DE102013214370A1

DE102013214370A1 - Nehmerzylinder für eine hydraulische Ausrückanordnung zur Betätigung einer Kupplung

Info

Publication number: DE102013214370A1
Application number: DE102013214370.2A
Authority: DE
Inventors: Daniel Bosnjak
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2014-02-06
Also published as: JP2015523522A; EP2880329A1; WO2014019580A1; EP2880329B1; DE112013003824A5; JP6385346B2; CN104620007B; CN104620007A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder für eine hydraulische Ausrückanordnung zur Betätigung einer Kupplung mit einem zylindrischen Gehäuse und einem konzentrisch dazu angeordneten und radial beabstandeten, zylindrischen Führungsrohr, die zwischen sich eine ringförmige Druckkammer bilden, in der ein Ringkolben axial verschiebbar angeordnet ist, der an seiner der Druckkammer zugewandten Seite einen Dichtungsring aufweist. Der Dichtungsring weist einen axial verlaufenden Dichtungsbereich auf. Ein äußeres Ringteil ist zwischen der Außenseite des Dichtungsbereiches und der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses angeordnet. Entsprechend ist ein inneres Ringteil zwischen der Innenseite des Dichtungsbereiches und der zylindrischen Außenfläche des Führungsrohres vorgesehen. Dadurch wird erreicht, dass sich der Dichtungsbereich bei einer Druckbeaufschlagung des Dichtungsringes über das äußere Ringteil an der Innenfläche des Gehäuses und über das innere Ringteil an der Außenseite des Führungsrohres abstützt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder für eine hydraulische Ausrückanordnung zur Betätigung einer Kupplung. Dabei ist das hydraulische Ausrücksystem der Kupplung, bei der es sich insbesondere um eine Doppelkupplung handelt, deckelfest und konzentrisch angeordnet.
Aus der EP 01970589 B1 geht ein Nehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem einer Reibungskupplung von Kraftfahrzeugen hervor, wobei der Nehmerzylinder ein konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordnetes Gehäuse aufweist. Eine Führungshülse ist von der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses radial beabstandet. Zwischen der genannten Innenfläche und der zylindrischen Außenfläche der Führungshülse besteht ein kreisringförmiger Druckraum, in dem ein Ringkolben axial verschiebbar angeordnet ist. Der Ringkolben ist mit einer Ringdichtung versehen, deren Dichtlippen radial gespreizt angeordnet sind. Der Ringkolben weist mindestens einen zusätzlichen Dichtungsträger zur Aufnahme der Ringdichtung auf, der bei einer Druckbeaufschlagung des Druckraumes einen Ringspalt zwischen dem Ringkolben und der Innenfläche des Gehäuses und/oder einen Ringspalt zwischen dem Ringkolben und der Außenfläche der Führungshülse verkleinert.
Aus der Druckschrift WO 00/06921 geht ein hydraulisch betätigtes Ausrücksystem für eine Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges hervor, die eine Kolben-Zylindereinheit aufweist, die ein ringförmiges, zylindrisches Gehäuse sowie ein inneres Führungsrohr mit einer dazwischen liegenden ringförmigen Druckkammer umfasst. Dabei ist in der Druckkammer ein axial verschiebbarer Ringkolben angeordnet, der am vorderen Ende eine Ringdichtung mit an der Innenseite des Gehäuses und an der Außenseite des Führungsrohres anliegenden Dichtlippen aufweist. Die Dichtung ist zur Arretierung am Ringkolben formschlüssig mit einem am Ringkolben befestigten Haltering und einem Endabschnitt des Kolbens verbunden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Nehmerzylinder für eine hydraulische Ausrückanordnung zur Betätigung einer Kupplung so auszugestalten, dass die Volumenaufnahme und die Hysterese des an dem Ringkolben vorgesehenen Dichtungsringes möglichst klein sind.
Diese Aufgabe wird durch einen Nehmerzylinder mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung einen Nehmerzylinder für eine Ausrückanordnung zur Betätigung einer Kupplung mit einem zylindrischen Gehäuse und einem konzentrisch dazu angeordneten und radial beabstandeten, zylindrischen Führungsrohr, die zwischen sich eine ringförmige Druckkammer bilden, in der ein Ringkolben axial verschiebbar angeordnet ist. Der Ringkolben weist dabei an seiner der Druckkammer zugewandten Seite einen Dichtungsring auf. Der Dichtungsring umfasst einen axial verlaufenden Dichtungshals bzw. Dichtungsbereich. Ein äußeres Ringteil ist zwischen der Außenseite des Dichtungsbereiches und der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses angeordnet. Ferner ist ein inneres Ringteil zwischen der Innenseite des Dichtungsbereiches und der zylindrischen Außenfläche des Führungsrohres vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass sich der Dichtungsbereich bei einer Druckbeaufschlagung des Dichtungsringes über das äußere Ringteil an der Innenfläche des Gehäuses und über das innere Ringteil an der Außenseite des Führungsrohres abstützt. Durch diese Abstützung wird vorteilhafter Weise erreicht, dass bei einer Belastung des Dichtungsringes die Volumenvergrößerung des Dichtungsringes extrem klein ist. Zudem wird dadurch erreicht, dass die Hystereseerscheinungen bei einer solchen und gleichzeitig einer spielfreien Anbindung der Dichtung an den Kolben gewährleistet ist.
Der Dichtungsring weist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Y-förmiges Profil auf, das einen Dichtungsfuß, den axial daran anschließenden Dichtungsbereich und an diesen anschließend, eine äußere Dichtlippe und eine innere Dichtlippe umfasst. Die Dichtlippen laufen dabei V-förmig auseinander. Die äußere Dichtlippe liegt an der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses und die innere Dichtlippe liegt an der zylindrischen Außenfläche des Führungsrohres an. Dadurch wird bei einer Belastung des Dichtungsringes eine besonders dichte Verbindung zwischen den Dichtlippen und dem Gehäuse bzw. dem Führungsrohr sichergestellt.
Ferner wird eine besonders gute Abdichtung bei einer Belastung erzielt, wenn sich der genannte Dichtungsbereich ausgehend von dem Dichtungsfuß des Dichtungsringes jeweils bogenförmig nach außen zu der äußeren Dichtlippe bzw. nach innen zu der inneren Dichtlippe vorzugsweise erweitert und wenn sich dementsprechend vorzugsweise auch das äußere Ringteil innenseitig, ausgehend von der Seite des Ringkolbens im Dichtungsbereich des Dichtungsringes bogenförmig nach außen erweitert und sich das innere Ringteil außenseitig, ausgehend von der Seite des Ringkolbens im Dichtungsbereich des Dichtungsringes bogenförmig nach innen erweitert. Auf diese Wese wird der Dichtungsring in dem Dichtungsbereich formschlüssig zwischen dem äußeren Ringteil und dem inneren Ringteil gehalten.
Der Dichtungsfuß des Dichtungsringes wird bei einer weiteren Ausführungsform formschlüssig und dicht in einer komplementär zu ihm ausgebildeten Ausnehmung des Ringkolbens gehalten, wobei die Ausnehmung zweckmäßigerweise Hinterschneidungen aufweist.
Im Belastungsfall ist es besonders vorteilhaft, wenn sich die einander zugewandten Flächen des äußeren Ringteiles, des inneren Ringteiles und des Ringkolbens jeweils axial aneinander abstützen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegen die dem Ringkolben zugewandte Fläche des äußeren Ringteiles radial außerhalb der Ausnehmung an dem Ringkolben und die dem Ringkolben zugewandte Fläche des inneren Ringteiles radial innerhalb der Ausnehmung an dem Ringkolben an.
Vorteilhafter Weise bestehen die Ringteile aus einem nicht verstärkten Kunststoffmaterial.
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Teilschnitt durch ein den erfindungsgemäßen Nehmerzylinder aufweisendes hydraulisches Ausrücksystem und
2 eine vergrößerte Darstellung des Ringkolbens und des Dichtungsringes.
Gemäß 1 umfasst deine hydraulische Ausrückanordnung 31 einen Nehmerzylinder 1 mit einem ringförmigen, zylindrischen Gehäuse 2 und einem inneren zylindrischen Führungsrohr 3. Zwischen dem Gehäuse 2 und dem Führungsrohr 3 ist eine ringförmige Druckkammer 4 ausgebildet, die mit einem nicht näher dargestellten Hydraulikkanal verbunden ist. In der Druckkammer 4 befindet sich ein axial verschiebbarer Ringkolben 5, an dem ein Dichtungsring 6 formschlüssig befestigt ist. Vorzugsweise weist der Dichtungsring 6 ein Y-förmiges Profil auf. Der Dichtungsring 6 besitzt demgemäß eine Dichtlippe 7, die an der zylindrischen Außenfläche des Gehäuses 2 anliegt und eine weitere Dichtlippe 8, die an der zylindrischen Innenfläche des inneren Führungsrohres 3 anliegt. Dabei laufen diese Dichtlippen 7, 8 V-förmig auseinander. Der Ringkolben 5 ist in der 1 in einer Endlage dargestellt, in der er mit einem Vorsprung 9 in an sich bekannter Weise mit der Ausrückanordnung 31 in Verbindung steht. Die Rotationsachse der vorliegenden Ausrückanordnung 31 ist mit 19 bezeichnet.
Der Dichtungsring 6 umfasst ferner einen Dichtungsfuß 10 sowie einen daran anschließenden Dichtungshals bzw. Dichtungsbereich 11 zwischen dem Dichtungsfuß 10 und den Dichtlippen 7, 8, der in axialer Richtung verläuft. Der Dichtungsfuß 10 greift in eine zu ihm komplementär ausgebildete Ausnehmung 12 des Ringkolbens 5 ein, die sich in dem der Druckkammer 4 zugewandten Endbereich des Ringkolbens 5 befindet. Der Dichtungsfuß 10 umfasst eine äußere Ringnut 13 sowie eine innere Ringnut 14, in die korrespondierende Hinterschneidungen 15, 16 der Ausnehmung 12 des Ringkolbens 5 in an sich bekannter Weise eingreifen, um den Dichtungsring 6 mit seinem Dichtungsfuß 10 formschlüssig mit dem Ringkolben 5 zu verbinden. Dieser Sachverhalt ist besonders deutlich aus der 2 ersichtlich.
Erfindungsgemäß sind zur Verstärkung und Abstützung des Dichtungsringes 6 ein äußeres Ringteil 17 und ein inneres Ringteil 18 vorgesehen, die den im Wesentlichen axial verlaufenden Dichtungsbereich 11 des Dichtungsringes 6 außen- bzw. innenseitig umgeben. Das äußere Ringteil 17 und das innere Ringteil 18 sind in der Druckkammer 4 angeordnet und abgestützt und reduzieren die Volumenaufnahme und die Hysterese des Dichtungsringes 6 bei einer Belastung. Der Dichtungsring 6 ist dabei spielfrei angebunden. Der Dichtungsbereich 11 des Dichtungsringes 6 durchgreift den Raum zwischen dem äußeren Ringteil 17 und dem inneren Ringteil 18, wobei sich die diesen Raum bildenden Bereiche der Ringteile 17, 18 jeweils ausgehend von einem axialen Bereich 20, 21 über einen bogenförmigen Bereich 22, 23 erweitern, wie dies die 2 besonders deutlich zeigt. Der genannte Raum bildet einen Formschluss zwischen dem Dichtungsring 6 und den äußeren Ringteil 17 sowie dem inneren Ringteil 18. Die Ringteile 17, 18 bestehen vorzugsweise aus einem nicht verstärkten Kunststoffmaterial.
Das äußere Ringteil 17 liegt axial mit seiner Fläche 24 an der ihm zugewandten Fläche 25 des Ringkolbens 5 radial außerhalb der Ausnehmung 12 an. Das inner Ringteil 17 liegt axial mit seiner Fläche 26 an der ihm zugewandten Fläche 25 des Ringkolbens 5 radial innerhalb der Ausnehmung 12 an. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich die Ringteile 17 und 18 bei einem Druckaufbau in der Druckkammer 4 jeweils axial an dem Ringkolben 5 abstützen.
Wenn in der Druckkammer 4 ein Druck aufgebaut wird, stützen sich bei einer Druckbeaufschlagung des Dichtungsringes 6 das äußere Ringteil 17 an der zylindrischen Innenfläche 27 des Gehäuses 2 und das innere Ringteil 18 an der zylindrischen Außenfläche 28 des inneren Führungsrohres 3 ab. Der Dichtungsring 6 wird dabei durch das äußere Ringteil 17 und das innere Ringteil 18 gestützt. Die Dichtungsflächen 29, 30 zwischen der Dichtlippe 7 und der Innenfläche 27 des Gehäuses 2 bzw. zwischen der Dichtlippe 8 und der Außenfläche 28 des Führungsrohres 3, bewirken eine Abdichtung der Druckkammer 4.
Bezugszeichenliste

1: Nehmerzylinder
2: Gehäuse
3: Führungsrohr
4: Druckkammer
5: Ringkolben
6: Dichtungsring
7: Dichtlippe
8: Dichtlippe
9: Vorsprung
10: Dichtungsfuß
11: Dichtungsbereich
12: Ausnehmung
13: äußere Ringnut
14: innere Ringnut
15: Hinterschneidung
16: Hinterschneidung
17: äußeres Ringteil
18: inneres Ringteil
19: Rotationsachse
20: Bereich
21: Bereich
22: bogenförmiger Bereich
23: bogenförmiger Bereich
24: Fläche
25: Fläche
26: Fläche I
27: Innenfläche
28: Außenfläche
29: Dichtungsfläche
30: Dichtungsfläche
31: Ausrückanordnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 01970589 B1 [0002]
WO 00/06921 [0003]

Claims

Nehmerzylinder für eine hydraulische Ausrückanordnung (31) zur Betätigung einer Kupplung, mit einem zylindrischen Gehäuse (1) und einem konzentrisch dazu angeordneten und radial beabstandeten, zylindrischen Führungsrohr (3), die zwischen sich eine ringförmige Druckkammer (4) bilden, in der ein Ringkolben (5) axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Ringkolben (5) an seiner der Druckkammer (4) zugewandten Seite einen Dichtungsring (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (6) einen Dichtungsbereich (11) aufweist und dass ein äußeres Ringteil (17) zwischen der Außenseite des Dichtungsbereiches (11) und der zylindrischen Innenfläche (27) des Gehäuses (1) und ein inneres Ringteil (18) zwischen der Innenseite des Dichtungsbereiches (11) und der zylindrischen Außenfläche (28) des Führungsrohres (3) derart vorgesehen sind, dass sich der Dichtungsbereich (11) bei einer Druckbeaufschlagung des Dichtungsringes (6) über das äußere Ringteil (17) an der Innenfläche (27) des Gehäuses (1) und über das innere Ringteil (18) an der Außenfläche (28) des Führungsrohres (3) abstützen.
Nehmerzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (6) ein Y-förmiges Profil aufweist, das einen Dichtungsfuß (10), den axial daran anschließenden Dichtungsbereich (11) und an diesen anschließend, eine äußere Dichtlippe (7) und eine innere Dichtlippe (8) umfasst, die V-förmig auseinanderlaufen, wobei die äußere Dichtlippe (7) an der zylindrischen Innenfläche (27) des Gehäuses (1) und die innere Dichtlippe (8) an der zylindrischen Außenfläche (28) des Führungsrohres (3) anliegen.
Nehmerzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Dichtungsbereich (11) ausgehend von dem Dichtungsfuß (10) jeweils bogenförmig nach außen zu der äußeren Dichtlippe (7) bzw. nach innen zu der inneren Dichtlippe (8) erweitert.
Nehmerzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsbereich (11) ausgehend von dem Dichtungsfuß (10) zunächst jeweils axial verläuft und sich anschließend bogenförmig nach außen zu der äußeren Dichtlippe (7) bzw. nach innen zu der inneren Dichtlippe (8) erweitert.
Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das äußere Ringteil (17) innenseitig, ausgehend von der Seite des Ringkolbens bogenförmig nach außen erweitert und dass sich das innere Ringteil (18) außenseitig, bogenförmig nach innen erweitert, sodass der Dichtungsring (6) mit seinem Dichtungsbereich (11) formschlüssig zwischen dem äußeren Ringteil (17) und dem inneren Ringteil (18) gehalten ist.
Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsfuß (10) formschlüssig und dicht in einer komplementär zu ihm ausgebildeten Ausnehmung (12) des Ringkolbens (5) gehalten ist.
Nehmerzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (12) Hinterschneidungen (15, 16) aufweist.
Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich das äußere Ringteil (17) und das innere Ringteil (18) jeweils axial an dem Ringkolben (5) abstützen.
Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ringkolben (5) zugewandte Seite des äußeren Ringteiles (17) radial außerhalb der Ausnehmung (12) an dem Ringkolben (5) und die dem Ringkolben (5) zugewandte Seite des inneren Ringteiles (18) radial innerhalb der Ausnehmung (12) an dem Ringkolben (6) anliegen.
Nehmerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringteile (17, 18) aus einem nicht verstärkten Kunststoffmaterial bestehen.