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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem. Der Nehmerzylinder umfasst einen ringförmigen Druckraum, in dem ein Ringkolben in axialer Richtung im ringförmigen Druckraum linear verschieblich ausgebildet ist. Ferner umfasst der Nehmerzylinder ein an einem Dichtungsträger angebrachtes ringförmiges Dichtelement, das den Ringkolben gegen den Druckraum abdichtet. Der Dichtungsträger ist dabei am Ringkolben befestigt.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Dichtringträger für Ringkolben, die bei Nehmerzylindern Anwendung finden.
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Nehmerzylinder, insbesondere Kupplungsnehmerzylinder, wie beispielsweise konzentrische Zentralausrücker, sind weitläufig bekannt und dienen in einem hydraulischen Kupplungssystem insbesondere dem Ansteuern einer Kupplungsplatte zum Ein- bzw. Ausrücken der Kupplungsplatte. Derartige Kupplungsnehmerzylinder umfassen einen Ringkolben, der in einem Ringzylinder verfahrbar angeordnet ist. Der Kolben ist dabei mit einer Kolbendichtung versehen.
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Die bislang nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung
DE 10 2016 214 531 offenbart einen Kolben für ein hydraulisches oder pneumatisches System. Der Zylinder besitzt einen Grundkörper und einen Dichtungsträger zum Fixieren eines Dichtelements. Der Dichtungsträger ist an zwei insbesondere axial beabstandeten Positionen axial beidseitig formschlüssig mit dem Grundkörper verbunden. Hierzu besitzt der Grundkörper eine Schnappnase zum axial fixierenden Wechselwirken mit einem Vorsprung oder Hinterschnitt des Dichtungsträgers. Ebenso besitzt der Dichtungsträger eine Schnappnase zum axial fixierenden Wechselwirken mit einem Vorsprung oder Hinterschnitt des Grundkörpers. Mit der hier vorgeschlagenen Lösung ist bei dem Dichtungsträger keine Beweglichkeit in axialer Richtung bzw. keine Schwenkbewegung gegeben.
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Die bislang nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung
DE 10 2017 113 723 offenbart einen Kupplungsnehmerzylinder für ein hydraulisches Kupplungssystem. Der Kupplungsnehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem einer Reibungskupplung eines Kraftfahrzeugs besitzt einen ringförmigen Druckraum, der einen Zylinder ausbildet. In dem Zylinder ist ein Ringkolben in axialer Richtung beweglich angeordnet, um auf ein Ausrücklager zu wirken. Der Kolben ist gegen den Druckraum mit einem Dichtelement abgedichtet, wobei das Dichtelement am Kolben mittels eines Dichtringträgers befestigt ist. Der Kolben hat hierzu an seinem Umfang wenigstens eine radial ausgerichtete Ausnehmung ausgebildet, in welcher der Dichtringträger durch eine Pressverbindung fixiert werden kann. Auch diese Art der Anbringung des Dichtringträgers am Kolben erlaubt während dem Betrieb keine Beweglichkeit des Dichtringträgers, zumindest in axialer Richtung.
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Die nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung
DE 10 2017 116 926 offenbart einen Dichtringträger, einen Kolben und einen Nehmerzylinder. Der Dichtringträger für einen Kolben eines Nehmerzylinders weist eine erste Einschubstruktur auf. Durch die erste Einschubstruktur ist der Dichtringträger mit dem Kolben formschlüssig verbindbar. Dazu ist am Kolben eine zweite Einschubstruktur ausgebildet. Durch Einschieben der ersten Einschubstruktur in die zweite Einschubstruktur wird eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Dichtringträger und dem Kolben erzielt. Ein Nachteil der Verbindung zwischen Kolben und Dichtringträger ist hier ebenfalls, dass der Dichtringträger keine Bewegung in axialer Richtung ausführen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem zu schaffen, so dass die Lebensdauer eines Nehmerzylinders erhöht und dabei zwischen dem Kolben und dem Dichtringträger mehr Fläche für einen Kraftfluss geschaffen werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Nehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, einen Dichtringträger für Ringkolben zu schaffen, der in einer erhöhten Lebensdauer für die Verbindung aus Dichtringträger und Ringkolben resultiert und dabei auch eine größere Fläche für den Kraftfluss zwischen Dichtringträger und Kolben zur Verfügung stellt.
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Diese Aufgabe wird durch einen Dichtringträger für Ringkolben gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 7 umfasst.
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Ein Nehmerzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem umfasst einen ringförmigen Druckraum, in dem ein Ringkolben in axialer Richtung linear verschieblich ausgebildet ist. Ferner ist ein am Dichtringträger angebrachtes ringförmiges Dichtelement vorgesehen, das den Ringkolben gegen den Druckraum abdichtet. Der Dichtringträger ist dabei am Ringkolben befestigt. Die Befestigung des Dichtringträgers am Ringkolben erfolgt mittels eines Bajonettverschlusses, so dass der Ringkolben und der Dichtringträger formschlüssig miteinander verbunden sind.
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Der Vorteil dieser formschlüssigen Bajonett-Anbindung (Verbindung zwischen Dichtringträger und Ringkolben) ist, dass mehr Fläche für den Kraftfluss zwischen dem Dichtringträger und dem Ringkolben geschaffen wird. Hinzu kommt, dass durch die erfinderische Anbindung des Dichtringträgers an den Ringkolben die Lebensdauer eines Nehmerzylinders erhöht wird, da die Schwingungen von der Kupplung durch die erfindungsgemäße Anbindung von Dichtringträger und Ringkolben abgefedert werden können. Zur Realisierung des Bajonettverschlusses (Bajonett-Anbindung) zwischen dem Ringkolben und dem Dichtringträger, hat der Dichtringträger an einem dem Dichtelement abgewandten Ende mindestens zwei kreisbogenartige Laschen ausgebildet. Jede der kreisbogenartigen Laschen hat einen kreisbogenartigen Hinterschnitt ausgeformt.
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Der Ringkolben hat an einem dem Dichtringträger zugewandten Ende mindestens zwei in radialer Richtung abstehende Laschen ausgebildet. Die Laschen sind dabei in einem Abstand zueinander angeordnet, der mindestens einer Kreisbogenlänge der kreisbogenartigen Laschen des Dichtringträgers entspricht.
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Der Dichtringträger wird am Ringkolben dadurch montiert, dass die kreisbogenartigen Laschen des Dichtelements zwischen die in radialer Richtung abstehenden Laschen des Ringkolbens gesetzt werden. Anschließend wird der Dichtringträger gedreht, so dass der Bajonettverschluss geschlossen wird. Dabei greifen die radial abstehenden Laschen des Ringkolbens in die entsprechenden kreisbogenartigen Hinterschnitte der kreisbogenartigen Laschen ein und wirken formschlüssig zusammen.
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Jede Lasche des Ringkolbens weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Das erste Ende hat eine Rampe ausgebildet, das zweite Ende hat einen Anschlag ausgebildet. Bei der Befestigung des Dichtringträgers am Ringkolben wird bei der Rotation des Dichtringträgers gegenüber dem Ringkolben der Dichtringträger über die Rampe am ersten Ende der Lasche des Ringkolbens hinaufgeschoben. Hinter der Überhöhung der Rampe findet dann der Dichtungsträger seinen Platz. Die kreisbogenartige Lasche des Dichtungsträgers wirkt dann zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Lasche des Ringkolbens mit dieser zusammen.
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Um, gemäß einer möglichen Ausführungsform, eine axiale Bewegung zwischen dem Dichtringträger und dem Ringkolben zu ermöglichen, hat jede Lasche des Ringkolbens zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende eine axiale Höhe ausgebildet, die kleiner ist, als eine axiale Höhe des Hinterschnitts der kreisbogenartigen Laschen des Dichtringträgers. Um eine Schwenkbewegung zwischen dem Ringkolben und dem Dichtringträger zu ermöglichen, ist eine Kreisbogenlänge zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Laschen des Ringkolbens größer als die Kreisbogenlänge der kreisbogenartigen Laschen des Dichtringträgers. Es kann auch Anwendungen der Verbindung zwischen Dichtringträger und dem Ringkolben geben, bei denen eine spielfreie Bajonettanbindung sinnvoll ist.
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Je nach Anforderung an den Nehmerzylinder, kann die Überhöhung der Rampe am ersten Ende und des Anschlags am zweiten Ende der radial abstehenden Laschen des Ringkolbens derart ausgestaltet werden, dass der Dichtringträger und somit die an ihm befestigte ringförmige Dichtung, sich auf einige Grad rotatorisch frei bewegen kann. Ebenso ist es möglich, dass ein Axialspiel in der Anbindung des Dichtringträgers an den Ringkolben integriert wird. Dieses Axialspiel muss mit der Überhöhung der Rampe am ersten Ende und der Überhöhung des Anschlags am zweiten Ende der radial abstehenden Lasche des Ringkolbens abgestimmt werden, um ein Lösen der Verbindung zwischen Dichtringträger und Ringkolben zu verhindern.
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Der Dichtringträger für Ringkolben zeichnet sich dadurch aus, dass ein Bajonettverschluss den Ringkolben und den Dichtringträger derart formschlüssig miteinander verbindet, dass eine lineare Bewegung in axialer Richtung und eine begrenzte Schwenkbewegung um eine Längsachse des Dichtringträgers relativ zum Ringkolben möglich ist. Der Dichtringträger trägt ein Dichtelement und an einem dem Dichtelement abgewandten Ende des Dichtringträgers sind mindestens zwei kreisbogenartige Laschen ausgebildet. Diese kreisbogenartigen Laschen weisen jeweils einen kreisbogenartigen Hinterschnitt auf. Der Ringkolben hat für die Verbindung zwischen Dichtelement und Ringkolben an einem dem Dichtringträger zugewandten Ende mindestens zwei in radialer Richtung abstehende Laschen ausgebildet. Diese Laschen sind in einem Abstand zueinander angeordnet, der mindestens einer Kreisbogenlänge der kreisbogenartigen Laschen des Dichtringträgers entspricht.
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Eine lineare Bewegung des Ringkolbens relativ zum Dichtringträger in axialer Richtung ist dadurch möglich, dass jede Lasche eine axiale Höhe besitzt, die kleiner ist als eine axiale Höhe des Hinterschnitts der kreisbogenartigen Laschen des Dichtringträgers. Eine begrenzte Schwenkbewegung des Dichtringträgers relativ zum Ringkolben kann dadurch ermöglicht werden, dass jede Lasche des Dichtringträgers des Ringkolbens ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende eine Rampe und das zweite Ende einen Anschlag für die kreissegmentartigen Laschen des Dichtringträgers bilden. Dabei ist der Abstand zwischen der Überhöhung der Rampe am ersten Ende und der Überhöhung des Anschlags am zweiten Ende größer als die Kreisbogenlänge der kreisbogenartigen Laschen des Dichtringträgers.
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Anhand der beigefügten Figuren werden nun die Erfindung und ihre Vorteile durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dadurch die Erfindung auf das gezeigte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Dabei zeigen:
- 1 eine Schnittansicht durch einen Nehmerzylinder gemäß einer Ausführungsform des Standes der Technik, wobei der Dichtringträger mit einem Blechbiegeteil am Ringkolben befestigt ist;
- 2 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform des Nehmerzylinders des Standes der Technik, wobei der Dichtringträger mittels einer Schnappverbindung am Ringkolben befestigt ist;
- 3 eine perspektivische Ansicht eines Dichtringträgers gemäß einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung;
- 4 eine perspektivische Ansicht der Ausgestaltung des Ringkolbens, der mit dem erfindungsgemäßen Dichtringträger aus 3 zusammenwirken kann;
- 5 eine perspektivische Ansicht bei dem der in 3 dargestellte Dichtringträger am Ringkolben montiert ist;
- 6 eine perspektivische Teilansicht der Verbindung zwischen dem Dichtringträger und dem Ringkolben;
- 7 eine schematische vergrößerte Darstellung des mechanischen Zusammenwirkens zwischen Dichtringträger und Ringkolben;
- 8 eine perspektivische Darstellung zur Verdeutlichung einer möglichen Schwenkbewegung zwischen dem Ringkolben und dem Dichtringträger; und
- 9 eine perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung der Begrenzung der Schwenkbewegung zwischen dem Ringkolben und dem Dichtringträger.
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Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
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1 zeigt einen Nehmerzylinder 1 des Standes der Technik im Schnitt, bei dem die Anbindung eines Dichtringträgers 4 am Ringkolben 2 verdeutlicht ist. Der Ringkolben 2 ist dabei innerhalb eines Druckraums 3 in einer axialen Richtung A des Nehmerzylinders 1 linear beweglich ausgebildet. Der Dichtringträger 4 ist dabei als Blechbiegeteil ausgeführt. Der umgebördelte Dichtringträger 4 wird dabei auf den Ringkolben 2 aufgepresst.
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2 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform des Nehmerzylinders 1 gemäß dem Stand der Technik. Der Dichtringträger 4 ist hier aus Kunststoff ausgebildet. Der Dichtringträger 4 hat mehrere Schnappelemente 8 ausgeformt, die mit dem Ringkolben 2 zusammenwirken. Über die Schnappverbindung wird somit der Dichtringträger 4 an einem dem Dichtringträger 4 zugewandten Ende 7 des Ringkolbens 2 befestigt.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Dichtringträgers 4. Der Dichtringträger 4 trägt ein ringförmiges Dichtelement 5, das wie in den 1 und 2 dargestellt, den Druckraum 3 abdichtet und zusammen mit dem Ringkolben 2 und dem Dichtringträger 4 in axialer Richtung A des Nehmerzylinders 1 linear beweglich ausgebildet ist. An einem dem Dichtelement 5 abgewandten Ende 6 des Dichtringträgers 4 sind mindestens zwei kreisbogenartige Laschen 12 ausgebildet. Obwohl sich die nachfolgende Beschreibung des Dichtringträgers 4 bzw. des Ringkolbens 2 auf zwei Laschen 12 bzw. 20 (siehe 4) beschränken, die den Bajonettverschluss 10 (siehe 5) bilden, soll dies nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass eine andere Anzahl von Laschen 12 bzw. 20 gewählt werden kann, um einen Bajonettverschluss 10 für die Verbindung zwischen Dichtringträger 4 und Ringkolben 2 zu ermöglichen. Jede der zwei kreisbogenartigen Laschen 12 hat dabei jeweils einen kreisbogenartigen Hinterschnitt 14 ausgebildet.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Ringkolbens 2, um an diesen die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Dichtringträgers 4 (siehe 3) zu befestigen bzw. zu haltern. Hierzu hat der Ringkolben 2 an einem dem Dichtringträger 4 zugewandten Ende 7 mindestens zwei in radialer Richtung B abstehende Laschen 20 ausgebildet. Diese Laschen 20 sind in einem Abstand 25 zueinander angeordnet, der mindestens einer Kreisbogenlänge 15 (siehe 3) der kreisbogenartigen Laschen 12 des Dichtringträgers 4 entspricht. Vorzugsweise ist der Abstand 25 der vom Ringkolben 2 abstehenden Laschen 20 größer als eine Kreisbogenlänge 15 der kreisbogenartigen Laschen 12 des Dichtringträgers 4. Diese Ausgestaltung erleichtert das Ansetzen des Dichtringträgers 4 an den Ringkolben 2 und letztendlich die Befestigung bzw. Montage des Dichtringträgers 4 am Ringkolben 2.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ringkolbens 2 mit einem daran befestigten Dichtringträger 4. Jede der in radialer Richtung B abstehenden Laschen 20 des Ringkolbens 2 weist ein erstes Ende 21 und ein zweites Ende 22 auf. Am ersten Ende 21 ist eine Rampe 23 (siehe 7) ausgeformt. Am zweiten Ende 22 ist ein Anschlag 24 (siehe 7) ausgeformt. Wie aus der Darstellung der 5 zu erkennen ist, sitzen dabei die kreisbogenartigen Laschen 12 des Dichtringträgers 4 zwischen dem ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 der in radialer Richtung B abstehenden Laschen 20 des Ringkolbens 2. Die Montage des Dichtringträgers 4 am Ringkolben 2 wird dadurch ermöglicht, dass, wie bereits in 4 beschrieben, eine Kreisbogenlänge 27 (siehe 7) zwischen dem ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 der Laschen 20 größer ist als eine Kreisbogenlänge 15 der kreisbogenartigen Laschen 12 des Dichtringträgers 4. Somit kann der Dichtringträger 4 an den Ringkolben 2 angesetzt werden. Durch eine Drehbewegung des Dichtringträgers 4 wird dieser über die Rampe 23 am ersten Ende 21 einer jeden Lasche 20 des Ringkolbens 2 hinaufgeschoben. Nach Abschluss der Drehbewegung sitzen dann die kreisbogenartigen Laschen 12 des Dichtringträgers 4 zwischen dem ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 einer jeden Lasche 20 des Ringkolbens 2 und wirken somit mit diesen im Wesentlichen formschlüssig zusammen.
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6 zeigt eine perspektivische Teilansicht des mit dem Ringkolben 2 verbundenen Dichtringträgers 4, wobei bei der hier dargestellten Ausführungsform eine relative Beweglichkeit des Dichtringträgers 4 zum Ringkolben 2 gegeben ist. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass es auch Anwendungen geben kann, bei denen eine spielfreie Bajonettverbindung (Anbindung zwischen Dichtringträger 4 am Ringkolben 2) sinnvoll ist. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist zu erkennen, dass die zwischen dem ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 vorgesehene Lasche 20 des Ringkolbens 2 eine axiale Höhe 26 besitzt, die kleiner ist, als eine axiale Höhe 16 des Hinterschnitts 14 der kreisbogenartigen Laschen 12 des Dichtringträgers 4. Eine daraus resultierende Differenz 28 ermöglicht somit eine relative lineare Bewegung 18 zwischen dem Ringkolben 2 und dem Dichtringträger 4 in Richtung der Längsachse L (siehe 5). Wie bereits eingangs erwähnt, können durch diese lineare Beweglichkeit Schwingungen von der Kupplung (hier nicht dargestellt) ausgeglichen werden. Dies hat den Vorteil, dass somit die Lebensdauer der Verbindung zwischen Dichtringträger 4 und Ringkolben 2 erhöht ist.
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7 zeigt eine schematische Ansicht des Zusammenwirkens der Laschen 20 des Ringkolbens 2 mit den kreisbogenartigen Laschen 12 des Dichtringträgers 4. An dem ersten Ende 21 hat jede Lasche 20 eine Rampe 23 ausgebildet und am zweiten Ende 22 hat jede Lasche 20 einen Anschlag 24 ausgebildet. Die Kreisbogenlänge 27 zwischen dem ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 der Laschen 20 ist dabei größer als die Kreisbogenlänge 15 der kreisbogenartigen Laschen 12 des Dichtringträgers 4. Dadurch ist eine begrenzte Schwenkbewegung 19 (siehe 8) des Dichtringträgers 4 zwischen dem ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 der Laschen 20 des Ringkolbens 2 möglich.
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8 zeigt eine perspektivische Ansicht des am Ringkolben 2 befestigten Dichtringträgers 4, wobei hier nochmals die mögliche Schwenkbewegung 19 des Dichtringträgers 4 zwischen dem ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 der Laschen 20 des Ringkolbens 2 dargestellt ist. Die Rampe 23 am ersten Ende 21 und der Anschlag 24 am zweiten Ende 22 der Laschen 20 haben jeweils eine Überhöhung 29 (siehe 7) ausgebildet. Je nach Anforderung kann der Bereich zwischen den beiden Überhöhungen 29 so gestaltet werden, dass der Dichtring 4 und somit die ringförmige Dichtung 5 sich mit der Schwenkbewegung 19 um einige Grad um die Längsachse L des Ringkolbens 2 bewegen kann.
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9 zeigt eine perspektivische Ansicht der Verbindung aus dem Ringkolben 2 und dem Dichtring 4. Wie bereits in der Beschreibung zu 6 angemerkt, kann ein Spiel in Richtung der Längsachse L des Ringkolbens 2 in der Anbindung zwischen dem Dichtringträger 4 und dem Ringkolben 2 integriert werden. Dies kann durch die Abstimmung der axialen Höhe 16 des Hinterschnitts 14 der kreisbogenartigen Laschen 12 und der axialen Höhe 26 des Bereichs zwischen dem ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 der Laschen 20 des Ringkolbens 2 abgestimmt werden. Ebenso muss die Überhöhung 29 an dem jeweiligen ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 der Laschen 20 des Ringkolbens 2 derart ausgestaltet werden, dass ein Lösen der Verbindung bzw. des Bajonettverschlusses 10 zwischen dem Ringkolben 2 und dem Dichtringträger 4 verhindert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nehmerzylinder
- 2
- Ringkolben
- 3
- Druckraum
- 4
- Dichtringträger
- 5
- Dichtelement
- 6
- Dichtelement abgewandtes Ende
- 7
- Dichtringträger zugewandtes Ende
- 8
- Schnappelement
- 10
- Bajonettverschluss
- 12
- kreisbogenartige Laschen
- 14
- Hinterschnitt
- 15
- Kreisbogenlänge
- 16
- axiale Höhe
- 18
- lineare Bewegung
- 19
- Schwenkbewegung
- 20
- Lasche
- 21
- erstes Ende
- 22
- zweites Ende
- 23
- Rampe
- 24
- Anschlag
- 25
- Abstand
- 26
- axiale Höhe
- 27
- Kreisbogenlänge
- 28
- Differenz
- 29
- Überhöhung
- A
- axiale Richtung
- B
- radiale Richtung
- L
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016214531 [0004]
- DE 102017113723 [0005]
- DE 102017116926 [0006]
