DE19746538A1 - Vorlastfeder für ein Ausrücksystem einer Fahrzeugkupplung - Google Patents
Vorlastfeder für ein Ausrücksystem einer FahrzeugkupplungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydraulisch betätigtes Ausrücksystem für eine Fahr
zeugreibungskupplung, zum wahlweisen Trennen und Verbinden zweier Wel
len, bestehend aus einer Kolben-Zylindereinheit, die konzentrisch zu einer
Getriebeeingangswelle angeordnet ist, deren Gehäuse am Schaltgetriebe befe
stigt ist und deren Ringkolben über ein Ausrücklager mit Betätigungselementen
der Reibungskupplung verbunden ist, wobei das Ausrücklager unabhängig von
der Stellung der Reibungskupplung von einer die Funktion einer Vorlastfeder
ausübenden Druckfeder beaufschlagt ist, die über Endwindungen unmittelbar
oder mittelbar zwischen dem Gehäuse und einem Lagerring des Ausrücklagers
abgestützt ist.
Derartige Ausrücksysteme, die auch als Zentralausrücker bezeichnet werden,
finden zunehmend Anwendung in Personenkraftfahrzeugen. Der Zentral
ausrücker verbessert den Bedienungskomfort und bewirkt gleichfalls eine
Kosteneinsparung aufgrund eines verringerten Bauteileumfangs und einer
Montagevereinfachung. Das mit dem Ausrücksystem verbundene Ausrücklager
ist mit der Motordrehzahl mitlaufend angeordnet. Damit entfällt ein Hoch
beschleunigen aus dem Stillstand bei jedem Auskuppeln, bei dem sich ein den
Verschleiß erhöhender Schlupf einstellt. Ein ständig umlaufendes Ausrücklager
reduziert außerdem den Weg des Lagers, den es zum Auskuppeln zurücklegen
muß. Ein Verlustweg, der die Freigängigkeit des Lagers ermöglicht, kann somit
entfallen. Zur Erzielung eines umlaufenden Ausrücklagers ist das Ausrücksystem
mit einer am Ausrücklager abgestützten Vorlastfeder bestückt.
Aus der DE 43 13 346 A1 ist ein entsprechendes Ausrücksystem bekannt. Die
Ausführungsbeispiele dieses Dokuments zeigen verschieden gestaltete, die
Funktion einer Vorlastfeder ausübende Druckfedern. Aus den Fig. 1 bis 7
sind zylindrische Vorlastfedern zu entnehmen, dagegen zeigt die Fig. 8 eine
konisch gestaltete Druckfeder. Diesen Druckfedern gemeinsam ist ein relativ
großer axialer oder radialer Bauraum bei einer zusammengepreßten Druckfeder,
d. h. wenn nahezu eine Blockanlage der Windungen erreicht ist. Da der verfüg
bare Bauraum zwischen dem Gehäuse, d. h. dem Zylinder des Ausrücksystems
und dem Ausrücklager begrenzt ist, insbesondere in axialer Richtung, finden
derartig gestaltete Druckfedern keine Akzeptanz für heute konzipierte Aus
rücksysteme.
Die bekannte Problemstellung beachtend, ist es Aufgabe der Erfindung, eine
Druckfeder bauraumoptimiert zu gestalten.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1
gelöst. Erfindungsgemäß umfaßt die Druckfeder Endwindungen, deren Außen
durchmesser sich von einem Außendurchmesser der als federnde Windungen
bezeichneten Zwischenwindungen unterscheidet. Dieser Aufbau ermöglicht
eine geschachtelte Anordnung der Federwindungen, d. h. bei einer zusammen
gepreßten Druckfeder sind die Endwindungen zu den Zwischenwindungen
radial versetzt zueinander angeordnet. Dieser Druckfederaufbau ermöglicht eine
optimale Nutzung des konzeptbedingten geringen Bauraums in Ausrücksyste
men heutiger Fahrzeuge. Aufgrund der radial versetzten Lage der Endwindungen
zu den Zwischenwindungen, ergibt sich für die erfindungsgemäße Druckfeder
in der zusammengepreßten Stellung sowohl in axialer als auch in radialer
Richtung eine Bauraumoptimierung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der An
sprüche 2 bis 7.
Die unterschiedliche Gestaltungsart der Windungen der erfindungsgemäßen
Drahtfeder unterstreichend ist vorzugsweise die Außenkontur der Zwischenwin
dungen kleiner als die der Endwindungen. Bedarfsabhängig schließt die Erfin
dung ebenfalls eine umgekehrte Windungsanordnung ein, bei der die Außen
kontur der Zwischenwindungen die Außenkontur der Endwindungen übertrifft.
Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckfeder,
die eine radial gestufte Anordnung bzw. Schachtelung der Windungen aufweist
sieht vor, daß der Federdrahtdurchmesser der Endwindungen im Vergleich zu
den Zwischenwindungen unterschiedlich dimensioniert. Vorzugsweise besitzen
die Endwindungen einen größeren Federdrahtdurchmesser, wodurch die Verfor
mung und damit der Verschleiß der Federenden an den Abstützflächen der
Druckfeder reduziert werden kann. Alternativ schließt die Erfindung auch eine
Druckfeder mit Zwischenwindungen ein, deren Drahtdurchmesser den Draht
durchmesser der Endwindungen übertrifft.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Druckfeder umfaßt vorzugsweise eine
größere Windungszahl der Zwischenwindungen gegenüber den Endwindungen.
Damit ergibt sich die Möglichkeit, daß bei einer annähernden Blockanlage der
Federwindungen zumindest eine Anlage bzw. Abstützung der Endwindung,
sowohl axial als auch radial versetzt zu einer endseitig angeordneten Zwischen
windung plaziert werden kann. Diesen Vorteil nutzend kann beispielsweise ein
Lagerring des Ausrücklagers mit einem entsprechend gestalteten Ringflansch
versehen sein, an dem eine Endwindung anliegt. Der Ringflansch übergreift
dabei eine stirnseitig angeordnete Zwischenwindung. Dadurch ist die Baulänge
der Druckfeder ausschließlich von der Anzahl bzw. der Dimensionierung der
Zwischwindungen bestimmt, wodurch die Wandstärke des Ringflansches vom
Lagerring kompensierbar ist, d. h. dieses Maß wirkt sich nicht auf die Baulänge
der Druckfeder in der ausgekuppelten Stellung des Ausrücksystems aus.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß für die
radiale Beabstandung der Endwindungen zu den Zwischenwindungen ein Maß
von ≧ dem Federdrahtdurchmesser der Zwischenwindungen vorgesehen ist.
Die Erfindung wird nachstehend durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein gekuppeltes Ausrücksystem im Halbschnitt, das mit einer
erfindungsgemäßen Druckfeder versehen ist;
Fig. 2 das Ausrücksystem gemäß Fig. 1 in der ausgekuppelten
Stellung.
Das in Fig. 1 abgebildete Ausrücksystem 1 zeigt eine Kolben-Zylindereinheit,
die konzentrisch um eine Getriebeeingangswelle 2 angeordnet ist. Die Kolben-
Zylindereinheit umfaßt ein am Schaltgetriebe des Fahrzeugs angeschraubtes
Gehäuse 3. Radial beabstandet zu einer Bohrungswandung 4, einer zentrischen
Bohrung im Gehäuse 3 sowie zu der Getriebeeingangswelle 2 ist eine Füh
rungshülse 5 angeordnet. Die über einen Ringflansch 6 am Gehäuse 3 befestigte
Führungshülse 5 umschließt einen Druckraum 7. Auf einer Mantelfläche 9 der
Führungshülse 5 ist ein Ringkolben 8 geführt, der einen radialen Abstand zur
Bohrungswandung 4 überbrückt und gleichzeitig den Druckraum 7 axial be
grenzt. An dem vom Druckraum 7 abgewandten Ende ist am Ringkolben 8 ein
Ausrücklager 10 befestigt, das über einen Außenring 11 an Betätigungselemen
ten einer in Fig. 1 nicht abgebildeten Reibungskupplung abgestützt ist. Zur
Erzielung einer stets kraftschlüssigen Anlage des Ausrücklagers 10 ist zwischen
dem Gehäuse 3 und dem Innenring 12 eine Druckfeder 13 eingesetzt, die als
Vorlastfeder dient. Die Funktion des Ausrücksystems 1 entspricht bekannten
Lösungen und bedarf daher keiner weitergehenden Erläuterung.
Die Druckfeder 13 besitzt im Gegensatz zu bisherigen Federausführungen einen
radial gestuften geschachtelten Aufbau. Dieser umfaßt Endwindungen 14a, 14b,
die radial beabstandet zu den Zwischenwindungen 15 angeordnet sind. Der
radiale Versatz, gekennzeichnet durch "x", entspricht dem halben Differenzmaß
zwischen dem Außendurchmesser "D" der Endwindungen 14a und dem Außen
durchmesser "d" der Zwischenwindungen 15. Das Maß "x" entspricht gleichzei
tig dem Federdrahtdurchmesser df der Zwischenwindung 15. Der Aufbau der
Druckfeder 13 sieht weiterhin vor, daß der Federdrahtdurchmesser Df der
Endwindungen 14a, 14b größer ist als der Federdrahtdurchmesser df der Zwi
schenwindungen 15. Zur Erzielung einer exakten Lagepositionierung der Druck
feder 13 am Ringflansch 16 des Ausrücklagers 10 ist die Endwindung 14b an
einem Bord 17 des Ringflansches 16 zentriert.
Fig. 2 zeigt das Ausrücksystem 1 in der ausgekuppelten Stellung, bei der die
Druckfeder 13 nahezu bis zur Blockanlage der Federwindungen zusammen
gepreßt ist. Dabei umschließen die Endwindungen 14a, 14b die Zwischenwin
dungen 15, in einer radialen Beabstandung "x". Aufgrund der größeren Win
dungszahl der Zwischenwindungen 15 gegenüber den Endwindungen 14a, 14b
ergibt sich eine abweichende axiale Baulänge zwischen den radial beabstandet
angeordneten Windungen. Den verringerten axialen Bauraum der Endwindun
gen 14a, 14b nutzend, übergreift der Innenring 12 bzw. dessen Ringflansch 16
die stirnseitige Zwischenwindung 15, so daß die Wandstärke vom Ringflansch
16 keinen Einfluß auf die Baulänge der Druckfeder 13 nimmt.
1
Ausrücksystem
2
Getriebeeingangswelle
3
Gehäuse
4
Bohrungswandung
5
Führungshülse
6
Ringflansch
7
Druckraum
8
Ringkolben
9
Mantelfläche
10
Ausrücklager
11
Außenring
12
Innenring
13
Druckfeder
14
a Endwindung
14
b Endwindung
15
Zwischenwindung
16
Ringflansch
17
Bord
D Außendurchmesser Endwindung
d Außendurchmesser Zwischenwindung
x radialer Versatz zwischen den Windungen
Df
D Außendurchmesser Endwindung
d Außendurchmesser Zwischenwindung
x radialer Versatz zwischen den Windungen
Df
Drahtdurchmesser der Endwindung
df
df
Drahtdurchmesser der Zwischenwindung
Claims (7)
1. Hydraulisch betätigtes Ausrücksystem (1) für eine Fahrzeugreibungskupplung,
zum wahlweisen Trennen und Verbinden zweier Wellen, bestehend aus einer
Kolben-Zylindereinheit, die konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle (2)
angeordnet ist, deren Gehäuse (3) am Schaltgetriebe befestigt ist und deren
Ringkolben (8) über ein Ausrücklager (10) mit Betätigungselementen der Rei
bungskupplung verbunden ist, wobei das Ausrücklager (10) unabhängig von der
Stellung der Reibungskupplung von einer die Funktion einer Vorlastfeder
ausübenden Druckfeder (13) beaufschlagt ist, die über Endwindungen (14a,
14b) unmittelbar oder mittelbar zwischen dem Gehäuse (3) und einem Lagerring
des Ausrücklagers (10) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außen
durchmesser (D) der Endwindungen (14a, 14b) sich von einem Außendurch
messer (d) der Zwischenwindungen (15) der Druckfeder (13) unterscheidet.
2. Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen
durchmesser (D) der Endwindungen (14a, 14b) größer ist als der entsprechende
Außendurchmesser (d) der Zwischenwindungen (15).
3. Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen
durchmesser (d) der Zwischenwindungen (15) den Außendurchmesser (D) der
Endwindungen (14a, 14b) übertrifft.
4. Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Feder
drahtdurchmesser (Df) der Endwindungen (14a, 14b) zu einem Federdrahtdurch
messer (df) der Zwischenwindungen (15) differiert.
5. Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl
der Zwischenwindungen (15) größer ist als die Anzahl der Endwindungen (14a,
14b).
6. Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
annähernden Blockanlage der Windungen zumindest an einem Abstützende der
Druckfeder (13) die Endwindung (14a, 14b) und die Zwischenwindung (15)
sowohl radial als auch axial versetzt zueinander angeordnet sind (Fig. 2).
7. Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein radiales
Abstandsmaß (x) zwischen den Endwindungen (14a, 14b) und den Zwischen
windungen (15) einem Maß entsprechen, das gleich oder größer dem Feder
drahtdurchmesser (df) der Zwischenwindungen (15) entspricht.
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BR9804017A (pt) | 1999-12-14 |
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