Kraftfahrzeugkupplung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder für eine Kupplung oder eine Bremse eines Kraftfahrzeugs bspw. eines PKWs, eines LKWs oder eines anderen Kraftfahrzeugs, mit einem aus Stahl gefertigten Flansch, der bspw. zum Anbringen einer Kupplung vorbereitet ist, wobei der Flansch zur Festlegung an einer Kupplungsglocke vorgesehen ist und ein Druckraum vorhanden ist, in dem ein Kolben druckabhängig verfahrbar gelagert ist.

Ein derartiger gattungsbildender Nehmerzylinder für eine Kupplung ist aus dem Patent EP 1 548 313 B1 bekannt. Das Patent betrifft eine

Drehmomentübertragungseinrichtung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Übertragung von einem Drehmoment zwischen einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einem Doppelkupplungsgetriebe mit zumindest zwei

Getriebeeingangswellen und zwei Reibungskupplungen. Dabei ist je eine

Getriebeeingangswelle mit der Kurbelwelle mittels einer Reibungskupplung koppelbar und jede Reibungskupplung verfügt über antriebsseitige und abtriebsseitige

Reibeinheiten, die mittels einer axialen Verpressung entlang einer Rotationsachse zumindest einer der Getriebeeingangswellen miteinander zur Bildung eines

Reibeingriffs beaufschlagbar sind. Außerdem werden die Reibeinheiten jeweils einer Reibungskupplung mittels eines der jeweiligen Reibeinheit zugeordneten

Betätigungsteils entgegen eines Anschlags beaufschlagt und mit dem Betätigungsteil jeder Reibungskupplung unter Zwischenschaltung eines Betätigungslagers ist jeweils eine drehfest mit einem feststehenden Gehäuseteil verbundene, axial auf das jeweilige Betätigungsteil einwirkende Betätigungsvorrichtung angeordnet. Als besonders ist bei dieser Drehmomentübertragungseinrichtung herausgestellt, dass die Reibeinheiten aus einer Mehrzahl schichtweise in axialer Richtung antriebsseitig und abtriebsseitig abwechselnder Reibpartner gebildet sind und dass beide

Reibungskupplungen in nasser Betriebsweise betrieben werden. Ein solcher Kupplungsnehmerzylinder ist noch etwas zu teuer zu produzieren und unterliegt hohen Anforderungen bei der Herstellung des Nehmerzylinders.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Nehmerzylinder für eine Kupplung vorzusehen, der besonders kosteneffizient, noch besser fertigbar und gewichtsoptimiert gegenüber dem Nehmerzylinder aus dem Stand der Technik ist.

Um diese Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung einen

gattungsgemäßen Nehmerzylinder für eine Kupplung oder eine Bremse eines

Kraftfahrzeugs vor, welche erfindungsgemäß ein kunststoffumfassendes

Druckraumbegrenzungsteil bzw. ein kunststoffumfassendes Gehäuse hat und dabei so am Flansch festgelegt ist, dass es zumindest eine Wandung des Druckraumes ausbildet.

Dadurch, dass der Nehmerzylinder nicht vollständig aus Stahl ausgebildet ist, kann der Nehmerzylinder im Vergleich zu einem herkömmlichen Nehmerzylinder, der vollständig aus Stahl gefertigt ist, günstiger produziert werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Nehmerzylinders liegt darin, dass er einfacher zu fertigen ist und dass er gewichtsoptimiert gegenüber einem herkömmlichen Nehmerzylinder ist. Des Weiteren ist der erfindungsgemäße Nehmerzylinder im Vergleich zu einem

herkömmlichen Nehmerzylinder leichter zu fertigen, da der Druckraum nicht durch Zerspanung, sondern bspw. durch Spritzgießen entsteht. Die Herstellung durch Zerspanung erfordert im Vergleich zu der Herstellung durch Spritzgießen eine erhöhte Sauberkeit bzw. sauberere Arbeitsumgebung und ist damit arbeitsaufwändiger, zeitaufwändiger und auch teurer.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Teil der Unteransprüche und werden nachfolgend näher erläutert.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass eine radial innere Wandung und eine radial äußere Wandung eines ersten Druckraums von dem

Druckraumbegrenzungsteil gestellt ist und/oder eine radial innere Wandung eines weiteren zweiten Druckraumes, der radial innerhalb des ersten Druckraums angeordnet ist, durch den Flansch gestellt ist. In diesem Fall, in dem der

Nehmerzylinder zwei Druckräume aufweist, ist der Nehmerzylinder als Doppel-CSC (Concentric Slave Cylinder) ausgebildet und ein Druckraum ist vollständig durch das Druckraumbegrenzungsteil ausgebildet. Der Einsatz bei Doppelkupplungen bietet sich ergo an.

Ein besagter Doppel-Kupplungsnehmerzylinder kann eine Doppelkupplung aufnehmen, welche bspw. für ein Doppelkupplungsgetriebe verwendet werden kann, wobei beide Kupplungen unabhängig voneinander betätigt werden können. Vor dem Flintergrund einer Kraftfahrzeugkupplung ist es möglich, dass die eine Kupplung die geraden Gänge eines Kraftfahrzeugs bedient und die andere Kupplung die ungeraden Gänge bedient. Insbesondere durch die Ausbildung von zwei Druckräumen, von den einer vollständig im Druckraumbegrenzungsteil ausgebildet ist, können die Kosten für den Nehmerzylinder reduziert werden und es wird die Fertigbarkeit des

Nehmerzylinders vereinfacht sowie das Gewicht im Vergleich mit einem vollständig aus Stahl gefertigten Nehmerzylinder reduziert.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das

Druckraumbegrenzungsteil vollständig aus Kunststoff ausgebildet ist. In diesem Fall kann die maximale Gewichtsersparnis des erfindungsgemäßen Nehmerzylinders im Vergleich zu einem Nehmerzylinder erzielt werden, der vollständig aus Stahl hergestellt ist. Wenn das Druckraumbegrenzungsteil aus Kunststoff ausgebildet ist, kann es bspw. einfach durch Spritzgießen hergestellt werden, was im Vergleich zur Produktion eines Stahlteils einen sehr geringen Aufwand erfordert. Damit werden das Druckraumbegrenzungsteil des Nehmerzylinders und somit auch der gesamte

Nehmerzylinder günstiger als ein herkömmlicher Nehmerzylinder, der vollständig aus Stahl ausgebildet ist.

Auch ist es von Vorteil, wenn zwischen dem Druckraumbegrenzungsteil und dem Flansch in Kontakt mit dem Druckraum und diesen abdichtend eine Dichtung, insbesondere ein O-Ring, eingesetzt ist. Dadurch, dass der Flansch und die Dichtung nicht einstückig, sondern mehrstückig und aus zwei verschiedenen Materialien ausgebildet sind, ist es möglich, den Flansch gegenüber der Dichtung abzudichten. Diese Dichtung verhindert dann besonders wirkungsvoll eine Leckage von einem Betriebsmittel, das in den Druckraum eingeleitet wird.

Es hat sich bewährt, wenn der Kolben in direkter Anlage oder unter

Zwischenlage eines dynamischen Dichtelementes mit den Wandungen des jeweiligen Druckraums anliegt. Das heißt in anderen Worten, dass der Kolben allein, bzw.

zusammen mit dem dynamischen Dichtelement, in radialer Richtung vollständig den jeweiligen Druckraum ausfüllt. Ein derartiger enger Kontakt zwischen Kolben und Druckraum ist einer optimalen Druckerzeugung im Druckraum zuträglich. Der Kolben bewegt sich in der axialen Richtung des Druckraums.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass auf der vorzugsweise radialen Innenseite des Flansches ein Gewinde, insbesondere Feingewinde, zur Aufnahme der Kupplung vorgesehen ist. Dadurch, dass das Gewinde, welches die Kupplung aufnimmt, im Stahlflansch ausgebildet ist, kann das Gewinde deutlich präziser gefertigt werden, als wenn das Gewinde in einem Kunststoffteil ausgebildet ist. In dem Fall, in dem ein Feingewinde verwendet wird, ist die Belastbarkeit des Gewindes höher als bei einem Regelgewinde. Außerdem ist es zur Sicherstellung einer ausreichenden Stabilität und/oder Steifigkeit und/oder Festigkeit des

Nehmerzylinders und des Gewindes sinnvoll, den Flansch aus Stahl auszubilden, und nicht etwa aus Kunststoff, wie das Druckraumbegrenzungsteil. Durch die

Sicherstellung einer ausreichenden Gewindestabilität kann die Kupplung auch über eine lange Betriebsdauer sicher am Flansch befestigt werden.

Wenn wenigstens ein Zulaufkanal für den Druckraum in das

Druckraumbegrenzungsteil integriert ist, wird eine besonders vielseitig einsetzbare Vorrichtung herstellbar. Das heißt, dass insbesondere der Zulaufkanal, etwa nach Art einer Bohrung, vollständig vom Material des Druckraumbegrenzungsteils umgeben ist. Über diesen Zulaufkanal kann im Druckmittel das Betriebsmittel, bspw. ein

Hydrauliköl, zugeführt werden, welches zur Ausübung einer Druckkraft auf den Kolben im Druckraum verwendet wird. In dem Fall, in dem der Nehmerzylinder zwei

Druckräume aufweist, kann das Druckraumbegrenzungsteil zwei integrierte

Zulaufkanäle aufweisen. Dadurch, dass der Zulaufkanal integral mit dem

Druckraumbegrenzungsteil ausgebildet ist, ist es nicht nötig, diesen zumindest einen Kanal weiterhin abzudichten.

Die Erfindung ist auch dadurch weiterbildbar, dass ein Kupplungsölkanal in den Flansch eingebracht ist, wobei der Kupplungsölkanal insbesondere zerspanend hergestellt werden kann. Durch das Vorsehen des Kupplungsölkanals im Flansch, und nicht bspw. im Druckraumbegrenzungsteil, kann das Kupplungsöl der Kupplung direkt, ohne Umwege, zugeführt werden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Kupplungsölkanal über eine

umlaufende Schaumdichtung abgedichtet ist. Diese Dichtung verhindert ein

vorzeitiges Austreten des Kupplungsöls, bspw. in das Druckraumbegrenzungsteil, oder einen Druckraum, wo das Kupplungsöl unerwünscht ist.

Der Kupplungsölkanal sowie der Zufuhrkanal für das Betriebsmittel bzw.

Hydrauliköl sind getrennt voneinander ausgebildet, sodass sich die beiden

Flüssigkeiten bzw. Fluide nicht unerwünscht miteinander vermischen. Außerdem ist es vorteilhaft, dass der Betriebsmittelzufuhrkanal nicht im Flansch ausgebildet ist, um diesen so unkompliziert, wie möglich, fertigen zu können.

Die Erfindung betrifft auch eine Kraftfahrzeugkupplung, etwa nach Art einer Doppelkupplung, mit einem solchen Nehmerzylinder.

In anderen Worten ist ein erfindungsgemäßer CSC-Nehmerzylinder,

insbesondere Doppel-Kupplungsnehmerzylinder (D-CSC), für eine Kupplung, insbesondere Doppelkupplung vorgesehen, der einen CSC-Flansch aus Stahl, der durch ein Gewinde, insbesondere Feingewinde, die Kupplung annimmt und die

Verbindung zu einer Kupplungsglocke darstellt und ein CSC-Gehäuse aus Kunststoff, das teilweise die Druckräume ausbildet, miteinander kombiniert. Durch die Kombination aus einem aus Kunststoff ausgebildeten CSC-Gehäuses mit einem aus Stahl ausgebildeten CSC-Flanschs vereinfacht sich die

Stahlflanschgeometrie signifikant gegenüber herkömmlich hergestellten, meist einmaterialig, insbesondere aus Stahl ausgebildete, Nehmerzylindern. Damit werden der Preis des Nehmerzylinders sowie die daran gestellten technischen Anforderungen deutlich reduziert.

Das CSC-Gehäuse sowie der CSC-Flansch werden vorzugsweise durch einen O-Ring zueinander abgedichtet und gemeinsam an der Kupplungsglocke verschraubt.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Betriebsmittelzuführung mittels zwei in das CSC-Gehäuse integriert ausgebildeten Zulaufbohrungen erfolgt, wobei jeweils eine Zulaufbohrung für einen Druckraum vorgesehen ist.

Weiterhin ist der Nehmerzylinder so ausgebildet, dass die Zuführung des

Kupplungskühlöls zur Kupplungsachse am Flansch mittels eines zerspanten Kanals stattfindet. Die Zuführung für das Kupplungskühlöl ist durch eine umlaufende

Schaumdichtung abgedichtet.

Im Folgenden ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Nehmerzylinders einer Kraftfahrzeugkupplung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Nehmerzylinders zur Aufnahme einer Kupplung für ein Kraftfahrzeug mit einem Druckraumbegrenzungsteil, bzw.

Gehäuse, aus Kunststoff und einem Flansch aus Stahl;

Fig. 2 ist eine Perspektivansicht des Nehmerzylinders mit einem Kunststoff- Druckraumbegrenzungsteil, welches mit dem Stahlflansch verbunden ist, und zeigt weiterhin ein Vorspannblech sowie zwei Schweißstopfen, die jeweils am

Nehmerzylinder angebracht sind; Fig. 3 ist eine Draufsicht des in eine Kupplungsglocke eingebauten

Nehmerzylinders und zeigt eine Zuführung für Kupplungskühlöl am Stahlflansch sowie eine Betriebsmittelzuführungsöffnung am Kunststoff-Druckraumbegrenzungsteil;

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV aus Fig. 1 und zeigt den in die Kupplungsglocke eingebauten Nehmerzylinder.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Dabei werden gleichen Elementen dieselben Bezugszeichen

zugewiesen. Die Ausführungsform ist nur beispielhaft und die Erfindung ist nicht darauf begrenzt.

Die Fig. 1 zeigt die Längsschnittansicht eines Nehmerzylinders 1 , welcher einen Stahlflansch 2 aufweist, welcher die Verbindung zu einer Kupplungsglocke 3 darstellt. Der Nehmerzylinder 1 weist weiterhin einen ersten Druckraum bzw. eine erste

Druckkammer 4 und einen zweiten Druckraum bzw. eine zweite Druckkammer 5 auf.

In der ersten Druckkammer 4 ist ein erster Kolben 6 axial verschieblich gelagert und im zweiten Druckraum 5 ist ein zweiter Kolben 7 axial verschieblich gelagert. Die Kolben 6, 7 sind unabhängig voneinander betätigbar.

Der Stahlflansch 2 ist mit einem Druckraumbegrenzungsteil bzw. einem

Gehäuse 8 verbunden, welches aus Kunststoff gefertigt ist. Die erste Druckkammer 4 ist vollständig im Druckraumbegrenzungsteil 8 ausgebildet. Eine erste Wandung 9 bildet zusammen mit einer zweiten Wandung 10, die radial außerhalb der ersten Wandung 9 angeordnet ist und parallel zu dieser ist, den ersten Druckraum 4 aus. Die erste Wandung 9 und die zweite Wandung 10 erstrecken sich jeweils senkrecht vom Hauptteil des Druckraumbegrenzungsteils 8 aus und sind vertikal voneinander beabstandet, um eine Anschlagsfläche für den ersten Kolben 6 im ersten Druckraum 4 auszubilden. Der zweite Druckraum 5 wird durch das Zusammenwirken der ersten Wandung 9 mit dem zylindrischen Teil des Stahlflansches 2 ausgebildet. In der Schnittansicht aus Fig. 1 sind die erste Wandung 9 und der zylindrische Teil des Stahlflansches 2 parallel zueinander angeordnet und in vertikaler Richtung

voneinander beabstandet.

Der erste Kolben 6 und der zweite Kolben 7 sind je mit einem ersten bzw. einem zweiten Dichtungsträgerring 11 bzw. 12 versehen, welcher dazu beiträgt, dass die Kolben 6, 7 mit ihrer Außenumfangsfläche an den Wandungen 9, 10 der Druckräume 4, 5 anliegen.

Wenn ein Betriebsmittel bzw. Hydrauliköl in die erste Druckkammer 4 bzw. die zweite Druckkammer 5 eingespritzt oder eingeleitet wird, bewegt sich der erste Kolben 6 bzw. der zweite Kolben 7 in einer axialen Richtung und zwar weg von dem

Druckraumbegrenzungsteil 8. Durch die Bewegung des ersten Kolbens 6 bzw. des zweiten Kolbens 7 wird ein erstes Lager 13 bzw. ein zweites Lager 14 bewegt, welche jeweils ein Ein- bzw. ein Ausrücklager sind. Die Lager 13, 14 dienen dazu, eine Kupplung, die hier nicht gezeigt ist, zu betätigen. Um eine Leckage des

Betriebsmittels aus den Druckräumen 4,5 hinaus zu unterdrücken, ist das

Druckraumbegrenzungsteil 8 gegenüber dem Stahlflansch 2 durch einen O-Ring 15 abgedichtet. Der Stahlflansch weist auf der Außenumfangsfläche seines

zylinderförmigen Abschnittes im Übergang zu seinem flachen Flanschabschnitt einen Vorsprung 16 auf. Der Vorsprung 16 wirkt so mit dem Druckraumbegrenzungsteil 8 zusammen, dass der zweite Kolben 7 in der zweiten Druckkammer 5 in einem eingerückten Zustand sowohl am Druckraumbegrenzungsteil 8 als auch am

Vorsprung 16 anschlägt. Der O-Ring 15 ist in dem vertikalen Spalt angeordnet, der durch einen Abstand zwischen dem Druckraumbegrenzungsteil 8 und dem Vorsprung 16 ausgebildet ist.

Fig. 2 zeigt eine Perspektivansicht des Nehmerzylinders 1 , bei dem das

Druckraumbegrenzungsteil 8 mit dem Stahlflansch 2 verbunden ist. Der Hauptteil 17 des Nehmerzylinders 1 ist ringförmig ausgebildet. Von dem ringförmigen Hauptteil 17 aus erstrecken sind in Fig. 2 drei Vorsprünge; ein erster Montagevorsprung 18, ein zweiter Montagevorsprung 19 und ein dritter Montagevorsprung 20. Diese

Montagevorsprünge 18, 19, 20 sind jeweils mit einem Montageloch bzw. einer Montagebohrung 21 versehen. Im Bereich der Vorsprünge 18, 19, 20 ist das

Druckraumbegrenzungsteil 8 jeweils über dem Stahlflansch 2 angeordnet und die jeweils identisch ausgebildeten Montagelöcher 21 sind über die gesamte Dicke der Vorsprünge 18, 19, 20 durchgängig ausgebildet und damit Durchgangslöcher (im Kunststoff-Druckraumbegrenzungsteil 8 und im Stahlflanschteil 2 vorgesehen, deren Montagevorsprünge 18, 19, 20 hier Übereinanderliegen).

Der ringförmige Nehmerzylinderhauptteil 17 weist mittig ein Durchgangsloch 22 auf. Zumindest einer der Vorsprünge 18, 19, 20, hier der erste Montagevorsprung 18, weist einen aus dem Stahlflansch 2 ausgebildeten in seiner Hauptform

scheibenförmigen Flanschvorsprung 23 auf. Weiterhin erstreckt sich von dem

Hauptteil 17 des Nehmerzylinders 1 aus ein Gehäusevorsprung 24, welcher integral bzw. einstückig und/oder einmaterialig mit dem Druckraumbegrenzungsteil 8 ausgebildet ist. Der Gehäusevorsprung 24 weist ein Vorspannblech 25 auf, welches jeweils zwei endseitig vom Hauptteil 27 ausgehend zueinander gewinkelte und voneinander weglaufende Rohrabschnitte 26 und 27 überspannt. Die Rohrabschnitte 26, 27 weisen innenseitig ihrer Öffnung jeweils einen Schweißstopf 28, 29 auf.

Fig. 3 ist eine Draufsicht des in eine Kupplungsglocke 3 eingebauten

Nehmerzylinders 1. In dieser Ausführungsform ist der Nehmerzylinder mithilfe der Montagelöcher 21 an den Montagevorsprüngen 18, 19, 20 mit der Kupplungsglocke 3 verschraubt. Sowohl der Gehäusevorsprung 24 als auch der Flanschvorsprung 23 liegen an der Kupplungsglocke 3 an. Im Flanschvorsprung 23 verläuft ein Zulaufkanal (nicht gezeigt), der dazu geeignet ist, der Kupplung, die durch den Nehmerzylinder 1 aufgenommen ist, Kupplungskühlöl zuzuführen. Der Gehäusevorsprung 20 weist in seinen beiden Rohrabschnitten 26, 27 jeweils einen Betriebsmittelzufuhrkanal 30, 31 auf, welcher zur Zuführung eines Betriebsmittels bzw. eines Hydrauliköls in den ersten Druckraum 4 bzw. den zweiten Druckraum 5 vorgesehen ist, um den ersten Kolben 6 bzw. den zweiten Kolben 7 axial zu verschieben.

Der Gehäusevorsprung 24 wird mit Hilfe des Vorspannblechs 25 direkt an der Kupplungsglocke 3 befestigt. Die Kupplungsglocke 3 hat eine ringförmige Grundform und weist mittig ein Loch auf, welches mit dem Durchgangsloch 22 des Hauptteils 17 des Nehmerzylinders 1 durchgängig ausgebildet ist. Die Kupplungsglocke 3 ist wie eine Scheibe ausgebildet. Diese Scheibe weist eine von ihrer äußeren Oberfläche aus in eine Tiefenrichtung nach unten versetzte und dazu parallele Fläche (Ausschnitt) auf, an der der Nehmerzylinder 1 mit seiner unteren Oberfläche anliegt. Die Form des Ausschnitts folgt im Wesentlichen der Form des Nehmerzylinders 1.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV aus Fig. 1 und zeigt den Nehmerzylinder 1 , der an der Kupplungsglocke 3 montiert ist. In dieser

Schnittansicht sind die Betriebsmittel- bzw. Hydraulikölzufuhrkanäle 30, 31 sichtbar dargestellt. Die Betriebsmittelzufuhrkanäle 30, 31 sind in den Rohrabschnitten 27 ^' 6,

27 und damit im Druckraumbegrenzungsteil 8 ausgebildet.

Bezugszeichenliste Nehmerzylinder

Flansch

Kupplungsglocke

erste Druckkammer

zweite Druckkammer

erster Kolben

zweiter Kolben

Druckraumbegrenzungsteil / Kunststoffgehäuse erste Wandung / radial innere Wandung

zweite Wandung / radial äußere Wandung erster Dichtungsträgerring

zweiter Dichtungsträgerring

erstes Lager

zweites Lager

O-Ring

Vorsprung (am Stahlflansch)

Hauptteil des Nehmerzylinders

erster Montagevorsprung

zweiter Montagevorsprung

dritter Montagevorsprung

Montageloch

Durchgangsloch (im Hauptteil des Nehmerzylinders) Flanschvorsprung

Gehäusevorsprung

Vorspannblech

Erster Rohrabschnitt

zweiter Rohrabschnitt

erster Schweißstopf

zweiter Schweißstopf 30 erster Betriebsmittelzufuhrkanal

31 zweiter Betriebsmittelzufuhrkanal