DE112013005394B4

DE112013005394B4 - Deckelfester Ausrücker

Info

Publication number: DE112013005394B4
Application number: DE112013005394.2T
Authority: DE
Inventors: Philippe Wagner; Stefan Derlath
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2019-10-31
Anticipated expiration: 2033-10-18
Also published as: DE112013005394A5; DE102013221144A1; WO2014071938A1

Abstract

Deckelfester Ausrücker für die Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges, mit einem konzentrisch um eine Getriebeeingangswelle angeordneten und mit der Kupplung (Kupplungsdeckel) um eine Drehachse (A) rotierenden Nehmerzylinder/Rotor (1), in dessen Gehäuse (2) ein mit der Kupplung in Wirkverbindung stehender und mit einem Druckfluid in einem Druckraum (4) beaufschlagbarer Kolben (3) entlang der Drehachse (A) axial bewegbar ist, wobei das Druckfluid von einer stationären Fluidzuführeinrichtung/Stator (5) über eine Drehdurchführung (6) dem Druckraum (4) des rotierenden Nehmerzylinders/Rotors (1) zuführbar ist, wobei die Drehdurchführung (6) radial innerhalb des Kolbens (3) angeordnet ist und sich axial in etwa auf gleicher Höhe mit dem Kolben (3) befindet, wobei dass der Stator (5) aus einem axialen, konzentrisch um die Drehachse (A) angeordneten, Grundkörper (5.2) und einem im Wesentlichen radialen Druckleitungsstutzen (5.1) besteht, wobei die Drehdurchführung (6) zwischen dem Grundkörper (5.2) des Stators (5) und einer den Grundkörper (5.2) konzentrisch radial außen umgebenden Zylinderwand (2.1) des Gehäuses (2) vorgesehen ist, und wobei die Drehdurchführung (6) zumindest zwei Gleitlager (8, 9) zur Lagerung des Stators (5) an dem Rotor (1) aufweist, welche zwischen der Zylinderwand (2.1) und dem Grundkörper (5.2) angeordnet sind, wobei am äußeren Umfang der Gleitlager (8, 9) zusätzlich eine Nut eingebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen deckelfesten Ausrücker für die Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Bekanntermaßen dienen Ausrückvorrichtungen für Kupplungen von Kraftfahrzeugen dazu, eine mit einer Kurbelwelle eines Motors verbundene Kupplungsscheibe gegen eine entsprechende Kupplungsscheibe einer Getriebewelle des Kraftfahrzeugs zu drücken. Dies erfolgt bei einer hydraulisch betätigbaren Ausrückvorrichtung mittels eines Kolbens, der in einem Gehäuse eines Nehmerzylinders aufgenommen ist und über eine mit einer Hydraulikleitung verbindbare Zuführeinrichtung mit einem Fluid, beispielsweise Öl oder Bremsflüssigkeit, beaufschlagt wird. Dabei kann es sich bei dem Kolben um einen einfachen oder doppelt wirkenden Ringkolben handeln, der um eine Längsachse der Ausrückvorrichtung positioniert ist.
Bei hydraulisch betätigbaren Ausrückvorrichtungen kann es durch Axialschwingungen von der Kurbelwelle, die sich auf die Ausrückvorrichtung übertragen, zu Druckschwankungen im Fluidsystem kommen. Um dies zu umgehen, wurden Konzepte entwickelt, die eine Montage/Integration der Ausrückvorrichtung am Kupplungsdeckel vorsehen (deckelfester Ausrücker). So werden bei einem deckelfesten Ausrücker der konzentrische Nehmerzylinder und der Kupplungsdeckel zu einer funktionalen Einheit mit intern geschlossenem Kraftfluss zusammengefasst. Die Verbindung mit dem Kupplungsdeckel erfolgt üblicherweise über ein Wälzlager (Deckellager), welches zusätzlich zu einem Ausrücklager vorgesehen ist. Dadurch dreht sich der Nehmerzylinder nicht mit dem Kupplungsdeckel mit.
Allerdings können auch hier die von der Kurbelwelle herrührenden Schwingungen auf die Kupplung und damit auf das beispielsweise an einer Tellerfeder anliegende Ausrücklager und somit auch auf den Nehmerzylinder übertragen werden. Dies kann einerseits bei Bewegungen des Ausrücklagers im gesamten Ausrücksystem zu Druckimpulsen und schließlich am Kupplungspedal zu unerwünschten Vibrationen führen. Andererseits kann es über die Tellerfeder zu einer Modulation der Kupplung in der Schlupfphase kommen, was zu spürbaren Rupfschwingungen führt. Zudem stellen die eingesetzten Wälzlager einen hohen Kostenfaktor dar und nehmen einen beträchtlichen Bauraum ein.
Deshalb sehen andere bekannte Lösungen deckelfeste Ausrückvorrichtungen vor, die auf den Einsatz sowohl eines Deckellagers als auch eines Ausrücklagers verzichten. Bei diesen Ausrückvorrichtungen ist der konzentrische Nehmerzylinder derart an dem Kupplungsdeckel der Kupplung befestigt, dass er mit dieser rotiert. Das bedeutet aber, dass zumindest für die Zufuhr von Druckfluid von einer stationären Fluidzuführeinrichtung (auch als Stator bezeichnet) zu dem rotierenden Nehmerzylinder (auch als Rotor bezeichnet) eine Drehdurchführung vorgesehen sein muss.
Ein in der DE 10 2009 010 133 A1 offenbarter deckelfester Zentralausrücker mit einer Drehdurchführung weist ein aus zwei Teilgehäusen bestehendes Gehäuse auf. Diese Teilgehäuse stehen hydraulisch miteinander in Wirkverbindung, sind jedoch durch Reibdichtelemente mechanisch voneinander entkoppelt. Zur Einsparung eines Ausrücklagers ist das erste Teilgehäuse mit dem Gehäusedeckel der Kupplung verbunden und rotiert mit der Kupplung. Das zweite Teilgehäuse ist radial außen und axial versetzt zu dem Ringkolben angeordnet. Es umschließt konzentrisch das erste Teilgehäuse und führt keine rotierende Bewegung aus. Eine in radialer Richtung im zweiten Teilgehäuse vorgesehene Bohrung dient zur Aufnahme eines Druckmittelanschlusses. Die sich hier befindende Hydraulikflüssigkeit gelangt über eine Ringnut des zweiten Teilgehäuses über Bohrungen in das erste Teilgehäuse, wodurch ein Teil einer hydraulischen Strecke erzeugt wird. Durch die versetzte Anordnung der beiden Teilgehäuse (und somit auch der Drehdurchführung) weist dieser deckelfeste Ausrücker einen großen Bauraumbedarf auf.
In der DE 10 2008 027 885 A1 wird eine druckmittelbetätigte Kupplungseinrichtung beschrieben, bei der ebenfalls eine Einspeisung eines Fluides in eine umlaufende Nehmerzylindereinrichtung durch eine stationäre Fluidzuleitung erfolgt. Zu diesem Zweck ist ein nicht umlaufendes, mit der Zuführleitung verbundenes, Ringelement über ein Bewegungsdichtungssystem auf der Außenwandung der Ringzylinderkammer des Nehmerzylinders angebracht. Dabei weist das stationäre Ringelement in axialer Richtung ebenfalls eine versetzte Anordnung gegenüber dem Ringkolben auf. Auch hier wird relativ viel Bauraum benötigt, um diese Drehdurchführung zu verwirklichen.
Häufig ist für den Kupplungseinbau vor allem der axiale Bauraum nur in eingeschränktem Maße vorhanden, so dass die Unterbringung der stationären, mit einem externen Anschluss verbundenen, Fluidzuführeinrichtung bei sich mit der Kupplung mitdrehendem Nehmerzylinder problematisch ist.
Aus der DE 199 83 698 T5 ist ein Ausrücker für eine Kupplung offenbart, welcher mit einer sich mit einer Welle drehenden Kupplungsabdeckung verbunden ist. Ein Fluid wird einem Druckraum des Ausrückers über eine Drehdurchführung zugeführt, welche radial innerhalb eines Kolbens des Ausrückers vorhanden ist. Weiterer Stand der Technik ist in der DE 197 50 249 A1 sowie in der WO 2005/119080 A1 beschrieben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen deckelfesten Ausrücker mit einer Drehdurchführung für die Zuführung von Druckfluid von einer stationären Fluidzuführeinrichtung (Stator) zu dem Druckraum eines rotierenden Nehmerzylinders (Rotor) zu schaffen, welcher insbesondere in axialer Richtung einen geringen Bauraumbedarf aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einem deckelfesten Ausrücker für die Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges, mit einem konzentrisch um eine Getriebeeingangswelle angeordneten und mit der Kupplung (Kupplungsdeckel) um eine Drehachse rotierenden Nehmerzylinder/Rotor, in dessen Gehäuse ein mit der Kupplung in Wirkverbindung stehender und mit einem Druckfluid in einem Druckraum beaufschlagbarer Kolben entlang der Drehachse axial bewegbar ist, wobei das Druckfluid von einer stationären Fluidzuführeinrichtung/Stator über eine Drehdurchführung dem Druckraum des rotierenden Nehmerzylinders/Rotors zuführbar ist, ist erfindungsgemäß die Drehdurchführung radial innerhalb des Kolbens angeordnet.
In vorteilhafter Weise ist die Drehdurchführung zwischen dem sich radial innen befindenden Stator und dem sich radial außen befindenden Rotor angeordnet. Dabei besteht der Stator aus einem axialen, konzentrisch um die Drehachse angeordneten, Grundkörper und einem im Wesentlichen radialen Druckleitungsstutzen, wobei beide, Grundkörper und Druckleitungsstutzen, vorzugsweise einteilig ausgebildet sind.
Die Drehdurchführung ist hierbei zwischen dem hohlzylindrisch ausgebildeten, axialen Grundkörper des Stators und einer axialen, den Grundkörper radial außen umgebenden Zylinderwand des rotierenden Gehäuses vorgesehen. Radial außen an der Zylinderwand ist der Kolben axial geführt.
In dem Grundkörper des Stators ist ein die Drehdurchführung mit dem Druckleitungsstutzen verbindender axialer Fluidzuführkanal angeordnet, der in vorteilhafter Weise über eine radiale Öffnung der Zylinderwand mit dem sich zwischen dem Gehäuse und dem Kolben bildenden Druckraum des Nehmerzylinders/Rotors in Wirkverbindung steht.
In vorteilhafter Weise weist die Drehdurchführung zumindest zwei Gleitlager zur Lagerung des Stators an dem Rotor auf, welche zwischen der Zylinderwand und dem Grundkörper angeordnet sind.
Weiterhin weist die Drehdurchführung vorzugsweise zumindest zwei axial voneinander beabstandete, am Rotor befestigte und am Stator gleitende, Dichtungen auf.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen deckelfesten Ausrückers.
Der erfindungsgemäße deckelfeste Ausrücker weist einen konzentrisch um eine Drehachse A einer Getriebeeingangswelle angeordneten und um diese gemeinsam mit einer nicht gezeigten Kupplung rotierenden Nehmerzylinder 1 auf. Der Nehmerzylinder 1 umfasst ein Gehäuse 2, in dem ein ebenfalls konzentrisch um die Drehachse A angeordneter Kolben 3 - einen Druckraum 4 bildend - in an sich bekannter Weise zur Betätigung einer Kupplung axial verschiebbar geführt ist. Von einer stationären Fluidzuführeinrichtung 5 erfolgt über eine Drehdurchführung 6 eine Zuführung von Druckfluid in den Druckraum 4 des rotierenden Nehmerzylinders 1 (auch als Rotor 1 bezeichnet). Dabei umfasst die Fluidzuführeinrichtung 5 (auch als Stator 5 bezeichnet) einen im Wesentlichen radialen Druckleitungsstutzen 5.1, der einen Fluidweg für das Druckfluid von einem externen Anschluss (nicht dargestellt) in den Druckraum 4 des Nehmerzylinders 1 bereitstellt, sowie einen im Wesentlichen axialen, hohlzylindrisch ausgebildeten Grundkörper 5.2, der konzentrisch um die Drehachse A angeordnet ist. Der ebenfalls nicht rotierende Grundkörper 5.2 ist hier vorzugsweise einteilig mit dem Druckleitungsstutzen 5.1 ausgeführt und nimmt den dem Stator 5 zugeordneten Teil der Drehdurchführung 6 auf, während der dem Rotor 1 zugehörige Teil der Drehdurchführung 6 an einer axialen Zylinderwand 2.1 des Gehäuses 2 angebracht ist.
An der ebenfalls konzentrisch um die Drehachse A angeordneten Zylinderwand 2.1 ist radial außen der Kolben 3 axial bewegbar, wobei hier eine erste Kolbendichtung 3.1 zur Abdichtung des Druckraums 4 zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 2 vorgesehen ist. Eine zweite Kolbendichtung 3.2 ist radial außen angeordnet, um den sich in im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Druckraum 4 zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 2 abzudichten. Der Kolben 3 umgreift somit die zwischen der Zylinderwand 2.1 und dem Grundkörper 5.2 angeordnete Drehdurchführung 6 radial außen. In axialer Richtung befinden sich Kolben 3 und Drehdurchführung 6 in etwa auf gleicher Höhe. Zur Weiterleitung des Druckfluids von dem Druckleitungsstutzen 5.1 zum Rotor 1 ist in dem Grundkörper 5.2 des Stators 5 ein axialer Fluidzuführkanal 7 vorgesehen, der über eine radiale Öffnung der Zylinderwand 2.1 mit dem sich zwischen dem Gehäuse 2 und dem Kolben 3 bildenden Druckraum 4 in Wirkverbindung steht.
Dabei weist die Drehdurchführung 6 zwei zweiteilig ausgebildete Gleitlager 8, 9 zur radialen und axialen Lagerung des Stators 5 an dem Rotor 1 auf, welche zwischen der Zylinderwand 2.1 des Gehäuses 2/des Rotors 1 und dem Grundkörper 5.2 des Stators 5 angeordnet sind. Außerdem sind zwei axial voneinander beabstandete Dichtungen 10, 11 vorgesehen. Die Gleitlager 8, 9 sind über eine Hülse, welche auch als Gegenlauffläche für die Dichtung 10 dient, und einem Sicherungsring gegen axiales Verschieben gesichert. Am äußeren Umfang der Gleitlager 8, 9 ist zusätzlich eine Nut eingebracht. Diese gewährleistet, dass der hydrodynamische Schmierfilm in den Gleitlagern 8, 9 durch den Betätigungsdruck nicht beeinflusst wird. Die Dichtungen 10, 11 sind hierbei am rotierenden Gehäuse 2 befestigt und gleiten an Dichtungsflächen des stationären Grundkörpers 5.2. Durch diese Anordnung der Dichtungen 10, 11 mit den am Stator 5 befindlichen Dichtungslaufflächen kann deren Verschleiß verringert werden.
Gegen eine axiale Verschiebung können die Dichtungen 10, 11 beispielsweise durch Bajonettverschlüsse gesichert sein.
Wird das Kupplungspedal betätigt, fließt das Fluid durch den Druckleitungsstutzen 5.1 und den Fluidzuführkanal 7 zur Drehdurchführung 6. Über eine radiale Öffnung der Zylinderwand 2.1 gelangt das Fluid in den zwischen dem Gehäuse 2 und dem Kolben 3 befindlichen Druckraum 4. Das unter Druck stehende Fluid wirkt nun mit einer axialen Kraft auf die Fläche des Kolbens 3, die zu dessen Ausrücken führt. Dieser betätigt über eine Tellerfeder die Kupplung.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Drehdurchführung 6 radial innerhalb des Kolbens 3, die sich axial in etwa auf gleicher Höhe mit dem Kolben 3 befindet und nicht mehr seitlich vom Kolben 3 angeordnet ist, kann der benötigte axiale Bauraum stark verringert werden. Der deckelfeste Ausrücker kann somit kompakter gestaltet werden.
Bezugszeichenliste

1: Nehmerzylinder/Rotor
2: Gehäuse
2.1: Zylinderwand
3: Kolben
3.1: Kolbendichtung
3.2: Kolbendichtung
4: Druckraum
5: Fluidzuführeinrichtung/Stator
5.1: Druckleitungsstutzen
5.2: Grundkörper
6: Drehdurchführung
7: Fluidzuführkanal
8, 9: Gleitlager
10: Dichtung
11: Dichtung
A: Drehachse

Claims

Deckelfester Ausrücker für die Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges, mit einem konzentrisch um eine Getriebeeingangswelle angeordneten und mit der Kupplung (Kupplungsdeckel) um eine Drehachse (A) rotierenden Nehmerzylinder/Rotor (1), in dessen Gehäuse (2) ein mit der Kupplung in Wirkverbindung stehender und mit einem Druckfluid in einem Druckraum (4) beaufschlagbarer Kolben (3) entlang der Drehachse (A) axial bewegbar ist, wobei das Druckfluid von einer stationären Fluidzuführeinrichtung/Stator (5) über eine Drehdurchführung (6) dem Druckraum (4) des rotierenden Nehmerzylinders/Rotors (1) zuführbar ist, wobei die Drehdurchführung (6) radial innerhalb des Kolbens (3) angeordnet ist und sich axial in etwa auf gleicher Höhe mit dem Kolben (3) befindet, wobei dass der Stator (5) aus einem axialen, konzentrisch um die Drehachse (A) angeordneten, Grundkörper (5.2) und einem im Wesentlichen radialen Druckleitungsstutzen (5.1) besteht, wobei die Drehdurchführung (6) zwischen dem Grundkörper (5.2) des Stators (5) und einer den Grundkörper (5.2) konzentrisch radial außen umgebenden Zylinderwand (2.1) des Gehäuses (2) vorgesehen ist, und wobei die Drehdurchführung (6) zumindest zwei Gleitlager (8, 9) zur Lagerung des Stators (5) an dem Rotor (1) aufweist, welche zwischen der Zylinderwand (2.1) und dem Grundkörper (5.2) angeordnet sind, wobei am äußeren Umfang der Gleitlager (8, 9) zusätzlich eine Nut eingebracht ist.
Deckelfester Ausrücker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehdurchführung (6) zwischen dem sich radial innen befindenden Stator (5) und dem sich radial außen befindenden Rotor (1) angeordnet ist.
Deckelfester Ausrücker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Druckleitungsstutzen (5.1) einteilig mit dem axialen Grundkörper (5.2) ausgebildet ist.
Deckelfester Ausrücker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zylinderwand (2.1) radial außen der Kolben (3) axial geführt ist.
Deckelfester Ausrücker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (5.2) des Stators (5) ein die Drehdurchführung (6) mit dem Druckleitungsstutzen (5.1) verbindender axialer Fluidzuführkanal (7) angeordnet ist.
Deckelfester Ausrücker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidzuführkanal (7) über eine radiale Öffnung der Zylinderwand (2.1) mit dem sich zwischen dem Gehäuse (2) und dem Kolben (3) bildenden Druckraum (4) in Wirkverbindung steht.
Deckelfester Ausrücker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehdurchführung (6) zumindest zwei axial voneinander beabstandete, am Rotor (1) befestigte und am Stator (5) gleitende, Dichtungen (10, 11) aufweist.