DE102015216235A1

DE102015216235A1 - Hydrostatischer Kupplungsaktor

Info

Publication number: DE102015216235A1
Application number: DE102015216235.4A
Authority: DE
Inventors: Felix Bunout
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-09-08
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2016-03-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischer Kupplungsaktor, umfassend einen Zylinder (2), der mit einem Nachlaufbehälter (3) mechanisch verbunden ist und mit einer, dem Zylinder (2) zugewandten Primärdichtung (5) und einer dem Nachlaufbehälter (3) zugewandten Sekundärdichtung (6) abgedichtet sind, wobei der, eine Hydraulikflüssigkeit enthaltende Zylinder (2) eine Nachlauföffnung (7) aufweist, die durch einen, axial beweglich im Zylinder (2) gelagerten Nutring (9) freigebbar ist. Bei einem hydrostatischen Kupplungsaktor, welcher einfach herstellbar ist und trotzdem eine ausreichende Dichtigkeit aufweist, ist die Nachlauföffnung (7) mit einem Zulauf (8) des Nachlaufbehälters (3) direkt in Deckung gebracht und die Primärdichtung (5) an dem Zylinder (2) befestigt, während die Sekundärdichtung (6) an dem Nachlaufbehälter (3) arretiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischer Kupplungsaktor, umfassend einen Zylinder, der mit einem Nachlaufbehälter mechanisch verbunden ist und mit einer, dem Zylinder zugewandten Primärdichtung und einer dem Nachlaufbehälter zugewandten Sekundärdichtung abgedichtet sind, wobei der, eine Hydraulikflüssigkeit enthaltende Zylinder eine Nachlauföffnung aufweist, die durch einen, axial beweglich im Zylinder gelagerten Nutring freigebbar ist.
Aus der DE 10 2010 047 801 A1 ist ein hydrostatischer Kupplungsaktor bekannt, welcher einen Geberzylinder aufweist, der aus einem Gehäuse und einem an dem Gehäuse axial verlagerbaren, eine Druckkammer mit Druck beaufschlagenden Kolben, mit einem, einen Drehantrieb in eine Axialbewegung wandelnden Getriebe sowie mit einem das Getriebe drehantreibenden Elektromotor aufweist. Ein solcher hydrostatischer Kupplungsaktor weist einen Nachlaufbehälter auf. Bei einer Verbindung des Nachlaufbehälters mit dem Geberzylinder kann sich die in dem hydrostatischen System enthaltende Hydraulikflüssigkeit einerseits entspannen und andererseits aber auch eine Flüssigkeitsreserve entnehmen. Die Verbindung des Geberzylinders mit dem Nachlaufbehälter erfolgt über eine Nachlauföffnung, welche auch als Schnüffelbohrung bezeichnet wird. Bei der Bewegung des Kolbens in dem Geberzylinder wird ein, an dem Kolben befindlicher Nutring mit dem Kolben bewegt, wobei je nach Position des Kolbens die Nachlauföffnung des Geberzylinders durch den Nutring freigegeben oder verschlossen wird.
Um die in 5 dargestellten äußeren Dichtungen 5, 6 an dem Geberzylinder 2 zu montieren und deren axiale Kräfte zu unterstützen, wird ein Stützring 17 verwendet, der in den Geberzylinder 2 eingeschraubt wird, weshalb der Geberzylinder 2, wie in 4 dargestellt ist, mit einem Innengewinde 18 und einem Außengewinde 14 versehen ist. Auf Grund dieser Geometrie ist es sehr kompliziert sowohl das Außengewinde und das Innengewinde in einem Spritzgussteil zu erzeugen, da beide Gewinde zueinander synchronisiert werden müssen.
Um die Hydraulikflüssigkeit von dem Nachlaufbehälter zu der Nachlauföffnung in den Geberzylinder 2 zu leiten, ist außen an dem Geberzylinder 2 ein Anschlusselement 15 ausgebildet, welches verschiedene Bohrungen aufweist, an welche ein Zulauf des Nachlaufbehälters angeschlossen wird. Die Bohrungen, welche eine Verbindung des Nachlaufbehälters zu der Nachlauföffnung 7 des Geberzylinders 2 realisieren, müssen von der äußeren Umgebung durch ein geschweißtes Dichtungsteil 16 abgedichtet werden.
Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist, dass das Herstellungsverfahren eines solchen Zylinders sehr aufwändig ist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen hydrostatischen Kupplungsaktor anzugeben, welcher einfach herzustellen ist und trotzdem eine zuverlässige Abdichtung gegenüber der äußeren Umgebung zulässt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Nachlauföffnung mit einem Zulauf des Nachlaufbehälters direkt in Deckung gebracht ist und die Primärdichtung an dem Zylinder befestigt ist, während die Sekundärdichtung an dem Nachlaufbehälter arretiert ist. Durch diese unterschiedlichen Befestigungsorte von Primär- und Sekundärdichtung entfällt das äußere Gewinde, wodurch der Herstellungsprozess des hydrostatischen Kupplungsaktors vereinfacht wird, da sich die Geometrie des Zylinders vereinfacht. Dadurch, dass sich die Nachlauföffnung nun zwischen der Primärdichtung und der Sekundärdichtung befindet und somit mit dem Zulauf des Nachlaufbehälters im Inneren des Kupplungsaktors direkt in Deckung gebracht ist, kann auf ein zusätzliches Anschlusselement am Zylinder zur Anbindung des Nachlaufbehälters verzichtet werden. Da der Zulauf des Nachlaufbehälters direkt in die Nachlauföffnung des Zylinders übergeht, wird der Pfad von der Nachlauföffnung zu dem vereinfacht, was auch die Entlüftung des hydrostatischen Kupplungsaktors verbessert.
Vorteilhafterweise begrenzt die Sekundärdichtung den Zulauf des Nachlaufbehälters seitlich. Dadurch wird gewährleistet, dass eine ausreichende Abdichtung gegenüber dem Zylinder stattfindet, auch wenn der Nachlaufbehälter über die Nachlauföffnung geöffnet ist. Da die Sekundärdichtung und ihr Stützelement an dem Nachlaufbehälter montiert sind, werden diese axial auf der, dem Zylinder abgewandten Seite des Nutringes gehalten.
In einer Ausgestaltung ist zwischen dem Nachlaufbehälter und dem Zylinder, annähernd parallel zur Primärdichtung und zur Sekundärdichtung, ein planes Stützblech umlaufend angeordnet. Die Integration dieses Stützbleches zwischen dem Nachlaufbehälter und dem Zylinder unterstützt die Ableitung der axialen Kräfte, die auf die Primärdichtung wirken.
In einer Variante ist der Nutring an einer der Primärdichtung abgewandten Seite des Stützblechs angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht nicht nur eine stabile Anordnung des Nutringes, sondern verhindert auch eine Verdrehung des Nutringes bei der Bewegung des Kolbens.
In einer Weiterbildung sind der Nachlaufbehälter, das Stützblech und der Zylinder nebeneinander gestapelt und über eine kraftschlüssige Verbindung mit einem Trägerelement verbunden. Dieses Nebeneinanderstapeln vereinfacht den Montageprozess des hydrostatischen Kupplungsaktors. Dadurch lässt sich mit nur einer kraftschlüssigen Verbindung die Kombination aus Nachlaufbehälter, Stützblech und Zylinder an einem Trägerelement positionieren. Darüber hinaus unterstützt diese Stapelung die axialen Kräfte, die auf die Primärdichtung einwirken und welche teilweise durch das Stützblech und den Nachlaufbehälter auf die kraftschlüssige Verbindung abgeleitet werden. Der Anteil der von diesen Komponenten übernommenen Kräfte hängt dabei von einem Steifigkeitsverhältnis der Komponenten untereinander ab. Zur gezielten Leitung der auf die Primärdichtung wirkenden axialen Kräfte greift das Stützblech annähernd senkrecht an der kraftschlüssigen Verbindung an.
Zur Vereinfachung des Montageaufwandes ist die kraftschlüssige Verbindung als Schraubverbindung ausgebildet.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 ein Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydrostatischen Kupplungsaktors,
2 ein perspektivischer Ausschnitt des Ausführungsbeispiels gemäß 1,
3 ein Zylinder des Kupplungsaktors gemäß 1,
4 ein Ausführungsbeispiel eines Geberzylinders eines hydrostatischen Kupplungsaktors nach dem Stand der Technik,
5 einen Schnitt durch den Geberzylinder gemäß 4.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydrostatischen Kupplungsaktors 1 dargestellt, welcher einen Zylinder 2 umfasst, auf den ein Nachlaufbehälter 3 aufgesetzt ist. Der Nachlaufbehälter 3 umfasst dabei gleichzeitig eine Abdeckung des Zylinders 2. In dem Geberzylinder 2 ist ein Kolben 4 axial beweglich gelagert. An dem Zylinder 2 ist innen eine äußere Primärdichtung 5 positioniert, welche den Kolben 4 ringförmig umgibt Eine zweite äußere Sekundärdichtung 6 ist innen an dem Nachlaufbehälter 3 befestigt. Zwischen der äußeren Primärdichtung 5 und der äußeren Sekundärdichtung 6 ist an dem Zylinder 2 eine als Schnüffelnut bezeichnete Nachlauföffnung 7 ausgebildet. Diese Nachlauföffnung 7 ist deckungsgleich mit einem Zulauf 8 des auf den Zylinder 2 aufgesetzten Nachlaufbehälters 3 angeordnet.
Auf dem Kolben 4 ist zwischen der äußeren Primärdichtung 5 und der äußeren Sekundärdichtung 6 ein Nutring 9 angeordnet, welcher bei der axialen Bewegung des Kolbens 4 die Nachlauföffnung freigibt oder schließt. Bewegt sich der Kolben 4 nach links, so wird die Nachlauföffnung 7 freigegeben und die in dem hydraulischen System befindliche Hydraulikflüssigkeit kann sich entspannen oder Hydraulikflüssigkeit kann aus dem Nachlaufbehälter 7 in den hydrostatischen Kupplungsaktor 1 nachlaufen. Bewegt sich der Kolben 4 nach rechts, so wird durch den Nutring 9 die Nachlauföffnung 7 verschlossen und das hydrostatische System ist somit abgeschlossen. Zwischen dem Nachlaufbehälter 3 und dem Zylinder 2 ist ein parallel zu diesen radial umlaufendes Stützblech 10 angeordnet, auf dessen dem äußeren Primärdichtung 5 abgewandten Seite der Nutring 9 anliegt.
Aufgrund der Nebeneinanderstapelung von Nachlaufbehälter 3, Stützblech 10 und Zylinder 2 lässt sich diese Anordnung über eine oder mehrere Schraubverbindungen 11 einfach an einem Trägerelement 12 befestigen. Durch diese Anordnung werden die axialen Kräfte, die auf die Primärdichtung 5 wirken, teilweise durch das Stützblech 10 und den Nachlaufbehälter 3 auf die Schraubverbindung 11 geleitet. Der Anteil der aufgenommenen Kräfte wird dabei von den Steifigkeitsverhältnissen des Stützbleches 10 und des Nachlaufbehälters 3 bestimmt.
Durch die Anordnung der Sekundärdichtung 6 wird bei der Montage des hydrostatischen Kupplungsaktors 1 sichergestellt, dass der Zulauf 8 des Nachlaufbehälters 3 direkt mit der Nachlauföffnung 7 des Zylinders 2 in Deckung gebracht wird. Auch die Sekundärdichtung 6 wird von einem Stützelement 13 gehalten und stabilisiert, so dass die auf die Sekundärdichtung 6 wirkenden Kräfte über das Stützelement 13 auf den Nachlaufbehälter 8 zugreifen.
Durch die getrennte Befestigung von Primär- und Sekundärdichtung 5, 6 an unterschiedlichen Bauteilen des hydrostatischen Kupplungsaktors 1 wird ein direkter Zulauf in die Nachlauföffnung 7 des Zylinders 2 realisiert, so dass auf aufwändige Geometrien bei der Ausgestaltung des Zylinders 2 verzichtet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: hydrostatischer Kupplungsaktor
2: Zylinder
3: Nachlaufbehälter
4: Kolben
5: Primärdichtung
6: Sekundardichtung
7: Nachlauföffnung
8: Zulauf
9: Nutring
10: Stützblech
11: Schraubverbindung
12: Trägerelement
13: Stützelement
14: Außengewinde
15: Anschlusselement
16: Dichtungsteil
17: Stützring
18: Innengewinde

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010047801 A1 [0002]

Claims

Hydrostatischer Kupplungsaktor, umfassend einen Zylinder (2), der mit einem Nachlaufbehälter (3) mechanisch verbunden ist und mit einer, dem Zylinder (2) zugewandten Primärdichtung (5) und einer dem Nachlaufbehälter (3) zugewandten Sekundärdichtung (6) abgedichtet sind, wobei der, eine Hydraulikflüssigkeit enthaltende Zylinder (2) eine Nachlauföffnung (7) aufweist, die durch einen, axial beweglich im Zylinder (2) gelagerten Nutring (9) freigebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachlauföffnung (7) mit einem Zulauf (8) des Nachlaufbehälters (3) direkt in Deckung gebracht ist und die Primärdichtung (5) an dem Zylinder (2) befestigt ist, während die Sekundärdichtung (6) an dem Nachlaufbehälter (3) arretiert ist.
Hydrostatischer Kupplungsaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärdichtung (6) den Zulauf (8) des Nachlaufbehälters (3) seitlich begrenzt.
Hydrostatischer Kupplungsaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Nachlaufbehälter (3) und dem Zylinder (2), annähernd parallel zur Primärdichtung (5) und zur Sekundärdichtung (6), ein planes Stützblech (10) umlaufend angeordnet ist.
Hydrostatischer Kupplungsaktor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutring (9) an einer, der Primärdichtung (5) abgewandten Seite des Stützblechs (10) positioniert ist.
Hydrostatischer Kupplungsaktor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachlaufbehälter (3), das Stützblech (10) und der Zylinder (2) nebeneinander gestapelt sind und über eine kraftschlüssige Verbindung (11) mit einem Trägerelement (12) verbunden sind.
Hydrostatischer Kupplungsaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützblech (10) annähernd senkrecht an der kraftschlüssigen Verbindung (11) angreift.
Hydrostatischer Kupplungsaktor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung als Schraubverbindung (11) ausgebildet ist.