DE4444068A1

DE4444068A1 - Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem

Info

Publication number: DE4444068A1
Application number: DE19944444068
Authority: DE
Inventors: Arbogast Dipl Ing Dr Grunau; Peter Dipl Ing Schaaf; Joachim Barthel
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1994-12-10
Filing date: 1994-12-10
Publication date: 1996-06-13

Description

Die Erfindung betrifft ein wellengeführtes hydraulisches Kupplungsaus rücksystem für eine Reibungskupplung in einem Fahrzeug gemäß den oberbegriffsbildenden Merkmalen von Anspruch 1.

Ein derartiges hydraulisches Kupplungsausrücksystem zum wahlweisen Trennen oder Verbinden von zwei Wellen ist aus der DE-A 29 47 242 bekannt. Der Aufbau sieht vor, daß auf der einen Welle eine Kupplungs scheibe drehfest angeordnet ist. Die andere Welle ist fest mit einem Schwungrad verbunden, welches ein die Kupplungsscheibe und das Kupp lungsausrücksystem aufnehmendes Gehäuse trägt. Das Gehäuse umschließt einen Druckraum, in dem ein Ringkolben axial verschiebbar geführt ist, der sowohl gegenüber der Welle als auch gegenüber dem Gehäuse abge dichtet ist. Zwischen dem Ringkolben und der Kupplungsscheibe ist eine Anpreßplatte angeordnet, die über eine Verzahnung drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Gehäuse verbunden ist. Der Druckraum ist mit einer Zuleitung für das Druckmedium versehen. Konzentrisch zum Gehäuse ist ein Ringzylinder angeordnet, der außerdem die Kupplungsscheibe umgreift und der mit dem Gehäuse einen weiteren Zylinderraum bildet. Das Gehäuse ist damit zwischen zwei Druckräumen axial verschiebbar. Das bekannte Kupplungsausrücksystem weist einen viele Bauteile um fassenden Aufbau auf, der außerdem hohe Herstellkosten verursacht, einen radial großen Bauraum beansprucht und ein hohes Eigengewicht besitzt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kupplungsausrücksystem zu schaffen, das:

- vereinfacht gestaltete und kostengünstig herstellbare Bauteile umfaßt;
- einen geringen Teileumfang aufweist;
- den Bauraum reduziert und eine einfache Montage ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Kennzeichnungs teilen der Patentansprüche 1 und 2 aufgeführten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß ist nach Anspruch 1 ein Gehäuse vorgesehen, das einen Druckraum vollständig umschließt und unmittelbar im Bereich einer Durchmesserstufung auf einer Eingangswelle geführt ist. Die Erfindung nach Anspruch 2 sieht eine drehfest mit der Welle verbundene, eine Durchmesserstufung aufweisende Innenhülse auf, auf der das den Druck raum vollständig umschließende Gehäuse geführt ist.

Dieser Aufbau dieser erfindungsgemäßen Kupplungsausrücksysteme ver ringert den erforderlichen Teileumfang, da das Ausrücksystem im we sentlichen aus einem einteiligen Gehäuse besteht, das alle Funktionen erfüllt. Das zur Krafterzeugung erforderliche Druckmedium gelangt dabei von einer Druckmittelquelle in den innerhalb des Gehäuses be findlichen Druckraum. Die Welle, die das Getriebe mit der Reibungs kupplung verbindet stellt dabei eine Längsführung für das Gehäuse dar, wobei dieses zur Abkopplung der Längs- und Drehbewegung entsprechend auf der Welle geführt ist.

In vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Gehäuse mit einem Bauteil alle Grundfunktionen eines hydraulischen Kupplungsaus rücksystems, die umfassen: eine Kraftübertragung, verbunden mit einer Längsbewegung, die ein wechselweises Trennen oder Verbinden von zwei Wellen, d. h. der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit einer Getriebewelle ermöglichen. Bedingt durch eine Durchmesserstufung der Welle oder der Innenhülse innerhalb des Druckraums stellt sich bei einer Druckbeaufschlagung des Druckraums eine Axialkraftkomponente ein, die eine Verschiebung des Gehäuses in Richtung der Reibungskupp lung auslöst. Die einfach realisierbare Durchmesserstufung ist durch eine mechanische Bearbeitung der Getriebewelle oder durch eine kosten günstig herstellbare, auf der Getriebewelle angeordnete Innenhülse darstellbar. Damit ergibt sich ein vorteilhaft kostengünstiges bau raum- und bauteileoptimiertes Kupplungsausrücksystem, das gegenüber bekannten Lösungen gewichtsreduziert ist und zudem eine einfache Montage ermöglicht. Der erfindungsgemäße Aufbau begünstigt außerdem die Lebensdauer des mit dem Gehäuse unmittelbar verbundenen Wälzla gers.

In einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 besitzt der Druckraum eine Innenkontur, die bei einer Anlage des Gehäuses am Getriebegehäuse ein axiales Überstandsmaß aufweist. Damit ist sicher gestellt, daß der Größtdurchmesser des Druckraums unabhängig von der Stellung des Gehäuses zumindest einen Teilbereich des im Durchmesser reduzierten Wellenabschnittes oder der Innenhülse überdeckt. Diese Anordnung gewährleistet Differenzflächen, die erforderlich sind zur Erzielung einer Längsbewegung des Gehäuses, d. h. Axialverschiebung auf der Eingangswelle.

Zur Funktionsgewährleistung der Erfindung ist das Gehäuse gemäß An spruch 4 mit Dichtungen zwischen der Welle bzw. der Innenhülse und dem Gehäuse versehen, die eine sichere Abdichtung des Druckraums sowohl bei einer Längsbewegung des Gehäuses als auch gegenüber der rotieren den Welle bzw. dem rotierenden Innengehäuse sicherstellen.

Es ist zweckmäßig nach Anspruch 5 als Dichtung Kompaktdichtringe einzusetzen, die sich in der Hydraulik bewährt haben und eine hohe Dichtgüte auch bei kurzzeitig auftretenden Druckspitzen oder Stoßbela stungen sicherstellen sowie für Dreh- und/oder Längsbewegungen der abzudichtenden Bauteile geeignet sind. Alternativ dazu bietet es sich an, speziell ausgestaltete Wellendichtringe zur Druckraumabdichtung vorzusehen.

Gemäß Anspruch 6 ist dem Kompaktdichtring ein O-Ring als weitere Dich tung vorgelagert. Diese zum Abbau von Druckspitzen dienende Dichtung stellt eine weitere verbesserte Druckraumabdichtung her.

Der Erfindungsgedanke nach Anspruch 7 sieht eine unmittelbare Anbin dung eines Lagers, insbesondere eines Kupplungsausrücklagers am Gehäuse vor und unterstreicht damit die kompakte Bauform des Kupp lungsausrücksystems.

Gemäß Anspruch 8 ist es zweckdienlich, die für die Funktion des Kupp lungsausrücksystems erforderliche Verdrehsicherung zwischen dem Ge triebegehäuse und dem Gehäuse vorzusehen. Die Verdrehsicherung ist dabei so gestaltet, daß diese unabhängig von der Position des Gehäuses gewährleistet ist.

Der Erfindungsgedanke nach Anspruch 9 sieht vor, daß die Druckmittel leitungen oder die Druckmittelschläuche, über die der Druckraum des Kupplungsausrücksystems mit einem Druckfluid beaufschlagbar ist, als Verdrehsicherung dienen. Diese Ausgestaltung benötigt keine separaten Bauteile und schafft damit eine kostenneutrale Verdrehsicherung.

Zur Erreichung einer vollständigen Füllung des Hydrauliksystems ist nach Anspruch 10 der Druckraum neben einem Anschluß für einen Druck mittelzufluß mit einem weiteren Anschluß versehen, über den bei einem Wechsel der Hydraulikflüssigkeit der Druckraum und damit das gesamte Hydrauliksystem entlüftet oder geleert werden kann.

Nach Anspruch 11 ist es zweckmäßig, eine Wälz- oder Gleitlagerung zwischen der Welle bzw. der Innenhülse und dem Gehäuse vorzusehen. In vorteilhafter Weise bietet sich dazu eine Linearwälzlagerung zur Erreichung einer reibungsmindernden Führung des Gehäuses auf der Welle bzw. der Innenhülse an.

Nach Anspruch 12 ist vorgesehen, das Gehäuse rotationssymmetrisch zu gestalten zur Erreichung einer kostengünstig herstellbaren Baumform. Gemäß dem Anspruch 10 ist ein durch Tiefziehverfahren spanlos her stellbares Gehäuse vorgesehen. Alternativ bietet es sich an, das Gehäuse als Gußteil herzustellen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von drei Ausführungsbeispielen in insgesamt drei Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kupplungsausrücksystem in einem Längsschnitt;

Fig. 2 ein der Fig. 1 vergleichbares Kupplungsausrücksystem, bei dem das Gehäuse wälzgelagert auf der Eingangswelle geführt ist;

Fig. 3 ein Kupplungsausrücksystem, das in einer Einbaulage dargestellt ist.

Das in Fig. 1 abgebildete Kupplungsausrücksystem Ia weist ein rota tionssymmetrisch gestaltetes, eine Welle 2 koaxial umschließendes Gehäuse 3a auf, an dessen einer Stirnseite 4 ein Kupplungsausrücklager 5 lagefixiert ist und das mit der vom Kupplungsausrücklager 4 abge wandten Stirnseite 6 an einem Getriebegehäuse 16 abgestützt ist. Die mit einer Durchmesserstufung 7 versehene, ein Getriebe mit einer Reibungskupplung verbindende Welle 2 tritt dabei an beiden Stirnseiten 4, 6 aus dem Gehäuse 3a aus. Das Gehäuse 3a weist einen Druckraum 9 auf, der durch eine sich zur Stirnseite 6 aufweitende Stufenbohrung 8 gebildet ist und dabei eine zur Welle 2 radial beabstandete Kontur mit einem kreisringförmigen Querschnitt besitzt. Dabei ist ein radialer Versatz an der Stufe 10 der Stufenbohrung 8 angepaßt an den der Durch messerstufung 7 der Welle 2. Zur Abdichtung des Druckraums 9 sind Dichtringe 11, 12 in die Stufenbohrung 8 jeweils endseitig eingesetzt, die sowohl eine ausreichende Abdichtung gegenüber der rotierenden Welle 2 als auch gegenüber dem längsbeweglichen Gehäuse 3a sicher stellen. Der Druckraum 9 ist über einen Anschluß 13 mit einem Druck mittel beaufschlagbar, wobei eine Verbindung zwischen einer Druck mittelquelle und dem Anschluß 13 über eine elastische Leitung 14 erfolgt, die einer Längsbewegung des Gehäuse 3a folgen kann.

Eine gewünschte Axialbewegung des Gehäuses 3a in Pfeilrichtung bei einer Druckbeaufschlagung des Druckraums 9 erfolgt aufgrund der unter schiedlich dimensionierten, vom Druck beaufschlagten Flächen. Die beaufschlagten Flächen können durch die Durchmesserverhältnisse be stimmt werden:

wobei das sich ergebende Maß A < ist als das Maß B, analog zu den sich dabei einstellenden Flächenquerschnitten. Proportional zur Flächendif ferenz stellen sich die Kräfte ein, d. h. es ergibt sich eine in Pfeilrichtung wirkende Verstellkraft, die die Kraft der Kupplungs federzungen 15 überwindend das Gehäuse 3a verschiebt. Ein nach lassen der Druck im Druckraum 9a bewirkt, daß die Rückstellkraft der Kupp lungsfederzunge 15 das Gehäuse 3a wieder zurückschiebt, so daß die Reibungskupplung wieder eingekuppelt wird. Zur Schaffung einer Ver drehsicherung 17 zwischen dem Gehäuse 3a und dem Getriebegehäuse 16 sind auf der Mantelfläche des Gehäuses 3a im Bereich der Stirnseite 6 zwei parallel beabstandete Nocken vorgesehen, in die ein am Getriebe gehäuse 16 angeordneter Anschlag greift. Damit diese Verdrehsicherung auch bei einer Axialverschiebung des Gehäuses 3a sichergestellt ist, besitzt der am Getriebegehäuse 16 befindliche Anschlag eine axiale Länge, die größer ist als die maximale Längsverschiebung des Gehäuses 3a.

In weiteren Ausführungsbeispielen (Fig. 2 und Fig. 3) eines erfin dungsgemäßen Kupplungsausrücksystem 1b, 1c sind die mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmenden Bauteile mit gleichen Bezugs ziffern versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die Aus führung zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann.

Im Unterschied zu Fig. 1 ist in dem Kupplungsausrücksystem 1b gemäß Fig. 2 die Welle im Gehäuse 3b wälzgelagert. Unter Beibehaltung der äußeren Abmessungen weist das Gehäuse 3b einen Druckraum 9b auf, der eine geringere axiale Erstreckung besitzt. Der gestuft gestaltete Druckraum 9b wird jeweils in Längsrichtung begrenzt von Wandungen 20, 21 des Gehäuses 3b, die unter Einhaltung eines Ringspaltes 24, 25 bis zur Mantelfläche der Welle 2 reichen. Die Wandungen 20, 21 dienen an der vom Druckraum 9b abgewandten Seite jeweils als Anlage für die Dichtringe 11, 12. Die jeweils von den Stirnseiten 4, 6 in zylindri sche Ausnehmungen 22, 23 eingesetzten Dichtringe 11, 12 sind dabei zur Erreichung einer reibungsmindernden Führung des Gehäuses 3b auf der Welle 2 einem Wälzlager 18, 19 nebengeordnet. Die Wälzlager 18, 19 sind dabei so ausgelegt, daß diese sowohl eine Axialbewegung des Gehäuses 3b auf der Welle 2 als auch eine Drehbewegung der Welle 2 zulassen. Zur Erreichung einer verbesserten Abdichtung ist in jeder Wandung 20, 21 ein zusätzlicher auf der Welle 2 mit geringer radialer Vorspannung anliegender O-Ring 26, 27 vorgesehen, der zum Abbau von Druckspitzen dient und damit die Abdichtung der Dichtringe 11, 12 unterstützt.

Das in Fig. 3 abgebildete Kupplungsausrückssystem 1c zeigt eine Innenhülse 28, die kraft- oder formschlüssig auf der Welle 2 befestigt ist und die zur Schaffung von unterschiedlich dimensionierten Druck flächen eine radial nach außen gerichtete Durchmesserstufung 29 auf weist. Zur Erreichung einer kostengünstigen Fertigung sind die Innen hülse 28 und das Gehäuse 3c durch ein Tiefziehverfahren spanlos her stellbar. Die Innenhülse 28 wird über die gesamte Länge vom Gehäuse 3c koaxial umschlossen, wobei sich dabei auf der zum Getriebegehäuse 16 gerichteten Seite ein Druckraum 9c bildet. Im Unterschied zu dem Druckraum 9a in Fig. 1 weist der Druckraum 9c neben dem Anschluß 13 einen weiteren Anschluß 30 auf, der zur Entlüftung des Druckmittel kreislaufs oder bei einem Wechsel des Druckmittels zum Ablauf benutzt werden kann.

Bezugszeichenliste

1a Kupplungsausrücksystem
1b Kupplungsausrücksystem
1c Kupplungsausrücksystem
2a Welle
2b Welle
2c Welle
3a Gehäuse
3b Gehäuse
3c Gehäuse
4 Stirnseite
5 Kupplungsausrücklager
6 Stirnseite
7a Durchmesserstufung
7b Durchmesserstufung
8 Stufenbohrung
9a Druckraum
9b Druckraum
9c Druckraum
10 Stufe
10c Stufe
11 Dichtring
12 Dichtring
13 Anschluß
14 Leitung
15 Kupplungsfeder
16 Getriebegehäuse
17 Verdrehsicherung
18 Wälzlager
19 Wälzlager
20 Wandung
21 Wandung
22 Ausnehmung
23 Ausnehmung
24 Ringspalt
25 Ringspalt
26 O-Ring
27 O-Ring
28 Innenhülse
29 Durchmesserstufung
30 Anschluß

Claims

1. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem für eine Reibungskupplung in einem Fahrzeug, umfassend ein Gehäuse des Aus rücksystems, das radial beabstandet eine Welle koaxial umschließt, wobei das abgedichtet auf der Welle geführte, axial verschiebbare Gehäuse einen Druckraum begrenzt, der zur Axialverschiebung des Gehäu ses über einen Anschluß von einem Druckmittel beaufschlagt werden kann, gekennzeichnet durch ein einteiliges, den gesamten Druckraum (9a, 9b) umschließendes Gehäuse (3a, 3b), das auf der Welle (2a) im Bereich einer Durchmesserstufung (7a, 7b) geführt ist.

2. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine drehfest mit der Welle (2c) verbundene, eine Durchmesserstufung (29) aufweisende Innen hülse (18), auf der das den Druckraum (9c) vollständig umschließende Gehäuse (3c) geführt ist.

3. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Druckraum (9a, 9b, 9c), der eine an die Durchmesserstufung (7a, 7b, 29) angepaßte Innenkontur aufweist, wobei das Gehäuse (3a, 3b, 3c) eine Stufe (10, 10c) bildet, die bei einer Anlage des Gehäuses (3a, 3b, 3c) an einem Getriebegehäu se (16) mit einem Überstandsmaß "X" zur Durchmesserstufung (7a, 7b, 29) angeordnet ist.

4. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch Dichtungen (11, 12) zwischen der Welle (2) bzw. der Innenhülse (28) und dem Gehäuse (3a, 3b, 3c), die einer Längs- und/oder Drehbewegung standhalten.

5. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtung (11, 12) ein Kompaktdicht ring vorgesehen ist.

6. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Dichtungen (11, 12) ein O-Ring (26, 27) vorangestellt ist, der in einer Umlaufnut einer Wandung (20, 21) eingesetzt ist.

7. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (3a, 3b, 3c), an dem stirnseitig zur Reibungskupplung zeigend ein Lager angeordnet ist.

8. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Verdrehsicherung (17), die zwischen dem Gehäuse (3a, 3b, 3c) und einem Getriebegehäuse (16) vorgesehen ist.

9. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über Druckmittelleitungen oder Druckmittelschläuche eine Verdrehsicherung erreichbar ist.

10. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3c) für einen Druckmittel zufluß über einen Anschluß (13) verfügt und zur Entlüftung oder Ent leerung des Druckraums (9c) einen Anschluß (30) aufweist.

11. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wälz- oder Gleit lagerung zwischen der Eingangswelle (2) bzw. Innenhülse (28) und dem Gehause (3a, 3b, 3c) vorgesehen ist.

12. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (3a, 3b, 3c) und eine Innenhülse (28), die weitestgehend rotationssymmetrisch gestaltet sind.

13. Wellengeführtes hydraulisches Kupplungsausrücksystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein spanloses Tiefziehverfahren zur Herstellung des Gehäuses (3c) und der Innenhülse (28) vorgesehen ist.