DE3208185A1 - Ueber ein druckmedium betaetigbare ausruecker-baueinheit fuer reibungskupplungen - Google Patents

Ueber ein druckmedium betaetigbare ausruecker-baueinheit fuer reibungskupplungen

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DE3208185A1
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Dieter Dr.-Ing. 8720 Schweinfurt Lutz
Wolfgang Dipl.-Ing. Thieler (FH), 8728 Haßfurt
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ZF Friedrichshafen AG
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Sachs Systemtechnik GmbH
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

SACHS SYSTSHTECHNIK-GMBHx -.. v £720
PATENT«- UND GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG
Über ein Druckmedium betätigbare Ausrücker-^Baueinheit
für Reibungskupplungen v.-\...v
;: Die Erfindung bezieht sich auf eine über ein Druckmedium betätig·*
' bare Ausrücker^Baueinheit für Reibungskupplungen, insbesondere für
:' Kraftfahrzeuge, welche konzentrisch zu einer Getriebewelle ange-'
i/"\ ordnet ist, bestehend u, a, aus einem Druckraum mit gehäusefester
i-i Abstützung, der durch eine flexible Membrane abgedichtet ist,
;'- deren vorgegebene Bewegungsmöglichkeit in axialer Richtung auf
j ein Ausrücklager übertragbar ist,
Eine solche Ausrücker-Baueinheit ist beispielsweise aus der.DE^OS '"■ 2 923 487 bekannt. Die bekannte Ausführung ist infolge ihrer Kon·*- ■: struktion sehr aufwendig, teuer in der Herstellung und benötigt
'-. einen großen Bauraum,
: Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine über ein Druckme-«' \ diuni betätigbare Ausrücker-Baueinheit zu vereinfachen und für
eine breitere Anwendungsbasis auszugestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des
Hauptanspruches gelöst. Durch die Ausbildung der Membrane in Form eines Schlauches, dessen radial äußerer Bereich gehäusefest angeordnet ist und dessen radial innerer Bereich sich während der
Kupplungsbetätigungsphase durch den Innendurck auf einem Zylinder abstützt, der mit dem Ausrücklager verbunden ist, ergibt sich eine ganz besonders einfache Bauweise einer über ein Druckmedium
betätigbaren Ausrücker-Baueinheit für eine Reibungskupplung.
Durch die Ausbildung des Schlauches sind keine gesonderten Führungselemente zur Führung des Ausrücklagers nötig, da der
Schlauch diese Führungsfunktion mit übernimmt.
BAD
Durch Ausbildung einer entsprechend größeren Projektionsfläche gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 2 in dem Bereich des Schlauches, in welchen die Ausrückbewegung geht, ausgehend von der ge*· häusefesten Abstützung, ist es leicht möglich, sowohl eine gezo^ gene als auch eine gedrückte Kupplung ohne zusätzlichen Aufwand zu betätigen.
Dabei ist gemäß Anspruch 3 der Schlauch als zylindrisches Rohr ν stück hergestellt; lediglich die beiden Enden sind umgestülpt und überlappend miteinander dicht verbunden, Auf diese Weise wird eine ganz preiswerte Herstellung des Schlauches möglich.
Die gehäusefeste Abstützung dient gleichzeitig als Abstützung für den radial äußeren Bereich des Schlauches, wobei durch Abwei·=- chung in der Form des Innendurchmessers von der rein zylindri·*· sehen Form in großem Umfange eine Ausrückkraftveränderung in Ab^- hängigkeit vom Ausrückweg erzielt werden kann.
Gemäß Anspruch 8 kann durch axiale Dehnung des Schlauches im nicht druckbeaufschlagten Zustand dessen radial innerer Bereich so weit im Durchmesser vergrößert werden, daß eine im "wesen'cli^ chen lose Anordnung gegenüber dem Ausrücklager erzielt werden kann. Dadurch ist nicht nur die Kontage von Motor, Getriebe und Ausrücker^Baueinheit wesentlich erleichtert, da in diesem Zustand die Ausrücker^3aueinheit leicht über das Ausrücklager geschoben werden kann,-es ist damit auch gleichzeitig erreicht, daß sich eine automatische Nachstellung des Kupplungsverschleißes ein**· stellt, ohne daß der Ausrück«"eg der Ausrücker^Baueinheit vergrö«- ßert werden muß. Jeweils im eingerückten Zustand der Kupplung ist es möglich., daß sich der nicht umlaufende Lagerring des Ausrücklagers mit dem fest; damit verbundenen Zylinder gegenüber dem ra* dial inneren Bereich des Schlauches neu einstellen kann,
Dabei ist die axiale Dehnung des Schlauches z, B, durch dessen Formgebung und die daraus resultierende Eigenspannung realisier^ bar. Andererseits ist es auch möglich, durch zusätzliche Federelemente diese Dehnung zu erzielen. Eine besonders betriebssichere Ausführung wird durch das Kennzeichen des Anspruches 11 vorge^ ■ schlagen. „.. .,
Die uurch die Erfindung erzielbaren Vorteile sind anschließend kurz zusammengefaßt:
Auch bei kompakter Ausführung der Ausrückerv-Baueinheit ist der erzielbare Ausrückweg sehr groß, da bei vorgegebenem Ausrückweg die -axiale Verschiebung der Rollbalgkonturen lediglich die Hälfte des Ausrückweges zurücklegen müssen, Die Herstellung des Schlau-*· ches aus einem zylindrischen Bauteil ist sehr preiswert 3 durch das Umstülpen und Einklemmen im überlappenden Bereich sind keine bewegten Dichtungen notwendig, Die Anzahl der Bauteile ist ge-*- ring. Die Ausrücker^Baueinheit wirkt sowohl in radialer als auch in axialer Richtung schwingungsdämpfend und der Schlauch gleicht in bestimmten Grenzen Maß" und Oberflächenungenauigkeiten aus. Prinzipiell ist die gefundene Lösung sowohl für gezogene als auch '* für gedrückte Kupplungen einsetzbar. Eine große Erleichterung
erfährt die Montage von Motor und Getriebe und Verschleißausgleich Γ der Kupplung ist ohne zusätzliche Bauelemente gewährleistet. Eine !■; Anpassung an unterschiedliche Ausrückkräfte ist durch die FormgejE bung der gehäusefesten Abstützung in einem weiten Bereich möglich,
Die Erfindung wird anschließend an Hand mehrerer Ausführungsbei- : spiele -näher erläutert, Es zeigen im einzelnen:
Fig. I- den Teillängsschnitt durch eine Ausrücker-Baueinheit mit : gezogener Kuppiungsbetätigungj
:r* Fig. 2 den Teillängsschnitt -durch eine Ausrücker^Baueinheit mit
] einem Federeiement zur axialen Dehnungj
ί Fig. 3 bis 6 zeigen in schematischer Darstellung die Ausrück-■i kraftbeeinflussung durch die Formgebung der gehäusefesten
Abstützung.
In Fig. 1 ist das Prinzip einer über ein Druckmedium betätigba»· ren Ausrücker^-Baueinheit für eine Reibungskupplung dargestellt, Dabei ist die Reibungskupplung als sog, gezogene Kupplung ausge^ führt j d, h. , zum Ausrücken der Kupplung müssen die Federzun-»· gen 3 der Membranfeder 2 vom Kupplungsgehäuse 1 wegbewegt werden. Damit wird die Anpreßplatte H von ihrer Federkraftbeaufschlagung
durch die Membranfeder 2 entlastet. Die Ausrückrichtung ist durch den Pfeil A dargestellt. Zum Einrücken der·Kupplung erfolgt eine Bewegung entgegen dem Pfeil A. Die Reibungskupplung ist nur durch einige Bauteile angedeutet, sie steht jedoch über die Kupplungsscheibe in drehfester Verbindung mit der Getriebewelle 11, Kon·»· zentrisch um die Getriebewelle 11 herum ist das Ausrücklager 5 angeordnet - mit seinem umlaufenden Innenring 6 und seinem nicht umlaufenden Außenring 7, Der umlaufende Innenring 6 ist über ei«* nen Übertragungsring 8 und einen Druckring 9 mit den Enden der Federsungen 3 verbunden. Der Außenring 7 trägt einen Zylinder l6s der die Verbindung zur Ausrücker-Baueinheit herstellt. Diese Ausrücker-Baueinheit besteht aus einem Schlauch 12, der konzentrisch um das Ausrücklager 5 und den Zylinder 16 herum angeordnet ist, Der Schlauch besteht aus einem ursprünglich als Rohrstück hergestellten, elastischen Bauteil, bei welchem die beider. Enden umgestülpt sind, um die beiden Wulste 24 und 25 zu bilden, wobei die Enden dieses Rohrstückes zur Abdichtung überlappt gegenseitig angepreßt werden. Auf diese Weise entsteht der Schlauch 12 mit seinem radial inneren Bereich 13, der im vorliegenden Falle durch die Klemmschelle 21 fest auf dem Zylinder lö gehalten ist und da«* mit die feste Verbindung mit dem Ausrücklager 5 darstellt, sowie aus den radial äußeren Bereichen 14 und 15, die etwa konzentrisch zum radial inneren Bereich 13 verlaufen und sich gegenseitig zu*- mindest teilweise überlappen, wobei der radial äußere Bereich 15, der - von der gehäusefesten Abstützung 17 aus gesehen - in Ausrückrichtung A weist, außen zu liegen kommt, während der radial äußere Bereich 14 innen zu liegen kommt. Dadurch wird die axiale Projektionsfläche des Schlauches 12 in Ausrückrichtung A größer ausgebildet, um beim Füllen des vom Schlauch 12 umschlossenen Druckraumes 20 mit einem Druckmedium eine Kraft in Ausrückrichtung A erzeugen zu können. Die gehäusefeste Abstützung 17 besteht aus einem konzentrischen Blechteil, welches am Getriebegehäuse lösbar befestigt ist. Zwischen diese gehäusefeste Abstützung 17 und einen Stützring 19, welcher den radial äußeren Bereich 14 des Schlauches 12 nach innen hin, also zum Druckraum 20 hin, abschließt, sind die beiden radial äußeren Bereiche 14 und 15 des Schlauches 12 dicht eingespannt, und zwar durch Ausbildung einer Klemmschelle 23 an der gehäusefesten Abstützung 17 und einer teren Klemmschelle 22, beide in den Endbereichen des Stützrin-
BAD ORIGINAL «—^ —
COPY
ges 19. Etwa zwischen diesen beiden Klemmschelle!! 22 und 23 reicht ein Kydraulikanschluß 18 durch, sämtliche konzentrisch zueinander angeordnete Materialschichten zum Beaufschlagen mit einem Druck in den Druckraum 20 hinein,
Die Funktion der Ausrücker-Baueinheit gem, Fig, I ist folgende;
Die Darstellung'sei angenommenermaßen im eingerückten Zustand der Reibungskupplung wiedergegeben, Wird nun über den Hydraulikan* Schluß l8 der Druckraum 20 des Schlauches 12 mit einem Druck'beaufschlagt, so ergibt sich infolge der größeren axialen Projektionsfläche durch den größeren Außendurchinesser des radial äußeren Bereiches 15 eine resultierende axiale Kraft in Ausrückrichtung A. 'Durch .die Abstützung der radial äußeren Bereiche. 14 und des Schlauches 12 über die gehäusefeste Abstützung 11 am Getriebegehäuse 10 kann nunmehr über den radial inneren Bereich 13 des Schlauches 12 eine Ausrückkraft auf den Zylinder 16 und somit auf den nicht umlaufenden Außenring 7 des Ausrücklagers 5 übertragen werden. Damit wird diese Ausrückkraft auf den umlaufenden Innenring 6 und über den Übertragungsring 8 auf die Federzungen 3 der Membranfeder 2 übertragen, Die beiden Wulste 2H und 25 des Schlauches 12 wälzen sich hierbei während des Ausrückvorganges entsprechend auf dem Zylinder 16 bzw, auf der gehäusefesten Abstützung ab. Dabei verschiebt sich die Kontur des Schlauches 12 mit seinen beiden Wulsten 24 und 25 in axialer Richtung nur mit der Hälfte des Ausrückweges des Ausrücklagers 5. Dadurch ist der Platzbedarf -* im Bereich des Schlauches 12 in axialer Richtung sehr gering. Bei Druckentlastung des Druckraumes 20 und Nachlassen der Ausrückkraft erfolgt durch die Federvorspannung der Membranfeder 2 eine Rückwärtsbewegung entgegen der Ausrückrichtung A, bis bei völliger Druckentlastung der eingerückte Zustand der Kupplung erreicht ist.
Fig, 2 zeigt im wesentlichen den gleichen Aufbau wie Fig, I, weshalb nur auf die Unterschiede hingewiesen werden muß, Auch bei Fig. 2 ist eine gezogene Reibungskupplung vorgesehen, wobei insbesondere in Verbindung mit einer gezogenen Kupplung der Einsatz der dargestellten Ausrücker-Baueinheit besonders vorteilhaft ist. Im Gegensatz zu Fig, 1 ist hier der radial innere Bereich 13 des
BAD ORIGINAL
COPY
Schlauches 12 nicht zwangsweise fest mit dem Zylinder 16 verbunden, sondern liegt nur bei überdruck im Druckraum reibschlüssig an. Weiterhin ist der Stützring 19 mit einem festen Anschlag 26 ausgestattet, an welchem sich der Wulst Zh des Schlauches 12 in eingerückter Stellung der Kupplung anlegen kann, Diese Anlage wird durch die Feder 28 erzielt, welche sich einerseits am festen Anschlag 26 und andererseits an einem beweglichen Anschlag 27 abstützt, der innen am Wulst 25 des Schlauches 12 anliegt. Durch diese axiale Vorspannung innerhalb des Schlauches 12 erreicht man eine Durchmesservergrößerung des radial inneren Bereiches 13 im eingerückten Zustand der Kupplung, so daß der Reibkontakt zwischen dem radial inneren Bereich 13 und dem Zylinder 16 praktisch aufgehoben wird. Dieser Effekt hat folgende wesentliche Vorteile zu verzeichnen}·
1. Es erfolgt nach jeder Kupplungsbetätigung automatisch eine Verschleißkompensation, da sämtliche mit der Reibungskupplung verbundenen Bauteile gegenüber der Ausrücker^Baueinheit ihre relative Lage entsprechend dem in der Kupplung aufgetretenen Verschleiß verändern können, ohne daß die Ausrücker-Baueinheit ihre Lage selbst ändern muß,
2, Weiterhin ermöglicht die Trennung zxfischen dem Schlauch 12 und dem Zylinder 16 im eingerückten Zustand eine wesentliche Erleichterung der Montage von Motor, Kupplung und Getriebe, da beim Zusammenbau keine Kraft angewendet werden muß und auch keinerlei Verbindungselemente nach dem Zusammenbau angebracht oder betätigt werden müssen, Zs ergibt sich somit ein Zusammenbau, der ebenso einfach wie bei einer gedrückten Kupplung ist, Dabei kann es vorteilhaft sein, wie in Fig, 2 dargestellt, die gehäusefssta Abstützung 17 über die gesamte axiale Erv Streckung der radial äußeren Bereiche 14 und 15 auszudehnen, um Verformungen des Schlauches 12 während des - Ausrückvorganges in radialer Richtung zu vermeiden,
Die Figuren 3 bis 6 zeigen in schematischer Darstellung die obere Hälfte der Ausrücker-Baueinheit und daneben ein Kraft ^-Weg-Diagramm, Fig. 3 zeigt im Prinzip eine Ausführung gem. Fig. 1 oder Fig. 2. Der Schlauch 12 weist in bekannter Weise den radial inne-
BAD ORSGiMAL , ,
COPY .. .
ren Bereich 13, die radial äußeren Bereiche 14 und 15 sowie die
Wulste 24 und 25 auf. Der Wulst 24 beschreibt dabei einen größeren Radius als der Wulst 25, da beide entsprechend an der überlapp
pungs- und Einspannstelle 30 übereinander angeordnet sind. Durch die- rein zylindrische Ausführung der gehäusefesten Abstützung 17 im Bereich des radial äußeren Bereiches 15 des Wulstes 24 ergibt sich eine vom Weg S unabhängige Ausrückkraft in Richtung A gemäß der Kraft^Weg^Darstellung von Fig. 3.
Nun kann, wie aus den Figuren 4 bis 6 ersichtlich, durch entsprechende Abänderung der Außenkontur der gehäusefesten Abstützung im Bereich des radialen äußeren Bereiches 15 ganz leicht Einfluß auf den Verlauf der Ausrückkraft genommen werden, Dabei sind die Figuren 4 bis 6 lediglich als Beispiele angeführt, die besonders vorteilhaft sein können. Bei Fig. 4 ist die Ausrückkraft mit zunehmendem Ausrückweg ansteigend, bei Fig. 5 abnehmend und bei
Fig, 6 ist sie nicht stetig, sondern erst ansteigend und dann ab^ fallend.
Wie bereits erwähnt, läßt sich die vorliegende Ausrücker^Baueinr·· heit auch für gedrückte Kupplungen anwenden, wobei lediglich der auf die. Kupplung zu gerichtete Wulst des Schlauches einen größer ren Radius zur Erzeugung einer auf die Kupplung zu gerichteten
Ausrückkraft aufweisen muß. Auch hier ergibt sich auf einfache
Weise ein stufenloser Verschleißausgleich, wenn Sorge dafür getrau gen ist,, daß im eingerückten Zustand der Reibungskupplung der
Schlauch lose gegenüber dem Ausrücklager angeordnet- ist. Dies
kann geschehen ~ wie beispielsweise in Fig, 2 ausgeführt ^, es
ist jedoch auch möglich, dem Schlauch durch seine Formgebung ei*» ne Eigenspannung einzugeben,
12,02,1982

Claims (1)

  1. »ι Λ η t Λ
    SACHS SYSTEMTECHNIK GMBH - 872O,SCHWEINPURT
    PATENT*· UND GEBRAUCHSMUSTERHILPSANMELDUNG Patentansp. rüche
    über ein Druckmedium betätigbare Ausrücker-Baueinheit für Reibungskupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, welche konzentrisch zu einer Getriebewelle angeordnet ist, bestehend, u, a, aus einem Druckraum mit gehäusefester Abstützung, der durch eine flexible Membrane abgedichtet ist, deren vorgege-^ bene Bewegungsmöglichkeit in axialer Richtung auf ein Ausrücke lager übertragbar ist, dad, gek., daß die Membrane die Form eines konzentrisch zur Getriebewelle (11) angeordneten Schlau·^- ches (12) aufweist, der sich mit einem radial inneren Bereich C15) zumindest während der Kupplungsbetätigungsphase auf einem Zylinder (16) abstützt, der mit dem nicht umlaufenden Lagern !•ing (7) des-Ausrücklagers (5) verbunden ist, dessen radial äußerer Bereich (14, 15) gehäusefest abgestützt- ist und wobei der in Ausrückrichtung (A) angeordnete Wulst (24) zur Verbin·=- dung von radial innerem Bereich (13) mit dem radial äußeren Bereich (15) eine größere axiale Projektionsfläche als der entgegengesetzt angeordnete Wulst (25) aufweist,
    Ausrücker^Baueinheit nach Anspruch 1, dad, gek., daß der ra** dial äußere Bereich (15) des Schlauches (12), ausgehend von der gehäusefesten Abstützung (17), in Richtung der Ausrückt) e<c wegung (A) einen größeren Durchmesser als der radial äußere Bereich (I2O des Schlauches (12), der von der gehäusefesten Abstützung (17) in entgegengesetzter Richtung verläuft, auf ^ weist.
    Ausrücker-^-Baueinheit nach den Ansprüchen 1 und 2, dad, gek., daß der Schlauch (12) als zylindrisches Rohrstück hergestellt ist, beide Enden zur Bildung der Wulste (24, 25) und der ra** dial äußeren Bereiche (14, 15) umgestülpt und überlappend zu·** sammengeführt sind und der radial äußere Bereich (15), welcher
    von der gehäusefesten Abstützung (17) in Ausrückrichtung (A) weist, über dem radial äußeren Bereich (I1I) zu liegen kommt,
    4. Ausrücker-Baueinheit nach den Ansprüchen 1 bis 3, dad, gek., daß die gehäusefeste Abstützung (17) als'Abstützung zumindest für den radial äußeren Bereich (15) ausgebildet ist.
    5. Ausrücker-Baueinheit nach den Ansprüchen 1 bis 4, dad, gek., caß die gehäusefeste Abstützung (17) einen zylindrischen Innendurchmesser aufweist,
    6. Ausrücker-Baueinheit nach den Ansprüchen 1 bis 4, dad, gek,,. daß die gehäusefeste Abstützung (17) einen in der Ausrückrichtung (A) veränderlichen Innendurchmesser aufweist,
    ?, Ausrücker^Baueinheit nach den Ansprüchen 1 bis 6, dad, gek,, daß im Bereich der Überlappung der radial äußeren Bereiche (14, 15) des Schlauches (12) ein zylindrischer Stützring (19) angeordnet ist, zwischen dessen Außendurchmesser und dem In·*· nendurchmesser der Abstützung (17) die radial äußeren Bereiche (14, 15) dicht eingespannt sind,
    8, Ausrücker^Baueinheit nach den Ansprüchen 1 bis 7, dad, gek., daß zur Erleichterung von Montage und Kupplungsverschleißausgleich der Schlauch (12) im nicht druckbeaufschlagten Zustand durch axiale Dehnung entspannt und somit der radial innere Bereich (13) gegenüber dem Zylinder (Io) des Außenringes (7) des Ausrücklagers (5) lose angeordnet ist,
    9. Ausrücker-Baueinheit nach den Ansprüchen 1 bis 8, dad, gek., daß die axiale Dehnung des Schlauches (12) z, B, durch die der Formgebung eigenen Eigenspannung vorgegeben ist,
    10. Ausrücker-Baueinheit nach den Ansprüchen 1 bis 8, dad, gek,, daß die axiale Dehnung des Schlauches (12) durch zusätzliche Federelemente (28) erzielbar ist,
    11, Ausrücker^Baueinheit nach Anspruch 10, dad, gek,, daß der zylindrische Stützring (19) im Schlauch (12) in Ausrückrichtung (A) als fester Anschlag (26) zur Anlage des Wulstes (24) im
    BAD ORiQIfJAL
    '.2T
    eingerückten Zustand der Kupplung ausgebildet ist und der ent· gegengesetzte Wulst (25) durch eine Feder (28) und einen beweglichen Anschlag (27) dauernd axial vorgespannt ist.
    12.02.1982
    FRP<-2 Ho/whm«
    BAD
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