DE20022385U1

DE20022385U1 - Hydraulische Ausrückeinrichtung für eine Kupplung

Info

Publication number: DE20022385U1
Application number: DE20022385U
Authority: DE
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2010-03-24

Description

DaimlerChrysler AG FTP/S Hin

Stuttgart 22.03.2000

Hydraulische Ausrückeinrichtung für eine Kupplung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Ausrückeinrichtung für eine Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 198 35 707 Al ist eine hydraulische Ausrückeinheit bekannt, bei der eine hohlzylinderförmj.ge Führungshülse verschieblich und unter radialer Abdichtung auf einem Führungsrohr mit zylindrischer Außenfläche und in einer hohlzylindrischen Ausnehmung eines Gehäuses geführt ist. Eine Stirnfläche der als Stellkolben wirkenden Führungshülse ist mit einem Hydraulikdruck derart beaufschlagbar, daß nach Maßgabe des Hydraulikdruckes eine axiale Bewegung der Führungshülse gegenüber dem Führungsrohr und dem Gehäuse erzielbar ist. Die gegenüberliegende Stirnfläche der Führungshülse steht (mittelbar) in Wirkverbindung mit einer Kupplung, so daß über eine Veränderung der Druckverhältnisse des Hydraulikdruckes bzw. eine Verschiebung der Führungshülse der Betriebszustand der Kupplung veränderbar ist.

Im Betrieb bekannter Ausrückeinrichtungen kommt es zu Beeinträchtigungen der Funktion, insbesondere Abweichungen des Sollbewegungsverlaufes der Führungshülse für einen Druckverlauf der Hydraulikflüssigkeit.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde? eine Ausrückeinrichtung mit verbesserter Funktion vorzuschlagen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

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Versuche haben gezeigt, daß es bei einem Betrieb der bekannten Ausrückeinrichtungen zu einer Stick-Slip-Bewegung der Führungshülse kommt, d.h. die Führungshülse haftet vor einem Bewegungsbeginn an dem Führungsrohr. Ein Druckaufbau oder eine Druckerhöhung der Hydraulikflüssigkeit wird für eine haftende Führungshülse auf dem Führungsrohr durch eine Haftreibkraft kompensiert und resultiert damit nicht in einer Bewegungsinitiierung und damit einer (mittelbaren) Kupplungsbetätigung. Mit einem Überschreiten der maximalen Haftreibkraft zwischen Führungshülse und Führungsrohr kommt es zu einem "Losreißen" der Führungshülse infolge des Gleitreibkoeffizienten, der (unter bestimmten Betriebsbedingungen) kleiner ist als der Haftreibkoeffizient. Bekannte Lösungen zur Vermeidung derartiger Stick-Slip-Bewegung wie aufwendigere Wälzlagerungen scheiden infolge des begrenzten Bauraumes aus.

Erfindungsgemäß verfügt die Führungshülse zumindest in einem Endbereich über eine Fase, deren Kontur einen stetigen oder glatten Übergang zur zylindrischen Innenfläche aufweist. Weitere Versuche haben gezeigt, daß die Stick-Slip-Bewegung insbesondere durch hohe Normalspannungen infolge eines Verkanntens der Führungshülse in den Endbereichen der Führungshülse gegenüber dem Führungsrohr entstehen. Bei bekannten Ausbildungen ohne Fase, mit einer Fase in Form einer geradlinigen Abschrägung oder einer Fase mit einem großen Radius verfügt die Kontur der Fase im Übergang zur zylindrischen Innenfläche über einen unstetigen Übergang. Bei der Anlage der Endbereiche im Bereich dieses unstetigen Überganges kommt es zu einem Linienkontakt mit der Führungshülse. Neben den hieraus resultierenden hohen Normalspannungen hat dieses ein "spitzes" Eindringen in einen auf dem Führungsrohr u.U. angeordneten Schmierfilm und somit eine Verringerung oder Entfernung desselben aus dem Kontaktbereich zur Folge. Weiterhin kann es infolge der hohen Normalspannungen zu mechanischen Beeinträchtigungen der Oberoder Innenfläche kommen. Gemäß dem Vorschlag der Erfindung

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werden die hohen Normalspannungen durch eine Vergrößerung der Anlageflächen infolge eines stetigen Überganges der Kontur in den Endbereichen vermieden. Nachteilige Wirkungen wie erhöhte Normalspannungen, Beeinträchtigungen der Oberflächen oder des Schmierfilmes und Stick-Slip- Effekte können bei erfindungsgemäßer Ausbildung vermieden oder minimiert werden.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ausrückeinrichtung ist vorgesehen, daß die Steigung der Kontur der Fase von der Steigung Null im Beginn der Kontur bis zum Ende stetig zunimmt. Dieses ist insbesondere hinsichtlich der Schmierfilmbildung von Vorteil. Auf der Führungshülse lagern sich ein Schmierfilm ab. Bei einer dauerhaften (Hin- und Her-)Bewegung der Führungshülse wird bei bisher bekannten Ausbildungsformen infolge der Bewegung der Führungshülse das Schmiermedium vor der Führungshülse hergeschoben oder lagert sich in Endbereichen des Bewegungsbereiches und/oder im Bereich der Stirnflächen der Führungshülse ab. Schlimmstenfalls reicht der im Kontaktbereich der Führungshülse mit dem Führungsrohr angeordnete Schmierfilm, insbesondere die Dicke desselben, zur Gewährleistung der Schmierwirkung nicht aus. Erfindungsgemäß nimmt die Steigung der Kontur der Fase nach außen zu. In den Bereichen großer Steigung kann bei einer Bewegung der Führungshülse Schmiermedium benachbarter Bereiche "eingesammelt" werden. Infolge der Bewegung in Richtung der Bereiche mit kleinerer Steigung wird das Schmiermedium (ähnlich wie bei einem Trichter) gezielt in den Kontaktbereich gefördert. Insbesondere wird das Schmiermedium durch einen infolge der Steigungsgestaltung oder der trichterförmigen Ausbildung erhöhten Druckes des Schmiermediums in den Kontaktbereich "eingepreßt". Durch einen derartigen Druckaufbau im Bereich der Fase kann weiterhin ein einem, beispielsweise infolge eines Spiels zwischen dem Führungsrohr und der Führungshülse entstehenden, Kippen der Führungshülse entgegenwirkendes Gegenmoment erzeugt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ausrückeinrichtung im (Halb-) Längsschnitt,

Fig. 2 eine Führungshülse der Ausrückeinrichtung gemäß Fig. 1 als Einzelteilzeichnung im Längsschnitt und

Fig. 3 eine Detaildarstellung II eines Endbereiches der Führungshülse entsprechend Fig. 2.

Ein Zentralausrücker 10 verfügt über eine Gehäuse 11 mit einem Führungsrohr 12 mit einer einer Mantelfläche eines Zylinders entsprechenden Außenfläche, auf der in Richtung einer Längsachse X-X des Führungsrohres 12 eine Führungshülse 13 axial verschieblich angeordnet ist. Die Führungshülse 13 und ggf. dieser zugeordnete oder vorgelagerte Dicht- und/oder Führungselemente 14, 15 und eine Ausnehmung aus dem Gehäuse 11 bilden eine Druckkammer 16, welche über geeignete Kanäle 17 mit einem Hydraulikmedium beaufschlagbar ist. Die Führungshülse 13 steht über eine (Wälz-)Lagereinheit 18 in Wirkverbindung mit nicht dargestellten Kupplungselementen, insbesondere zur Übertragung von Kräften in die Richtungen der Achse X-X, im Zusammenhang mit der Betätigung einer Kupplung zur beeinflußbaren Übertragung eines Momentes zwischen zwei Wellen, insbesondere einer Antriebswelle und einer Getriebewelle.

Die Führungshülse 13 ist entsprechend Figur 2 im wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet. Die Führungshülse 13 verfügt über eine beliebig ausgebildete, insbesondere der Mantelfläche eines Zylinders entsprechende Außenfläche 19, Stirnflächen 20, 21 und eine zumindest teilweise entsprechend der Mantelfläche

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eines Zylinders ausgebildete Innenfläche 22. Die Stirnfläche 20 (21) ist beispielsweise als quer zur Achse X-X orientierter ebener Kreisring ausgebildet oder beliebig, aber nach außen orientiert, ausgebildet und konturiert. Die Innenfläche 22 kann beispielsweise abweichend zur in Fig. 2 dargestellten Geometrie über Ausnehmungen, insbesondere als Kammern 23 für ein Schmiermedium, ausgebildet sein.

Ein in Fig. 3 dargestelltes Detail II der Führungshülse zeigt im Längsschnitt eine Kontur 24 des Überganges von der Innenfläche 22 zur Stirnfläche 20 (21). Die Kontur 24 kann rotationssymmetrisch zur Achse X-X oder unsymmetrisch ausgebildet sein. An dem Übergang 25 [26] erfolgt der Übergang von der Innenfläche 22 zur Kontur 24 [von der Kontur 24 zur Stirnfläche 20 (21)]. Im Übergang 25 ist die Tangente an die Kontur 24 parallel zur Achse X-X ausgebildet, so daß die Kontur 24 ohne Knick und/oder Sprung bzw. stetig und/oder glatt in die Innenfläche 22 mündet. Zwischen den Übergängen 25, 26 ist die Kontur 24 glatt, d.h. mit einem Verlauf der Steigung y^T (x) ohne Sprünge und/oder Knicke, ausgebildet. Die Steigung nimmt nach außen zu. Im Übergang 26 mündet die Kontur 24 mit einem Knick oder ohne Knick in die Stirnfläche 20 (21) ein.

Die Kontur 24 kann insbesondere mittels einer beliebigen mathematischen Funktion y = f(x) beschrieben werden. Die Funktion ist beispielsweise als Funktion

y=A (x+B)^a,

wobei a Element'der reellen Zahlen oder der natürlichen Zahlen sein kann und A,B beliebige Konstanten in der Einheit [mm] sind, oder als Hyperbelfunktion, elliptisch oder logarithmisch ausgebildet.

Insbesondere ist die Funktion entsprechend A=O,8888 [1/mm], B=O und a=2 in Form einer Parabel ausgebildet. Für diese gewählte Funktion beträgt vorzugsweise die Länge L der Führungshülse 13

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L=25 mm, deren Innendurchmesser D beträgt D=36 mm und das Spiel S zwischen dem Außendurchmesser des Führungsrohres 12 und dem Innendurchmesser der Führungshülse 13 beträgt zwischen S=O,212mm und S=O,112 mm. Die genannten Abmessungen und Parameter der Funktion können vorzugsweise um 10% oder 20% von den angegebenen Werten abweichen.

Die Konturen zwischen der Innenfläche 22 und den Stirnflächen 20, 21 können beide mit einem glatten Übergang zur Innenfläche 22 oder nur einseitig mit einem glatten Übergang sowie gleichen oder unterschiedlichen Funktionsverläufen ausgebildet sein.

Zur Fixierung einer axialen Endlage oder einer Not- oder Montagelage verfügt der Zentralausrücker 10 über eine Transportsicherung 27, die mit dem Führungsrohr 12 verbindbar ist, insbesondere in dieses einsetzbar ist, und mit diesem einen radial nach außen weisenden Absatz bildet.

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Claims

1. Hydraulische Ausrückeinrichtung für eine Kupplung, die eine auf einem Führungsrohr (12) in Richtung einer Längsachse X-X des Führungsrohres (12) nach Maßgabe eines Hydraulikdruckes bewegbare Führungshülse (13) mit zumindest teilweise zylindrischer Innenfläche (22) und zwei Stirnflächen (20, 21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (13) zumindest in einem Endbereich über eine Fase verfügt, deren Kontur (24) einen stetigen oder glatten Übergang (25) zur zylindrischen Innenfläche (22) aufweist.

2. Ausrückeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Kontur (24) von der Steigung Null im Übergang (25) bis zum Ende der Kontur (24) im Übergang (26) zur Stirnfläche (20; 21) stetig zunimmt.

3. Ausrückeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstreckung der Kontur (24) in radialer Richtung größer ist als in axialer Richtung.

4. Ausrückeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (24) durch eine mathematische Funktion beschreibbar ist, welche die Koordinate x der Erstreckung in axialer Richtung bei im in dem Beginn der Kontur (Übergang 25) liegendem Ursprung der Koordinate als Variable beinhaltet.

5. Ausrückeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mathematische Funktion entsprechend

y = A (x + B)^a,

von der Koordinate x und den Konstanten A, B und a abhängig ist,

6. Ausrückeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mathematische Funktion quadratisch von der Koordinate x abhängig ist.

7. Ausrückeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mathematische Funktion logarithmisch von der Koordinate x abhängig ist.

8. Ausrückeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kontur (24) in axialer Richtung 0,3 mm vor einer Stirnfläche (20; 21) beginnt.

9. Ausrückeinrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (24) entsprechend der Funktion
y = A x² (Einheiten x, y in mm, A in 1/mm)
ausgebildet ist.

10. Ausrückeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter A entsprechend A = 0,888 [1/mm] ausgebildet ist.

11. Ausrückeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (13) über eine Länge von ungefähr 25 mm verfügt und über einen Innendurchmesser von ungefähr 36 mm.

12. Ausrückeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang (26) der Kontur (24) in die zugeordnete Stirnfläche (20; 21) stetig oder glatt ausgebildet ist.