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Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder, insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges, mit einem konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordneten Zylindergehäuse und mit einem Ringkolben, der in einem zwischen einem radial äußeren Zylindergehäuseteil und einem radial inneren Zylindergehäuseteil gebildeten ringförmigen Druckraum axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Ringkolben druckraumseitig mit einer Dichtungsanordnung versehen ist, welche einen an dem Innenumfang des äußeren Zylindergehäuseteils anliegenden äußeren Dichtungsbereich und einen an dem Außenumfang des inneren Zylindergehäuseteils anliegenden inneren Dichtungsbereich aufweist.
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Bei gattungsgemäßen konzentrischen Nehmerzylindern (CSC – Concentric Slave Cylinder) steht ein ringförmiger Kolben in engem Kontakt mit einer zwischen einem inneren und einem äußeren Zylindergehäuseteil definierten Bohrung. Das innere Zylindergehäuseteil kann hierbei auch eine Führungshülse sein. Es wird so eine ringförmige Betätigungskammer (Druckraum) gebildet, in die ein Fluid eingeleitet werden kann, um den Kolben gegenüber dem Zylindergehäuse/der Führungshülse zu verschieben und so ein der Betätigung einer Kupplung dienendes Ausrücklager zu bewegen. Am druckraumseitigen Ende des beweglichen Kolbens ist eine Dichtung angeordnet, die den Druckraum zu seiner Umgebung hin abdichtet.
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Derartige ringförmig ausgebildete Nehmerzylinder setzen eine ringförmige Abdichtung voraus, die üblicherweise durch einen aus einem elastischen Werkstoff bestehenden Dichtungsring realisiert wird. Zur Verbindung mit dem Kolben des Nehmerzylinders ist dabei an den Dichtungsring ein Halteelement angeformt oder der Dichtungsring wird in einem mit dem Kolben verbindbaren Dichtungsträger aufgenommen.
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Bekanntermaßen wird zur Abdichtung des Druckraumes zwischen dem die ruhende Komponente darstellenden Zylindergehäuse und dem die bewegte Komponente bildenden Kolben ein Nutdichtring verwendet, der zur Gewährleistung der Funktion des Nehmerzylinders bestimmte Toleranzen aufweisen muss. Dabei ist der meist symmetrisch ausgebildete Nutdichtring am Kolben oder mit einem zusätzlich angeordneten Dichtungsträger mittels einer bestimmten Knüpfgeometrie verbunden. Bei Druckbeaufschlagung werden die Dichtlippen des üblicherweise V-förmig ausgebildeten Dichtringes in Richtung des Außenumfangs des radial innen befindlichen Zylindergehäuseteils bzw. in Richtung des Innenumfangs des radial außen befindlichen Zylindergehäuseteils gedrückt, wodurch eine Abdichtung und damit auch die Funktion des konzentrischen Nehmerzylinders (CSC) gewährleistet werden. Dabei wird der Nutdichtring im Betrieb des CSC zum einen mit Druck und zum anderen mit Vakuum belastet. Bei einer Druckbeaufschlagung des Nehmerzylinders zum Ein- bzw. Ausrücken der Kupplung wird der Nutdichtring an den sich in axialer Richtung bewegenden Kolben gedrückt. Bei Vakuum wird das Betriebsmedium (Fluide jeglicher Art) wieder zurück in einen Geberzylinder (CMC), einen Hydraulic Clutch Actuator (HCA) oder in einen Behälter befördert. Dabei kann folgender unerwünschter Effekt entstehen: Da der Kolben das Fluid schneller zurück befördert als die an der Kupplung wirkenden Federelemente, kommt es zu einem „Ansaugen“ des Nutdichtrings. Tritt nun der Kolben, beispielsweise über einen Anschlag, mit dem Gehäuse in Kontakt, kann es zu einem sogenannten Ausknüpfen des Dichtrings aus der Knüpfgeometrie kommen, wobei der Dichtring aus seiner Lagerung an dem Kolben gezogen wird. Dieser Effekt ist insbesondere bei großen – mit einem großen Hydraulikquerschnitt – sehr problematisch: Der entsprechend große Abmessungen aufweisende Nutdichtring besitzt hierbei eine breite Angriffsfläche gegenüber dem Fluid. Im Zusammenhang mit einer begrenzten Knüpfgeometrie am Kolben, beispielsweise aufgrund der Montierbarkeit und eines möglichen Hinterschnittes, kann eine ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit des konzentrischen Nehmerzylinders nicht gewährleistet werden.
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In der
DE 10 2008 009 655 A1 ist beispielsweise ein gattungsgemäßer Nehmerzylinder offenbart, der ein konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordnetes Gehäuse aufweist, von dessen zylindrischer Innenfläche eine Führungshülse radial beabstandet angeordnet ist. Zwischen der genannten Innenfläche des Gehäuses und der zylindrischen Außenfläche der Führungshülse besteht ein kreisringförmiger Druckraum, in dem ein Ringkolben axial verschiebbar geführt ist. Der Ringkolben ist druckraumseitig mit einer Dichtung versehen, welche über einen Dichtungsträger mit dem Kolben verbunden ist. Die Dichtung wird von einer Lippendichtung mit einer äußeren Lippe und einer inneren Lippe, die V-förmig radial gespreizt angeordnet sind, gebildet. Dabei kommt die radial äußere Lippe an dem Innenumfang des Zylindergehäuses und die radial innere Lippe an dem Außenumfang der Führungshülse dichtend zur Anlage. Der mittels einer Clipsverbindung formschlüssig mit dem Ringkolben verbundene Dichtungsträger nimmt die Dichtung formschlüssig auf.
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Bei dieser bekannten Lösung soll insbesondere eine Spaltextrusion verhindert werden. Das Problem des Ausknüpfens der Dichtung besteht auch bei diesem Nehmerzylinder, das heißt, bei in dem hydraulischen System herrschendem Unterdruck kann die Dichtung aus ihrer Lagerung an dem Kolben bzw. an dem Dichtungsträger gezogen werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Nehmerzylinder der betreffenden Art die Abdichtung dahingehend zu verbessern, dass ein Ausknüpfen der Dichtung verhindert und somit die Funktion des Nehmerzylinders gewährleistet wird.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei einem Nehmerzylinder, insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeuges, mit einem konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordneten Zylindergehäuse und mit einem Ringkolben, der in einem zwischen einem radial äußeren Zylindergehäuseteil und einem radial inneren Zylindergehäuseteil gebildeten ringförmigen Druckraum axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Ringkolben druckraumseitig mit einer Dichtungsanordnung versehen ist, welche einen an dem Innenumfang des äußeren Zylindergehäuseteils anliegenden äußeren Dichtungsbereich und einen an dem Außenumfang des inneren Zylindergehäuseteils anliegenden inneren Dichtungsbereich aufweist, sind erfindungsgemäß der äußere Dichtungsbereich und der innere Dichtungsbereich jeweils an einem separaten Dichtungselement ausgebildet.
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In vorteilhafter Weise sind die ringförmig ausgebildeten Dichtungselemente an einem durch eine Durchmesserverringerung des Ringkolbens gebildeten axialen Fortsatz angeordnet. Das radial äußere Dichtungselement ist dabei zwischen dem axialen Fortsatz des Ringkolbens und dem Innenumfang des äußeren Zylindergehäuseteils und das radial innere Dichtungselement zwischen dem axialen Fortsatz des Ringkolbens und dem Außenumfang des inneren Zylindergehäuseteils vorgesehen.
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In einer vorteilhaften Ausführung liegen die Dichtungselemente/Dichtringe mit jeweils einer Dichtlippe an dem zugeordneten Zylindergehäuseteil und mit jeweils einer weiteren Dichtlippe an dem axialen Fortsatz an.
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In vorteilhafter Weise ist an dem freien Ende des axialen Fortsatzes des Ringkolbens eine die Dichtungselemente/Dichtringe zumindest in axialer Richtung lagefixierende Platte angeordnet, welche formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem axialen Fortsatz des Ringkolbens verbunden ist. Vorzugsweise ist die Platte mittels Laserschweißen an dem Fortsatz befestigt.
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In einer vorteilhaften Ausführung weist die Platte einen Flansch auf, an welchem axiale Vorsprünge der Dichtungselemente/Dichtringe axial spielfrei anliegen.
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Vorzugsweise ist zwischen dem Ringkolben und den Dichtungselementen/Dichtringen jeweils eine Dichtungsarmierung/ein Dichtungsträger angeordnet. Dabei befindet sich die äußere Dichtungsarmierung zwischen dem axialen Fortsatz, dem Ringkolben und dem Innenumfang des äußeren Zylindergehäuseteils und die innere Dichtungsarmierung zwischen dem axialen Fortsatz, dem Ringkolben und dem Außenumfang des inneren Zylindergehäuseteils.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Nehmerzylinder,
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2 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit X gemäß 1,
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3 eine räumliche Darstellung eines Teils eines Dichtelementes.
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1 zeigt einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Nehmerzylinders, welcher konzentrisch um eine hier durch eine Längsachse A angedeutete Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Der Nehmerzylinder weist ein Zylindergehäuse 1 auf, welches aus einem radial außen vorgesehenen Zylindergehäuseteil 1.1 und einem radial innen vorgesehenen Zylindergehäuseteil 1.2 besteht. Zwischen den beiden konzentrisch zu der Längsachse A angeordneten Zylindergehäuseteilen 1.1, 1.2 ist ein ringförmiger Druckraum 2 gebildet, der mit einem der Zuleitung eines Druck-Fluids dienenden – hier nicht dargestellten – Fluid-Anschluss in Verbindung steht. In dem Druckraum 2 ist ein ringförmiger Kolben 3 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet, der druckraumseitig einen axialen Fortsatz 3.1 aufweist, an dem eine Dichtungsanordnung 4 vorgesehen ist.
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Der hier beschriebene, als CSC ausgebildete, erfindungsgemäße Nehmerzylinder kann sowohl in einer Einfach- als auch in einer Doppelkupplung eingesetzt sein. Auch kann das radial innenliegende Zylindergehäuseteil 1.2 beispielsweise von einer konzentrisch um die Getriebeeingangswelle/Längsachse A gelagerten Führungshülse gebildet werden.
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In 2 ist eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit X nach 1 gezeigt. Der durch eine Durchmesserverringerung des Ringkolbens 3 gebildete axiale Fortsatz 3.1 ist mit der Dichtungsanordnung 4 versehen, welche einen an dem Innenumfang des äußeren Zylindergehäuseteils 1.1 anliegenden äußeren Dichtungsbereich B1 und einen an dem Außenumfang des inneren Zylindergehäuseteils 1.2 anliegenden inneren Dichtungsbereich B2 aufweist.
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Erfindungsgemäß ist hierbei der radial äußere Dichtungsbereich B1 an einem ersten Dichtungselement 4.1 und der radial innere Dichtungsbereich B2 an einem zweiten Dichtungselement 4.2 ausgebildet. Das äußere ringförmige Dichtungselement 4.1 weist eine zu dem Innenumfang des äußeren Zylindergehäuseteils 1.1 abdichtende Dichtlippe 4.11 und eine axiale, an dem Fortsatz 3.1 des Ringkolbens 3 anliegende, Dichtlippe 4.12 auf. Das innere ringförmige Dichtelement 4.2 besitzt analog dazu eine zu dem Außenumfang des inneren Zylindergehäuseteils 1.2 abdichtende Dichtlippe 4.21 und eine axiale, an dem Fortsatz 3.1 anliegende, Dichtlippe 4.22. Dabei ist an der Dichtlippe 4.11 des Dichtungselementes 4.1 der Dichtungsbereich B1 und an der Dichtlippe 4.21 des Dichtungselementes 4.2 der Dichtungsbereich B2 ausgebildet. An dem freien Ende des axialen Fortsatzes 3.1 des Ringkolbens 3 ist eine Platte 5 derart angebracht, dass die Dichtungselemente 4.1, 4.2 gegen eine axiale Bewegung gesichert sind. Dabei weist die Platte 5 ein Mittelstück 5.1 auf, über welchem die Verbindung der Platte 5 mit dem Fortsatz 3.1 des Ringkolbens 3 mittels Formschluss oder Stoffschluss erfolgt. Vorzugsweise ist eine Verbindung mittels Laserschweißen vorgesehen, wobei die Platte 5 aus einem lasertransparenten Kunststoff besteht. Außerdem besitzt die Platte 5 einen Flansch 5.2, der vorzugsweise radial außen umlaufend und axial in Richtung der Dichtungselemente 4.1, 4.2 vorstehend an der Platte 5 vorgesehen ist. An den Dichtungselementen 4.1, 4.2 befinden sich entsprechende axiale Vorsprünge V, die an dem Flansch 5.2 der Platte 5 ohne axiales Spiel anliegen. In einer weiteren möglichen Ausführung kann der Flansch 5.2 beispielsweise ebenfalls axiale Vorsprünge aufweisen, die mit den komplementären Vorsprüngen V der Dichtungselemente 4.1, 4.2 korrespondieren.
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Um insbesondere eine Spaltextrusion zu verhindern, ist weiterhin vorgesehen, dass jedes Dichtungselement 4.1, 4.2 auf der dem Druckraum 2 abgewandten Seite von einer Dichtungsarmierung/einem Dichtungsträger 6 bzw. 7 aufgenommen oder hinterlegt wird. Die Dichtungsarmierungen 6, 7 befinden sich dabei in axialer Richtung an einer radialen Anlagefläche des Ringkolbens 3, die aufgrund der Durchmesserverringerung des axialen Fortsatzes 3.1 gebildet ist, zur Anlage. Dabei umgreift die Dichtungsarmierung 6 teilweise das Dichtungselement 4.1, wobei es zum Kontakt mit dem Innenumfang des äußeren Zylindergehäuseteils 1.1 kommt. Ebenso umfasst die Dichtungsarmierung 7 teilweise das Dichtungselement 4.2, wobei es zum Kontakt mit dem Außenumfang des inneren Zylindergehäuseteils 1.2 kommt. Die Dichtungsarmierungen 6, 7 sind somit ebenso wie die Dichtungselemente 4.1, 4.2 durch die mit dem Ringkolben 3 bzw. dessen axialen Fortsatz 3.1 verbundene Platte 5 gegen axiales Verlieren gesichert.
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In 3 ist ein Teil des Dichtungselementes 4.2 mit seiner im montierten Zustand an dem axialen Fortsatz 3.1 des Ringkolbens 3 anliegenden Dichtlippe 4.22 und seiner im montierten Zustand an dem Außenumfang des inneren Zylindergehäuseteils 1.2 anliegenden Dichtlippe 4.21 in einer räumlichen Darstellung gezeigt. An der axialen Dichtlippe 4.22 sind die axialen Vorsprünge V angeordnet, die ohne axiales Spiel mit dem Flansch 5.2 der Platte 5 in Kontakt stehen.
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Durch den Einsatz von zumindest zwei separaten Dichtungselementen 4.1, 4.2 an Stelle einer einzigen Dichtung gemäß dem Stand der Technik kann die dem Fluid ausgesetzte Angriffsfläche des einzelnen Dichtungselementes 4.1 bzw. 4.2 verkleinert und so die Gefahr des Ausknüpfens der Dichtungselemente 4.1, 4.2 verringert werden. Dabei dient die Platte 5 als Verliersicherung und verhindert jegliche axiale Bewegung der Dichtungselemente 4.1, 4.2 und der Dichtungsarmierungen 6, 7. Diese technische Lösung kommt im Grunde ohne großen zusätzlichen Aufwand aus. Die mittels stoff- und/oder formschlüssiger Verbindung zwischen Kolben 3 bzw. Dichtungselementen 4.1, 4.2 und Platte 5 verwirklichte technische Lösung ist dabei insbesondere für große Hydraulikquerschnitte (Druckräume) vorgesehen, wodurch eine erhöhte Kraftübertragung auf die Kupplung beim Ein- und Auskuppeln möglich ist. Die Erfindung ist bei Druckräumen mit unterschiedlichsten Querschnitten anwendbar und somit vielseitig einsetzbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylindergehäuse
- 1.1
- äußeres Zylindergehäuseteil
- 1.2
- inneres Zylindergehäuseteil
- 2
- Druckraum
- 3
- Kolben/Ringkolben
- 3.1
- axialer Fortsatz
- 4
- Dichtungsanordnung
- 4.1
- Dichtungselement/Dichtring
- 4.11
- Dichtlippe
- 4.12
- Dichtlippe
- 4.2
- Dichtungselement/Dichtring
- 4.21
- Dichtlippe
- 4.22
- Dichtlippe
- 5
- Platte
- 5.1
- Mittelstück
- 5.2
- Flansch
- 6
- Dichtungsarmierung/Dichtungsträger
- 7
- Dichtungsarmierung/Dichtungsträger
- A
- Längsachse
- B1
- äußerer Dichtungsbereich
- B2
- innerer Dichtungsbereich
- V
- axialer Vorsprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008009655 A1 [0005]
