DE10349174A1

DE10349174A1 - Betätigungseinrichtung für eine Kupplung

Info

Publication number: DE10349174A1
Application number: DE2003149174
Authority: DE
Inventors: Barbara Dipl.-Ing. Ester
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2005-05-19

Abstract

Betätigungseinrichtung für eine Kupplung, umfassend einen Zylinder, in dem Kolben in Abhängigkeit einer Druckmittelzufuhr eine Betriebsbewegung ausführt, wobei eine Drehbewegung des Kolbens zylinderseitig von einer Verdrehsicherung abgestützt wird, die von einer zylinderseitigen Linearführung gebildet wird, in die der Kolben mit einem Übertragungselement eingreift, wobei die Verdrehsicherung von einer Schutzkappe gebildet wird, die zumindest den innerhalb des Zylinders befindlichen Teil des Kolbens gegen äußere Einflüsse schützt und verdrehfest mit dem Kolben und mit einem zylinderseitigen Bauteil verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE 197 16 600 A1 ist eine Betätigungseinrichtung bekannt, deren Kolben in einem Zylinder eine axiale Betriebsbewegung ausübt und dabei eine Reibungskupplung öffnet oder schließt. Zwischen einer Membranfeder und dem Kolben der Betätigungseinrichtung ist ein Lager angeordnet, das ein Drehmoment ausgehend von der sich mit dem Schwungrad des Motors drehenden Kupplung und der dazu ortsfesten Membranfeder auf den Kolben verhindern soll. Insbesondere bei tiefen Temperaturen kann jedoch eine erhöhte Reibung zwischen dem Innenlagerring und dem Außenlagering des Lagers auftreten, die zu einem in Umfangsrichtung wirkenden Schleppmoment auf den Kolben führt.

Diese Verdrehbewegung des Kolbens infolge des Schleppmoments ist z. B. dann schädlich, wenn der Zylinder oder der Kolben mit einem Wegsensor ausgerüstet ist. Im schlimmsten Fall wird durch eine Verdrehbewegung des Kolbens der Sensor wirkungslos.

Eine Möglichkeit die aufgezeigten Schwierigkeiten zu umgehen besteht darin, dass der Kontakt zwischen dem Lager und der Kupplung und/oder dem Zylinder bei geschlossener Kupplung aufgehoben ist und nur bei einer Öffnungsbewegung der Kupplung hergestellt wird. Dieser jedes Mal erneut herzustellende Kontakt ist mit Verschleiß und Geräuschbildung verbunden. Des weiteren ist dann ein Freigang zwischen dem Lager und dem Kolben oder der Kupplung vorzusehen, damit der Kontakt bei geschlossener Kupplung aufgehoben wird. Das Lager hat bevorzugt eine selbstzentrierende Funktion bezogen auf die Getriebewelle und damit für die Kupplung. Bei einer erfolgten Verdrehung des Kolbens würde sich das Lager bei jedem Kontakt zwischen dem Innenlagering und dem Außenlagerring neu ausrichten müssen. Dieser Vorgang fördert ebenfalls einen erhöhten Verschleiß.

Für gewisse Abhilfe sorgt eine zwischen dem Kolben und dem Zylinder verspannte Feder, die den Kolben auf das Lager drückt. Die zwischen der Feder und dem Kolben wirksame Reibkraft wirkt dem Schleppmoment entgegen. Es gilt die Tendenz, dass mit einer größeren Federkraft die Wirkung des Schleppmoments kompensiert werden kann. Jedoch muss mit einer größeren Federkraft auch die Kraft der Membranfeder der Kupplung vergrößert werden. Dadurch sind Grenzen aufgezeigt.

Die DE 44 12 927 A1 und die DE 195 23 01 1 offenbaren eine Verdrehsicherung, bei der ein Lagerteil mit einer Fahne oder Führungsnocken versehen ist, der in eine Führung des Zylinders eingreift. Mit dieser Maßnahme wird das Schleppmoment von der Verdrehsicherung aufgenommen. Die Verdrehsicherung erfordert aufgrund der Führungsbauteile einen vergleichsweise großen radialen Bauraum, der häufig nicht zur Verfügung steht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verdrehsicherung zu realisieren, die einen möglichst geringen radialen Bauraum benötigt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Verdrehsicherung von einer Schutzkappe gebildet wird, die zumindest den innerhalb des Zylinders befindlichen Teil des Kolbens gegen äußere Einflüsse schützt und verdrehfest mit dem Kolben und mit einem zylinderseitigen Bauteil verbunden ist.

Eine Schutzkappe wird vielfach für den Kolben verwendet, so dass dieses Bauteil ohnehin bereits vorliegt. Des weiteren wird auch ein axialer Bauraumvorteil erreicht, da die Schutzkappe in der Regel den gesamten Hubweg des Kolbens abdeckt, so dass man dann, wenn man die Schutzkappe für die Verdrehsicherung nicht verwendet würde, zwangsläufig axial in Reihe zur Schutzkappe die Verdrehsicherung ausführen müsste und damit einen axialen Bauraumnachteil verzeichnen müsste.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Zylinder mit einem Führungsteil verbunden, in das ein Übertragungselement der Schutzkappe eingreift. Das Führungsteil kann z. B. auch der Befestigung der Betätigungseinrichtung an einem Getriebegehäuse dienen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist das Übertragungselement mindestens ein elastisches Federelement auf, das an einer Nutseitenfläche der Linearführung zur Anlage kommt. Mit dem elastischen Federelement soll eine Spielfreiheit innerhalb der Verdrehsicherung erreicht werden.

Vielfach wird mittlerweile der Kolbenweg sensiert. Dafür ist es besonders interessant, wenn die Schutzkappe mit einem Sensorteil verbunden und das Führungsteil für das Signal des Sensorteils durchlässig ist. Der Sensor ist für die Montage und Justierung sehr gut zugänglich. Des weiteren ist man bei der Materialauswahl freier, wenn man z. B. eine induktives Sensormessverfahren verwen den will, da der Kolben oder der Zylinder nicht magnetisch durchsichtig sein müssen.

Eine besonders kompakt bauende Variante wird dadurch erreicht, dass der Zylinder ein nach radial außen gerichtetes Übertragungselement trägt, das in eine Axialnut der Schutzkappe eingreift.

Es kann auch vorgesehen sein dass das Übertragungselement und der Zylinder einteilig ausgeführt sind. Beispielsweise verfügt dann der Zylinder über einen zumindest segmentartigen Kragen, der in die Schutzkappe eingreift.

Des weiteren kann das Übertragungselement mit einem Profil ausgeführt sein, dass in einen Vieleckprofil der Schutzkappe eingreift.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Ausschnitt aus einer Betätigungseinrichtung
2 Betätigungseinrichtung mit einem Sensorteil
3-6 Alternative Verbindungen der Schutzkappe mit dem Kolben
7-8 Radiales Übertragungselementin einer Axialnut der Schutzkappe
9 Übertragungselement als separates Bauteil
Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Betätigungseinrichtung 1 für eine Kupplung. Innerhalb eines Zylinders 3 ist ein Kolben 5 axial beweglich geführt, wobei der Kolben und der Zylinder einen Arbeitsraum 7 bilden, dessen Volumen die axiale Betriebsstellung des Kolbens bestimmt. Gegen das Eindringen von Schmutz auf die Mantelfläche 9 des Kolbens trägt der Zylinder eine Schutzkappe 11, die durch eine Hinterschneidung 13 im Kolben in Verbindung mit einem Absatz 15 an der Schmutzkappe axial fixiert ist. Das vordere Ende der Schutzkappe 11 greift mit einem Profil 17 in einen Kragen 19 des Kolbens ein, so dass auch ein formschlüssige verdrehfeste Verbindung in Umfangsrichtung zwischen dem Kolben 5 und der Schutzkappe 11 vorliegt.
Die Betätigungseinrichtung 21 wird von einem Führungsteil z. B. an einer Gehäusewandung eines Getriebes gehalten, wobei das Führungsteil eine Linearführung 23 aufweist, in die ein Übertragungselement 25 der Schutzkappe 11 eingreift. Die Linearführung ist als eine Axialnut ausgeführt. Damit bildet die Schutzkappe eine Verdrehsicherung zwischen dem Kolben und dem Zylinder der Betätigungseinrichtung.
Aus der Schnittdarstellung der 2 ist erkennbar, dass das Übertragungselement 25 mindestens ein elastisches Federelement 27 aufweist, das an einer Nutseitenfläche 29 der Linearführung zur Anlage kommt. Des weiteren kann die Schutzkappe mit einem Sensorteil 31 verbunden sein, wobei das Führungsteil 21 für ein Signal des Sensorteils durchlässig ist. In diesem Fall ist im Führungsteil ein Langloch 33 ausgeführt.
In den 3 bis 5 kommen im Vergleich zur 1 alternative Verbindungen zwischen der Schutzkappe und dem Kolben zur Anwendung. In 3 verfügt die Schutzkappe 11 über zapfenförmige Fortsätze 35, die den Kragen 19 des Kobens 5 durchdringen. Des weiteren sind die Fortsätze mit einem Absatz 37 versehen, um auch axiale Kräfte übertragen zu können.
In der 4 kommt ein Sicherungsring 39 zur Abstützung der Axialkräfte zur Anwendung, wobei die Innenseite der Schutzkappe 11 und der Kragen 19 des Kolbens 5 ein Formschlussprofil 41 bilden.
Eine weitere Befestigungsalternative der Schutzkappe 11 mit dem Kolben 5 besteht darin, dass die Schutzkappe eine kreisringförmige Stützfläche 43 aufweist, die sich an einem Profilträger 45 des Kolbens 5 axial abstützt und der Kolben mit der Schutzkappe durch einen Verstemmvorgang, bei dem Volumenanteile 47 des Kolbens in Richtung der Stützfläche 43 verdrängt werden.
Ähnlich ist die 6 ausgeführt, bei der der Kragen 19 konzentrisch zum Zylinder 3 verläuft und stirnseitig die Schutzkappe 11 abstützt und mit einer Stirnverzahnung 49 in Umfangsrichtung verdrehfest sichert. Auch hier ist der Kolben nach radial innen partiell mit der Schutzkappe verstemmt.
Mit den 7 und 8 soll dokumentiert werden, dass der Zylinder 3 ein nach radial außen gerichtetes Übertragungselement 25 tragen kann, das in die Axialnut der Schutzkappe eingreift. Das Übertragungselement 25 ist in diesem Fall als ein Segment einteilig mit dem Zylinder 3 ausgeführt. Die Schutzkappe 11 ist wiederum in Umfangsrichtung verdrehfest zum Kolben 5 gesichert. Alternativ kann der Zylinder 3, wie die 8 zeigt, auch mit einem Profil 51 in der Form von Schlüsselflächen versehen sein, das in ein Vieleckprofil der Schutzkappe 11 eingreift.
Die 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Übertragungselement 25 als ein separates Bauteil ausgeführt ist, das über eine Schelle 53 mit dem Zylinder 3 verbunden ist. Das Übertragungselement 25 greift in die Axialnut der Schutzkappe 11 ein, die wiederum mit dem Kolben 5 in Axial- und in Umfangsrichtung fest verbunden ist.

Claims

Betätigungseinrichtung für eine Kupplung, umfassend einen Zylinder, in dem Kolben in Abhängigkeit einer Druckmittelzufuhr eine Betriebsbewegung ausführt, wobei eine Drehbewegung des Kolbens zylinderseitig von einer Verdrehsicherung abgestützt wird, die von einer zylinderseitigen Linearführung gebildet wird, in die der Kolben mit einem Übertragungselement eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung von einer Schutzkappe (11) gebildet wird, die zumindest den innerhalb des Zylinders (3) befindlichen Teil des Kolbens (5) gegen äußere Einflüsse schützt und verdrehfest mit dem Kolben (5) und mit einem zylinderseitigen Bauteil (3; 21) verbunden ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (3) mit einem Führungsteil (21) verbunden ist, in das ein Übertragungselement (25) der Schutzkappe (1 1) eingreift.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (25) mindestens ein elastisches Federelement (27) aufweist, dass an einer Nutseitenfläche (29) der Linearführung (23) zur Anlage kommt.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkappe (11) mit einem Sensorteil (31) verbunden und das Führungsteil (21) für das Signal des Sensorteils (31) durchlässig ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (3) ein nach radial außen gerichtetes Übertragungselement (25) trägt, das in eine Axialnut (23) der Schutzkappe (11) eingreift.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (25) und der Zylinder (3) einteilig ausgeführt sind.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1– 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (25) mit einem Profil (51) ausgeführt ist, dass in einen Vieleckprofil der Schutzkappe (11) eingreift.