DE102011087101A1

DE102011087101A1 - Ausrücksystem zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung

Info

Publication number: DE102011087101A1
Application number: DE201110087101
Authority: DE
Inventors: Matthias Baumann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2012-06-28

Abstract

Ein Ausrücksystem zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung, insbesondere einer Doppelkupplung, eines Fahrzeuges, mit mindestens einem Ausrücklager, wobei das Ausrücklager einen Innenring aufweist, mit mindestens einem Ringkolben, wobei der Ringkolben koaxial zu dem Ausrücklager angeordnet ist und wobei der Ringkolben innenlagerseitig eine Aussparung aufweist. Erfindungsgemäß durchdringt der Ringkolben den Innenring des Ausrücklagers zumindest teilweise und er ist ein Verbindungselement zur Verbindung des Ringkolbens mit dem Innenring des Ausrücklagers vorgesehen. Dadurch kann eine verbesserte Führung des Ausrücklagers gewährleistet und eine Reduktion der Herstellungskosten ermöglicht werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausrücksystem zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung, insbesondere einer Doppelkupplung eines Fahrzeugs, mit einem konzentrisch zu einer Antriebswelle des Fahrzeugs angeordneten Gehäuse, welches eine Längsbohrung aufweist, die gemeinsam mit einer radial beabstandeten Führungshülse einen Druckraum ausbildet, in dem ein Ringkolben axial verschiebbar geführt ist, wobei der Ringkolben mit einem Ausrücklager zusammenwirkt.
Ein gattungsgemäßes Ausrücksystem ist anhand der DE 199 52 142 A1 bekannt geworden. Mit diesem Ausrücksystem kann die im Triebstrang eines Fahrzeugs zwischen einem Antriebsmotor in der Form beispielsweise einer Brennkraftmaschine und einem von Hand oder automatisiert betätigten Getriebe angeordnete Reibungskupplung zur Herbeiführung des Gangwechselvorgangs betätigt werden.
Mit diesem bekannten Ausrücksystem wird das Problem gelöst, ein unbeabsichtigtes Lösen der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Ringkolben und der Axialwinkelscheibe zu vermeiden. Die hauptsächliche Wirkung des bekannten Ausrücksystems besteht dabei darin, dass die durch Freischnitte und radiale Ausformungen gebildeten Klauen elastisch federnd in Ausnehmungen am Ringkolben einschnappen und daher das Problem des selbsttätigen Lösens dieser Verbindung vermieden wird.
Obwohl sich dieses bekannte Ausrücksystem in der Praxis bereits bestens bewährt hat, besitzt es trotzdem Raum für Verbesserungen. Bei der Entwicklung neuer Kupplungen und Getriebe wird zunehmend eine Reduzierung der Anzahl der Bauteile, beispielsweise für die Kupplung in modernen Doppelkupplungsgetrieben, angestrebt und eine Reduzierung der Kosten gefordert. Zudem wird eine verbesserte Führung des Ausrücklagers angestrebt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Ausrücksystem zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung bereitzustellen, das eine verbesserte Führung des Ausrücklagers gewährleistet, und eine Reduktion der Herstellungskosten ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die ein Ausrücksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Ausrücksystem zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung, insbesondere einer Doppelkupplung eines Fahrzeuges ist, mit mindestens einem Ausrücklager versehen, wobei das Ausrücklager einen Innenring aufweist mit mindestens einem Ringkolben, wobei der Ringkolben koaxial zu dem Ausrücklager angeordnet ist und innenlagerseitig eine Aussparung aufweist. Erfindungsgemäß durchdringt der Ringkolben den Innenring des Ausrücklagers zumindest teilweise und es ist ein Verbindungselement zur Verbindung des Ringkolbens mit dem Innenring des Ausrücklagers vorgesehen.
Der Ringkolben weist an einem dem Ausrücklager zugewandten Ende einen in axialer Richtung ausgebildeten Fortsatz auf. Der Fortsatz ist in Form eines Absatzes in der Umfangsfläche des Ringkolbens ausgebildet, wobei der Durchmesser des Fortsatzes radial außen geringer ist als der Durchmesser des Ringkolbens. Der Ringkolben bildet an seinem dem Ausrücklager zugewandten Ende eine Kolbenstirnfläche aus. An dem Absatz in der Umfangsfläche des Ringkolbens ist der Ringkolben mit einer Auflagefläche versehen, welche im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Ringkolbens ausgebildet ist und sich radial nach außen erstreckt. Der Durchmesser des Fortsatzes ist geringer als der Innendurchmesser des Innenringes des Ausrücklagers. Dadurch kann sich der Ringkolben, zumindest teilweise, mittels des Fortsatzes, durch den Innenring des Ausrücklagers hindurch erstrecken und somit den Innenring zumindest teilweise durchdringen. An dem Ringelement, insbesondere an dem Fortsatz, ist radialumfänglich außen eine Aussparung ausgebildet. Die Aussparung ist insbesondere an dem, dem Ausrücklager zugewandten Ende des Ringkolbens angeordnet. Die Aussparung ist radialumfänglich außen auf dem Fortsatz des Ringkolbens ausgebildet, insbesondere an dem kolbenstirnseitigen Ende des Fortsatzes. In einem montierten Zustand ist der Innenring des Ausrücklagers auflageflächenseitig an der Aussparung angeordnet. Die Aussparung kann in Form einer Nut ausgebildet sein, wobei eine der Kolbenstirnfläche zugewandte Rastflanke im Wesentlichen senkrecht ausgebildet ist. Ein Verbindungselement verbindet den Ringkolben mit dem Innenring des Ausrücklagers. Durch das Verbindungselement ist das Ausrücklager, insbesondere der Innenring des Ausrücklagers, in axialer Richtung fixiert und es wird eine radiale Verschiebekraft am Ausrücklager durch eine axiale Vorspannung erzeugt. Die radiale Verschiebekraft wird dabei durch keine anderen Vorspannelemente, wie beispielsweise Federn, beeinflusst. Die axiale Vorspannkraft ist im Wesentlichen unabhängig von den Bauteiltoleranzen und der Einbaulage des Verbindungselementes, wobei das Verbindungselement eine nicht lineare Federkennlinie aufweisen kann. Durch das Verbindungselement wird in axialer und/oder radialer Richtung eine verbesserte Führung des Ausrücklagers gewährleistet. Zudem wird durch die Ausgestaltung des Ausrücksystems die benötigte Bauteilzahl verringert, wodurch nicht nur die Herstellungskosten gesenkt werden können, sondern auch der benötigte Bauraum des Ausrücksystems verringert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Ausrücksystems kontaktiert der Ringkolben den Innenring des Ausrücklagers unmittelbar. Der Innenring des Ausrücklagers liegt im montierten Zustand an der Auflagefläche der Ringkolbens an. Durch die unmittelbare Verbindung des Ringkolbens mit dem Innenring des Ausrücklagers wird die Anzahl der zur Montage des Ausrücksystems benötigten Teile reduziert. Zudem wird die Kraftübertragung zwischen dem Ringkolben und dem Innenring verbessert. Aufgrund der fehlenden Zwischenbauteile ist die Verbindung weniger elastisch ausgelegt, wodurch die Abstützung des Innenringes und damit des Ausrücklagers verbessert wird.
Vorzugsweise ist das Verbindungselement mit dem Ringkolben formschlüssig und mit dem Innenring des Ausrücklagers kraftschlüssig verbunden. Für eine formschlüssige Verbindung kann sowohl das Verbindungselement als auch der Ringkolben Formschlusselemente einer formschlüssigen Verbindung aufweisen. In einem montierten Zustand übt das formschlüssig mit dem Ringkolben verbundene Verbindungselement eine Kraft in axialer Richtung auf den Innenring aus, welcher durch die axiale Kraft an die Auflagefläche des Ringkolbens angepresst und fixiert wird. Durch eine formschlüssige Verbindung des Verbindungselementes mit dem Ringkolben, beispielsweise in Form einer Klips-Verbindung, kann bei der Montage des Ausrücksystems die Verbindung des Ringkolbens mit dem Verbindungselement vereinfacht werden.
Besonders bevorzugt ist das Verbindungselement einstückig in Form eines Ringflansches mit einem Hülsenelement ausgebildet. Das Verbindungselement weist auflagenflächenseitig einen Ringflansch auf, welcher in radialer Richtung zumindest teilweise in einem montierten Zustand den Innenring überdeckt. Dadurch wird ein Übertragen der axialen Kraft von dem Verbindungselement auf den Innenring, beispielsweise durch Einklemmen in axialer Richtung, ermöglicht. Mit dem Ringflansch ist radial innenseitig ein Hülsenelement verbunden, welches koaxial zu dem Fortsatz des Ringkolbens zylindrisch ausgebildet ist und den Fortsatz zumindest teilweise umfasst. Durch die einstückige Ausbildung des Verbindungselementes werden elastische Verformungen vermieden, wodurch die Übertragung beispielsweise der axialen Kraft auf den Innenring verbessert wird.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Ausrücksystems ist der Ringflansch in Form einer Tellerfeder ausgebildet. Außerdem weist das Hülsenelement radial-umfänglich mindestens ein Rastelement und mindestens ein Führungselement auf. Durch die Ausgestaltung des Ringflansches in Form einer Tellerfeder mit einer schräg gegenüber der Längsachse des Ringkolbens angestellten ringförmigen Fläche wird im eingebauten Zustand die axial auf den Innenring wirkende Kraft verstärkt, wodurch die Fixierung des Innenringes verbessert wird. Zudem wird durch eine geeignete Ausgestaltung der Tellerfeder die axiale Kraft reguliert. An dem Hülsenelement ist radialumfänglich mindestens ein Rastelement angeordnet. An dem Hülsenelement kann eine Vielzahl von Rastelementen radialumfänglich angeordnet sein, insbesondere kammartig abwechselnd mit einer Vielzahl von Führungselementen. Die Führungselemente verringern ein Verkannten bei der Montage des Verbindungelementes.
Vorzugsweise ist das Rastelement zungenförmig ausgebildet, wobei das Rastelement ringflanschseitig mit dem Verbindungselement verbunden und radial nach innen gebogen ist, wobei das Rastelelement in einer eingebauten Position mit der Aussparung des Ringkolbens verrastet. Das Rastelement kann zungenförmig von dem Ringflansch weg ausgebildet sein, wobei das Rastelement radial nach innen gebogen ist, um ein Eingreifen in die Aussparung des Ringkolbens zu ermöglichen. In einem eingebauten Zustand kann das Rastelement mit der Aussparung des Ringkolbens zu einer formschlüssigen Verbindung verrasten, wodurch eine axiale Fixierung des Verbindungelementes in einem eingebauten Zustand ermöglicht wird. Durch die Verrastung und axiale Fixierung kann das Verbindungselement über die Tellerfeder eine axiale Kraft auf den Innenring ausüben.
Besonders bevorzugt ist das Führungselement zungenförmig ausgebildet, wobei das Führungselement ringflanschseitig mit dem Verbindungselement verbunden und in einer Umfangsfläche des Hülsenelementes ausgebildet ist. Das Führungselement kann zungenförmig ausgebildet sein, wodurch das Führungselement, beispielsweise bei der Montage des Verbindungselementes nach radial außen elastisch nachgeben kann, wodurch die Montage des Verbindungselementes vereinfacht wird. Das Führungselement ist in der Mantelfläche des Hülsenelementes parallel zu der Längsachse des Ringkolbens angeordnet, wobei mindestens zwei Führungselemente vorgesehen sind, welche auf dem ringförmigen Verbindungselement einander gegenüberliegend angeordnet sind. Das Führungselement kann in einer axialen Ausdehnung länger als das Rastelement ausgebildet sein und eine stirnseitig Kontaktfläche aufweisen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Werkzeug zur Montage eines vorstehend ausgebildeten Ausrücksystems. Das Werkzeug kann in Form eines ebenen Montagerings ausgebildet sein, welches bei der Montage in axialer Richtung die stirnseitige Kontaktfläche mindestens eines Führungselementes kontaktiert. Dadurch wird mittels des Werkzeuges das Verbindungselement in axialer Richtung soweit auf den Fortsatz des Ringkolbens aufgeschoben, bis mindestens ein Rastelement verrastet und das Verbindungselement in axialer Richtung fixiert ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kupplung, umfassend mindestens ein vorstehend ausgebildetes Ausrücksystem.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert.
Es zeigen:
1: eine Schnittansicht eines Ausrücksystems in einem nicht montierten Zustand;
2: eine Schnittansicht des Ausrücksystems in einem montierten Zustand.
3: eine schematische perspektivische Ansicht eines Verbindungselementes;
4: eine schematische Ansicht des ringförmigen Verbindungselementes;
5: eine schematische Seitenansicht des Verbindungselementes;
6: eine Detailansicht eines Rastelementes und eines Führungselementes;
7: eine Schnittansicht eines Rastelementes;
8: eine Schnittansicht eines Führungselementes und
9: eine abgewandelte Ausführungsform des Verbindungselementes.
Das in 1 dargestellte Ausrücksystem 10 weist ein Ausrücklager mit einem Innenring 12 auf. Der Innenring 12 des Ausrücklagers kontaktiert eine Auflagefläche 14 eines Ringkolbens 16. Der Ringkolben 16 ist entlang einer Längsachse 18 ausgebildet und weist einen Fortsatz 20 auf. Der Fortsatz 20 weist einen geringeren Außendurchmesser auf als der Ringkolben 20 und einen geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser des Innenringes 12. Der Fortsatz 20 ist, wie der Ringkolben 16, ringförmig um die Längsachse 18 herum ausgebildet und erstreckt sich in axialer Richtung bis zu einer Kolbenstirnseite 22, wobei der Ringkolben 16 mit dem Fortsatz 20 den Innenring 12 durchdringt. Der Innenring 12 ist dabei auf den Fortsatz 20 aufgeschoben. Radialumfänglich außen ist in dem Fortsatz 20 eine Aussparung 24 ausgebildet. Die Aussparung 24 ist in Form einer ringförmigen Nut in dem Fortsatz 20 ausgebildet. Die Aussparung 24 weist in Richtung der Kolbenstirnfläche 22 eine Rastfläche 26 auf, welche ringförmig und im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 18 ausgebildet ist. Ein Verbindungselement 28 umfasst zumindest teilweise den Fortsatz 20. Das Verbindungselement 28 weist einen Ringflansch 30 in Form einer Tellerfeder zur Kontaktierung des Innenringes 12 auf und ein radial innenseitig mit dem Ringflansch 30 verbundenes Hülsenelement 32. An dem Hülsenelement 32 sind Rastelemente 34 und Führungselemente 36 ausgebildet. Die Rastelemente 34 sind dabei radial nach innen gebogen, damit sie in einem montierten Zustand des Verbindungselementes 28 in die Aussparung 24 einrasten können, um gegen die Rastfläche 26 anliegend, das Verbindungselement 28 in axialer Richtung gegen ein Lösen zu sichern, wodurch über die Tellerfeder eine axiale Kraft auf den Innenring 12 aufbringbar ist. An einer stirnseitigen Kontaktfläche 38 der Führungselemente 36, welche eine größere axiale Ausdehnung aufweisen als die Rastelemente 34, liegt ein ringförmiges Werkzeug 40 an. Durch das Werkzeug 40 wird das Verbindungselement 28 in axialer Richtung, entlang des Pfeils, auf den Fortsatz 20 des Ringkolbens 16 soweit aufgeschoben, bis der Ringflansch 30 an dem Innenring 12 anliegt und die Rastelemente 34 in der Aussparung 24 verrastet sind.
Ein Ausrücksystem 10 in einem montierten Zustand ist in 2 dargestellt. Das Verbindungselement 28 ist dabei in axialer Richtung auf den Fortsatz 20 des Ringkolbens 16 soweit aufgeschoben, bis die Rastelelemente 34 in der Aussparung 24 verrastet sind. Dadurch kann über den als Tellerfeder ausgebildeten Ringflansch 30 eine axiale Klemmkraft auf den Innenring 12 aufgebracht werden, welche den Innenring 12 und damit das Ausrücklager in axialer und radialer Richtung fixiert. Zudem ist die Verbindung zwischen dem Ringkolben 16 und dem Innenring 12 durch die Tellerfeder in axialer Richtung elastisch ausgebildet.
Ein erfindungsgemäßes Verbindungselement 28 (3) weist eine Vielzahl von Rastelementen 34 und Führungselementen 36 auf, welche kammartig abwechselnd ringförmig angeordnet sind. Die Rastelemente 34 sind nach radial innen geneigt, wobei die Führungselemente 36 im Wesentlichen parallel zu der Längsachse verlaufen und außenumfänglich im Wesentlichen die Umfangsfläche eines Hülsenelementes 32 ausbilden.
Eine Draufsicht auf ein Verbindungselement 28 ist in 4 dargestellt. Eine seitliche Ansicht entlang des Schnittes A-A ist in 5 dargestellt. Die Führungselemente 36 weisen in axialer Richtung eine größere Ausdehnung aus als die Rastelemente 34. Dadurch kann ein Werkzeug (nicht dargestellt) die Führungselemente 36 bei der Montage stirnseitig kontaktieren. Die Detailansicht Z (6) zeigt den deutlichen Unterschied in der axialen Ausdehnung der Rastelemente 34 und der Führungselemente 36. Eine geschnittene Ansicht Y des in Form einer Tellerfeder ausgebildeten Ringflansches 30 ist in 7 gezeigt, wobei der Schnitt auch durch ein nach radial innen gebogenes Rastelement 34 geht. Der in 4 markierte Schnitt B-B ist in 8 dargestellt, wobei der Schnitt durch den Ringflansch 30 und ein Führungselement 36 verläuft.
Eine alternative Ausgestaltung des Verbindungselementes 28 zeigt 9. An einem Ringflansch 30 ist ein Hülsenelement 32 angeordnet. In der Umfangsfläche des Hülsenelementes 32 ist eine Vielzahl von radial nach innen gebogener Rastelemente 34 ausgebildet. Die Führungselemente 36 sind jedoch stirnseitig verbunden und bilden eine ringförmige Umfangsfläche des Hülsenelementes 32 aus. Durch die stirnseitige Verbindung der Führungselemente 36 wird die Steifigkeit des Verbindungselementes 28 erhöht.
Bezugszeichenliste

10: Ausrücksystem
12: Innenring
14: Auflagefläche
16: Ringkolben
18: Längsachse
20: Fortsatz
22: Kolbenstirnfläche
24: Aussparung
26: Rastfläche
28: Verbindungselement
30: Ringflansch
32: Hülsenelement
34: Rastelement
36: Führungselement
38: Kontaktfläche
40: Werkzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19952142 A1 [0002]

Claims

Ausrücksystem (10) zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung, insbesondere einer Doppelkupplung, eines Fahrzeuges, mit mindestens einem Ausrücklager, wobei das Ausrücklager einen Innenring (12) aufweist, mit mindestens einem Ringkolben (16), wobei der Ringkolben (16) koaxial zu dem Ausrücklager angeordnet ist und wobei der Ringkolben (16) innenlagerseitig eine Aussparung (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (16) den Innenring (12) des Ausrücklagers zumindest teilweise durchdringt, und dass ein Verbindungselement (28) zur Verbindung des Ringkolbens (16) mit dem Innenring (12) des Ausrücklagers vorgesehen ist.
Ausrücksystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (16) den Innenring (12) des Ausrücklagers unmittelbar kontaktiert.
Ausrücksystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (28) mit dem Ringkolben (16) formschlüssig und mit dem Innenring (12) des Ausrücklagers kraftschlüssig verbunden ist.
Ausrücksystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (28) einstückig in Form eines Ringflansches (30) mit einem Hülsenelement (32) ausgebildet ist.
Ausrücksystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringflansch (30) in Form einer Tellerfeder ausgebildet ist und das Hülsenelement (23) radialumfänglich mindestens ein Rastelement (34) und mindestens ein Führungselement (36) aufweist.
Ausrücksystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (34) zungenförmig ausgebildet ist, wobei das Rastelement (34) ringflanschseitig mit dem Verbindungselement (28) verbunden ist und radial nach innen gebogen ist, wobei das Rastelelement (34) in einer eingebauten Position mit der Aussparung (24) des Ringkolbens (16) verrastet.
Ausrücksystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (36) zungenförmig ausgebildet ist, wobei das Führungselement (36) ringflanschseitig mit dem Verbindungselement (28) verbunden ist und als eine Umfangsfläche des Hülsenelementes (32) ausgebildet ist.
Werkzeug zur Montage eines Ausrücksystems (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Kupplung mit mindestens einem Ausrücksystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.