DE102010024927A1

DE102010024927A1 - Kupplungsbetätigungssystem

Info

Publication number: DE102010024927A1
Application number: DE102010024927A
Authority: DE
Inventors: Michael Kistler; Urban Panther
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2011-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsbetätigungssystem mit einem von einer Druckgebereinheit über eine Druckleitung beaufschlagbaren Nehmerzylinder mit einem in einem Gehäuse in Abhängigkeit vom an den Nehmerzylinder abgelegten Druck verlagerbaren, auf ein Betätigungslager zur Betätigung einer gezogenen Reibungskupplung einwirkenden Kolben, wobei der Nehmerzylinder vollständig in einer Kupplungsglocke untergebracht und bezogen auf eine Drehachse der Reibungskupplung bezüglich seiner Wirkachse gewinkelt angeordnet ist. Zur effizienten Ausnutzung des Bauraums, insbesondere zur Verringerung des notwendigen Hubs des Kolbens, und zur einfacheren Montage, wird vorgeschlagen das Betätigungslager vom Kolben mittels eines Seilzugs zu betätigen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsbetätigungssystem mit einem von einer Druckgebereinheit über eine Druckleitung beaufschlagbaren Nehmerzylinder mit einem in einem Gehäuse in Abhängigkeit vom an den Nehmerzylinder abgelegten Druck verlagerbaren, auf ein Betätigungslager zur Betätigung einer gezogenen Reibungskupplung einwirkenden Kolben.
Gattungsgemäße gezogene, beispielsweise aufgezogene beziehungsweise zugezogene Reibungskupplungen sind bekannt. Dabei hintergreift ein Ausrücker des Kupplungsbetätigungssystems das Betätigungslager wie Ausrück- beziehungsweise Einrücklager und zieht die Tellerfederzungenspitzen in axiale Richtung. Aufgrund des Wirkprinzips einer gezogenen Reibungskupplung mit einer Tellerfeder als einarmigem Hebel zur Beaufschlagung der Anpressplatte, kann die Kennlinie der Tellerfeder in einem Rahmen ausgelegt und die Reibungskupplung einfach ausgestaltet werden.
Die 692 00 623 T2 zeigt einen Ausrücker für ein Ausrücklager eines Kupplungsbetätigungssystems für eine zugezogene Reibungskupplung. Daraus wird deutlich, dass das Kupplungsbetätigungssystem und die Reibungskupplung getrennt voneinander an der Brennkraftmaschine beziehungsweise an dem Getriebe angeordnet sind. Hierdurch wird eine Blindmontage von Reibungskupplung und Ausrücksystem während der Verbindung von Brennkraftmaschine und Getriebe nötig. Eine nachträgliche Trennung von Brennkraftmaschine und Getriebe ist nur unter erschwerten Bedingungen durch gleichzeitiges Lösen der Verbindung zwischen Reibungskupplung und Ausrücksystem möglich.
Um derartige Montageprobleme zu umgehen, wird in der DE 29 31 816 A1 ein Kupplungsbetätigungssystem vorgeschlagen, bei dem der Nehmerzylinder an dem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine aufgenommen ist und ein mittels des Nehmerzylinders betätigter Hebel das die Tellerfederzungen hintergreifende Ausrücklager beaufschlagt. Auf diese Weise wird eine komplette Unterbringung des nehmerseitigen Kupplungsbetätigungssystems erzielt und das Getriebe kann ohne zusätzlichen Aufwand mit der Brennkraftmaschine verbunden und getrennt werden. Allerdings verlangt die Hebelkonstruktion aufgrund der vorgegebenen Bauräume, Kupplungstoleranzen und dergleichen einen langen Hebelweg und damit einen großen Kolbenhub. Beides ist für den notwendigen axialen Bauraum und für die kostengünstige Auslegung der Hydrostatik des Kupplungsbetätigungssystems abträglich. Insbesondere ist ein speziell ausgelegter Nehmerzylinder mit einem großen Kolbenhub erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Kupplungsbetätigungssystem vorzuschlagen, das bei geringen Bauraumerfordernissen eine kostengünstige Auslegung des Nehmerzylinders ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Kupplungsbetätigungssystem mit einem von einer Druckgebereinheit über eine Druckleitung beaufschlagbaren Nehmerzylinder mit einem in einem Gehäuse in Abhängigkeit vom an den Nehmerzylinder abgelegten Druck verlagerbaren, auf ein Betätigungslager zur Betätigung einer gezogenen Reibungskupplung einwirkenden Kolben gelöst, wobei der Nehmerzylinder vollständig in einer Kupplungsglocke untergebracht, bezogen auf eine Drehachse der Reibungskupplung bezüglich seiner Wirkachse gewinkelt angeordnet ist und das Betätigungslager vom Kolben mittels eines Seilzugs betätigt wird. Mit einem derartigen Kupplungsbetätigungssystem kann eine zugezogene oder eine zugedrückte Reibungskupplung betätigt werden. Weiterhin kann mit einem derartigen Kupplungsbetätigungssystem zumindest eine Reibungskupplung einer Doppelkupplung betätigt werden. Unter einer Druckgebereinheit kann dabei im einfachsten Fall ein Geberzylinder verstanden werden, der beispielsweise für ein manuell betätigtes Getriebe und eine mittels eines Pedals betätigte Reibungskupplung vorgesehen ist. Alternativ kann der Geberzylinder von einem automatisiert gesteuerten Aktor für eine automatisierte Reibungskupplung und einem gegebenenfalls nachgeschalteten automatisierten Schaltgetriebe, beispielsweise einem Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen werden, wobei in diesem Fall zwei getrennt voneinander funktionsfähige Kupplungsbetätigungssysteme für jeweils eine Reibungskupplung der Doppelkupplung vorgesehen sind, bei denen die Nehmerzylinder jeweils über den Umfang beabstandet voneinander angeordnet sein können. Alternativ kann die Druckgebereinheit aus einer Druckpumpe eines hydraulischen Kreises gebildet sein, deren Druck mittels eines Regelventils eingestellt werden kann und den Nehmerzylinder druckbeaufschlagen kann.
Der Nehmerzylinder wird in vorteilhafter Weise direkt oder über ein weiteres Bauteil an dem Motorgehäuse einer Brennkraftmaschine angebracht, kann jedoch auch getriebeseitig angeordnet sein, wobei in diesem Fall ein Bauteil zur Aufnahme des kolbenseitigen Seilzugendes in einfacher Weise lediglich durch einen Anlagekontakt bei der Verbindung von Brennkraftmaschine und Getriebe an den Kolben des Nehmerzylinders angelegt wird, so dass keine Blindmontage mit einer entsprechend aufwendigen Trennung bei erneuter Trennung von Brennkraftmaschine und Getriebe notwendig ist.
Aus der Verwendung eines Seilzugs ergeben sich zusätzliche Freiheitsgrade zur Anordnung des Nehmerzylinders, so dass der Nehmerzylinder beispielsweise radial außerhalb der Reibungskupplung oder axial zwischen der Reibungskupplung und einer getriebeseitigen Wandung angeordnet ist. Hierbei ist die Zugrichtung, das heißt, die Richtung der Wirkung des Kolbens des Nehmerzylinders weitgehend frei gestaltbar. Die Wandlung wie Umlenkung der Wirkrichtung des Kolbens in eine zu der Drehachse der Reibungskupplung axiale Bewegung erfolgt dabei mittels zumindest einer ebenfalls direkt oder mittels eines weiteren Bauteils an dem Motorgehäuse angeordneten Rolle.
Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, an dem Motorgehäuse ein die Reibungskupplung übergreifendes Joch vorzusehen, das an dem Motorgehäuse befestigt ist und das Gehäuse des Nehmerzylinders und in besonders vorteilhafter Weise auch die zumindest eine Rolle aufnimmt, angeordnet ist. Dabei kann insbesondere bei radialer Ausrichtung der Hubbewegung des Kolbens des Nehmerzylinders eine einzige Rolle ausreichend sein, deren Außenumfang im Bereich der Drehachse der Reibungskupplung angeordnet ist und den Seilzug aus der radialen Richtung in die axiale Bewegungsrichtung des Betätigungslagers und damit der Tellerfederzungenspitzen umlenkt. Insbesondere wenn jedoch die Hubbewegung des Kolbens beispielsweise nahezu parallel zur Drehachse jedoch weitgehend in Richtung der Brennkraftmaschine gerichtet ist, können zwei Rollen mit gleichem Drehsinn vorgesehen sein, wobei die erste Rolle den Seilzug von einer im Wesentlichen axialen Ausrichtung in eine im Wesentlichen radiale Richtung und die zweite, radial zu dieser beabstandete und zumindest bezüglich ihres Außenumfangs im Bereich der Drehachse der Reibungskupplung angeordnete Rolle den Seilzug wieder in axiale Richtung umlenkt. Um eine Übersetzung des Seilzugs zu erzielen, um beispielsweise bei größeren Hubbewegungen des Kolbens die Betätigungskräfte der Reibungskupplung zu senken, kann der Seilzug beispielsweise über zwei Rollen gefädelt sein, die bevorzugt auf gleicher Höhe und axial sowie radial benachbart zueinander mit einem entsprechenden Abstand zueinander angeordnet sind.
Der Seilzug ist an einem Ende vorzugsweise auf der Drehachse mit einem das Betätigungslager hintergreifenden Zugstück verbunden sowie an dessen anderen Ende an einem mit dem Kolben verbundenen Druckstück verbunden wie eingehängt ist und eine entsprechend gerundete Führung für den Seilzug aufweisen kann.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine systematische Schnittdarstellung eines Kupplungsbetätigungssystems für eine aufgezogene Reibungskupplung,
2 eine gegenüber der Darstellung der 1 um 90° verdrehten systematische Schnittdarstellung des Kupplungsbetätigungssystems der 1,
3 eine systematische Schnittdarstellung eines gegenüber dem Kupplungsbetätigungssystem der 1 ausgestatteten Kupplungsbetätigungssystems mit zwei in gleichem Drehsinn angeordneten Rollen und
4 eine systematische Schnittdarstellung eines gegenüber dem Kupplungsbetätigungssystem der 1 ausgestatteten Kupplungsbetätigungssystems mit zwei in umgekehrtem Drehsinn angeordneten Rollen.
Die 1 zeigt einen Schnitt durch ein schematisch dargestelltes Kupplungsbetätigungssystem 1 für eine lediglich in Form der Hüllkurve 2 dargestellten aufgezogenen Reibungskupplung im geschlossenen Zustand, wobei die gestrichelten Linien das Kupplungsbetätigungssystem 1 in geöffnetem Zustand der Reibungskupplung darstellen. Der lediglich angedeutete Nehmerzylinder 3 mit dem in dessen Gehäuse 4 axial verlagerbaren Kolben 5 ist auf dem die Reibungskupplung umgreifenden Joch 6 fest an dem Motorgehäuse 7 der Brennkraftmaschine angeordnet und vollständig in der Kupplungsglocke 8 aufgenommen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Nehmerzylinder zwischen der Gehäusewandung 9 des Getriebes und der Reibungskupplung mit sich nach radial außen axial verlagerndem Kolben 5 angeordnet. Demzufolge wird der mit dem Kolben 5 verbundene Seilzug 10 bei Verlagerung des Kolbens 5 nach radial außen gezogen. Zur Umlenkung des Seilzugs 10 in zur Drehachse 11 der Reibungskupplung axiale Bewegungsrichtung wird dieser über die an dem Joch 6 verdrehbar aufgenommene Rolle 12 geführt und ist in dem Zugstück 13 eingehängt. Dabei ist der Außenumfang beziehungsweise der Führungsradius des Seilzugs 10 auf gleicher Höhe wie die Drehachse 11 ausgerichtet, so dass die Beaufschlagung des Zugstücks und damit der Tellerfederzungenspitzen 14 der Tellerfeder 15 gleichmäßig beaufschlagt werden. Das Zugstück 13 hintergreift die Tellerfederzungenspitzen 14 radial und trägt das Betätigungslager 16 wie Ausrücklager, das die Tellerfederzungenspitzen 14 von dem Zugstück drehentkoppelt. Das Zugstück 13 ist hülsenförmig ausgebildet und um die Getriebeeingangswelle 17 des Getriebes angeordnet.
2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Kupplungsbetätigungssystem 1 der 1 in einer um 90° verdrehten schematisch dargestellten Schnittdarstellung entlang der Drehachse 11. Der Kolben 5 des Nehmerzylinders 3 weist ein Druckstück 18 auf, auf dem der Seilzug 10 gerundet geführt und eingehängt ist. Von dort wird er zur Rolle 12 geführt und von dieser in axiale Richtung, die sich hier in die Papierebene hinein erstreckt, umgelenkt. Der Umlenkradius entspricht dabei radial dem Mittelpunkt der Getriebeeingangswelle 17 und damit – abgesehen von gegebenenfalls vorliegendem geringem Achsversatz – der Drehachse der Reibungskupplung.
3 zeigt ein zu dem Kupplungsbetätigungssystem 1 der 1 und 2 alternatives Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems 1a in einem schematisch dargestellten Schnitt. Der Nehmerzylinder 3a ist dabei radial außerhalb der Reibungskupplung, die wiederum durch die Hüllkurve 2 umrissen ist, an dem Joch 6 fest angeordnet. Demzufolge verlagert sich der Kolben 5a bei Beaufschlagung durch eine nicht gezeigte Druckgebereinheit in Richtung des Motorgehäuses und damit im Wesentlichen gegen die Betätigungsrichtung der Reibungskupplung. Zum Ausgleich dieser gegenläufigen Bewegung des Kolbens 5a und zur Überbrückung des verlängerten Seilwegs des Seilzugs 10a ist radial außen eine erste Rolle 12a vorgesehen, die den Seilzug aus dessen axialem Verlauf in einen radialen Verlauf umlenkt. Von dort wird dieser wieder entsprechend der Rolle 12 der 1 von der Rolle 12b in axiale Richtung umgelenkt. Im Unterschied zur Rolle 12 der 1 ist die Rolle 12b axial beabstandet von dem Joch 6 angeordnet. Hierzu können an dem Joch 6 ein Halter angebracht, beispielsweise angenietet oder angeschweißt sein oder eine oder mehrere Laschen aus diesem beispielsweise bei einer Fertigung des Jochs 6 aus Blech vorzugsweise werkzeugfallend ausgestellt sein. Die Rolle 12a kann ebenfalls an dem Joch mittels einer entsprechenden Lagerung wie beispielsweise einer ausgestellten Lasche oder – wie gezeigt – an dem Gehäuse 4a des Nehmerzylinders 3a befestigt sein.
4 zeigt ein weiteres zu den Ausführungsbeispielen der 1 bis 3 alternatives Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems 1b in schematischer Schnittdarstellung. Entsprechend dem Kupplungsbetätigungssystem der 1 und 2 ist der Nehmerzylinder 3b axial zwischen der Reibungskupplung und der Gehäusewandung 9 angeordnet. Dabei ist dieser auf einen verlängerten Kolbenhub des Kolbens 5b ausgelegt und der Seilzug 10b nach Art eines Flaschenzuges über die beiden Rollen 12c, 12d geführt und an seinem Ende gehäusefest, beispielsweise an dem Joch 6 eingehängt oder in anderer Weise befestigt. Auf diese Weise ergibt sich bei vergrößertem Kolbenhub eine Seilzugübersetzung mit geringeren Ausrückkräften. Eine der Rollen – hier Rolle 12c – ist auf der Ebene des Jochs 6 aufgenommen, während die auf der Drehachse 11 der Reibungskupplung angeordnete Rolle 12d axial beabstandet zur Rolle 12c mittels einer entsprechenden Lagerung zur Ebene des Jochs 6 und der Rolle 12c angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsbetätigungssystem
1a: Kupplungsbetätigungssystem
1b: Kupplungsbetätigungssystem
2: Hüllkurve
3: Nehmerzylinder
3a: Nehmerzylinder
3b: Nehmerzylinder
4: Gehäuse
4a: Gehäuse
5: Kolben
5a: Kolben
5b: Kolben
6: Joch
7: Motorgehäuse
8: Kupplungsglocke
9: Gehäusewandung
10: Seilzug
10a: Seilzug
10b: Seilzug
11: Drehachse
12: Rolle
12a: Rolle
12b: Rolle
12c: Rolle
12d: Rolle
13: Zugstück
14: Tellerfederzungenspitze
15: Tellerfeder
16: Betätigungslager
17: Getriebeeingangswelle
18: Druckstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2931816 A1 [0004]

Claims

Kupplungsbetätigungssystem (1, 1a, 1b) mit einem von einer Druckgebereinheit über eine Druckleitung beaufschlagbaren Nehmerzylinder (3, 3a, 3b) mit einem in einem Gehäuse (4, 4a) in Abhängigkeit vom an den Nehmerzylinder (3, 3a, 3b) abgelegten Druck verlagerbaren, auf ein Betätigungslager (16) zur Betätigung einer gezogenen Reibungskupplung einwirkenden Kolben (5, 5a, 5b), wobei der Nehmerzylinder (3, 3a, 3b) vollständig in einer Kupplungsglocke (8) untergebracht und bezogen auf eine Drehachse (11) der Reibungskupplung bezüglich seiner Wirkachse gewinkelt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungslager (16) vom Kolben (5, 5a, 5b) mittels eines Seilzugs (10, 10a, 10b) betätigt wird.
Kupplungsbetätigungssystem (1, 1a, 1b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder (3, 3a, 3b) wirksam mit einem Motorgehäuse (7) einer Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Kupplungsbetätigungssystem (1a) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder (3a) radial außerhalb der Reibungskupplung angebracht ist.
Kupplungsbetätigungssystem (1, 1b) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nehmerzylinder (3, 3b) axial zwischen der Reibungskupplung und einer Gehäusewandung (9) angeordnet ist.
Kupplungsbetätigungssystem (1, 1a, 1b) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Motorgehäuse (7) ein die Reibungskupplung übergreifendes Joch (6) befestigt ist, an dem das Gehäuse (4, 4a) des Nehmerzylinders (3, 3a, 3b) angeordnet ist.
Kupplungsbetätigungssystem (1, 1a, 1b) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilzug (10, 10a, 10b) mittels zumindest einer an dem Joch (6) oder anderweitig gehäusefest befestigten Rolle (12, 12a, 12b, 12c, 12d) umgelenkt wird.
Kupplungsbetätigungssystem (1a) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilzug (10a) von zwei voneinander radial beabstandeten Rollen (12a, 12b) mit gleichem Drehsinn umgelenkt wird.
Kupplungsbetätigungssystem (1b) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilzug (10b) von zwei voneinander radial beabstandeten Rollen (12c, 12d) mit unterschiedlichem Drehsinn umgelenkt wird.