DE19925755A1

DE19925755A1 - Kupplungsbetätigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19925755A1
Application number: DE1999125755
Authority: DE
Inventors: Arthur Schneider; Carsten Herbst
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-06-05
Filing date: 1999-06-05
Publication date: 2000-12-07

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Betätigung einer Reibkupplung mit einem Druckbehälter (1), der einen mit einem Fluid befüllbaren Innenraum (2) aufweist, einem Kolben (5), der den Innenraum (2) an einer Seite des Druckbehälters (1) dicht verschließt und dabei im Innenraum (2) verschieblich ist, und einer Verbindungsstange (15, 15'), durch welche der Kolben (5) zumindest mittelbar mit der zu betätigenden Reibkupplung gekoppelt ist. DOLLAR A Die Verbindungsstange (15, 15') ist dabei in Bewegungsrichtung des Kolbens (5) elastisch.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Betätigung einer Reibkupplung mit einem Druckbehälter, der einen mit einem Fluid befüllbaren Innenraum aufweist, einem Kolben, der den Innenraum an einer Seite des Druckbehälters dicht verschließt und dabei im Innenraum verschieblich ist, und einer Verbindungsstange, durch welche der Kolben zumindest mittelbar mit der zu betätigenden Reibkupplung gekoppelt ist.

Ein Einsatzgebiet sind insbesondere hydraulisch aktiv einzurückende Reibkupplungen in Getrieben von Kraftfahrzeugen, um die Kupplung zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Kupplungsstellung zu schalten.

Eine gattungsgemäße Betätigungsvorrichtung besitzt einen mit einem verschieblichen Kolben dicht verschlossenen - meist zylindrischen - Druckbehälter. Dieser wird bei Betätigen der Betätigungsvorrichtung mit einem Fluid gefüllt, wodurch der Kolben entlang der Längsachse des Druckbehälters verschoben wird. Diese Kolbenbewegung wird über eine Verbindungsstange auf einen Kupplungseinrückhebel übertragen, welcher seinerseits die Kupplung schließt. Nachteilig bei solchen Vorrichtungen ist, daß der Kupplungsvorgang bzw. der Schaltvorgang relativ abrupt erfolgt. Auch ist der Aufbau der Vorrichtung wegen der notwendigen Stabilisierung des Druckbehälters gegen auftretende seitlich wirkende Kräfte relativ aufwendig.

Aus der DE 196 22 707 A1 ist eine Betätigungsvorrichtung mit einem stabförmigen Schwenkhebel bekannt. Dieser ist an seinem einen Ende mit einer Betätigungskraft beaufschlagbar, während sein anderes Ende an einer Kupplung angreift. Im Bereich seiner Mitte ist er um eine Lagerstelle schwenkbar gelagert. Die Lagerstelle ist zur Dämpfung mit einer Gummischeibe unterlegt. Deren Einfluß auf das Kupplungsverhalten ist allerdings relativ gering. Außerdem ist die Lagerstelle stark verschleißanfällig. Die gewünschten Kräfteverhältnisse geben zudem die Baugröße des Schwenkhebels vor.

Es besteht somit das Problem, eine Betätigungsvorrichtung für eine Reibkupplung so zu gestalten, daß die Schaltbewegung optimiert und der Aufbau der Betätigungsvorrichtung vereinfacht wird.

Das Problem wird unter Hinzunahme der gattungsbildenden Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß die Verbindungsstange in Bewegungsrichtung des Kolbens elastisch ist.

Es kann besonders vorteilhaft sein, wenn die Verbindungsstange zug-elastisch ist. Dies ermöglicht eine Konstruktion mit einfachem Aufbau und wenigen Bauteilen.

Es kann außerdem vorteilhaft sein, wenn die Verbindungsstange gelenkig am Kolben gelagert ist. Dadurch läßt sich die Belastung des Kolbens mit Drehmomenten vermeiden.

Es ist möglicherweise zweckmäßig, daß die gelenkige Lagerung der Verbindungsstange ein verrundetes Endstück aufweist, welches in einer korrespondierenden Mulde aufgenommen ist. Dadurch läßt sich eine einfache Lagerung mit wenigen Bauteilen realisieren.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kolben selbstführend ist. Auch dies kann die Konstruktion vereinfachen.

Die Verbindungsstange kann gelenkig an einem Kupplungseinrückhebel gelagert sein. Dies reduziert eine Übertragung seitlich wirkender Kräfte.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Verbindungsstange gegabelt ist. Das ermöglicht einen symmetrischen Kraftfluß.

Vorteile können sich dadurch ergeben, daß die Verbindungsstange symmetrisch ausgebildet ist. Dies vermeidet ungleichmäßige Belastungen.

Es kann zweckmäßig sein, die Verbindungsstange asymmetrisch auszubilden, um Gewicht einzusparen.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der Druckbehälter bezüglich des Getriebes ortsfest angebracht ist. Dies erübrigt zusätzliche gelenkige Lager.

Details der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung, der lediglich beispielhafter Charakter zukommt, erläutert. Es wird dabei Bezug genommen auf:

Fig. 1 Seitenansicht einer ersten Ausführungsform mit einer symmetrischen Verbindungsstange

Fig. 2 optimale Kupplungsbetätigungskennlinie

Fig. 3 Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform mit einer asymmetrischen Verbindungsstange.

Fig. 1 zeigt einen Druckbehälter 1, der starr mit einem nicht gezeigten Getriebegehäuse verbunden ist. Der Druckbehälter 1 ist zylindrisch ausgeführt. Er ist hohl und besitzt einen ebenfalls zylindrischen Innenraum 2.

Am einen Ende des Druckbehälters 1 ist eine Öffnung 3 vorgesehen, durch welche ein Fluid in den Innenraum 2 eingebracht bzw. daraus entfernt werden kann. Das andere Ende des Druckbehälters 1 weist eine Öffnung 4 auf, welche den gleichen Durchmesser wie der Innenraum 2 besitzt und durch einen längs des Druckbehälters 1 verschieblichen Kolben 5 dicht verschlossen ist. Der Kolben 5 ist selbstführend. Er besitzt dazu eine in Längsrichtung des Druckbehälters ausreichende Höhe, um ein Verkanten durch Abkippen am Druckbehälter 1 zu unterbinden.

Der Kolben 5 weist zwei Ringnuten 7 und 9 an seinem Außenumfang auf. Hier können nicht dargestellte Dichtungsringe eingelegt werden, um die Fuge zwischen dem Druckbehälter 1 und dem Kolben 5 abzudichten.

Der Kolben 5 weist mittig an seinem dem Innenraum 2 abgewandten Ende eine Mulde 11 auf. In dieser Mulde 11 ist ein verdicktes und kugelförmig verrundetes Endstück 13 einer Verbindungsstange 15 aufgenommen. Die Verbindungsstange 15 gabelt sich in zwei symmetrische Schenkel 16a und 16b, welche nach einer Biegung von etwa 180 Grad etwa parallel zum Druckbehälter 1 an diesem entlang verlaufen. Sie sind entlang ihrer Längsachse wellenförmig gebogen. Ihre Enden greifen hakenförmig am Ende eines Kupplungseinrückhebels 21 an und sind gelenkig in zwei Öffnungen 18a und 18b des Kupplungseinrückhebels 21 gelagert. Sie können wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel dabei auch miteinander verbunden sein.

Die Funktionsweise der Betätigungsvorrichtung ist wie folgt.

Zum aktiven Einrücken einer nicht dargestellten Kupplung wird bei Betätigung der Vorrichtung der Innenraum 2 über die Öffnung 3 mit einem Fluid, beispielsweise einer Hydraulikflüssigkeit, befüllt. Dadurch wird der Kolben 5 entlang der Längsachse des Druckbehälters 1 in Richtung auf die Öffnung 4 des Druckbehälters 1 verschoben. Über die Verbindungsstange 15 und deren Schenkel 16a und 16b wird die Kolbenbewegung auf den Kupplungseinrückhebel 21 übertragen und die Kupplung geschlossen.

Zum Entkuppeln wird der Innenraum 2 über die Öffnung 3 wieder entleert. Da nun keine Kraft mehr zum Halten der Kupplung in ihrer gekuppelten Stellung aufgebracht wird, schwenkt der Kupplungseinrückhebel 21 zusammen mit der Verbindungsstange 15 und dem Kolben 5 in seine Ausgangsposition zurück.

Durch die wellenförmige Gestalt der Verbindungsstange ist deren Elastizität gezielt eingestellt. Wird der Kolben 5 des Druckbehälters 1 herausgeschoben, so dehnt sich die Verbindungsstange 15 insbesondere im Bereich ihrer Schenkel 16a, 16b elastisch. Dadurch ergibt sich ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen der Verschiebung des Kolbens 5 und der Verschiebung des Kupplungseinrückhebels 21.

Fig. 2 zeigt diesen Zusammenhang. Als Maß für den Weg des Kolbens 5 ist dabei entlang der horizontalen Koordinatenachse die Zahl der Takte eines (nicht gezeigten) Kolbenventils aufgetragen. An der senkrechten Achse ist der Kupplungsweg aufgetragen, der sich aus dem Weg des Kupplungseinrückhebels 21 ergibt. Dabei sind die beiden Positionen "Kupplung geöffnet" und "Kupplung geschlossen" an der Achse angedeutet. Die eingetragene Kupplungsbetätigungskennlinie der Betätigungsvorrichtung zeigt einen progressiv ansteigenden Verlauf und entspricht damit dem gewünschten Ergebnis.

Mit einer definierten Menge Hydraulikflüssigkeit ergibt sich bei fast geöffneter Kupplung ein geringer Kupplungsweg und bei fast geschlossener Kupplung ein großer Kupplungsweg. Eine entsprechende progressive Zunahme ergibt sich auch bezüglich des Kupplungsmoments. Dadurch läßt sich das gewünschte dosierte Anfahren beim Anfahren einer Anfahrkupplung bzw. das dosierte Einleiten des Schaltens beim Betätigen einer Schaltkupplung erreichen.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der vorliegenden Ausführungsform ist der relativ einfache Aufbau der Vorrichtung. Die direkte Lagerung der Verbindungsstange 15 am Kolben 5 durch das verrundete Endstück 13 gestattet ein kippmomentenfreies Abstützen am Kolben 5 ohne zusätzliche Bauteile. Außerdem wird eine Übertragung seitlich wirkender Kräfte reduziert. Die Dichtung zwischen Kolben 5 und Druckbehälter 1 kann dadurch einfach gestaltet und folglich die Reibungskräfte bei der Betätigung minimiert werden. Eine zusätzliche Dichtung an der Verbindungsstange 15 ist überflüssig. Auch kann der Hydraulikzylinder ohne gelenkige Lagerung starr am Gehäuse der Kupplung bzw. des Getriebes befestigt werden.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ihr Aufbau und ihre Funktionsweise entspricht weitgehend der ersten Ausführungsform.

Allerdings gabelt sich eine Verbindungsstange 15' der zweiten Ausführungsform nicht. Ausgehend vom verdickten Endstück 13 am Kolben 5 verläuft die Verbindungsstange 15' nach einer 180 Grad-Biegung lediglich an einer Seite des Druckbehälters 1 entlang und auf möglichst kurzem Weg auf einen Kupplungseinrückhebel 21 ' zu. Auf eine wellenförmige Gestaltung der Verbindungsstange 15' wird verzichtet.

Der Kupplungseinrückhebel 21' besitzt an seinem der Verbindungsstange 15 zugewandten Ende einen Schlitz 19. Die Verbindungsstange 15' läuft etwa senkrecht durch den Schlitz 19. Vom Kolben 5 aus betrachtet unmittelbar hinter dem Schlitz 19 weist die Verbindungsstange 15' eine Verdickung 17 auf, welche breiter als der Schlitz 19 ist.

Wird bei dieser Ausführungsform die Verbindungsstange 15' beim Herausfahren des Kolbens 5 verschoben, so drückt die Verdickung 17 zu beiden Seiten des Schlitzes 19 auf den Kupplungseinrückhebel 21. Dadurch wird dieser zur gewünschten Schwenkbewegung veranlaßt. Diese Lagerung stellt eine einfach zu montierende gelenkige Verbindung ohne zusätzliche Bauteile dar.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Druckbehälter

2

Innenraum

3

,

4

Öffnung

5

Kolben

7

,

9

Ringnut

11

Mulde

13

Endstück

15

,

15

' Verbindungsstange

16

a,

16

b Schenkel

17

Verdickung

18

a,

18

b Öffnung

19

Schlitz

21

,

21

' Kupplungseinrückhebel

Claims

1. Vorrichtung zur Betätigung einer Reibkupplung mit einem Druckbehälter (1), der einen mit einem Fluid befüllbaren Innenraum (2) aufweist, einem Kolben (5), der den Innenraum (2) an einer Seite des Druckbehälters (1) dicht verschließt und dabei im Innenraum (2) verschieblich ist, und einer Verbindungsstange (15, 15'), durch welche der Kolben (5) zumindest mittelbar mit der zu betätigenden Reibkupplung gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (15, 15') in Verschiebungsrichtung des Kolbens (5) elastisch ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (15, 15') zug-elastisch ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (15, 15') gelenkig am Kolben (5) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkige Lagerung ein verrundetes Endstück (13) an der Verbindungsstange (15, 15') aufweist, welches in einer korrespondierenden Mulde (11) des Kolbens (5) aufgenommen ist.

5. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) selbstführend ist.

6. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (15, 15') gelenkig an einem Kupplungseinrückhebel (21, 21') gelagert ist.

7. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (15) gegabelt ist.

8. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (15) symmetrisch ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (15') asymmetrisch ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (1) bezüglich des Getriebes ortsfest angebracht ist.