DE4401030A1 - Ausdrückvorrichtung mit hydraulischem Betätigungsorgan, insbesondere für eine zugkraftbetätigte Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Ausrückvor­ richtungen mit einem hydraulischen Betätigungsorgan, das wiederum zwei, im Verhältnis Zylinder-Kolben ausgeführte Teile, ein feststehendes und ein beweg­ liches Teil, umfaßt, die zusammen eine Betätigungs­ kammer definieren, sowie mit Vorspannmitteln, durch die das bewegliche Teil des hydraulischen Betätigungs­ organs ständig in Richtung einer seiner Endstellungen im Verhältnis zu dem feststehenden Teil beansprucht wird.

Die Aufgabe dieser Vorspannmittel, die axial bei­ spielsweise eine Kraft von 15 bis 30 kg entwickeln, besteht darin, das auf dem beweglichen Teil der Aus­ rückvorrichtung angeordnete Ausrücklager mit dem Ausrücker der Kupplung in Kontakt zu halten.

Dadurch wird beim Ausrücken jedes Spiel und folglich jede Verzögerung vermieden, wobei das Lager, das üblicherweise zu dem Ausrücklager gehört, ständig drehend beansprucht wird, was sich günstig auf seine Langlebigkeit auswirkt. Wenn die Einwirkung des Aus­ rücklagers auf den Ausrücker der Kupplung über eine Anstellvorrichtung erfolgt, wie dies normalerweise bei zugkraftbetätigten Kupplungen der Fall ist, wird jedes Spiel zwischen den verschiedenen entsprechenden Teilen vermieden, was sich über eine Minimierung der Ver­ schleißrisiken zwischen den Teilen ebenfalls günstig auf ihre Langlebigkeit auswirkt.

Bislang umfassen die Vorspannmittel zumeist eine Feder in der Ausführung als Schraubenfeder, die unter Auf­ lage auf dem Boden eines ringförmigen Tellers, der axial an dem feststehenden Teil des hydraulischen Betätigungsorgans befestigt ist, auf dem Boden eines ringförmigen Tellers anliegt, der wiederum axial an seinem beweglichen Teil befestigt ist.

Die Vorspannung verändert sich dann zwangsläufig mit der Zusammendrückung der Feder und somit mit dem Verschleißgrad der Reibbeläge der Kupplung.

Selbst wenn unter Berücksichtung dieser Abnutzung ursprünglich eine Vorspannreserve vorgesehen ist, steht nicht mit Sicherheit fest, daß die Vorspannung im Laufe des Betriebs nicht unter die Mindestgrenze absinkt, die erforderlich ist, um den gewünschten Kontakt zwischen dem Ausrücklager und dem Ausrücker der Kupplung völlig sicher zu gewährleisten.

Außerdem ist die aus der Feder und ihren ringförmigen Tellern bestehende Einheit relativ kompliziert herzu­ stellen und mit einem erheblichen Platzbedarf ver­ bunden.

Um diese Nachteile zu beheben, wurde vorgeschlagen, die Vorspannung auf hydraulischem Wege mittels einer Pumpe zu bewirken, die einen bestimmten Druck in der Betätigungskammer des hydraulischen Betätigungsorgans aufrechterhält.

Durch den Einsatz einer derartigen Pumpe werden jedoch die Kosten der Einheit zwangsläufig zusätzlich erhöht.

Der Zweck der Erfindung besteht ins einer Ausrückvor­ richtung, bei der die Vorspannung auf hydraulischem Wege ohne Einsatz einer Pumpe herbeigeführt wird, wobei in sehr einfacher Weise der Ölanschluß der Betätigungskammer des Betätigungsorgans genutzt wird, der grundsätzlich für dessen Betrieb erforderlich ist.

Die Ausrückvorrichtung der bezeichneten Art, das heißt in der Ausführung mit einem hydraulischen Betätigungs­ organ und Vorspannmitteln, ist grundsätzlich dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzuleitung der Betätigungs­ kammer durch ein Ventil gesteuert wird, auf dessen bewegliches Organ elastische Mittel auf der entgegen­ gesetzten Seite der Betätigungskammer einwirken.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt dieses Ventil beispielsweise eine Bohrung, die in ihrem Mittelteil eine Hauptleitung umschließt, die die Betätigungskammer des hydraulischen Betätigungsorgans mit einem Einlaß verbindet und die an einem ihrer Enden über eine Abzweigleitung direkt mit diesem Ein­ laß verbunden ist, während das andere Ende über eine weitere Abzweigleitung direkt mit der Betätigungs­ kammer verbunden ist. Das bewegliche Organ des Ventils besteht aus einem Schieber, der dicht verschiebbar in der Bohrung einbaut ist und in Querrichtung mindestens eine Aussparung für die Herstellung einer Verbindung zwischen den beiden durch diese Bohrung getrennten Ab­ schnitten der Hauptleitung aufweist und auf den die elastischen Mittel an dem Ende der Bohrung einwirken, das mit dem Einlaß verbunden ist.

Unabhängig davon bleibt beim Einrücken und unter der Beanspruchung durch den Ausrücker der Kupplung in der Betätigungskammer des hydraulischen Betätigungsorgans dank des beweglichen Organs des erfindungsgemäß einge­ setzten Ventils ein Restdruck bestehen, der die ge­ wünschte Vorspannung bewirkt und dessen Wert von den dazu entsprechend eingestellten elastischen Mitteln abhängt, die auf das bewegliche Organ einwirken.

Die auf diese Weise herbeigeführte Vorspannung ist vorteilhafterweise unabhängig vom Verschleißgrad der Reibbeläge der Kupplung.

Außerdem ist sie vorteilhafterweise unabhängig von der Temperatur, insbesondere von der Temperatur des Öls, durch das sie erzeugt wird.

Aufgrund des Wegfalls jeglicher Feder wird die Ausfüh­ rung der Ausrückvorrichtung ferner vorteilhafterweise vereinfacht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann darüber hinaus das erfindungsgemäße Ventil bei Bedarf vorteil­ hafterweise in das feststehende Teil des hydraulischen Betätigungsorgans eingebaut werden.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich im übrigen aus der nachstehend als Beispiel angeführ­ ten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen, auf denen folgendes darge­ stellt ist:

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht einer erfindungs­ gemäßen Ausrückvorrichtung.

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Längsteil­ schnittansicht entsprechend der Linie II-II von Fig. 1.

Die Fig. 3A, 3B sind Längsteilschnittansichten, die entsprechend zu der Ansicht von Fig. 2 zwei aufeinan­ derfolgende Betriebsphasen des in der Ausrückvorrich­ tung eingesetzten Ventils veranschaulichen.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der Einheit.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die sich entsprechend zu der Darstellung von Fig. 4 auf eine Ausführungsvariante bezieht.

Diese Figuren veranschaulichen an einem Beispiel die Anwendung der Erfindung auf die Betätigung einer zugkraftbetätigten Kupplung 10.

Die für die Betätigung der Kupplung eingesetzte Aus­ rückvorrichtung 11 ist hier an ihrem Ausrücker 12, hier eine Tellerfeder, eingerastet, wobei der Aus­ rücker 12 zu diesem Zweck mit einer Anstellvorrichtung 14 versehen ist.

Hier umfaßt die Anstellvorrichtung 14 in einer an sich bekannten Form ein Anstellstück 15, das über einen gewellten Teil 16 an dem Ausrücker 12 auf seiner der Ausrückvorrichtung 11 entgegengesetzten Seite anliegt, sowie ein Kopplungsorgan 18, über das die Ausrückvor­ richtung 11 unter Zugbelastung auf das Anstellstück 15 einwirken kann.

Dieses Kopplungsorgan 18 ist hier als ein Ring ausge­ führt, der durch einen Spalt geöffnet ist und sich mit insgesamt radialen Armen 19 auf beiden Seiten dieses Spalts erstreckt, wobei er radial elastisch verformbar ist und an einem insgesamt kegelstumpfförmigen Teil 20 des Anstellstücks 15 auf seiner der Ausrückvorrichtung 11 entgegengesetzten Seite anliegt.

Weitere Einzelheiten zu einer derartigen Anstellvor­ richtung 14 sind beispielsweise aus der FR-A-2 653 195 (US-A-511 39 89) zu entnehmen.

Da es sich um die Ausrüstung eines Kraftfahrzeugs handelt, gehört die Kupplung 10 mit dem Motor zu einem ersten Block, während die Ausrückvorrichtung 11 zusam­ men mit dem Getriebe zu einem zweiten Block gehört, und die gewünschte Einrastung erfolgt bei der Montage der Einheit durch eine relative axiale Zusammenführung der beiden Blöcke im Verhältnis zueinander.

Die Ausrückvorrichtung 11 umfaßt insgesamt einerseits ein hydraulisches Betätigungsorgan 22, das wiederum zwei, im Verhältnis Zylinder-Kolben ausgeführte Teile 23, 24 umfaßt, und zwar ein feststehendes und ein bewegliches Teil, die über radiale Ränder 23′, 24′, die sie jeweils an ihren entgegengesetzten axialen Enden aufweisen, zusammen eine Betätigungskammer 26 definieren, und andererseits Vorspannmittel 27, durch die das bewegliche Teil 24 des hydraulischen Betäti­ gungsorgans 22 ständig in Richtung einer seiner End­ stellungen im Verhältnis zu dem feststehenden Teil 23 beansprucht wird, und zwar im vorliegenden Falle, in dem es sich um die Betätigung einer zugkraftbetätigten Kupplung 10 handelt, in Richtung seiner eingefahrenen Stellung.

In der dargestellten Ausführung liegt beispielsweise das feststehende Teil 23 des hydraulischen Betäti­ gungsorgans 22 radial am weitesten außen, wobei sein radialer Rand 23′ zur Achse der Betätigungskammer 26 hin verläuft; und über dieses Teil findet dann die Befestigung des hydraulischen Betätigungsorgans 22 am Gehäuse des Getriebes statt, was hier über einen radialen Rand erfolgt, den es auf seiner Rückseite aufweist.

Für die Anbringung mindestens eines für den Anschluß der Betätigungskammer 26 geeigneten Ansatzes umfaßt das feststehende Teil 23 wenigstens einen Vorsprung 28, 28′.

Hier sind zwei Vorsprünge 28, 28′ vorgesehen, ein Einlaßvorsprung 28, in dem eine Hauptleitung 29 die Betätigungskammer 26 mit einem Einlaß 30 verbindet, und ein Auslaßvorsprung 28′.

Aus konstruktionsbedingten Gründen wird die Haupt­ leitung 29 hier durch zwei senkrecht zueinander ange­ ordnete Kanäle 29′, 29′′ gebildet, und zwar einen Kanal 29′, der vom Einlaß 30 aus in etwa tangential im Ver­ hältnis zu einem Kreisumfang der Einheit verläuft, und einen Kanal 29′′, der sich in etwa radial im Verhält­ nis zur Achse der Einheit erstreckt und den Kanal 29′ mit der Betätigungskammer 26 verbindet.

Mit dem beweglichen Teil 24 des hydraulischen Betäti­ gungsorgans 22 ist ein Ausrücklager 31 verbunden.

Dieses Ausrücklager 31 besteht hier aus einem Kugel­ lager, das über seinen Außenring 32 axial an dem be­ weglichen Teil 24 befestigt ist, und zwar unter Ver­ wendung von an sich bekannten Selbstzentriermitteln mit axialer Feder, wie in Fig. 1 zu erkennen ist, und dessen zu diesem Zweck axial entsprechend verlängerter Innenring ein Anschlußstück 33 bildet, das ringförmig an seinem Außenumfang eine Querschulter 34 aufweist, über die es unter Eingriff mit dem Kopplungsorgan 18 zusammenwirken kann.

Erfindungsgemäß wird die Zuleitung der Betätigungs­ kammer 26 durch ein Ventil 35 gesteuert, auf dessen bewegliches Organ 36 elastische Mittel 37 auf der entgegengesetzten Seite der Betätigungskammer 26 einwirken.

Dieses Ventil 35 ist hier in dem feststehenden Teil 23 des hydraulischen Betätigungsorgans 22 eingebaut, und zwar genauer gesagt in seinem Vorsprung 28.

Es umfaßt hier eine Bohrung 38, die in ihrem Mittel­ teil die Hauptleitung 29 umschließt, welche die Betä­ tigungskammer 26 mit dem Einlaß 30 verbindet und die an einem Ende 40 über eine Abzweigleitung 41 direkt mit dem Einlaß 30 verbunden ist, während das andere Ende 42 wiederum direkt über eine weitere Abzweig­ leitung 43 mit der Betätigungskammer 26 verbunden ist, wobei sein bewegliches Organ 36 aus einem Schieber besteht, der dicht verschiebbar in der Bohrung 38 einbaut ist und in Querrichtung mindestens eine Aus­ sparung 44, 45 für die Herstellung einer Verbindung zwischen den beiden durch die Bohrung 38 getrennten Abschnitten 29A, 29B der Hauptleitung 29 aufweist und auf den die elastischen Mittel 37 an dem Ende 40 der Bohrung 38 einwirken, das mit dem Einlaß 30 verbunden ist.

Der Ausdruck "Aussparung" ist hier in einem weiteren Sinne zu verstehen.

Er bedeutet lediglich, daß der Schieber, der das bewegliche Organ 36 bildet, an der entsprechenden Stelle eine freien Durchlaß zwischen dem Einlaß 30 und der Betätigungskammer 26 oder umgekehrt läßt.

Die Bohrung 38 umschließt hier in Querrichtung den Kanal 29′ der Hauptleitung 29 zwischen dem Einlaß 30 und ihrem Kanal 29′′, so daß der Abschnitt 29A dieser Hauptleitung 29 durch den Teil des Kanals 29′ gebildet wird, der vom Einlaß 30 zur Bohrung 38 verläuft, während ihr Abschnitt 29B einerseits durch den ver­ bleibenden Teil dieses Kanals 29′ zwischen der Boh­ rung 38 und dem Kanal 29′′ und andererseits durch diesen Kanal 29′′ gebildet wird.

Aus konstruktionsbedingten Gründen wird auch die Ab­ zweigleitung 41 hier durch zwei senkrecht zueinander angeordnete Kanäle 41′, 41′′ gebildet, von denen der erste von dem Kanal 29′ ausgeht und der zweite in die Bohrung 38 einmündet, während die Abzweigleitung 43 ebenfalls aus zwei senkrecht zueinander angeordneten Kanälen 43′, 43′′ besteht, von denen der erste von dem Kanal 29′′ ausgeht und der zweite in die Bohrung 38 einmündet.

Die nicht aktiven Enden der einzelnen Kanäle, die auf diese Weise in dem Vorsprung 28 angeordnet sind, wer­ den jeweils durch einen Blindverschluß 46 abgedeckt.

Ebenso wird das Ende 40 der Bohrung 38 durch einen Verschluß 47, hier durch einen Schraubverschluß, abgedeckt, auf dem die elastischen Mittel 37 zur Auflage kommen, während ihr Ende 42 durch einen Ver­ schluß 48 abgedeckt wird.

Wie die Bohrung 38 weist der Schieber, der das beweg­ liche Organ 36 des Ventils 35 bildet, einen kreis­ förmigen Querschnitt auf.

Er umfaßt hier zwei, in einem Abstand voneinander angeordnete Aussparungen 44, 45, die jeweils ring­ förmig an seinem Umfang eine Rille bilden.

Die elastischen Mittel 37 bestehen hier aus einer einfachen Feder in der Ausführung als Schraubenfeder, die unter Auflage an dem Verschluß 47 axial an dem Schieber anliegt, der das bewegliche Organ 36 bildet.

Der Einlaß 30 wird hier durch eine Bohrung mit Innen­ gewinde gebildet.

Durch einen in diese Bohrung eingeschraubten Ansatz und einen nicht dargestellten Stutzen wird er mit einem Druckölabgabezylinder verbunden, der ebenfalls nicht dargestellt ist.

Bei eingerückter Kupplung 10, d. h. wenn diese Kupplung 10 ihre Einrückstellung einnimmt, befindet sich das bewegliche Teil 24 des hydraulischen Betätigungsorgans 22 in ausgefahrener Stellung, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wobei die Betätigungskammer 26 druck­ entlastet ist.

Aus Gründen, die weiter unten zu erläutern sind, deckt der Schieber, der das bewegliche Teil 36 des Ventils 35 bildet, dann die Hauptleitung 29 durch seinen voll­ wandigen Abschnitt 50 zwischen seinen beiden Ausspa­ rungen 44, 45 ab, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Beim Ausrücken wird das Drucköl durch den Abgabe­ zylinder zum Einlaß 30 befördert.

Durch die Abzweigleitung 41 gelangt dieses Öl zum Ende 40 der Bohrung 38, wobei es den Schieber, der das bewegliche Organ 36 bildet, in Richtung des anderen Endes 42 der Bohrung zurückdrängt.

Über seine Aussparung 44 stellt dieser Schieber dann die Durchgängigkeit der Hauptleitung 29 wieder her, wie dies in Fig. 3A dargestellt ist, so daß das Drucköl in die Betätigungskammer 26 gelangt, wie dies schematisch durch den Pfeil F1 in Fig. 3A angedeutet ist.

Durch die dabei bewirkte Rückführung des beweglichen Teils 24 des hydraulischen Betätigungsorgans 22 in seine eingefahrene Stellung wird die Kupplung 10 in ihre Ausrückstellung verbracht.

Beim Einrücken fällt der Druck am Einlaß 30, so daß unter der Einwirkung des in der Betätigungskammer 26 fortbestehenden Drucks, der durch die Axialbeanspru­ chung unterstützt wird, die dabei der Ausrücker 12 der Kupplung 10 auf das bewegliche Teil 24 des hydrauli­ schen Betätigungsorgans 22 ausübt, der Schieber, der das bewegliche Organ 36 des Ventils 35 bildet, im Sinne einer Verschiebung in Richtung des Endes 40 der Bohrung 38 gegen die elastischen Mittel 37 betätigt wird, wie dies in Fig. 3B dargestellt ist.

Durch seine Aussparung 45 hält dieser Schieber dann die Durchgängigkeit der Hauptleitung 29 aufrecht, während sich der Öldurchfluß darin umkehrt, wie dies schematisch durch den Pfeil F2 in Fig. 3B angedeutet wird, wobei das Öl aus der Betätigungskammer 26 zu dem Abgabezylinder zurückfließt.

Gleichzeitig wirkt der Druck in der Betätigungskammer 26 über die Abzweigleitung 43 auf den Schieber, der das bewegliche Organ 36 des Ventils 35 bildet, an seinem den elastischen Mitteln 37 entgegengesetzten Ende.

Wenn dieser Druck die durch die elastischen Mittel 37 ausgeübte Axialbeanspruchung ausgleicht, wird der Schieber, der das bewegliche Organ 36 des Ventils 35 bildet, wieder in seine mittlere Ausrückstellung verbracht, in der, wie vorstehend erläutert, sein vollwandiger Abschnitt 50 die Hauptleitung 29 abdeckt.

In der Betätigungskammer 26 bleibt dann ein Restdruck bestehen, der die gewünschte Vorspannung bildet.

Dieser Restdruck kann durch eine entsprechende Ein­ stellung der elastischen Mittel 37 reguliert werden.

Dazu genügt es beispielsweise, den Verschluß 47 mehr oder weniger weit einzuschrauben.

In der Ausführungsvariante, die schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, verbindet eine Abzweigleitung 52, die durch ein Rückschlagventil 53 gesteuert wird, die Betätigungskammer 26 direkt mit dem Einlaß 30 für eine Durchflußrichtung des Öls von diesem Einlaß 30 zur Betätigungskammer 26.

Auf diese Weise wird einer eventuellen Verzögerung beim Ausrücken vorgebeugt.

Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform be­ schränkt, sondern sie umfaßt alle Ausführungsvarian­ ten, insbesondere in bezug auf den Aufbau und/oder die Anordnung des eingesetzten Ventils.

Unter Berücksichtigung der weit gefaßten Bedeutung des Ausdrucks "Aussparung" kann außerdem mindestens eine der "Aussparungen" des Schiebers, der das bewegliche Organ des erfindungsgemäß eingesetzten Ventils bildet, weggelassen werden, wobei dieser Schieber auf eine ausreichende Länge abgelängt wird, damit er, bezogen auf die axiale Stellung, die er dann einnimmt, an seinem betreffenden Ende einen freien Durchlaß für das Öl läßt.

Claims (6)

1. Ausrückvorrichtung mit einem hydraulischen Betäti­ gungsorgan (22), das wiederum zwei, im Verhältnis Zylinder-Kolben ausgeführte Teile (23, 24), ein fest­ stehendes und ein bewegliches Teil, umfaßt, die zusam­ men eine Betätigungskammer (26) definieren, sowie mit Vorspannmitteln (27), durch die das bewegliche Teil (24) des hydraulischen Betätigungsorgans (22) ständig in Richtung einer seiner Endstellungen im Verhältnis zu dem feststehenden Teil (23) beansprucht wird, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zuleitung der Betätigungskammer (26) durch ein Ventil (35) gesteuert wird, auf dessen bewegliches Organ elastische Mittel (37) auf der entgegengesetzten Seite der Betätigungskammer (26) einwirken.

2. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (35) eine Bohrung (38) umfaßt, die in ihrem Mittelteil eine Hauptleitung (29) umschließt, welche die Betätigungs­ kammer (26) mit einem Einlaß (30) verbindet und die an einem Ende (40) über eine Abzweigleitung (41) direkt mit dem Einlaß (30) verbunden ist, während das andere Ende (42) über eine weitere Abzweigleitung (43) direkt mit der Betätigungskammer (26) verbunden ist, und daß sein bewegliches Organ (36) aus einem Schieber be­ steht, der dicht verschiebbar in der Bohrung (38) ein­ baut ist und in Querrichtung mindestens eine Aus­ sparung (44, 45) für die Herstellung einer Verbindung zwischen den zwei durch die Bohrung (38) getrennten Abschnitten (29A, 29B) der Hauptleitung (29) aufweist und auf den die elastischen Mittel (37) an dem Ende (40) der Bohrung (38) einwirken, das mit dem Einlaß (30) verbunden ist.

3. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber, der das bewegliche Organ (36) des Ventils (35) bildet, zwei, in einem Abstand voneinander angeordnete Aus­ sparungen (44, 45) umfaßt.

4. Ausrückvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Aussparun­ gen (44, 45) des Schiebers, der das bewegliche Organ (36) des Ventils (35) bildet, an dessen Umfang ring­ förmig eine Rille bildet.

5. Ausrückvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abzweigleitung (52), die durch ein Rückschlag­ ventil (53) gesteuert wird, die Betätigungskammer (26) direkt mit dem Einlaß (30) verbindet.

6. Ausrückvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (35) in das feststehende Teil (23) des hydraulischen Betätigungsorgans (22) eingebaut ist.