DE102009015153A1

DE102009015153A1 - Hydraulische Betätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE102009015153A1
Application number: DE102009015153A
Authority: DE
Inventors: José Barro; Saulo Ribeiro
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2009-10-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungseinrichtung, insbesondere Kupplungsbetätigungseinrichtung, mit einem Zylinder, in welchem ein Kolben translatorisch hin und her bewegbar aufgenommen ist und einer radial außerhalb einer Übergangsstelle des Zylinders und des Kolbens angeordneten Schmutzabdeckung. Um eine verbesserte und/oder alternative Schmutzabdeckung darzustellen, weist die Schmutzabdeckung eine Vielzahl von axial nebeneinander angeordneten und miteinander in Eingriff stehenden Ringelementen auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungseinrichtung, insbesondere Kupplungsbetätigungseinrichtung, mit einem Zylinder, in welchem ein Kolben translatorisch hin und her bewegbar aufgenommen ist, und einer radial außerhalb einer Übergangsstelle des Zylinders und des Kolbens angebrachten Schmutzabdeckung.
Hydraulische Betätigungseinrichtungen sind bekannt. Sie können beispielsweise zur Betätigung von hydraulischen Kupplungen eingesetzt werden, um ein Einrücken oder Ausrücken zur Kupplungsbetätigung auszulösen. Die zur Stellbewegung erforderliche Energieübertragung kann mittels eines in einer Leitung geführten Hydraulikmediums erfolgen. Zum Schutz gegen Verschmutzung kann eine Schmutzabdeckung vorgesehen sein. Die DE 84 22 431 U1 zeigt einen hydraulisch betätigbaren Kupplungsausrücker und die DE 10 2007 023 275 A1 zeigt einen Zentralausrücker für hydraulische Kupplungsbetätigungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte und/oder alternative Schmutzabdeckung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung bereitzustellen.
Die Aufgabe ist bei einer hydraulischen Betätigungseinrichtung, insbesondere Kupplungsbetätigungseinrichtung, mit einem Zylinder, in welchem ein Kolben translatorisch hin und her bewegbar aufgenommen ist, und einer radial außerhalb einer Übergangsstelle des Zylinders und des Kolbens angebrachten Schmutzabdeckung, dadurch gelöst, dass die Schmutzabdeckung eine Vielzahl von axial nebeneinander angeordneten und miteinander in Eingriff stehenden Ringelementen aufweist. Vorteilhaft können die nebeneinander angeordneten Ringelemente teleskopartig ineinander und wieder auseinander geschoben werden, sodass sich die Schmutzabdeckung der translatorischen Hin- und Herbewegung des Kolbens angepasst verlängern und verkürzen kann. Vorteilhaft können die einzelnen Ringelemente so miteinander in Eingriff stehen, dass diese jeweils in einem Anlagekontakt zueinander stehen und dadurch keinen oder zumindest nur eine minimale Menge an Schmutzpartikeln in Richtung der abgedeckten Übergangsstelle zwischen dem Zylinder und des Kolbens passieren lassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der hydraulischen Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ringelement der Ringelemente dem Zylinder und ein letztes Ringelement der Ringelemente dem Kolben zugeordnet ist. Vorteilhaft kann die Zuordnung so erfolgen, dass keine oder zumindest nur eine minimale Menge an Schmutzpartikeln zur Übergangsstelle gelangen können. Der Kolben und der Zylinder sind relativ zueinander translatorisch hin und her beweglich, wobei das erste und letzte Ringelement mittels der Zuordnung dieser Verlagerungsbewegung erfolgen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der hydraulischen Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem letzten Ringelement mindestens ein weiteres Ringelement angeordnet ist. Das weitere Ringelement kann mit dem ersten und dem letzten Ringelement in einem schmutzdichten Anlagekontakt in Eingriff stehen. Vorteilhaft können die Ringelemente dennoch teleskopartig ineinander geschoben und wieder auseinander gezogen werden, wobei die veränderliche Distanz zwischen dem Zylinder und dem Kolben ausgleichbar ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der hydraulischen Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Kolben ein Ausrücklager einer hydraulisch betätigbaren Kupplung zuordenbar oder zugeordnet ist. Bei der hydraulischen Betätigungseinrichtung kann es sich um einen nehmerseitigen Ausrücker zur Betätigung der hydraulisch betätigten Kupplung handeln.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der hydraulischen Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Kolben und dem Zylinder zugeordnete Vorspannfeder radial innerhalb der Schmutzabdeckung angeordnet ist. Mittels der Vorspannfeder können der Kolben und der Zylinder gegeneinander vorgespannt, beispielsweise mittels einer Federkraft der Vorspannfeder auseinander gedrückt werden. Vorteilhaft kann auch die Vorspannfeder mittels der Schmutzabdeckung vor einem unerwünschten Schmutzeintrag geschützt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der hydraulischen Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ringelemente alternierend einen U-förmig radial nach innen und radial nach außen geöffneten Ringquerschnitt aufweisen. Vorteilhaft können die U-förmigen Ringelemente jeweils gegenseitig miteinander in Eingriff stehen, sodass diese vorteilhaft teleskopartig ineinander und auseinander verschiebbar sind. Vorteilhaft können die Flanken der jeweils U-förmig gestalteten Ringelemente den Grund des jeweils benachbarten Ringelements in einem schmutzabdichtenden Anlagekontakt berühren.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der hydraulischen Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Ringelemente durchmessergleich zum Übernächsten ist. Vorteilhaft ergibt sich ein über die Vielzahl der Ringelemente gesehen gleichmäßiger Durchmesser der Schmutzabdeckung, der lediglich im Maß der alternierend U-förmig ineinander in Eingriff stehenden Ringelemente nach oben und nach unten abweicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der hydraulischen Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ringelemente mit abnehmendem oder zunehmendem Durchmesser nebeneinander angeordnet sind. Vorteilhaft kann ein konisch abnehmender oder konisch zunehmender und/oder über mehrere Ringelemente alternierender Durchmesserverlauf der Schmutzabdeckung erreicht werden. Vorteilhaft können dadurch bauraumoptimal auch leicht vorstehende oder zurückspringende Bauteile der hydraulischen Betätigungseinrichtung abgedeckt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der hydraulischen Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ringelemente einen doppel-T-förmigen Ringquerschnitt aufweisen. Vorteilhaft können die Flanken der T-förmig gestalteten Ringelemente in den Grund des jeweils benachbarten Ringelements eingreifen beziehungsweise dies in einem schmutzabdichtenden Anlagekontakt berühren, sodass auch dabei ein teleskopartiges Ineinanderschieben und Auseinanderziehen möglich ist. Vorteilhaft können die Flanken auch ein gänzliches Ineinanderschieben, bei dem der Anlagekontakt verloren gehen würde verhindern, wobei diese gegenseitig aneinander anschlagen können.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der hydraulischen Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ringelemente einen S-förmigen Ringquerschnitt aufweisen. Vorteilhaft können die S-förmigen Ringquerschnitte ebenfalls miteinander in Eingriff stehen und einen schmutzabdichtenden Anlagekontakt zwischen Flanken und Grund benachbarter Ringelemente bilden. Vorteilhaft ergibt sich bei einer symmetrischen Ausführung der S-förmigen Ringquerschnitte ebenfalls ein im Wesentlichen, über die Ringelemente gemittelter gleichmäßiger Durchmesser. Es ist jedoch auch möglich, die S-förmigen Ringquerschnitte asymmetrisch auszuführen, wobei sich ebenfalls ein konischer Durchmesserverlauf der Schmutzabdeckung ergeben kann.
Die Aufgabe ist außerdem durch eine Kupplung mit einer vorab beschriebenen hydraulischen Betätigungseinrichtung gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 eine dreidimensionale Ansicht von schräg vorne oben einer hydraulischen Betätigungseinrichtung;
2 eine Vorderansicht der in 1 gezeigten hydraulischen Betätigungseinrichtung;
3a und 3b einen Längsschnitt, der in den 1 und 2 gezeigten hydraulischen Betätigungseinrichtung entlang der Linie III-III, im eingerückten Zustand beziehungsweise im ausgerückten Zustand;
4 eine schematische Darstellung einer Schmutzabdeckung mit teleskopartig ineinander schiebbaren Ringelementen, die einen S-förmigen Ringquerschnitt aufweisen und
5 ein weiteres Beispiel einer Schmutzabdeckung mit Ringelementen mit einem doppel-T-förmigen Ringquerschnitt aufweisen.
1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht von schräg vorne oben einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 1 mit einer Schmutzabdeckung 3. 2 zeigt die in 1 gezeigte hydraulische Betätigungseinrichtung 1 in einer Vorderansicht. 3a und 3b zeigen jeweils einen Längsschnitt der hydraulischen Betätigungseinrichtung 1 entlang der Linie III-III der 2. Im Folgenden wird unter Bezug auf die 1 bis 3b die hydraulische Betätigungseinrichtung 1 sowie deren Schmutzabdeckung 3 näher erläutert. Bei der hydraulischen Betätigungseinrichtung 1 kann es sich um eine Kupplungsbetätigungseinrichtung, insbesondere einen Ausrücker mit einem Nehmerzylinder, handeln. Es kann sich jedoch auch um eine Bremsbetätigung handeln. Je nach Einbaulage und Verwendung der hydraulischen Betätigungseinrichtung kann diese einer unerwünschten Beaufschlagung mit Schmutz beziehungsweise Schmutzpartikeln ausgesetzt sein. Um diese von Funktionsteilen der hydraulischen Betätigungseinrichtung 1 fernzuhalten, ist die Schmutzabdeckung 3 vorgesehen. Die Schmutzabdeckung 3 ist dazu radial außerhalb einer Übergangsstelle 5 zwischen einem Zylinder 7 und ei nem in dem Zylinder 7 translatorisch hin und her bewegbar beziehungsweise verschiebbar oder verschieblich gelagerten beziehungsweise aufgenommenen Kolben 9. Der Zylinder 7 ist als Ringzylinder mittels eines Gehäuses 11 der hydraulischen Betätigungseinrichtung 1 ausgebildet. Der Kolben 9 ist als Ringkolben ausgebildet und greift in den Zylinder 7 ein. Der Zylinder 7 sowie der in diesen eingreifende Kolben 9 begrenzen einen mittels einer zusätzlich vorgesehenen Dichtung 15 abgedichteten Druckraum 13.
Durch Beaufschlagung des Druckraumes 13, beispielsweise mittels eines Hydraulikmediums, kann ein Ausrücken, in Ausrichtung der 3a und 3b gesehen nach rechts, des Kolbens 9 bewirkt werden. Entsprechend kann eine umgekehrte Bewegung mittels einer Reduzierung des Drucks im Druckraum 13 erfolgen. Die Bewegungsmöglichkeiten beziehungsweise Freiheitsgrade des Kolbens 9 sind in den 3a sowie 3b mittels eines Doppelpfeils 17 angedeutet. Der Kolben 9 ist einem Ausrücklager 19 zugeordnet, welches einer mittels des Bezugszeichens 21 symbolisierten Kupplung zu deren Betätigung zuordenbar ist. 3a zeigt die hydraulische Betätigungseinrichtung im eingerückten und 3b im ausgerückten Zustand. Die Schmutzabdeckung 3 ist längenveränderlich und überdeckt sowohl im eingerückten sowie im ausgerückten sowie in jedem beliebigen Zwischenzustand die Übergangsstelle 5 sowie eine ebenfalls radial innerhalb der Schmutzabdeckung 3 angeordnete Vorspannfeder 23. Die Vorspannfeder 23 dient zur Vorspannung des Zylinders 7 und des Kolbens 9. Vorteilhaft können mittels der Schmutzabdeckung 3 sowohl die Vorspannfeder 23 als auch die Übergangsstelle 5, die die besonders gegen Schmutz zu schützenden Dichtung 15 aufweist, abgedeckt werden. Die Schmutzabdeckung 3 weist eine Vielzahl von Ringelementen 25 auf. Jedes der Ringelemente 25 weist einen U-förmigen Ringquerschnitt auf, wobei jedes zweite der Ringelemente 25 U-förmig radial nach innen geöffnet beziehungsweise U-förmig radial nach außen geöffnet ist. Vorteilhaft greifen Flanken 27 der Ringelemente 25 jeweils in einem schmutzabdichtenden Anlagekontakt in den Grund des jeweils benachbart liegenden Ringelements 25 ein.
In 3a ist ersichtlich, dass in gänzlich zusammengeschobenem Zustand der Schmutzabdeckung 3 die Flanken 27 der U-förmig nach innen geöffneten Ringelemente 25 aneinander anstoßen beziehungsweise anschlagen. Vorteilhaft geht dabei der dichtende Anlagekontakt nicht verloren. Wie aus 3b ersichtlich, schlagen die ineinander verhakten Flanken jeweils benachbarter Ringelemente 25 im gänzlichen auseinander gezogenen Zustand der Schmutzabdeckung 3 ebenfalls aneinander. Ein Auseinanderfallen der Schmutzabdeckung 3 kann so sowohl in zusammengeschobenem als auch in gänzlich auseinandergezogenem Zustand verhindert werden. Die Ringelemente 25 können beispielsweise aus einem elastischen Material gefertigt sein, wobei diese zur Montage durch elastisches Verformen miteinander, wie in den 3a und 3b dargestellt, in Eingriff gebracht werden können. Geeignet sind elastische Polymere, beispielsweise Gummi oder Kunststoffe oder andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften.
Der Druckraum 13 kann mittels eines Druckanschlusses 31 und eines dem Druckanschluss 31 sowie dem Druckraum 13 zugeordneten Fluidpfads 33 mit Druck beziehungsweise dem Hydraulikmedium beaufschlagt werden.
Wie aus den 3a und 3b ersichtlich, weist jedes zweite der Ringelemente 25 einen gleichen Durchmesser sowie einen gleichen Ringquerschnitt auf. Alternativ oder zusätzlich sind unterschiedliche U-förmige Ringquerschnitte denkbar, beispielsweise mit unterschiedlichen Flankenhöhen, wobei vorteilhaft ein konisch abnehmender oder konisch zunehmender Durchmesser der Schmutzabdeckung 3 möglich ist. Ein erstes Ringelement 35 ist schmutzdicht dem Zylinder 7 zugeordnet, wobei die Zuordnung mittels einer Anbindung an dem Gehäuse 11 erfolgt. Ein letztes Ringelement 37 ist dem Kolben 9 zugeordnet. Die Zuordnung zum Kolben 9 erfolgt über ein weiteres Ringelement 39 mit einem L-förmigen Ringquerschnitt, das dem Kolben 9 fest zugeordnet ist. Das L-förmig gestaltete Element 39 greift radial nach außen zeigend in das letzte Ringelement 37 ein, wobei das letzte Ringelement 37 U-förmig radial nach innen geöffnet ist. Vorteilhaft ergibt sich dadurch ein zusätzlicher Verschiebeweg des letzten Ringelements 37 relativ zu dem L-förmigen Element 39, wobei sich ebenfalls ein schmutzabdichtender Anlagekontakt ergibt. Zur Montage kann das letzte Ringelement 37 mittels einer elastischen Verformung über das L-förmige Element 39 geschoben werden. Das L-förmige Element 39 kann steif ausgebildet sein, beispielsweise Metall aufweisen. Die Anbindung des ersten Ringelements 35 zum Gehäuse 11 kann analog erfolgen. Wie in den 3a und 3b dargestellt, erfolgt die Anbindung mittels einer ringförmigen Nut 41, in die die linke Flanke 27 des ersten Ringelements 35 in einem schmutzabdichtenden Anlagekontakt eingreift. Die linke Flanke 27 kann zur Montage ebenfalls mittels einer elastischen Verformung in die Nut 41 eingebracht werden.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Schmutzabdeckung 3 mit Ringelementen 25. Die Ringelemente 25 weisen jeweils identische, liegend S-förmige Ringquerschnitte auf, wobei Flanken 27 benachbarter Ringelemente 25 in einem schmutzabdichtenden Anlagekontakt ineinander greifen. Dabei können die Flanken 27 jeweils einen Grund 29 des benachbarten Ringelements 25 in einem dichtenden Anlagekontakt berühren. Es ist ersicht lich, dass sich ein gleichmäßiger Durchmesserverlauf der Schmutzabdeckung 3 ergibt. Hierzu können die S-förmig gestalteten Ringelemente 25 beziehungsweise deren Ringquerschnitte drehsymmetrisch gestaltet sein. Es ist jedoch auch denkbar, beispielsweise die rechten Flanken der S-förmigen Ringquerschnitte größer oder kleiner zu gestalten als die linken Flanken. Dabei ergibt sich entweder ein in Ausrichtung der 4 von links nach rechts zunehmender Durchmesser oder abnehmende Durchmesser der Schmutzabdeckung 3. Die Flanken 27 benachbarter Ringelemente 25 greifen dann nicht mehr gegenseitig in die Gründe 29 ein. Es ergibt sich immer noch zwischen der jeweils längeren Flanke und dem Grund 29 des benachbarten Ringelements 25 der dichtende Anlagekontakt.
Die 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schmutzabdeckung 3 mit Ringelementen 25, die jeweils einen doppel-T-förmigen Ringquerschnitt aufweisen. Auch hier ergibt sich mittels Eingreifen von Flanken 27 in Gründe 29 benachbarter Ringelemente 25 ein dichtender Anlagekontakt. Vorteilhaft ergibt sich ein besonders großer Verschiebeweg, da sich die einzelnen Ringelemente 25, abgesehen von der Ausdehnung der Flanken 27 quasi gänzlich teleskopartig ineinander schieben lassen.
Zur Verhinderung eines Schmutzeintrages in die hydraulische Betätigungseinrichtung 1 beziehungsweise einen Kupplungsnehmerzylinder der hydraulischen Betätigungseinrichtung 1 dient eine aus mehreren nebeneinander angeordneten, miteinander in Eingriff stehenden Ringelementen 25 bestehende Schmutzabdeckung 3, wobei ein Endring beziehungsweise das erste Ringelement 35 einen statischen Bauteil beziehungsweise dem Gehäuse 11 und ein anderer Endring beziehungsweise das letzte Ringelement 37 an einem dynamischen Bauteil beziehungsweise dem Kolben 9 befestigt ist. Da der Durchmesser eines der Ringelemente 25 mit dem des übernächsten der Ringelemente 25 gleich ist, ist die Länge der Schmutzabdeckung 3 teleskopartig auf im Wesentlichen die Hälfte ihrer ursprünglichen Länge zusammenschiebbar.

1: Betätigungseinrichtung
3: Schmutzabdeckung
5: Übergangsstelle
7: Zylinder
9: Kolben
11: Gehäuse
13: Druckraum
15: Dichtung
17: Doppelpfeil
19: Ausrücklager
21: Kupplung
23: Vorspannfeder
25: Ringelement
27: Flanke
29: Grund
31: Druckanschluss
33: Fluidpfad
35: Ringelement
37: Ringelement
39: Ringelement
41: Nut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 8422431 U1 [0002]
- DE 102007023275 A1 [0002]

Claims

Hydraulische Betätigungseinrichtung (1), insbesondere Kupplungsbetätigungseinrichtung, mit einem Zylinder (7), in welchem ein Kolben (9) translatorisch hin und her bewegbar aufgenommen ist und einer radial außerhalb einer Übergangsstelle (5) des Zylinders (7) und des Kolbens (9) angeordneten Schmutzabdeckung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Schmutzabdeckung (3) eine Vielzahl von axial nebeneinander angeordneten und miteinander in Eingriff stehenden Ringelementen (25) aufweist.
Hydraulische Betätigungseinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ringelement (35) der Ringelemente (25) dem Zylinder (7) und ein letztes Ringelement (37) der Ringelemente (25) dem Kolben (9) zugeordnet ist.
Hydraulische Betätigungseinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem letzten Ringelement (35, 37) mindestens ein weiteres Ringelement (25) angeordnet ist.
Hydraulische Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kolben (9) ein Ausrücklager (19) einer hydraulisch betätigbaren Kupplung (21) zuordenbar oder zugeordnet ist.
Hydraulische Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Kolben (9) und dem Zylinder (7) zugeordnete Vorspannfeder (23) radial innerhalb der Schmutzabdeckung (3) angeordnet ist.
Hydraulische Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringelemente (25) alternierend einen U-förmigen radial nach innen und radial nach außen geöffneten Ringquerschnitt aufweisen.
Hydraulische Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Ringelemente (25) durchmessergleich zum übernächsten Ringelement ist.
Hydraulische Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringelemente (25) mit abnehmendem oder zunehmendem Durchmesser nebeneinander angeordnet sind.
Hydraulische Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringelemente (25) einen doppel-T-förmigen Ringquerschnitt aufweisen.
Hydraulische Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringelemente (25) einen S-förmigen Ringquerschnitt aufweisen.
Kupplung (21) mit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche.