DE102011087046A1

DE102011087046A1 - Verbindungsanordnung zum Verbinden eines eine Dichtung aufweisenden Kolbens mit einem Gegenstück

Info

Publication number: DE102011087046A1
Application number: DE102011087046A
Authority: DE
Inventors: Dominik Hans; Simon ORTMANN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2013-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zur Verbindung eines ringförmigen Kolbens mit einem Gegenstück, wobei der Kolben an einem Endbereich eine ringförmige Dichtung aufweist und in einem ringförmigen Zylinderraum axial verschiebbar angeordnet ist. An der der Dichtung abgewandten Seite des Kolbens ist radial innen eine ringförmige Ausnehmung angeordnet, in die ein Federring derart eingreift, dass er radial nach innen über den Kolben vorsteht und in eine ringförmige Nut eingreift, die sich radial außen in dem Gegenstück befindet. Der Durchmesser des Federringes ist zur Ermöglichung eines axialen Spiels des Federringes in der Nut kleiner als die Breite der Nut bemessen. Die Tiefe der Nut ist größer bemessen ist als der Durchmesser des Federringes, um eine vollständige Aufnahme des Federringes in der Nut zu ermöglichen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines eine Dichtung aufweisenden Kolbens mit einem Gegenstück. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines eine Dichtung aufweisenden Kolbens mit einem Ausrücklager für eine Kupplung. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Montage einer solchen Verbindungsanordnung.
Aus der DE 19952142 A1 ist ein Ausrücksystem zur Betätigung einer Reibungskupplung in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein Gehäuse konzentrisch zu einer Antriebswelle angeordnet ist, wobei das Gehäuse mit einer radial zu einer Längsbohrung des Gehäuses beabstandet angeordneten Führungshülse über einen Ringflansch verbunden ist. In dem zwischen dem Gehäuse und der Führungshülse radial begrenzten Druckraum ist ein Ringkolben angeordnet, der druckraumseitig zur Abdichtung mit einer Nutringdichtung versehen ist. An dem vom Druckraum abgewandten Ende ist der Ringkolben mit einem Ausrücklager verbunden. Die Nutringdichtung ist mit der Hilfe einer Klippverbindung an dem Kolben befestigt.
Aus der DE 199 49 205 A1 ist ein ähnliches Ausrücksystem bekannt, bei dem die Ringdichtung durch ein gebördeltes Stahlteil mit dem Ausrücklager verbunden ist. Ein Problem dieser bekannten Lösung besteht darin, dass sich beim Bördeln auf großen Durchmessern Probleme ergeben, da Bördelverfahren normalerweise nur bei Durchmessern bis zu 40 Millimeter problemlos anwendbar sind. Bei größeren Durchmessern sind Bördelverfahren schlecht beherrschbar. Zudem wird für Bördelungen stets eine Schulter benötigt, um die sich die zu bördelnde Geometrie legen kann, damit ein Formschluss entsteht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines eine Dichtung aufweisenden Kolbens mit einem Gegenstück, insbesondere einem Ausrücklager einer Kupplung, zu schaffen, die relativ einfach und kostengünstig herstellbar ist und zudem im Bereich der Dichtung einen geringen Verschleiß aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass erstmals eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Kolbens mit einer angeknüpften oder aufvulkanisierten Dichtung mit einem Gegenstück geschaffen wird, wobei die Verbindungsanordnung im Bereich der Dichtung des Kolbens einen geringen Verschleiß unterliegt, weil dafür Sorge getragen ist, dass die Verbindung des Kolbens mit dem Gegenstück derart ausgebildet ist, dass axial von dem Gegenstück auf den Kolben und somit auf die Dichtung übertragene Bewegungen nicht zu verzeichnen sind. Bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung werden derartige Bewegungen vorteilhafterweise nicht übertragen, so dass bei einer direkt aufvulkanisierten bzw. angebundenen Dichtung ein erhöhter Verschleiß an der Dichtkante des Nutdichtringes vermieden werden kann. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei der Anwendung des Kolbens im Zusammenhang mit einer Kupplung der sogenannte „Zungenschlag“ oder ähnliche Probleme, die auf durch die Kupplung oder die Kurbelwelle ausgeübte Bewegungen zurückzuführen sind, unterbunden werden, weil die Verbindung des Kolbens an das Gegenstück bzw. das Ausrücklager einer Kupplung, über einen Feder- oder Sprengring, der in eine in den Kolben eingebrachte Ausnehmung eingreift, und eine in dem Gegenstück angeordnete Nut derart erfolgt, dass der in die Ausnehmung des Kolbens und in die Nut des Gegenstückes eingreifende Feder- oder Sprengring infolge der Bemessung der Nut in axialer Richtung bewegbar ist.
Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung dient zum Verbinden eines ringförmigen Kolbens mit einem Gegenstück, wobei der Kolben an einem Endbereich eine ringförmige Dichtung aufweist und in einem ringförmigen Zylinderraum axial verschiebbar angeordnet ist. An der der Dichtung abgewandten Seite des Kolbens ist radial innen eine ringförmige Ausnehmung angeordnet, in die ein Federring derart eingreift, dass er radial nach innen über den Kolben vorsteht und in eine ringförmige Nut eingreift, die sich radial außen in dem Gegenstück befindet. Der Durchmesser des Federringes ist zur Ermöglichung eines axialen Spiels des Federringes in der Nut kleiner als die Breite der Nut bemessen. Die Tiefe der Nut ist größer bemessen als der Durchmesser des Federringes, um eine vollständige Aufnahme des Federringes in der Nut zu ermöglichen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dichtung an den Kolben direkt angebunden oder aufvulkanisiert ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der ringförmige Zylinderraum zwischen einem ringförmigen Gehäuse und einer mit diesem verbundenen Führungshülse ausgebildet.
Der Federring weist insbesondere die Form eines Sprengringes auf, der vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzt.
Besonders vorteilhaft eignet sich die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zur Anwendung bei einer Kupplungsanordnung, wobei das Gehäuse Teil der Kupplungsanordnung ist und wobei das Gegenstück Teil eines Ausrücklagers der Kupplungsanordnung ist. Insbesondere wird das Gegenstück durch den Lageraußenring des Ausrücklagers gebildet.
Um eine besonders einfache Montage zu ermöglichen, ist eine Seite der Nut als axiale Anlagefläche für den Federring ausgebildet, wobei die Anlagefläche vorzugsweise in radialer Richtung verläuft.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Zusammenbau der vorliegenden Verbindungsanordnung, wobei zunächst der Federring unter Verringerung seines Durchmessers mit einem Montagewerkzeug vollständig in die Nut des Gegenstücks eingebracht wird und dabei mit dem Montagewerkzeug sichergestellt wird, dass sich der Federring nicht aufweitet. Danach wird der Kolben in den Zylinderraum soweit eingeschoben, bis sich der vom Montagewerkzeug frei gegebene Federring aufweitet und in die Ausnehmung des Kolbens einschnappt bzw. eingreift.
Im Folgenden werden die Erfindungen und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit der 1 näher erläutet, die einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zeigt.
In der 1 ist ein ringförmiger Kolben der vorliegenden Verbindungsanordnung mit 1 bezeichnet. An seinem, einem Gegenstück 2 abgewandten, druckraumseitigen Endbereich 3 weist der Kolben 1 eine direkt angebundene, vorzugsweise aufvulkanisierte, ringförmige Dichtung 4 auf. Der Kolben 1 und die Dichtung 4 sind in einem ringförmigen Zylinderraum 5 angeordnet, der zwischen einem ringförmigen Gehäuse 6 und einer damit verbundenen ringförmigen Führungshülse 7 in an sich bekannter Weise ausgebildet ist. Der Einfachheit halber sind der Zylinderraum 5, das Gehäuse 6 und die Führungshülse 7 jeweils nur teilweise dargestellt. Die Längsachse der vorliegenden Verbindungsanordnung ist mit 8 bezeichnet.
In dem Außenumfang des Gegenstückes 2 ist an der dem Kolben 1 zugewandten Seite eine ringförmige Nut 9 ausgebildet, in die ein Feder- oder Sprengring 10 eingreifen kann.
Im Innenumfang des ringförmigen Kolbens 1 ist im Montagezustand der Nut 10 gegenüberliegend eine ringförmige Ausnehmung 11 angeordnet, in die der Sprengring 10 derart eingreift, dass ein Teilbereich desselben radial über die Ausnehmung 11 vorsteht und in die Nut 9 hineinragt. Vorzugsweise weist der Sprengring 10 einen kreisförmigen Querschnitt auf und die Ausnehmung 11 besitzt eine an den Querschnitt des Sprengringes 10 angepasste Form.
Das Gegenstück 2 kann bei einer bevorzugten Ausführungsform Teil eines Ausrücklagers eines nicht näher dargestellten Kupplungssystems sein.
In radialer Richtung gesehen ist die Tiefe T der Nut 9 ist so beschaffen, dass zur Montage des Kolbens 1 der Sprengring 10 mit einem geeigneten Werkzeug vollständig in die Nut 9 unter Verringerung seines Durchmessers eingedrückt werden kann. Nach Verschieben des Kolbens 1 in die in der 1 dargestellten Position, in der die Ausnehmung 11 des Kolbens 1 der Nut 9 des Gegenstückes 2 gegenüberliegt, kann dann das Werkzeug entfernt werden, wobei sich dann der Sprengring 10 in Folge seiner Federkraft wieder aufweitet und in die Ausnehmung 11 eingreift. Der Kolben 1 ist dann mechanisch an das Gegenstück 2 gekoppelt.
Entsprechend einem geforderten Spiel ist die Breite B der Nut 9 größer bemessen als der Durchmesser des Sprengringes 11. Beispielsweise ist die Nut 9 0,3 Millimeter breiter als der Durchmesser des Sprengringes 10. In der dargestellten Weise ist die eine Seite der Nut 9 als radial verlaufende Anlagefläche 12 ausgebildet, so dass sie während der Montage des Sprengringes 10 nach dessen Freigabe beim Verschieben des Kolbens 1 für den Sprengring 10 als axiale Anlage dient und diesen schließlich sicher in die Ausnehmung 11 in radialer Richtung führt, während die andere, gegenüberliegende Seite entsprechend dem geforderten Spiel von dem Sprengring 10 beabstandet ist.
Bezugszeichenliste

a

Kolben

b

Gegenstück

c

Endbereich

d

Dichtung

e

Zylinderraum

f

Gehäuse

g

Führungshülse

h

Längsachse

i

Nut

j

Sprengring

k

Ausnehmung

l

Anlagefläche

B

Breite

T

Tiefe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19952142 A1 [0002]
DE 19949205 A1 [0003]

Claims

Verbindungsanordnung zum Verbinden eines ringförmigen Kolbens (1) mit einem ringförmigen Gegenstück (2), wobei der Kolben (1) an einem Endbereich (3) eine ringförmige Dichtung (4) aufweist und in einem ringförmigen Zylinderraum (5) axial verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Dichtung (4) abgewandten Seite des Kolbens (1) radial innen eine ringförmige Ausnehmung (11) angeordnet ist, in die ein Federring (10) derart eingreift, dass er radial nach innen über den Kolben (1) vorsteht und in eine ringförmige Nut (9) eingreift, die sich radial außen in dem Gegenstück (2) befindet, dass der Durchmesser des Federringes (10) zur Ermöglichung eines axialen Spiels des Federringes (10) in der Nut (9) kleiner als die Breite der Nut (9) bemessen ist, und dass die Tiefe (T) der Nut (9) größer bemessen ist als der Durchmesser des Federringes (10), um eine vollständige Aufnahme des Federringes (10) in der Nut (9) zu ermöglichen.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (4) an den Kolben (1) direkt angebunden, vorzugsweise aufvulkanisiert ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Zylinderraum (5) zwischen einem ringförmigen Gehäuse (6) und einer mit diesem verbundenen Führungshülse (7) ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (10) die Form eines Sprengringes aufweist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (10) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) Teil einer Kupplungsanordnung ist und dass das Gegenstück (2) Teil eines Ausrücklagers der Kupplungsanordnung ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenstück (2) durch den Lageraußenring des Ausrücklagers gebildet ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite der Nut (9) als axiale Anlagefläche (12) für den Federring (10) ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (12) in radialer Richtung verläuft.
Verfahren zum Zusammenbau der Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Verkleinern des Durchmessers des Federringes (10) und vollständiges Einlegen desselben in die Nut (9) des Gegenstücks (2) und – Sichern des Federringes (10) gegen eine Aufweitung mit einem Montagewerkzeug und – Einführen des Kolbens (1) in den Zylinderraum (5) bis sich der vom Montagewerkzeug frei gegebene Federring (10) aufweitet und in die Aussparung (11) des Kolbens (4) eingreift.