DE112007002723B4

DE112007002723B4 - Piston-cylinder unit

Info

Publication number: DE112007002723B4
Application number: DE112007002723.1T
Authority: DE
Inventors: Jochen Gärtner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2020-07-23
Anticipated expiration: 2027-11-10
Also published as: WO2008064636A2; DE112007002723A5; WO2008064636A3

Abstract

Kolben-Zylindereinheit für eine Betätigungsvorrichtung (1), bei der eine Relativbewegung zwischen einem Kolben (6) und einer Führungshülse stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Führungshülse (5) oder der Kolben (6) mindestens eine Erhebung (8) aufweist, die mit einer am Kolben (6) oder der Führungshülse (5) vorgesehenen, entsprechend ausgebildeten Einprägung (9) zur Herstellung einer Wirkverbindung korrespondiert, wobei die Erhebung (8) aus einer Tiefenprägung gebildet wird, in die ein Zylinderstift oder mehrere hintereinander angeordnete Kugeln eingebracht sind.Piston-cylinder unit for an actuating device (1), in which there is a relative movement between a piston (6) and a guide sleeve, characterized in that either the guide sleeve (5) or the piston (6) has at least one elevation (8) which corresponds to a correspondingly designed indentation (9) provided on the piston (6) or the guide sleeve (5) for producing an operative connection, the elevation (8) being formed from a deep embossing into which a cylindrical pin or a plurality of balls arranged one behind the other are introduced .

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben- Zylindereinheit für eine Vorrichtung zum Betätigen insbesondere einer Fahrzeugkupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a piston-cylinder unit for a device for actuating in particular a vehicle clutch according to the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der DE 196 22 707 B4 , sind Betätigungsvorrichtungen mit einer Kolben-Zylindereinheit bekannt, die ein entlang eines Führungsbereiches über ein Betätigungselement axial verlagerbares Betätigungsteil aufweisen, das auf die Betätigungsmittel, wie zum Beispiel Hebel oder Tellerfederzungen der Kupplung einwirkt. Das Betätigungselement wird hierbei durch zwei an der Betätigungsvorrichtung schwenkbar gelagerte Hebel gebildet und das Betätigungsteil durch ein Ausrücklager.From the prior art, such as the DE 196 22 707 B4 Actuators with a piston-cylinder unit are known which have an actuating part which can be axially displaced along a guide region via an actuating element and which acts on the actuating means, for example levers or plate spring tongues of the clutch. The actuating element is formed here by two levers pivotally mounted on the actuating device and the actuating part by a release bearing.

Aus dem Stand der Technik sind ebenfalls Betätigungsvorrichtungen mit Kolben-Zylindereinheiten bekannt, bei denen ein Kolben in einer Führungshülse mittels eines Hebels bzw. einer Einrückgabel axial verlagert wird. Zur Erhöhung der Steifigkeit eines aus Kunststoff ausgeführten Kolbens im Bereich der Anlenkung der Einrückgabel wird in diesem Bereich ein aus metallischem Werkstoff bestehender Adapter eingesetzt. An diesem sind am Umfang für den Eingriff einer Einrückgabel entsprechende Erhebungen vorgesehen. Zur Verbindung mit dem Kolben weist dieser daher endseitig Aussparungen zur Aufnahme dieser Erhebungen auf, deren Form der Form des Adapters entspricht. Der aus metallischem Werkstoff bestehende Adapter wird auch als Sinterteil bezeichnet. Der mit dem Adapter versehene Kolben ist in einer Führungshülse axial bewegbar angeordnet. Für die am Umfang des Adapters überstehenden, für eine Anlenkung an eine Einrückgabel dienenden Erhebungen sind ebenfalls am Umfang der Führungshülse entsprechende Aussparungen vorgesehen, die als Führungshülsenaugen bezeichnet werden. Während des Betriebes des Fahrzeuges wird bei einer Druckbeaufschlagung eines als Kupplung ausgebildeten Drehmomentübertragungssystems zur Vornahme von Kupplungsvorgängen durch Druckbeaufschlagung auf die Betätigungsvorrichtung ebenfalls der Druck auf die ständig unter Vorlast in Kontakt mit den Tellerfederzungen dieser Kupplung stehende Stirnfläche des Kolbens dieser Betätigungsvorrichtung auf das Einrücklager weitergeleitet. Auf Grund der axialen Bewegung und des plötzlich ansteigenden Druckes an der Verbindungsstelle Kupplung - Betätigungsvorrichtung, kommt es zu einer Verdrehung des mit dem Kolben verbundenen Adapters innerhalb der Führungshülse, so dass sich die in den Führungshülsenaugen geführten Erhebungen radial verlagern und somit an deren seitlichen Begrenzungen anschlagen. Über einen längeren Zeitraum führt dies dazu, dass sich die Erhebungen an den Begrenzungen einreiben, wodurch einerseits das Moment nicht ausreichend übertragen wird und andererseits diese ausgeschlagen werden und damit die Lebensdauer der Betätigungsvorrichtung verringert wird. Weiterer Stand der Technik ist in der DE 10 2004 004 338 A1 offenbart. Aus der DE 197 00 930 A1 ist weiter eine Ausrückvorrichtung für eine Reibungskupplung bekannt, welche ein außen an einem Führungsrohr axial verschiebbares Ausrücklagerelement umfasst, wobei als Verdrehsicherung das Führungsrohr eine vorstehende Nase aufweist, welche in eine Vertiefung des Ausrücklagerelements eingreift, wenn eine Vorlastfeder auf das Ausrückelement einwirkt.Actuators with piston-cylinder units are also known from the prior art, in which a piston is axially displaced in a guide sleeve by means of a lever or an engagement fork. To increase the rigidity of a piston made of plastic in the area of the articulation of the engagement fork, an adapter made of metallic material is used in this area. Corresponding elevations are provided on the circumference for the engagement of an engagement fork. For connection to the piston, it therefore has cutouts at the end for receiving these elevations, the shape of which corresponds to the shape of the adapter. The adapter made of metallic material is also called a sintered part. The piston provided with the adapter is arranged to be axially movable in a guide sleeve. For the protrusions on the circumference of the adapter, which are used for articulation to an engagement fork, corresponding recesses are also provided on the circumference of the guide sleeve, which are referred to as guide sleeve eyes. During operation of the vehicle, when a torque transmission system designed as a clutch is pressurized to carry out clutch operations by pressurizing the actuating device, the pressure on the end face of the piston of this actuating device, which is in constant contact with the plate spring tongues of this actuating device, is also passed on to the engagement bearing. Due to the axial movement and the suddenly increasing pressure at the coupling - actuator connection point, the adapter connected to the piston is twisted within the guide sleeve, so that the elevations guided in the guide sleeve eyes are displaced radially and thus abut against their lateral boundaries . Over a longer period of time, this leads to the elevations rubbing against the boundaries, as a result of which, on the one hand, the torque is not transmitted adequately and, on the other hand, these are knocked out, and the service life of the actuating device is thus reduced. Another state of the art is in DE 10 2004 004 338 A1 disclosed. From the DE 197 00 930 A1 a disengagement device for a friction clutch is also known, which comprises an axially displaceable release bearing element on the outside of a guide tube, the guide tube having a protruding nose as a means of preventing rotation, which engages in a recess of the release bearing element when a preload spring acts on the release element.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, auf einfache Art und Weise eine Kolben-Zylindereinheit für eine Betätigungsvorrichtung zu schaffen, durch die eine Zwangsführung zwischen Kolben und Führungshülse gewährleistet ist, um damit die Lebensdauer der Betätigungsvorrichtung zu erhöhen.Therefore, the object of the invention is to provide a piston-cylinder unit for an actuating device in a simple manner, by means of which a positive guidance between the piston and the guide sleeve is ensured, in order to increase the service life of the actuating device.

Diese Aufgabe wird mit einer Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with an actuating device with the features of claim 1.

Somit wird bei einer Kolben-Zylindereinheit für eine Betätigungsvorrichtung, bei der eine Relativbewegung zwischen einem Kolben und einer Führungshülse stattfindet, eine Zwangsführung über eine Verdrehsicherung derart realisiert, dass entweder die Führungshülse oder der Kolben mindestens eine Erhebung aufweist, die mit zahlenmäßig gleicher, einer am Kolben oder der Führungshülse vorgesehenen, entsprechend ausgebildeten Einprägung zur Herstellung einer Wirkverbindung korrespondiert.Thus, in the case of a piston-cylinder unit for an actuating device in which there is a relative movement between a piston and a guide sleeve, positive guidance is implemented by means of an anti-rotation device in such a way that either the guide sleeve or the piston has at least one elevation that has the same numerical number, one on the Corresponding piston or the guide sleeve provided, correspondingly designed indentation for producing an operative connection corresponds.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist am Innendurchmesser der Führungshülse eine Erhebung angebracht, die mit einer auf der Mantelfläche des Kolbens vorgesehenen Einprägung zusammenwirkt.In an advantageous embodiment of the invention, an elevation is attached to the inner diameter of the guide sleeve and cooperates with an impression provided on the outer surface of the piston.

Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Relativbewegung zwischen Kolben und Führungshülse auf einer vorgegebenen Bahn erfolgt, die in diesem Falle eine geradlinige ist. Durch eine auf diese Weise erzeugte Zwangsführung wird verhindert, dass außer einer vorgegebenen axialen Bewegung keine Bewegung in radialer Richtung stattfinden kann und damit eine Drehbewegung des Kolbens innerhalb der Führungshülse ausgeschlossen ist.This ensures that the relative movement between the piston and the guide sleeve takes place on a predetermined path, which in this case is a straight line. A positive guidance generated in this way prevents that, apart from a predetermined axial movement, no movement can take place in the radial direction and thus a rotary movement of the piston within the guide sleeve is excluded.

Gemäß der Erfindung wird die Erhebung derart erzeugt, dass an der Stelle der späteren Erhebung zunächst eine Tiefenprägung in das Material erfolgt. In die so vorgegebene Form wird ein Bauteil zur Erzeugung einer Erhebung über die umgebende Mantelfläche eingelegt. Zur Erzeugung eines zumindest teilweisen Formschlusses in axialer Richtung wird das später mit dieser Erhebung in Eingriff zu bringende Bauteil an der zu korrespondierenden Stelle mit einer Nut zur Ausführung einer axialen Bewegung versehen. Die Breite der Nut sollte dabei der Breite der Erhebung entsprechen, um somit eine möglichst exakte Führung über die Länge des Ausrückweges zu gewährleisten. Dieses eingelegte Bauteil kann beispielsweise ein Zylinderstift sein. Ebenso gut sind auch eine oder mehrere hintereinander angeordnete Kugeln oder Pins denkbar, die in entsprechend gestaltete Tiefenprägungen eingesetzt oder eingelegt werden. Zur Reduzierung von Reibung sollte bei der Wahl des verwendeten Bauteils eine Linien- oder eine Punktberührung bevorzugt werden.According to the invention, the elevation is generated in such a way that a deep embossing first takes place in the material at the location of the later elevation. A component for generating an elevation over the surrounding lateral surface is inserted into the shape specified in this way. In order to produce an at least partial positive connection in the axial direction, the component to be brought into engagement with this elevation at the point to be corresponded provided with a groove for axial movement. The width of the groove should correspond to the width of the elevation in order to ensure the most exact possible guidance over the length of the disengagement path. This inserted component can be a cylindrical pin, for example. One or more balls or pins arranged one behind the other are equally conceivable, which are inserted or inserted into appropriately designed deep embossings. To reduce friction, line or point contact should be preferred when choosing the component used.

Zur Erzielung einer genauen Zwangsführung bei gleichzeitiger Zentrierung des Kolbens in der Führungshülse ist es vorteilhaft mehrere Erhebungen am Innenumfang der Führungshülse verteilt anzuordnen, die mit der gleichen Anzahl entsprechend am Umfang verteilt angeordneter Einprägungen am Kolben korrespondieren.In order to achieve precise positive guidance while simultaneously centering the piston in the guide sleeve, it is advantageous to arrange a plurality of elevations on the inner circumference of the guide sleeve, which correspond to the same number of impressions on the piston which are distributed over the circumference.

Diese erfindungsgemäße Kolben-Zylindereinheit ist nicht nur auf den Einsatz in Vorrichtungen zur Betätigung von Fahrzeugkupplungen begrenzt, sondern ist überall dort einsetzbar, wo in einem Bereich die Oberflächen zweier Bauteile zur Erzeugung einer Verbindung entsprechend konstruktiv verändert werden, um diese Bauteile miteinander in Kontakt zu bringen, um beispielsweise auf einer vorgegebenen Führungsbahn eine Relativbewegung zueinander ausführen zu können.This piston-cylinder unit according to the invention is not only limited to use in devices for actuating vehicle clutches, but can be used wherever in one area the surfaces of two components are modified to produce a connection in order to bring these components into contact with one another in order to be able to perform a relative movement to one another, for example, on a predetermined guideway.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungsteile.Further advantages and advantageous developments of the invention are the subject of the following figures and their description parts.

Es zeigen:

1 eine Betätigungsvorrichtung in einer Explosionsdarstellung,
2 eine zusammengebaute Betätigungsvorrichtung gemäß 1 in einer Schnittdarstellung,
3 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Führungshülse als Teil der Kolben-Zylindereinheit,
4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kolbens.

Show it:

1 an actuating device in an exploded view,
2nd an assembled actuator according to 1 in a sectional view,
3rd 2 shows a perspective illustration of a guide sleeve according to the invention as part of the piston-cylinder unit,
4th a perspective view of a piston according to the invention.

Aus der 1 sind die wesentlichen Bauteile einer Betätigungsvorrichtung 1 in einer Explosionsdarstellung aufgezeigt, die zur Betätigung einer Doppelkupplung dient. Da zwei Kupplungen betätigt werden sollen, sind auch zwei Einrückgabeln 3 und 4 vorgesehen, über die eine axiale Kraft auf ein Einrücklager 2 aufgebracht wird.From the 1 are the main components of an actuator 1 shown in an exploded view, which serves to actuate a double clutch. Since two clutches are to be actuated, there are also two engagement forks 3rd and 4th provided via an axial force on an engagement bearing 2nd is applied.

Für diese Kraftübertragung sind die Einrückgabeln 3 und 4 mit der Führungshülse 5 der Betätigungsvorrichtung 1 wirkverbunden. Innerhalb der Führungshülse 5 ist ein Kolben 6 angeordnet, der über einen Adapter 7 axial in der Führungshülse 5 bewegbar ist. Zur Anlenkung der Einrückgabeln 3 und 4 weist die Führungshülse 5 am Umfang gegenüberliegend jeweils ein Führungshülsenauge 11 auf. In diese greifen die gegenüberliegend am Umfang angeordneten und über diesen hinausragenden Mitnehmer 10 des in den Kolben 6 eingesetzten ringförmigen Adapters 7 ein, der dazu seitlich jeweils die Aussparungen 12 aufweist. Über diese Mitnehmer 10 werden die Einrückgabeln 3 und 4 angelenkt. Der Adapter 7 dient dabei zur Erhöhung der Steifigkeit an dieser Stelle des Kolbens 6,The engagement forks are for this power transmission 3rd and 4th with the guide sleeve 5 the actuator 1 connected. Inside the guide sleeve 5 is a piston 6 arranged by an adapter 7 axially in the guide sleeve 5 is movable. To link the engagement forks 3rd and 4th has the guide sleeve 5 on the circumference opposite a guide sleeve eye 11 on. The drivers arranged opposite one another on the circumference and projecting beyond this reach into this 10th the one in the flask 6 used ring-shaped adapter 7 one that has the cutouts on each side 12th having. About these carriers 10th become the engagement forks 3rd and 4th articulated. The adapter 7 serves to increase the rigidity at this point on the piston 6 ,

2 zeigt eine Schnittdarstellung einer zusammengebauten Betätigungsvorrichtung 1 gemäß der 1. Aus dieser ist erkennbar, dass mit Hilfe der Einrückgabel 3 sich der Kolben 6 axial nach links verlagert hat. 2nd shows a sectional view of an assembled actuator 1 according to the 1 . From this it can be seen that with the help of the engagement fork 3rd the piston 6 axially shifted to the left.

Die 3 stellt perspektivisch eine erfindungsgemäße Führungshülse 5 für die Betätigungsvorrichtung 1 dar. Dazu wird in eine herkömmlich verwendete Führungshülse 5 ein Langloch (gestrichelt dargestellt) im Innendurchmessermittel der Tiefenprägung 8a eingebracht, in das ein Zylinderstift (nicht dargestellt) eingelegt wird. Auf diese Weise wird durch den Zylinderstift eine Erhebung 8 im Innenraum der Führungshülse 5 erzeugt. Zur Verdeutlichung der erforderlichen konstruktiven Veränderungen an einer herkömmlichen Führungshülse 5 zur Erzeugung einer Zwangsführung ist in dieser Figur nur eine Tiefenprägung 8a und deren Innenumfang dargestellt. Zur Erzielung einer exakten Zwangsführung ist es jedoch vorteilhaft, mehrere Tiefenprägungen 8a am Umfang verteilt anzuordnen. Aus der in dieser Figur dargestellten Form der Tiefenprägung 8a geht hervor, dass es zweckmäßig erscheint ein zylinderförmig geformtes Bauteil in diese einzulegen. Allerdings sind auch andere Formen für Tiefenprägungen 8a denkbar. So könnten auch anstelle einer als Langloch ausgeführten Tiefenprägung 8a mehrere in einer Linie hintereinander angeordnete beabstandete, kreisförmige Tiefenprägungen 8a vorgesehen sein, in die kugelförmige Bauteile eingelegt werden. Denkbar wäre auch, in eine Tiefenprägung 8a einen der Form dieser Tiefenprägung entsprechenden Grundkörper einzusetzen, der zur Erzeugung einer oder mehrerer Erhebungen 8 mit Pins bestückt ist.The 3rd provides a guide sleeve according to the invention in perspective 5 for the actuator 1 This is done in a conventionally used guide sleeve 5 an elongated hole (shown in dashed lines) in the inside diameter of the deep embossing 8a introduced into which a cylindrical pin (not shown) is inserted. In this way, the cylinder pin creates an elevation 8th inside the guide sleeve 5 generated. To clarify the necessary design changes to a conventional guide sleeve 5 In this figure, only a deep embossing is used to create a positive guidance 8a and their inner circumference shown. However, in order to achieve exact positive guidance, it is advantageous to use several deep embossings 8a to be distributed around the circumference. From the shape of the deep embossing shown in this figure 8a shows that it appears expedient to insert a cylindrical component into it. However, there are other forms for deep embossing 8a conceivable. So instead of a deep embossing executed as an elongated hole 8a several spaced, circular deep embossments arranged in a line one behind the other 8a be provided, are inserted into the spherical components. A deep embossing would also be conceivable 8a to use a base body corresponding to the shape of this deep embossing, to generate one or more elevations 8th is equipped with pins.

In dieser Figur sind weiterhin die Führungshülsenaugen 11 erkennbar, die zur Aufnahme der Erhebungen 8 des Adapters 7 dienen.In this figure, the guide sleeve eyes are still 11 recognizable to the recording of the surveys 8th of the adapter 7 serve.

Die 4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen herkömmlichen Kolben 6, der erfindungsgemäß mit einer als Nut ausgestalteten Einprägung 9 versehen ist. Die Breite dieser Nut 9 ist dabei der entsprechenden Breite der Erhebung 8 an der Führungshülse 5 angepasst. Weist die Führungshülse 5 mehrere Erhebungen 8 auf, so ist am Kolben 6 auch die entsprechende Anzahl an Nuten 9 vorzusehen. Da, wie in 1 dargestellt, in den Kolben 6 ein ringförmiger Adapter 7 mit seitlich über dessen Umfang hinausragenden Mitnehmern 10 eingesetzt wird, sind zu deren Aufnahme Aussparungen 12 in die Mantelfläche des Kolbens 6 eingebracht.The 4th shows a perspective view of a conventional piston 6 , According to the invention with an impression designed as a groove 9 is provided. The width of this groove 9 is the corresponding width of the survey 8th on the guide sleeve 5 customized. Instructs the guide sleeve 5 several surveys 8th is on the piston 6 also the corresponding number of grooves 9 to provide. There, like in 1 shown in the piston 6 a ring-shaped adapter 7 with drivers protruding laterally beyond its scope 10th recesses are used to accommodate them 12th into the outer surface of the piston 6 brought in.

BezugszeichenlisteReference list

11: Betätigungsvorrichtung / HebeleinrückerActuator / lever engagement
22nd: EinrücklagerEngagement bearing
33rd: Einrückgabel großEngagement fork large
44th: Einrückgabel kleinEngaging fork small
55: FührungshülseGuide sleeve
66: Kolben (Kolbenhülse)Piston (piston sleeve)
77: Adapter / KolbennehmerAdapter / piston receiver
88th: ErhebungSurvey
8a8a: TiefenprägungDeep embossing
99: Einprägung / NutEmbossing / groove
1010th: Mitnehmer / ErhebungenCarriers / surveys
1111: FührungshülsenaugeGuide sleeve eye
1212th: AussparungenRecesses

Claims

Piston-cylinder unit for an actuating device (1), in which there is a relative movement between a piston (6) and a guide sleeve, characterized in that either the guide sleeve (5) or the piston (6) has at least one elevation (8) which corresponds to a correspondingly designed indentation (9) provided on the piston (6) or the guide sleeve (5) for producing an operative connection, the elevation (8) being formed from a deep embossing into which a cylindrical pin or a plurality of balls arranged one behind the other are introduced .

Piston-cylinder unit after Claim 1 , characterized in that an elevation (8) is attached to the inner diameter of the guide sleeve (5).

Piston-cylinder unit after Claim 1 , characterized in that an impression (9) is provided on the outer surface of the piston (6).

Piston-cylinder unit after Claim 1 , characterized in that the indentation (9) is formed from a groove extending over the length of the lateral surface of the piston (6).

Piston-cylinder unit after Claim 4 , characterized in that the width of the groove (9) is adapted to the width of the elevation (8) and the depth of the groove (9) corresponds at least to the height of the elevation (8).