DE102018005150A1

DE102018005150A1 - Zentralausrücker für eine Kupplungsbetätigung

Info

Publication number: DE102018005150A1
Application number: DE102018005150.2A
Authority: DE
Inventors: Daniel Baiersdorfer; Hans-Joachim George
Original assignee: FTE Automotive GmbH
Current assignee: Valeo Powertrain GmbH
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2020-01-02
Also published as: EP3587848B1; CN110657170B; EP3587848A1; CN110657170A

Abstract

Ein Zentralausrücker (10) hat ein Zylindergehäuse (12), das um eine Mittelachse (M) einen ringförmigen Druckraum (14) begrenzt, in dem ein Ringkolben (18) verschiebbar geführt ist. Am Ringkolben ist ein Ausrücklager (16) mittels eines Stützrings (20) gehalten, der mit einem Hülsenabschnitt (24) einen Endabschnitt (22) des Ringkolbens umgibt. Der Hülsenabschnitt weist eine Mehrzahl von Federlaschen (26) auf, die in einer zugeordneten Vertiefung (30) des Ringkolbens federnd angreifen und den Stützring mit einer Anlagefläche (32) gegen eine Stirnfläche (34) des Ringkolbens ziehen. Zwischen dem Stützring und dem Ringkolben besteht ein definiertes Radialspiel (s), das eine Taumelbewegung der Anlagefläche des Stützrings auf der Stirnfläche des Ringkolbens gestattet. Die Vertiefung des Ringkolbens hat für den Angriff der Federlaschen einen Rampenbereich (36) mit einer solchen Steigung (Rampenwinkel α), dass während besagter Taumelbewegung die Federlaschen auf dem Rampenbereich ohne Selbsthemmung entlang der Mittelachse zu gleiten vermögen und dabei eine der Taumelbewegung entgegenwirkende Rückstellkraft am Stützring aufbringen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zentralausrücker für eine Kupplungsbetätigung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Zentralausrücker einer hydraulischen Kupplungsbetätigung für eine Kraftfahrzeug-Reibkupplung, wie sie massenweise in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen.
STAND DER TECHNIK
Eine hydraulische Kupplungsbetätigung für Kraftfahrzeuge hat üblicherweise einen an einen mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Ausgleichsbehälter angeschlossenen Geberzylinder, der z.B. manuell über ein Kupplungspedal oder automatisiert über eine Stelleinheit betätigt werden kann. Der Geberzylinder ist über eine Druckleitung mit einem Nehmerzylinder hydraulisch verbunden, so dass der etwa durch Niedertreten des Kupplungspedals oder eine Stellbewegung der Stelleinheit im Geberzylinder erzeugte Druck über die Flüssigkeitssäule in der Druckleitung auf den Nehmerzylinder übertragbar ist. Im Ergebnis wird ein Ausrücklager an der Reibkupplung von dem Nehmerzylinder mit einer Betätigungskraft beaufschlagt, um über einen Ausrückmechanismus die Kupplungsdruckplatte von der Kupplungsmitnehmerscheibe und somit den Motor vom Getriebe des Kraftfahrzeugs zu trennen.
Um eine gleichmäßige Betätigung der Reibkupplung bei möglichst geringem Platzbedarf des Nehmerzylinders zu gewährleisten, ist es seit langem bekannt, den Nehmerzylinder als Ringzylinder auszubilden, der um die Kupplungs- bzw. Getriebewelle herum angeordnet und vorzugsweise am Getriebegehäuse befestigt ist. In dem Ringzylinder ist ein Ringkolben, auch Schiebehülse genannt, in axialer Richtung der Kupplungs- bzw. Getriebewelle verschiebbar angeordnet, der das Ausrücklager der Reibkupplung trägt bzw. mit diesem in Wirkverbindung steht. Bei hydraulischer Beaufschlagung des Ringzylinders über die Druckleitung wirkt der Ringkolben über das Ausrücklager auf eine - zumeist eine Membran- oder Tellerfeder umfassende - Kupplungsfederanordnung der Reibkupplung, um diese auszurücken. Derartige Nehmerzylinder werden aufgrund ihrer zur Kupplungs- bzw. Getriebewelle konzentrischen Anordnung auch als Zentralausrücker bezeichnet.
Moderne Zentralausrücker haben ein aus Kosten- und Gewichtsgründen vornehmlich aus Kunststoff oder aus einer Leichtmetalllegierung gefertigtes Zylindergehäuse mit wenigstens einer äußeren Zylinderwandung, die einen ringförmigen, über einen Druckanschluss druckbeaufschlagbaren Druckraum nach radial außen begrenzt, in dem der mit der Kupplung über das Ausrücklager wirkverbundene Ringkolben verschiebbar aufgenommen ist. Ggf. weist das aus Kunststoff gefertigte Zylindergehäuse in einstückiger Ausgestaltung auch eine innere Zylinderwandung auf, die den Druckraum nach radial innen begrenzt und den Ringkolben führt; andernfalls ist eine vornehmlich aus Stahlblech tiefgezogene Führungshülse konzentrisch innerhalb der äußeren Zylinderwandung angeordnet und am Zylindergehäuse befestigt, um den Druckraum nach radial innen zu begrenzen und den Ringkolben zu führen.
Bei einer vorbekannten Konstruktion für einen Zentralausrücker (siehe z.B. die Druckschrift EP 1 464 862 A2 ) ist das Ausrücklager starr über einen Stützring aus Blech mit dem Ringkolben gekoppelt, der auf einer durch die innere Zylinderwandung bzw. die Führungshülse gebildeten Führungsfläche geführt ist. Im eingebauten Zustand des Zentralausrückers liegt das Ausrücklager an der Membran- oder Tellerfeder der Kupplung unter Federvorspannung an. Im Betrieb kann das Ausrücklager somit infolge z.B. eines fertigungsbedingten Zungenschlags der Kupplungsfeder oder einer exzentrischen Anordnung bezüglich der Kupplungsfeder mit einem Axialschlag beaufschlagt werden, der dem Ausrücklager eine Taumelbewegung aufzuzwingen versucht. Durch die starre Anbindung des Ausrücklagers an dem Ringkolben wird dieser hierbei mit einem mit der Drehzahl an der Kupplung umlaufenden Kippmoment beaufschlagt, das von der Führungsfläche an der inneren Zylinderwandung bzw. der Führungshülse abgestützt werden muss. Der der Kupplung zugewandte, radial innere Rand des Ringkolbens kann hierbei so stark gegen die Führungsfläche gepresst werden, dass sich der Ringkolbenrand in diesem Bereich in der Führungsfläche einarbeitet, d.h. hier ein Verschleiß an der Führungsfläche entsteht, der in Form einer umlaufenden Anlagebahn sichtbar wird. Diesen Verschleiß gilt es zu vermeiden.
In diesem Zusammenhang offenbart die Druckschrift DE 199 12 432 A1 ein Ausrücklager für eine Kupplung, mit einem drehstarr auf einer Schiebehülse angeordneten Lagerring, einem demgegenüber rotierenden, an einer Tellerfeder der Kupplung anliegenden Lagerring und zwischen den Lagerringen vorgesehenen Wälzkörpern, wobei der rotierende Lagerring zwei komplementäre Kugelflächensegmente aufweisende Bereiche besitzt, die aufeinander gleiten können und gegeneinander verschwenkbar sind. Durch diese Zweiteilung des rotierenden Lagerrings ist das vorbekannte Ausrücklager in der Lage, einen achsparallelen Versatz der kraftübertragenden Wellen auszugleichen und einen Zungenschlag der Tellerfederzungen zu kompensieren, so dass diesbezügliche Zwangskräfte nicht auf den schiebehülsenseitigen Lagerring übertragen werden.
Neben dem im Verhältnis komplexen Aufbau des vorbekannten Ausrücklagers ist ein Nachteil dieses Stands der Technik allerdings darin zu sehen, dass die Einzelteile des rotierenden Lagerrings im Bereich der Axialkraftübertragung unter Anlage aneinander eine gleitende Relativbewegung zueinander erfahren, was an dieser Stelle einen relativ hohen Verschleiß erwarten lässt.
Entsprechendes gilt für die aus den Druckschriften DE 101 14 844 A1 und DE 10 2013 203 016 A1 bekannten Konzepte für selbsteinstellende Kupplungsausrücklager, bei denen kugelkalottenförmige Kontaktflächen zwischen Ausrücklager-Innenring und Stützring bzw. gerundete oder ballige Konturen zwischen Stützring und Ringkolben im Bereich der Axialkraftübertragung aufeinander gleiten können.
Aus der den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildenden Druckschrift DE 10 2009 018 794 A1 ist schließlich ein Zentralausrücker für eine Kupplungsbetätigung bekannt, bei dem das Ausrücklager mit der Schiebehülse mittels einer Lageranbindung verbunden ist, die ein Ende der Schiebehülse umgibt. Diese Lageranbindung weist mindestens eine Federlasche auf, die in einer an der Schiebehülse ausgebildeten Vertiefung eingreift und dazu dient, die Lageranbindung spielfrei an der Schiebehülse anzuschließen. Insbesondere wird so eine in axialer Richtung spielfreie Montageendposition zwischen der Schiebehülse und der Lageranbindung gewährleistet, die auch Fertigungstoleranzen ausgleicht und dafür sorgt, dass ein das Ausrücklager aufnehmender Ringbereich der Lageranbindung stets fest an einer Stirnfläche der Schiebehülse anliegt. Hierdurch soll ein Verschleiß zwischen Lageranbindung und Schiebehülse verringert, wenn nicht gar vermieden werden, der im Stand der Technik aus permanenten Relativbewegungen zwischen der Lageranbindung und der Schiebehülse resultiert.
Zwar weist bei diesem Stand der Technik die Lageranbindung den im Querschnitt U-förmig ausgebildeten Ringbereich auf, der nach radial außen offen ist und in dem das Ausrücklager mit seinem Innenring mittels einer Feder (Radialverschiebekraftfeder) gehalten ist, um einen Verlagerungen in radialer Richtung erlaubenden Anschluss des Innenrings an der Lageranbindung zu gewährleisten. Etwaige Taumelbewegungen des Ausrücklagers werden indes aufgrund des spielfreien Anschlusses der Lageranbindung an der Schiebehülse auf die Schiebehülse übertragen, so dass auch hier das eingangs geschilderte Problem besteht, dass sich der Rand der Schiebehülse in der Führungsfläche für die Schiebehülse einarbeiten kann.
AUFGABENSTELLUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst einfach ausgebildeten Zentralausrücker für eine Kupplungsbetätigung zu schaffen, welcher die obigen Nachteile vermeidet und der gegenüber dem geschilderten Stand der Technik insbesondere im Hinblick auf einen verschleißminimierten Betrieb optimiert ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch einen Zentralausrücker für eine Kupplungsbetätigung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Zentralausrücker für eine Kupplungsbetätigung, der ein Zylindergehäuse aufweist, das um eine Mittelachse einen ringförmigen Druckraum begrenzt, in dem ein mit einer Kupplung über ein Ausrücklager wirkverbindbarer Ringkolben entlang der Mittelachse verschiebbar geführt ist, wobei das Ausrücklager mit dem Ringkolben mittels eines Stützrings verbunden ist, der einen Endabschnitt des Ringkolbens mit einem Hülsenabschnitt umgibt, welcher eine Mehrzahl von Federlaschen aufweist, die jeweils mit einem freien Ende in einer zugeordneten Vertiefung im Endabschnitt am Ringkolben federnd angreifen und dazu angepasst sind, den Stützring mit einer Anlagefläche gegen eine Stirnfläche am Endabschnitt des Ringkolbens zur Anlage zu bringen; ist erfindungsgemäß ein Außendurchmesser des Endabschnitts kleiner als ein Innendurchmesser des Hülsenabschnitts, so dass ein definiertes Radialspiel zwischen dem Stützring und dem Ringkolben besteht, das um die Mittelachse eine Taumelbewegung der Anlagefläche des Stützrings auf der Stirnfläche des Ringkolbens gestattet, wobei die Vertiefung des Ringkolbens für den federnden Angriff der Federlaschen einen Rampenbereich mit einer solchen Steigung bezüglich der Mittelachse aufweist, dass während besagter Taumelbewegung die Federlaschen auf dem Rampenbereich entlang der Mittelachse ohne Selbsthemmung zu gleiten vermögen und dabei eine der Taumelbewegung entgegenwirkende Rückstellkraft am Stützring aufbringen.
Die gegen den mit einer definierten Steigung versehenen Rampenbereich des Ringkolbens unter einer gewissen Vorspannung anliegenden Federlaschen erzeugen am Stützring stets eine resultierende Kraft, die eine axiale, parallel zur Mittelachse ausgerichtete Kraftkomponente besitzt. Diese Kraftkomponente ist bestrebt, den Stützring mit seiner Anlagefläche gegen die Stirnfläche des Ringkolbens zu ziehen. Ohne äußere Zwangskräfte über das Ausrücklager bewirken die Federlaschen im Zusammenspiel mit dem Rampenbereich, dessen Steigung eine Selbsthemmung im Kontaktbereich zu den Federlaschen verhindert und somit ggf. ein Gleiten der Federlaschen auf dem Rampenbereich gestattet, eine flächige Anlage zwischen der Anlagefläche des Stützrings und der Stirnfläche des Ringkolbens. Durch den somit in der Ruhelage wie im Betrieb erzielbaren axialen Kontakt zwischen dem Ringkolben und dem Stützring, also die axiale Spielfreiheit der Verbindung, werden bei der Betätigung der Kupplung mittels des Zentralausrückers, d.h. beim eigentlichen Aus- bzw. Einrückvorgang vorteilhaft Leerwege vermieden.
Eine gänzliche Spielfreiheit der Verbindung zwischen Ringkolben und Stützring ist jedoch ausdrücklich nicht erwünscht. Vielmehr ist erfindungsgemäß zwischen dem Stützring und dem Ringkolben ein definiertes radiales Spiel vorgesehen, das ein Verkippen des Stützrings gegenüber dem Ringkolben gestattet. Diese Verkippfähigkeit des Stützrings bezüglich der Mittelachse in Kombination mit der infolge des elastischen Angriffs der Federlaschen am Rampenbereich des Ringkolbens erzeugten, entlang der Mittelachse wirkenden Rückstellkraft am Stützring führt dazu, dass das mittels des Stützrings am Ringkolben gehaltene Ausrücklager eine Taumelbewegung bezüglich des Ringkolbens relativ frei auszuführen vermag. Wird im Betrieb des Zentralausrückers dem Ausrücklager eine Taumelbewegung wie eingangs beschrieben aufgezwungen, so folgt der Stützring in Abkehr vom gattungsbildenden Stand der Technik also dieser Taumelbewegung gegenüber dem Ringkolben, was permanente Relativbewegungen zwischen dem Stützring und dem Ringkolben zur Folge hat.
Das mittels des Stützrings am Ringkolben auf besondere Art und Weise gehaltene Ausrücklager kann somit bezüglich des Ringkolbens relativ frei taumeln, ohne dabei ein umlaufendes Kippmoment auf den Ringkolben zu übertragen. Damit wird der eingangs beschriebene, im Stand der Technik als umlaufende Anlagebahn sichtbare Verschleiß zwischen dem Ringkolben und dessen Führungsfläche am Zylindergehäuse sicher vermieden.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Anbindung des Stützrings am Ringkolben tritt aber auch kein übermäßiger Verschleiß zwischen dem Stützring und dem Ringkolben auf, obwohl hier permanente Relativbewegungen zugelassen werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass im Bereich der gleitenden Anlage zwischen den Federlaschen des Stützrings und dem Rampenbereich des Ringkolbens keine Axialkraftübertragung stattfindet. Die Axialkraftübertragung zwischen Stützring und Ringkolben erfolgt vielmehr im Kontaktbereich zwischen der Anlagefläche des Stützrings und der Stirnfläche des Ringkolbens. Bei der dem Ausrücklager folgenden Taumelbewegung des Stützrings läuft dieser Kontaktbereich zwischen Stützring und Ringkolben im Wesentlichen jedoch lediglich zwischen diesen Flächen um, d.h. die Anlagefläche des Stützrings taumelt auf der Stirnfläche des Ringkolbens, ohne dass in diesem umlaufenden Kontaktbereich eine verschleißrelevante, gleitende Relativbewegung zwischen diesen Flächen erfolgen würde.
Mit anderen Worten gesagt besteht ein Grundgedanke der Erfindung darin, die Anbindung des Ausrücklagers am Ringkolben mittels des Stützrings so vorzunehmen, dass Taumelbewegungen des Ausrücklagers möglichst ungehindert zugelassen werden, dabei die zwingend auftretenden, gleitenden Relativbewegungen zwischen dem Stützring und dem Ringkolben aber in einem Bereich erfolgen, an dem nicht die Axialkraftübertragung stattfindet. Diese Trennung der Orte der Axialkraftübertragung und der gleitenden Relativbewegung zwischen Stützring und Ringkolben verringert den Verschleiß erheblich.
Grundsätzlich kann der Rampenbereich am Ringkolben eine entlang der Mittelachse gesehen variierende Steigung aufweisen, solange sichergestellt ist, dass die Federlaschen bei der möglichen Taumelbewegung des Stützrings ohne Selbsthemmung auf dem Rampenbereich gleiten können und aufgrund der federnden Anlage der Federlaschen am Rampenbereich eine Kraft resultiert, die bestrebt ist, den Stützring gegen den Ringkolben zu ziehen. Durch eine sich verändernde Steigung im Rampenbereich könnte beispielsweise eine Einflussnahme auf die Rückstellkraft derart erfolgen, dass bei stärker Auslenkung des Stützrings gegenüber dem Ringkolben eine tendenziell noch stärkere Rückstellkraft resultiert. Insbesondere im Hinblick auf einen klar definierten, im Wesentlichen linearen Anstieg der Rückstellkraft über der Auslenkung des Stützrings gegenüber dem Ringkolben bevorzugt ist indes eine Ausgestaltung, bei der die Steigung des Rampenbereichs am Ringkolben konstant ist, mit einem festen Rampenwinkel α bezüglich der Mittelachse.
Um hierbei eine selbsttätige Gleitbewegung der Federlaschen des Stützrings in Richtung des Druckraums auf dem Rampenbereich des Ringkolbens ohne weitere Maßnahmen sicher zu gewährleisten, ist die Ausgestaltung zweckmäßig so zu treffen, dass die Steigung α des Rampenbereichs folgender Beziehung genügt: $tan α > μ_{R}$
wobei µ_R der Reibkoeffizient zwischen den Federlaschen des Stützrings und dem Rampenbereich am Ringkolben ist.
In von den Erfindern durchgeführten Untersuchungen hat es sich insbesondere als zweckmäßig erwiesen, wenn der Rampenwinkel α des Rampenbereichs am Ringkolben bezüglich der Mittelachse größer gleich 10° und kleiner gleich 15° ist. In Abhängigkeit von den jeweiligen Materialpaarungen und/oder Schmierverhältnissen sind flachere oder steilere Rampenwinkel jedoch ebenfalls denkbar. Als praktikabel haben sich ferner Federraten zwischen 75 und 90 N/mm pro Federlasche erwiesen. Der Vorspannweg der jeweiligen Federlasche auf dem Rampenbereich kann dabei in einer praktischen Ausführung zum Beispiel bis 0,5 mm betragen, wenn sich der Stützring in seiner bezüglich der Mittelachse zentrierten „Ruhelage“ befindet, d.h. mit seiner Anlagefläche an der Stirnfläche des Ringkolbens flächig anliegt. Dies entspricht z.B. bei einer Ausbildung des Stützrings aus einem Federstahl mit einer Wandstärke von 0,5 mm und einer Hebellänge von etwa 4 bis 5 mm pro Federlasche einer maximalen Kraft von 45 N pro Federlasche.
Was eine weitere, für das erfindungsgemäße Zusammenspiel von Stützring und Ringkolben wünschenswerte Dimensionierung der beteiligten Teile angeht, kann vorgesehen sein, dass das Radialspiel zwischen Stützring und Ringkolben und eine axiale Länge des den Endabschnitt des Ringkolbens umgebenden Hülsenabschnitts des Stützrings so aufeinander abgestimmt sind, dass der auf dem Ringkolben montierte Stützring bei der Taumelbewegung um einen Kippwinkel β von maximal 2° bezüglich der Mittelachse verkippbar ist. Von den Erfindern durchgeführte Untersuchungen haben hier gezeigt, dass bei einer solchen Dimensionierung die dem Ausrücklager üblicherweise infolge eines fertigungsbedingten Zungenschlags der Kupplungsfeder oder einer exzentrischen Anordnung bezüglich der Kupplungsfeder aufgezwungene Taumelbewegung nicht dazu führt, dass der Stützring mit seinem dem Druckraum zugewandten Ende in radialer Richtung am Ringkolben zur Anlage kommen kann. Ein mit einer solchen Anlage ggf. verbundener Abrieb oder Verschleiß am Ringkolben wird so vorteilhaft vermieden. Außerdem wird so in einfacher Weise dafür Sorge getragen, dass bei der Taumelbewegung des Ausrücklagers die Anlagefläche des Stützrings mit der Stirnfläche des Ringkolbens in dem vorerwähnten, umlaufenden Axialkontakt bleibt und nicht infolge einer radialen „Aushebelung“ des Stützrings von der Stirnfläche des Ringkolbens abhebt.
Die Anzahl der Federlaschen am Stützring ist insbesondere abhängig von der Rückstellkraft, die es aufzubringen gilt, um bei einem ruhenden System den Stützring mit seiner Anlagefläche selbsttätig gegen die Stirnfläche am Endabschnitt des Ringkolbens zu ziehen. Bei im Verhältnis großen Abmessungen eines Zentralausrückers kann diese Anzahl deutlich über zehn betragen. Für normale Kraftfahrzeug-Anwendungen wird es als zweckmäßig angesehen, wenn der Stützring wenigstens drei und maximal neun Federlaschen aufweist. Wenigstens drei Federlaschen vorzusehen, ist insbesondere im Hinblick auf eine eigenstabile Anbindung des Stützrings am Ringkolben von Vorteil. Bei z.B. neun Federlaschen ist der fertigungstechnische Aufwand zur Herstellung des Stützrings schon relativ hoch; außerdem führt jede für die Funktion ggf. nicht unbedingt notwendige Federlasche auch zu einer unerwünschten Schwächung der Stützringstruktur. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung hat der Stützring daher sechs Federlaschen.
Des Weiteren ist es insbesondere im Hinblick auf eine selbstzentrierende Ausrichtung des Stützrings am Ringkolben von Vorteil, wenn in einer bevorzugten Ausgestaltung des Zentralausrückers die Federlaschen gleichmäßig über dem Umfang des Stützrings verteilt sind. Hierbei können die einzelnen Federlaschen um die Mittelachse beispielsweise gleichmäßig voneinander winkelbeabstandet sein. Es ist aber auch denkbar, dass mehrere Gruppen von am Umfang des Stützrings eng beieinander liegenden Federlaschen mit größeren Winkelabständen zwischen den Gruppen gleichmäßig über dem Umfang des Stützrings verteilt sind.
Um insbesondere beim Transport und/oder bei der Montage des Zentralausrückers am finalen Einbauort für das Ausrücklager eine zusätzliche Verliersicherung bereitzustellen, kann ferner in einer bevorzugten Ausgestaltung des Zentralausrückers der Endabschnitt des Ringkolbens einen radial nach außen vorstehenden Bund aufweisen, der einen Anschlag für die Federlaschen des Stützrings ausbildet. Anstelle dieses optionalen Bunds kann am Endabschnitt des Ringkolbens aber auch eine umlaufende Nut vorgesehen sein, die beim Abziehen des Ausrücklagers die Federlaschen des Stützrings zu fangen vermag, oder ein Sicherungsring, wie z.B. ein Sprengring, ein Seeger-Ring od.dgl., der in einer umlaufenden Nut am Endabschnitt des Ringkolbens gehalten ist und über diese in radialer Richtung vorsteht, um eine Anschlagfläche für die Federlaschen zu bilden.
Vorzugsweise ist des Weiteren der Hülsenabschnitt des Stützrings an seinem dem Druckraum zugewandten Ende am Innenumfang verrundet. Auch diese optionale Maßnahme dient der Verschleißminimierung bzw. der Vermeidung einer Beschädigung des Ringkolbens insbesondere beim Transport oder bei der Montage des Zentralausrückers am finalen Einbauort, weil selbst bei einer maximalen Verkippung des Ausrücklagers bezüglich des Ringkolbens der Stützring nicht mit einer scharfen Kante am Ringkolben zur Anlage kommen kann.
Für die Ausbildung des Rampenbereichs am Ringkolben zum Angriff der Federlaschen des Stützrings bestehen ebenfalls mehrere Möglichkeiten. So kann der Rampenbereich etwa eine Mehrzahl von Rampenabschnitten in einer entsprechenden Anzahl von Vertiefungsabschnitten im Ringkolben aufweisen, denen jeweils eine Federlasche zugeordnet ist. Auch ist es denkbar, im Endabschnitt des Ringkolbens eine umlaufende Vertiefung vorzusehen, die eine Mehrzahl von bezüglich der Mittelachse rampenartig angestellten, ebenen Einzelflächen für den Angriff der Federlaschen besitzt, welche in Summe einen Rampenbereich des Ringkolbens bilden, der im Querschnitt gesehen z.B. die Form eines deutschen Stoppschilds aufweist. Insbesondere im Hinblick auf eine möglichst einfache Herstellbarkeit und die Vermeidung zusätzlicher Zwangskräfte im Betrieb bevorzugt ist allerdings eine Ausgestaltung, bei der der Rampenbereich durch eine umlaufende konische Fläche des Ringkolbens ausgebildet ist. Bei einer solchen Ausgestaltung des Rampenbereichs entfällt vorteilhaft auch eine Verdrehsicherung der beteiligten Bauteile zueinander, ebenso ist eine richtungsgebundene bzw. drehwinkelorientierte Montage entbehrlich.
Für die Ausrichtung der Federlaschen des Stützrings, die im Wesentlichen entlang der Mittelachse verlaufen sollten, bestehen im Grunde zwei Alternativen: So können die freien Enden der Federlaschen in einer ersten Alternative vom Druckraum abgewandt sein, oder aber die freien Enden der Federlaschen sind in einer zweiten Alternative dem Druckraum zugewandt. Ein besonderer Vorteil der ersten Alternative besteht darin, dass ein derart ausgestalteter Stützring einfacher am Ringkolben zu montieren ist, weil die Federlaschen bei der Montage quasi eine axial stufenlose Fügeschräge bilden. Die zweite Alternative hingegen ist insofern vorteilhaft, als ein derart ausgestalteter Stützring einfacher hergestellt werden kann, weil sich beim Ausstellen bzw. Abbiegen der Federlaschen deren Verbindung zum Rest des Stützrings in einem der Anlagefläche des Stützrings nahen Bereich befindet, in dem der Stützring stabiler bzw. steifer ist.
Was die freien Enden der Federlaschen des Stützrings angeht, können diese beispielsweise gerade verlaufen und stirnseitig mit einer Schrägfläche zum Kontakt mit dem Rampenbereich des Ringkolbens versehen sein. Demgegenüber mit Blick auf insbesondere eine möglichst kleine Kontaktfläche und eine tunlichst leichtgängige Verschiebbarkeit zwischen den Federlaschen des Stützrings und dem Rampenbereich des Ringkolbens sowie einen geringen Verschleiß am Rampenbereich bevorzugt ist jedoch eine Ausbildung, gemäß der die Federlaschen an ihren freien Enden über einen gebogenen Bereich vom Ringkolben weggebogen sind und mit dem gebogenen Bereich an dem Rampenbereich des Ringkolbens anliegen.
Grundsätzlich können/kann schließlich das Zylindergehäuse und/oder der Ringkolben etwa aus einer Leichtmetalllegierung gefertigt sein. Insbesondere im Hinblick auf ein geringes Gewicht und eine möglichst kostengünstige Herstellung in der Massenfertigung - namentlich unter Vermeidung einer spanenden Bearbeitung - ist es jedoch bevorzugt, wenn das Zylindergehäuse und/oder der Ringkolben aus einem Kunststoff ausgebildet sind/ist, so dass vorteilhaft auch eine spritzgusstechnische Herstellung möglich ist. Bei einer solchen Ausgestaltung aus Kunststoff kommt auch die erfindungsgemäße Verschleißminimierung besonders zum Tragen.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten, teilweise schematischen Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 einen Zentralausrücker nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im nicht eingebauten Zustand in einer Draufsicht, die im Bereich eines am Zylindergehäuse des Zentralausrückers vorgesehenen Druckanschlussstutzens abgebrochen ist;
2 eine Schnittansicht des Zentralausrückers gemäß 1 entsprechend der Schnittverlaufslinie II-II in 1;
3 eine im Maßstab gegenüber der 2 vergrößerte, nach oben und unten abgebrochene Schnittansicht des Zentralausrückers gemäß 1 entsprechend der Schnittverlaufslinie II-II in 1, insbesondere zur Veranschaulichung, wie ein Ausrücklager des Zentralausrückers mittels eines Stützrings an einem im Zylindergehäuse entlang einer Mittelachse verschieblich aufgenommenen Ringkolben taumelrobust angebracht ist;
4 eine im Maßstab gegenüber der 3 nochmals vergrößerte Darstellung des Details IV in 2, zur Illustration weiterer Einzelheiten der taumelrobusten Anbindung des Ausrücklagers am Ringkolben des Zentralausrückers gemäß 1, mit Federlaschen am Stützring, die federnd an einem zugeordneten Rampenbereich des Ringkolbens anliegen;
5 eine hinsichtlich des Maßstabs, der Darstellungsweise und des Schnittverlaufs der 3 entsprechende, abgebrochene Schnittansicht des Zentralausrückers gemäß 1 in einem eingebauten, nicht betätigten Zustand, wobei auf der in 5 linken Seite eine Federzunge einer Membranfeder an einer mittels des Zentralausrückers zu betätigenden Reibkupplung und auf der in 5 rechten Seite ein Befestigungsflansch an einem Getriebegehäuse mit strichpunktierten Linien abgebrochen angedeutet sind, um eine Einbausituation für den Zentralausrücker zu veranschaulichen;
6 eine hinsichtlich des Maßstabs, der Darstellungsweise und des Schnittverlaufs der 5 entsprechende, nicht abgebrochene Schnittansicht des Zentralausrückers gemäß 1, die illustriert, wie das Ausrücklager bezüglich des Ringkolbens infolge der getroffenen, taumelrobusten Anbindung des Ausrücklagers über den Stützring zu taumeln vermag;
7 eine im Maßstab gegenüber der 6 nochmals vergrößerte Darstellung des Details VII in 6, das zeigt, wo bei dem Zentralausrücker gemäß 1 während einer Taumelbewegung des Ausrücklagers der Stützring bei maximaler Verkippung des Ausrücklagers bezüglich der Mittelachse am Ringkolben umlaufend zur Anlage gelangen kann;
8 eine im Maßstab gegenüber der 6 nochmals vergrößerte Darstellung des Details VIII in 6, welches im Gegensatz zur 7 veranschaulicht, wo bei dem Zentralausrücker gemäß 1 während einer Taumelbewegung des Ausrücklagers der Stützring bei maximaler Verkippung des Ausrücklagers bezüglich der Mittelachse vom Ringkolben umlaufend abheben kann;
9 eine perspektivische Ansicht nur des Stützrings des Zentralausrückers gemäß 1 von schräg oben / hinten links;
10 eine perspektivische Ansicht nur des Stützrings des Zentralausrückers gemäß 1 von schräg oben / vorne links;
11 eine im Maßstab gegenüber den 9 und 10 vergrößerte Längsschnittansicht nur des Stützrings des Zentralausrückers gemäß 1;
12 eine perspektivische Ansicht nur des Ringkolbens des Zentralausrückers gemäß 1 ohne Dichtmanschette von schräg oben / hinten links;
13 eine perspektivische Ansicht nur des Ringkolbens des Zentralausrückers gemäß 1 ohne Dichtmanschette von schräg oben / vorne links;
14 eine im Maßstab gegenüber den 12 und 13 vergrößerte Seitenansicht nur des Ringkolbens des Zentralausrückers gemäß 1 ohne Dichtmanschette;
15 eine Längsschnittansicht nur des Ringkolbens des Zentralausrückers gemäß 1 ohne Dichtmanschette im Maßstab der 14;
16 einen Zentralausrücker nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im nicht eingebauten Zustand in einer Draufsicht, die wiederum im Bereich des am Zylindergehäuse des Zentralausrückers vorgesehenen Druckanschlussstutzens abgebrochen ist;
17 eine Schnittansicht des Zentralausrückers gemäß 16 entsprechend der Schnittverlaufslinie XVII-XVII in 16;
18 eine im Maßstab gegenüber der 17 vergrößerte, nach oben und unten abgebrochene Schnittansicht des Zentralausrückers gemäß 16 entsprechend der Schnittverlaufslinie XVII-XVII in 16, insbesondere zur Veranschaulichung, wie das Ausrücklager des Zentralausrückers mittels eines anders ausgestalteten Stützrings an dem im Zylindergehäuse verschieblich aufgenommenen Ringkolben taumelrobust angebracht ist;
19 eine im Maßstab gegenüber der 18 nochmals vergrößerte Darstellung des Details XIX in 17, zur Illustration weiterer Einzelheiten der taumelrobusten Anbindung des Ausrücklagers am Ringkolben des Zentralausrückers gemäß 16, mit anders ausgerichteten Federlaschen am Stützring, die federnd an dem zugeordneten Rampenbereich des Ringkolbens anliegen;
20 eine hinsichtlich des Maßstabs, der Darstellungsweise und des Schnittverlaufs der 18 entsprechende, abgebrochene Schnittansicht des Zentralausrückers gemäß 16 im eingebauten, nicht betätigten Zustand, wobei wiederum eine Federzunge der Membranfeder der Reibkupplung und der Befestigungsflansch des Getriebegehäuses mit strichpunktierten Linien abgebrochen angedeutet sind, entsprechend den 5 und 6 bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
21 eine perspektivische Ansicht nur des Stützrings des Zentralausrückers gemäß 16 von schräg oben / hinten links;
22 eine perspektivische Ansicht nur des Stützrings des Zentralausrückers gemäß 16 von schräg oben / vorne links; und
23 eine im Maßstab gegenüber den 21 und 22 vergrößerte Längsschnittansicht nur des Stützrings des Zentralausrückers gemäß 16.

In den Zeichnungen sind elastische bzw. elastomere Bauteile, namentlich die Federlaschen des Stützrings und die Dichtmanschette am Ringkolben zur Vereinfachung der Darstellung im unverformten Zustand gezeigt; in Wirklichkeit liegen diese verformbaren Bauteile an den benachbarten Flächen angrenzender Bauteile an.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den 1 bis 8 beziffert das Bezugszeichen 10 allgemein einen Zentralausrücker für eine hydraulische Kupplungsbetätigung. Der Zentralausrücker 10 hat ein Zylindergehäuse 12, das um eine Mittelachse M einen ringförmigen Druckraum 14 begrenzt. In dem Druckraum 14 ist ein mit einer Reibkupplung über ein Ausrücklager 16 wirkverbindbarer Ringkolben 18 entlang der Mittelachse M verschiebbar geführt. Das Ausrücklager 16 ist mit dem Ringkolben 18 mittels eines Stützrings 20 verbunden, der einen Endabschnitt 22 des Ringkolbens 18 mit einem Hülsenabschnitt 24 umgibt. Der Hülsenabschnitt 24 des Stützrings 20 weist eine Mehrzahl von Federlaschen 26 auf, die gemäß insbesondere den 4, 7 und 8 jeweils mit einem freien Ende 28 in einer zugeordneten Vertiefung 30 im Endabschnitt 22 am Ringkolben 18 federnd angreifen. Die Federlaschen 26 sind dazu angepasst, den Stützring 20 mit einer Anlagefläche 32 gegen eine Stirnfläche 34 am Endabschnitt 22 des Ringkolbens 18 zur Anlage zu bringen.
Wie nachfolgend noch näher beschrieben werden wird, erfolgt über den Stützring 20 eine taumelfeste Anbindung des Ausrücklagers 16 am Ringkolben 18 des Zentralausrückers 10. Gemäß insbesondere 4 ist hierbei ein Außendurchmesser D des Endabschnitts 22 des Ringkolbens 18 kleiner als ein Innendurchmesser d des Hülsenabschnitts 24 des Stützrings 20, so dass ein definiertes Radialspiel s zwischen dem Stützring 20 und dem Ringkolben 18 besteht. Dieses Radialspiel s gestattet um die Mittelachse M eine Taumelbewegung der Anlagefläche 32 des Stützrings 20 auf der Stirnfläche 34 des Ringkolbens 18. Die Vertiefung 30 des Ringkolbens 18 weist ferner für den federnden Angriff der Federlaschen 26 des Stützrings 20 einen Rampenbereich 36 mit einer solchen Steigung bezüglich der Mittelachse M auf, dass während besagter Taumelbewegung die Federlaschen 26 auf dem Rampenbereich 36 entlang der Mittelachse M ohne Selbsthemmung zu gleiten vermögen und dabei eine der Taumelbewegung entgegenwirkende Rückstellkraft am Stützring 20 aufbringen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Zentralausrücker 10 ein aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise einem Glasfaser-gefüllten Polyphtalamid (PPA), spritzgegossenes Zylindergehäuse 12 mit zwei konzentrisch angeordneten Zylinderwandungen, nämlich einer inneren Zylinderwandung 38 und einer äußeren Zylinderwandung 40, die den ringförmigen Druckraum 14 in radialer Richtung begrenzen. Der im Druckraum 14 verschiebbar aufgenommene Ringkolben 18, der im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls aus einem geeigneten Kunststoff, wie etwa einem Polyphtalamid (PPA) mit einem vorbestimmten Glasfaseranteil von z.B. 50%, besteht, ist wahlweise über einen Druckanschlussstutzen 42 (1) des Zylindergehäuses 12 mit einem Druckmittel beaufschlagbar, um die Reibkupplung durch axiale Verschiebung des Ringkolbens 18 zu betätigen. Der Druckanschlussstutzen 42 ist zu diesem Zweck über einen in dem Zylindergehäuse 12 eingeformten Kanal 44 mit dem Druckraum 14 verbunden (in den Figuren nicht näher gezeigt), so dass das Druckmittel, nämlich Hydraulikflüssigkeit, dem Druckraum 14 über den Kanal 44 zugeführt werden kann.
Die konzentrisch bezüglich der Mittelachse M und zueinander angeordneten Zylinderwandungen 38 und 40 sind an ihrem in den 2, 3, 5 und 6 rechts dargestellten Ende über einen Flanschabschnitt 46 miteinander verbunden. Der Flanschabschnitt 46 ist außenumfangsseitig mit winkelbeabstandeten, im dargestellten Ausführungsbeispiel metallisch armierten Befestigungsaugen 48 versehen, die im Kraftfahrzeug auf an sich bekannte Weise der Befestigung des Zentralausrückers 10 an einer Getriebewand (in den 5 und 6 mit strichpunktierter Linie bei 50 angedeutet) bzw. einem Getriebedeckel mittels beispielsweise Schrauben (nicht dargestellt) dienen, welche die Befestigungsaugen 48 durchgreifen und den Zentralausrücker 10 mit einer Stirnseite 52 des Zylindergehäuses 12 gegen die Getriebewand 50 bzw. den Getriebedeckel ziehen. Das Zylindergehäuse 12 mit dem sich an den Flanschabschnitt 46 anschließenden Druckanschlussstutzen 42, seinen Zylinderwandungen 38 und 40 und dem diese verbindenden, die Befestigungsaugen 48 aufweisenden Flanschabschnitt 46 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel einteilig aus dem Kunststoff spritzgegossen.
Die äußere Zylinderwandung 40 ist von einer Vorlastfeder 54 umgeben, im dargestellten Ausführungsbeispiel einer zylindrischen Schraubendruckfeder. Die Vorlastfeder 54 stützt sich an ihrem in den 2, 3, 5 und 6 rechten Ende in einer im Flanschabschnitt 46 des Zylindergehäuses 12 ausgebildeten Axialnut 56 ab. Auf ihrer in den 2, 3, 5 und 6 linken Seite bringt die Vorlastfeder 54 über einen ringförmigen Federteller 58 eine definierte Vorspannkraft auf das Ausrücklager 16 auf. Das Ausrücklager 16 ist, wie eingangs schon erwähnt, an dem in den 2, 3, 5 und 6 linken, vom Druckraum 14 abgewandten Endabschnitt 22 des Ringkolbens 18 mittels des Stützrings 20 gehalten, so dass das Ausrücklager 16 bei Druckbeaufschlagung des ringförmigen Druckraums 14 in axialer, d.h. in den vorgenannten Figuren horizontaler Richtung verschiebbar ist, um die Reibkupplung in an sich bekannter Weise aus- bzw. einzurücken.
An dem in den 2, 3, 5 und 6 rechten Ende des Ringkolbens 18, der in der in den 2 und 3 dargestellten Grundstellung des Zentralausrückers 10 in axialer Richtung noch mit der äußeren Zylinderwandung 40 des Zylindergehäuses 12 überlappt, ist eine dynamische Dichtung in der Form einer elastomeren Dichtmanschette 60 auf geeignete Weise angebracht, hier mit einem Dichtmanschettenfuß 62 in einer stirnseitigen, umlaufend hinterschnittenen Axialnut 64 des Ringkolbens 18 eingeknüpft. Die zur Vereinfachung der Darstellung im unverformten Zustand gezeigte Dichtmanschette 60 liegt sowohl an der inneren Zylinderwandung 38 des Zylindergehäuses 12 als auch an der äußeren Zylinderwandung 40 des Zylindergehäuses 12 dicht an, um den Druckraum 14 bezogen auf die 2, 3, 5 und 6 nach links abzudichten.
Die äußere Zylinderwandung 40 ist an ihrem Außenumfang mit einer metallischen Armierungshülse 66 versehen, die an der äußeren Zylinderwandung 40 mittels einer Schnappverbindung 68 befestigt ist, die am vom Druckanschlussstutzen 42 abgewandten Ende der Armierungshülse 66 vorgesehen ist. Die Armierungshülse 66 ist in einem Bereich der äußeren Zylinderwandung 40 angeordnet, der eine relativ dünne Wandstärke aufweist und gegen den Druck im Druckraum 14 zur Vermeidung von schädlichen Struktur-änderungen des Kunststoffs abzustützen ist.
Das auf der vom Druckraum 14 abgewandten Seite des Ringkolbens 18 angebrachte Ausrücklager 16 weist in an sich bekannter Weise einen Innenring 70, einen Außenring 72 und eine Mehrzahl von Wälzkörpern 74 auf, die zwischen Innenring 70 und Außenring 72 in einem Käfig 76 gehalten und mittels einer Dichtscheibe 78 geschützt sind. Das Ausrücklager 16 ist mit seinem Innenring 70 über einen quer zur Mittelachse M verlaufenden, ringförmigen Befestigungsabschnitt 80 des Innenrings 70 am Stützring 20 befestigt.
Hierfür weist der Stützring 20 gemäß insbesondere den 3, 5 und 6 einen im Querschnitt gesehen im Wesentlichen U-förmigen Ringabschnitt 82 auf, der nach radial außen offen ist und über einen quer zur Mittelachse M verlaufenden Schulterabschnitt 84 mit dem durchmessergrößeren Hülsenabschnitt 24 des Stützrings 20 verbunden ist. Der Schulterabschnitt 84 des Stützrings 20 bildet mit seiner dem Ringkolben 18 zugewandten Seite die Anlagefläche 32 für die Stirnfläche 34 des Ringkolbens 18 aus.
Auf der gegenüberliegenden Seite definiert der Schulterabschnitt 84 des Stützrings 20 gemäß insbesondere den 4, 7 und 8 eine weitere Anlagefläche 86 für den Befestigungsabschnitt 80 des Innenrings 70. Am Ringabschnitt 82 des Stützrings 20 ist des Weiteren eine Tellerfeder 88 (oder ein Winkelfederelement) aufgenommen, die sich in einem Eckbereich des U-förmigen Querschnitts abstützt und den Befestigungsabschnitt 80 des Innenrings 70 gegen die Anlagefläche 86 am Schulterabschnitt 84 des Stützrings 20 drückt, so dass das Ausrücklager 16 mit seinem Innenring 70 in axialer Richtung fest am Stützring 20 gehalten ist.
In den 3 bis 8 ist ebenfalls gut zu erkennen, dass am Innenring 70 des Ausrücklagers 16 ein Innendurchmesser des Befestigungsabschnitts 80 größer ist als ein Außendurchmesser am Ringabschnitt 82 des Stützrings 20, so dass hier zwischen dem Ausrücklager 16 und dem Stützring 20 ein gewisses Radialspiel besteht, welches eine radiale Verschiebung des Ausrücklagers 16 bezüglich des Stützrings 20 gestattet. Dies dient dem Ausgleich eines eventuellen Achsversatzes zwischen dem an der Getriebewand 50 befestigten Zentralausrücker 10 und einer Membranfeder der mittels des Zentralausrückers 10 zu betätigenden Reibkupplung, von der in den 5 und 6 eine Federzunge bei dem Bezugszeichen 90 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist und die im eingebauten Zustand des Zentralausrückers 10 mit ihren Federzungen 90 am Außenring 72 des Ausrücklagers 16 anliegt.
Weitere Details zum Hülsenabschnitt 24 des Stützrings 20 sind insbesondere den 9 bis 11 zu entnehmen. Demgemäß hat der Stützring 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem in axialer Richtung mittleren Bereich des Hülsenabschnitts 24 insgesamt sechs Federlaschen 26. Die Federlaschen 26 sind gleichmäßig über dem Umfang des Stützrings 20 verteilt und vom Grundmaterial des Stützrings 20 nach radial innen ausgestellt bzw. abgebogen.
Die freien Enden 28 der sich entlang der Mittelachse M erstreckenden Federlaschen 26 sind bei diesem Ausführungsbeispiel im am Ringkolben 18 montierten Zustand des Stützrings 20 vom Druckraum 14 abgewandt, d.h. sie zeigen in Richtung des Schulterabschnitts 84 des Stützrings 20. Die freien Enden 28 der Federlaschen 26 sind ferner soweit nach radial innen gebogen, dass sie im am Ringkolben 18 montierten Zustand des Stützrings 20 in der Vertiefung 30 des Ringkolbens 18 an dem Rampenbereich 36 federnd anliegen, der im gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine umlaufende konische Fläche 92 des Ringkolbens 18 ausgebildet ist. Genauer gesagt sind die Federlaschen 26 an ihren freien Enden 28 über einen gebogenen Bereich 94 vom Ringkolben 18 weggebogen und liegen mit dem gebogenen Bereich 94 an dem Rampenbereich 36 des Ringkolbens 18 gleitfähig an.
Wie am besten die 4, 7, 8 und 11 zeigen, ist der Hülsenabschnitt 24 des Stützrings 20 an seinem im montierten Zustand des Ausrücklagers 16 dem Druckraum 14 zugewandten Ende innenumfangsseitig bei dem Bezugszeichen 96 mit einer umlaufenden Verrundung versehen. Somit kann der Hülsenabschnitt 24 selbst bei maximaler Verkippung des Stützrings 20 bezüglich des Ringkolbens 18 nicht mit einer scharfen Abschlusskante am Ringkolben 18 zur Anlage gelangen, wie in 7 zu sehen ist.
Weitere Einzelheiten zum Ringkolben 18 sind insbesondere den 12 bis 15 zu entnehmen. Der im dargestellten Ausführungsbeispiel spritzgusstechnisch hergestellte Ringkolben 18 ist zunächst am Innenumfang mit sich entlang der Mittelachse M erstreckenden Fetttaschen 98 versehen. Angrenzend an die Stirnfläche 34 für den Kontakt mit dem Stützring 20 weist der Ringkolben 18 innenumfangsseitig ferner einen Absatz 100 auf, der im auf der inneren Zylinderwandung 38 des Zylindergehäuses 12 montierten Zustand des Ringkolbens 18 gemäß den 2 bis 4 eine ringförmige Anschlagfläche ausbildet, mit der der Ringkolben 18 gegen einen Sicherungsring 102 fahren kann, der als Montagesicherung am freien Ende der inneren Zylinderwandung 38 geeignet angebracht, z.B. angeschweißt ist und in radialer Richtung über die Außenumfangsfläche der inneren Zylinderwandung 38 vorsteht.
Außenumfangsseitig weist der Ringkolben 18 gemäß insbesondere den 4, 7 und 8 an seinem Endabschnitt 22 angrenzend an die Stirnfläche 34 zunächst einen radial nach außen vorstehenden Bund 104 auf, der mit einer Fügeschräge 106 für den Stützring 20 versehen ist. Der Bund 104 bildet als zusätzliche Verliersicherung für das Ausrücklager 16 einen Anschlag für die Federlaschen 26 des Stützrings 20 aus. Der Bund 104 besitzt hierbei einen Außendurchmesser, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Hülsenabschnitts 24 des Stützrings 20, damit eine Taumelbewegung des Stützrings 20 auf dem Endabschnitt 22 des Ringkolbens 18 nicht durch den Bund 104 behindert wird.
Nach einem kurzen zylindrischen Übergangsbereich des Ringkolbens 18 schließt sich an den Bund 104 nach rechts in den 2 bis 8 die Vertiefung 30 in der Außenumfangsfläche des Ringkolbens 18 an. Die Vertiefung 30 beginnt in diesen Figuren von links nach rechts gesehen mit dem Rampenbereich 36 bzw. der konischen Fläche 92 und endet nach dem Rampenbereich 36 mit einem leicht gekrümmten Auslaufbereich 108, an dem die Federlaschen 26 nicht zur Anlage gelangen können. An den Auslaufbereich 108 der Vertiefung 30 schließt sich eine gemäß insbesondere den 12 bis 14 durch Längsrippen 109 des Ringkolbens 18 gebildete, unterbrochene Zylinderfläche 110 mit dem Außendurchmesser D an. Danach nimmt die Wandstärke des Ringkolbens 18 in einem Endbereich 112 soweit zu, dass der Ringkolben 18 eng im Druckraum 14 aufgenommen werden kann und ausreichend Material zur stabilen Ausbildung der Axialnut 64 zur Aufnahme der Dichtmanschette 60 vorhanden ist.
Wie insbesondere die 4 zeigt, ist im hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Steigung des Rampenbereichs 36 bzw. der konische Fläche 92 am Ringkolben 18 konstant, mit einem Rampenwinkel α bezüglich der Mittelachse M. Diese Steigung ist so gewählt, dass es nicht zu einer Selbsthemmung zwischen den Federlaschen 26 und dem Rampenbereich 36 kommen kann, wofür der Tangens des Rampenwinkels α größer ist als der Reibkoeffizient µ_R zwischen den Federlaschen 26 und dem Rampenbereich 36. Der Rampenwinkel α liegt bevorzugt zwischen 10° und 15° bezüglich der Mittelachse M und beträgt im gezeigten Beispiel etwa 12° bezogen auf die Mittelachse M.
Wie den 4 und 6 bis 8 weiterhin zu entnehmen ist, sind das Radialspiel s zwischen Stützring 20 und Ringkolben 18 und eine axiale Länge L des Hülsenabschnitts 24 des Stützrings 20 so aufeinander abgestimmt, dass der auf dem Ringkolben 18 montierte Stützring 20 bei der Taumelbewegung um einen Kippwinkel β (vgl. 6) von maximal 2° bezüglich der Mittelachse M verkippen kann. Eine weitere Verkippung des Stützrings 20 bezüglich der Mittelachse M ist nicht möglich, weil der Hülsenabschnitt 24 des Stützrings 20 mit seiner Verrundung 96 an der unterbrochenen Zylinderfläche 110 des Ringkolbens 18 zur Anlage gelangt, wie in 7 rechts oben gezeigt. Der Taumelwinkel des Ausrücklagers 16 bezüglich der Mittelachse M ist üblicherweise jedoch kleiner, so dass es im Betrieb des Zentralausrückers 10 normalerweise nicht zu einer solchen Anlage der Verrundung 96 des Hülsenabschnitts 24 am Ringkolben 18 kommt.
Die 7 und 8 veranschaulichen auch gut, dass bei einer dem Stützring 20 über das Ausrücklager 16 aufgezwungenen Taumelbewegung nur ein kleiner Bereich 114 der Anlagefläche 32 des Stützrings 20 an der Stirnfläche 34 des Ringkolbens 18 zur Anlage kommt (siehe 7), während ein Hauptteil der Anlagefläche 32 des Stützrings 20 von der Stirnfläche 34 des Ringkolbens 18 abhebt (vgl. 8). Dieser Kontaktbereich 114 zwischen der Anlagefläche 32 des Stützrings 20 und der Stirnfläche 34 des Ringkolbens 18 läuft bei der gemeinsamen Taumelbewegung von Ausrücklager 16 und Stützring 20 auf der Stirnfläche 34 des Ringkolbens 18 um die Mittelachse M um. In diesem umlaufenden Kontaktbereich 114 findet die Axialkraftübertragung zwischen Ringkolben 18 und Stützring 20 / Ausrücklager 16 statt, ohne dass es zu einer wesentlichen Gleitbewegung zwischen der Anlagefläche 32 des Stützrings 20 und der Stirnfläche 34 des Ringkolbens 18 kommen würde. Die Rückstellkraft der Federlaschen 26, die bestrebt ist, den Stützring 20 gegen den Ringkolben 18 zu ziehen und damit der Taumelbewegung einen gewissen, wenn auch geringen Widerstand entgegensetzt, dient hierbei auch der Zentrierung des Stützrings 20 bezüglich des Ringkolbens 18.
Das in den 16 bis 23 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 15 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel lediglich in der Ausgestaltung des Stützrings 20', der und dessen Bestandteile deshalb gegenüber dem vorbeschriebenen Stützring 20 mit einem Strich (‘) am jeweiligen Bezugszeichen versehen sind. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind bei dem Stützring 20' gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die freien Enden 28' der Federlaschen 26' dem Druckraum 14 zugewandt, weisen also von dem Schulterabschnitt 84' des Stützrings 20' weg. Dies vereinfacht insbesondere die Herstellung des Stützrings 20', weil das Ausstellen bzw. Abbiegen der Federlaschen 26' stabiler gegengehalten werden kann. Funktional bestehen indes keine Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen.
Ein Zentralausrücker hat ein Zylindergehäuse, das um eine Mittelachse einen ringförmigen Druckraum begrenzt, in dem ein Ringkolben verschiebbar geführt ist. Am Ringkolben ist ein Ausrücklager mittels eines Stützrings gehalten, der mit einem Hülsenabschnitt einen Endabschnitt des Ringkolbens umgibt. Der Hülsenabschnitt weist eine Mehrzahl von Federlaschen auf, die in einer zugeordneten Vertiefung des Ringkolbens federnd angreifen und den Stützring mit einer Anlagefläche gegen eine Stirnfläche des Ringkolbens ziehen. Zwischen dem Stützring und dem Ringkolben besteht ein definiertes Radialspiel, das eine Taumelbewegung der Anlagefläche des Stützrings auf der Stirnfläche des Ringkolbens gestattet. Die Vertiefung des Ringkolbens hat für den Angriff der Federlaschen einen Rampenbereich mit einer solchen Steigung (Rampenwinkel), dass während besagter Taumelbewegung die Federlaschen auf dem Rampenbereich ohne Selbsthemmung entlang der Mittelachse zu gleiten vermögen und dabei eine der Taumelbewegung entgegenwirkende Rückstellkraft am Stützring aufbringen.
Bezugszeichenliste

10: Zentralausrücker
12: Zylindergehäuse
14: Druckraum
16: Ausrücklager
18: Ringkolben
20, 20': Stützring
22: Endabschnitt
24, 24': Hülsenabschnitt
26, 26': Federlasche
28, 28': freies Ende
30: Vertiefung
32, 32': Anlagefläche
34: Stirnfläche
36: Rampenbereich
38: innere Zylinderwandung
40: äußere Zylinderwandung
42: Druckanschlussstutzen
44: Kanal
46: Flanschabschnitt
48: Befestigungsauge
50: Getriebewand
52: Stirnseite
54: Vorlastfeder
56: Axialnut
58: Federteller
60: Dichtmanschette
62: Dichtmanschettenfuß
64: Axialnut
66: Armierungshülse
68: Schnappverbindung
70: Innenring
72: Außenring
74: Wälzkörper
76: Käfig
78: Dichtscheibe
80: Befestigungsabschnitt
82, 82': Ringabschnitt
84, 84': Schulterabschnitt
86, 86': Anlagefläche
88: Tellerfeder
90: Federzunge
92: konische Fläche
94, 94': gebogener Bereich
96, 96': Verrundung
98: Fetttasche
100: Absatz
102: Sicherungsring
104: Bund
106: Fügeschräge
108: Auslaufbereich
109: Längsrippe
110: unterbrochene Zylinderfläche
112: Endbereich
114: Kontaktbereich
d: Innendurchmesser am Stützring
s: Radialspiel
D: Außendurchmesser am Ringkolben
L: Länge am Stützring
M: Mittelachse
α: Rampenwinkel
ß: Kippwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1464862 A2 [0005]
DE 19912432 A1 [0006]
DE 10114844 A1 [0008]
DE 102013203016 A1 [0008]
DE 102009018794 A1 [0009]

Claims

Zentralausrücker (10) für eine Kupplungsbetätigung, mit einem Zylindergehäuse (12), das um eine Mittelachse (M) einen ringförmigen Druckraum (14) begrenzt, in dem ein mit einer Kupplung über ein Ausrücklager (16) wirkverbindbarer Ringkolben (18) entlang der Mittelachse (M) verschiebbar geführt ist, wobei das Ausrücklager (16) mit dem Ringkolben (18) mittels eines Stützrings (20, 20') verbunden ist, der einen Endabschnitt (22) des Ringkolbens (18) mit einem Hülsenabschnitt (24, 24') umgibt, welcher eine Mehrzahl von Federlaschen (26, 26') aufweist, die jeweils mit einem freien Ende (28, 28') in einer zugeordneten Vertiefung (30) im Endabschnitt (22) am Ringkolben (18) federnd angreifen und dazu angepasst sind, den Stützring (20, 20') mit einer Anlagefläche (32, 32') gegen eine Stirnfläche (34) am Endabschnitt (22) des Ringkolbens (18) zur Anlage zu bringen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser (D) des Endabschnitts (22) kleiner ist als ein Innendurchmesser (d) des Hülsenabschnitts (24, 24'), so dass ein definiertes Radialspiel (s) zwischen dem Stützring (20, 20') und dem Ringkolben (18) besteht, das um die Mittelachse (M) eine Taumelbewegung der Anlagefläche (32, 32') des Stützrings (20, 20') auf der Stirnfläche (34) des Ringkolbens (18) gestattet, wobei die Vertiefung (30) des Ringkolbens (18) für den federnden Angriff der Federlaschen (26, 26') einen Rampenbereich (36) mit einer solchen Steigung bezüglich der Mittelachse (M) aufweist, dass während besagter Taumelbewegung die Federlaschen (26, 26') auf dem Rampenbereich (36) entlang der Mittelachse (M) ohne Selbsthemmung zu gleiten vermögen und dabei eine der Taumelbewegung entgegenwirkende Rückstellkraft am Stützring (20, 20') aufbringen.
Zentralausrücker (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des Rampenbereichs (36) am Ringkolben (18) konstant ist, mit einem Rampenwinkel (α) bezüglich der Mittelachse (M).
Zentralausrücker (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des Rampenbereichs (36) folgender Beziehung genügt: $tan α > μ_{R}$
wobei µ_R der Reibkoeffizient zwischen den Federlaschen (26, 26') des Stützrings (20, 20') und dem Rampenbereich (36) am Ringkolben (18) ist.
Zentralausrücker (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenwinkel (α) des Rampenbereichs (36) am Ringkolben (18) bezüglich der Mittelachse (M) größer gleich 10° und kleiner gleich 15° ist.
Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radialspiel (s) zwischen Stützring (20, 20') und Ringkolben (18) und eine axiale Länge (L) des Hülsenabschnitts (24, 24') des Stützrings (20, 20') so aufeinander abgestimmt sind, dass der auf dem Ringkolben (18) montierte Stützring (20, 20') bei der Taumelbewegung um einen Kippwinkel (ß) von maximal 2° bezüglich der Mittelachse (M) verkippbar ist.
Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (20, 20') wenigstens 3 und maximal 9 Federlaschen (26, 26') aufweist.
Zentralausrücker (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (20, 20') 6 Federlaschen (26, 26') hat.
Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federlaschen (26, 26') gleichmäßig über dem Umfang des Stützrings (20, 20') verteilt sind.
Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (22) des Ringkolbens (18) einen radial nach außen vorstehenden Bund (104) aufweist, der einen Anschlag für die Federlaschen (26, 26') des Stützrings (20, 20') ausbildet.
Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenabschnitt (24, 24') des Stützrings (20, 20') an seinem dem Druckraum (14) zugewandten Ende am Innenumfang verrundet ist.
Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenbereich (36) durch eine umlaufende konische Fläche (92) des Ringkolbens (18) ausgebildet ist.
Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (28) der Federlaschen (26) vom Druckraum (14) abgewandt sind.
Zentralausrücker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (28') der Federlaschen (26') dem Druckraum (14) zugewandt sind.
Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federlaschen (26, 26') an ihren freien Enden (28, 28') über einen gebogenen Bereich (94, 94') vom Ringkolben (18) weggebogen sind und mit dem gebogenen Bereich (94, 94') an dem Rampenbereich (36) des Ringkolbens (18) anliegen.
Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (12) und/oder der Ringkolben (18) aus einem Kunststoff ausgebildet sind/ist.