DE4401030A1 - Ausdrückvorrichtung mit hydraulischem Betätigungsorgan, insbesondere für eine zugkraftbetätigte Kupplung - Google Patents
Ausdrückvorrichtung mit hydraulischem Betätigungsorgan, insbesondere für eine zugkraftbetätigte KupplungInfo
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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.
Applications Claiming Priority (1)
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