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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kupplungsausrücker, wie bspw. einen Doppel-CSC zum Betätigen einer Doppelkupplung, für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem als Trägerteil agierenden Gehäuse, relativ zu dem ein hohlzylinderartiger Kolben axial verlagerbar ist, um ein Ausrücklager zu verschieben, wobei zwischen dem Gehäuse und dem Kolben ein Druckraum vorhanden ist, der in Abhängigkeit von seiner Befüllung eine Verschiebung des Kolbens relativ zum Gehäuse bewirkt, wobei im oder am Gehäuse ein Sensor festgelegt ist, der zur Positionserfassung eines Magneten ausgelegt ist, wobei der Magnet in einer Magnethalterung aufgenommen ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Ausrücksysteme für Kupplungen hinreichend bekannt. So offenbart bspw. die
DE 10 2012 220 322 A1 ein Ausrücksystem für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem innerhalb eines Gehäuses über einen Druckraum mit einem Druckmittel beaufschlagbaren und zur Betätigung eines Ausrücklagers axial verschiebbaren Kolben, an dessen druckraumseitigen Ende ein Dichtelement angeordnet ist, und mit einer aus mindestens einem Referenzgeber und mindestens einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden Sensorelement gebildeten Einrichtung zur Wegmessung und/oder Positionsbestimmung des Kolbens. Der Referenzgeber ist zwischen dem Kolben und dem Dichtelement angeordnet.
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Die
WO 2013/017116 A1 offenbart einen Hydraulikzylinder, insbesondere für eine Kupplungsbetätigungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse, das konzentrisch um eine Welle angeordnet ist und einen ringförmigen Druckraum aufweist, in dem ein konzentrischer Kolben beweglich gelagert ist, welcher mit einem Ausrücklager verbunden ist, wobei an dem Ausrücklager ein, die Axialbewegung des Kolbens ausführender Magnet angeordnet ist, welchem ein am Gehäuse befestigter Sensor gegenüberliegt, wobei ein Spalt zwischen Magnet und Sensor gebildet ist. Um Auswirkungen einer Taumelbewegung des Ausrücklagers auf das Signal des Sensors zu unterbinden, ist der Magnet auf einem Magnetträger befestigt, welcher in eine Magnetträgeraufnahme des Ausrücklagers eingreift.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2014 217 118 A1 betrifft ein Ausrücksystem für eine Kupplung eines Fahrzeugs, vorzugsweise mit hydraulischer Betätigung, bei dem zur Wegmessung wenigstens eines in einem Gehäuse entlang einer Längsachse verschiebbaren, mit einem Ausrücklager wirkverbundenen Kolbens mittels eines Sensors wenigstens ein Referenzgeber in Form eines Magneten oder eines elektrisch leitfähigen Targets vorgesehen ist, wobei das Target in einer Linearführung geführt ist, welches zumindest in radialer Richtung ein Verkippen des Targets verhindert.
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Die noch unveröffentlichte
DE 10 2017 117 279.3 (AT: 31.07.2017) offenbart einen Kupplungsausrücker zum Betätigen einer Kupplung in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einem Gehäuse, in dem zumindest ein Kolben zum Verlagern eines Ausrücklagers axialverschieblich aufgenommen ist, und der mit dem Gehäuse eine Druckkammer ausbildet, wobei an dem Gehäuse ein Sensor befestigt ist, der zur Positionserfassung eines kolbenfesten Magneten ausgelegt ist, wobei am Gehäuse eine Tasche ausgebildet ist, die von einer ausrücklagerfernen Seite mit dem Sensor bestückt ist.
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Die ebenfalls noch unveröffentlichte
DE 10 2017 115 481.7 (AT: 11.07.2017) offenbart eine im Zusammenhang mit Kupplungsausrückern verwendete Doppelmagnethalterung zum Aufnehmen von zwei Magneten für einen Kolben eines hydraulischen Nehmerzylinders, wobei die Magnete dazu vorgesehen und ausgelegt sind, in Zusammenwirkung mit einem Sensor Rückschluss über die Position eines Kolbens des Nehmerzylinders zu geben, wobei ein Grundkörper zwei Aufnahmebereiche für je einen Magneten besitzt, wobei die Abmessungen der Aufnahmebereiche so beschaffen sind, dass im eingesetzten Zustand der Magnete in die Aufnahmebereiche und im eingesetzten Zustand der Doppelmagnethalterung in dem Kolben die Magnete spielfrei am Grundkörper in der für den Betrieb nötigen Position gehalten sind.
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Nachteilig am Stand der Technik ist, dass der radiale Bauraum für einen Kupplungsausrücker dieser Art sehr begrenzt ist, die meisten Sensorsysteme jedoch als separate Einheit in radialer Richtung an dem Ausrücksystem montiert werden. Hierfür bietet die noch unveröffentlichte
DE 10 2017 117 279.3 bereits eine Alternative, um radialen Bauraum zu sparen und den in axialer Richtung zur Genüge vorhandenen Bauraum für das Sensorsystem zu verwenden. Jedoch ist hierbei nachteilig, dass die Magnete kolbenfest sind und dadurch zu einem höheren Dichtungsverschleiß führen können, weil sich der Kolben relativ zum Gehäuse nicht verdrehen darf, da sonst die Positionserfassung mittels des Sensors nicht mehr möglich ist.
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Als nächstliegender Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird die
DE 20 2006 014 024 U1 betrachtet. Der dort beschriebene Zentralausrücker für eine hydraulische Einzelkupplung umfasst einen Sensor zur Erfassung einer axialen Position eines Kolbens relativ zu einem Gehäuse, wobei der Sensor stationär am Gehäuse angebracht ist und mit einem Magneten zusammenwirkt, der zur Mitnahme durch den Kolben bei dessen axialer Verschiebung mit diesem axial spielfrei, aber in Umfangsrichtung verschiebbar verbunden ist. Die Druckschrift zeigt jedoch keine Möglichkeit auf, eine entsprechende Anordnung auch für Doppelkupplungen vorzusehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern, und insbesondere einen Kupplungsausrücker für Doppelkupplungen anzugeben, bei dem der radiale Bauraum gering gehalten werden kann und die Sensorgenauigkeit zur Positionsbestimmung der Kolben hoch ist. Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem gattungsgemäßen Kupplungsausrücker erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein zweiter hohlzylinderartiger Kolben konzentrisch zum Gehäuse nach Art eines Doppel-CSC angeordnet ist, wobei im oder am Gehäuse ein zweiter Sensor festgelegt ist, der zur Positionserfassung eines zweiten Magneten ausgelegt ist, wobei der Magnet in einer zweiten Magnethalterung aufgenommen ist, wobei die beiden Magnete (7) zueinander und die beiden Sensoren (6) zueinander in Umfangsrichtung in unterschiedlichen Winkeln zu einer durch den Mittelpunkt des Kupplungsausrückers verlaufenden gedachten Horizontalen angeordnet sind, wobei jeder Magnet (7) dem jeweiligen Sensor (6) in Radialrichtung gegenüberliegt.
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Dabei ist es möglich, dass sich der Kolben in Umfangsrichtung verdrehen kann, ohne dass dies zu einer Positionsänderung der Magnete in Umfangsrichtung führt. Dadurch wird der Verschleiß, insbesondere an den Dichtungen, die den Druckraum abdichten, reduziert.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht. Gemäß der Erfindung ist die Magnethalterung derart am Gehäuse angebunden, dass zwischen dem Gehäuse und der Magnethalterung eine Relativbewegung in Umfangsrichtung ausgeschlossen und in axialer Richtung ermöglicht ist.
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Somit kann sich die Magnethalterung bzgl. des Gehäuses in Axialrichtung bewegen, um die Axialbewegung des Kolbens mit ausführen zu können, jedoch ist ihre Position in Umfangsrichtung eindeutig definiert, wodurch der Magnet dem Sensor immer gegenüberliegt. Dadurch ist sichergestellt, dass die Positionsänderung des Kolbens über den Magnet von dem Sensor erfasst werden kann.
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Die Erfindung sieht vor, dass ferner ein zweiter hohlzylinderartiger Kolben konzentrisch zum Gehäuse nach Art eines Doppel-CSC angeordnet ist. Das bedeutet, dass ein zweiter hohlzylinderartiger Kolben relativ axial verlagerbar an dem Gehäuse und konzentrisch zu dem ersten Kolben angeordnet ist, um ein zweites Ausrücklager zu verschieben, wobei zwischen dem Gehäuse und dem zweiten Kolben ebenfalls ein Druckraum vorhanden ist, der in Abhängigkeit von seiner Befüllung eine Verschiebung des zweiten Kolbens relativ zum Gehäuse bewirkt. Hierbei ist es üblich, dass ein Kolben innerhalb und ein Kolben außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Diese Ausführungsform entspricht bspw. der eines Doppel-CSCs und dient bspw. zur Betätigung einer Doppelkupplung.
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Gemäß der Erfindung ist im oder am Gehäuse ein zweiter Sensor festgelegt, der zur Positionserfassung eines zweiten Magneten ausgelegt ist, wobei der Magnet in einer zweiten Magnethalterung aufgenommen ist. Dabei ist der Magnet derart am zweiten Kolben angebunden, dass zwischen dem zweiten Kolben und der zweiten Magnethalterung eine Relativbewegung in Axialrichtung ausgeschlossen und in Umfangsrichtung ermöglicht ist.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn der Magnet bzw. die Magnete als Doppelmagnet/e ausgebildet ist/sind. Durch den Einsatz von Doppelmagneten kann die Genauigkeit für die Positionserfassung des Kolbens erhöht werden.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn die Sensoren in einem gemeinsamen Sensorgehäuse aufgenommen sind. Dies vereinfacht den Einbau in das Gehäuse, da die Sensoren nicht einzeln positioniert und festgelegt werden müssen.
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Weiter ist es von Vorteil, wenn die Magnethalterung/en mittels im Gehäuse vorhandenen Schienen in ihrer Axialbewegung geführt ist/sind. Dadurch wird zum einen ein Verkippen der Magnethalterungen verhindert und zum anderen wird somit die Position in Umfangsrichtung eindeutig definiert.
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Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Führung in Schienen mittels einer T-Form oder Schwalbenschwanzform ausgeführt ist. Dadurch ist die Ausrichtung der Magnete bzw. der Magnethalterungen beim Einbau eindeutig vorgegeben. Darüber hinaus eigenen sich diese Formen insbesondere für eine Axialführung.
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Als besonders vorteilhaft herausgestellt hat es sich, wenn die jeweilige Magnethalterung mit dem jeweiligen Kolben über einen Formschluss verbunden ist. Ein Formschluss hat den Vorteil, dass die Montage bzw. der Zusammenbau relativ einfach ist und durch die Form auch gleichzeitig eine bestimmte Ausrichtung der beiden zu verbindenden Teil zueinander vorgegeben werden kann. Darüber hinaus kann ein Formschluss reversibel ausgeführt sein, was eine etwaige Demontage einfach macht.
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Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Formschluss als eine Schnappverbindung oder eine Clip-Verbindung ausgebildet ist. Eine solche Form des Formschlusses ist einfach zu montieren und kann ggf. für eine Demontage auch einfach wieder gelöst werden.
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Weiter ist es hierbei von Vorteil, wenn der Kolben eine umlaufende Nut aufweist, die als „Negativgeometrie“ des Formschlusses dient, das heißt, in die ein Clip oder eine Nase der jeweiligen Magnethalterung für eine Schnappverbindung eingreift. Eine solche Nut ist einfach zu fertigen und ermöglicht die gewünschte Relativbewegung in Umfangsrichtung zwischen dem jeweiligen Kolben und der entsprechenden Magnethalterung.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der/die Magnet/e unterhalb des jeweiligen Druckraums angeordnet ist/sind. Dadurch kann der in Axialrichtung verfügbare Bauraum optimal genutzt werden und Bauraum in radialer Richtung reduziert werden.
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Erfindungsgemäß sind die Magnete und die Sensoren in Umfangsrichtung betrachtet jeweils versetzt zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass die beiden Magnete bzw. die beiden Sensoren in Umfangsrichtung in unterschiedlichen Winkeln zu einer durch den Mittelpunkt des Kupplungsausrückers verlaufenden gedachten Horizontalen angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, die Magnete bzw. die Sensoren in radialer Richtung gesehen quasi auf dem gleichen Radius anzuordnen. Somit wird bei dem Doppel-CSC im Vergleich zum Einfach-CSC kein zusätzlicher radialer Bauraum benötigt.
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Für die Montage hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der/die Magnet/e und der/die zugehörige/n Sensor/en von der ausrücklagerfernen Seite in Axialrichtung in das Gehäuse eingebracht sind. Dadurch ist deren Montage unabhängig von der Montage des/der Kolben/s.
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Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, dass der axiale Bauraum unterhalb des Druckraums für die Platzierung der Magnete und Sensoren verwendet wird. Dies ist nur möglich, wenn je ein Kolben je eine Druckwand ausbildet. Die Sensoren werden am Umfang versetzt angebracht, d.h. die Sensoren befinden sich in einem unterschiedlichen Winkel zum Mittelpunkt. Das bedeutet, dass die Sensoren in Umfangsrichtung gesehen zueinander versetzt angeordnet sind. Dadurch werden Einflüsse der Magneten am gegenüberliegenden Kolben auf den Sensor minimiert. Die Montage des Magnethalters und der Sensoren, welche beide in einem Sensorgehäuse montiert sind, erfolgt axial von der gegenüberliegenden Seite, von der die Kolben montiert werden. Daher benötigt man eine Schnappverbindung, wobei theoretisch auch eine Einpressverbindung oder eine stoffschlüssige Verbindung, z.B., Ultraschallschweißen oder Verkleben, möglich sind, um die geführten Doppelmagnethalter mit dem Kolben zu verbinden. Bei dieser Anordnung können beide Sensoren in einem Gehäuse montiert und mit einem Kabel versorgt werden.
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Dadurch, dass die beiden Magnethalter unabhängig vom Kolben geführt werden und nur eine axiale Anbindung besteht, kann der Kolben weiterhin frei rotieren, was zu einem geringeren Dichtungsverschleiß führt. Außerdem ist die Sensorgenauigkeit zur Positionsbestimmung höher, da die Führung des Magnethalters nicht über mehrere Teile geht und so die Positionierung des Magnets genauer definiert ist. Das heißt, die dynamischen mechanischen Toleranzen in allen sechs Freiheitsgraden sind geringer.
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Man kann also auch sagen, dass vorgeschlagen wird, die Doppelmagnete für die Positionserfassung des Kolbens einer Doppelkupplungs-CSC unterhalb der Druckräume anzubringen. Die Magnete sind jeweils in einem Clip eingebettet, der wiederum über einen Formschluss / Schnapphaken / Clip oder dergleichen mit dem Kolben verbunden ist. Der Kolben bildet die Druckraumwand. Radial zwischen den Clips befindet sich der Sensor.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Figuren näher erläutert, in denen unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigen:
- 1 eine geschnittene Explosionsdarstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform des Kupplungsausrückers;
- 2 eine Ansicht von unten des Kupplungsausrückers der ersten beispielhaften Ausführungsform;
- 3 den Schnitt III-III aus 2; und
- 4 die Schnittansicht des Schnitts IV-IV in 2.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Sie sind also untereinander austauschbar.
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1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Kupplungsausrückers 1 in einer Explosions- und Längsschnittdarstellung. Der Kupplungsausrücker 1 weist ein Gehäuse 2 sowie zwei Kolben 3 auf. Jeder der Kolben 3 befindet sich in Anlage mit jeweils einem Ausrücklager 4 und dient dazu, diese zur Betätigung einer Kupplung (nicht dargestellt) in Axialrichtung zu verschieben. Jeder der Kolben 3 bildet mit dem Gehäuse 2 einen Druckraum 5 (siehe 3) aus. Dieser kann mit einem Druckmedium befüllt und dadurch mit Druck beaufschlagt werden, was zu einer Axialbewegung des jeweiligen Kolbens 3 und somit des Ausrücklagers 4 führt.
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In 2 ist zu erkennen, dass der Kupplungsausrücker 1 ferner über zwei Sensoren 6 verfügt, wovon jeder zur Positionserfassung eines Magneten 7 (siehe auch 1) dient. Die Magnete 7 sind jeweils in einer Magnethalterung 8 aufgenommen. Die Sensoren 6 sind in einem gemeinsamen Sensorgehäuse 9 aufgenommen. Aus 2 wird ersichtlich, dass die beiden Sensoren 6 in dem Sensorgehäuse 9 in der Umfangsrichtung U des Kupplungsausrückers 1 gesehen versetzt zueinander angeordnet sind. Darüber hinaus ist einer der Sensoren 6 zu dem in Radialrichtung gesehen äußeren Magneten 7 ausgerichtet, wohingegen der andere Sensor 6 in Richtung zu dem radial innenliegenden Magneten 7 ausgerichtet ist. Die hier gezeigte Ausführungsform des Kupplungsausrückers 1 ist ein so genannter Doppel-CSC 10, das heißt, ein Concentric Slave Cylinder zur Betätigung von bspw. einer Doppelkupplung. Aus den 1, 3 und 4 wird ersichtlich, dass das Gehäuse 2 in der hier gezeigten Ausführungsform zwischen den beiden zueinander konzentrischen Kolben 3, 3 angeordnet ist. Somit bildet das Gehäuse 2 mit jedem der Kolben 3 jeweils einen Druckraum 5 aus. Der jeweilige Druckraum 5 ist über Dichtungen 11 abgedichtet, wobei pro Druckraum jeweils eine kolbenfeste Dichtung 12 und eine gehäusefeste Dichtung 13 vorgesehen sind. In dem Gehäuse 2 ist eine Tasche 14 (siehe 1) ausgebildet, die zur Aufnahme des Sensorgehäuses 9 dient. Darüber hinaus weist das Gehäuse 2 Führungen bzw. Schienen 15 auf, in denen die Magnete 7 in ihren Magnethalterungen 8 in Axialrichtung geführt sind. Darüber hinaus sind die Schienen 15 so ausgebildet, dass eine Relativbewegung in Umfangsrichtung des Kupplungsausrückers 1 der Magnete 7 bzgl. des Gehäuses 2 unterbunden wird (siehe auch 2). Die Magnete 7 sind in der hier gezeigten Ausführungsform als Doppelmagnete 16 ausgeführt.
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Die Kolben 3 weisen an ihrem ausrücklagerfernen, axialen Ende eine umlaufende Nut 17 auf, wobei die Nut 17 bei dem radial innenliegenden Kolben 3 am Außendurchmesser verläuft und beim radial außenliegenden Kolben 3 am Innendurchmesser verläuft. Die Magnete 7 sind in der Magnethalterung 8 bspw. formschlüssig oder stoffschlüssig eingebettet. Die Magnethalterungen 8 weisen eine Form auf, welche zur Form der Schiene 15 passt, sodass die Magnethalterungen 8 in Axialrichtung A des Kupplungsausrückers 1 gesehen geführt verschiebbar sind, sich jedoch in Umfangsrichtung nicht verschieben und in Radialrichtung nicht verkippen können.
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Darüber hinaus weisen die Magnethalterungen 8 an einem axialen Ende eine Verlängerung 18 auf, welche an ihrem freien Ende über eine Nase 19 verfügt. Zusammen können diese Verlängerung 18 und die Nase 19 als eine Schnappvorrichtung 20 bezeichnet werden. Hierbei ist die Nase 19 so ausgebildet, dass sie in die jeweilige Nut 17 des Kolbens 3 formschlüssig eingreift. Dadurch ist die Magnethalterung 8 mit dem jeweiligen Kolben 3 so verbunden, dass eine axiale Verschiebung des Kolbens 3 auch zu einer axialen Verschiebung des Magneten 7 bzw. Magnethalterung 8 führt. Hierbei ermöglicht die umlaufende Nut 17, dass sich der Kolben 3 bzgl. der Magnethalterung 8 in Umfangsrichtung verdrehen kann, ohne dass sich die Magnethalterung 8 mitdreht. Die Anordnung und Verbindung der Magnethalterungen 8 mit dem Kolben 3 wird durch die Schnitte III-III in 3 bzw. IV-IV in 4 verdeutlicht.
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Alternativ kann die Schnappvorrichtung 20 auch als ein Clip ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsausrücker
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kolben
- 4
- Ausrücklager
- 5
- Druckraum
- 6
- Sensor
- 7
- Magnet
- 8
- Magnethalterung
- 9
- Sensorgehäuse
- 10
- Doppel-CSC
- 11
- Dichtung
- 12
- kolbenfeste Dichtung
- 13
- gehäusefeste Dichtung
- 14
- Tasche
- 15
- Führung/Schiene
- 16
- Doppelmagnet
- 17
- Nut
- 18
- Verlängerung
- 19
- Nase
- 20
- Schnappvorrichtung
- U
- Umfangsrichtung
- A
- Axialrichtung
