WO2019158158A1 - Geberzylinder mit teilweise ausserhalb des gehäuses angeordneter feder, betätigungseinrichtung sowie kupplungssystem - Google Patents

Geberzylinder mit teilweise ausserhalb des gehäuses angeordneter feder, betätigungseinrichtung sowie kupplungssystem Download PDF

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WO2019158158A1
WO2019158158A1 PCT/DE2019/100131 DE2019100131W WO2019158158A1 WO 2019158158 A1 WO2019158158 A1 WO 2019158158A1 DE 2019100131 W DE2019100131 W DE 2019100131W WO 2019158158 A1 WO2019158158 A1 WO 2019158158A1
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piston
master cylinder
housing
spring
sensor unit
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Alban Godefroy
Stephane Rocquet
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F16D2025/081—Hydraulic devices that initiate movement of pistons in slave cylinders for actuating clutches, i.e. master cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D2048/0212—Details of pistons for master or slave cylinders especially adapted for fluid control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/18—Sensors; Details or arrangements thereof

Definitions

  • the invention relates to a master cylinder for a clutch actuator of a motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, with a housing, a slidably received in the housing along a longitudinal axis and with the housing enclosing a fluidic pressure chamber piston, wherein the piston with a in an axial direction of the longitudinal axis of a housing opening of the housing projecting piston rod is non-displaceably connected, and with a sensor unit which is configured and arranged so that a displacement position of the piston along the longitudinal axis (by the sensor unit) can be detected.
  • a motor vehicle such as a car, truck, bus or other commercial vehicle
  • the invention relates to an actuating device for a clutch of a motor vehicle drive train, with this master cylinder, a slave cylinder and a fluid path fluidically connecting the master cylinder to the slave cylinder.
  • the invention relates to a coupling system for a motor vehicle drive train, with a clutch and this actuator.
  • DE 10 2016 209 393 A1 discloses a designated as piston-cylinder assembly master cylinder of a clutch actuation system of a vehicle.
  • the sensor unit is not influenced at all or only negligibly by the spring, so that a reliable position detection of the piston is realized by means of the sensor unit. It is therefore advantageous that the spring is arranged outside a radial gap between a sensor of the sensor unit and a piston-mounted signal generator of the sensor unit. The spring is therefore located outside the effective range / measuring range of the sensor.
  • the spring is arranged completely in the axial direction of the longitudinal axis outside the pressure chamber. As a result, an interference of the sensor unit is prevented by the spring even more reliable.
  • the spring is also at least partially, preferably at least 90% of its length (axial extent along the longitudinal axis), arranged in the axial direction of the longitudinal axis outside of the housing. As a result, interference from the sensor unit by the spring is avoided even more reliably.
  • the spring is arranged radially outside the piston rod, this is integrated particularly compactly in the existing installation space.
  • the spring is particularly useful if the spring is covered radially from the outside by a bellows.
  • the spring preferably designed as a helical spring is arranged to save space radially between the piston rod and the bellows.
  • an already existing space can be used even more intensively.
  • the spring is clamped in the axial direction between the housing and a head portion of the piston rod, it is particularly robust.
  • the spring is supported by the housing on an end shoulder (radially and / or axially).
  • the sensor unit advantageously has a signal transmitter which is connected to the piston so as to be non-displaceable (preferably via a sensor holder).
  • the signal generator is more preferably a magnet, such as a permanent magnet.
  • the signal transmitter is particularly preferably attached to one of the piston rod on the axially opposite side of the piston to this piston (preferably via the sensor holder). This results in an even clearer spatial separation between the spring and the sensor unit.
  • the sensor unit has a sensor which detects a position of the signal transmitter corresponding to the displacement position of the piston over the entire displacement path of the piston.
  • the sensor unit is arranged in a first subsection of the pressure chamber bounding the primary pressure chamber with the piston, this is integrated in a particularly compact / space-saving manner.
  • the invention further relates to an actuating device for a clutch of a motor vehicle drive train, with the master cylinder according to the invention according to at least one of the embodiments described above, a slave cylinder and a fluid path fluidically connecting the master cylinder to the slave cylinder.
  • the invention also relates to a coupling system for a Kraft mecanicantriebs- strand, with an actuating acting on the clutch actuator.
  • a master cylinder with springs is thus realized outside the housing.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a master cylinder according to the invention according to a preferred embodiment, wherein on the one hand the arrangement of a spring acting on a piston of the master cylinder resetting, on the other hand, the position of a sensor unit are clearly visible,
  • FIG. 2 a further longitudinal sectional view of the master cylinder according to FIG. 1, wherein the sectional plane is offset to a sectional plane selected in FIG. 1 in such a way that the closer construction of the sensor unit can be clearly seen,
  • Fig. 3 is a perspective view of the entire master cylinder after the
  • FIGS. 1 and 2 from a back of the case, as well
  • Fig. 4 is a perspective view of the master cylinder, similar to Fig. 3, obliquely from a side to which the sensor unit is clearly visible in terms of their connector receptacle.
  • Figs. 1 and 2 the internal structure of a master cylinder 1 according to the invention is illustrated according to a preferred embodiment.
  • the master cylinder 1 is typically part of a clutch actuation device of a motor vehicle drive train.
  • the clutch actuating device has, in addition to the master cylinder 1, a slave cylinder which is coupled to the master cylinder 1 via a fluidic, namely hydraulic, path.
  • the slave cylinder is actuated and, in turn, operatively acts on a clutch, such as a friction clutch, of a drive train during operation.
  • the master cylinder 1 is implemented as a hydraulic master cylinder 1.
  • the master cylinder it would also be conceivable to design the master cylinder as a so-called pedal force simulator.
  • the pedal force simulator no longer has a direct hydraulic connection to the slave cylinder. Rather, the position of the piston in the pedal force simulator for opening and closing the clutch is transmitted electronically.
  • the (not shown) pedal force simulator can have a piston in the form of a link component, which has a changing outer diameter.
  • the clutch component When the clutch pedal is actuated, the clutch component is pushed into a spring, which is located radially on both sides radially outside the link component and is supported on the housing at the clutch pedal distal end of the master cylinder.
  • the driver is simulated by this arrangement predetermined force curve on the clutch pedal.
  • the master cylinder 1 has a housing 2.
  • the housing 2 has an essentially tubular cylinder region 19 and a fastening region 20 which is integral with the cylinder region 19 and by means of which the sensor cylinder 1 can be fixed to the vehicle frame during operation.
  • the cylinder region 19 extends along an imaginary straight longitudinal axis 3.
  • the piston 5, together with the cylinder region 19, typically forms a fluidic (here hydraulic) pressure chamber 4.
  • a low-pressure connection 21 (FIG. 2) opens in the cylinder region 19, by means of which the master cylinder 1 is fluidically connected during operation to a tank, such as a brake fluid tank.
  • the cylinder region 19 has two partial sections 17, 18 graduated / differently formed with regard to their diameter (inner diameter).
  • a first longitudinally extending portion 17 of the housing 2 forms with the piston 5 from a primary pressure chamber.
  • the primary pressure chamber and the secondary pressure chamber are sealed relative to one another via a primary seal 23 attached to the piston 5.
  • the piston 5 also has a secondary seal 24, which seals the secondary pressure chamber to the environment.
  • the primary pressure chamber and the secondary pressure chamber together form the (total) pressure chamber 4.
  • the piston 5 is connected in a different way to a piston rod 7.
  • the piston rod 7 is attached to an axial side of the piston 5 facing away from the high-pressure connection 22.
  • the piston rod 7 is attached to the piston 5 by means of a ball joint.
  • the piston rod 7 projects out of the housing 2 through an axial opening 6 introduced in the housing 2.
  • An inserted in the housing 2 stop member 25 serves to support the piston rod 7 in the illustrated initial position / initial position of the piston 5 (Fig. 1).
  • the piston rod 7 In its region arranged outside the housing 2, the piston rod 7 has a head region 10, which has a bearing eye for further connection to a clutch pedal of the motor vehicle.
  • a bellows 12 is arranged radially from outside, the piston rod 7 covering from the outside.
  • the bellows 12 is compressible in the axial direction.
  • a spring 9, which forms a return spring / biasing spring is likewise arranged outside the pressure space 4.
  • the spring 9 is arranged radially outside the piston rod 7, namely coaxially thereto.
  • the spring 9 is realized as a helical spring, namely as a helical compression spring.
  • the spring 9 is arranged in the radial direction between the piston rod 7 and the bellows 12.
  • the spring 9 is with its first end / end area supported by a (radial) paragraph 11 formed on the front side of the housing 2.
  • the shoulder 11 is also dimensioned such that the spring 9 is supported relative to the housing 2 both in the axial direction and in the radial direction.
  • the spring 9 With a first end opposite the first end / second end region, the spring 9 is supported by the head region 10 on the piston rod 7. Thus, the spring 9 is arranged both axially outside the pressure chamber 4 and radially outside the piston rod 7. The spring 9 is thus inserted so that it presses the piston 5 in its initial position.
  • the master cylinder 1 is equipped with a sensor unit 8.
  • the sensor unit 8 is arranged in a sensor housing region 26 which is firmly formed / connected to the housing 2.
  • the sensor housing region 26 surrounds, as can clearly be seen in FIG. 2, a printed circuit board 16 (also referred to as PCB / Printed Circuit Board) of the sensor unit 8.
  • the printed circuit board 16 is provided with a sensor 15, for example a Hall sensor.
  • the sensor 15 is designed such that it detects an inductive / magnetic field of a piston-mounted signal transmitter 13 of the sensor unit 8 in any displaceable during operation displacement position (along a displacement path) of the piston 5.
  • the signal generator 13 is designed in this embodiment as a magnet, namely as a permanent magnet.
  • the signal generator 13 is mounted fixed against displacement on the piston 5.
  • the piston 5 is for this purpose connected to a sensor holder 14.
  • the sensor holder 14 On a side of the piston 5 facing away from the piston rod 7, the sensor holder 14 has the holding area for the signal transmitter 13.
  • the signal generator 13 is arranged in the first section 17 of the housing 2.
  • the signal transmitter 13 is aligned and arranged relative to the sensor 15 so that any displacement position in the displacement path of the piston 5 converted during operation can be detected by the sensor unit 8.
  • the printed circuit board 16 is aligned parallel to the longitudinal axis 3.
  • a master cylinder 1 is thus realized with a sensor 15.
  • the master cylinder 1 has a housing 2, a spring 9, a centering (sensor holder 14), a piston 5, a piston rod 7, a stop clip (stop element 25), a bellows 12, a magnet 13, a printed circuit board 16 and a lid 28.
  • the master cylinder 1 is connected to the brake fluid tank through the low-pressure line connection 21 and to a high-pressure line through the high-pressure line connection 22.
  • the spring 9 is arranged outside the hydraulic chamber (pressure chamber 4) and around the piston rod 7 around. The spring 9 is at its ends in contact with the housing 2 and the piston rod head (head portion 10).

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Abstract

Geberzylinder (1) für eine Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem in dem Gehäuse (2) entlang einer Längsachse (3) verschiebbar aufgenommenen und mit dem Gehäuse (2) einen fluidischen Druckraum (4) einschließenden Kolben (5), wobei der Kolben (5) mit einer in einer axialen Richtung der Längsachse (3) aus einer Öffnung (6) des Gehäuses (2) hinausragenden Kolbenstange (7) verschiebefest verbunden ist, sowie mit einer Sensoreinheit (8), die so ausgestaltet und angeordnet ist, dass eine Verschiebeposition des Kolbens (5) entlang der Längsachse (3) erfassbar ist, wobei eine den Kolben (5) in seine Ausgangsposition zwängende Feder (9) außerhalb des Druckraums (4) angeordnet ist. Zudem betrifft die Erfindung eine Betätigungseinrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, mit diesem Geberzylinder (1) sowie ein Kupplungssystem.

Description

GEBERZYLINDER MIT TEILWEISE AUSSERHALB DES GEHÄUSES ANGEORDNETER FEDER, BETÄTIGUNGSEINRICHTUNG SOWIE
KUPPLUNGSSYSTEM
Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder für eine Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse entlang einer Längsachse verschiebbar aufgenommenen und mit dem Gehäuse einen fluidischen Druckraum einschließenden Kolben, wobei der Kolben mit einer in einer axialen Richtung der Längsachse aus ei- ner Öffnung des Gehäuses hinausragenden Kolbenstange verschiebefest verbunden ist, sowie mit einer Sensoreinheit, die so ausgestaltet und angeordnet ist, dass eine Verschiebeposition des Kolbens entlang der Längsachse (durch die Sensoreinheit) er- fassbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Betätigungseinrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, mit diesem Geberzylinder, einem Neh- merzylinder sowie einer den Geberzylinder mit dem Nehmerzylinder fluidisch verbin- denden Fluidstrecke. Zudem betrifft die Erfindung ein Kupplungssystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer Kupplung sowie dieser Betätigungseinrichtung.
Gattungsgemäße Geberzylinder und Kupplungsbetätigungseinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2016 209 393 A1 eine als Kolben-Zylinder-Anordnung bezeichneten Geberzylinder eines Kupplungsbetätigungssystems eines Fahrzeuges.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen hat es sich jedoch als nachteilig herausgestellt, dass bei Vorsehen von auf den Kolben einwirkenden Federn die Messgenauigkeit der Sensoreinheit beeinträchtigt wird. Eine Feder ist insbeson- dere sinnvoll, um den Kolben nach einer erfolgten Betätigung der entsprechenden Kupplung in eine Ausgangsstellung zu zwängen, um eine einfache Referenzposition für die Positionserfassung mittels der Sensoreinheit zur Verfügung zu stellen. Dadurch wird das Messverfahren deutlich verbessert. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen Geberzylinder mit einer möglichst verlässlichen Kolbenpositionsüberwachung zur Verfügung zu stellen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine den Kolben in seine Ausgangs- position / Ausgangsstellung zwängende Feder außerhalb des Druckraums angeordnet ist.
Durch diese Anordnung der üblicherweise aus einem Metall hergestellten Feder au- ßerhalb des Druckraums wird die Sensoreinheit gar nicht oder nur vernachlässigbar durch die Feder beeinflusst, sodass eine verlässliche Positionserfassung des Kolbens mittels der Sensoreinheit realisiert ist. Es ist somit begünstigt, dass die Feder außer- halb eines radialen Zwischenraums zwischen einem Sensor der Sensoreinheit und ei- nem kolbenfest angebrachten Signalgeber der Sensoreinheit angeordnet ist. Die Fe- der ist daher außerhalb des Wirkungsbereiches / Messbereiches des Sensors ange- ordnet.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Demnach ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Feder vollständig in der axialen Rich- tung der Längsachse außerhalb des Druckraums angeordnet ist. Dadurch wird eine Störbeeinflussung der Sensoreinheit durch die Feder noch verlässlicher vermieden.
Die Feder ist zudem zumindest teilweise, vorzugsweise mit mindestens 90% ihrer Länge (axiale Erstreckung entlang der Längsachse), in der axialen Richtung der Längsachse außerhalb des Gehäuses angeordnet. Dadurch wird eine Störbeeinflus- sung der Sensoreinheit durch die Feder noch verlässlicher vermieden.
Ist die Feder radial außerhalb der Kolbenstange angeordnet, ist diese besonders kom- pakt im bestehenden Bauraum integriert. ln diesem Zusammenhang ist es besonders zweckmäßig, wenn die Feder radial von außen durch einen Faltenbalg bedeckt ist. Somit ist die vorzugsweise als Schrauben- feder ausgebildete Feder platzsparend radial zwischen der Kolbenstange und dem Faltenbalg angeordnet. Somit lässt sich ein ohnehin bestehender Bauraum noch in- tensiver nutzen.
Ist die Feder in axialer Richtung zwischen dem Gehäuse und einem Kopfbereich der Kolbenstange eingespannt, ist sie besonders robust aufgenommen.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere zweckmäßig, wenn die Feder seitens des Gehäuses an einem stirnseitigen Absatz (radial und/oder axial) abgestützt ist.
Die Sensoreinheit weist vorteilhafterweise einen Signalgeber auf, der verschiebefest mit dem Kolben (vorzugsweise über einen Sensorhalter) verbunden ist. Der Signalge- ber ist weiter bevorzugt ein Magnet, wie ein Permanentmagnet. Der Signalgeber ist besonders bevorzugt an einer der Kolbenstange axial abgewandten Seite des Kol- bens an diesen Kolben (vorzugsweise über den Sensorhalter) angebracht. Dadurch findet eine noch deutlichere räumliche Trennung zwischen der Feder und der Sen- soreinheit statt.
Diesbezüglich ist es auch von Vorteil, wenn die Sensoreinheit einen Sensor aufweist, der eine der Verschiebeposition des Kolbens entsprechende Position des Signalge- bers über den gesamten Verschiebeweg des Kolbens hinweg erfasst.
Ist die Sensoreinheit in einem einen Primärdruckraum mit dem Kolben begrenzenden ersten Teilabschnitt des Druckraums angeordnet, ist diese besonders kompakt / platz- sparend integriert.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Betätigungseinrichtung für eine Kupplung ei- nes Kraftfahrzeugantriebsstranges, mit dem erfindungsgemäßen Geberzylinder nach zumindest eine der zuvor beschriebenen Ausführungen, einem Nehmerzylinder sowie einer den Geberzylinder mit dem Nehmerzylinder fluidisch verbindenden Fluidstrecke. Auch betrifft die Erfindung ein Kupplungssystem für einen Kraftfahrzeugantriebs- strang, mit einer betätigend auf die Kupplung einwirkenden Betätigungseinrichtung.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Geberzylinder mit Fe- der außerhalb des Gehäuses realisiert. Erfindungsgemäß ist vorgeschlagen, die Fe- der im Geberzylinder (axial) außerhalb des Druckraums sowie (radial) außerhalb der Kolbenstange anzubringen, damit die Feder das Signal des Sensors bzw. Magneten (der Sensoreinheit) nicht stört.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Geberzylinders nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei einerseits die Anordnung ei- ner auf einen Kolben des Geberzylinders rückstellend einwirkenden Feder, andererseits die Position einer Sensoreinheit gut zu erkennen sind,
Fig. 2 eine weitere Längsschnittdarstellung des Geberzylinders nach Fig. 1 , wobei die Schnittebene derart zu einer in Fig. 1 gewählten Schnitteben versetzt ist, dass der nähere Aufbau der Sensoreinheit gut zu erkennen ist,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des gesamten Geberzylinders nach den
Fign. 1 und 2 von einer Rückseite des Gehäuses, sowie
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Geberzylinders, ähnlich zu Fig. 3, schräg von einer Seite, zu der die Sensoreinheit hinsichtlich ihrer Steckeraufnahme gut erkennbar ist.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver- ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver- sehen. ln den Fign. 1 und 2 ist der innere Aufbau eines erfindungsgemäßen Geberzylinders 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Der Geberzylinder 1 ist in seinem Betrieb auf typische Weise Bestandteil einer Kupplungsbetätigungseinrich- tung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges. Die Kupplungsbetätigungseinrichtung weist neben dem Geberzylinder 1 einen Nehmerzylinder auf, der über eine fluidische, näm- lich hydraulische Strecke mit dem Geberzylinder 1 gekoppelt ist. In Abhängigkeit eines an dem Geberzylinder 1 aufgebrachten Stellsignals in Form einer Stellbewegung ei- nes Kolbens 5 wird der Nehmerzylinder betätigt und wirkt wiederum im Betrieb betäti- gend auf eine Kupplung, wie eine Reibungskupplung, eines Antriebsstranges ein. In dieser Ausführung ist der Geberzylinder 1 als hydraulischer Geberzylinder 1 realisiert. Es wäre jedoch auch denkbar, den Geberzylinder als einen sog. Pedalkraftsimulator auszubilden. Der Pedalkraftsimulator hat keine direkte hydraulische Verbindung zum Nehmerzylinder mehr. Es wird vielmehr die Position des Kolbens im Pedalkraftsimula- tor zum Öffnen und Schließen der Kupplung elektronisch übermittelt. Der (nicht ge- zeigte) Pedalkraftsimulator kann dabei einen Kolben in Form eines Kulissenbauteils aufweisen, welches einen sich verändernden Außendurchmesser aufweist. Das Kulis- senbauteil wird bei Betätigung des Kupplungspedals in eine Feder eingeschoben, die sich beidseitig radial außerhalb des Kulissenbauteils befindet und sich am kupplungs- pedalfernen Ende des Geberzylinders an dessen Gehäuse abstützt. Dem Fahrer wird durch diese Anordnung vorbestimmter Kraftverlauf am Kupplungspedal simuliert.
Der Geberzylinder 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 weist einen im Wesent- lichen rohrförmig ausgebildeten Zylinderbereich 19 sowie einen mit dem Zylinderbe- reich 19 einteilig ausgeführten Befestigungsbereich 20 auf, mittels dem der Geberzy- linder 1 im Betrieb fahrzeugrahmenfest anbringbar ist. Der Zylinderbereich 19 er- streckt sich entlang einer gedachten gerade verlaufenden Längsachse 3. Innerhalb dieses Zylinderbereichs 19 ist der Kolben 5 verschiebbar geführt aufgenommen. Der Kolben 5 bildet zusammen mit dem Zylinderbereich 19 auf typische Weise einen fluidi- schen (hier hydraulischen) Druckraum 4 aus. In dem Zylinderbereich 19 mündet ein Niederdruckanschluss 21 (Fig. 2), mittels dem der Geberzylinder 1 im Betrieb mit ei- nem Tank, wie einem Bremsflüssigkeitstank, fluidisch verbunden ist. Auch mündet in den Zylinderbereich 19 ein Hochdruckanschluss 22, der dann auf typische Weise mit dem Nehmerzylinder im Betrieb fluidisch (über die fluidische Strecke) verbunden ist. Der Zylinderbereich 19 weist zwei hinsichtlich ihres Durchmessers (Innendurchmes- sers) abgestufte / unterschiedlich ausgebildete Teilabschnitte 17, 18 auf. Ein erster in Längsrichtung verlaufender Teilabschnitt 17 des Gehäuses 2 bildet mit dem Kolben 5 einen Primärdruckraum aus. An den ersten Teilabschnitt 17 schließt axial ein zweiter Teilabschnitt 18 an, der einen größeren Durchmesser aufweist als der erste Teilab- schnitt 17. Ein daran axial anschließender zweiter Teilabschnitt 18 bildet mit dem Kol- ben 5 im Betrieb einen Sekundärdruckraum mit aus. Der Primärdruckraum und der Sekundärdruckraum sind über eine an dem Kolben 5 angebrachte Primärdichtung 23 relativ zueinander abgedichtet. Der Kolben 5 weist auch eine Sekundärdichtung 24 auf, die den Sekundärdruckraum zur Umgebung hin abdichtet. Der Primärdruckraum und der Sekundärdruckraum bilden gemeinsam den (Gesamt-) Druckraum 4 aus.
Der Kolben 5 ist, wie in Fig. 1 ebenfalls ersichtlich, mit einer Kolbenstange 7 verschie- befest verbunden. Die Kolbenstange 7 ist zu einer dem Hochdruckanschluss 22 abge- wandten axialen Seite des Kolbens 5 an diesem angebracht. Die Kolbenstange 7 ist mittels eines Kugelgelenkes an dem Kolben 5 angebracht. Die Kolbenstange 7 ragt aus dem Gehäuse 2 durch eine in dem Gehäuse 2 eingebrachte axiale Öffnung 6 hin- aus. Ein in dem Gehäuse 2 eingesetztes Anschlagselement 25 dient zur Abstützung der Kolbenstange 7 in der abgebildeten Ausgangsstellung / Ausgangsposition des Kolbens 5 (Fig. 1 ). Die Kolbenstange 7 weist in ihrem außerhalb des Gehäuses 2 an- geordneten Bereich einen Kopfbereich 10 auf, der ein Lagerauge zum weiteren Ver- binden mit einem Kupplungspedal des Kraftfahrzeuges aufweist. Zwischen dem Kopf- bereich 10, nämlich auf jener axial dem Kolben 5 zugewandten axialen Seite des La- gerauges, und dem Gehäuse 2 ist ein Faltenbalg 12 radial von außen, die Kolben- stange 7 von außen bedeckend, angeordnet. Der Faltenbalg 12 ist in axialer Richtung komprimierbar.
Erfindungsgemäß ist ebenfalls außerhalb des Druckraums 4 eine Feder 9, die eine Rückstellfeder / Vorspannfeder ausbildet, angeordnet. Die Feder 9 ist radial außerhalb der Kolbenstange 7, nämlich koaxial zu dieser angeordnet. Die Feder 9 ist als Schrau- benfeder, nämlich als Schraubendruckfeder, realisiert. Die Feder 9 ist in radialer Rich- tung zwischen der Kolbenstange 7 und dem Faltenbalg 12 angeordnet. Die Feder 9 ist mit ihrem ersten Ende / Endbereich seitens eines stirnseitig an dem Gehäuse 2 aus- gebildeten (radialen) Absatzes 11 abgestützt. Der Absatz 11 ist zudem so dimensio- niert, dass die Feder 9 sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung relativ zum Gehäuse 2 abgestützt ist. Mit einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zwei- ten Ende / zweiten Endbereich ist die Feder 9 seitens des Kopfbereiches 10 an der Kolbenstange 7 abgestützt. Somit ist die Feder 9 sowohl axial außerhalb des Druck- raums 4 als auch radial außerhalb der Kolbenstange 7 angeordnet. Die Feder 9 ist so- mit so eingesetzt, dass sie den Kolben 5 in seine Ausgangsposition drückt.
Des Weiteren, wie auch in Verbindung mit den Fign. 3 und 4 zu erkennen, ist der Ge- berzylinder 1 mit einer Sensoreinheit 8 ausgestattet. Die Sensoreinheit 8 ist in einem Sensorgehäusebereich 26, der fest mit dem Gehäuse 2 ausgebildet / verbunden ist, angeordnet. Der Sensorgehäusebereich 26 umschließt, wie in Fig. 2 gut zu erkennen, eine Leiterplatte 16 (auch als PCB / Printed Circuit Board bezeichnet) der Sensorein- heit 8. Die Leiterplatte 16 ist mit einem Sensor 15, etwa einem Hallsensor, versehen. Der Sensor 15 ist derart ausgebildet, dass er ein induktives / magnetisches Feld eines kolbenfest angebrachten Signalgebers 13 der Sensoreinheit 8 in jeglicher im Betrieb umsetzbarer Verschiebeposition (entlang eines Verschiebewegs) des Kolbens 5 er- fasst. Der Signalgeber 13 ist in dieser Ausführung als Magnet, nämlich als Permanent- magnet ausgeführt. Der Signalgeber 13 ist verschiebefest an dem Kolben 5 ange- bracht. Der Kolben 5 ist hierzu mit einem Sensorhalter 14 verbunden. Der Sensorhal- ter 14 weist auf einer der Kolbenstange 7 abgewandten Seite des Kolbens 5 den Hal- tebereich für den Signalgeber 13 auf. Der Signalgeber 13 ist in dem ersten Teilab- schnitt 17 des Gehäuses 2 angeordnet. Der Signalgeber 13 ist so relativ zu dem Sen- sor 15 ausgerichtet und angeordnet, dass durch die Sensoreinheit 8 jegliche Verschie- beposition in dem im Betrieb umgesetzten Verschiebeweg des Kolbens 5 erfassbar ist. Die Leiterplatte 16 ist parallel zu der Längsachse 3 ausgerichtet. Durch die Anord- nung der Feder 9 in axialer Richtung außerhalb des Druckraums 4 ist somit eine Mes- sung der Position des Kolbens 5 über die Sensoreinheit 8 nicht durch die aus Stahl gefertigte Feder 9 beeinträchtigt. Die Leiterplatte 16 ist durch einen Deckel 28 des Sensorgehäusebereiches 26 bedeckt. ln Fig. 4 ist des Weiteren gut zu erkennen, dass auf typische Weise mit dem Sensor- gehäusebereich 26 eine elektrische Leitung seitens einer Steckeraufnahme 27 ver- bindbar ist. In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Geberzylinder 1 mit einem Sensor 15 realisiert. Der Geberzylinder 1 weist ein Gehäuse 2, eine Feder 9, eine Zentrierung (Sensorhalter 14), einen Kolben 5, eine Kolbenstange 7, einen An- schlagsclip (Anschlagselement 25), einen Balg 12, einen Magneten 13, eine Leiter- platte 16 sowie einen Deckel 28 auf. Der Geberzylinder 1 ist durch den Niederdruck- leitungsanschluss 21 mit dem Bremsflüssigkeitstank sowie durch den Hochdrucklei- tungsanschluss 22 mit einer Hochdruckleitung verbunden. Die Feder 9 ist außerhalb der hydraulischen Kammer (Druckraum 4) sowie um die Kolbenstange 7 herum ange- ordnet. Die Feder 9 befindet sich mit ihren Enden in Kontakt mit dem Gehäuse 2 und dem Kolbenstangenkopf (Kopfbereich 10).
Bezuqszeichenliste Geberzylinder
Gehäuse
Längsachse
Druckraum
Kolben
Öffnung
Kolbenstange
Sensoreinheit
Feder
Kopfbereich
Absatz
Faltenbalg
Signalgeber
Sensorhalter
Sensor
Leiterplatte
erster Teilabschnitt
zweiter Teilabschnitt
Zylinderbereich
Befestigungsbereich
Niederdruckanschluss
Hochdruckanschluss
Primärdichtung
Sekundärdichtung
Anschlagselement
Sensorgehäusebereich
Steckeraufnahme
Deckel

Claims

Patentansprüche
1. Geberzylinder (1 ) für eine Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Kraftfahrzeu- ges, mit einem Gehäuse (2), einem in dem Gehäuse (2) entlang einer Längs- achse (3) verschiebbar aufgenommenen und mit dem Gehäuse (2) einen fluidi- schen Druckraum (4) einschließenden Kolben (5), wobei der Kolben (5) mit einer in einer axialen Richtung der Längsachse (3) aus einer Öffnung (6) des Gehäu- ses (2) hinausragenden Kolbenstange (7) verschiebefest verbunden ist, sowie mit einer Sensoreinheit (8), die so ausgestaltet und angeordnet ist, dass eine Verschiebeposition des Kolbens (5) entlang der Längsachse (3) erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Kolben (5) in seine Ausgangsposition zwängende Feder (9) außerhalb des Druckraums (4) angeordnet ist.
2. Geberzylinder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Feder
(9) radial außerhalb der Kolbenstange (7) angeordnet ist.
3. Geberzylinder (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (9) in axialer Richtung zwischen dem Gehäuse (2) und einem Kopfbereich
(10) der Kolbenstange eingespannt ist.
4. Geberzylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (9) seitens des Gehäuses (2) an einem stirnseitigen Absatz (11 ) abgestützt ist.
5. Geberzylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (9) radial von außen durch einen Faltenbalg (12) bedeckt ist.
6. Geberzylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (8) einen Signalgeber (13) aufweist, der verschiebefest mit dem Kolben (5) verbunden ist.
7. Geberzylinder (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sen- soreinheit (8) einen Sensor (15) aufweist, der eine der Verschiebeposition des Kolbens (5) entsprechende Position des Signalgebers (13) über den gesamten Verschiebeweg des Kolbens (5) hinweg erfasst.
8. Geberzylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (8) in einem einen Primärdruckraum mit dem Kolben (5) begrenzenden ersten Teilabschnitt (17) des Gehäuses (2) angeordnet ist.
9. Betätigungseinrichtung für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, mit einem Geberzylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, einem Neh- merzylinder sowie einer den Geberzylinder mit dem Nehmerzylinder fluidisch verbindenden Fluidstrecke.
10. Kupplungssystem für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer Kupplung so- wie einer betätigend auf die Kupplung einwirkenden Betätigungseinrichtung nach Anspruch 9.
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DE102016209393A1 (de) 2016-05-31 2017-11-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere für einen Geberzylinder eines Kupplungsbetätigungssystems eines Fahrzeuges

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