltebauteil ein Sensorgehäuse besitzt, das mit einem dazu separaten Leitungsadapter verbunden ist. Die Montage kann dann in mehrere Schritte unterteilt werden, was den Prozessablauf erleichtert.
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Es ist auch zweckmäßig, wenn der Leitungsadapter Halteabschnitte besitzt, die zum form- und/oder kraftschlüssigen Festlegen an dem Gehäuse vorbereitet sind. Ein werkzeugloses Befestigen ist dann erleichtert.
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Clips-Lösungen, die besonders kosteneffizient sind, lassen sich dann einfach umsetzen, wenn die Halteabschnitte als Haltehaken ausgestaltet sind und/oder in dazu passende Ausnehmungen in/am (CSC-) Gehäuse an- / eingreifen.
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Es ist auch von Vorteil, wenn der Leitungsadapter wenigstens eine Zentriernase besitzt, die in ein möglichst dazu passendes Loch in der benachbarten Stirnfläche des (CSC-) Gehäuses greift.
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Die Erfindung betrifft aber auch ein Kupplungsgehäuse, insbesondere ein Hybridmodulgehäuse, mit einem Hauptkörper, an dem ein nach radial innen weisendes Lagerschild / Schild angebracht ist, wobei dieses Kupplungsgehäuse erfindungsgemäß dadurch weitergebildet ist, dass ein Zentralausrücker der vorzugsweise erfindungsgemäßen Art mit einem lagerschildzugewandten Haltebauteil am Lagerschild befestigt ist. Dadurch ist das den elektrischen Leiter beinhaltende / einkapselnde / umgebende Haltebauteil zwischen einer Stirnfläche des (CSC-) Gehäuses und einer dem Zentralausrücker zugewandten Oberfläche des Lagerschildes eingepasst.
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Mit anderen Worten besteht die Lösung also darin, einen Sensor am Innendurchmesser des Zentralausrückers / CSCs anzuordnen. Hierzu sind auch diverse Neuerungen von Vorteil. So sollten die Magnete in ihrer Winkelposition gehalten werden, um ein präzises Messergebnis zu erzielen / erreichen. Auch sollte ein CSC-Anschlag so gelöst werden, dass ein Hub, eine Verdrehsicherung und eine einfache Montage gewährleistet ist. Mit der vorliegenden Erfindung wird dies erreicht. Auch erreicht die Erfindung, dass der Sensor mit seinen Kontakten unterhalb des CSCs, also auf der dem Lagerschild zugewandten Seite, hindurchgeführt ist, wobei die Verbindung der Bauteile in einer Art gewährleistet ist, dass keine Korrosion oder Überbrückung an den Kontaktstellen erfolgt.
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Der Sensor ist also auf der Innenseite des CSCs angeordnet. Die Leiterbahnen tauchen unterhalb des CSCs durch. Die Leiterbahn / der elektrische Leiter und der Sensor sind im Freien verlötet, wobei danach Harz in das Sensorgehäuse und/oder auf den Leitungsadapter gefüllt ist, sodass der elektrische Leiter von Harz umgeben ist. Dieses Harzeinfüllen findet nach dem Verlöten des Leiters mit dem Sensor statt. Das Harz dichtet ab und übernimmt gleichzeitig eine Clips-Funktion, um die Leiterbahn und das Sensorgehäuse zu verbinden. Es sind dabei im Sensorgehäuse und im Leitungsadapter unterschiedlich große Löcher, bspw. urgeformt oder mittels einer Bohrung später eingebracht, vorhanden, die ein Lösen der beiden Bauteile voneinander verhindern. Jene Baugruppe wird dann insgesamt außen am Gehäuse zentriert, z.B. über ein Loch / eine Bohrung und dort auch am CSC-Gehäuse gehalten.
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Der Leitungsadapter verfügt auf der dem Lagerschild zugewandten Unterseite Quetschrippen, um eine definierte Lage des Sensors zu gewährleisten. Der Leitungsadapter hat einen umlaufenden Kragen, der quasi als Dichtgeometrie / Überlappungsdichtung agiert, um den Sensor mit dem Harz eingießen zu können und dabei beide Teile zu verbinden. Der Kolben selbst ist natürlich verdrehgesichert. Der elektrische Leiter kann als Leiterbahn ausgebildet werden, die im Notfall bzw. einem anderen Anwendungsfall auch durch eine Leitung / ein Kabel ersetzt wird. Wird eine Leiterbahn verwendet, schiebt sich außen am sensorfernen Ende eine Steckergeometrie an. Diese Steckergeometrie kann speziell auf den Anwendungsfall abgestimmt sein oder ein Standardbauteil nachahmen.
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Auf dem Gebiet einer Trennkupplung, die über einen Zentralausrücker betätigt wird, wird somit insbesondere bei achsparallelen Betriebssystemen eine Lösung vorgeschlagen. Axialer Bauraum wird eingespart bzw. besonders effizient genutzt. Gemäß der Erfindung wird ein Sensor des Zentralausrückers am Innendurchmesser des CSCs angebracht, d.h. radial (und axial) innerhalb des CSCs. Leiterbahnen oder Leitungen zum Anschließen an eine Elektronikeinheit sind radial innerhalb des CSCs angeordnet. Zusätzlich wird das im CSC inerte Ausrücklager radial außerhalb des restlichen CSCs angeordnet. Das Ausrücklager, die Trennkupplung und der Sensor haben im Wesentlichen dieselbe Axialposition.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 einen Längsschnittausschnitt durch ein Hybridmodul mit teilweise dargestelltem Kupplungsgehäuse / Hybridmodulgehäuse und daran befestigtem erfindungsgemäßen Zentralausrücker / CSC,
- 2 ein mit dem Zentralausrücker zu einer Unterzusammenbaueinheit kombiniertes Haltebauteil, in dem ein elektrischer Leiter an einem Sensor angeschlossen ist, der zur Detektion zweier Magnete im Kolben ausgelegt ist, wobei die Unterzusammenbaueinheit nur teilweise in einer Längsschnittdarstellung dargestellt ist,
- 3 eine perspektivische Darstellung einer vergrößerten Darstellung nur eines Leitungsadapterteilstücks des Haltebauteils aus 2,
- 4 eine perspektivische Darstellung des Haltebauteils aus 2 mit zwei Abschnitten, nämlich einem Sensorgehäuse und dem Leitungsadapter,
- 5 eine Teildarstellung des Bereichs V aus 4 im Bereich einer Dichtgeometrie an einem Sensorgehäuse zugewandten Ende des Leitungsadapters, und
- 6 eine Ansicht von unten, d.h. einer dem Kupplungsgehäuse bzw. einem Lagerschild des Kupplungsgehäuses nächstgelegenen Seite des Haltebauteils auf Quetschrippen am Haltebauteil, welche zum Toleranzausgleich genutzt sind.
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Die Zeichnungen sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßer Zentralausrücker 1 mit einem (CSC-) Gehäuse 2 dargestellt. Das (CSC-) Gehäuse 2 nimmt einen Kolben 3 auf, der längsverschieblich in einer Druckkammer 4 angeordnet ist. Ein Ausrücklager 5 wird vom Kolben bei dessen Axialbewegung bewegt.
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Am Kolben 3 sind zwei Magnete 6 vorhanden. Diese sind über einen Sensor 7 detektierbar. Der Sensor 7 ist mit einem elektrischen Leiter 8 verbunden.
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Es sei erwähnt, dass nur die eine Hälfte des Zentralausrückers (CSC / Concentric Slave Cylinder) 1 dargestellt ist. Es ist daher einsichtig, dass der Kolben 3 ringförmig ausgebildet ist.
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Der Sensor 7 ist zusammen mit einem Haltebauteil 9 (siehe 3) an einer Innenmantelfläche 10 des Zentralausrückers 1 befestigt / angebracht.
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Radial zwischen dem Ausrücklager 5 und einer Außenmantelfläche 11 ist eine Feder 12 vorhanden.
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Es fällt auf, dass das Ausrücklager 5 radial extrem weit nach außen gelegt ist, sogar außerhalb der Feder 12. Dadurch kann axialer Bauraum besonders effizient genutzt werden. Mit anderen Worten baut der Zentralausrücker 1 extrem flach, also wenig in Axialrichtung. Eine Innenlagerschale 13, d.h. ein Innenring 13 ist zum Verlagern mit dem Kolben 3 gekoppelt, wohingegen eine Außenlagerschale 14, d.h. ein Außenring 14 des Ausrücklagers 5 mit einem Drucktopf 15 gekoppelt ist, um eine Kupplung 16 zu betätigen. Dabei handelt es sich um eine Mehrscheibenkupplung bzw. eine Lamellenkupplung. Insbesondere handelt es sich um eine „normally closed“-Kupplung, so dass bei Aktuierung des Kolbens 3 ein Öffnen gezeitigt ist bzw. bewirkt wird. Natürlich sind zwischen dem Außenring 14 und dem Innenring 13 Wälzkörper 17 vorhanden.
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Es ist ebenso einsichtig, dass der Drucktopf 15 durch eine Verlängerung eines Innenlamellenträgers 18 greift, wobei am radial äußeren Ende ein Endloszugmittel 19, wie eine Kette, angreift.
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In der 2 ist das Haltebauteil 9 im angebrachten Zustand an einem Lagerschild 20 dargestellt, der ein separater Abschnitt eines Kupplungsgehäuses / Hybridmodulgehäuses 21 (siehe 1) ist. Der Zentralausrücker 1 bildet mit seinem Gehäuse 2 die Druckkammer 4 aus, in der der Kolben 3 beweglich ist. Dabei ist eine Dichtung 22 eingesetzt. Die am Kolben 3 in dortigen Ausnehmungen befestigten Magnete 6 werden von dem Sensor 7 erfasst. Ein Signal vom Sensor 7 wird dann dem elektrischen Leiter 8 zugeführt. Dazu ist der Sensor 7 an einer Verbindungsstelle 23 über eine Verlötung / Lötstelle 24 angebunden. Das Haltebauteil 9 setzt sich dabei im Wesentlichen aus zwei Bauteilen zusammen, nämlich einem Leitungsadapter 25 und einem Sensorgehäuse 26.
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Der Leitungsadapter 25 ist in der 3 noch größer dargestellt, so dass seine Koppelstelle 27 größer zu erkennen ist, wobei diese Koppelstelle 27 ausgelegt ist, um eine Verbindung mit dem Sensorgehäuse 26 (siehe 2) herzustellen. Die Koppelstelle 27 ist insbesondere als Kragen 28 ausgebildet, wobei der Kragen 28 in ein offenes Ende 29 (siehe 2) des Sensorgehäuses 26 eingreift.
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Zurückkommend zu 3 ist dann vorstellbar, wie der Kragen 28 in das offene Ende 29 des Sensorgehäuses 26 eingreift und gleichzeitig einen Anschlag 30 stellt. Im Kragen 28 sind Kragendurchgangslöcher 31 vorhanden, die mit Sensorgehäusesacklöchern 32, wie in 5 zu erkennen, fluchten. Wird nun, wie in 4 angedeutet, eine Dichtmasse 33, insbesondere nach Art von Epoxidharz, in einen Hohlraum 34 im Sensorgehäuse 26 eingebracht, so wird der Sensor 7 vor Kontakt mit Fluid, wie Öl oder Hydraulikmittel, geschützt.
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Zurückkommend auf 3 sei eine Zentriernase 35 erwähnt, welche, wie in 2 zu erkennen, in ein dazu passendes Loch 36 eingreift. An den Seiten des Leitungsadapters 25 sind auch sich zwei gegenüberliegende Haltebauteile 37 ausgebildet, die nach Art von aufeinander zuweisenden Haltehaken 38 ausgebildet sind. Diese Haltehaken 38 hintergreifen einen Plattenabschnitt 39 des Gehäuses 2 des Zentralausrückers 1 (siehe 2). Die Zentriernase 35 ist fast exakt mittig zwischen den Haltehaken 38 vorhanden, kann aber auch exakt mittig angeordnet sein.
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Zurückkommend auf den Kragen 28, sei erwähnt, dass er als Dichtgeometrie wirkt. Der elektrische Leiter 8 ist im vorliegenden Fall als Leiterbahn 40 ausgebildet. Dies sieht man insbesondere in den 4 und 5 besonders gut.
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Zur 6 sei ausgeführt, dass dort Quetschrippen 41 auf einer Unterseite 42, d.h. der dem Zentralausrücker 1 abgewandten Seite des Leitungsadapters 25 vorhanden sind. Die Quetschrippen 41 verlaufen in Längsrichtung des Leitungsadapters 25 äquidistant zueinander und parallel. Sie haben eine spitz zulaufende Kontur, insbesondere eine dreieckförmige Kontur.
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Zur 5 sei auch noch ausgeführt, dass das Kragendurchgangsloch 31 relativ zum Sensorgehäusesackloch 32 einen kleineren Durchmesser hat. Insbesondere ist der Durchmesser 40% bis 60% kleiner
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zentralausrücker / CSC
- 2
- (CSC-) Gehäuse
- 3
- Kolben
- 4
- Druckkammer
- 5
- Ausrücklager
- 6
- Magnet
- 7
- Sensor
- 8
- elektrischer Leiter
- 9
- Haltebauteil
- 10
- Innenmantelfläche des Zentralausrückers
- 11
- Außenmantelfläche
- 12
- Feder
- 13
- Innenlagerschale / Innenring
- 14
- Außenlagerschale / Außenring
- 15
- Drucktopf
- 16
- Kupplung
- 17
- Wälzkörper
- 18
- Innenlamellenträger
- 19
- Endloszugmittel
- 20
- Lagerschild
- 21
- Kupplungsgehäuse / Hybridmodulgehäuse
- 22
- Dichtung
- 23
- Verbindungsstelle
- 24
- Lötstelle
- 25
- Leitungsadapter
- 26
- Sensorgehäuse
- 27
- Koppelstelle
- 28
- Kragen
- 29
- offenes Ende des Sensorgehäuses
- 30
- Anschlag
- 31
- Kragendurchgangsloch
- 32
- Sensorgehäusesackloch
- 33
- Dichtmasse
- 34
- Hohlraum
- 35
- Zentriernase
- 36
- Loch
- 37
- Haltebauteil
- 38
- Haltehaken
- 39
- Plattenabschnitt
- 40
- Leiterbahn
- 41
- Quetschrippe
- 42
- Unterseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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