Kolben und daran befestigtem Magneten und Montageverfahren

Die Erfindung betrifft einen Zentralausrücker/Kupplungsnehmerzylinder (CSC: Clutch Slave Zylinder) für ein hydraulisches, elektrisches oder pneumatisches Kupplungsausrücksystem oder Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, in dem ein relativ zu dem Gehäuse axial verlagerbarer Kolben anordnenbar ist/angeordnet werden kann, und mit einem Sensor/Wegmesssensor/Positionssensor, der ausgelegt ist, um eine Axialposition des Kolbens relativ zu dem Gehäuse zu erfassen. Weiterhin be- trifft die Erfindung einen solchen Zentralausrücker mit einem Kolben und einem auf dem Kolben befestigten Magneten, wobei der Magnet und der Sensor so aufeinander abgestimmt sind, dass die Position des Kolbens relativ zu dem Gehäuse erfassbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Montageverfahren zum Anbringen eines Sensors/Wegmesssensors an einem Zentralausrücker-Gehäuse/Gehäuse, wobei an dem Gehäuse eine Halterung ausgebildet ist, in die der Wegmesssensor axial eingeschoben wird.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Zentralausrücker bekannt, die ein Wegmesssystem zum Erfassen der axialen Position des Kolbens aufweisen. Zum Beispiel of- fenbart die DE 102 42 841 B4 ein Ausrücklager für eine Kupplung, umfassend einen Hauptkörper mit insgesamt zylindrischer Form und einen Kolben, der axial verschiebbar im Inneren des Hauptkörpers gelagert ist, wobei ein zu einem Wälzlager gehörender Ring am distalen axialen Ende des Kolbens angefügt ist, wobei ein elastisches Druckelement axial zwischen einer am Hauptkörper angebrachten proximalen Aufla- gefläche und einer distalen Auflagefläche eingefügt ist, die an einem am Ring des Wälzlagers angefügten Kragen angebracht ist, wobei das Ausrücklager einen kontaktfreien Magnetgeber aufweist, der einen am Kragen angebrachten Magneten und eine im Verhältnis zum Hauptkörper ortsfeste Zielmarkierung umfasst, die insgesamt gegenüber dem Magneten angeordnet ist, um die axiale Position des Kolbens des Kupp- lungsausrücklagers im Verhältnis zum Hauptkörper zu bestimmen, wobei der Kragen einen Trägerarm umfasst, der sich insgesamt radial nach außen erstreckt und der den Magneten insgesamt an seinem äußeren radialen Ende trägt und wobei der Magnet in Form eines Einsatzes ausgeführt ist, um den herum, zumindest teilweise, der Trägerarm aufgeformt ist.

Unter anderem ist aus der EP 1 898 1 1 1 D1 auch ein Zentralausrücker für eine hyd- raulische Kupplungsbetätigung bekannt, mit einem eine zylindrische Durchgangsbohrung aufweisenden Gehäuse und einer konzentrisch innerhalb der Durchgangsbohrung angeordneten und an ihrem einen Ende zentriert am Gehäuse befestigten rohr- förmigen Hülse, auf der ein mit der Kupplung wirkverbindbarer Ringkolben axial verschiebbar geführt ist, an dessen äußerem Ende der Innenring eines Ausrücklagers be- festigt ist, wobei ein Sensor zur Erfassung der axialen Position des Ringkolbens relativ zum Gehäuse stationär am Gehäuse befestigt ist, und wobei dem Sensor ein axial verschiebbar geführter Magnetkörper zugeordnet ist, der mit einem am Innenring befestigten Ringkörper zur Mitnahme durch den Ringkolben bei dessen axialen Verschiebungen axial spielfrei verbunden ist, wobei der Magnetkörper mit einem über seinen Verschiebeweg gleichbleibenden Abstand zum Sensor am Gehäuse verschiebbar geführt ist und mit einem Führungsschuh in eine Umfangsnut des Ringkörpers axial spielfrei, aber radial beweglich eingreift.

Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass der an den Kolben ge- koppelte Magnet radial von dem Kolben, z. B. über einen Trägerarm, absteht und der Sensor mit dem Wegmesssystem radial den Magneten umgebend angeordnet ist, so dass ein sehr großer radialer Bauraum für die Positionserkennung des Kolbens erforderlich ist.

Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu verringern. Insbesondere soll ein Zentralausrücker mit einem Wegmesssystem entwickelt werden, bei dem eine Sensoranbindung für den Zentralausrücker möglichst bauraumneutral, also vor allem radial platzsparend, ausgelegt ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Sensor über eine Halterung am Gehäuse befestigt ist, wobei die Halterung so ausgelegt ist, dass bei der Montage eine Verschiebung/ein Einschieben des Sensors in der Halterung/in die Halterung ermöglicht ist.

Dies hat den Vorteil, dass die Sensoranbindung nur einen geringen radialen zusätzli- chen Bauraum benötigt, da der Sensor in die Druckwand des Gehäuses eingeschoben, also integriert, werden kann. Außerdem bietet die erfindungsgemäße Lösung Vorteile hinsichtlich der Dichtheit und der Präzision der Messergebnisse der axialen Position des Kolbens.

Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.

Zudem ist es zweckmäßig, wenn der Sensor in einem Betriebszustand des Zentralausrückers in der Halterung gegen eine Rotations- und eine Axialbewegung gesichert ist, etwa über eine Form-, Kraft- und/oder Stoffschlussverbindung. So wird sichergestellt, dass nur die Verschiebung des Kolbens, mit einem an dem Kolben befestigten Magneten innerhalb des Gehäuses erfasst wird, und die Positionserfassung nicht durch eine zusätzliche Relativbewegung des Sensors gegenüber dem Gehäuse be- einflusst wird.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Sensor in der Halterung über eine Vorlastfeder, eine Verpressung und/oder einen Axialanschlag gegen eine Axialbewegung gegenüber dem Gehäuse gesichert ist. So kann der Sensor also einfach in das Gehäuse eingeschoben werden und dann durch die Vorlastfeder, die Verpressung und/oder den Axialanschlag gesichert werden. Die axiale Fixierung des Sensors wird also erst in der Montage hergestellt.

Alternativ ist es auch möglich, den Sensor über eine Schweiß-, Schraub- oder Nietverbindung festzulegen. Nachteilig daran ist jedoch, dass diese Verbindungen nur schwerer lösbar sind als die oben vorgeschlagenen Verbindungen über eine Vorlastfeder, die Verpressung und/oder den Axialanschlag. Ferner ist es von Vorteil, wenn der Axialanschlag als Anschlagsring ausgebildet ist. So kann der Anschlagsring also einfach außen auf das Gehäuse aufgeschoben werden, um den Sensor in seiner finalen, axialen Position zu fixieren. Zugleich ist diese Verbindung sehr einfach wieder lösbar.

Bei der Verwendung einer Vorlastfeder als Axialsicherungselement dient die Vorlast- feder also als Transportsicherung.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Halterung als eine Schiene ausgebildet ist. Dadurch wird die Führung des Sensors beim Einschieben also zwangsgeführt. Der Sensor kann sich also auch ohne Fixierung nur in einer Richtung bewegen lassen. Dies bietet auch Vorteile bei der Fixierung des Sensors am Gehäuse.

Ferner ist es von Vorteil, wenn die Halterung am Gehäuse ausgebildet ist, so dass sie rippenartig nach radial außen hervorsteht. In dieser Rippe sind dann auch Führungsnuten, die als Schienen dienen, ausgebildet.

Es ist von Vorteil, wenn die Halterung rund ausgebildet ist, vorzugsweise also eine runde Außenfläche oder Außenkante aufweist.

Zusätzlich ist es zweckmäßig, wenn der Sensor in einem Deckel/Sensorgehäuse angeordnet ist, wobei als Halterung an dem Deckel oder dem Gehäuse Nuten oder Noppen ausgebildet sind, die formschlüssig mit dem Gehäuse oder dem Deckel zusammenwirken. Sind die Nuten oder die Noppen an dem Gehäuse ausgebildet, kann der Deckel einfach über seine Ränder in diese Nuten oder unter diesen Noppen eingeschoben werden. Sind die Nuten oder die Noppen an dem Deckel ausgebildet, kann der Deckel einfach auf das Gehäuse aufgeschoben werden, indem Vorsprünge, die an dem Gehäuse ausgebildet sind, in die Nuten oder unter die Noppen des Deckels eingreifen.

Ferner ist es von Vorteil, wenn der Deckel L-förmig ausgebildet ist. Das heißt, dass der Deckel einen in Axialrichtung weisenden Teil besitzt und einen Teil, der in eine andere Richtung zeigt, z. B. in eine Richtung, die quer zur Axialrichtung ist oder eine Richtung, die geneigt zur Axialrichtung ist, besitzt. So können die Anschlüsse/Leitungen für den Sensor einfach angeschlossen werden.

Außerdem ist es von Vorteil, wenn also der Deckel einen Schenkel aufweist, in dem der Sensor angeordnet ist, und einen anderen Schenkel aufweist, der zur Leitungsanbindung dient.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Sensor als Hall-Sensor ausgebildet ist, also ein stromdurchflossener Sensor ist.

Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn an dem Deckel oder dem Gehäuse Laschen, die in Umfangsrichtung abstehen, ausgebildet sind, die mit den Nuten oder mit den Noppen formschlüssig zusammenwirken. Entweder werden also die Laschen an dem Gehäuse von den Nuten an dem Deckel überschoben, oder die Laschen an dem Deckel werden in die Nuten in dem Gehäuse eingeschoben.

Ferner zeichnet sich ein günstiges Ausführungsbeispiel dadurch aus, dass die Laschen linear/gerade oder gebogen ausgebildet sind. So kann im Zusammenwirken mit den Nuten oder den Noppen eine kraftschlüssige Verbindung erreicht werden.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Nuten oder Noppen so auf die Laschen abgestimmt sind, dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen ihnen, also zwischen dem Gehäuse und dem Deckel, entsteht.

Auch kann ein Bereich der Außenseite des Gehäuses, an dem der Sensor und/oder der Deckel mit dem Sensor anliegen, abgeflacht sein. Dadurch wird die Wandstärke, die den an dem Kolben angebrachten Magneten von dem Sensor trennt, verringert, so dass eine Positionserfassung verbessert wird. Außerdem ist es so einfacher, die Au- ßenfläche des Sensors auf die Außenfläche des Gehäuses abzustimmen, da sie durch die Abflachung unabhängig von dem Durchmesser des Gehäuses ist. Ferner ist es von Vorteil, wenn eine dem Gehäuse zugewandte Fläche des Deckels so auf die Außenseite des Gehäuses abgestimmt ist, dass die Fläche an der Außenseite, vorzugsweise bündig, anliegt. So wird zum einen radialer Bauraum eingespart und zum anderen ein Einschieben des Sensors erleichtert.

Auch ist es von Vorteil, wenn das Gehäuse durch Spritzgießen hergestellt ist, so dass auch eine komplexe Geometrie des Gehäuses einfach erreicht werden kann. Dabei können die Nuten oder Noppen in dem Gehäuse einfach durch den Einsatz von Kernen hergestellt werden.

Auch ist es zweckmäßig, wenn der Sensor auf der Außenseite eines von dem Gehäuse umgebenen Druckraums des Zentralausrückers angeordnet ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch dadurch gelöst, dass ein solcher Zentralaus- rücker mit einem Kolben und einem auf dem Kolben befestigten Magneten eingesetzt wird, wobei der Magnet und der Sensor so aufeinander abgestimmt sind, dass die Position des Kolbens relativ zu dem Gehäuse erfassbar ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Montageverfahren zum Anbringen eines Weg- messsensors an einem Zentralausrücker-Gehäuse, wobei am Gehäuse eine Halterung ausgebildet ist, in die der Wegmesssensor axial eingeschoben wird.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Wegmesssensor mit einer Vorlastfeder, einem Anschlag/Axialanschlag, einer Pressverbindung, einer Schweißverbindung, einer Schraubverbindung oder einer Nietverbindung an dem Gehäuse gegen axiale Verschiebung festgelegt wird.

Auch ist es von Vorteil, wenn der Sensor in einen Deckel eingesetzt wird, und durch Einfügen eines Dichtmittels, z. B. eines Wachses, zur Umgebung hin abgedichtet wird. Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine direkte Wegmessung an einem Kupp- lungsnehmerzylinder, bei dem besonders geringer Bauraum für die Wegmessung an dem Kupplungsnehmerzylinder erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Lösung ist, dass die Sensoranbindung in die Druckwand des Zentralausrücker- /Kupplungsnehmerzylinder-Gehäuses eingeschoben wird. Dazu wird also ein Sensor, vorzugsweise ein Hall-Sensor, in einen Deckel montiert und abgedichtet. Dabei ist der Deckel mit rund ausgeführten Führungsschienen/Laschen ausgestattet. Diese Führungsschienen werden also in die passende Gegenform in dem Gehäuse eingeschoben, wobei die passende Gegenform als Nuten oder Noppen ausgebildet ist. Die feste Fixierung der Sensoranbindung erfolgt abschließend durch das Aufbringen einer Axiallast, z. B. durch eine Ausrückfeder/Vorlastfeder oder einen Axialanschlag.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Zentralausrücker-Gehäuses mit einem in das Gehäuse eingeschobenen Sensor zur Wegmessung,

Fig. 2 eine Draufsicht des in das Gehäuse eingeschobenen Sensors,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Halterung für die Sensoranbindung an dem Gehäuse,

Fig. 4 eine Längsschnittdarstellung eines Kupplungsausrücklagers,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Kupplungsausrücklagers mit eingeschobenem Sensor in die Halterung in dem Gehäuse und einer axialen Sicherung über eine Vor- lastfeder,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des in das Gehäuse eingeschobenen Sensors mit einer Axialsicherung über einen Axialanschlag, Fig. 7 eine Längsschnittdarstellung des Kupplungsausrücklagers mit über den Axialanschlag gesicherten, eingeschobenen Sensor,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 7 gezeigten Bauteile,

Fig. 9 ein Montageverfahren des Sensors, bei dem der Sensor in die Halterung an dem Gehäuse eingeschoben wird, und

Fig. 10 den in das Gehäuse eingeschobenen Sensor für die Wegmessung.

Die Zeichnungen sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele können beliebig untereinander ausgetauscht werden.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zentralausrücker/Kupplungsnehmerzylinder 1 für ein Kupplungsausrücksystem. Genauer gesagt ist ein Gehäuse 2 des Zentralausrückers dargestellt, in dem ein relativ zu dem Gehäuse 2 axial verlagerbarer Kolben angeordnet werden kann. Auch ist ein Sensor/Wegmesssensor/Positionssensor 3 vorhanden, der ausgelegt ist, um eine Axialposition des Kolbens relativ zu dem Gehäuse 2 zu erfassen. Dabei ist der Sensor 3 über eine Halterung 4 am Gehäuse 2 befestigt. Die Halterung 4 ist so ausgelegt, dass sie ermöglicht, dass der Sensor 3 bei der Montage in der Halterung 4 verschoben/in die Halterung 4 eingeschoben werden kann.

Die Halterung 4 ist am Gehäuse 2 ausgebildet und steht rippenartig nach radial außen hervor. Der Sensor 3 ist in einem Deckel/Sensorgehäuse 5 eingesetzt und abgedichtet und ist in die Halterung 4 eingeschoben. In der Halterung 4 sind Nuten 6 ausgebildet, die als Schiene 7 für die Führungsschienen 8, die als in Umfangsrichtung abste- hende Laschen 9 ausgebildet sind, an dem Deckel 5 dienen. Der Deckel 5 für den Sensor 3 ist L-förmig ausgebildet. Der Deckel 5 weist also einen ersten Schenkel 10, der sich in Axialrichtung erstreckt, an dem Gehäuse 2 anliegt und in den der Sensor 3 eingesetzt ist, und einen zweiten Schenkel 1 1 auf, der sich in Radialrichtung erstreckt, der von dem Gehäuse 2 absteht und an dem sich Leitungen 12 für die Stromversorgung des Sensors 3 anschließen. Über Klammern 13 werden die Leitungen 12 gehalten, die über Pins mit dem Deckel 5 bzw. mit dem Sensor 3 verlötet oder verschweißt sind.

In Fig. 2 ist zu erkennen, dass der Deckel 5 an die Außenkontur des Gehäuses 2 an- gepasst ist und bündig an dem Gehäuse 2 anliegt. Die Laschen 9 sind gerade ausgebildet und passen sich in die Nuten 6 der Halterung 4 ein. Der erste Schenkel 10 des Deckels 5 liegt an einem Bereich an dem Außendurchmesser des Gehäuses 2 an, der eine Abflachung 14 aufweist. Die Nuten 6 der Halterung 4 sind so ausgebildet, dass die Laschen 9 in Axialrichtung eingeschoben werden können.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Halterung 4 an dem Gehäuse 2. Im Gegensatz zu der Halterung 4 aus Fig. 2 sind die Nuten 6 mit geringerer Tiefe ausgebildet. Die Nuten 6 weisen einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Die Außenkanten 15 der Halterung 4 sind mit einem Radius 16 versehen.

Fign. 4 und 5 zeigen den Zentralausrücker 1 mit dem Gehäuse 2 und zusammenwirkenden Bauteilen. Auf einer Innengehäuseschale 17 ist das Ausrücklager 18 angeordnet, das durch einen nicht dargestellten Kolben in Axialrichtung verlagert werden kann. Der Kolben ist in dem Gehäuse 2 angeordnet. An dem Kolben ist ein Magnet befestigt, der in Zusammenwirken mit dem Sensor 3 eine Bestimmung der Axialposition, und damit der Position des Ausrücklagers 18 zulässt. An einer Außengehäuse- schale 19 des Gehäuses 2 ist die Halterung 4 integriert, die den Sensor 3 aufnimmt.

Die axiale Position des Deckels 5 mit dem Sensor 3 wird über eine Vorlastfeder 20 festgelegt, die den Deckel 5 in eine Axialrichtung gegen einen am Gehäuse 2 ausgebildet Flansch 21 bzw. an einen an der Halterung 4 ausgebildeten Vorsprung 22 drückt, so dass der Sensor durch die Schienen 7 der Halterung 4, die Vorlastfeder 20 und den Flansch 21 rotations- und axialfest an das Gehäuse 2 angebunden ist. Fign. 6 bis 8 zeigen eine alternative Axialfestlegung des Deckels 5 mit dem Sensor 3. Wie in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Sensor 3 (in den Zeichnungen von oben) in die Schienen 7 der Halterung 4 am Gehäuse 2 eingeschoben. Der Deckel 5 wird axial über einen Anschlag festgelegt, der als Anschlagsring 23 ausgebildet ist. Der Anschlagsring 23 weist einen Radialflansch 24, der nach radial innen hervorsteht und im montierten Zustand auf der axialen Frontseite der Außenge- häuseschale 19 aufliegt. Durch einen Ringabschnitt 25 des Anschlagsrings 23, der radial auf der Höhe des Deckels 5 angeordnet ist, wird verhindert, dass der Deckel 5 aus der Halterung 4 axial herausgeschoben werden kann. Der Deckel 5 wird also über den Vorsprung 22, den Anschlagsring 23 und die Schienen 7 axial- und rotationsfest am Gehäuse 2 festgelegt.

Der Deckel 5 kann auch in die Halterung 4 eingepresst werden, so dass eine Axialbewegung durch eine Verpressung verhindert wird.

Fign 9. und 10 zeigen die Montageschritte des Sensors 3 an dem Gehäuse 2. Der Deckel 5, in dem der Sensor 3 eingesetzt ist, wird in einer Axialrichtung in die Halterung 4 an dem Gehäuse 2 eingeschoben. Dabei weisen die Laschen 9 an dem Deckel in Umfangsrichtung abstehende Zentriernasen 26 auf. Der Deckel 5 wird so einge- schoben, dass die Laschen 9 in die Schienen 6 eingreifen. Durch die Zentriernasen 26 wird das Einschieben geführt. In Fig. 10 ist der Deckel 5 in die Schienen 7 eingesetzt. Dann wird ein Anschlagsring 23 (vergleiche Fign 6, 7 und 8) oder eine Vorlastfeder 20 (vergleiche Fign. 4 und 5) aufgeschoben, so dass der Deckel 5 axial festgelegt ist.

Bezuqszeichenliste

Zentralausrücker/Kupplungsnehmerzylinder Gehäuse/Zentralausrücker-Gehäuse

Sensor/Wegmesssensor/Positionssensor Halterung

Deckel/Sensorgehäuse

Nut

Schiene

Führungsschiene

Lasche

erster Schenkel

zweiter Schenkel

Leitung

Klammer

Abflachung

Außenkante

Radius

Innengehäuseschale

Ausrücklager

Außengehäuseschale

Vorlastfeder

Flansch

Vorsprung

Anschlagsring

Radialflansch

Ringabschnitt

Zentriernase