DE3044048C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisch betätigtes Aus­ rücksystem für eine gezogene Reibungskupplung, bei welchem ein Betätigungskolben und ein Zylinder konzentrisch zur Getriebeein­ gangswelle angeordnet sind und der Zylinder am Getriebegehäuse befestigt ist.

Hydraulisch betätigte Ausrücksysteme nach dem Oberbegriff sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. So bezieht sich bei­ spielsweise die Deutsche Patentschrift 29 15 989 auf einen hy­ draulischen Ausrücker in Verbindung mit einer gezogenen Rei­ bungskupplung. Bei dieser bekannten Konstruktion ist der mit dem Ausrücklager verbundene Kolben als Stufenkolben ausgebildet und der Zylinder ebenfalls als Stufenzylinder. Abgesehen von der großen Anzahl der Einzelteile bzw. der stufenförmig ausgebilde­ ten zylindrischen Flächen benötigt eine solche Konstruktion zwei Dichtungen, von denen eine zusammen mit dem Kolben beweglich ausgeführt sein muß und die andere stationär im Zylinder ange­ ordnet ist. Eine solche Konstruktion erfordert einen großen Her­ stellungsaufwand. Zusätzlich besteht durch die direkte Anordnung des Ausrücklagers an demjenigen Bauteil, welches eine dieser beiden Dichtungen trägt, die Gefahr, daß während des Betriebes durch Vibrationen und deren Übertragung an der dynamischen Dichtlippe Kavitation und somit starker Verschleiß auftritt.

Es ist zwar aus der Deutschen Patentschrift 9 04 380 ein hydrau­ lischer Ausrücker bekannt, der mit einer Dichtung auskommt, da der Kolben als Ringkolben ausgeführt ist und in einem diesen Ringkolben von beiden Seiten her umschließenden Gehäuse geführt ist, jedoch ist dieses Ausrücksystem mit einer gedrückten Kupp­ lung kombiniert, bei welcher von vornherein völlig andere Ver­ hältnisse bezüglich Montage und Verbindung zwischen Ausrücklager und Ausrückelementen vorliegen. Eine Umkehrung dieses Systems zur Anpassung an eine gezogene Kupplung liegt nicht auf der Hand.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hydraulisch be­ tätigbares Ausrücksystem für eine gezogene Kupplung zu erstel­ len, welches mindestens die Betriebssicherheit der mechanischen Systeme aufweist und darüber hinaus sämtliche Vorteile einer hydraulischen Betätigung bewahrt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Haupt­ anspruches gelöst. Durch die Ausbildung des Betätigungskolbens gemäß Teilmerkmal a) ist es möglich, mit einer einzigen Dichtung auszukommen, wodurch eine wesentliche Vereinfachung bei gezoge­ nen Kupplungen erzielt werden kann. Durch die Ausbildung des Ringkolbens entsprechend dem Merkmal b) sowie durch die Anord­ nung entsprechend dem Merkmal c) wird einmal eine nach außen geschützte Bauform erzielt und zum anderen eine Zweiteilung der Übertragungselemente durchgeführt, die sicherstellt, daß von der Kupplung herrührende Schwingungen praktisch nicht mehr oder nur in derart abgeschwächter Form auf das hydraulische System und seine Dichtungen übertragen werden, daß dadurch die Lebensdauer der Dichtung in ganz erheblichem Maße erhöht werden kann.

Eine zusätzliche Unterstützung dieser Wirkung wird durch die An­ ordnung eines elastischen Führungsringes zwischen Lagerträger und Ringzylinder erzielt.

Entsprechend einem weiteren Merkmal ist der Ringkolben vorzugs­ weise an seinem Außenumfang mit zwei in entsprechenden Einsti­ chen angeordneten Führungsbändern versehen, welche die Gleitrei­ bung herabsetzen.

Der Ringzylinder ist in vorteilhafter Weise zweigeteilt ausge­ führt, wobei ein Teil am Getriebegehäuse befestigt ist und den Hydraulikanschluß sowie den äußeren Führungsdurchmesser für den Ringkolben aufweist, während das andere Teil den inneren Füh­ rungsdurchmesser für den Ringkolben aufweist und den Führungs­ ring für den Lagerträger trägt.

Entsprechend einem weiteren Unteranspruch wird in vorteilhafter Weise der Raum radial innerhalb des Ringkolbens zur Unterbrin­ gung einer Vorlastfeder genutzt, welche sich einerseits am Bord des Lagerträgers und andererseits am Zylindereinsatz abstützt und die dafür sorgt, daß auch bei eingerückter Kupplung alle Teile des Ausrücklagers unter einer exakt vorgegebenen Last stehen und somit einerseits ein maximaler Ausrückweg zur Verfü­ gung steht und andererseits keinerlei Klappergeräusche und Ver­ schleiß entstehen können.

Dabei dient die Vorlastfeder gleichzeitig als Verdrehsicherung des Lagerträgers gegenüber dem Zylindereinsatz. Auf diese Weise wird eine Drehmomentbeaufschlagung des Ringkolbens vermieden. Die Verdrehsicherung wird dabei durch jeweils auf- bzw. abgebo­ gene Federenden der Vorlastfeder erzielt. Weiterhin liegt die Vorlastfeder mit der letzten, der Kupplung zugewandten Windung an der dem Getriebegehäuse zugewandten Stirnfläche des Führungs­ ringes an.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Ringkolben einen nach radial innen reichenden Bund auf, an welchem von der Seite des Getriebegehäuses her der Bord des Lagerträges aufliegt und von der gegenüberliegenden Seite die letzte Windung der Vor­ lastfeder. Auf diese Weise ist der Kolben direkt verdrehsicher angeordnet und er wird gleichzeitig durch die Vorlastfeder immer zur Anlage an den Lagerträger beaufschlagt.

In besonderen Fällen kann es vorteilhaft sein, zwischen Bund und Bord einen Puffer aus elastischem Material vorzusehen.

Die Erfindung wird anschließend anhand von Beispielen näher er­ läutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein hydraulisches Ausrück­ system;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch ein weiteres Ausführungs­ beispiel.

Fig. 1 zeigt den Teillängsschnitt durch ein hydraulisches Aus­ rücksystem in Verbindung mit einer sogenannten gezogenen Kupp­ lung 4. Von dieser Kupplung 4 ist der Einfachheit halber aller­ dings nur eine Membranfederzunge 5 dargestellt. Der exakte Auf­ bau der gezogenen Kupplung 4 ist von untergeordneter Bedeutung. Das gesamte Ausrücksystem ist am Getriebegehäuse 2 befestigt. Im Getriebegehäuse 2 ist die Getriebeeingangswelle 1 über das Lager 31 gelagert. Dabei dienen die Sicherungsringe 33 und 34 der axialen Festlegung von Lager 31 und Getriebeeingangswelle 1. Im Deckel 35 ist der Wellendichtring 32 zur Abdichtung des Ge­ triebes angeordnet. Das Ausrücksystem ist konzentrisch zur Ge­ triebeeingangswelle 1 angeordnet, es ist jedoch lediglich die obere Hälfte dargestellt. Es besteht unter anderem aus dem Zylindergehäuse 6, welches direkt am Getriebegehäuse 2 befe­ stigt ist und den Hydraulikanschluß 15 aufweist. An seinem Innendurchmesser weist das Zylindergehäuse 6 direkt die Füh­ rungsbohrung für den Ringkolben 3 auf. Ferner ist am Zylinderge­ häuse 6 der Zylindereinsatz 7 fest und dicht angeordnet, welcher die Führung des Innendurchmessers des Ringkolbens 3 darstellt. Der vom Zylindergehäuse 6, dem Zylindereinsatz 7 und dem Ring­ kolben 3 gebildete Druckraum 8 steht über entsprechende Kanäle mit dem Hydraulikanschluß 15 in Verbindung. Die beiden Teile 6 und 7 bilden somit einen im Querschnitt c-förmigen Ringzylinder.

Nach außen hin ist dieser Druckraum 8 durch eine Dichtung 13 ab­ gedichtet, welche etwa o-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die beiden Schenkel dieser U-Form als dynamische Dichtlippen einmal am Zylindergehäuse 6 und zum anderen am Zylindereinsatz 7 anliegen und der Verbindungssteg zwischen den beiden Schenkeln der U-Form liegt stirnseitig am Ringkolben 3 an. Die Dichtung 13 ist lediglich lose eingelegt. Der Ringkolben 3 ist an seinem Außenumfang mit zwei Einstichen versehen, in welche Führungsbän­ der 14 eingelegt sind. Diese Führungsbänder 14, vornehmlich aus Kunststoff gefertigt, führen den Kolben an seinem Außenumfang im wesentlichen ohne metallische Berührung zum Zylindergehäuse 6. Es wäre ohne weiteres denkbar, diese Führungsbänder 14 zusätz­ lich oder allein am Innenumfang des Ringkolbens 3 anzuordnen. Zylindergehäuse 6 und Zylindereinsatz 7 sind wegen der günstige­ ren Herstellung der exakt zu bearbeitenden Führungsflächen für den Ringkolben 3 und die Dichtung 13 getrennt hergestellt, je­ doch im Betrieb fest und dicht miteinander verschlossen. Der Zylindereinsatz 7 weist an seinem Innendurchmesser einen Füh­ rungsring 12 auf, welcher ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff oder einem anderen elastischen Material hergestellt ist und welche die Führung des Lagerträgers 11 übernimmt. Dieser Lager­ träger 11 ist im vorliegenden Fall ein rohrförmiges Blechteil, welches in seinem der Kupplung 4 zugewandten Endbereich das Aus­ rücklager 16 trägt und in dem dem Getriebegehäuse 2 zugewandten Endbereich einen radial nach außen weisenden Bord 10 besitzt, welcher den Ringkolben 3 hintergreift. Das Stirnende 9 des Ring­ kolbens 3 liegt somit von der Seite der Kupplung 4 her am radial nach außen weisenden Bord 10 auf. Zur Erzielung einer dauernden Vorlast für das Ausrücklager 16 ist auf dem Lagerträger 11 etwa im Bereich radial innerhalb des Ringkolbens 3 eine Vorlastfeder 18 angeordnet, welche sich einerseits am Bord 10 des Lagerträ­ gers 11 und andererseits am Zylindereinsatz 7 bzw. am Führungs­ ring 12, welcher fest im Zylindereinsatz 7 angeordnet ist, ab­ stützt. Zur Verdrehsicherung weist diese Vorlastfeder jeweils an ihren letzten Windungen abgebogene Enden auf, die in entspre­ chende Öffnungen im Bord 10 bzw. im Zylindereinsatz 7 reichen. Diese Federenden sind in Fig. 1 nicht näher dargestellt, gehen jedoch aus Fig. 2 besser hervor.

Somit dient die im Ringraum 17 angeordnete Vorlastfeder 18 der dauernden Anlage sämtlicher Ausrückteile an den Membranfederzun­ gen 5 der Kupplung 4 zur Vermeidung von Geräuschen und Ver­ schleiß und zur Bereitstellung des vollständigen Ausrückweges ohne irgendwelche Verlustwege und sie dient gleichzeitig der Verdrehsicherung der durch Vibrationen und die Reibverluste im Ausrücklager 16 auftretenden Drehmomente, welche sich auf den Ringkolben 3 auswirken könnten. Dabei hält die Vorlastfeder 18 noch zusätzlich den Führungsring 12 in seiner exakten Position. Der Lagerträger 11 ist im vorliegenden Fall als relativ einfa­ ches, rohrförmiges Blechteil ausgeführt, welches an seinem Innenumfang den nicht umlaufenden Lagerring des Ausrücklagers 16 trägt. Zu diesem Zweck sind zwei Sicken eingeprägt, an welchen sich der nicht umlaufende Lagerring des Ausrücklagers 16 axial abstützen kann. Das Ausrücklager 16 trägt an seinem umlaufenden Lagerring ein Verbindungsrohr 29, welches axial in Richtung auf die Kupplung 4 bis radial innerhalb der Membranfederzungen 5 reicht. An den inneren Endbereichen dieser Membranzunge 5 ist ein Ausrückring 26 angeordnet, welcher durch einen Anlagering 27 an diesem gehalten wird. Ein Fortsatz des Ausrückringes 26 bil­ det zusammen mit dem Verbindungsrohr 29 und dem Schnappring 28 eine lösbare Verbindung. Des weiteren sind am Außenumfang des Lagerträgers 11 eine erste Nut 22 sowie eine zweite Nut 23 an­ geordnet und eine Ringfeder 24 vorgesehen. Diese Teile wirken mit der Stirnseite 25 des Zylindereinsatzes 7 zusammen bei der Montage von Kupplung und Getriebe.

Die Funktion des hydraulischen Ausrücksystems gemäß Fig. 1 ist folgende: Durch die zweiteilige Ausführung im Kraftübertragungs­ weg zwischen Ringzylinder 6, 7 und Federzungen 5, d.h., infolge der losen Anlage zwischen Stirnende 9 des Ringkolbens 3 und Bord 10 des Lagerträgers 11 sowie durch die elastische Anordnung des Lagerträgers 11 über den Führungsring 12 ist es möglich, die aus der Kupplung 4 herrührenden, nicht ganz zu unterdrückenden Vibrationen gegenüber dem hydraulischen Ausrücksystem unwirksam zu machen, da sich Lagerträger 11 und Ringkolben 3 frei einstel­ len können und Vibrationen an der Anlagestelle, welche senkrecht zur Ausrückbewegung verläuft, nicht übertragen werden.

Damit ist die Dichtung 13 frei von mechanischen Belastungen aus Vibrationen von der Kupplung und eventuell vom Ausrücklager, so daß sie lediglich Dichtfunktion übernehmen muß. Es kann somit an ihren beiden dynamischen Dichtlippen keine Kavitation auftreten. Zusätzlich ergibt sich aus der Verlagerungsrichtung sämtlicher axial beweglicher Teile während des Verschleißes der Kupplungs­ beläge nach links der große Vorteil, daß diese Dichtung 13 immer auf sauberen und nicht beschädigten Dichtflächen aufläuft.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante von Fig. 1 wiedergege­ ben. Hierbei ist nur die obere Hälfte des Längsschnittes durch das reine Ausrücksystem dargestellt. Zylindergehäuse 6 und Zylindereinsatz 7 sind, wie bereits bekannt, getrennt herge­ stellt und durch einen Sicherungsring 36 zusammengehalten und durch einen Dichtring 30 nach außen abgedichtet. Der Druckraum 8 wird von Zylindergehäuse 6, Zylindereinsatz 7 und Ringkolben 3 gebildet und ist im Querschnitt etwa c-förmig ausgebildet. Die Dichtung 13 ist etwa u-förmig ausgebildet, lose an der Stirnflä­ che des Ringkolbens 3 angelegt und bildet mit zwei Schenkeln dynamische Dichtlippen gegenüber dem Zylindergehäuse 6 bzw. dem Zylindereinsatz 7. Der Ringkolben 3 mit seinen am Außenumfang eingesetzten Führungsbändern 14 weist an seinem dem Getriebe zu­ weisenden Ende einen Bund 21 auf, welcher nach radial innen zu angeformt ist. Mit diesem Bund 21 liegt der Ringkolben 3 in axialer Richtung am radial nach außen weisenden Bord 10 des Lagerträgers 11 auf. Der Zylindereinsatz 7 weist in seinem Innendurchmesser den Führungsring 12 auf, welcher die Führung des Lagerträgers 11 übernimmt. Zwischen dem getriebeseitigen Ende des Führungsringes 12 und dem Bund 21 des Ringkolbens 3 ist eine Vorlastfeder 18 angeordnet. Sie fungiert auch hier als Ver­ drehsicherung zwischen Zylindereinsatz 7 und Ringkolben 3, indem die Federenden 19 bzw. 20 in entsprechende Öffnungen im Bund 21 bzw. im Zylindereinsatz 7 hineinreichen. Das Verbindungsrohr 29 ist im vorliegenden Fall einteilig mit dem umlaufenden Lagerring des Wälzlagers 16 ausgeführt. Die vorliegende Darstellung zeigt das Ausrücksystem in seiner Montagestellung, und zwar ist der Lagerträger 11 gegenüber dem Zylindereinsatz 7 in axialer Rich­ tung durch die Ringfeder 24 arretiert.

Die Ringfeder 24 befindet sich in einer ersten Nut 22, welche nur so tief ausgeführt ist, daß die Vorspannkraft der Vorlastfe­ der 18 allein nicht ausreicht um die Ringfeder 24 aus der ersten Nut 22 auszuheben. Erst nach erfolgter Montage von Kupplung, Ge­ triebe und Ausrücksystem, wobei das Ausrücksystem durch die Ringfeder 24 als axial unbewegliches System gehalten ist, und nach Anbringen des Schnappringes 28 gemäß Fig. 1 zwischen Ver­ bindungsrohr 29 und Ausrückring 26 kann bei der ersten Kupp­ lungsbetätigung durch die Bewegung des Ringkolbens 3 und des Lagerträgers 11 in Richtung auf das Getriebe zu die Ringfeder 24 durch die Stirnseite 25 abgestreift und aus der ersten Nut 22 ausgehoben werden, wodurch sie in die zweite Nut 23 hineinfällt, die entweder so tief angeordnet ist, daß die Außenkontur der Ringfeder 24 nicht über die Außenkontur des Lagerträgers 11 hinaussteht oder die in Achsrichtung entsprechend Fig. 1 in Achsrichtung entsprechend weit entfernt angeordnet ist. Auch in der Ausführung entsprechend Fig. 2 erfolgt die Führung des Lagerträgers 11 mit dem Ausrücklager 16 durch den elastischen Führungsring 12, welche es dem Lagerträger 11 ermöglicht, sich im gewissen Umfang gegenüber der Rotationsachse der Kupplung einzustellen. Diese Einstellmöglichkeit ist allerdings auch nur deshalb möglich, weil die Verbindung zwischen Lagerträger 11 und Ringkolben 3 über radial verlaufende Flächen erfolgt und ledig­ lich eine axial gerichtete Anlage vorhanden ist. Dadurch wird auch vermieden, daß Vibrationen, herrührend von der Kupplung, nicht oder praktisch nur in unbedeutendem Maß auf den Ringkol­ ben 3 übertragen werden und die Dichtung beaufschlagen können.

Claims (9)

1. Hydraulisch betätigtes Ausrücksystem für eine gezogene Rei­ bungskupplung, bei welchem ein Betätigungskolben und ein Zylinder konzentrisch zur Getriebeeingangswelle angeordnet sind und der Zylinder am Getriebegehäuse befestigt ist, ge­ kennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) Der Betätigungskolben ist als Ringkolben (3) ausge­ führt, der mit seinem Innen- und Außendurchmesser in einen im Querschnitt c-förmigen Ringzylinder (6, 7) eintaucht, mit diesem zwischen seinen Schenkeln einen Druckraum (8) bildet und diesem gegenüber mit einer einzigen Dichtung (13) abgedichtet ist;
• b) wobei der Innendurchmesser des Ringkolbens (3) im Be­ reich des getriebeseitigen Stirnendes (9) nach radial innen hin aus dem innenliegenden Zylinderteil heraus­ ragt;
• c) konzentrisch und innerhalb des Ringkolbens (3) ist ein separater Lagerträger (11) angeordnet, der mit seinem Außendurchmesser am Innendurchmesser des Ringzylinders (6, 7) axial verschiebbar geführt und dessen dem Ge­ triebe (2) zugewandtes Ende als radial nach außen weisender Bord (10) ausgebildet ist - zur axialen An­ lage am Stirnende (9) des Ringkolbens (3) vom Getriebe (2) her - und dessen der Reibungskupplung (4) zuge­ wandtes Ende das Ausrücklager (16) trägt.

2. Hydraulisch betätigbares Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur elastischen Führung des Lagerträgers (11) am Innendurchmesser des Ringzylinders (6, 7) ein elastischer Führungsring (12) angeordnet ist.

3. Hydraulisch betätigbares Ausrücksystem nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (3) vorzugsweise an seinem Außenumfang mit zwei in axialer Richtung beab­ standeten Führungsbändern (14) zur Verminderung der Gleit­ reibung versehen ist.

4. Hydraulisch betätigbares Ausrücksystem nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ringzylinder aus einem Zylin­ dergehäuse (6), welches am Getriebegehäuse (2) befestigt ist, den Hydraulikanschluß (15) aufweist und den äußeren Führungsdurchmesser für den Ringkolben (3) bildet und aus einem Zylindereinsatz (7) besteht, welcher den inneren Führungsdurchmesser für den Ringkolben (3) bildet und den Führungsring (12) für den Lagerträger (11) aufnimmt.

5. Hydraulisch betätigbares Ausrücksystem nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer dauernden An­ lage des Ausrücklagers (16) an den Ausrückteilen (5) der Kupplung (4) in einem Ringraum (17) zwischen Zylinderein­ satz (7) und Lagerträger (11) etwa im Bereich radial inner­ halb des Ringkolbens (3) eine Vorlastfeder (18) angeordnet ist, die sich einerseits am Zylindereinsatz (7) und ande­ rerseits am Bord (10) des Lagerträgers abstützt.

6. Hydraulisch betätigbares Ausrücksystem nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorlastfeder (18) zur Ver­ drehsicherung des Lagerträgers (11) bzw. des Ringkolbens (3) gegenüber dem Zylindereinsatz (7) mit jeweils auf- bzw. abgebogenen Federenden (19, 20) in entsprechenden Ausspa­ rungen von Lagerträger (11) bzw. Ringkolben (3) und Zylin­ dereinsatz (7) reicht.

7. Hydraulisch betätigbares Ausrücksystem nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlastfeder (18) mit der letzten, der Kupplung (4) zugewandten Windung an der dem Getriebegehäuse (2) zugewandten Stirnfläche des Führungsringes (12) anliegt.

8. Hydraulisch betätigbares Ausrücksystem nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (3) an seinem dem Getriebegehäuse (2) zugewandten Ende einen radial nach innen weisenden Bund (21) aufweist, an welchem von der Seite des Getriebegehäuses (2) her der Bord (10) des Lagerträgers (11) aufliegt und von der gegenüberliegen­ den Seite die letzte Windung der Vorlastfeder (18).

9. Hydraulisch betätigbares Ausrücksystem nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen Bund (21) und Bord (10) ein Puffer aus elastischem Material angeordnet ist.