WO2023073017A1 - Zentralausrücker zur pneumatischen betätigung einer reibungskupplung - Google Patents

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WO2023073017A1
WO2023073017A1 PCT/EP2022/079931 EP2022079931W WO2023073017A1 WO 2023073017 A1 WO2023073017 A1 WO 2023073017A1 EP 2022079931 W EP2022079931 W EP 2022079931W WO 2023073017 A1 WO2023073017 A1 WO 2023073017A1
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ramp
cylinder
release
central
piston
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PCT/EP2022/079931
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Stephan Hahn
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12—Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D23/14—Clutch-actuating sleeves or bearings; Actuating members directly connected to clutch-actuating sleeves or bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F16D25/082—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member the line of action of the fluid-actuated members co-inciding with the axis of rotation
    • F16D25/083—Actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/12—Details not specific to one of the before-mentioned types
    • F16D25/126—Details not specific to one of the before-mentioned types adjustment for wear or play

Definitions

  • the invention relates to a central slave cylinder for the pneumatic actuation of a friction clutch.
  • Pneumatic concentric slave cylinders are already known in the prior art. These allow actuation of a friction clutch of a drive train. Known concentric slave cylinders often provide a longer stroke than is necessary for an actuation process of a friction clutch. This takes account of wear and tear on the friction clutch over its service life.
  • the object is to provide an alternative central slave cylinder with an adjustment device that is simple in construction, reliable in operation and has a long service life.
  • Such a concentric slave cylinder includes for the pneumatic actuation of a friction clutch
  • release device comprises a cylinder and a piston, which are designed to be axially movable relative to one another and jointly delimit a variable pressure chamber
  • the adjustment device has a first ramp element, a second ramp element, a blocking element and a pretensioning element. wherein a position of the release device on the concentric slave cylinder can be changed via the adjustment device.
  • This central slave cylinder is advantageously suitable for a motor vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • the release device provides the actuating stroke of the concentric slave cylinder, which enables the friction clutch to be actuated.
  • Actuation of the friction clutch corresponds to opening and/or closing of the friction clutch in order to interrupt or establish a power transmission within the drive train.
  • the adjuster provides compensation for friction clutch wear. As a result, an actuation stroke of the release device can be kept to a minimum.
  • the release bearing compensates for the relative rotation between the concentric slave cylinder and the friction clutch and also enables axial power transmission between the central slave cylinder and the friction clutch.
  • One or more elastic elements which can perform different tasks, are advantageously formed on the central slave cylinder. These elastic elements are also referred to below as first elastic element, second elastic element, third elastic element, etc. With particular advantage, an elastic element provides an axial preload between two components of the concentric slave cylinder.
  • the release device and the adjustment device are advantageously designed as independent devices.
  • Adjusting device not a common component.
  • the disengagement device and the adjustment device are advantageously designed separately from one another.
  • the adjustment device and release device are arranged next to one another, or components of the adjustment device and release device are in contact, at least in one of several operating states.
  • the pressure chamber is sealed off from the environment by one or more sealing elements.
  • a sealing element is preferably arranged on the cylinder or the piston.
  • Filling the pressure chamber with a fluid, for example Compressed air, provides relative axial movement between the cylinder and the piston. This relative movement enables the friction clutch to be actuated.
  • variable length of the adjustment device allows the position of the release device to be changed.
  • the position change takes place depending on the wear of the friction clutch. This ensures that the central slave cylinder with a release device that has a minimal actuating stroke is functional over the entire service life of the friction clutch.
  • a dead volume of the release device is kept particularly low due to the minimal actuation stroke, as a result of which a quick, direct and precisely controllable actuation of the friction clutch is provided.
  • the first ramp element forms a first ramp formation which interacts with a second ramp formation which is formed on the second ramp element.
  • the ramp formations correspond to one another and are designed in such a way that a relative rotation of the ramp elements to one another when the ramp formations are in contact with one another provides a change in an effective length of the adjustment device.
  • the ramp formations are favorably supported on one another in a rotationally symmetrical manner. This means that even when the ramp elements rotate relative to one another, there is no tilting of the ramp elements relative to one another. By way of example, this is provided on each of the ramp elements via a plurality of circular ramps which are arranged circumferentially adjacent to one another.
  • the ramps are advantageously designed to be essentially identical to one another.
  • a blocking element is designed to block and release via a relative rotation between the first ramp element and the second ramp element.
  • the blocking element usually blocks the relative rotation, the blocking preferably being released as a function of wear and for a short time for adjustment. It is advantageously released via the release device or a component of the release device which interacts with the blocking element.
  • the biasing member provides a biasing force between the first ramp member and the second ramp member. If the When locking, a relative rotation is initiated, which results in a change in the effective length of the adjustment device. After sufficient adjustment has taken place, the blocking element blocks relative rotation again.
  • the adjustment device enables a compact configuration of the release device with the shortest possible actuating stroke.
  • the individual devices have a compact and simple structure, which means that the concentric slave cylinder has a long service life.
  • a dead volume of the release device is also kept low, as a result of which a fast, direct and precise control of the release process is provided.
  • the cylinder or the piston is designed to be essentially stationary on the release device.
  • Stationary means that during a disengagement movement, the stationary component performs essentially no movement during an actuation process, with the corresponding other component providing the relative movement, which is transmitted to the friction clutch via the release bearing.
  • the central slave cylinder can be designed as a normal central slave cylinder, in which the piston carries out the relative movement, or as an inverted central slave cylinder, in which the cylinder carries out the relative movement.
  • the stationary cylinder or the stationary piston is supported axially on the adjusting device during an actuation process.
  • the cylinder is advantageously designed in several parts.
  • the cylinder comprises a cylinder pot intended to cooperate with the piston and a hub providing guidance of the cylinder on the housing.
  • the piston is formed at a
  • Actuation of the concentric slave cylinder has a substantially stationary position to keep, wherein the cylinder is designed to perform an axial relative movement during an actuation process.
  • an inverted ConAct is particularly advantageous in combination with an adjustment device.
  • the piston has a cavity that allows components of the adjustment device to be accommodated.
  • a particularly compact design of the concentric slave cylinder is possible.
  • the number of components is also particularly small.
  • the central slave cylinder advantageously has a housing which has a guide element and/or a back element.
  • the housing is designed, among other things, to provide a fastening for the concentric slave cylinder within a drive train. It is advantageously fastened to a transmission housing, in particular via the back element.
  • the back element represents a mounting element.
  • the guide element enables the release device, in particular the cylinder, to be supported.
  • the release device, in particular the cylinder is designed to move axially relative to the guide element.
  • the adjustment device is advantageously arranged axially between the release device and a back element of the central release mechanism and/or the adjustment device is arranged axially opposite the release bearing on the release unit.
  • the adjustment device is particularly advantageous since it is usually arranged within the central slave cylinder and the dirt shield of the central slave cylinder. In addition to the compact design, the adjustment device is thus particularly well shielded from dirt in the environment.
  • the first ramp element has a ramp formation that corresponds to a ramp formation of the second ramp element.
  • Ramp formations that correspond to one another enable on the one hand secure support in the axial direction and on the other hand a change in effective length when the ramp elements rotate relative to one another.
  • the prestressing element provides a rotational prestressing force between the first ramp element and the second ramp element.
  • a defined and directionally correct relative rotation of the ramp elements relative to one another is provided by the prestressing force.
  • the anti-rotation lock is released, rapid and reliable relative rotation is provided between the two ramp members.
  • the blocking element is advantageously designed to release and block a relative rotation between the first ramp element and the second ramp element.
  • Such a lock ensures that a relative rotation and thus an adjustment only takes place in defined operating states, in particular when sufficient wear has occurred. An undesired adjustment, for example during an actuation process, is thereby prevented.
  • the blocking element advantageously has a blocking structure which corresponds to a blocking structure of the first ramp element, with engagement of the blocking structures in one another providing a non-rotatable connection between the blocking element and the ramp element.
  • the blocking structures on the blocking element and ramp element provide a secure blocking of the relative rotation of the ramp elements to one another.
  • the locking structures are formed, for example, by toothing.
  • the locking structures allow in particular a non-rotatable connection, which is also designed to be detachable, for example by axial relative movement of Ramp element and locking element, which dissolves an axial engagement of the locking structures with each other.
  • the elastic element is designed to axially prestress the blocking element and the first ramp element, so that the blocking structures engage in one another.
  • the elastic element which is also referred to below as the first elastic element, ensures that the locking structures engage in one another and thus also ensures that the connection is secured against rotation.
  • the disengagement device in particular the cylinder, is advantageously designed to cancel the engagement of the locking structures with one another.
  • the rest position of the disengagement device is determined by the friction clutch when the concentric slave cylinder is at rest.
  • a relative position of the release device in particular of the cylinder, changes when at rest.
  • the rest position of the release device, in particular the cylinder is an indicator of the state of wear of the friction clutch.
  • the release device, in particular the cylinder preferably has an actuating section which is designed to actuate the locking element and to disengage the locking structures by the actuation. As a result, an actuation process can be triggered.
  • the release device in particular the cylinder, is designed to cancel the engagement of the locking structures with one another.
  • the anti-rotation device between the second ramp element and the piston or between the second ramp element and the cylinder is particularly advantageous with an inverted concentric slave cylinder.
  • the anti-rotation device between the second ramp element and the piston which is also referred to as the second anti-rotation device, enables the parts to be supported relative to one another in the circumferential direction.
  • the anti-rotation is achieved by direct contact between the two elements. Indirect support via interposed elements is also possible.
  • the anti-rotation lock provides a non-rotatable connection between the second ramp element and the piston, the non-rotatable connection also being transferrable to the first ramp element via the locking element and the releasable locking structures. In the case of a normal central slave cylinder with a stationary cylinder, it is advantageous to design the anti-rotation device between the cylinder and the second ramp element.
  • the anti-rotation between the blocking element and the piston or the blocking element and the cylinder enables the parts to be supported relative to one another in the circumferential direction.
  • This anti-rotation device is also referred to below as the third anti-rotation device.
  • the anti-rotation is achieved by direct contact between the two elements. Indirect support via interposed elements is also possible.
  • the anti-rotation device between the locking element and the cylinder or the locking element and the piston is preferably formed in addition to an anti-rotation device between the second ramp element and the piston or between the second ramp element and the cylinder. This cascade of anti-rotation locks provides a non-rotatable arrangement of the blocking element relative to the second ramp element.
  • the anti-rotation device between the locking element and the piston is preferably formed with an inverted central slave cylinder.
  • the anti-rotation between the Locking element and the cylinder is preferably formed with a normal central slave cylinder.
  • an anti-rotation device is formed between the housing and the piston or between the housing and the cylinder.
  • the anti-rotation device is also referred to below as the first anti-rotation device.
  • the anti-rotation is achieved by direct contact between the two elements. Indirect support via interposed elements is also possible.
  • the anti-rotation device between the housing and the cylinder or between the housing and the piston is advantageously formed by an anti-rotation device of a sensor device.
  • the anti-rotation device between the housing and the piston is particularly advantageous with a normal central slave cylinder.
  • the anti-rotation between the housing and the cylinder is particularly advantageous with an inverted concentric slave cylinder.
  • the first anti-rotation device supports a drag torque of the release bearing on the piston with a normal releaser or on the cylinder with a reversed releaser, which prevents relative rotation between the piston and cylinder. This increases the service life of the sealing elements.
  • the first rotation lock is optional.
  • the central slave cylinder advantageously has a fluid line device which is designed to supply the pressure chamber with pressure medium.
  • the fluid line device enables the pressure chamber to be filled and vented. Exemplary configurations of such a fluid line device are explained in the description of the figures.
  • FIG. 1 central slave cylinder with adjustment device in cross section
  • FIG. 2 shows a representation of the concentric slave cylinder according to FIG. 1 in a further cross-sectional representation
  • FIG. 3 shows a representation of the concentric slave cylinder according to FIG. 1 in a further cross-sectional representation
  • FIG. 4 shows a blocking element of the concentric slave cylinder according to FIG. 1;
  • Fig. 5 shows a piston of the concentric slave cylinder according to Fig. 1.
  • a concentric slave cylinder 10 is shown in cross section.
  • This central slave cylinder is designed for the pneumatic actuation of a friction clutch of a motor vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • the central slave cylinder 10 includes a housing 12, a release device 14, an adjustment device 16, a sensor device 18, a release bearing 20 and a plurality of elastic elements.
  • the housing 12 comprises a back element 12a and a guide sleeve 12b.
  • the guide sleeve 12b is fixed radially on the inside of the back element 12, in particular welded.
  • the back element 12a serves, among other things, to fasten the concentric slave cylinder within a drive train, in particular on a transmission housing.
  • the back element 12a is preferably designed as a sheet metal.
  • the release device 14 includes a piston 22 and a cylinder 24.
  • the piston 22 and the cylinder 24 together delimit a pressure chamber 26.
  • the piston 22 and the cylinder 24 are designed to be axially movable in relation to one another. Filling or venting the pressure chamber with pressure medium provides an axial relative movement between the piston 22 and the cylinder 24 .
  • the relative axial movement is transmitted via the release bearing 20 to a friction clutch, not shown, in particular to spring tongues of a diaphragm spring of the friction clutch.
  • the release bearing 20 decouples a relative rotation between the friction clutch and the concentric slave cylinder 10, in particular the cylinder 24.
  • the axial pretensioning force of the friction clutch also ensures that the cylinder 24 is returned axially when the pressure chamber 26 is vented compared to the piston 22 towards a minimum volume of the pressure chamber 26. Air is preferably used as the pressure medium.
  • the release bearing 20 is arranged between the cylinder 24 and a holding element 28 .
  • the holding member 28 is fixed to the cylinder 24 .
  • the holding element 28 is formed by a metal sheet.
  • the release bearing 20 is axially biased towards the cylinder 24 via a second elastic element 30 .
  • the second elastic element 30 is supported axially on the holding element 28 .
  • the second elastic element 30 is designed as a corrugated spring. Due to this structure of the axial preload and a radial play of the release bearing 20 relative to the cylinder 24 and the retaining element 28, the release bearing 20 can be freely positioned radially to a limited extent.
  • the release bearing 20 centers itself in relation to the friction clutch, in particular an axis of rotation of the friction clutch.
  • the cylinder 24 has a cylinder pot 32 and a hub 34 .
  • the cylinder pot 32 of the cylinder 24 together with the piston 22 provides the pressure chamber 26 .
  • the hub 34 is arranged radially inside the cylinder pot 32 and is firmly connected to the cylinder pot 32 .
  • the cylinder 24 is axially movably guided via the hub 34 on the guide sleeve 12b.
  • the hub 34 is slidably mounted on the guide sleeve 12b via guide bands, which guide bands are received in receptacles of the hub 34.
  • the piston 22 is arranged within an accommodating space provided by the cylinder 24 and is guided on the cylinder 24 within this accommodating space. Seals are also arranged in corresponding recesses on the piston 22 and seal off the pressure chamber 26 from the outside.
  • the sensor device 18 includes a position sensor 36, a position transmitter 38 and an anti-rotation device 40.
  • the anti-rotation device 40 is also referred to as the first anti-rotation device 40 in relation to the concentric slave cylinder 10.
  • the position indicator 38 is accommodated within a holder 42 .
  • the position transmitter 38 is favorably designed as a magnet.
  • the holder 42 is fixed to the Holding element 28 connected, in this case via a screw connection.
  • the position sensor 38 is connected via the holder 42 and the holding element 28 to the movable part of the clutch release device 14 , here the cylinder 24 .
  • the position sensor 38 and the movably designed part of the release device 14 thus perform a joint movement.
  • the position sensor 36 is designed to detect the position of the position transmitter 38, as a result of which a disengaged position of the cylinder 24 is determined. A disengagement process of the central slave cylinder 10 and in particular the release device 14 takes place using the position and movement data provided by the position sensor 36 .
  • the anti-rotation device 40 includes the holder 42 and a guide element 43.
  • the guide element 43 is U-shaped and firmly connected to the housing 12, here the back element 12a.
  • the holder 42 is arranged within the guide element 43 in an axially movable manner.
  • the holder 42 and the guide element 43 each have guide surfaces which correspond to one another and provide circumferential support for the holder 42 and the guide element 43 on one another.
  • a circumferential relative rotation between the position sensor 36 and the position indicator 38 is limited by the rotation lock 40 . This ensures that the position transmitter 38 is arranged in the detection range of the position sensor 36 at all times.
  • a relative rotation between the housing 12 and the cylinder 14 is also prevented by the anti-rotation device 40 .
  • the cylinder 14 is supported on the housing 12 in the circumferential direction via the anti-rotation device 40 .
  • the adjustment device 16 comprises a first ramp element 44, a second ramp element 46, a blocking element 48 and a pretensioning element 50.
  • the adjustment device 16 is arranged axially between the release device 14 and the back element 12a of the housing 12.
  • the adjustment device 16 defines an axial position of the release device 14 on the concentric slave cylinder.
  • the adjustment device 16 enables the axial position of the release device 14 to be changed.
  • the first ramp element 44 has a ramp formation 44a which corresponds to a ramp formation 46b of the second ramp element 46 .
  • Such a ramp formation includes one or more ramp sections that correspond to substantially identical ramp sections of the other ramp formation.
  • each of the ramp formations has, for example, a plurality of ramp sections arranged adjacent to one another in the circumferential direction and designed identically to one another.
  • the ramp formations 44a, 46a of the two ramp elements 44, 46 are in contact with one another, in particular via their corresponding ramp sections. Relative rotation of the ramp elements 44 to one another changes an axial relative position of the first ramp element 44 to the second ramp element 46 due to the ramp-shaped configuration of the ramp formations 44a, 46a.
  • An effective length W of the adjustment device 16 can thus be increased or decreased.
  • the adjusting device 16 is designed to exclusively shorten or exclusively lengthen the effective length W depending on the wear of the friction clutch.
  • the arrangement and design of the biasing element 50 dictates whether the effective length increases or decreases.
  • the first ramp element 44 and the second ramp element 46 are designed to be rotatable with respect to one another.
  • the blocking element 48 is designed to enable or block a relative rotation between the first ramp element 44 and the second ramp element 46 . Release of the relative rotation is provided when wear has occurred in order to adjust the effective length and the position of the release device 14 . The release usually takes place at the end of an actuation process. In other operating states, the blocking element 48 blocks a relative rotation between the first ramp element 44 and the second ramp element 46. In particular, the blocking element 48 blocks in the idle state and also during an actuation process. The blocking element 48 does not cancel a blocking at the end of a disengagement process if no or insufficient wear has occurred on the friction clutch.
  • the blocking element 48 is arranged such that it can move axially relative to the second ramp element 46 .
  • a second anti-rotation device 52 of the concentric slave cylinder 10 is between the second ramp element 46 and the piston 22 are arranged. This prevents relative rotation between the second ramp element 48 and the piston 22 .
  • the anti-rotation device 52 is shown in particular in FIGS.
  • the piston 22 has an anti-rotation section 22a which interacts with an anti-rotation section 46b of the second ramp element 46 .
  • the anti-rotation portions 22a and 46b each have a surface formed for mutual abutting contact. The peripheral surfaces are arranged in such a way that these surfaces are pressed against one another by torques acting on the piston.
  • a further pair of surfaces can also be formed by the second anti-rotation device 52, which are located circumferentially opposite the already existing pair of surfaces and allow circumferential support in the opposite direction of rotation.
  • the anti-rotation sections 22a and 46b engage in one another axially, a corresponding free space being reserved for the adjustment, which allows a deepening of the axial engagement and also a reduction of the free space through the adjustment process.
  • the anti-rotation sections 22a and 46b are designed to provide guidance for the piston 22 relative to the second ramp element. This is accomplished via another pair of surfaces on anti-rotation sections 22a and 46b. These two surfaces correspond to each other and are designed for contact.
  • the surfaces are arranged radially to one another.
  • the corresponding surfaces are curved in a circular shape.
  • the anti-rotation section 46b is arranged on the second ramp element 46 radially inside the ramp formation 46a.
  • the locking element 48 is non-rotatably connected to the piston 22 via an anti-rotation lock 54, which is also referred to as the third anti-rotation lock on the central slave cylinder.
  • the blocking element 48 is also indirectly connected to the second ramp element 46 in a rotationally fixed manner.
  • the third anti-rotation lock 54 is formed by anti-rotation sections 22b of the piston 22 and anti-rotation sections 48a of the blocking element 48 .
  • the anti-rotation sections 22b are formed by pins, the anti-rotation sections 48a by shots or Recesses are formed. In this case, the pins engage in the receptacle or penetrate it in the axial direction.
  • the piston 22 and the blocking element 48 are thus arranged on one another in a rotationally fixed and axially movable manner.
  • the second ramp element 46 is firmly connected to the back element 12a and is supported on it.
  • the cylinder 24 is also non-rotatably connected to the second ramp element 46 via the first anti-rotation device 40 .
  • the piston 22 and the locking element 48 are shown again individually in a perspective view.
  • the locking structure 48b is shown there in the form of a circular circumferential locking tooth system.
  • the locking element 48 made of plastic has corresponding ribs 48e, which increase stability and rigidity.
  • the blocking element also has openings 48f, which serve for the axial passage of the anti-rotation sections 22a and 46b of the piston and of the second ramp element 46.
  • the anti-rotation sections 48a in the form of receptacles are distributed uniformly over the circumference.
  • the blocking element 48 also has an opening through which a fluid line device can pass.
  • On the piston 22, the anti-rotation section 22a are distributed evenly over the circumference.
  • On the piston 22, the anti-rotation sections 22b are distributed evenly over the circumference.
  • the anti-rotation sections 22a and 22b are arranged on the same reference circle and circumferentially adjacent to one another.
  • a rotationally fixed and releasable connection between locking member 48 and first ramp member 44 is provided via locking structures 44b and 48b.
  • the locking structure 44b is formed radially on the inside of the first ramp element 44 .
  • the locking structure 48b is formed radially on the outside of the locking element 48 .
  • Each of the locking structures 44b and 48b has locking teeth, the locking teeth of the two locking structures 44b and 48b corresponding to one another and being provided for non-rotatable engagement with one another. Engagement is provided by axial movement of the locking member 48 and the first ramp member 44 toward each other and disengagement by axial movement away from each other.
  • the locking element 48 and the first ramp element 44 are designed to be axially movable relative to one another. Rotational movement between the first ramp member 44 and the second ramp member 46 is enabled once the locking structures 44b and 48b are disengaged from each other.
  • the relative rotation is released by lifting the locking structure 48b of the locking element 48 from the locking structure 44b of the first ramp element.
  • the locking member 48 has a release portion 48c.
  • This release section 48c is designed to come into contact with an actuating section 24a of the piston 24 and/or to be in contact with it.
  • the operating portion 24a is formed on the boss 34 of the piston 12 .
  • the release section 48c is in particular on a side remote from the release bearing on the actuating section 24a of the hub.
  • the locking member 48 is biased axially towards the cylinder and also axially towards the first ramp member 44 via a resilient member 56 .
  • the locking structure 48b is thus axially prestressed towards the locking structure 44b via the elastic element 56, as a result of which locking of the relative rotation between the first ramp element and the second ramp element is ensured.
  • the rest position of the cylinder 12 moves in the rest state of the central slave cylinder 10 in the axial direction towards the adjustment device.
  • the membrane spring tongues of the friction clutch (not shown) position themselves closer and closer to the back element 12a with increasing wear.
  • the changing resting position is transmitted to the cylinder 24 via the release bearing 20 .
  • the changing rest position is transmitted to the release section 48c and thus to the blocking element 48 via the actuating section 24a.
  • the locking structure 48b lifts further and further from the locking structure 44b. If sufficient wear has occurred, the locking structure 48b lifts off completely from the locking structure 44b, as a result of which relative rotation between the first ramp element 44 and the second ramp element 46 is released.
  • the biasing element 50 is attached under tension to the piston 22 on the one hand and to the first ramp element 44 on the other hand. With the release of Relative movement, the biasing member 50 provides rotation of the first ramp member 44 . The relative rotation between the first ramp element 44 and the second ramp element 46 leads to a changed position of the ramp formations 44a and 46a, as a result of which the effective length W of the adjusting device is shortened. Axial movement of first ramp member 44 toward second ramp member 46 reengages locking structures 44b and 48b. This ends the adjustment process. The movement of the release device 14 is supported, among other things, by the axial prestressing of the friction clutch toward the back element 12a. The axial effective length W of the adjustment device 16 has been shortened by the adjustment process.
  • the pretensioning element 50 is formed by an arc spring which is accommodated in a recess of the piston 22 on the adjustment device side. Alternatively, the pretensioning element 50 can also be formed by a straight spring. The pretensioning element 50 is advantageously designed to be in tension or in compression.
  • the piston 22 is non-rotatably connected to the second ramp element 46 via the second anti-rotation device 54 .
  • the pretensioning element is supported on the first ramp element 44 on the one hand and on the second ramp element 46 on the other hand.
  • a plurality of prestressing elements can in principle also be formed, which jointly provide a torque between the components.
  • the formation of several prestressing elements enables a uniform arrangement in the circumferential direction and thus a symmetrical transmission of force.
  • the configuration of two pretensioning elements 50 which lie opposite one another in the circumferential direction, is particularly advantageous.
  • the central slave cylinder 10 has a first elastic element 56 in the form of a helical compression spring.
  • the first elastic element 56 is arranged outside of the pressure chamber 26 .
  • the first elastic element 56 is arranged axially between the back element 12a and the locking element 48 and is supported axially on these.
  • the first resilient member 56 provides an axial biasing force on the locking member 48 such that the locking structures 44b and 48b are biased into engagement. Unintentional release of the adjustment device thereby prevented.
  • the cylinder is axially lifted off the blocking element 48 .
  • the release process unintentional readjustment is prevented by the axial preload.
  • the cylinder 26 can provide an axial force on the blocking element 48 against the prestressing force of the first elastic element 56 due to the axial force provided by the friction clutch.
  • a position of the blocking element 48 is thereby determined.
  • a release takes place as soon as the position of the locking element 48 against the biasing force of the first elastic element 56 is sufficiently far shifted so that the
  • Locking structures 44b and 48b are no longer engaged.
  • the first resilient member 56 also provides a preload on the bearing that acts toward the friction clutch.
  • Another elastic element 58 which is also referred to as the third elastic element 58, is arranged between the piston 22 and the first ramp element 44.
  • the third elastic member 58 is formed by a wave spring.
  • the third elastic element is supported on the one hand on the piston 22 and on the other hand on the first ramp element 44 .
  • the piston 22 and the first ramp member 44 are urged axially apart from each other by the third resilient member 58 .
  • the piston 22 is brought into axial abutment with the cylinder 24 in the resting state. In this state, an axial distance is formed between the first ramp element 44 and the piston 22 .
  • Ramp member 44 is biased on the third elastic member 58 axially relative to the second ramp member 46, so that a secure axial
  • the locking element 48 is also supported axially via the first ramp element 44 .
  • the pressure chamber 26 is filled with pressure medium, so that the piston 22 moves in the axial direction toward the first ramp element 44, counter to the force of the third elastic element 58.
  • the piston 22 is supported axially on the first ramp element 44 and thus on the adjustment device 16 from. Due to the increasing pressure within the pressure chamber 26, the cylinder 24 performs an axial disengagement movement. At the end of the disengagement process, the cylinder 24 goes into its rest position, with due to the axial bias of the third elastic element 58, the piston 22 lifts off the first ramp element 44 axially and moves into a stop position with the cylinder 24. With the end of the disengagement process, an adjustment process of the adjustment device 16 may take place.
  • the elastic element 58 is arranged axially between the piston 22 and the cylinder 24, in particular the cylinder pot 32.
  • the cylinder 24 is guided radially via the hub 34 on the guide element 12b.
  • the piston 22 is guided radially in relation to the cylinder 24 .
  • the first ramp element 44 is guided radially in relation to the piston 22 .
  • the locking element 48 is radially opposite the first ramp element 44.
  • the piston 22 is guided radially over the second ramp element 46.
  • the cylinder 24 is conveniently formed of metal.
  • the cylinder pot 32 is produced as a deep-drawn part with particular advantage.
  • the piston 22, the first ramp element 44, the second ramp element 46 and/or the blocking element 58 are each produced independently of one another, preferably as a plastic part.
  • a first dirt shield 60 and a second dirt shield 62 are formed on the central slave cylinder 10 .
  • the first dirt shield 60 has a sleeve-shaped, rigid portion.
  • the first debris shield 60 is attached to the back member 12a.
  • the first debris shield 60 in the form of a debris sleeve extends axially away from the back member 12a and axially straddles the cylinder 24 .
  • Formed on the first dirt shield 60 is a receptacle for a stripping element 64 , in particular a felt, which is intended for sliding abutting contact with the cylinder 24 .
  • the first dirt shield 62 is formed by a bellows which is attached to the guide element 12b on the one hand and to the cylinder 24 on the other hand.
  • the first and second dirt shields 60 and 62 prevent dirt from entering the concentric slave cylinder 10.
  • an opening 34a is formed, which runs in the axial direction and connects two inner spaces of the central slave cylinder 10 with each other.
  • a fluid line device 66 is formed on the cylinder to supply the pressure chamber 26 with fluid.
  • the fluid line device 66 is designed to supply fluid to the pressure chamber and to discharge fluid from the pressure chamber.
  • the fluid line device 66 is formed by a connection on the piston 22 to which an elastic line is connected. The line reaches through openings in the housing, first ramp element, second ramp element and/or blocking element in the axial direction. The line is elastic, so that it takes part in the axial movements of the piston 22 and compensates for them.
  • the fluid conducting device 66 has a first conducting tube 22c which is formed on the piston 22 and a conducting element 68 .
  • the pipe 22c and the pipe element 68 are arranged one inside the other and allow a telescopic relative movement in the axial direction.
  • a sealing element is formed between the line pipe 22c and the line element 68, which provides a fluid-tight connection.
  • the line element 68 is attached to the back element 12a and provides a fluid connection via a sealing element 70 .
  • the line element 68 is fastened via a flange which is clamped axially between the second ramp element 46 and the back element 12a. In particular, the line element 68 passes through the second ramp element 46 in the axial direction through an opening.
  • the pipe 22c passes through the blocking element 48 in the axial direction through a corresponding opening.
  • the fluid line device 66 is only described as an example at this point. In particular, reference is made to the prior art with regard to the fluid line device 66 . Since further improvements of such fluid line devices 66 are to be expected due to existing development activities, reference is made in particular to already known and future designs for improved function and increased service life, and it is suggested that they be implemented in the concentric slave cylinder 10 disclosed here.

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Abstract

Zentralausrücker zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung Zentralausrücker (10) zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung, umfassend · eine Ausrückvorrichtung (14), eine Nachstellvorrichtung (16), ein Ausrücklager (20) und ein elastisches Element (56, 30, 58), · wobei die Ausrückvorrichtung (14) einen Zylinder (24) und einen Kolben (22) umfasst, die axial beweglich zueinander ausgebildet sind und gemeinsam einen veränderlichen Druckraum (26) begrenzen, · wobei die Nachstellvorrichtung (16) ausgebildet ist eine veränderliche axiale Länge (W) bereitzustellen, · wobei die Nachstellvorrichtung (16) ein erstes Rampenelement (44), ein zweites Rampenelement (46), ein Sperrelement (48) sowie ein Vorspannelement (50) aufweist. · wobei eine Position der Ausrückvorrichtung (14) an dem Zentralausrücker (10) über die Nachstellvorrichtung (16) veränderlich ist.

Description

Zentralausrücker zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung
Die Erfindung betrifft einen Zentralausrücker zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung.
Im Stand der Technik sind bereits pneumatische Zentralausrücker bekannt. Diese ermöglichen eine Betätigung einer Reibungskupplung eines Antriebsstrangs. Von bekannten Zentralausrücker wird oft ein größerer Hubweg vorgehalten, als für einen Betätigungsvorgang einer Reibungskupplung notwendig ist. Dadurch wird dem Verschleiß der Reibungskupplung über deren Lebensdauer Rechnung getragen.
Auch sind Zentralausrücker mit Nachstellvorrichtung bekannt, sodass die Nachstellvorrichtung den Verschleiß der Reibungskupplung ausgleicht und der Ausrücker im Wesentlichen nur den Betätigungshub bereitstellt.
Es ist Aufgabe einen alternativen Zentralausrücker mit Nachstellvorrichtung bereitzustellen, der einen einfachen Aufbau, eine zuverlässige Funktion sowie eine hohe Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Zentralausrücker gemäß Patentanspruch 1 . Die abhängigen Patentansprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten eines solchen Zentralausrückers.
Ein solcher Zentralausrücker zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung umfasst
• eine Ausrückvorrichtung, eine Nachstellvorrichtung, ein Ausrücklager und ein elastisches Element,
• wobei die Ausrückvorrichtung einen Zylinder und einen Kolben umfasst, die axial beweglich zueinander ausgebildet sind und gemeinsam einen veränderlichen Druckraum begrenzen,
• wobei die Nachstellvorrichtung ausgebildet ist eine veränderliche axiale Länge bereitzustellen,
• wobei die Nachstellvorrichtung ein erstes Rampenelement, ein zweites Rampenelement, ein Sperrelement sowie ein Vorspannelement aufweist. wobei eine Position der Ausrückvorrichtung an dem Zentralausrücker über die Nachstellvorrichtung veränderlich ist.
Dieser Zentralausrücker ist vorteilhafterweise für ein Kraftfahrzeug geeignet, insbesondere ein Nutzkraftfahrzeug.
Die Ausrückvorrichtung stellt den Betätigungshub des Zentralausrückers bereit, der eine Betätigung der Reibungskupplung ermöglicht. Eine Betätigung der Reibungskupplung entspricht einem Öffnen und / oder Schließen der Reibungskupplung, um innerhalb des Antriebsstrangs eine Kraftübertragung zu unterbrechen oder herzustellen. Die Nachstellvorrichtung stellt einen Ausgleich des Verschleiß der Reibungskupplung bereit. Dadurch ist ein Betätigungshub der Ausrückvorrichtung minimal gehalten werden. Das Ausrücklager stellt einen Ausgleich der Relativdrehung zwischen Zentralausrücker und Reibungskupplung bereit und ermöglicht zudem eine axiale Kraftübertragung zwischen Zentralausrücker und Reibungskupplung. An dem Zentralausrücker sind günstigerweise ein oder mehrere elastische Elemente ausgebildet, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen können. Diese elastischen Elemente werden im Weiteren auch als erstes elastisches Element, zweites elastisches Element, drittes elastisches Element, usw. bezeichnet. Mit besonderem Vorteil stellt ein elastisches Element eine axiale Vorspannung zwischen zwei Bauteilen des Zentralausrückers bereit. Günstigerweise sind die Ausrückvorrichtung und die Nachstellvorrichtung als eigenständige Vorrichtungen ausgebildet. Mit Vorteil umfassen die Ausrückvorrichtung und die
Nachstellvorrichtung kein gemeinsames Bauteil. Die Ausrückvorrichtung und die Nachstellvorrichtung sind günstigerweise getrennt voneinander ausgebildet. Mit Vorteil sind Nachstellvorrichtung und Ausrückvorrichtung aneinander angeordnet oder Bauteile von Nachstellvorrichtung und Ausrückvorrichtung stehen in Anlagekontakt, zumindest in einem von mehreren Betriebszuständen.
Der Druckraum ist über ein oder mehrere Dichtelemente zur Umgebung hin abgedichtet. Ein solches Dichtelement ist vorzugsweise an dem Zylinder oder dem Kolben angeordnet. Ein Befüllen des Druckraums mit einem Fluid, beispielsweise Druckluft, stellt eine axiale Relativbewegung zwischen dem Zylinder und dem Kolben bereit. Diese Relativbewegung ermöglicht eine Betätigung der Reibungskupplung.
Die veränderliche Länge der Nachstellvorrichtung ermöglicht eine Positionsänderung der Ausrückvorrichtung. Die Positionsänderung erfolgt in Abhängigkeit des Verschleißes der Reibungskupplung. Dadurch ist sichergestellt, dass der Zentralausrücker mit einer Ausrückvorrichtung, die einen minimalen Betätigungshub aufweist, über die gesamte Lebensdauer der Reibungskupplung funktionsfähig ist. Insbesondere ist durch den minimalen Betätigungshub ein Totvolumen der Ausrückvorrichtung besonders geringgehalten, wodurch eine schnelle, direkte und präzise steuerbare Betätigung der Reibungskupplung bereitgestellt ist.
Das erste Rampenelement bildet eine erste Rampenformation aus, die mit einer zweiten Rampenformation, welche an dem zweiten Rampenelement ausgebildet ist, zusammenwirkt. Die Rampenformationen korrespondieren miteinander und sind derart ausgebildet, dass eine Relativdrehung der Rampenelemente zueinander bei Anlagekontakt der Rampenformationen aneinander eine Änderung einer Wirklänge der Nachstellvorrichtung bereitstellt. Die Rampenformationen stützen sich günstigerweise rotationssymmetrisch aneinander ab. Dies bedeutet, dass auch bei einer Relativdrehung der Rampenelemente zueinander kein Verkippen der Rampenelemente zueinander erfolgt. Beispielhaft wird dies an jedem der Rampenelemente über mehrere kreisförmig verlaufende Rampen bereitgestellt, die umfangsmäßig benachbart zueinander angeordnet sind. Die Rampen sind günstigerweise im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet. Insbesondere wird bezüglich spezifischer Ausgestaltungen von Rampenformationen auf den Stand der Technik verweisen. Ein Sperrelement ist ausgebildet über eine Relativdrehung zwischen dem ersten Rampenelement und dem zweiten Rampenelement zu sperren und freizugeben. Üblicherweise sperrt das Sperrelement die Relativdrehung, wobei die Sperrung vorzugsweise verschleißabhängig und kurzzeitig zur Nachstellung freigegeben wird. Die Freigabe erfolgt mit Vorteil über die Ausrückvorrichtung oder ein Bauteil der Ausrückvorrichtung, welches mit dem Sperrelement zusammenwirkt. Das Vorspannelement stellt eine Vorspannkraft zwischen dem ersten Rampenelement und dem zweiten Rampenelement bereit. Bei einem Lösen der Sperre wird eine Relativdrehung eingeleitet, die in einer Änderung der Wirklänge der Nachstellvorrichtung resultiert. Nach ausreichend eingetretener Nachstellung sperrt das Sperrelement eine Relativdrehung wieder.
Die Nachstellvorrichtung ermöglicht eine kompakte Ausgestaltung der Ausrückvorrichtung mit möglichst geringem Betätigungshub. Die einzelnen Vorrichtungen weisen einen kompakten und einfachen Aufbau auf wodurch eine lange Lebensdauer des Zentralausrückers bereitgestellt wird. Ebenso wird ein Totvolumen der Ausrückvorrichtung geringgehalten, wodurch eine schnelle, direkte und präzise Steuerung des Ausrückvorgangs bereitgestellt ist.
Mit besonderem Vorteil ist an der Ausrückvorrichtung der Zylinder oder der Kolben im Wesentlichen ortsfest ausgebildet. Ortsfest bedeutet hierbei, dass bei einer Ausrückbewegung das ortsfeste Bauteil während eines Betätigungsvorgangs im Wesentlichen keine Bewegung ausführt, wobei das entsprechend andere Bauteil die Relativbewegung bereitstellt, welche über das Ausrücklager auf die Reibungskupplung übertragen wird. Der Zentralausrücker kann hierbei als normaler Zentralausrücker, bei dem der Kolben die Relativbewegung ausführt, oder als umgedrehter Zentralausrücker, bei dem der Zylinder die Relativbewegung ausführt, ausgebildet sein. Günstigerweise stützt sich der ortsfeste Zylinder oder der ortsfeste Kolben während eines Betätigungsvorgangs axial an der Nachstellvorrichtung ab.
Mit Vorteil ist der Zylinder mehrteilig ausgebildet. Der Zylinder umfasst günstigerweise einen Zylindertopf, der zum Zusammenwirken mit dem Kolben vorgesehen ist, sowie eine Nabe, die eine Führung des Zylinders an dem Gehäuse bereitstellt.
Im Weiteren sind günstige Ausgestaltungsvarianten eines solchen Zentralausrückers erläutert.
Es wird vorgeschlagen, dass der Kolben ausgebildet ist bei einem
Betätigungsvorgang des Zentralausrückers eine im wesentlichen ortsfeste Position zu behalten, wobei der Zylinder ausgebildet ist bei einem Betätigungsvorgang eine axiale Relativbewegung auszuführen.
Die Ausgestaltung eines umgedrehten ConAct ist im Zusammenspiel mit einer Nachstellvorrichtung besonders vorteilhaft. Insbesondere weist der Kolben einen Hohlraum auf, der die Aufnahme von Bauteilen der Nachstellvorrichtung ermöglicht. Dadurch ist eine besonders kompakte Bauweise des Zentralausrückers möglich. Auch die Anzahl der Bauteile ist besonders gering.
Mit Vorteil weist der Zentralausrücker ein Gehäuse auf, welches ein Führungselement und / oder ein Rückenelement aufweist.
Das Gehäuse ist unter anderem ausgebildet eine Befestigung des Zentralausrückers innerhalb eines Antriebsstrangs bereitzustellen. Eine Befestigung erfolgt mit Vorteil an einem Getriebegehäuse, insbesondere über das Rückenelement. Das Rückenelement stellt ein Montageelement dar. Das Führungselement ermöglicht eine Abstützung der Ausrückvorrichtung, insbesondere des Zylinders. Die Ausrückvorrichtung, insbesondere der Zylinder, ist ausgebildet sich axial gegenüber dem Führungselement zu bewegen.
Günstigerweise ist die Nachstellvorrichtung axial zwischen der Ausrückvorrichtung und einem Rückenelement des Zentralausrückers angeordnet und / oder die Nachstellvorrichtung ist axial gegenüberliegend des Ausrücklagers an der Ausrückeinheit angeordnet.
Eine solche Anordnung der Nachstellvorrichtung ist besonders vorteilhaft, da diese üblicherweise innerhalb des Zentralausrückers und der Schmutzabschirmung des Zentralausrückers angeordnet ist. Neben dem kompakten Aufbau ist die Nachstellvorrichtung somit vor dem Schmutz der Umgebung besonders gut abgeschirmt.
Mit besonderem Vorteil weist das erste Rampenelement eine Rampenformation auf, die mit einer Rampenformation des zweiten Rampenelements korrespondiert. Miteinander korrespondierende Rampenformationen ermöglichen einerseits eine sichere Abstützung in axialer Richtung sowie andererseits eine Wirklängenänderung bei Relativdrehung der Rampenelemente zueinander.
Es wird vorgeschlagen, dass das Vorspannelement eine rotatorische Vorspannkraft zwischen dem ersten Rampenelement und dem zweiten Rampenelement bereitstellt.
Durch die Vorspannkraft wird eine definierte und richtungskorrekte Relativdrehung der Rampenelemente zueinander bereitgestellt. Bei einer gelösten Rotationssperre wird eine zügige und verlässliche Relativdrehung zwischen den beiden Rampenelementen bereitgestellt.
Günstigerweise ist das Sperrelement ausgebildet eine Relativdrehung zwischen dem ersten Rampenelement und dem zweiten Rampenelement freizugeben und zu sperren.
Eine derartige Sperre stellt sicher, dass eine Relativdrehung und somit eine Nachstellung nur in definierten Betriebszuständen erfolgt, insbesondere bei ausreichend eingetretenem Verschleiß. Eine unerwünschte Nachstellung, beispielsweise während eines Betätigungsvorgangs wird dadurch verhindert.
Mit Vorteil weist das Sperrelement eine Sperrstruktur auf, die mit einer Sperrstruktur des ersten Rampenelements korrespondiert, wobei ein Eingriff der Sperrstrukturen ineinander eine drehfeste Verbindung zwischen dem Sperrelement und dem Rampenelement bereitstellt.
Die Sperrstrukturen an Sperrelement und Rampenelement stellen eine sichere Sperre der Relativdrehung der Rampenelemente zueinander bereit. Die Sperrstrukturen sind beispielsweise durch Verzahnungen ausgebildet. Die Sperrstrukturen ermöglichen insbesondere eine drehsichere Verbindung, die zudem lösbar ausgebildet ist, beispielweise durch axiale Relativbewegung von Rampenelement und Sperrelement, die einen axialen Eingriff der Sperrstrukturen ineinander auflöst.
Es wird vorgeschlagen, dass das elastische Element ausgebildet ist das Sperrelement und das erste Rampenelement axial vorzuspannen, sodass die Sperrstrukturen ineinander eingreifen.
Durch das elastische Element, welches im Weiteren auch als erstes elastisches Element bezeichnet wird, wird das Ineinandergreifen der Sperrstrukturen ineinander und dadurch auch die drehsichere Verbindung sichergestellt.
Günstigerweise ist die Ausrückvorrichtung, insbesondere der Zylinder, ausgebildet den Eingriff der Sperrstrukturen ineinander aufzuheben.
Die Ruheposition der Ausrückvorrichtung, insbesondere des Zylinders, ist im Ruhezustand des Zentralausrückers durch die Reibungskupplung bestimmt. Mit ansteigendem Verschleiß der Reibungskupplung verändert sich eine Relativposition der Ausrückvorrichtung, insbesondere des Zylinders, im Ruhezustand. Die Ruheposition der Ausrückvorrichtung, insbesondere des Zylinders, ist ein Indikator für den Verschleißzustand der Reibungskupplung. Die Ausrückvorrichtung, insbesondere der Zylinder, weist vorzugsweise einen Betätigungsabschnitt auf, der ausgebildet ist, das Sperrelement zu betätigen und durch die Betätigung die Sperrstrukturen außer Eingriff zu bringen. Hierdurch kann ein Betätigungsvorgang ausgelöst werden.
Entsprechend wird weiter vorgeschlagen, dass die Ausrückvorrichtung, insbesondere der Zylinder, ausgebildet ist den Eingriff der Sperrstrukturen ineinander aufzuheben.
Es ist von besonderem Vorteil eine Drehsicherung zwischen dem zweiten Rampenelement und dem Kolben ausgebildet oder zwischen dem zweiten Rampenelement und dem Zylinder. Dies ist besonders vorteilhaft bei einem umgedrehten Zentralausrücker. Die Drehsicherung zwischen dem zweiten Rampenelement und dem Kolben, welche auch als zweite Drehsicherung bezeichnet wird, ermöglicht eine Abstützung der Teile zueinander in Umfangsrichtung. Mit besonderem Vorteil erfolgt die Drehsicherung durch direkten Anlagekontakt der beiden Elemente. Auch eine mittelbare Abstützung über zwischenangeordnete Elemente ist möglich. Mithilfe der Drehsicherung ist eine drehsichere Verbindung zwischen dem zweiten Rampenelement und dem Kolben bereitgestellt, wobei die drehsichere Verbindung über das Sperrelement und die lösbaren Sperrstrukturen auch auf das erste Rampenelement übertragbar ist. Bei einem normalen Zentralausrücker mit ortsfestem Zylinder ist es von Vorteil die Drehsicherung zwischen dem Zylinder und dem zweiten Rampenelement auszubilden.
Weiter wird vorgeschlagen eine Drehsicherung zwischen dem Sperrelement und dem Kolben oder zwischen dem Sperrelement und dem Zylinder auszubilden.
Die Drehsicherung zwischen dem Sperrelement und dem Kolben oder dem Sperrelement und dem Zylinder ermöglicht eine Abstützung der Teile zueinander in Umfangsrichtung. Diese Drehsicherung wird im Weiteren auch als dritte Drehsicherung bezeichnet. Mit besonderem Vorteil erfolgt die Drehsicherung durch direkten Anlagekontakt der beiden Elemente. Auch eine mittelbare Abstützung über zwischenangeordnete Elemente ist möglich. Die Drehsicherung zwischen dem Sperrelement und dem Zylinder oder dem Sperrelement und dem Kolben ist vorzugsweise zusätzlich zu einer Drehsicherung zwischen dem zweiten Rampenelement und dem Kolben oder zwischen dem zweiten Rampenelement und dem Zylinder ausgebildet. Durch diese Kaskade von Drehsicherungen wird eine drehsichere Anordnung des Sperrelements gegenüber dem zweiten Rampenelement bereitgestellt. Dadurch ist es möglich ein Vorspannelement einerseits an dem Kolben oder dem Zylinder und andererseits an dem ersten Rampenelement abzustützen. Dadurch wird eine umfangsmäßige Vorspannkraft definierter Größe zwischen dem ersten Rampenelement und dem zweitem Rampenelement bereitgestellt. Die Drehsicherung zwischen dem Sperrelement und dem Kolben ist vorzugsweise bei einem umgedrehten Zentralausrücker ausgebildet. Die Drehsicherung zwischen dem Sperrelement und dem Zylinder ist vorzugsweise bei einem normalen Zentralausrücker ausgebildet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante ist eine Drehsicherung zwischen dem Gehäuse und dem Kolben oder zwischen dem Gehäuse und dem Zylinder ausgebildet.
Diese Drehsicherung wird im Weiteren auch als erste Drehsicherung bezeichnet. Mit besonderem Vorteil erfolgt die Drehsicherung durch direkten Anlagekontakt der beiden Elemente. Auch eine mittelbare Abstützung über zwischenangeordnete Elemente ist möglich. Mit Vorteil ist die Drehsicherung zwischen dem Gehäuse und dem Zylinder oder zwischen dem Gehäuse und dem Kolben durch ein Drehsicherung einer Sensorvorrichtung ausgebildet. Die Drehsicherung zwischen dem Gehäuse und dem Kolben ist besonders vorteilhaft bei einem normalen Zentralausrücker. Die Drehsicherung zwischen dem Gehäuse und dem Zylinder ist besonders vorteilhaft bei einem umgedrehten Zentralausrücker. Die erste Drehsicherung stützt ein Schleppmoment des Ausrücklagers bei normalem Ausrücker auf den Kolben oder bei umgedrehten Ausrücker auf den Zylinder ab wodurch eine Relativdrehung zwischen Kolben und Zylinder verhindert wird. Die Lebensdauer der Dichtelemente ist dadurch erhöht. Die erste Drehsicherung ist optional.
Mit Vorteil weist der Zentralausrücker eine Fluidleitungsvorrichtung auf, die ausgebildet den Druckraum mit Druckmedium zu versorgen.
Die Fluidleitungsvorrichtung ermöglicht ein Befüllen sowie ein Entlüften des Druckraums. Beispielhafte Ausgestaltungen einer solchen Fluidleitungsvorrichtung sind in der Beschreibung zu den Figuren erläutert.
Der Zentralausrücker wird im Weiteren beispielhaft anhand mehrerer Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Zentralausrücker mit Nachstellvorrichtung im Querschnitt; Fig. 2 eine Darstellung des Zentralausrückers nach Fig. 1 in einer weiteren Querschnittsdarstellung;
Fig. 3 eine Darstellung des Zentralausrückers nach Fig. 1 in einer weiteren Querschnittsdarstellung;
Fig. 4 eine Sperrelement des Zentralausrückers nach Fig. 1 ;
Fig. 5 ein Kolben des Zentralausrückers nach Fig. 1.
In der Fig. 1 ist ein Zentralausrücker 10 im Querschnitt dargestellt. Dieser Zentralausrücker ist zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftfahrzeugs, ausgebildet. Der Zentralausrücker 10 umfasst ein Gehäuse 12, eine Ausrückvorrichtung 14, eine Nachstellvorrichtung 16, eine Sensorvorrichtung 18, ein Ausrücklager 20 sowie mehrere elastische Elemente.
Das Gehäuse 12 umfasst ein Rückenelement 12a sowie eine Führungshülse 12b. Die Führungshülse 12b ist radial innen an dem Rückenelement 12 befestigt, insbesondere verschweißt. Das Rückenelement 12a dient unter anderem der Befestigung des Zentralausrückers innerhalb eines Antriebsstrangs, insbesondere an einem Getriebegehäuse. Das Rückenelement 12a ist vorzugsweise als Blech ausgebildet.
Die Ausrückvorrichtung 14 umfasst einen Kolben 22 und einen Zylinder 24. Der Kolben 22 und der Zylinder 24 begrenzen gemeinsam einen Druckraum 26. Der Kolben 22 und der Zylinder 24 sind axial beweglich zueinander ausgebildet. Ein Befüllen oder Entlüften des Druckraums mit Druckmedium stellt eine axiale Relativbewegung zwischen dem Kolben 22 und dem Zylinder 24 bereit. Die axiale Relativbewegung wird über das Ausrücklager 20 an eine nicht dargestellte Reibungskupplung übertragen, insbesondere an Federzungen einer Membranfeder der Reibungskupplung. Das Ausrücklager 20 entkoppelt eine Relativdrehung zwischen der Reibungskupplung und dem Zentralausrücker 10, insbesondere dem Zylinder 24. Die axiale Vorspannkraft der Reibungskupplung sorgt bei einer Entlüftung des Druckraums 26 ebenfalls für eine axiale Rückstellung des Zylinder 24 gegenüber dem Kolben 22 hin zu einem minimalen Volumen des Druckraums 26. Als Druckmedium wird vorzugsweise Luft verwendet.
Das Ausrücklager 20 ist zwischen dem Zylinder 24 und einem Halteelement 28 angeordnet. Das Halteelement 28 ist an dem Zylinder 24 befestigt. Insbesondere ist das Halteelement 28 durch ein Blech ausgebildet. Das Ausrücklager 20 ist über ein zweites elastisches Element 30 axial zu dem Zylinder 24 hin vorgespannt. Das zweite elastische Element 30 stützt sich an dem Halteelement 28 axial ab. Bei dieser Ausführungsvariante ist das zweite elastische Element 30 als Wellfeder ausgebildet. Durch diesen Aufbau der axialen Vorspannung sowie ein radiales Spiel des Ausrücklagers 20 gegenüber dem Zylinder 24 und dem Halteelement 28 kann sich das Ausrücklager 20 radial in begrenztem Maße frei positionieren. Das Ausrücklager 20 zentriert sich gegenüber der Reibungskupplung, insbesondere einer Rotationsachse der Reibungskupplung, selbst.
Der Zylinder 24 weist einen Zylindertopf 32 sowie eine Nabe 34 auf. Der Zylindertopf 32 des Zylinders 24 stellt gemeinsam mit dem Kolben 22 den Druckraum 26 bereit. Die Nabe 34 ist radial innerhalb des Zylindertopfs 32 angeordnet und fest mit dem Zylindertopf 32 verbunden. Der Zylinder 24 ist über die Nabe 34 axial beweglich an der Führungshülse 12b geführt. Die Nabe 34 ist über Führungsbänder gleitend an der Führungshülse 12b angeordnet, wobei die Führungsbänder in Aufnahmen der Nabe 34 aufgenommen sind.
Der Kolben 22 ist innerhalb eines von dem Zylinder 24 bereitgestellten Aufnahmeraums angeordnet und innerhalb dieses Aufnahmeraums an dem Zylinder 24 geführt. An dem Kolben 22 sind weiterhin Dichtungen in entsprechenden Aussparungen angeordnet, die den Druckraum 26 nach außen hin abdichten.
Die Sensorvorrichtung 18 umfasst einen Positionssensor 36, einen Positionsgeber 38 sowie eine Drehsicherung 40. Die Drehsicherung 40 wird in Bezug auf den Zentralausrücker 10 auch als erste Drehsicherung 40 bezeichnet. Der Positionsgeber 38 ist innerhalb eines Halters 42 aufgenommen. Günstigerweise ist der Positionsgeber 38 als Magnet ausgebildet. Der Halter 42 ist fest mit dem Halteelement 28 verbunden, hierbei über eine Schraubverbindung. Der Positionsgeber 38 ist über den Halter 42 und das Halteelement 28 fest mit dem beweglichen Teil der Ausrückvorrichtung 14, hier dem Zylinder 24, verbunden. Der Positionsgeber 38 und das beweglich ausgebildete Teil der Ausrückvorrichtung 14 führen somit eine gemeinsame Bewegung aus. Der Positionssensor 36 ist ausgebildet die Position des Positionsgebers 38 zu erfassen wodurch eine Ausrückposition des Zylinders 24 ermittelt wird. Ein Ausrückvorgang des Zentralausrückers 10 und insbesondere der Ausrückvorrichtung 14 erfolgt mithilfe der vom Positionssensor 36 bereitgestellten Positions- und Bewegungsdaten.
Die Drehsicherung 40 umfasst den Halter 42 und ein Führungselement 43. Das Führungselement 43 ist U-förmig ausgebildet und fest mit dem Gehäuse 12, hier dem Rückenelement 12a, verbunden. Der Halter 42 ist axial beweglich innerhalb des Führungselements 43 angeordnet. Der Halter 42 und das Führungselement 43 weisen jeweils Führungsflächen auf, die miteinander korrespondieren und eine umfangsmäßige Abstützung von Halter 42 und Führungselement 43 aneinander bereitstellen. Eine umfangsmäßige Relativdrehung zwischen Positionssensor 36 und Positionsgeber 38 ist durch die Drehsicherung 40 begrenzt. Dadurch wird sichergestellt, dass der Positionsgeber 38 jederzeit im Erfassungsbereich des Positionssensors 36 angeordnet ist. Ebenso wird durch die Drehsicherung 40 eine Relativdrehung zwischen dem Gehäuse 12 und dem Zylinder 14 verhindert. Der Zylinder 14 stützt sich über die Drehsicherung 40 in Umfangsrichtung an dem Gehäuse 12 ab.
Die Nachstellvorrichtung 16 umfasst ein erstes Rampenelement 44, ein zweites Rampenelement 46, ein Sperrelement 48 sowie ein Vorspannelement 50. Die Nachstellvorrichtung 16 ist axial zwischen der Ausrückvorrichtung 14 und dem Rückenelement 12a des Gehäuses 12 angeordnet. Die Nachstellvorrichtung 16 legt eine axiale Position der Ausrückvorrichtung 14 an dem Zentralausrücker fest. Insbesondere ermöglicht die Nachstellvorrichtung 16 eine Änderung der axialen Position der Ausrückvorrichtung 14. Das erste Rampenelement 44 weist eine Rampenformation 44a auf, die mit einer Rampenformation 46b des zweiten Rampenelements 46 korrespondiert. Eine solche Rampenformation umfasst einen oder mehrere Rampenabschnitte, die mit im Wesentlichen identischen Rampenabschnitten der anderen Rampenformation korrespondieren. Hierbei weist jede der Rampenformation für sich beispielsweise mehrere in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnete und identisch zueinander ausgebildete Rampenabschnitt auf. Die Rampenformationen 44a, 46a der beiden Rampenelemente 44, 46 liegen mit Anlagekontakt aneinander an, insbesondere über deren korrespondierende Rampenabschnitte. Über Relativdrehung der Rampenelemente 44 zueinander verändert sich aufgrund der rampenförmigen Ausgestaltung der Rampenformationen 44a, 46a eine axiale Relativposition von erstem Rampenelement 44 zu zweitem Rampenelement 46. Eine Wirklänge W der Nachstellvorrichtung 16 lässt sich somit vergrößern oder auch verringern. Die Nachstellvorrichtung 16 ist jedoch ausgebildet die Wirklänge W in Abhängigkeit des Verschleißes der Reibungskupplung ausschließlich zu verkürzen oder ausschließlich zu verlängern. Die Anordnung und Ausgestaltung des Vorspannelements 50 gibt vor, ob sich die Wirklänge vergrößert oder verringert.
Das erste Rampenelement 44 und das zweite Rampenelement 46 sind drehbar zueinander ausgebildet. Das Sperrelement 48 ist ausgebildet eine Relativdrehung zwischen dem ersten Rampenelement 44 und dem zweiten Rampenelement 46 freizugeben oder zu sperren. Eine Freigabe der Relativdrehung wird bei eingetretenem Verschleiß zur Nachstellung der Wirklänge und der Position der Ausrückvorrichtung 14 bereitgestellt. Die Freigabe erfolgt üblicherweise zum Ende eines Betätigungsvorgangs. In anderen Betriebszuständen sperrt das Sperrelement 48 eine Relativdrehung zwischen erstem Rampenelement 44 und zweitem Rampenelement 46. Insbesondere sperrt das Sperrelement 48 im Ruhezustand sowie auch während eines Betätigungsvorgangs. Das Sperrelement 48 hebt eine Sperrung zum Ende eines Ausrückvorgangs nicht auf, sofern kein oder nicht ausreichend Verschleiß an der Reibungskupplung aufgetreten ist.
Das Sperrelement 48 ist axial beweglich gegenüber dem zweiten Rampenelement 46 angeordnet. Eine zweite Drehsicherung 52 des Zentralausrückers 10 ist zwischen dem zweiten Rampenelement 46 und dem Kolben 22 angeordnet. Dadurch wird eine Relativdrehung zwischen dem zweiten Rampenelement 48 und dem Kolben 22 verhindert. Die Drehsicherung 52 ist insbesondere in den Fig. 3 bis 5 dargestellt. Der Kolben 22 weist einen Drehsicherungsabschnitt 22a auf, der mit einem Drehsicherungsabschnitt 46b des zweiten Rampenelements 46 zusammenwirkt. Die Drehsicherungsabschnitte 22a und 46b weisen jeweils eine Fläche auf, die zum gegenseitigen Anlagekontakt ausgebildet sind. Die umfangsseitig angeordneten Flächen sind derart angeordnet, dass diese Flächen durch Drehmomente, die auf den Kolben wirken, aneinandergedrückt werden. Optional ist auch eine Ausbildung eines weiteren Paares von Flächen durch die zweite Drehsicherung 52 möglich, die dem bereits bestehenden Paar von Flächen umfangsmäßig gegenüber liegen und ein umfangsmäßiges Abstützen in der entgegengesetzten Drehrichtung ermöglichen. Insbesondere greifen die Drehsicherungsabschnitte 22a und 46b axial ineinander ein, wobei für die Nachstellung ein entsprechender Freiraum vorgehalten ist, der ein Vertiefen des axialen Eingriffs und auch ein Verkleinern des Freiraums durch den Nachstellvorgang ermöglicht. Die Drehsicherungsabschnitte 22a und 46b sind ausgebildet eine Führung des Kolbens 22 gegenüber dem zweiten Rampenelement bereitzustellen. Dies erfolgt über ein weiteres Paar von Flächen an den Drehsicherungsabschnitten 22a und 46b. Diese beiden Flächen korrespondieren miteinander und sich zum Anlagekontakt ausgebildet. Die Flächen sind radial zueinander angeordnet. Die korrespondierenden Flächen sind kreisförmig gekrümmt ausgebildet.
Der Drehsicherungsabschnitt 46b ist an dem zweiten Rampenelement 46 radial innerhalb der Rampenformation 46a angeordnet.
Das Sperrelement 48 ist über eine Drehsicherung 54, welche an dem Zentralausrücker auch als dritte Drehsicherung bezeichnet wird, drehfest mit dem Kolben 22 verbunden. Das Sperrelement 48 ist mittelbar auch drehfest mit dem zweiten Rampenelement 46 verbunden. Die dritte Drehsicherung 54 ist durch Drehsicherungsabschnitte 22b des Kolbens 22 und Drehsicherungsabschnitte 48a des Sperrelements 48 ausgebildet. Die Drehsicherungsabschnitte 22b sind durch Stifte ausgebildet, wobei die Drehsicherungsabschnitte 48a durch Aufnahmen oder Aussparungen ausgebildet sind. Die Stifte greifen hierbei in die Aufnahme ein oder durchgreifen diese in axialer Richtung. Der Kolben 22 und das Sperrelement 48 sind somit drehfest und axial beweglich aneinander angeordnet.
Das zweite Rampenelement 46 ist fest mit dem Rückenelement 12a verbunden und stützt sich an diesem ab. Über die erste Drehsicherung 40 ist auch der Zylinder 24 drehfest mit dem zweiten Rampenelement 46 verbunden.
In den Fig. 4 und 5 sind der Kolben 22 und das Sperrelement 48 nochmals einzeln in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Dort ist die Sperrstruktur 48b in Form einer kreisförmig umlaufenden Sperrverzahnung dargestellt. Das aus Kunststoff ausgebildete Sperrelement 48 weist entsprechende Rippen 48e auf, welche die Stabilität und Steifigkeit erhöhen. Ebenso weist das Sperrelement Öffnungen 48f auf, die dem axialen Durchgriff der Drehsicherungsabschnitte 22a und 46b des Kolbens und des zweiten Rampenelement 46 dienen. Die Drehsicherungsabschnitte 48a in Form von Aufnahmen sind gleichmäßig verteilt über den Umfang ausgebildet. Das Sperrelement 48 weist außerdem eine Öffnung zum Durchgriff einer Fluidleitungsvorrichtung auf. An dem Kolben 22 sind die Drehsicherungsabschnitt 22a gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. An dem Kolben 22 sind die Drehsicherungsabschnitte 22b gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. Die Drehsicherungsabschnitte 22a und 22b sind auf demselben Teilkreis und umfangsmäßig benachbart zueinander angeordnet.
Eine drehfeste und lösbare Verbindung zwischen dem Sperrelement 48 und dem ersten Rampenelement 44 wird über Sperrstrukturen 44b und 48b bereitgestellt. Die Sperrstruktur 44b ist radial innen an dem ersten Rampenelement 44 ausgebildet. Die Sperrstruktur 48b ist radial außen an dem Sperrelement 48 ausgebildet. Jede der Sperrstrukturen 44b und 48b weist eine Sperrverzahnung auf, wobei die Sperrverzahnungen der beiden Sperrstrukturen 44b und 48b miteinander korrespondieren und zum drehfesten Eingriff ineinander vorgesehen sind. Ein Eingriff wird durch eine axiale Bewegung von dem Sperrelement 48 und dem ersten Rampenelement 44 aufeinander zu und ein Lösen durch eine axiale Bewegung voneinander weg bereitgestellt. Das Sperrelement 48 und das erste Rampenelement 44 sind axial beweglich zueinander ausgebildet. Eine Drehbewegung zwischen dem ersten Rampenelement 44 und dem zweiten Rampenelement 46 ist freigegeben, sobald ein Eingriff der Sperrstrukturen 44b und 48b ineinander gelöst ist.
Eine Freigabe der Relativdrehung erfolgt durch ein Abheben der Sperrstruktur 48b des Sperrelements 48 von der Sperrstruktur 44b des ersten Rampenelements. Das Sperrelement 48 weist einen Freigabeabschnitt 48c auf. Dieser Freigabeabschnitt 48c ist ausgebildet in Anlagekontakt mit einem Betätigungsabschnitt 24a des Kolbens 24 zu treten und / oder mit diesem in Anlagekotakt zu stehen. Der Betätigungsabschnitt 24a ist an der Nabe 34 des Kolbens 12 ausgebildet. Der Freigabeabschnitt 48c steht insbesondere auf einer ausrücklagerfernen Seite an dem Betätigungsabschnitt 24a der Nabe an. Das Sperrelement 48 wird über ein elastisches Element 56 axial zu dem Zylinder hin und auch axial zu dem ersten Rampenelement 44 hin vorgespannt. Die Sperrstruktur 48b ist somit über das elastische Element 56 axial zu der Sperrstruktur 44b hin vorgespannt, wodurch eine Sperrung der Relativdrehung zwischen dem ersten Rampenelement und dem zweiten Rampenelement sichergestellt ist.
Mit ansteigendem Verschleiß der Reibungskupplung bewegt sich die Ruheposition des Zylinders 12 im Ruhezustand des Zentralausrückers 10 in axialer Richtung zur Nachstellvorrichtung hin. Insbesondere positionieren sich die Membranfederzungen der nicht dargestellten Reibungskupplung mit ansteigendem Verschleiß immer näher zu dem Rückenelement 12a. Die sich verändernde Ruheposition wird über das Ausrücklager 20 den Zylinder 24 übertragen. Die sich verändernde Ruheposition wird über den Betätigungsabschnitt 24a auf den Freigabeabschnitt 48c und somit auf das Sperrelement 48 übertragen. Mit ansteigendem Verschleiß hebt die Sperrstruktur 48b immer weiter von der Sperrstruktur 44b ab. Ist ausreichend Verschleiß eingetreten, so hebt die Sperrstruktur 48b vollständig von der Sperrstruktur 44b ab wodurch eine Relativdrehung zwischen dem ersten Rampenelement 44 und dem zweiten Rampenelement 46 freigegeben ist.
Das Vorspannelement 50 ist unter Spannung einerseits an dem Kolben 22 und anderseits an dem ersten Rampenelement 44 befestigt. Mit Freigabe der Relativbewegung stellt das Vorspannelement 50 eine Drehung des ersten Rampenelements 44 bereit. Die Relativdrehung zwischen erstem Rampenelement 44 und zweitem Rampenelement 46 führt zu einer veränderten Stellung der Rampenformationen 44a und 46a wodurch sich die Wirklänge W der Nachstellvorrichtung verkürzt. Durch die axiale Bewegung des ersten Rampenelements 44 auf das zweite Rampenelement 46 zu, treten die Sperrstrukturen 44b und 48b wieder ein Eingriff. Der Nachstellvorgang ist hierdurch beendet. Die Bewegung der Ausrückvorrichtung 14 wird unter anderem durch die axiale Vorspannung der Reibungskupplung zum Rückenelement 12a hin unterstützt. Durch den Nachstellvorgang hat sich die axiale Wirklänge W der Nachstellvorrichtung 16 verkürzt.
Das Vorspannelement 50 ist durch eine Bogenfeder ausgebildet, die in einer nachstellvorrichtungsseitigen Aussparung des Kolbens 22 aufgenommen ist. Alternativ kann das Vorspannelement 50 auch durch eine gerade Feder ausgebildet sein. Das Vorspannelement 50 ist günstigerweise auf Zug oder auf Druck ausgeführt. Der Kolben 22 ist über die zweite Drehsicherung 54 drehfest mit dem zweiten Rampenelement 46 verbunden. Das Vorspannelement stützt sich einerseits an dem ersten Rampenelement 44 und andererseits an dem zweiten Rampenelement 46 ab. Alternativ zu einem einzigen Vorspannelement können grundsätzlich auch mehrere Vorspannelemente ausgebildet sein, die gemeinsam ein Drehmoment zwischen den Bauteilen bereitstellen. Die Ausbildung mehrerer Vorspannelemente ermöglicht eine gleichmäßige Anordnung in Umfangsrichtung und dadurch eine symmetrische Krafteileitung. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung von zwei Vorspannelementen 50, die sich in Umfangsrichtung einander gegenüberliegen.
Der Zentralausrücker 10 weist ein erstes elastisches Element 56 in Form einer Schraubendruckfeder auf. Das erste elastische Element 56 ist außerhalb des Druckraums 26 angeordnet. Das erste elastische Element 56 ist axial zwischen dem Rückenelement 12a und dem Sperrelement 48 angeordnet und stützt sich axial an diesen ab. Das erste elastische Element 56 stellt eine axiale Vorspannkraft auf das Sperrelement 48 bereit, sodass die Sperrstrukturen 44b und 48b in Eingriff vorgespannt sind. Ein unbeabsichtigtes Freigeben der Nachstellvorrichtung ist dadurch verhindert. Bei einem Ausrückvorgang hebt sich der Zylinder von dem Sperrelement 48 axial ab. Während dem Ausrückvorgang ist durch die axiale Vorspannung ein unbeabsichtigtes Nachstellen ausgeschlossen. Im Ruhezustand oder zum Ende eines Ausrückvorgangs kann der Zylinder 26 aufgrund der durch die Reibungskupplung bereitgestellten Axialkraft auf das Sperrelement 48 entgegen der Vorspannkraft des ersten elastischen Elements 56 eine Axialkraft bereitstellen.
Dadurch wird eine Position des Sperrelements 48 bestimmt. Ein Lösen erfolgt sobald die Position des Sperrelements 48 entgegen der Vorspannkraft des ersten elastischen Elements 56 ausreichend weit verschoben ist, sodass die
Sperrstrukturen 44b und 48b nicht mehr in Eingriff stehen. Das erste elastische Element 56 stellt auch eine Vorlast auf das Lager bereit, die zur Reibungskupplung hinwirkt.
Ein weiteres elastisches Element 58, welches auch als drittes elastisches Element 58 bezeichnet wird, ist zwischen dem Kolben 22 und dem ersten Rampenelement 44 angeordnet. Das dritte elastische Element 58 ist durch eine Wellfeder ausgebildet. Das dritte elastische Element stützt sich einerseits an dem Kolben 22 und andererseits an dem ersten Rampenelement 44 ab. Der Kolben 22 und das erste Rampenelement 44 werden durch das dritte elastische Element 58 axial voneinander weggetrieben. Im Ruhezustand wird dadurch der Kolben 22 in axialen Anschlag mit dem Zylinder 24 gebracht. Zwischen dem ersten Rampenelement 44 und dem Kolben 22 bildet sich in diesem Zustand ein axialer Abstand aus. Das erste
Rampenelement 44 ist über die das dritte elastische Element 58 axial gegenüber dem zweiten Rampenelement 46 vorgespannt, sodass eine sichere axiale
Abstützung der Nachstellvorrichtung 16 gegeben ist. Über das erste Rampenelement 44 stützt sich axial auch das Sperrelement 48 ab. Bei einem Ausrückvorgang wird der Druckraum 26 mit Druckmedium gefüllt, sodass sich der Kolben 22 in axialer Richtung auf das erste Rampenelement 44 zu bewegt, entgegen der Kraftwirkung des dritten elastischen Elements 58. Der Kolben 22 stützt sich axial an dem ersten Rampenelement 44 und somit an der Nachstellvorrichtung 16 ab. Der Zylinder 24 führt aufgrund des ansteigenden Drucks innerhalb des Druckraums 26 eine axiale Ausrückbewegung durch. Zum Ende des Ausrückvorgangs begibt sich der Zylinder 24 in seine Ruheposition, wobei sich aufgrund der axialen Vorspannung des dritten elastischen Elements 58 der Kolben 22 von dem ersten Rampenelement 44 axial abhebt und sich in eine Anschlagposition mit dem Zylinder 24 begibt. Mit dem Ende des Ausrückvorgangs erfolgt gegebenenfalls ein Nachstellvorgang der Nachstellvorrichtung 16. In einer alternativen Ausführung ist das elastische Element 58 axial zwischen dem Kolben 22 und dem Zylinder 24, insbesondere dem Zylindertopf 32, angeordnet.
Der Zylinder 24 ist über die Nabe 34 radial an dem Führungselement 12b geführt. Der Kolben 22 ist radial gegenüber dem Zylinder 24 geführt. Das erste Rampenelement 44 ist radial gegenüber dem Kolben 22 geführt. Das Sperrelement 48 ist radial gegenüber dem ersten Rampenelement 44. Der Kolben 22 ist radial über das zweite Rampenelement 46 geführt.
Der Zylinder 24 ist günstigerweise aus Metall ausgebildet. Mit besonderem Vorteil ist der Zylindertopf 32 als Tiefziehteil hergestellt. Der Kolben 22, das erste Rampenelement 44, das zweite Rampenelement 46 und / oder das Sperrelement 58 sind jeweils unabhängig voneinander vorzugsweise als Kunststoffteil hergestellt.
An dem Zentralausrücker 10 sind des Weiteren eine erste Schmutzabschirmung 60 und eine zweite Schmutzabschirmung 62 ausgebildet. Die erste Schmutzabschirmung 60 weist einen hülsenförmigen, starren Abschnitt auf. Insbesondere ist die erste Schmutzabschirmung 60 an dem Rückenelement 12a befestigt. Die erste Schmutzabschirmung 60 in Form einer Schmutzhülse erstreckt sich in axialer Richtung von dem Rückenelement 12a weg und übergreift den Zylinder 24 in axialer Richtung. An der ersten Schmutzabschirmung 60 ist eine Aufnahme für ein Abstreifelement 64 ausgebildet, insbesondere ein Filz, der zum gleitenden Anlagekontakt mit dem Zylinder 24 vorgesehen ist. Bei einer axialen Relativbewegung des Zylinders 24 gegenüber der Schmutzhülse wird der Schmutz durch das Abstreifelement 64 abgestreift. Die erste Schmutzabschirmung 62 ist durch einen Faltenbalg ausgebildet, der einerseits an dem Führungselement 12b und andererseits an dem Zylinder 24 befestigt ist. Die erste und die zweite Schmutzabschirmung 60 und 62 verhindern ein Eindringen von Schmutz in den Zentralausrücker 10. An der Nabe 34 des Zylinders 24 ist eine Öffnung 34a ausgebildet, die in axialer Richtung verläuft und zwei Innenräume des Zentralausrückers 10 miteinander verbindet. Dadurch wird bei einer axialen Relativbewegung des Zylinders 24 gegenüber dem Gehäuse 12 ein Druckausgleich zwischen den Innenräumen bereitgestellt.
Zur Versorgung des Druckraums 26 mit Fluid ist an dem Zylinder eine Fluidleitungsvorrichtung 66 ausgebildet. Die Fluidleitungsvorrichtung 66 ist ausgebildet dem Druckraum Fluid zuzuführen sowie Fluid von dem Druckraum abzuführen. In einer Variante ist die Fluidleitungsvorrichtung 66 durch einen Anschluss an dem Kolben 22 ausgebildet, an dem eine elastische Leitung angeschlossen ist. Die Leitung greift in axialer Richtung durch Öffnungen von Gehäuse, ersten Rampenelement, zweiten Rampenelement und / oder Sperrelement hindurch. Die Leitung ist elastisch ausgebildet, sodass diese an den axialen Bewegungen des Kolbens 22 teilnimmt und diese ausgleicht. In einer anderen Variante, die in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Fluidleitungsvorrichtung 66 ein erstes Leitungsrohr 22c, welches an dem Kolben 22 ausgebildet ist, und ein Leitungselement 68 auf. Das Leitungsrohr 22c und das Leitungselement 68 sind ineinander angeordnet und ermöglichen eine teleskopartige Relativbewegung in axialer Richtung. Bei einer axialen Bewegung des Kolbens 22 erfolgt ebenfalls eine axiale Relativbewegung zwischen Leitungsrohr 22c und Leitungselement 68, sodass diese in tieferen Eingriff treten können. Zwischen dem Leitungsrohr 22c und dem Leitungselement 68 ist ein Dichtelement ausgebildet, welches eine Fluiddichte Verbindung bereitstellt. Das Leitungselement 68 ist an dem Rückenelement 12a befestigt und stellt über ein Dichtelement 70 einen Fluidanschluss bereit. Die Befestigung des Leitungselements 68 erfolgt über einen Flansch, der axial zwischen dem zweiten Rampenelement 46 und dem Rückenelement 12a eingeklemmt ist. Insbesondere durchgreift das Leitungselement 68 das zweite Rampenelement 46 in axialer Richtung durch eine Öffnung hindurch. Das Leitungsrohr 22c durchgreift das Sperrelement 48 in axialer Richtung durch eine entsprechende Öffnung. Die Fluidleitungsvorrichtung 66 ist an dieser Stelle lediglich beispielhaft beschrieben. Insbesondere wird bezüglich der Fluidleitungsvorrichtung 66 auf den Stand der Technik verwiesen. Da Aufgrund von bestehenden Entwicklungstätigkeiten weitere Verbesserungen derartiger Fluidleitungsvorrichtungen 66 zu erwarten sind wird für eine verbesserte Funktion und erhöhte Lebensdauer insbesondere auf bereits bekannte und auch auf zukünftige Konstruktionen verwiesen und angeregt diese in den hier offenbarten Zentralausrücker 10 zu implementieren.
Bezugszeichen 10 Zentralausrücker 12 Gehäuse 12a Rückenelement 12b Führungselement 14 Ausrückvorrichtung 16 Nachstellvorrichtung 18 Sensorvorrichtung 20 Ausrücklager 22 Kolben 22a Drehsicherungsabschnitt 22b Drehsicherungsabschnitt 22c Leitungsrohr 24 Zylinder 24a Betätigungsabschnitt 26 Druckraum 28 Halteelement 30 zweites elastisches Element / Wellfeder 32 Zylindertopf 34 Nabe 34a Öffnung 36 Positionssensor 38 Positionsgeber 40 erste Drehsicherung 42 Halter 43 Führungselement 44 erstes Rampenelement 44a Rampenformation 44b Sperrstruktur 46 zweites Rampenelement 46a Rampenformation 46b Drehsicherungsabschnitt 48 Sperrelement
48a Drehsicherungsabschnitt
48b Sperrstruktur
48c Freigabeabschnitt
48d Aufnahme
48e Rippe
48f Öffnung
50 Vorspannelement
52 zweite Drehsicherung
54 dritte Drehsicherung
56 erstes elastisches Element
58 drittes elastisches Element
60 erste Schmutzabschirmung
62 zweite Schmutzabschirmung
64 Abstreifelement
66 Fluidleitungsvorrichtung
68 Leitungselement
70 Dichtelement
W Wirklänge

Claims

Patentansprüche Zentralausrücker (10) zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung, umfassend
• eine Ausrückvorrichtung (14), eine Nachstellvorrichtung (16), ein Ausrücklager (20) und ein elastisches Element (56, 30, 58),
• wobei die Ausrückvorrichtung (14) einen Zylinder (24) und einen Kolben (22) umfasst, die axial beweglich zueinander ausgebildet sind und gemeinsam einen veränderlichen Druckraum (26) begrenzen,
• wobei die Nachstellvorrichtung (16) ausgebildet ist eine veränderliche axiale Länge (W) bereitzustellen,
• wobei die Nachstellvorrichtung (16) ein erstes Rampenelement (44), ein zweites Rampenelement (46), ein Sperrelement (48) sowie ein Vorspannelement (50) aufweist.
• wobei eine Position der Ausrückvorrichtung (14) an dem Zentralausrücker (10) über die Nachstellvorrichtung (16) veränderlich ist. Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) ausgebildet ist bei einem Betätigungsvorgang des Zentralausrückers (10) eine im wesentlichen ortsfeste Position zu behalten, wobei der Zylinder (24) ausgebildet ist bei einem Betätigungsvorgang eine axiale Relativbewegung auszuführen. Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstellvorrichtung (16) axial zwischen der Ausrückvorrichtung (14) und einem Rückenelement (12a) des Zentralausrückers (10) angeordnet ist und / oder dass die Nachstellvorrichtung (16) axial gegenüberliegend des Ausrücklagers (20) an der Ausrückeinheit (14) angeordnet ist. Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rampenelement (44) eine Rampenformation (44a) aufweist, die mit einer Rampenformation (46a) des zweiten Rampenelements (46) korrespondiert. Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (50) eine rotatorische Vorspannkraft zwischen dem ersten Rampenelement (44) und dem zweiten Rampenelement (46) bereitstellt. Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (48) ausgebildet ist eine Relativdrehung zwischen dem ersten Rampenelement (44) und dem zweiten Rampenelement (46) freizugeben und zu sperren. Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (48) eine Sperrstruktur (48b) aufweist, die mit einer Sperrstruktur (44b) des ersten Rampenelements (44) korrespondiert, wobei ein Eingriff der Sperrstrukturen (44b, 48b) ineinander eine drehfeste Verbindung zwischen dem Sperrelement (48) und dem Rampenelement (44) bereitstellt. Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (56) ausgebildet ist das Sperrelement (48) und das erste Rampenelement (44) axial vorzuspannen, sodass die Sperrstrukturen (44b, 48b) ineinander eingreifen. Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrückvorrichtung (14), insbesondere der Zylinder (24), ausgebildet ist den Eingriff der Sperrstrukturen (44b, 48b) ineinander aufzuheben. Zentralausrücker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehsicherung zwischen dem zweiten Rampenelement und dem Kolben oder zwischen dem zweiten Rampenelement und dem Zylinder ausgebildet ist.
PCT/EP2022/079931 2021-10-27 2022-10-26 Zentralausrücker zur pneumatischen betätigung einer reibungskupplung WO2023073017A1 (de)

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