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Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder, insbesondere zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges.
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Typischerweise sind die Gehäuse von Nehmerzylindern für Kraftfahrzeugkupplungen aus Aluminium gefertigt. Es handelt sich dabei um sogenannte deckelfeste Ausrücker. Führungshülsen für im Nehmerzylinder arbeitende Kolben bestehen in der Regel aus Stahl. Um Gehäuse und Führungshülse miteinander zu verbinden, können übliche Verbindungstechnologien wie Verschrauben und Verstiften zum Einsatz kommen. Der Nachteil ist, dass es aufwendiger Vorbereitung der Teile bedarf, um passgenaue Stifte anbringen zu können oder austauschbare Gewinde- und Bohrungsanordnungen in engen Toleranzen zu fertigen.
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Klassische Bajonettverbindungen werden in der Technik als Schnellverschlusskupplungen eingesetzt, wo es auf leichte Lösbarkeit im Sinne einer häufigen Montage/Demontage ankommt. Dabei ist es nicht die Aufgabe einer solchen Bajonettverbindung, größere Kräfte aufzunehmen. Exakte Lagezuordnung und Kraftübertragung sind in solchen Anordnungen anderweitig konstruktiv zu lösen.
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Bekannte Verbindungen zwischen Gehäuse und Führungshülse sind weiterhin das Einpressen sowie das Fügen mit anschließender Verstemmung. Beide Verfahren sind metallischen Bauteilen vorbehalten; so ist beispielsweise eine Verstemmung einer Stahlhülse mit einem Kunststoffbauteil nicht möglich. Darüber hinaus ist Verstemmen ein zusätzlicher Arbeitsgang, welcher in der Montage eine zusätzliche Ausrüstung mit entsprechenden Werkzeugen erfordert.
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In der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2014 207 380 A1 ist eine einclipsbare Verbindung zwischen einem Gehäuse und einer Führungshülse beschrieben. Darüber hinaus ist ausgeführt, dass die Führungshülse auch einpressbar ist. Nachteilig ist bei dieser Lösung, dass die Clipsverbindung in der gleichen Richtung hergestellt wird, wie der Kraftfluss der Prozesskraft des Kolbens ist. Dies ist auf die Dauer der Verwendung gesehen eine potentielle Schwachstelle.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nehmerzylinder, insbesondere zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges zu entwickeln, welcher einen einfachen und robusten Aufbau hat, kostengünstig ist, eine einfache Montage gestattet und auf lange Zeit sicher funktioniert.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird ein Nehmerzylinder insbesondere zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges eingesetzt und weist ein Gehäuse und eine zentrisch in Bezug auf das Gehäuse angeordnete Führungshülse auf, sowie einen zwischen dem Gehäuse und der Führungshülse entlang einer Längsachse in einem druckmittelbeaufschlagbaren Ringraum beweglich angeordneten Kolben, wobei die Führungshülse erfindungsgemäß an dem Gehäuse mittels einer Bajonettverbindung befestigt ist.
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Es ist möglich, dass eine äußere Wand des druckmittelbeaufschlagbaren Ringraumes durch einen sich in axialer Richtung erstreckenden ersten Bereich des Gehäuses des Nehmerzylinders gebildet wird und dass eine innere Wand des Ringraumes
- – entweder durch einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bereich der Führungshülse
- – oder durch einen sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Bereich des Gehäuses und einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bereich der Führungshülse
gebildet wird und dass bevorzugt ein endseitiger Bereich der Führungshülse mit einem endseitigen Bereich des Gehäuses mittels der Bajonettverbindung verbunden ist.
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Wird die inneren Wand durch einen sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Bereich des Gehäuses und einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bereich der Führungshülse gebildet, grenzt der sich in axialer Richtung erstreckende Bereich der Führungshülse bevorzugt an einen Innendurchmesser des zweiten Bereiches des Gehäuses an. Die Führungshülse dient dann nicht zur Führung des Kolbens, wirkt aber stabilisierend auf den sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Bereich des Gehäuses.
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Weiterhin kann die bevorzugt aus metallischem Material (Stahl oder Aluminium) gefertigte Führungshülse zur Aufnahme weiterer Funktionselemente dienen bzw. können in die Führungshülse ein oder mehrere Funktionselemente wie z.B. Anschläge integriert sein.
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Die Führungshülse weist zur Herstellung der Bajonettverbindung mit dem Gehäuse bevorzugt radial nach außen angeordnete Laschen und das Gehäuse dazu korrespondierende Ausnehmungen auf derart, dass das Gehäuse und die Führungshülse mittels der Bajonettverbindung in Eingriff bringbar sind. Dazu sind Führungshülse und Gehäuse zuerst in Richtung der Längsachse des Gehäuses verbindbar, indem die Laschen der Führungshülse im Gehäuse mit den Ausnehmungen des Gehäuses in Eingriff bringbar sind.
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Die zuerst axial entlang der Längsachse des Gehäuses in das Gehäuse gesteckte und dann um die Längsachse des Gehäuses gedrehte Führungshülse greift mit ihren radialen Laschen in die Ausnehmungen des Gehäuses und stellt eine im Eingriff befindliche Formelementepaarung dar, welche eine in Bezug auf die Prozesskraft des Kolbens unnachgiebige Verbindung zwischen Gehäuse und Führungsbuchse bildet.
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In vorteilhafter Weise weisen die Laschen der Führungshülse nach außen, während das Gehäuse Ausnehmungen in Form einer dazu passenden Innenkontur aufweist.
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Sind mehrere Laschen am Umfang angeordnet, so ist es vorteilhaft, mindestens eine Lasche/Ausnehmung unterschiedlich zu den anderen Laschen/Ausnehmungen auszuführen, um bei der Montage eine Drehlageorientierung der Führungshülse zu gewährleisten.
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Es hat sich als günstig erwiesen, drei Laschen/Ausnehmungen zu verwenden, welche im Wesentlichen kreisförmig angeordnet sind.
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In einer Variante der Erfindung weisen mindestens eine Lasche der Führungshülse und mindestens eine Ausnehmung des Gehäuses je eine Hinterschneidung auf, die nach der Montage durch Verdrehung der Führungsbuchse im Gehäuse beide Bauteile untrennbar miteinander verbindet.
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In vorteilhafter Weise besteht das Gehäuse aus Kunststoff und die Führungshülse aus einem metallischen Werkstoff.
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Der besondere Vorteil der Erfindung ist, dass sie einen einfachen und robusten Aufbau in Form von Kunststoffteilen in Kombination mit metallischen Teilen ermöglicht, einfach zu montieren ist und eine dauerhafte zuverlässige Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Führungshülse herstellt. Zudem ist die Erfindung sehr kostengünstig.
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Bevorzugt wird das Gehäuse des Nehmerzylinders aus Kunststoff ausgeführt. Da hier eine Verstemmung der metallischen Führungshülse nicht möglich ist, wird vorgeschlagen, die Verbindung mittels der weiterentwickelten Bajonettverbindung herzustellen. Dabei werden die Ausnehmungen bevorzugt im Boden des Nehmerzylinders Ausnehmungen vorgesehen, der einem am Nehmerzylinder befestigbaren Ausrücklager gegenüberliegend angeordnet ist, Die radial nach außen weisenden korrespondierende Laschen der Führungshülse sind an einem radial nach außen weisenden Bund der Führungshülse vorgesehen. Um eine korrekte lagerichtige Montage zu gewährleisten, wird durch die Anwendung eines Poka Yoke Designs eine Lasche größer gestaltet als die anderen und dazu korrespondierend eine Ausnehmung in dem Gehäuse ebenfalls größer ausgebildet. Wurde die Führungshülse in axialer Richtung in das Gehäuse eingebracht, so dass deren Laschen in die Ausnehmungen der Führungshülse eingesetzt sind, werden Führungshülse und Gehäuse relativ zueinander gedreht, so dass die radial nach außen weisenden Vorsprünge der Führungshülse in nutenförmigen Ausnehmungen des Gehäuses einrasten und eine unlösbare Verbindung zwischen Führungshülse und Gehäuse hergestellt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Dabei zeigen:
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1 einen Nehmerzylinder im Halbschnitt,
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2 die dreidimensionale Darstellung des Gehäuses des Nehmerzylinders und die dreidimensionale Darstellung der Hülse,
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3 die dreidimensionale Darstellung des Gehäuses und der Hülse bei Beginn des Fügevorganges,
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4 die dreidimensionale Darstellung der in axialer Richtung in das Gehäuse eingebrachten Führungshülse,
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5 die durch eine Drehbewegung im Gehäuse unlösbar befestigte Führungshülse nach den abgeschlossenen Führvorgang,
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6 einen Längsschnitt durch einen Nehmerzylinder, bei dem die innere Wand des Druckraums durch das Gehäuse und die Führungshülse gebildet wird.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Nehmerzylinder im Halbschnitt. Der Nehmerzylinder weist ein Gehäuse 1 auf, in welchem zentrisch eine Führungshülse 2 angeordnet und unlösbar befestigt ist. Das Gehäuse 1 weist eine Ausnehmung 3 auf, zu der in Bezug auf die Längsachse 1A des Gehäuses 1 radial R nach innen beabstandet der sich im Wesentlichen zylindrische Bereich 2.1 der Führungshülse 2 erstreckt. Das Gehäuse 1 und die Führungshülse 2 besitzen dabei eine gemeinsame Längsachse A. Zwischen der Ausnehmung 3 und dem zylindrischen Bereich 2.1 der Führungshülse 2 wird ein druckmittelbeaufschlagbarer Ringraum D gebildet, in dem ein Kolben 4 entlang der Längsachse 1A in axialer Richtung A verschiebbar angeordnet ist, wobei an dem Kolben 4 in Richtung zum Ringraum D eine Kolbendichtung 5 angeordnet ist. Somit wird eine äußere Wand W1 des druckmittelbeaufschlagbaren Ringraumes D durch einen sich in axialer Richtung A (in Richtung zur Längsachse 1A) erstreckenden ersten Bereich 1.4 des Gehäuses 1 des Nehmerzylinders und die innere Wand W2 des Ringraumes D durch den sich in axialer Richtung A erstreckenden Bereich 2.1 der Führungshülse 2 gebildet.
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Der Kolben 4 mit der Kolbendichtung 5 läuft somit in dem Ringraum D zwischen der Ausnehmung 3 des Gehäuses 1 und somit zwischen der äußeren Wand W1 und der äußeren Mantelfläche 6 der Führungshülse 2 und somit der inneren Wand W2. Zur statischen Abdichtung nach radial R außen befindet sich zwischen dem Gehäuse 1 und der Führungshülse 2 eine Dichtung 7, z.B. in der Art eines O-Rings. Das Gehäuse 1 weist an einem Ende einen bodenseitigen in Bezug auf die Längsachse 1A radial nach außen weisenden Flansch 1.1 auf und die Führungshülse 2 einen in Bezug auf die Längsachse radial nach außen weisenden Bund 2.2, an den sich über den Umfang verteilt hier drei Laschen 8.1, 8.2, 8.3 (s. 2) anschließen wobei aus 1 ersichtlich ist, dass die Lasche 8.1 in einen Hinterschnitt 10.1 im Bund 1.1 des Gehäuses 1 an einem Ende des Gehäuses 1 eingreift, wodurch die Führungshülse 2 in axialer Richtung in dem Gehäuse 1 lagefixiert ist. Weiterhin weist das Gehäuse 1 einen in Richtung zur Längsachse 1A radial R nach innen in Richtung zur Längsachse 1A weisenden umlaufenden Absatz 1.2 auf, an dem eine Schulter 1.3 ausgebildet ist und in dem eine Dichtung 7 (z.B. ein O-Ring) sitzt. An der Schulter 1.3 liegt der Bund 2.2 eines Endes der Führungshülse 2 an.
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2 zeigt das Gehäuse 1 und die Führungshülse 2 in dreidimensionaler Ansicht. Die Führungshülse 2 weist am äußeren Bund 2.2 drei über den Umfang verteilte Laschen 8.1, 8.2 und 8.3 auf, wobei die erste Lasche 8.1 eine umfangsseitig längere Erstreckung aufweist als die anderen beiden Laschen 8.2 und 8.3. Das Gehäuse 1 besitzt in dem radial nach außen weisenden Flansch 1.1 entsprechend drei passgerechte korrespondierende Ausnehmungen 9.1, 9.2 und 9.3, wobei die erste Ausnehmung 9.1 entsprechend der ersten Lasche 8.1 ebenfalls eine größere Erstreckung in Umfangsrichtung aufweist. Weiterhin ist zumindest an der Unterseite der ersten Lasche ein Vorsprung 8.1 vorgesehen, An die jede Ausnehmung 9.1, 9.2, 9.3 des Gehäuses schließt sich in Umfangsrichtung eine nutenartige Ausnehmung in der Art einer Hinterschneidung 10.1, 10.2, 10.3 an.
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Durch die modifizierte Ausbildung der ersten Lasche 8.1 und der ersten Ausnehmung 9.1 gegenüber den anderen beiden Laschen 8.2 und 8.3 sowie den anderen beiden Ausnehmungen 9.2 und 9.3 kann damit eine definierte Drehlageorientierung der Führungshülse 2 abgesichert werden, wenn dies für eine spezielle Ausführung des Nehmerzylinders erforderlich ist.
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Bei der Montage des Nehmerzylinders wird die Führungshülse 2 in einem Arbeitsgang zunächst in axialer Richtung A entsprechend der gestrichelten Pfeile in 2 und entsprechend der 3 gefügt, bis der Bund 2.2 der Führungshülse 2 an der Schulter 1.3 des Gehäuses 1 anliegt, wobei die erste Lasche 8.1 nur in die erste Ausnehmung 9.1 des Gehäuses 1 eingreifbar ist und dadurch eine lageorientierte Montage sichergestellt ist. Die anderen beiden Laschen 8.2, 8.3 der Führungshülse 2 greifen in die Ausnehmungen 9.2 und 9.3 des Gehäuses 1 in axialer Richtung A ein. Anschließend wird die Führungshülse 2 gemäß 4 relativ zum Gehäuse 1 um die Längsachse 1A gedreht, so dass die Laschen 8.1, 8.2, 8.3 in die Hinterschneidungen 10.1, 10,2, 10.3 (s. 2) des Gehäuses 1 eingreifen. Der zumindest an der ersten Lasche 8.1 vorhandene sich in Richtung zur Längsachse 1A erstreckende axiale Vorsprung 8.1’ (der aus 2 ersichtlich ist) rastet hinter einem nicht ersichtlichen Absatz der ersten Hinterschneidung 10.1 des Gehäuses 1 ein, so dass die Führungshülse 2 nun gemäß 5 verdrehgesichert und axial fest (gegen eine Drehbewegung um die Längsachse 1A und gegen eine Bewegung in Richtung der Längsachse 1A gesichert) im Gehäuse 1 befestigt ist. Die Laschen 8.1, 8.2, 8.3 sind hier nur noch teilweise sichtbar, da diese in die Hinterschnitte (hier nicht ersichtlich) des Gehäuses 1 eingreifen. Diese Art der Montage ist einfach, da das Einsetzen und Drehen der Führungshülse 2 beispielsweise in einer Vorrichtung mit einem entsprechend ausgebildeten Werkzeug erfolgen kann.
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Nach dem Montageprozess sind das Gehäuse 1 und die Führungshülse 2 untrennbar miteinander verbunden.
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Gemäß 6 kann dass das Gehäuse 1 des Nehmerzylinders die äußeren Wand W1 des druckmittelbeaufschlagbaren Ringraums D durch den sich axial erstreckenden ersten Bereich 1.4 bilden und die innere Wand W2 des Ringraums D durch einen sich in axialer Richtung A erstreckenden zweiten Bereich 1.5 des Gehäuses 1 und einen sich in axialer Richtung A erstreckenden Bereich 2.1 der Führungshülse 2 gebildet werden, wobei die Führungshülse 2 radial R innen an dem sich in axialer Richtung A – in Richtung zur Längsachse 1A – erstreckenden zweiten Bereich 1.5 des Gehäuses 1 angeordnet ist. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, dass die Führungshülse 2 an dem sich axial erstreckenden zweiten Bereich 1.5 des Gehäuses 1 oder an einem nicht bezeichneten Ende des Gehäuses 1 mittels einer hier nicht dargestellten Bajonettverbindung bevorzugt unlösbar befestigt ist.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Nehmerzylinder mit einem einfachen und robusten Aufbau geschaffen, der eine einfache und lagesichere Montage gestattet und auf lange Zeit sicher funktioniert. Die Ausbildung des Gehäuses 1 und der Führungshülse 2 machen es möglich, das Gehäuse 1 aus Kunststoff und die Führungshülse 2 aus Stahl herzustellen und sicher miteinander zu verbinden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 1.1
- Flansch
- 1.2
- Absatz
- 1.3
- Schulter
- 1.4
- erster Bereich
- 1.5
- zweiter Bereich
- 1A
- Längsachse
- 2
- Führungshülse
- 2.1
- zylindrischer Bereich
- 2.2
- Bund
- 3
- Ausnehmung
- 4
- Kolben
- 5
- Kolbendichtung
- 6
- äußere Mantelfläche
- 7
- Dichtung
- 8
- Lasche
- 8.1
- Lasche
- 8.1‘
- axialer Vorsprung
- 8.2
- Lasche
- 8.3
- Lasche
- 9
- Ausnehmung
- 9.1
- Ausnehmung
- 9.2
- Ausnehmung
- 9.3
- Ausnehmung
- 10
- Hinterschneidung
- 10.1
- Hinterschneidung
- 10.2
- Hinterschneidung
- A
- axial
- R
- radial
- D
- Ringraum
- W1
- erste Wand
- W1
- zweite Wand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014207380 A1 [0005]
