-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulisch aktuierbaren Zentralausrücker für ein Kraftfahrzeug, mit einem Zentralausrückergehäuse, in dem ein erster translatorisch versetzbarer ringförmige Zentralausrückerkolben aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse und dem ersten ringförmigen Zentralausrückerkolben ein erster Druckraum definiert ist, in den ein Hydraulikfluid einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste ringförmige Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse hydraulisch bewirkt versetzbar ist, in dem Zentralausrückergehäuse ein zweiter translatorisch versetzbarer ringförmige Zentralausrückerkolben aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse und dem zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolben ein zweiter Druckraum definiert ist, in den ein Hydraulikfluid einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der zweite ringförmige Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse hydraulisch bewirkt versetzbar ist, wobei der erste ringförmige Zentralausrückerkolben innerhalb und koaxial zum zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolben angeordnet ist.
-
Ein Kupplungssystem für Kraftfahrzeuge mit konventionellem Verbrennungsantrieb hat die Funktion, die antreibende Motorseite in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges schaltbar von der Getriebeseite zu kuppeln bzw. zu entkuppeln und so einen Gangwechsel des Getriebes während der Fahrt zu ermöglichen und den antreibenden Motor hierdurch in einem bevorzugten Drehzahl-/ Drehmomentenbereich betreiben zu können.
-
Mit zunehmender Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen sind auch Kupplungssysteme in vollelektrischen oder hybriden Antriebssträngen bekannt geworden.
-
Ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges umfasst eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglicht - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.
-
Wie aus der
EP 0 773 127 A1 ,
DE 100 18 926 A1 und
US 2007/0175726 A1 bekannt ist, kann zwischen Brennkraftmaschine und Elektromotor eine erste Kupplungsanordnung angeordnet sein, um die Brennkraftmaschine von dem Elektromotor und dem restlichen Antriebsstrang des Hybridfahrzeuges abzutrennen. Bei rein elektrischer Fahrt wird dann die erste Kupplungsanordnung geöffnet und die Brennkraftmaschine abgeschaltet, so dass das Abtriebsmoment des Hybridfahrzeuges allein von dem Elektromotor aufgebracht wird.
-
Zur Hybridisierung von konventionellen Antriebssträngen sind auch sogenannte Hybridmodule bekannt geworden, welche die zur Elektrifizierung des Antriebsstrangs notwendigen Baugruppen in einem Modul baulich zusammenfassen. Zu diesen Baugruppen gehören neben einer elektrischen Maschine regelmäßig auch hydraulische Kupplungssysteme zum Ein- bzw. Auskuppeln der elektrischen Maschine in bzw. aus dem Antriebsstrang.
-
Zu den weiterhin bekannten Hybridantriebssystemen gehören auch solche, welche ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Teilgetrieben zum Schalten aufweisen. Dieses Doppelkupplungsgetriebe umfasst dann wenigstens zwei Teilkupplungen als Kupplungsanordnungen, mit welchem das Drehmoment, ausgehend vom Verbrennungsmotor oder von der Rotationsmaschine (E-Maschine) über eines der beiden Teilgetriebe geleitet wird. Ein Beispiel für solch eine hybrides Antriebssystem ist z.B. aus der
WO 2019/242 795 A1 bekannt. Hier ist eine Doppelkupplung mit einer Trennkupplung gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht um wahlweise eine Rotationsmaschine oder eine Verbrennungsmotor mit den (Teil-)Antriebssträngen zu verbinden. Die Rotationsmaschine ist dabei radial von den Kupplungen beabstandet und über einen Zahnräderzug mit der Ausgangsseite der Trennkupplung zum Verbrennungsmotor und den beiden Eingangs-seiten der jeweiligen Kupplungseinrichtungen zur Kopplung mit den Teilgetrieben verbunden.
-
Zur Betätigung derartiger Kupplungsanordnungen in Hybridfahrzeugen sind hydraulische Kupplungsbetätigungssysteme - auch als hydraulische Ausrücksysteme bezeichnet - bekannt. Derartige vollhydraulische Kupplungssysteme können in einem Hybridmodul insbesondere mit einem Zentralausrücker ausgestattet sein, welcher häufig auch als Concentric Slave Cylinder (CSC) bezeichnet wird. Dieser kann insbesondere aus einem ringförmigen hydraulischen Zentralausrückerzylinder mit integriertem Ausrücklager bestehen, der, beispielsweise in dem Kupplungsgehäuse, bevorzugt zwischen dem Getriebe und der Kupplung mittig zur Getriebeeingangswelle angeordnet ist.
-
Die in derartigen Kupplungsbetätigungssystemen verwendeten Kupplungsausrücklager sind als solche ebenfalls bekannt. Um die Ausrückkräfte beispielsweise auf eine Kupplung oder Bremse zu übertragen, werden Druckkugellager verwendet. Sie sind in der Regel als Wälzlager ausgebildet. Wälzlager dienen dazu, Drehbewegungen mit möglichst geringen Reibungsverlusten zu übertragen. Wälzlager werden insbesondere zur Fixierung von Achsen und Wellen eingesetzt, wobei sie, je nach Bauform, radiale und/oder axiale Kräfte aufnehmen und gleichzeitig die Rotation der Welle oder der so auf einer Achse gelagerten Bauteile ermöglichen. Hierzu sind zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers rollende Wälzkörper angeordnet. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring üblicherweise auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen, ist die Rollreibung dieser Lager relativ gering.
-
Ein Kupplungsausrücklager umfasst somit in der Regel im Wesentlichen drei Teile: Den Innenring, welcher beispielsweise im System feststehend und mit einer Klammer am Ausrückhebel befestigt ist - den Außenring, welcher unabhängig vom Innenring frei drehbar gelagert ist, wobei die Lagerung über zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig angeordneten Wälzkörpern erfolgt - sowie einer sogenannten Führungsbuchse oder einem Axiallager, welche(s) auf der Getriebewelle für die passgenaue Funktion sorgt.
-
Aus dem Angebot der Anmelderin sind verschiedenste Bauarten von Kupplungsausrücklagern bekannt. Ferner ist aus der
DE 10 2004 034 439 A1 ein Kupplungsausrücklager bekannt. Dieses Ausrücklager umfasst ein Wälzlager, welches einen drehstarren Innenring und einen drehbaren Außenring aufweist.
-
Es besteht aufgrund der vorhandenen Bauraumsituation ein anhaltendes Bedürfnus daran, Zentralausrücker mit zwei unabhängig aktuierbaren Zentralausrückerkolben, beispielsweise für eine Doppelkupplung, radial wie axial besonders kompakt bauend auszuführen. Weiterer Stand der Technik ist in der
KR 10 2017 002 076 A sowie der
DE 10 2005 008 662 A1 offenbart.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung einen radial wie axial besonders kompakt bauenden Zentralausrücker mit zwei aktuierbaren Zentralausrückerkolben für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen hydraulisch aktuierbaren Zentralausrücker für ein Kraftfahrzeug, mit einem Zentralausrückergehäuse, in dem ein erster translatorisch versetzbarer ringförmige Zentralausrückerkolben aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse und dem ersten ringförmigen Zentralausrückerkolben ein erster Druckraum definiert ist, in den ein Hydraulikfluid einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste ringförmige Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse hydraulisch bewirkt versetzbar ist, in dem Zentralausrückergehäuse ein zweiter translatorisch versetzbarer ringförmige Zentralausrückerkolben aufgenommen ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse und dem zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolben ein zweiter Druckraum definiert ist, in den ein Hydraulikfluid einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der zweite ringförmige Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse hydraulisch bewirkt versetzbar ist, wobei der erste ringförmige Zentralausrückerkolben innerhalb und koaxial zum zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolben angeordnet ist, wobei der erste Zentralausrückerkolben einen sich radial nach außen erstreckenden Flanschring aufweist, welcher hydraulisch dichtend an einer inneren Mantelfläche des zweiten Zentralausrückerkolbens anliegt, so dass der erste Druckraum zumindest abschnittsweise in radialer Richtung zwischen dem ersten Zentralausrückerkolben und dem zweiten Zentralausrückerkolben gebildet ist.
-
Durch diese radiale Verschachtlung der beiden Zentralausrückerkolben kann ein axial wie radial besonders kompakt bauender Zentralausrücker realisiert werden.
-
Die bauraumoptimierte Verschachtlung der beiden Zentralausrückerkolben wird insbesondere dadurch erreicht, dass der erste Zentralausrücker zur Ausbildung eines ersten Druckraums an dem zweiten Zentralausrückerkolben anliegt und relativ zu diesem axial verschiebbar ist.
-
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
-
Der erfindungsgemäße Zentralausrücker kann insbesondere vorgesehen sein für eine Hydraulikanordnung, insbesondere zur Verwendung in einem konventionellen, hybriden oder elektrischen Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
-
Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Maschine und eine Getriebeanordnung, wobei die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung eine bauliche Einheit bilden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet. Die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung können auch in einem Antriebsstranggehäuse aufgenommen sein. Das Antriebsstranggehäuse ist zumindest zur Aufnahme der elektrischen Maschine und der Getriebeanordnung vorgesehen.
-
Im Zusammenhang mit der Erfindung kann die elektrische Maschine des Achsantriebsstrangs als Radial- oder Axialflussmaschine ausgebildet sein. Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
-
Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist die elektrische Maschine eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.
-
Die Getriebeanordnung des elektrischen Achsantriebsstrangs ist insbesondere mit der elektrischen Maschine koppelbar, welche zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird.
-
Besonders bevorzugt ist die Getriebeanordnung mehrgängig und schaltbar ausgeführt, wobei die Aktuierung einer derartigen Getriebeanordnung von einem erfindungsgemäßen Zentralausrücker bewirkt ist.
-
Der Zentralausrücker umfasst ein Zentralausrückergehäuse. Das Zentralausrückergehäuse hat die Funktion Bauteile des Zentralausrückers wie insbesondere die beweglichen Zentralausrückerkolben aufzunehmen und vor äußeren mechanischen oder chemischen Einflüssen zu schützen. Ferner besitzt das Zentralausrückergehäuse die Funktion, eine einfache Montage und Fixierung des Zentralausrückers innerhalb des Antriebsstrangs zu erlauben. Bevorzugt kann das Zentralausrückergehäuse aus einem Kunststoff, einem metallischen Werkstoff und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Das Zentralausrückergehäuse kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein.
-
Das Zentralausrückergehäuse kann an seiner radial äußeren Mantelfläche eine Außenverzahnung aufweisen, die in eine korrespondierende Innenverzahnung eines Gehäuses eingeschoben werden kann, so dass eine entsprechende Drehmomentabstützung des Zentralausrückergehäuses an diesem Gehäuse erfolgt.
-
Der Zentralausrücker weist ferner zwei Zentralausrückerkolben auf. Die Zentralausrückerkolben haben die Funktion eine hydraulische Druckbeaufschlagung in eine lineare Verschiebung des jeweiligen Zentralausrückerkolbens umzuwandeln, wobei diese bewirkt, dass beispielsweise ein Kupplungssystem von einem eingekuppelten Betriebszustand in einen ausgekuppelten Betriebszustand überführbar ist. Der Zentralausrücker kann über mehr als zwei Zentralausrückerkolben (Mehrkolbenausrücker) verfügen.
-
Der Zentralausrücker kann bevorzugt in einer Hydraulikanordnung eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, die eine erste und eine zweite Kupplungsvorrichtung besitzt Die Kupplungsvorrichtung kann beispielsweise als Scheibenkupplung, Lamellenkupplung, Verzahnungskupplung oder dergleichen ausgebildet sein. Die Kupplungsvorrichtung kann auch als Bremse konfiguriert sein, indem beispielsweise die Innen- oder Außenlamellen einer Lamellenkupplung drehfest gegenüber dem Achsantriebsgehäuse fixiert sind. Ein Zentralausrückerkolben des Zentralausrückers aktuiert in diesem Fall eine der Kupplungsvorrichtungen.
-
Der Zentralausrücker kann so konfiguriert sein, dass der erste Zentralausrückerkolben unabhängig von dem zweiten Zentralausrückerkolben aktuierbar ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Zentralausrücker so ausgeführt und hydraulisch angesteuert wird, dass beide Zentralausrückerkolben synchron aktuiert werden.
-
Der erste Zentralausrückerkolben wirkt bevorzugt mit einer ersten Kupplungsvorrichtung zusammen, so dass ein Versatz des ersten Zentralausrückerkolbens ein Einkuppeln oder Auskuppeln der ersten Kupplungsvorrichtung bewirkt. Der zweite Zentralausrückerkolben wirkt in analoger Weise bevorzugt mit der zweiten Kupplungsvorrichtung zusammen, so dass ein Versatz des zweiten Zentralausrückerkolbens ein Einkuppeln oder Auskuppeln der zweiten Kupplungsvorrichtung bewirkt.
-
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der erste Zentralausrückerkolben und der zweite Zentralausrückerkolben in axialer Richtung versetzbar sind. Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der erste Zentralausrückerkolben und der zweite Zentralausrückerkolben in voneinander entgegengesetzte Richtungen versetzbar sind. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass der erste Zentralausrückerkolben und der zweite Zentralausrückerkolben in axialer Richtung die gleiche Ausrückorientierung aufweisen.
-
Der Zentralausrücker ist besonders bevorzugt vorgesehen, in einem Hybridmodul verwendet zu werden, insbesondere bevorzugt zur Aktuierung einer Trennkupplung. In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln des Elektromotors in und/oder Auskuppeln des Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.
-
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der erste Zentralausrückerkolben im Bereich des Flanschrings eine erste Dichtung aufweist, die den ersten Zentralausrückerkolben gegenüber der inneren Mantelfläche des zweiten Zentralausrückerkolbens abdichtet und einen vom Flanschring axial beabstandete zweite Dichtung, welche den ersten Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse abdichtet. Hierdurch kann eine besonders gute axiale Führung des ersten Zentralausrückerkolbens sowie auch eine gute Abdichtung des ersten Druckraums realisiert werden.
-
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der zweite Zentralausrückerkolben eine dritte Dichtung aufweist, welche den zweiten Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse abdichtet und eine von der dritten Dichtung axial beabstandete vierte Dichtung besitzt, welche den zweiten Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse abdichtet, was ebenfalls zu einer guten Führung und Abdichtung des zweiten Druckraums beiträgt.
-
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Zentralausrückergehäuse eine erste ringförmige innere Mantelfläche mit einem ersten Durchmesser, eine axial an die erste ringförmige Mantelfläche angrenzende zweite ringförmige innere Mantelfläche mit einem zweiten Durchmesser, der kleiner ist als der erste Durchmesser der ersten ringförmigen inneren Mantelfläche aufweist und einer axial an die zweite ringförmige innere Mantelfläche angrenzenden dritten ringförmigen inneren Mantelfläche mit einem dritten Durchmesser, wobei der dritte Durchmesser kleiner ist als der zweite Durchmesser, wobei der erste Zentralausrückerkolben eine erste ringförmige äußere Mantelfläche mit einem ersten Durchmesser aufweist, wobei der erste Durchmesser des ersten Zentralausrückerkolbens kleiner ist als der dritte Durchmesser des Zentralausrückergehäuses. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass der erste Zentralausrückerkolben axial montagefreundlich in den zweiten Zentralausrückerkolben eingeschoben werden kann und gleichzeitig definierte axiale Anschlagsflächen zwischen dem ersten und dem zweiten Zentralausrückerkolben definiert sind. Ferner ist es hierdurch auch ermöglicht, dass bei einer Fertigung des ersten Zentralausrückerkolbens, dieser in einem Spritzgussverfahren werkzeugfallend ausgeführt ist, was die Produktionskosten positiv beeinflusst.
-
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der zweite Zentralausrückerkolben eine erste ringförmige äußere Mantelfläche mit einem ersten Durchmesser und eine axial von der ersten Mantelfläche beabstandete zweite ringförmige äußere Mantelfläche mit einem zweiten Durchmesser aufweist, wobei der erste Durchmesser größer ist als der zweite Durchmesser des zweiten Zentralausrückerkolbens und der erste Durchmesser der ersten Mantelfläche des zweiten Zentralausrückerkolbens kleiner ist als der erste Durchmesser der ersten Mantelfläche des Zentralausrückergehäuses und der zweite Durchmesser der zweiten Mantelfläche des zweiten Zentralausrückerkolbens kleiner ist als der zweite Durchmesser der zweiten Mantelfläche des Zentralausrückergehäuses . Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass auch der zweite Zentralausrückerkolben auf einfache und definierte Weise durch ein axiales Einschieben in das Zentralausrückergehäuse eingesetzt werden kann. Ferner ist es hierdurch ermöglicht, dass bei einer Fertigung des zweiten Zentralausrückerkolbens, dieser in einem Spritzgussverfahren werkzeugfallend ausgeführt ist.
-
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass an der ersten Mantelfläche des zweiten Zentralausrückerkolbens die dritte Dichtung und an der zweiten Mantelfläche des zweiten Zentralausrückerkolbens die vierte Dichtung angeordnet ist, wodurch die Abdichtung des zweiten Druckraums weiter optimiert werden kann.
-
Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die vierte Dichtung und die erste Dichtung als gleichteilige Ringdichtung ausgebildet sind, wodurch die Fertigungskosten des Zentralausrückers positiv beeinflusst werden können. In diesem Zusammenhang ist es des Weiteren zu bevorzugen, dass der zweite Durchmesser des zweiten Zentralausrückerkolbens dem Durchmesser der inneren Mantelfläche des zweiten Zentralausrückerkolbens entspricht, wodurch die gleichteiligen Ringdichtungen definiert an bzw. in den Zentralausrückerkolben angeordnet werden können.
-
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass das Zentralausrückergehäuse eine insbesondere aus einem metallischen Material geformte Führungshülse aufweist, welche die inneren Mantelflächen des Zentralausrückergehäuses bildet. Hierdurch kann erreicht werden, dass die inneren Mantelflächen besonders abriebfest ausgebildet werden können. Die Führungshülse kann insbesondere aus einem umgeformten Blech gebildet sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, die Führungshülse aus einem Keramik- oder verschleißfesten Kunststoff auszubilden. Ferner kann die radial innere Mantelfläche der Führungshülse eine Beschichtung aufweisen, welche die Gleitreibung zwischen dem zweiten Zentralausrückerkolben und dem Zentralausrückergehäuse reduziert.
-
Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der erste Zentralausrückerkolben ein erstes Kupplungsausrücklager und der zweite Zentralausrückerkolben ein zweites Kupplungsausrücklager aktuiert.
-
Der Zentralausrücker kann somit Teil einer Kupplungsvorrichtung sein, die neben dem Zentralausrücker auch ferner zwei Kupplungsausrücklager umfasst. Kupplungsausrücklager sind als solche bekannt. Es ist bevorzugt, die Kupplungsausrücklager als Wälzlager auszubilden. Die Wälzkörper wälzen innerhalb des Kupplungsausrücklagers auf der Innenringlaufbahn des Innenrings ab. Hierzu muss die Oberfläche der Innenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein. Die Wälzkörper wälzen innerhalb des Kupplungsausrücklagers auf der Außenringlaufbahn des Außenrings ab. Hierzu muss die Oberfläche der Außenringlaufbahn entsprechend abriebfest ausgebildet sein. Die Wälzkörper haben abhängig von der Wälzlagerbauart die Form einer Kugel oder einer Rolle. Im Falle von Kupplungsausrücklagern sind sie zumeist als Kugeln ausgeführt. Sie wälzen sich auf den Laufbahnen des Innenrings und des Außenrings ab und haben die Aufgabe, die auf das Wälzlager wirkende Kraft vom Außenring auf den Innenring und umgekehrt zu übertragen.
-
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
-
Es zeigt:
- 1 einen Zentralausrücker in einer schematischen Axialschnittansicht und
- 2 ein Kraftfahrzeug mit einem Zentralausrücker in einer schematischen Blockschaltansicht.
-
Die 1 zeigt einen hydraulisch aktuierbaren Zentralausrücker 1 für ein Kraftfahrzeug 2, wie es exemplarisch in der 2 skizziert ist. Der Zentralausrücker 1 besitzt ein Zentralausrückergehäuse 3, in dem ein erster translatorisch versetzbarer ringförmige Zentralausrückerkolben 4 aufgenommen ist. Zwischen dem Zentralausrückergehäuse 3 und dem ersten ringförmigen Zentralausrückerkolben 4 ist ein erster Druckraum 5 definiert, in den ein Hydraulikfluid 6 einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste ringförmige Zentralausrückerkolben 4 gegenüber dem Zentralausrückergehäuse 3 hydraulisch bewirkt versetzbar ist. Das Zentralausrückergehäuse 3 kann beispielsweise drehfest in einer nicht gezeigten Kupplungsglocke angeordnet sein.
-
In dem Zentralausrückergehäuse 3 ist ferner ein zweiter translatorisch versetzbarer ringförmige Zentralausrückerkolben 14 aufgenommen, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse 3 und dem zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolben 14 ein zweiter Druckraum 15 definiert ist, in den ein Hydraulikfluid 6 einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der zweite ringförmige Zentralausrückerkolben 14 gegenüber dem Zentralausrückergehäuse 3 hydraulisch bewirkt versetzbar ist. Der erste ringförmige Zentralausrückerkolben 4 ist innerhalb und koaxial zum zweiten ringförmigen Zentralausrückerkolben 14 angeordnet.
-
Der erste und der zweite Druckraum 5,15 sind separat mit den als radial durch das Zentralausrückergehäuse 3 verlaufenden Hydraulikanschlüssen 12,13 verbunden. Um die Hydraulikanschlüsse 12,13 gegenüber der Umgebung abzudichten, besitzt das Zentralausrückergehäuse 3 drei axial versetzte Nuten, in denen jeweils eine der Dichtungen 23,24,25 aufgenommen ist. Dabei liegt der Hydraulikanschluss 12 axial zwischen der Dichtung 25 und der Dichtung 24 und der Hydraulikanschluss 13 zwischen der Dichtung 24 und der Dichtung 23, so dass die Hydraulikanschlüsse 12,13 sowie die mit ihnen hydraulisch verbundenen Druckkammern 5,15 hydraulisch getrennt sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die statischen Dichtungen 23,24,25 an der Führungshülse 40 des Zentralausrückergehäuses 3 an. Auf die Funktion der Führungshülse 40 wird nachfolgend noch näher eingegangen.
-
Bei Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraums 15 durch ein Hydraulikfluid 6 wird dieser relativ zum Zentralausrückergehäuse 3 axial nach rechts versetzt.
-
Der erste Zentralausrückerkolben 4 weist einen sich radial nach außen erstreckenden Flanschring 7 auf, welcher hydraulisch dichtend an einer inneren Mantelfläche 16 des zweiten Zentralausrückerkolbens 14 anliegt, so dass der erste Druckraum 5 zumindest abschnittsweise in radialer Richtung zwischen dem ersten Zentralausrückerkolben 4 und dem zweiten Zentralausrückerkolben 14 gebildet ist. Der erste Druckraum 5 besitzt so eine im Wesentlichen gestufte zylinderringförmige Ausgestaltung. Bei Druckbeaufschlagung des ersten Druckraums 5 mit einem Hydraulikfluid 6 rückt der erste Zentralausrückerkolben 4 relativ zum zweiten Zentralausrückerkolben 14 axial nach rechts aus.
-
Aus der 1 ist ferner ersichtlich, dass der erste Zentralausrückerkolben 4 und der zweite Zentralausrückerkolben 14 in axialer Richtung die gleiche Ausrückorientierung aufweisen, jedoch unabhängig voneinander aktuierbar sind. In der gezeigten Ausführungsform aktuiert der erste Zentralausrückerkolben 4 ein erstes Kupplungsausrücklager 51 und der zweite Zentralausrückerkolben 14 ein zweites Kupplungsausrücklager 52.
-
Der erste Zentralausrückerkolben 4 besitzt im Bereich des Flanschrings 7 eine erste Dichtung 8, die den ersten Zentralausrückerkolben 4 gegenüber der inneren Mantelfläche 16 des zweiten Zentralausrückerkolbens 14 abdichtet und einen vom Flanschring 7 axial beabstandete zweite Dichtung 9, welche den ersten Zentralausrückerkolben 4 gegenüber dem Zentralausrückergehäuse 3 abdichtet.
-
Der erste, innere Zentralausrückerkolben 4 weist somit über die Dichtungen 8,9 zwei Dichtungssitze sowie eine axiale Anschlagfläche für ein erstes, inneres Kupplungsausrücklager 51 auf. Das erste Kupplungsausrücklager 51 ist als Rillenkugellager ausgeführt. Alternativ hierzu wäre auch eine Ausführung als Nadellager denkbar. Das erste Kupplungsausrücklager 51 überträgt die axiale Kraft entstehend aus Druck und hydraulisch wirksamer Fläche beispielsweise direkt oder indirekt weiter auf ein nicht dargestelltes Lamellenpaket einer Kupplung, so dass dieses in einen eingekuppelten oder ausgekuppelten Zustand überführt wird.
-
Die Dichtung 9 dichtet den ersten Zentralausrückerkolben 4 einerseits zu Führungshülse 40 ab, während die Dichtung 8 den ersten Zentralausrückerkolben 4 gegenüber dem zweiten Zentralausrückerkolben 14 abdichtet. Die hydraulisch wirksame Fläche entsteht hierdurch als Ringfläche, definiert durch die Dichtdurchmesser der Dichtungen 8,9.
-
Der zweite Zentralausrückerkolben 14 weist eine dritte Dichtung 17 auf, welche den zweiten Zentralausrückerkolben 14 gegenüber dem Zentralausrückergehäuse 3 abdichtet und eine von der dritten Dichtung 17 axial beabstandete vierte Dichtung 18 besitzt, welche den zweiten Zentralausrückerkolben 14 gegenüber dem Zentralausrückergehäuse 3 abdichtet.
-
Der zweite, äußere Zentralausrückerkolben 14 besitzt somit über die Dichtungen 17,18 ebenfalls zwei Dichtungssitze sowie eine axiale Anschlagfläche für ein zweites, äußeres Kupplungsausrücklager 52. Auch das zweite Kupplungsausrücklager 52 ist als Rillenkugellager ausgeführt. Alternativ hierzu wäre natürlich auch eine Ausführung als Nadellager denkbar. Das zweite Kupplungsausrücklager 52 überträgt die axiale Kraft entstehend aus Druck und hydraulisch wirksamer Fläche beispielsweise direkt oder indirekt weiter auf ein nicht dargestelltes Lamellenpaket einer Kupplung, so dass dieses in einen eingekuppelten oder ausgekuppelten Zustand überführt wird.
-
Die hydraulisch wirksame Fläche entsteht auch hier als Ringfläche, definiert durch die Dichtdurchmesser der Dichtungen 17,18. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die vierte Dichtung 18 und die erste Dichtung 8 als gleichteilige Ringdichtung mit identischen Dichtdurchmesser ausgebildet sind. Dadurch entsteht keine Relativkraft des einen Zentralausrückerkolbens auf den jeweils anderen, ausgenommen von Reibungseffekten bei der Betätigung der Zentralausrückerkolben 4,14.
-
Das Zentralausrückergehäuse 3 besitzt eine erste ringförmige innere Mantelfläche 30 mit einem ersten Durchmesser 31, eine axial an die erste ringförmige Mantelfläche 30 angrenzende zweite ringförmige innere Mantelfläche 32 mit einem zweiten Durchmesser 33, der kleiner ist als der erste Durchmesser 31 der ersten ringförmigen inneren Mantelfläche 30 und eine axial an die zweite ringförmige innere Mantelfläche 32 angrenzende dritte ringförmige inneren Mantelfläche 34 mit einem dritten Durchmesser 35, wobei der dritte Durchmesser 35 kleiner ist als der zweite Durchmesser 33. Der erste Zentralausrückerkolben 4 weist des Weiteren eine erste ringförmige äußere Mantelfläche 10 mit einem ersten Durchmesser 11 auf, wobei der erste Durchmesser 11 des ersten Zentralausrückerkolbens 4 kleiner ist als der dritte Durchmesser 35 des Zentralausrückergehäuses 3.
-
Der zweite Zentralausrückerkolben 14 weist ferner eine erste ringförmige äußere Mantelfläche 19 mit einem ersten Durchmesser 20 und eine axial von der ersten Mantelfläche 19 beabstandete zweite ringförmige äußere Mantelfläche 21 mit einem zweiten Durchmesser 22 auf, wobei der erste Durchmesser 20 größer ist als der zweite Durchmesser 22 des zweiten Zentralausrückerkolbens 14 und der erste Durchmesser 20 der ersten Mantelfläche 19 des zweiten Zentralausrückerkolbens 14 kleiner ist als der erste Durchmesser 31 der ersten Mantelfläche 30 des Zentralausrückergehäuses 3 und der zweite Durchmesser 22 der zweiten Mantelfläche 21 des zweiten Zentralausrückerkolbens 14 kleiner ist als der zweite Durchmesser 33 der zweiten Mantelfläche 32 des Zentralausrückergehäuses 3.
-
An der ersten Mantelfläche 19 des zweiten Zentralausrückerkolbens 14 ist die dritte Dichtung 17 und an der zweiten Mantelfläche 21 des zweiten Zentralausrückerkolbens 14 die vierte Dichtung 18 angeordnet.
-
Das Zentralausrückergehäuse 3 besitzt eine aus einem metallischen Material geformte Führungshülse 40, welche die inneren Mantelflächen 30,32,34 des Zentralausrückergehäuses 3 bildet. Man erkennt gut, dass die gestufte Führungshülse der inneren Mantelkontur des Zentralausrückergehäuses 3 angepasst ist und so axial von rechts in das Zentralausrückergehäuse 3 eingesetzt werden kann. Die dynamischen Dichtungen 9,17,18 der Zentralausrückerkolben 4,14 gleiten somit auf der Oberfläche der Führungshülse 40 ab, wodurch der Verschleiß der dynamischen Dichtungen 9,17,18 reduziert werden kann. Die Führungshülse 40 weist über den Umfang verteilt mehrere Durchbrüche auf, um das Hydraulikfluid 6 durch die Hydraulikanschlüsse 12,13 in die Druckräume 5,15 einströmen zu lassen. Die Führungshülse 40 ist in dem Zentralausrückergehäuse 40 axial durch den Sicherungsring 26 gesichert.
-
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Zentralausrücker
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Zentralausrückergehäuse
- 4
- Zentralausrückerkolben
- 5
- Druckraum
- 6
- Hydraulikfluid
- 7
- Flanschring
- 8
- Dichtung
- 9
- Dichtung
- 10
- Mantelfläche
- 11
- Durchmesser
- 12
- Hydraulikanschluss
- 13
- Hydraulikanschluss
- 14
- Zentralausrückerkolben
- 15
- Druckraum
- 16
- Mantelfläche
- 17
- Dichtung
- 18
- Dichtung
- 19
- Mantelfläche
- 20
- Durchmesser
- 21
- Mantelfläche
- 22
- Durchmesser
- 23
- Dichtung
- 24
- Dichtung
- 25
- Dichtung
- 26
- Sicherungsring
- 27
- Durchmesser
- 30
- Mantelfläche
- 31
- Durchmesser
- 32
- Mantelfläche
- 33
- Durchmesser
- 34
- Mantelfläche
- 35
- Durchmesser
- 40
- Führungshülse
- 51
- Kupplungsausrücklager
- 52
- Kupplungsausrücklager
