DE102017117279B3

DE102017117279B3 - Sensorintegration für einen Kupplungsausrücker

Info

Publication number: DE102017117279B3
Application number: DE102017117279.3A
Authority: DE
Inventors: Doris Maria Reutter; Philippe Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2037-08-01
Also published as: CN109322939B; CN109322939A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kupplungsausrücker (1) zum Betätigen einer Kupplung in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einem Gehäuse (2) in dem zumindest ein Kolben (3) zum Verlagern eines Ausrücklagers (4) axialverschieblich aufgenommen ist, und der mit dem Gehäuse (2) eine Druckkammer (5) ausbildet, wobei an dem Gehäuse (2) ein Sensor (6) befestigt ist, der zur Positionserfassung eines kolbenfesten Magneten (7) ausgelegt ist, wobei im Gehäuse (2) eine Tasche (8) ausgebildet ist, die von einer ausrücklagerfernen Seite (9) mit dem Sensor (6) bestückt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen vorzugsweise hydraulischen Kupplungsausrücker, wie beispielsweise einen Einfach-Nehmerzylinder bzw. einen einfachen Concentric Slave Cylinder (CSC) oder einen Doppel-Nehmerzylinder bzw. einen Doppel-CSC, zum Betätigen einer Kupplung, wie einer Einfachkupplung oder einer Doppelkupplung, in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einem Gehäuse, in dem zumindest ein Kolben zum Verlagern eines Ausrücklagers axial verschieblich aufgenommen / angeordnet ist und der mit dem Gehäuse eine Druckkammer ausbildet, wobei an dem Gehäuse ein erster Sensor befestigt ist, der zur Positionserfassung eines kolbenfesten ersten Magneten ausgelegt ist, wobei im Gehäuse eine erste Tasche ausgebildet ist, die von einer ausrücklagerfernen Seite mit dem ersten Sensor bestückt ist, wobei in dem Gehäuse ein zweiter radial innenliegender Kolben zum Verlagern eines zweiten Ausrücklagers aufgenommen ist, der mit dem Gehäuse eine zweite Druckkammer (5) ausbildet, wobei in dem Gehäuse ein zweiter Sensor zur Positionserfassung eines zweiten kolbenfesten Magneten in einer zweiten Tasche aufgenommen ist, wobei der zweite Kolben konzentrisch zu und radial innerhalb des ersten Kolbens angeordnet ist.
Ausrücksysteme oder Kupplungsausrücker sind aus dem Stand der Technik bereits vielfältig bekannt.
Die DE 10 2010 035 137 B4 offenbart eine Doppelkupplungs-Betätigungsvorrichtung zum Betätigen einer Doppelkupplung in einem Doppelkupplungsgetriebe. Diese Doppelkupplungs-Betätigungsvorrichtung umfasst: ein Gehäuse, das an dem Doppelkupplungsgetriebe fest angebracht ist und einen ersten und einen zweiten ringförmigen Schlitz definiert, wobei der zweite ringförmige Schlitz konzentrisch zu dem und radial innerhalb von dem ersten ringförmigen Schlitz ist; einen ersten ringförmigen Kolben, der wenigstens teilweise verschiebbar in dem ersten ringförmigen Schlitz angeordnet ist; einen zweiten ringförmigen Kolben, der wenigstens teilweise verschiebbar in dem zweiten ringförmigen Schlitz angeordnet ist; eine erste ringförmige Kolbenkammer, die durch den ersten ringförmigen Schlitz und durch den ersten ringförmigen Kolben definiert ist, wobei die erste ringförmige Kolbenkammer mit einem Hydraulikfluid gefüllt ist; eine zweite ringförmige Kolbenkammer, die durch den zweiten ringförmigen Schlitz und durch den zweiten ringförmigen Kolben definiert ist, wobei die zweite ringförmige Kolbenkammer mit dem Hydraulikfluid gefüllt ist; eine erste ringförmige Lageranordnung, die einen ersten Laufring in Kontakt mit dem ersten ringförmigen Kolben und einen zweiten Laufring in Verbindung mit einer der Kupplungen der Doppelkupplung aufweist; und eine zweite ringförmige Lageranordnung, die einen ersten Laufring in Kontakt mit dem zweiten ringförmigen Kolben und einen zweiten Laufring in Verbindung mit der anderen der Kupplungen der Doppelkupplung aufweist; und einen Positionssensor, der zum Erfassen der Position des ersten und des zweiten ringförmigen Kolbens an dem Gehäuse der Betätigungsvorrichtung befestigt ist, wobei der Positionssensor zwei Erfassungselemente enthält, eines zum Erfassen der Position des ersten ringförmigen Kolbens und ein anderes zum Erfassen der Position des zweiten ringförmigen Kolbens; wobei die Doppelkupplung durch unabhängige Druckbeaufschlagung des Hydraulikfluids in der ersten und/oder in der zweiten ringförmigen Kolbenkammer betätigt wird, was den ersten und/oder den zweiten ringförmigen Kolben dazu drängt, aus dem ersten und aus dem zweiten ringförmigen Schlitz zu gleiten; wobei das Erfassungselement zum Erfassen der Position des ersten ringförmigen Kolbens radial außerhalb der ersten ringförmigen Kammer und das andere der zwei Erfassungselemente zum Erfassen der Position des zweiten ringförmigen Kolbens zwischen der ersten und der zweiten ringförmigen Kammer angeordnet ist.
Die Druckschrift DE 60 2004 009 042 T2 offenbart einen Kupplungsausrücker mit zwei konzentrisch angeordneten Kolben, die jeweils einen leitenden Ring aufweisen, deren Position über zwei (bezogen auf den jeweiligen Kolben) radial außenliegende Sensoren detektiert werden kann.
Die Druckschrift DE 10 2015 105 652 A1 offenbart ebenso einen Kupplungsausrücker mit zwei konzentrisch angeordneten Kolben, wobei beide Kolben einen Magneten aufweisen, deren Position über Sensoren erfasst werden. Die Sensoren sind dabei radial innenliegend und radial außenliegend bezogen auf den Kolben in einem Sensorgehäuse angeordnet. Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist jedoch, dass zumindest ein Teil des Sensors bzw. der Sensoreinheit außerhalb des Gehäuses des Kupplungsausrückers angeordnet ist, wodurch der Bauraumbedarf sehr groß wird. Darüber hinaus sind viele Einzelteile vonnöten, wodurch hohe Kosten verursacht werden. Ein weiteres Problem bestehender Lösungen ist eine relativ große Toleranzkette und damit Ungenauigkeiten in der Wegmessung.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern, und insbesondere den Sensor so integrieren zu können, dass zum einen weniger Bauraum benötigt wird, und zum anderen die Genauigkeit der Wegmessung verbessert werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem gattungsgemäßen Kupplungsausrücker durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Auf diese Weise kann der Sensor in das Gehäuse des Kupplungsausrückers integriert werden. Dadurch kann Bauraum eingespart werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn der Sensor von der ausrücklagerfernen Seite in die Tasche eingeschoben ist. Auf diese Weise ist der Sensor einfach in das Gehäuse integrierbar.
Dabei ist es von Vorteil, wenn der Sensor radial innerhalb vom Magneten angeordnet ist. Der Magnet ist in der Regel am Kolben angebracht. Das bedeutet, dass bei einer solchen Anordnung für den Sensor ebenfalls kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn der erste Sensor und der zweite Sensor im selben Winkelsegment bzw. radial hintereinander oder in Umfangsrichtung zueinander versetzt und auf dem gleichen Durchmesser oder auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind. So kann die Anordnung der Sensoren individuell angepasst werden.
Die zu sensierenden Magnete können dabei oberhalb oder unterhalb der Druckkammern angeordnet sein. Die Positionierung der zu sensierenden Magnete kann dabei an die Positionierung bzw. Anordnung der Sensoren abgestimmt werden.
Eine andere mögliche Ausführungsform sieht vor, dass der jeweilige Magnet im Bereich der jeweiligen Druckkammer angeordnet ist. Wenn der jeweilige Magnet im Bereich der jeweiligen Druckkammer angeordnet ist, ist er somit zwischen Dichtungen angeordnet, die die Druckkammer gegenüber dem Kolben und dem Gehäuse abdichten. Abhängig von der Einbaulage kann dies von Vorteil sein.
Ferner ist es von Vorteil, wenn der oder die Kolben als gestufte Kolben bzw. als Stufenkolben, ausgebildet ist/sind. Die gestufte Ausführung der Kolben ermöglicht insbesondere bei einem Doppel-Kupplungsausrücker eine zumindest teilweise in radialer Richtung geschachtelte Anordnung der Kolben zueinander, was eine bauraumsparende Bauweise ermöglicht.
Ferner ist es von Vorteil, wenn jede Druckkammer zumindest zwei Dichtungen aufweist, wobei eine erste Dichtung kolbenfest und eine zweite Dichtung gehäusefest angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die Druckkammer als eine Art Hohlraum zwischen dem jeweiligen Kolben und dem Gehäuse auszubilden.
Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, dass je Kolben ein Sensor von unten in das Gehäuse eingeschoben wird. Hierfür sind aus bauraum-technischen Gründen nur bestimmte Kolbenanordnungen geeignet.
Man kann also auch sagen, dass für einen Kupplungsausrücker ein gestufter Kolben (und für einen Doppelkupplungsausrücker zwei gestufte Kolben) vorgesehen sind, die jeweils einen Magneten aufweisen, wobei zwei Sensoren vorgesehen sind, die in die Gehäusewand vom Boden des CSC-Gehäuses eingeschoben werden. Die Sensoren können parallel oder versetzt zueinander sein oder am Umfang angeordnet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Figuren näher erläutert, in denen unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigen:

1 eine Längsschnittansicht einer ersten beispielhaften Ausführungsform eines Kupplungsausrückers;
2 eine Ansicht von oben der ersten beispielhaften Ausführungsform;
3 eine Längsschnittansicht des Schnitts III-III aus 2; und
4 eine Längsschnittansicht des Schnitts IV-IV aus 2.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Sie sind also untereinander austauschbar.
1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Kupplungsausrückers 1. Der Kupplungsausrücker 1 besitzt ein Gehäuse 2 (siehe auch 2), in dem zwei Kolben 3, 3 aufgenommen sind. Die Kolben 3, 3 sind in dem Gehäuse 2 axial verschieblich, um je ein Ausrücklager 4 zu betätigen. Um den Kolben 3 in dem Gehäuse 2 axial zu verschieben, bildet jeder Kolben 3 mit dem Gehäuse 2 eine Druckkammer 5 aus, die mit Hilfe eines Hydraulikfluids mit Druck beaufschlagt werden kann, wodurch der Kolben 3 entlang der Rotationsachse R verschoben werden kann.
In dem Gehäuse 2 sind zwei Sensoren 6 aufgenommen, die der Positionserfassung von je einem Kolben 3 dienen. Hierfür ist an jedem Kolben 3 ein Magnet 7 angebracht, über den der zugehörige Sensor 6 die Position ermitteln kann. Die Sensoren 6 sind in dem Gehäuse 2 in Taschen 8 aufgenommen, die zu einer ausrücklagerfernen Seite 9 des Gehäuses 2 offen sind. Somit können die Sensoren 6 von der ausrücklagerfernen Seite 9 in das Gehäuse 2 eingeschoben werden. Die hier gezeigte erste beispielhafte Ausführungsform des Kupplungsausrückers 1 entspricht einem Doppelkupplungsausrücker 10, der auch als Doppel-CSC bezeichnet werden kann.
Die Kolben 3, 3 sind hierbei als Stufenkolben 11 ausgebildet, wobei die Kolben 3, 3 konzentrisch zueinander angeordnet sind, sodass ein Kolben 3 radial innerhalb des zweiten Kolbens 3 angeordnet ist. Somit kann der radial innere Kolben 3 auch als innenliegender Kolben 12 und der radial äußere Kolben 3 als außenliegender Kolben 13 bezeichnet werden. Der innenliegende Kolben 12 dient bei einem Doppelkupplungsausrücker 10 dazu, das Ausrücklager 4 für eine erste Kupplung, bspw. die K2-Kupplung zu betätigen, weshalb das Ausrücklager 4 auch als K2-Ausrücklager 14 bezeichnet werden kann. Das radial äußere Ausrücklager 4 dient bspw. zum Betätigen einer K1-Kupplung und kann somit auch als K1-Ausrücklager 15 bezeichnet werden.
Die Druckkammern 5, 5 werden jeweils über zwei Dichtungen 16 gegenüber dem Gehäuse 2 bzw. dem jeweiligen Kolben 3 abgedichtet. Hierfür ist je eine Dichtung 16 am Kolben 3 angebracht und wird daher als kolbenfeste Dichtung 17 bezeichnet, während die jeweils andere Dichtung 16 an dem Gehäuse 2 angebracht ist und somit auch als gehäusefeste Dichtung 18 bezeichnet wird.
Die Druckkammern 5, 5 werden über Fluidleitungen 19, 20 (siehe 2) mit einem Hydraulikfluid versorgt, wodurch in der Druckkammer 5 Druck aufgebaut werden kann.
In der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform sind die Taschen 8 für die Sensoren 6 schlitzartig und parallel zueinander ausgebildet. Somit sind die Sensoren 6, 6 in dieser Ausführungsform parallel zueinander ausgebildet, wodurch sie in Radialrichtung r nebeneinander oder hintereinander angeordnet sind.
Bei einer Ansicht von oben, wie bspw. in 2 gezeigt, wären die Sensoren 6 also nicht, wie in 2 gezeigt, nebeneinander, sondern hintereinander, auf unterschiedlichen Durchmessern D bzw. D1, angeordnet. Somit ist der radial innere Sensor 6 radial außerhalb des ihm zugewiesenen Magneten 7 angeordnet, während der radial äußere Sensor 6 radial innerhalb des ihm zugewiesenen Magneten 7 angeordnet ist (siehe 1). Man kann also auch sagen, dass die Sensoren 6, 6 in der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform auf demselben Winkelsegment platziert sind. Die Position der Magneten 7, 7 ist in dieser Ausführungsform so gewählt, dass diese unterhalb der jeweiligen Druckkammer 5 an dem zugehörigen Kolben 3 festgelegt sind.
Die 2 bis 4 zeigen eine zweite beispielhafte Ausführungsform des Kupplungsausrückers 1, ebenfalls in Form eines Doppelkupplungsausrückers 10.
2 zeigt hierbei eine Ansicht von oben auf den Doppelkupplungsausrücker 10, wobei die Fluidleitungen 19, 20 zumindest ansatzweise gezeigt sind. Das Gehäuse 2 des Kupplungsausrückers 1 besitzt mehrere Befestigungsabschnitte 21, die radial außen an dem Gehäuse 2 ausgebildet sind und der Befestigung an einem Bauteil, wie bspw., an der Kupplung oder der Doppelkupplung (nicht gezeigt) oder einem anderen Teil des Antriebsstrangs, dienen.
In der Draufsicht hier ist zu erkennen, dass die Sensoren 6, 6 auf dem gleichen Durchmesser D2 angeordnet sind und somit in Umfangsrichtung u nebeneinander, also zueinander versetzt positioniert sind.
3 zeigt die Schnittansicht des Schnitts III-III aus 2. Der Kupplungsausrücker 1 der hier gezeigten zweiten Ausführungsform entspricht im Wesentlichen dem Kupplungsausrücker der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform, weshalb im weiteren Verlauf nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Wie aus 3 ersichtlich, dient der hier dargestellte Sensor 6 zur Positionserfassung des radial außenliegenden Kolbens 13. Hierzu ist der Magnet 7 am Kolben oberhalb der Druckkammer 5 festgelegt.
4 zeigt den Schnitt IV-IV aus 2, welcher durch den zweiten Sensor 6 verläuft, der zur Positionserfassung des radial innenliegenden Kolbens 12 dient. Hierfür ist der Magnet 7 an dem radial innenliegenden Kolben 12 ebenfalls oberhalb der Druckkammer 5 festgelegt. Wenn man 3 und 4 miteinander vergleicht, ist zu erkennen, dass die Sensoren 6, 6 sowohl in Radialrichtung r als auch in Axialrichtung a auf derselben Position angeordnet sind. Man kann also auch sagen, dass die Sensoren 6, 6 in unterschiedlichen Winkelsegmenten α, β (siehe 2) angeordnet sind. Unter den Winkelsegmenten α, β bzw. unter dem Winkelsegment allgemein wird ein Abschnitt des Umfangs des Kupplungsausrückers 1 bezeichnet.
Eine weitere mögliche Ausführungsform, die in den Figuren nicht gezeigt ist, ist es, die Magnete 7 jeweils zwischen der kolbenfesten Dichtung 17 und der gehäusefesten Dichtung 18, also im Bereich der Druckkammer 5, anzuordnen.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsausrücker
2: Gehäuse
3: Kolben
4: Ausrücklager
5: Druckkammer
6: Sensor
7: Magnet
8: Tasche
9: ausrücklagerferne Seite
10: Doppelkupplungsausrücker
11: Stufenkolben
12: innenliegender Kolben
13: außenliegender Kolben
14: K2-Ausrücklager
15: K1 -Ausrücklager
16: Dichtung
17: kolbenfeste Dichtung
18: gehäusefeste Dichtung
19: Fluidleitung
20: Fluidleitung
21: Befestigungsabschnitt
R: Rotationsachse
r: Radialrichtung
a: Axialrichtung
u: Umfangsrichtung
D: Durchmesser
D1: Durchmesser
D2: Durchmesser
α: Winkelsegment
β: Winkelsegment

Claims

Kupplungsausrücker (1) zum Betätigen einer Kupplung in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einem Gehäuse (2) in dem zumindest ein erster radial außenliegender Kolben (3, 13) zum Verlagern eines ersten Ausrücklagers (4) axialverschieblich aufgenommen ist, der mit dem Gehäuse (2) eine erste Druckkammer (5) ausbildet, wobei an dem Gehäuse (2) ein erster Sensor (6) befestigt ist, der zur Positionserfassung eines kolbenfesten ersten Magneten (7) ausgelegt ist, wobei im Gehäuse (2) eine erste Tasche (8) ausgebildet ist, die von einer ausrücklagerfernen Seite (9) mit dem ersten Sensor (6) bestückt ist, wobei in dem Gehäuse (2) ein zweiter radial innenliegender Kolben (3, 12) zum Verlagern eines zweiten Ausrücklagers (4) aufgenommen ist, der mit dem Gehäuse (2) eine zweite Druckkammer (5) ausbildet, wobei in dem Gehäuse (2) ein zweiter Sensor (6) zur Positionserfassung eines zweiten kolbenfesten Magneten (7) in einer zweiten Tasche (8) aufgenommen ist, wobei der zweite Kolben (3, 12) konzentrisch zu und radial innerhalb des ersten Kolbens (3, 13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, radial innere Sensor (6) radial außerhalb des ihm zugewiesenen zweiten Magneten (7) angeordnet ist, und der erste, radial äußere Sensor (6) radial innerhalb des ihm zugewiesenen ersten Magneten (7) angeordnet ist.
Kupplungsausrücker (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) von der ausrücklagerfernen Seite (9) in die Tasche (8) eingeschoben ist.
Kupplungsausrücker (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (6) und der zweite Sensor (6) einerseits im selben Winkelsegment und/oder radial hintereinander oder andererseits in Umfangsrichtung zueinander versetzt und auf dem gleichen Durchmesser (D1) angeordnet sind.
Kupplungsausrücker (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (7, 7) oberhalb oder unterhalb der Druckkammer(n) (5, 5) angeordnet ist/sind.
Kupplungsausrücker (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Magnet (7) im Bereich der jeweiligen Druckkammer (5) angeordnet ist.
Kupplungsausrücker (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (3) als gestufte Kolben (11) ausgebildet sind.
Kupplungsausrücker (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Druckkammer (5) zumindest zwei Dichtungen (16) aufweist, wobei eine erste Dichtung (17) kolbenfest und eine zweite Dichtung (18) gehäusefest angeordnet sind.