DE102014208898A1

DE102014208898A1 - Nehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem mit Kolbenzentrierung

Info

Publication number: DE102014208898A1
Application number: DE102014208898.4A
Authority: DE
Inventors: Simon ORTMANN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2014-11-20

Abstract

Die Erfindung betrifft Nehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem einer Reibungskupplung, mit einem, in einem Ringspalt zwischen einer Welle und einem Zylindergehäuse zumindest in Richtung der Längsachse der Welle verschiebbar gelagerten Ringkolben, sowie mit einer, an den Ringkolben angebundenen Dichtung, wobei die Dichtung zwei an die Dichtung unmittelbar anschließende Druckräume voneinander abdichtet und wobei in zumindest einer Betätigungsstellung des Nehmerzylinders durch die zwischen den Druckräumen bestehende Druckdifferenz eine Dichtungsseitenflanke gegen eine Ringkolbenseitenflanke am Ringkolben angedrückt ist, wobei zwischen der Dichtung und dem Ringkolben eine Zentriervorrichtung vorhanden ist, die so geometrisch und stofflich beschaffen ist, dass sie in der Betätigungsstellung den Ringkolben in eine zur Längsachse der Welle zentrierte Position zwingt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem einer Reibungskupplung, mit einem, in einem Ringspalt zwischen einer Welle und einem Zylindergehäuse zumindest in Richtung der Längsachse der Welle verschiebbar gelagerten Ringkolben, sowie mit einer, an den Ringkolben angebundenen Dichtung, wobei die Dichtung zwei an die Dichtung unmittelbar anschließende Druckräume voneinander abdichtet und wobei in zumindest einer Betätigungsstellung des Nehmerzylinders durch die zwischen den Druckräumen bestehende Druckdifferenz eine Dichtungsseitenflanke gegen eine Ringkolbenseitenflanke am Ringkolben angedrückt ist. Der Nehmerzylinder findet vorzugsweise Einsatz bei hydraulischen Ausrücksystemen, die über eine Kolben/Dichtungsseparierung (Spielanbindung) verfügen, die weiter bevorzugt über einen Dichtungsträger funktionieren.
Von konventionellen Nehmerzylindern ist bekannt, dass die üblicherweise ringförmig ausgestalteten Dichtungen beim Verschieben des Ringkolbens an dem Ringkolben, zumeist formschlüssig, gehalten sind. Dabei wirkt die Dichtung zum Einen als eine abdichtende Vorrichtung, die einen ersten Druckraum von einem zweiten Druckraum zur Seite einer wellenseitigen Gleitfläche und zur Seite einer zylindergehäuseseitigen Gleitfläche hin abdichtet. Zum Anderen wirkt sich aber auch als Kraftüberträger. Denn, wenn bei Betätigung des Nehmerzylinders, in einer Betätigungsstellung, zumindest einer der beiden Druckräume mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt wird, der wesentlich höher als der Druck in dem anderen Druckraum ist, wird die Dichtung gegen den Ringkolben gedrückt und verschiebt diesen in axialer Richtung.
Ein beispielhaftes, bereits bekanntes System ist in der DE 10 2011 011 225 A1 gezeigt. Diese Druckschrift offenbart einen Nehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem einer Reibungskupplung von Fahrzeugen, wobei der Nehmerzylinder ein Nehmerzylindergehäuse aufweist, das konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordnet ist, wobei eine Führungshülse in einer Längsbohrung des Nehmerzylindergehäuses radial beabstandet zur Bildung eines kreisringförmigen Druckraums angeordnet ist und im Druckraum ein Ringkolben axial verschiebbar geführt ist, der druckraumseitig mit einer Dichtung versehen ist, bei welchem Nehmerzylinder Ausfälle oder Funktionsbeeinträchtigungen durch quellende Dichtungen verringert werden, indem druckraumseitig der Dichtung ein Begrenzungsmittel angeordnet ist, welches ein Quellen der Dichtung in axialer Richtung begrenzt. Die Dichtung ist beispielsweise über einen an einem Dichtringträger der Dichtung angebrachten Schnapphaken mit dem Ringkolben verbunden. Diese Schnapphakenverbindung der DE 10 2011 011 225 A1 hat jedoch den Nachteil, dass der am Dichtringträger befestigte Kolben in der Betätigungsstellung keine definierte Lage relativ zum Dichtringträger im Ringspalt, in dem er geführt ist, einnimmt. Die Lage des Kolbens relativ zum Dichtringträger und somit zum Ringspalt ist bei jedem erneuten Aktivieren der Betätigungsstellung eine Andere. Deshalb kann es vorkommen, dass bei Betätigung des Nehmerzylinders der Kolben gar so stark seine Lage verändert, dass er verkippt und somit am Führungsrohr, also an der wellenseitigen Gleitfläche, und/oder an der zylindergehäuseseitigen Gleitfläche anläuft und hier die Oberflächen beschädigt. Dieser Effekt wird noch dadurch verstärkt, dass der Dichtringträger das Führungsverhältnis des Kolbens verkleinert. Das Führungsverhältnis, das das Verhältnis Kolbenlänge/Durchmesser beschreibt, wird verkleinert, da der Dichtungsträger mögliche Bauhöhe des Kolbens einnimmt. Auch kann der Kolben mit Glasfasern verstärkt sein, wodurch die Schäden an Führungsrohr und zylindergehäuseseitigen Gleitfläche beim Verkippen des Kolbens noch größer werden können.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Gefahr einer Beschädigung der Dichtflächen des Nehmerzylinders zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass zwischen der Dichtung und dem Ringkolben eine Zentriervorrichtung vorhanden ist, die so geometrisch und stofflich beschaffen ist, dass sie in der Betätigungsstellung den Ringkolben in eine zur Längsachse der Welle zentrierte Position zwingt.
Durch diese Erfindung kann eine zentrierte Verbindung zwischen dem Kolben und der Dichtung in der Betätigungsstellung hergestellt werden. Dies hat den Effekt, dass, zum Einen, ein Anlaufen des Kolbens am Führungsrohr und der zylindergehäuseseitigen Gleitfläche im druckbeaufschlagten Zustand des Systems, d.h. im betätigten Zustand des Nehmerzylinders, vermieden wird. Zum Anderen wird das Führungsverhältnis, das durch das Verhältnis effektive Kolbenlänge/ Außendurchmesser definiert ist, dadurch erhöht, dass die effektive Kolbenlänge in der Betätigungsstellung, bedingt durch die Anbindung des Ringkolbens mittels der Zentriervorrichtung an der Dichtung, um die Länge der Dichtung verlängert wird. Dadurch, dass sich das Führungsverhältnis vergrößert, wird die Verkippungsgefahr wiederum wesentlich verringert. Gleichzeitig ist es aber vorteilhafterweise im unbetätigten, drucklosen Zustand möglich Spiel im System zu gewährleisten.
In anderen Worten ist eine spielbehaftete Dichtungsanbindung für ein hydraulisches Ausrücksystem vorgeschlagen, wobei die Dichtung, vorzugsweise der Dichtringträger (nachfolgend auch als Dichtungsträger bezeichnet) so angebunden wird, dass er unter Druckbeaufschlagung eine Zentrierfunktion für den Kolben übernimmt, sowie das Führungsverhältnis um die Länge des Dichtungsträgers verlängert wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind auch in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in einer drucklosen Stellung des Nehmerzylinders, von welcher Stellung der Nehmerzylinder in die Betätigungsstellung umschaltbar ist, zwischen der Dichtung und dem Ringkolben ein Spiel vorhanden. Dies hat den großen Vorteil, dass im drucklosen Zustand der Kolben von der Dichtung beabstandet ist. Bewegungen von der Lagerung des Ringkolbens werden in dieser drucklosen Stellung zumindest nicht unmittelbar an die Dichtung weitergegeben, wodurch die auf die Dichtung wirkenden Kräfte zumindest in der drucklosen Stellung, d.h. in einem unbetätigten Zustand des Nehmerzylinders reduziert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die in der Betätigungsstellung an dem Ringkolben angedrückte Dichtungsseitenflanke an einem, Mittel zum Abstützen eines Dichtungselementes aufweisenden Dichtungsträger angeformt ist. Durch die Anordnung der Dichtungsseitenflanke an dem Dichtungsträger der Dichtung, berühren sich der Kolben und die Dichtung in der Betätigungsstellung an einer stabilen Struktur der Dichtung, wodurch weiterhin in dieser Betätigungsstellung eine stabile Halterung der Dichtung über die Zentriervorrichtung am Ringkolben gewährleistet ist.
Auch ist es, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, von Vorteil, wenn die Zentriervorrichtung zumindest ein weibliches und zumindest ein männliches Konturelement umfasst, wobei das zumindest eine männliche Konturelement in das zumindest eine weibliche Konturelement in der Betätigungsstellung eingeschoben ist. Dadurch ist es möglich die Zentriervorrichtung günstig herzustellen und eine ausreichend stabile Zentrierung zu gewährleisten.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das zumindest eine weibliche Konturelement oder das zumindest eine männliche Konturelement mit der Dichtungsseitenflanke der Dichtung verbunden ist und das zumindest eine andere Konturelement mit der Ringkolbenseitenflanke des Ringkolbens verbunden ist. Dadurch ist eine unkomplizierte Zentriervorrichtung umgesetzt, die nur wenige Einzelbauteile aufweist und daher eine effiziente Herstellung ermöglicht. Bereits bei der Fertigung des Ringkolbens und der Dichtung können das männliche bzw. das weibliche Konturelement in die jeweiligen Seitenflanken eingeformt werden.
Auch ist es, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, von Vorteil, wenn das zumindest eine männliche Konturelement ein sich axial erstreckender, im Querschnitt trapezförmig ausgebildeter und in Umfangsrichtung des Ringspaltes verlaufender Vorsprung ist, der sich von seiner Basisseite zu seiner Stirnseite hin verjüngt. Durch diese Form wird ein Teil, nämlich der männliche Teil, der Zentriervorrichtung auf einfache Weise zur Verfügung gestellt. Wenn vorteilhafterweise dieser Vorsprung in einem Fertigungsschritt, vorzugsweise einem Spritzgießvorgang zusammen mit einem Teil des Ringkolbens oder der Dichtung ausgeformt wird, ist der Herstellaufwand der Zentriervorrichtung gering.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn der im Querschnitt trapezförmige Vorsprung seitens seiner Basisseite an der Dichtungsseitenflanke der Dichtung angeformt ist. Dadurch ist der Vorsprung stabil an der Dichtung befestigt und gleichzeitig ist die Zentriervorrichtung auch widerstandsfähig gegenüber Scherkräften. Auch ist dadurch ein Vorsprung herstellbar, der mittels seiner Geometrie den Ringkolben um den gesamten Umfang des Ringspaltes herum halten kann.
Auch ist es, gemäß einer weiteren Ausführungsform, von Vorteil, wenn das zumindest eine weibliche Konturelement eine in Umfangsrichtung des Ringspaltes verlaufende Aussparung ist, in der das zumindest eine männliche Konturelement in der Betätigungsstellung radial gelagert ist. Somit ist ein kostengünstiger, in einem Spritzgießverfahren herstellbarer weiblicher Teil der Zentriervorrichtung realisierbar. Wenn vorteilhafterweise diese Aussparung in einem Fertigungsschritt, vorzugsweise einem Spritzgießvorgang zusammen mit einem Teil des Ringkolbens oder der Dichtung ausgeformt wird, ist der Herstellaufwand der Zentriervorrichtung gering.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Aussparung eine in die Ringkolbenseitenflanke eingebrachte Nut ist, die durchgehend um den gesamten Umfang des Ringkolbens ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich ein freies Verdrehen der Dichtung zum Ringkolben zu ermöglichen. In anderen Worten ist es durch diese Nut im Kolben möglich, dass die Dichtung, bzw. der Dichtungsträger im drucklosen Zustand, d.h. in der drucklosen Stellung, Spiel zum Kolben haben kann, während im druckbehafteten Zustand, d.h. in der Betätigungsstellung, der Kolben an der Dichtung bzw. dem Dichtungsträger gefangen werden kann und zentriert ist.
Auch ist es, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, von Vorteil, wenn die Zentriervorrichtung so ausgestaltet ist, dass sie nicht selbsthemmend ist. So kann die Verbindung durch die Zentriervorrichtung nach Verlassen der Betätigungsstellung ohne einen wesentlichen Kraftaufwand wieder gelöst werden.
Nachfolgend wird nun die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert.
Es zeigt die einzige 1 abschnittsweise einen Ringkolben sowie einen Dichtungsträger einer Dichtung, die in einem erfindungsgemäßen Nehmerzylinder für ein Ausrücksystem eingesteckt sind.
Die 1 ist lediglich schematischer Natur und dient zum leichteren Verständnis der Erfindung.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Nehmerzylinder 1 dem leichteren Verständnis halber nur abschnittsweise dargestellt. Der Nehmerzylinder 1 wird in einem hydraulischen Ausrücksystem einer Reibungskupplung eingesetzt und ist dementsprechend mit einem Kolben, hier einem Ringkolben 2 bestückt. Dieser Ringkolben 2 ist in einem Ringspalt 3 zwischen einer Welle, die hier ebenfalls der Anschaulichkeit halber nur durch ihre Längsachse 4 dargestellt ist, sowie einem Zylindergehäuse 5 in Richtung der Längsachse 4 der Welle verschiebbar gelagert. Zusätzlich zu der axialen Verschiebbarkeit des Ringkolbens 2 entlang der Längsachse 4 der Welle, ist der Ringkolben 2 auch radial verschiebbar gelagert.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ringkolben 2 wellenseitig mit seiner der Längsachse 4 der Welle zugewandten Seite zu einer wellenseitigen Gleitfläche 7 mit einem bestimmten Spiel beabstandet angeordnet. An der dem Zylindergehäuse 5 zugewandten Seite des Ringkolbens 2 ist der 2 Ringkolben ebenfalls zu einer zylindergehäuseseitigen Gleitfläche 17 beabstandet angeordnet.
An einer Stirnseite des Ringkolbens 2 ist eine Dichtung 8 an dem Ringkolben 2 angebunden. Die Dichtung 8 ist hier lediglich abschnittsweise dargestellt in Form eines Dichtungsträgers 9 der Dichtung 8. Dieser Dichtungsträger 9 der Dichtung 8 kann üblicherweise an seiner dem Ringkolben 2 abgewandten Seite weitere Komponenten der Dichtung 8 umfassen. Möglich wäre ein zusätzliches Dichtungselement, das beispielsweise formschlüssig an dem Dichtungsträger 9 befestigt ist, wobei der Dichtungsträger 9 zum formschlüssigen Verbinden einen Hinterschnitt 10 aufweist, in den ein entsprechender Vorsprung eines Dichtungselements eingeschnappt werden kann.
Der Dichtungsträger 9 umfasst einen Grundkörper 11, der benachbart zur Stirnseite des Ringkolbens 2 angeordnet ist und von welchem Grundkörper 11 sich zwei Dichtlippen 12 und 13 zu der dem Ringkolben 2 abgewandten Seite erstrecken. Der Grundkörper 11 formt dabei mit den beiden Dichtlippen 12 und 13 einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aus. Der Grundkörper 11 der dabei die Basis, also den Scheitel des U’s bildet, ist in diesem Ausführungsbeispiel beabstandet von den beiden Gleitflächen 7 und 17, d.h. beabstandet von der wellenseitigen Gleitfläche 7 und der zylindergehäuseseitigen Gleitfläche 17 im Ringspalt 3 angeordnet. Von diesem Grundkörper 11, der im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist und sich mit seiner Längsrichtung quer zur Längsachse 4 und daher auch quer zum Ringspalt 3 verläuft, weist an seiner dem Zylindergehäuse 5 zugewandten Seite die erste Dichtlippe 12 und an seiner der Längsachse 4 der Welle zugewandten Seite die zweite Dichtlippe 13 auf, welche Dichtlippen 12 und 13 an dem Grundkörper 11 integral angeformt sind. Die erste Dichtlippe 12 erstreckt sich vom Grundkörper 11 aus sowohl in Längsrichtung des Ringspaltes 3, d.h. parallel zur Längsachse 4 der Welle als auch zur zylindergehäuseseitigen Gleitfläche 17 hin, in einer ersten Dichtkontur 14 der ersten Dichtlippe 12 endend. Die erste Dichtkontur 14 ist flächig mit der zylindergehäuseseitigen Gleitfläche 17 in Anlage. Die Anlage zwischen der ersten Dichtkontur 14 der ersten Dichtlippe 12 ist dabei, zumindest in einer Betätigungsstellung des Nehmerzylinders 1 so fest, dass der Dichtungsträger 9 einen, mit einem ersten Druck beaufschlagten Druckraum 15 gegenüber einem zweiten, mit einem zweiten Druck, der kleiner als der erste Druck ist, beaufschlagten Druckraum 16 zur Seite des Zylindergehäuses 5 hin abdichtet. Die erste Dichtlippe 12 formt somit den ersten Schenkel des U’s aus. Den zweiten Schenkel des U’s formt die zweite Dichtlippe 13 aus, die in ähnlicher Weise an den Grundkörper 11 des Dichtungsträgers 9 angeformt ist. Auch diese ist integraler Bestandteil des Grundkörpers 11 und erstreckt sich in axialer Richtung parallel zur Längsachse 4 der Welle und in radialer Richtung zur wellenseitigen Gleitfläche 7 hin. Auch diese zweite Dichtlippe 13 endet in einer Dichtkontur, nachfolgend als zweite Dichtkontur 18 bezeichnet. Die Dichtlippe 13 liegt flächig an der wellenseitigen Gleitfläche 7 mittels ihrer zweiten Dichtkontur 18 an.
Auch die zweite Dichtkontur 18 liegt zumindest in der Betätigungsstellung so fest an der wellenseitigen Gleitfläche 7 an, dass sie den ersten Druckraum 15 von dem zweiten Druckraum 16 zur wellenseitigen Gleitfläche 7 hin abdichtet.
Der erste Druckraum 15 ist ein Hochdruckraum, der mit dem ersten Druck beaufschlagt ist, wobei dieser erste Druck höher als der zweite Druck ist, der in dem zweiten Dichtraum 16 besteht. Der erste Druckraum 15 ist an der vom Ringkolben 2 abgewandten Seite des Dichtungsträgers 9 an den Dichtungsträger 9 der Dichtung 8 anschließend. Somit ist der zweite Druckraum 16, der ebenfalls unmittelbar an die Dichtung 8 anschließt der Raum, in dem sich der Ringkolben 2 befindet. Diese beiden benachbarten Druckräume 15 und 16 in Abhängigkeit der Stellung der Dichtung 8 und somit des Ringkolbens 2 im Ringspalt 3 in ihrer Größe variabel, jedoch in jeder Stellung durch die Dichtung 8 voneinander abgedichtet. In der Betätigungsstellung, d.h. im druckbeaufschlagten Zustand des Nehmerzylinders 1 ist der erste Druck eines im ersten Druckraum 15 befindlichen Fluids, wie einem Öl, im Vergleich zu einem drucklosen Zustand erhöht, sodass der erste Druckraum 15 mit einem höheren Druck beaufschlagt ist als der zweite Druckraum 16. Aufgrund dieser Druckdifferenz in der Betätigungsstellung ist die Dichtung 8 mittels ihres Dichtungsträgers 9 an dem Ringkolben 2 fest anliegend. In einer drucklosen Stellung des Nehmerzylinders 1, d.h. in einem drucklosen Zustand, sind die ersten und zweiten Drücke in den beiden Druckräumen 15 und 16 im Wesentlichen gleich und der Ringkolben 2 sowie die Dichtung 8 werden nicht aneinander gedrückt. In dieser drucklosen Stellung wird der Kolben beispielsweise über ein hier nicht näher ausgeführtes Ausrücklager mittels eines Federelements gehalten.
Somit wird in der Betätigungsstellung der Dichtungsträger 9 mit seiner dem Ringkolben 2 zugewandten Seitenflanke 19, nachfolgend als Dichtungsseitenflanke 19 bezeichnet, fest gegen eine Seitenflanke 20 des Ringkolbens 2, nachfolgend als Ringkolbenseitenflanke 20 bezeichnet gepresst, welche Ringkolbenseitenflanke 20 dem Dichtungsträger 9 zugewandt ist. In der drucklosen Stellung sind die beiden Seitenflanken 19 und 20 des Ringkolbens 2 und des Dichtungsträgers 9 entweder drucklos aneinander anliegend oder gar mit einem Spiel voneinander beabstandet. Zur Verliersicherung des Ringkolbens 2 von der Dichtung 8, insbesondere in der drucklosen Stellung, umfasst der Dichtungsträger 9 einen Schnapphaken 21, welcher Schnapphaken 21 mittels einer radial, d.h. senkrecht zur Längsachse 4 der Welle verlaufenden Erhebung 22 in eine ebenfalls senkrecht zur Längsachse 4 der Welle verlaufenden Ausnehmung 23 des Ringkolbens 2 eingeschnappt ist. Der Dichtungsträger 9 ist dadurch in axialer Richtung zum Ringkolben 2 verliergesichert.
An der dem Ringkolben 2 zugewandten Dichtungsseitenflanke 19 des Dichtungsträgers 9 ist ein männliches Konturelement als Vorsprung 24 ausgeführt. Dieser Vorsprung 24 verläuft in Umfangsrichtung des ringförmigen Dichtungsträgers 9 durchgehend und umlaufend um den gesamten Umfang des Dichtungsträgers 9 als einteiliger Vorsprung 24 herum. In einer alternativen Ausführungsform ist es vorzugsweise auch möglich, diesen Vorsprung 24 aus mehreren Teilvorsprüngen aufzubauen, die um den gesamten Umfang des Dichtungsträgers 9 herum verteilt sind und voneinander separiert sind.
Der Vorsprung 24 ist zumindest in der Betätigungsstellung fest in einer ebenfalls in Umfangsrichtung verlaufenden Aussparung 25 des Ringkolbens eingeschoben. Die als weibliches Konturelement ausgeführte Aussparung 25 ist als Nut ausgebildet und verläuft in ihrer Längsrichtung entlang der Seitenflanke 20 des Ringkolbens 2 als durchgehende Nut um den gesamten Umfang des Ringspaltes 3 herum. Dadurch kann sich der Vorsprung 24 bzw. die Teilvorsprünge des Vorsprungs 24 auch radial zum Ringkolben 2 verdrehen. Wie in 1 ebenfalls ersichtlich, ist dieser Vorsprung 24 im Querschnitt betrachtet, d.h. in einer Ebene betrachtet, in der die Längsachse 4 der Welle verläuft, trapezförmig ausgestaltet. Dabei ist eine breitere Basis 26 des Vorsprungs 24 unmittelbar an der Dichtungsseitenflanke 19/ an den Grundkörper 11 des Dichtungsträgers 9 angeformt. Von dieser Basis 26 erstreckt sich der Vorsprung 24 axial, d.h. parallel zur Längsachse 4 der Welle verjüngend zu seiner Stirnseite 27 hin. Die beiden die Basis 26 mit der Stirnseite 27 verbindenden Seitenflanken 28 und 29 werden nachfolgend auch als erste und zweite Seitenflanke 28 und 29 bezeichnet. Die erste Seitenflanke 28 ist die Seite des Vorsprungs 24, die der zylindergehäuseseitigen Gleitfläche zugewandt ist, und die zweite Seitenflanke 29 ist die Seite des Vorsprungs 24, die der wellenseitigen Gleitfläche 7 zugewandt ist. Die erste und zweite Seitenflanke 28 und 29 des trapezförmigen Vorsprungs 24 sind so zueinander angewinkelt, dass sie zur Stirnseite 27 des Vorsprungs 24 hin aufeinander zulaufen. Die Form des Vorsprungs 24 kann daher auch als keilförmig bezeichnet werden.
Die Aussparung 25 des Ringkolbens 2 wiederum, die als Nut in die Ringkolbenseitenflanke 20 des Ringkolbens 2 eingeformt ist, ist negativ zu der Form des Vorsprung 24 ausgebildet. Die Aussparung 25 ist im Querschnitt komplementär zur Keilform des Vorsprungs 24, d.h. trichterförmig ausgestaltet. Der Nutgrund 30, der im Inneren des Ringkolbens 2 die Innengrenze der Nut bildet, weist eine schmalere Breite auf als die Nutöffnung 31, d.h. jener Öffnung die sich zur Ringkolbenseitenflanke 20 des Ringkolbens 2 hin eröffnet. Die Aussparung 25 weist Seitenflanken auf, die im Wesentlichen parallel zu der ersten und zweiten Seitenflanke 28 und 29 des Vorsprungs 24 verlaufend ausgestaltet sind. Die Seitenflanken der Aussparung 25 sind in der Betätigungsstellung des Ringkolbens 2 flächig an den Seitenflanken 28 und 29 des Vorsprungs 24 fest anliegend. In der drucklosen Stellung des Nehmerzylinders 1 liegen die Seitenflanken 28 und 29 des Vorsprungs 24 an den Seitenflanken der Aussparung 25 entweder drucklos an oder sind zu diesen spielbehaftet, d.h. dass ein Abstand zwischen diesen Seitenflanken des Vorsprungs 24 und der Aussparung 25 besteht. Somit ist in der drucklosen Stellung auch die Dichtungsseitenflanke 19 des Dichtungsträgers 9 etwas von der Ringkolbenseitenflanke 20 des Ringkolben 2 beabstandet.
Durch die feste Anlage zwischen dem Vorsprung 24 und der Aussparung 25 in der Betätigungsstellung, ist der Ringkolben 2 in dieser Stellung fest in radialer Richtung durch den Dichtungsträger 9 gehalten, wobei es dennoch möglich ist, dass der Dichtungsträger 9 in dieser Stellung relativ zu dem Ringkolben 2 verdrehbar ist. Durch diese in der Betätigungsstellung formschlüssige Verbindung zwischen Ringkolben 2 und Dichtungsträger 9 ist der Ringkolben 2 zur Längsachse 4 der Welle im Ringspalt 3 zentriert. Die beiden anliegenden ersten und zweiten Dichtkonturen 13 und 14 des Dichtungsträgers 9 halten den Grundkörper 11 des Dichtungsträgers 9, durch deren festen Kontakt an der zylindergehäuseseitigen und der wellenseitigen Gleitfläche 17 und 7 in der zentrierten Stellung. Somit ist auch der Ringkolben 2 in dieser Betätigungsstellung zu der Längsachse 4 zentriert. Eine axiale Bewegung des Ringkolbens 2 wird somit vermieden.
Die in der Betätigungsstellung als Zentriervorrichtung wirkende Verbindung von Vorsprung 24 und Aussparung 25 ist nicht selbsthemmend ausgeführt. Die Steigungen der Seitenflanken 28 und 29 des Vorsprungs und daher auch die Seitenflanken der Aussparung 25 sind dafür so steil ausgeführt, dass es trotz des Einpressens des Vorsprungs 24 in die Aussparung 25, bei einem erneuten Umschalten in die drucklose Stellung erneut zur Trennung von Dichtungsträger 9 und Ringkolben 2 kommt. Folglich werden Dichtungsträger 9 und Ringkolben 2 auch ohne eine zusätzliche Kraft axiale Kraft, die die beiden Bauteile voneinander wegziehen müsste, sobald der Nehmerzylinder 1 von der Betätigungsstellung in die drucklose Stellung umgeschaltet wird, wieder voneinander beabstandet.
Nehmerzylinder 1 der erfindungsgemäßen Art werden vorzugsweise in hydraulischen Ausrücksystemen für Reibungskupplungen von Fahrzeugen verwendet. Insbesondere ist der erfindungsgemäße Nehmerzylinder 1 im Bereich konzentrischer Kupplungsnehmerzylinder (CSC) für Kupplungsausrücksysteme einer Reibungskupplung von Fahrzeugen verwendbar. Fahrzeuge sind vorzugsweise PKW’s oder LKW’s oder andere Leichtkraftfahrzeuge. Es ist jedoch auch denkbar, den erfindungsgemäßen Nehmerzylinder in anderen Kolben-Zylinder-Einheiten zu verwenden, ohne den erfindungsgemäßen Gegenstand zu verlassen.
Der Ringkolben 2 ist, wie üblicherweise bekannt, mit einem Ausrücklager eines Ausrücksystems verbunden.
Der Dichtungsträger 9 ist aus einem Kunststoff hergestellt, vorzugsweise einem thermoplastischen Kunststoff.
Die wellenseitige Gleitfläche 7 ist hier eine Umfangsfläche einer Führungshülse, welche Führungshülse auf eine Welle, vorzugsweise der Getriebewelle, aufgeschoben ist. Alternativ kann die wellenseitige Gleitfläche 7 aber auch unmittelbar die Umfangsfläche der Welle/Getriebewelle selbst sein. Die zylindergehäuseseitige Gleitfläche 17 ist eine Innenumfangsfläche des Zylindergehäuses 5.
In anderen Worten wird mit der gegenständlichen Erfindung vorgeschlagen, den Dichtungsträger 9 an einem Kolben 2 zu zentrieren und gleichzeitig das Führungsverhältnis zu erhöhen. Im unbetätigten (drucklosen) Zustand soll Spiel zwischen dem Dichtungsträger 9 und dem Kolben 2 gewährleistet sein. Dazu ist der Dichtungsträger 9 an der Rückseite um einen im Querschnitt konusförmigen Vorsprung 24/Konus erweitert, der im Kolben 2 in einer Nut gelagert ist. Im drucklosen Zustand liegt zwischen Kolben 2 und Dichtungsträger 9 ein Spiel an (Kolben 2 entkoppelt). Bewegungen des Lagers werden nicht an die Dichtung 8 weitergegeben. Bei Druckbeaufschlagung des Systems wird das Spiel geschlossen und der Konus kommt in Eingriff. Hierdurch wird der Kolben 2 über die am Gehäuse anliegenden Wandungen zentriert. Gleichzeitig erhöht sich damit zumindest in der Betätigungsstellung das Führungsverhältnis.
Bezugszeichenliste

1: Nehmerzylinder
2: Ringkolben
3: Ringspalt
4: Längsachse der Welle
5: Zylindergehäuse
7: wellenseitige Gleitfläche
8: Dichtung
9: Dichtungsträger
10: Hinterschnitt
11: Grundkörper
12: erste Dichtlippe
13: zweite Dichtlippe
14: erste Dichtkontur
15: erster Druckraum
16: zweiter Druckraum
17: zylindergehäuseseitige Gleitfläche
18: zweite Dichtkontur
19: Dichtungsseitenflanke
20: Ringkolbenseitenflanke
21: Schnapphaken
22: Erhebung
23: Ausnehmung
24: Vorsprung
25: Aussparung
26: Basis
27: Stirnseite
28: erste Seitenflanke
29: zweite Seitenflanke
30: Nutgrund
31: Nutöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011011225 A1 [0003, 0003]

Claims

Nehmerzylinder (1) für ein hydraulisches Ausrücksystem einer Reibungskupplung, mit einem, in einem Ringspalt (3) zwischen einer Welle und einem Zylindergehäuse (5) zumindest in Richtung der Längsachse (4) der Welle verschiebbar gelagerten Ringkolben (2), sowie mit einer, an den Ringkolben (2) angebundenen Dichtung (8), wobei die Dichtung (8) zwei an die Dichtung (8) unmittelbar anschließende Druckräume (15, 16) voneinander abdichtet und wobei in zumindest einer Betätigungsstellung des Nehmerzylinders (1) durch die zwischen den Druckräumen (15, 16) bestehende Druckdifferenz eine Dichtungsseitenflanke (19) gegen eine Ringkolbenseitenflanke (20) am Ringkolben (2) angedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dichtung (8) und dem Ringkolben (2) eine Zentriervorrichtung vorhanden ist, die so geometrisch und stofflich beschaffen ist, dass sie in der Betätigungsstellung den Ringkolben (2) in eine zur Längsachse (4) der Welle zentrierte Position zwingt.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer drucklosen Stellung des Nehmerzylinders (1), von welcher Stellung der Nehmerzylinder (1) in die Betätigungsstellung umschaltbar ist, zwischen der Dichtung (8) und dem Ringkolben (2) ein Spiel vorhanden ist.
Nehmerzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Betätigungsstellung an dem Ringkolben (2) angedrückte Dichtungsseitenflanke (19) an einem, Mittel zum Abstützen eines Dichtungselementes aufweisenden Dichtungsträger (9) angeformt ist.
Nehmerzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriervorrichtung zumindest ein weibliches und zumindest ein männliches Konturelement (24, 25) umfasst, wobei das zumindest eine männliche Konturelement (24) in das zumindest eine weibliche Konturelement (25) in der Betätigungsstellung eingeschoben ist.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine weibliche Konturelement (25) oder das zumindest eine männliche Konturelement (24) mit der Dichtungsseitenflanke (19) der Dichtung (8) verbunden ist und das zumindest eine andere Konturelement mit der Ringkolbenseitenflanke (20) des Ringkolbens (2) verbunden ist.
Nehmerzylinder (1) nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine männliche Konturelement (24) ein sich axial erstreckender, im Querschnitt trapezförmig ausgebildeter und in Umfangsrichtung des Ringspaltes (3) verlaufender Vorsprung (24) ist, der sich von seiner Basisseite (26) zu seiner Stirnseite (27) hin verjüngt.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der im Querschnitt trapezförmige Vorsprung (24) seitens seiner Basisseite (26) an der Dichtungsseitenflanke (19) der Dichtung (8) angeformt ist.
Nehmerzylinder (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenn das zumindest eine weibliche Konturelement (25) eine in Umfangsrichtung des Ringspaltes (3) verlaufende Aussparung (25) ist, in der das zumindest eine männliche Konturelement (24) in der Betätigungsstellung radial gelagert ist.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (25) eine in die Ringkolbenseitenflanke (20) eingebrachte Nut ist, die durchgehend um den gesamten Umfang des Ringkolbens (2) ausgebildet ist.
Nehmerzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriervorrichtung so ausgestaltet ist, dass sie nicht selbsthemmend ist.