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Die Erfindung betrifft eine Anschlussanordnung zum hydraulischen Anschluss eines Geberzylinders an einem Ausgleichsbehälter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein hydraulisches Ausrücksystem mit der Anschlussanordnung sowie ein Verfahren zum Betreiben des hydraulischen Ausrücksystems.
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Hydraulische Ausrücksysteme werden üblicherweise in Kraftfahrzeugen zwischen Kupplung und Getriebe angeordnet, wobei derartige Ausrücksysteme einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder aufweisen, welche über eine hydraulische Strecke fluidtechnisch miteinander verbunden sind. Bei einer Betätigung des Geberzylinders, z.B. mittels eines Kupplungspedals, wird ein Kolben axial in einem Gehäuse des Geberzylinders verlagert, sodass eine Hydrauliksäule in Richtung des Nehmerzylinders verschoben und ein Kolben des Nehmerzylinders die Kupplung betätigt. Zum Ausgleich von Leckageverlusten dient ein Ausgleichsbehälter der über eine Nachlaufleitung mit dem Geberzylinder fluidtechnisch verbunden ist. Zur Filtrierung der Hydraulikflüssigkeit aus dem Ausgleichsbehälter, weist der Geberzylinder vorzugsweise einen Filter auf, welcher z.B. an einem Anschlussstutzen des Geberzylinders angeordnet ist.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 052 593 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart ein hydraulisches Ausrücksystem, bei welchem ein Geberzylinder über einen ersten Anschluss mit einer Nachlaufleitung und die Nachlaufleitung über einen zweiten Anschluss mit einem Flüssigkeitsreservoir für Hydraulikflüssigkeit verbunden ist, wobei in die Nachlaufleitung und/oder in den ersten und/oder zweiten Anschluss ein Filter integriert ist, welcher eine Vielzahl von im Wesentlichen sich quer zu seiner Längsachse durch wenigstens eine Wand erstreckende Durchbrüche aufweist, durch welche die Hydraulikflüssigkeit geleitet wird.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Anschlussanordnung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welche sich durch eine reduzierte Belastung des Filters auszeichnet und zudem eine kompakte Bauform aufweist. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung ein hydraulisches Ausrücksystem mit der Anschlussanordnung sowie ein Verfahren zum Betreiben des hydraulischen Ausrücksystems vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anschlussanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein hydraulisches Ausrücksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Anschlussanordnung, welche zum hydraulischen Anschluss eines Geberzylinders an einem Ausgleichsbehälter ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Anschlussanordnung dient insbesondere zur Bildung einer hydraulischen Strecke zwischen dem Geberzylinder und dem Ausgleichsbehälter. Vorzugsweise ist die Anschlussanordnung ein Bestandteil eines hydraulischen Ausrücksystems für eine Kupplung eines Fahrzeugs.
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Hierzu weist die Anschlussanordnung eine Anschlussleitung auf. Bevorzugt bildet die Anschlussleitung eine sogenannte „Nachlaufleitung“. Die Anschlussleitung weist endseitig einen Anschlussabschnitt auf, welcher zum Anschluss an einen Anschlussstutzen des Geberzylinders ausgebildet und/oder geeignet ist. Der Anschlussabschnitt dient insbesondere zur Aufnahme des Anschlussstutzens, wobei in einem Montagezustand der Anschlussstutzen formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem Anschlussabschnitt aufgenommen ist. Die Anschlussleitung weist optional an ihrem anderen Ende einen weiteren Anschlussabschnitt, welcher zum Anschluss an den Ausgleichsbehälter ausgebildet und/oder geeignet ist.
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Die Anschlussleitung weist einen Leitungsabschnitt auf, welcher sich, vorzugsweise unmittelbar, an den Anschlussabschnitt anschließt. Der Leitungsabschnitt und der Anschlussabschnitt bilden vorzugsweise einen starren Teil der Anschlussleitung. Bevorzugt sind der Anschlussabschnitt und/oder der Leitungsabschnitt rohrförmig, insbesondere hohlzylindrisch, ausgebildet. Bevorzugt schließt sich an den Leitungsabschnitt vorzugsweise ein flexibler Leitungsabschnitt und optional der weitere Anschlussabschnitt an. Insbesondere ist der flexible Leitungsabschnitt als ein flexibler Schlauch und/oder ein Wellrohr ausgebildet.
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Die Anschlussanordnung weist eine Dichtungseinrichtung auf, welche zur Abdichtung der Anschlussleitung gegenüber dem Anschlussstutzen ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Dichtungseinrichtung als ein hülsenförmiges und/oder rotationssymmetrisches Dichtelement ausgebildet. Die Dichtungseinrichtung weist vorzugsweise eine Negativkontur auf, welche ein Negativ des Anschlussstutzens bildet. Bevorzugt ist die Dichtungseinrichtung in dem Montagezustand formschlüssig auf dem Anschlussstutzen angeordnet. Im Speziellen weist der Anschlussstutzen einen konischen und/oder hinterschnittenen Endabschnitt auf, wobei die Dichtungseinrichtung in dem Montagezustand den Endabschnitt hintergreift.
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Die Dichtungseinrichtung ist in dem Anschlussabschnitt verliersicher aufgenommen. Bevorzugt ist die Dichtungseinrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig in dem Anschlussabschnitt gehalten. Vorzugsweise weist die Dichtungseinrichtung an ihrem Außenumgang eine Formschlusskontur, insbesondere eine umlaufende Nut oder Steg, auf, wobei der Anschlussabschnitt mit der Formschlusskontur in Eingriff steht. Insbesondere weist der Anschlussabschnitt hierzu eine zu der Formschlusskontur komplementäre Gegenkontur auf. In dem Montagezustand ist die Dichtungseinrichtung fest, vorzugsweise über eine Presspassung, zwischen Anschlussabschnitt und dem Anschlussstutzen angeordnet, sodass die Anschlussleitung zu dem Anschlussstutzen fixiert und abgedichtet ist.
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Die Anschlussanordnung weist eine Filtereinrichtung auf. Insbesondere dient die Filtereinrichtung zum Filtern von Feststoffen aus einem Fluid, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, welches die Anschlussleitung in einem Betriebszustand durchströmt. Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung als ein Siebfilter ausgebildet. Die Filtereinrichtung ist in dem Leitungsabschnitt aufgenommen und unterteilt den Leitungsabschnitt in einen ersten und eine zweiten Fluidraum. Vorzugsweise sind die beiden Fluidräume über die Filtereinrichtung fluidtechnisch miteinander verbunden.
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Dabei verläuft ein erster Strömungsweg eines Ausgleichfluidstroms von dem ersten Fluidraum über die Filtereinrichtung in den zweiten Fluidraum. Ein zweiter Strömungsweg eines Rückflussfluidstroms verläuft von dem zweiten Fluidraum über die Filtereinrichtung in den ersten Fluidraum. Insbesondere verläuft der erste Strömungsweg in Richtung des Ausgleichsbehälters und der zweite Strömungsweg in Richtung des Geberzylinders. Insbesondere wird der Ausgleichsfluidstrom bei einem Auskuppelvorgang der Kupplung erzeugt, wobei eine Fluidsäule in Richtung des Ausgleichsbehälters verschoben wird. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Ausgleichsfluidstrom bei einem Einkuppelvorgang der Kupplung erzeugt wird. Insbesondere wird der Rückflussfluidstrom bei einem Einkuppelvorgang und/oder einem Befüllvorgang erzeugt, wobei eine Fluidsäule in Richtung des Geberzylinders verschoben wird. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Rückflussfluidstrom bei einem Auskuppelvorgang erzeugt wird.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Filtereinrichtung durch den Ausgleichsfluidstroms und/oder den Rückflussfluidstroms zwischen einer ersten und einer zweiten Relativposition axial verschiebbar in dem Leitungsabschnitt angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung als ein in Abhängigkeit der Strömungsrichtung zwischen der ersten und der zweiten Relativposition schaltbarer Filter ausgebildet. Insbesondere wird die Filtereinrichtung durch den Ausgleichsfluidstrom von der ersten Relativposition in Richtung der zweiten Relativposition verschoben bzw. mitgenommen. Optional ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung durch den Rückflussfluidstrom in Richtung der ersten Relativposition zurückgeführt und/oder in der ersten Relativposition gehalten wird. Bevorzugt ist die erste Relativposition als eine Grundstellung definiert, wobei die Filtereinrichtung in einem unbetätigten Zustand des Geberzylinders in der ersten Relativposition angeordnet ist. Die zweite Relativposition ist als eine Endstellung definiert, wobei die Filtereinrichtung in einem betätigten Zustand des Geberzylinders in der zweiten Relativposition oder zumindest nahe der zweiten Relativposition angeordnet ist. Insbesondere definiert die Filtereinrichtung eine Längsachse, wobei die Filtereinrichtung vorzugsweise in axialer Richtung in Bezug auf die Längsachse zwischen den beiden Relativpositionen verschiebbar ist.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Filtereinrichtung, ein in den vorhandenen Bauraum der Anschlussleitung integrierbares Design vorgeschlagen wird, welches sich durch eine besonders kompakte Ausführung auszeichnet. Durch die verschiebbare Anordnung der Filtereinrichtung in dem Leitungsabschnitt, können unerwünschte Belastungen beim Überströmen der Filtereinrichtung deutlich minimiert werden. Zudem kann die Filtereinrichtung deutlich kompakter und somit kostengünstiger ausgestaltet werden, da die Filterfläche durch das Verschieben der Filtereinrichtung kleiner dimensioniert werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Leitungsabschnitt mindestens oder genau eine Stützschulter aufweist. Insbesondere kann die Stützschulter als eine radial nach innen gerichtete Ringschulter ausgebildet sein. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Stützschulter als ein radial nach innen gerichteter Steg oder mehrere radial nach innen gerichtete Stege ausgebildet ist. In der ersten Relativposition definiert die Dichtungseinrichtung einen Endanschlag in einer axialen Richtung für die Filtereinrichtung. Insbesondere ist in der ersten Relativposition die Filtereinrichtung in der axialen Richtung an der Dichtungseinrichtung abgestützt. Bevorzugt liegt die Filtereinrichtung in der ersten Relativposition unmittelbar an der Dichtungseinrichtung an. Besonders bevorzugt ist die Filtereinrichtung in der axialen Richtung durch die Dichtungseinrichtung verliersicher in dem Leitungsabschnitt gehalten. In der zweiten Relativposition definiert die Ringschulter einen Endanschlag in einer axialen Gegenrichtung für die Filtereinrichtung. Insbesondere ist die Filtereinrichtung in der zweiten Relativposition in der axialen Gegenrichtung an der Ringschulter abgestützt. Die Filtereinrichtung kann dabei mittelbar, z.B. über ein weiteres Bauteil, oder unmittelbar an der Ringschulter abgestützt sein. Dabei können die Filtereinrichtung und die Dichtungseinrichtung in der Anschlussleitung vormontiert sein, wobei die Filtereinrichtung zwischen der Dichtungseinrichtung und der Stützschulter, z. B. während eines Transports, gegen ein Verlieren gesichert ist.
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Es ist somit eine Überlegung der Erfindung, eine Anschlussanordnung vorzuschlagen, welche als eine selbsthaltende Baueinheit ausgebildet ist. Zudem ist durch die beiden Endanschläge eine festgelegte Verschiebestrecke für die Filtereinrichtung definiert.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Anschlussanordnung eine Federeinrichtung aufweist, welche zur Beaufschlagung der Filtereinrichtung mit einer Rückstellkraft ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Federeinrichtung hat die Funktion, die Filtereinrichtung in die erste Relativposition zurückzustellen. Insbesondere ist die Rückstellkraft eine in der axialen Richtung ausgerichtete Federkraft. Vorzugsweise ist die Federeinrichtung als eine Druckfeder, insbesondere als eine Schraubenfeder, ausgebildet. Die Federeinrichtung ist in der axialen Richtung an der Filtereinrichtung und in der axialen Gegenrichtung an der Ringschulter abgestützt. Aufgrund des Ausgleichsfluidstroms erfolgt auf der Seite des Geberzylinders ein Druckanstieg, wodurch die Filtereinrichtung mit einer der Rückstellkraft entgegen gerichteten Druckkraft beaufschlagt wird. Ist die auf die Filtereinrichtung wirkende Druckkraft größer als die Rückstellkraft, wird die Federeinrichtung gestaucht und das Filterelement in Richtung der zweiten Relativposition verschoben. Wir die Druckkraft wieder reduziert, wird die Federeinrichtung entspannt und das Filterelement in Richtung der ersten Relativposition zurückgestellt. Bevorzugt ist die maximal auftretende Druckkraft durch die Rückstellkraft, insbesondere durch die Federkraft der Federeinrichtung, begrenzt.
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Es ist somit eine Überlegung der Erfindung, eine Anschlussanordnung vorzuschlagen, welche sich durch eine kontrollierte Steuerung der Druckkraft auszeichnet. Zudem wird durch die Federeinrichtung gewährleistet werden, dass die Filtereinrichtung bei einer entsprechend geringen Druckkraft selbsttätig in die Grundstellung zurückgeführt wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung einen Filterabschnitt mit mehreren Filteröffnungen und einen Führungsabschnitt zur Führung der Filtereinrichtung in dem Leitungsabschnitt aufweist. Der Filterabschnitt ist vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet, wobei die mehreren Filteröffnungen in eine Mantelfläche des Filterabschnitts, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, eingebracht sind. Prinzipiell können die Filteröffnungen als runde oder rechteckige Durchbrüche ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Filteröffnungen als Schlitze ausgebildet. Bevorzugt erstrecken sich die als Schlitze ausgebildeten Filteröffnungen parallel zueinander und/oder zu der Längsachse. Der Führungsabschnitt schließt sich vorzugsweise in der axialen Richtung an den Filterabschnitt an, sodass der Führungsabschnitt mit einer axialen Stirnseite der Dichtungseinrichtung zugewandt ist. Bevorzugt ist der Führungsabschnitt an einem Innenumfang des Leitungsabschnitts abgestützt und der Filterabschnitt radial beabstandet zu dem Innenumfang angeordnet. Im Speziellen erstreckt sich der Filterabschnitt zumindest abschnittsweise radial innerhalb der Federeinrichtung, wobei die Federeinrichtung axial an dem Führungsabschnitt abgestützt ist.
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Gemäß dieser Ausführung verlaufen der erste und der zweite Strömungsweg über die Filtereinrichtung durch die mehreren Filteröffnungen. Insbesondere erstreckt sich eine Bohrung von dem ersten Fluidraum durch den Führungsabschnitt und den Filterabschnitt, wobei die mehreren Filteröffnungen die Bohrung mit dem zweiten Fluidraum strömungstechnisch verbinden. Somit verlaufen der erste und der zweite Strömungsweg über die Bohrung und die Filteröffnungen durch den Führungsabschnitt und den Filterabschnitt.
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Es ist eine Überlegung der Erfindung ein Filterelement vorzuschlagen, welches lagerichtig durch den Führungsabschnitt in dem Leitungsabschnitt geführt ist, wobei der Ausgleichsfluidstrom und der Rückflussfluidstrom ausschließlich oder zumindest größtenteils über die Filtereinrichtung verlaufen.
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In einer bevorzugten Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Führungsabschnitt mindestens oder genau einen Bypasskanal aufweist, welcher zur Überbrückung des Filterabschnitts ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere sind der erste und der zweite Fluidraum über den Bypasskanal strömungstechnisch miteinander verbunden. Vorzugsweise ist der Führungsabschnitt in radialer und/oder in axialer Richtung in Bezug auf die Längsachse durch den Bypasskanal durchsetzt. Im Speziellen weist der Führungsabschnitt mehrere der Bypasskanäle auf, welche umlaufend gleichmäßig voneinander bebastandet in den Führungsabschnitt eingebracht sind. Ein dritter Strömungsweg verläuft über den Führungsabschnitt durch den mindestens einen Bypasskanal, sodass zumindest ein Teilfluidstrom des Rückflussfluidstroms entlang des dritten Strömungsweges an der Filtereinrichtung vorbeigeführt werden kann. Besonders bevorzugt erlaubt der Bypasskanal eine unidirektionale Strömung in der axialen Richtung, wobei hingegen in der axialen Gegenrichtung eine Strömung durch den Bypasskanal verhindert ist.
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Es wird somit eine Anschlussanordnung vorgeschlagen, welche sich durch ein verbessertes Betriebsverhalten auszeichnet. Aufgrund des Rückflussfluidstroms erfolgt auf der Seite des Geberzylinders, insbesondere in dem ersten Fluidraum, ein Druckabfall, wodurch die Filtereinrichtung mit einem Unterdruck beaufschlagt wird. Optional kann bei einer Befüllung des Ausgleichsbehälters auf der Seite des Ausgleichsbehälters, insbesondere in dem zweiten Fluidraum, ein Druckanstieg erfolgen. Durch den Bypasskanal wird ein zusätzlicher Strömungsweg freigegeben, sodass die auf die Filtereinrichtung wirkenden Druckkräfte reduziert werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung eine Dichtlippe aufweist, welche zur Abdichtung des Führungsabschnitts gegenüber dem Leitungsabschnitt ausgebildet und/oder geeignet ist. Prinzipiell kann die Dichtlippe unmittelbar an den Führungsabschnitt angeformt sein, wobei der Führungsabschnitt und die Dichtlippe aus einem gemeinsamen, vorzugsweise elastischen, Kunststoffmaterial oder Gummimaterial gefertigt sind. Vorzugsweise ist die Dichtlippe jedoch als eine separate Lippendichtung ausgebildet, welche formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an einem Außenumfang des Führungsabschnitts angeordnet ist. Besonders bevorzugt weist der Führungsabschnitt eine entsprechende Dichtungsaufnahme auf, wobei die Lippendichtung in der Dichtungsaufnahme verliersicher gehalten ist. Die Dichtlippe liegt in radialer Richtung an einem Innenumfang des Leitungsabschnitts dichtend an. Besonders bevorzugt sind der erste und der zweite Fluidraum über die Dichtlippe strömungstechnisch voneinander getrennt, sodass der erste und der zweite Strömungsweg ausschließlich über den Filterabschnitt verläuft.
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Es ist somit eine Überlegung der Erfindung, eine Filtereinrichtung vorzuschlagen, welche axial verschiebblich angeordnet und zugleich durch eine dynamische, insbesondere translatorische Dichtung sicherstellt, dass der Ausgleichsfluidstrom und/oder der Rückflussfluidstrom ausschließlich über die Filtereinrichtung, insbesondere den Filterabschnitt, verlaufen.
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In einer weiteren bevorzugten Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Dichtlippe in dem dritten Strömungsweg angeordnet ist. Insbesondere ist die Dichtlippe vor oder nach oder innerhalb des Bypasskanals angeordnet, sodass die Dichtlippe den Bypasskanal in der axialen Richtung und der axialen Gegenrichtung abdichtet. Die Dichtlippe liegt dabei derart an einem Innenumfang des Leitungsabschnitts an, sodass bei einem steigenden Fluiddruck des Ausgleichsfluidstroms die Dichtlippe dauerhaft an dem Innenumfang des Leitungsabschnitts anliegt und somit der Bypasskanal für den Ausgleichsfluidstrom verschlossen ist.
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Gemäß dieser Ausführung ist die Dichtlippe bei einer Unterschreitung eines Fluiddrucks in dem ersten Fluidraum, insbesondere bei einem Einkuppelvorgang oder alternativ bei einem Auskuppelvorgang, umklappbar, sodass der dritte Strömungsweg freigegeben wird. Somit kann der Teilfluidstrom über den Bypasskanal entlang des dritten Strömungsweges von dem zweiten Fluidraum in den ersten Fluidraum strömen. Besonders bevorzugt wird der beim Einkuppelvorgang oder alternativ beim Auskuppelvorgang erzeugte Unterdruck in dem ersten Fluidraum begrenzt, indem die Lippendichtung unterhalb eines bestimmten Unterdrucks umklappt und umströmt wird.
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Alternativ oder optional ergänzend ist die Dichtlippe bei einer Überschreitung eines Fluiddrucks in dem zweiten Fluidraum, insbesondere bei einem Befüllvorgang, umklappbar, sodass der dritte Strömungsweg freigegeben wird. Somit kann der Teilfluidstrom über den Bypasskanal entlang des dritten Strömungsweges von dem zweiten Fluidraum in den ersten Fluidraum strömen. Besonders bevorzugt wird der beim Befüllvorgang erzeugt Überdruck in dem zweiten Fluidraum begrenzt, indem die Lippendichtung oberhalb eines bestimmten Überdrucks umklappt und umströmt wird.
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Somit wird eine Filtereinrichtung vorgeschlagen, welche zum einen bei einem Unterdruck bei einem Einkuppelvorgang bzw. beim Auskuppelvorgang oder bei einem Überdruck bei einem Befüllvorgang zusätzlichen Strömungsweg freigibt, sodass die auf die Filtereinrichtung wirkenden Kräfte deutlich reduziert werden können. Zudem kann durch den zusätzlichen Strömungsweg bei einem Befüllvorgang die Befüllzeit reduziert werden.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein hydraulisches Ausrücksystem mit der Anschlussanordnung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Das hydraulische Ausrücksystem dient insbesondere zur Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeugs. Das hydraulische Ausrücksystem umfasst einen Geberzylinder und einen Ausgleichsbehälter, wobei der Geberzylinder und der Ausgleichsbehälter über die Anschlussanordnung fluidtechnisch miteinander verbunden sind. Optional weist das Ausrücksystem einen Nehmerzylinder auf, wobei der Geberzylinder über eine weitere hydraulische Strecke mit dem Nehmerzylinder fluidtechnisch verbunden ist. Beim Auskuppeln wird ein in dem Geberzylinder axial verlagerbarer Kolben von außen, zum Beispiel durch ein Kupplungspedals, betätigt, wobei die Fluidsäule von dem Geberzylinder in Richtung des Ausgleichsbehälters oder alternativ von dem Ausgleichsbehälter in Richtung des Geberzylinders verschoben wird. Zeitgleich kann eine weitere Fluidsäule von dem Geberzylinder in Richtung des Nehmerzylinders verschoben werden, wobei der Nehmerzylinder die Kupplung öffnet. Beim Einkuppeln wird der Kolben in seine Ausgangsstellung zurückgeführt, wobei die Fluidsäule von dem Ausgleichsbehälter in Richtung des Geberzylinders oder alternativ von dem Geberzylinder in Richtung des Ausgleichsbehälters verschoben wird. Zeitgleich wird die weitere Fluidsäule von dem Nehmerzylinder in Richtung des Geberzylinders verschoben, wobei der Nehmerzylinder die Kupplung schließt.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Geberzylinder einen Primärraum und einen Sekundärraum aufweist. Vorzugsweise sind der Primärraum und der Sekundärraum durch den Kolben begrenzt, wobei bei einer Verschiebung des Kolbens in dem im Geberzylinder, das Volumen des Sekundärraums und des Primärraums verändert wird. Der Primärraum weist einen ersten Durchmesser und der Sekundärraum einen zweiten Durchmesser auf, wobei in einer bevorzugten ersten Ausführung der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser ist. In dieser Ausgestaltung wird somit das Fluid beim Auskuppelvorgang entlang des ersten Strömungsweges in den Ausgleichsbehälter und beim Einkuppelvorgang entlang des zweiten Strömungsweges in den Geberzylinder gefördert. In einer alternativen zweiten Ausführung ist der erste Durchmesser größer als der zweite Durchmesser, wobei somit das Fluid beim Auskuppelvorgang entlang des zweiten Strömungsweges in den Geberzylinder und beim Einkuppelvorgang entlang des ersten Strömungsweges in den Ausgleichsbehälter gefördert. In einer alternativen dritten Ausführung sind der erste und der zweite Durchmesser gleich groß, wobei somit sowohl beim Auskuppelvorgang als auch beim Einkuppelvorgang nur eine geringe Menge Fluid zwischen dem Geberzylinder und dem Ausgleichsbehälter entlang des ersten bzw. zweiten Strömungsweges verschoben wird.
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Der Sekundärraum ist über den Anschlussstutzen strömungstechnisch mit der Anschlussanordnung verbunden. Hierzu ist der Anschlussabschnitt samt Dichtungseinrichtung auf den Anschlussstutzen aufgeschoben, sodass die Anschlussleitung an dem Anschlussstutzen fixiert und abgedichtet ist. Der Leitungsabschnitt weist ein Fluidvolumen auf, welches größer oder gleich eines zu verschiebenden Fluidvolumens des Sekundärraums ist. Vorzugsweise entspricht der für die Filtereinrichtung maximal zur Verfügung stehende Hub zwischen den beiden Relativpositionen, dem vom Sekundärraum maximal verschiebbaren Fluidvolumen.
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Somit wird sichergestellt, dass bei einer Betätigung des Geberzylinders die Filtereinrichtung von der ersten Relativposition in Richtung der zweiten Relativposition konstant und/oder ungehindert verschoben werden kann. Dadurch kann eine schlagartige Steigerung der Druckkraft verhindert werden. Speziell für die dritte Ausführung des Geberzylinders kann der zur Verfügung stehende Hub deutlich geringer ausgelegt werden, da das zu verschiebende Fluidvolumen deutlich geringer als bei der ersten und zweiten Ausführungsform des Geberzylinders ist.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben des hydraulischen Ausrücksystems, wie dies bereits zuvor beschrieben wurde. Bevorzugt ist das Verfahren für einen Geberzylinder der ersten und/oder dritten Ausführung anwendbar. Das Verfahren umfasst dabei folgende Schritte:
- - bei einem Auskuppelvorgang strömt ein Fluid entlang des ersten Strömungsweges von dem Geberzylinder in Richtung des Ausgleichsbehälters;
- - bei einem Einkuppelvorgang strömt das Fluid entlang des zweiten Strömungsweges von dem Ausgleichsbehälter in Richtung des Geberzylinders;
- - bei einer Überschreitung und/oder Unterschreitung eines Fluiddrucks wird die Filtereinrichtung durch den Ausgleichsfluidstrom und/oder den Rückflussfluidstrom zwischen der ersten und der zweiten Relativposition verschoben.
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Insbesondere wird bei dem Einkuppelvorgang bei Unterschreitung des Fluiddrucks, vorzugsweise in dem ersten Fluidraum, der dritte Strömungsweg freigegeben, sodass das Fluid zusätzlich über den dritten Strömungsweg an der Filtereinrichtung vorbeigeführt wird. Optional strömt bei einem Befüllvorgang das Fluid entlang des zweiten Strömungsweges von dem Ausgleichsbehälter in Richtung des Geberzylinders. Bevorzugt wird bei dem Befüllvorgang bei Überschreitung des Fluiddrucks, insbesondere in dem zweiten Fluidraum, der dritte Strömungsweg freigegeben, sodass das Fluid zusätzlich über den dritten Strömungsweg an der Filtereinrichtung vorbeigeführt wird.
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Ferner wird ein weiteres Verfahren vorgeschlagen, welches für einen Geberzylinder der zweiten und/oder dritten Ausführung anwendbar ist. Das Verfahren umfasst dabei folgende Schritte:
- - bei einem Auskuppelvorgang strömt ein Fluid entlang des zweiten Strömungsweges von dem Ausgleichsbehälter in Richtung des Geberzylinders;
- - bei einem Einkuppelvorgang strömt das Fluid entlang des ersten Strömungsweges von dem Geberzylinder in Richtung des Ausgleichsbehälters;
- - bei einer Überschreitung und/oder Unterschreitung eines Fluiddrucks wird die Filtereinrichtung durch den Ausgleichsfluidstrom und/oder den Rückflussfluidstrom zwischen der ersten und der zweiten Relativposition verschoben.
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Insbesondere wird bei dem Auskuppelvorgang bei Unterschreitung des Fluiddrucks, vorzugsweise in dem ersten Fluidraum, der dritte Strömungsweg freigegeben, sodass das Fluid zusätzlich über den dritten Strömungsweg an der Filtereinrichtung vorbeigeführt wird. Optional strömt bei einem Befüllvorgang das Fluid entlang des zweiten Strömungsweges wie dies bereits zuvor beschrieben wurde.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Diese zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Ausrücksystems mit einer Anschlussanordnung;
- 2 eine Schnittdarstellung der Anschlussanordnung aus 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung ein hydraulisches Ausrücksystem 1, welches beispielsweise für eine Kupplung eines Kraftfahrzeugs geeignet ist. Das hydraulische Ausrücksystem 1 weist einen Geberzylinder 2 und einen Ausgleichsbehälter 3 auf, wobei der Geberzylinder 2 und der Ausgleichsbehälter 3 über eine Anschlussanordnung 4 fluidtechnisch miteinander verbunden sind.
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Der Geberzylinder 2 weist ein Gehäuse 5 sowie einen in dem Gehäuse 5 axial verlagerbaren Kolben 6 auf, wobei der Kolben 6 einen Gehäuseinnenraum des Gehäuses 5 in einen Primärraum 7 und einen Sekundärraum 8 unterteilt. Der Primärraum 7 weist einen ersten Durchmesser D1 und der Sekundärraum 8 einen zweiten Durchmesser D2 auf, wobei der erste Durchmesser D1 gemäß einer ersten Ausführung des Geberzylinders 2 kleiner ist als der zweite Durchmesser D2. Der Primärraum 7 ist fluidtechnisch mit einem Nehmerzylinder, nicht dargestellt, verbunden und/oder verbindbar. Je nach Kolbenstellung sind der Sekundärraum 7 und/oder der Primärraum 7 über einen Anschlussstutzen 9 strömungstechnisch mit der Anschlussanordnung 4 und somit mit dem Ausgleichsbehälter 3 verbunden. Der Primärraum 7 und der Sekundärraum 8 sind mit einem Fluid, zum Beispiel einer Hydraulikflüssigkeit, befüllt, wobei zum Ausgleich von Leckageverlusten, der Ausgleichsbehälter 3 ein Reservoir für das Fluid bildet.
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Die Anschlussanordnung 4 weist eine Anschlussleitung 10 auf, wobei die Anschlussleitung 10 einerseits fluiddicht mit dem Anschlussstutzen 9 und andererseits fluiddicht mit einem weiteren Anschlussstutzen 11 des Ausgleichsbehälters 3 verbunden ist. Des Weiteren weist die Anschlussanordnung 4 eine Filtereinrichtung 12 auf, welche zur Filtrierung von Feststoffen aus dem Fluid, welches über die Anschlussleitung 10 zwischen dem Geberzylinder 2 und dem Ausgleichsbehälter 3 strömt, ausgebildet und/oder geeignet ist. Hierzu ist die Filtereinrichtung 12 innerhalb der Anschlussleitung 10 nahe des Anschlussstutzens 9 angeordnet. Beispielsweise kann die Filtereinrichtung 12 als ein Filtersieb ausgebildet sein.
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Zum Auskuppeln der Kupplung wird der Geberzylinders 2 von außen, zum Beispiel durch ein Kupplungspedal oder einen Aktuator, betätigt, wobei der Kolben 6 entlang der Kolbenachse K von einer Ausgangsstellung AS in eine Betätigungsstellung BS verschoben wird. Dabei wird primärseitig das Fluid von dem Primärraum 7 in Richtung des Nehmerzylinders verschoben, sodass der Nehmerzylinder die Kupplung öffnet. Zeitgleich wird sekundärseitig das Fluid entlang eines ersten Strömungsweges S1 von dem Sekundärraum 8 in Richtung des Ausgleichsbehälters 3 verschoben, sodass ein Ausgleichsfluidstrom erzeugt wird.
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Zum Einkuppeln der Kupplung wird der Geberzylinder 2 wieder entlastet, wobei der Kolben entlang der Kolbenachse K von der Betätigungsstellung BS in die Ausgangsstellung AS selbsttätig zurückgestellt wird. Dabei wird primärseitig das Fluid von dem Nehmerzylinder in Richtung des Primärraums 7 verschoben, sodass die Kupplung wieder geschlossen wird. Zeitgleich wird sekundärseitig das Fluid entlang eines zweiten Strömungsweges S2 wieder von dem Ausgleichsbehälter 3 in den Sekundärraum 8 zurückgezogen, sodass ein Rückflussfluidstrom erzeugt wird.
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2 zeigt in einem Längsschnitt entlang einer Längsachse L einen Ausschnitt der Anschlussanordnung 4 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Anschlussleitung 10 weist endseitig einen Anschlussabschnitt 13 und sich einen daran anschließenden Leitungsabschnitt 14 auf, wobei sich unmittelbar an den Leitungsabschnitt 14 ein flexibler Leitungsabschnitt 15, insbesondere ein Wellrohrabschnitt, anschließt.
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Der Anschlussabschnitt 13 dient zum Anschluss der Anschlussleitung 10 an dem Anschlussstutzen 9, wie in 1 dargestellt. In dem Anschlussabschnitt 13 ist eine Dichtungseinrichtung 16 zur Abdichtung der Anschlussleitung 10 gegenüber dem Anschlussstutzen 9 verliersicher aufgenommen. Die Dichtungseinrichtung 16 ist als eine hülsenförmige Gummidichtung ausgebildet und weist eine Negativkontur 16a des Anschlussstutzens 9 auf, sodass die Dichtungseinrichtung 16 formschlüssig auf den Anschlussstutzen 9 aufgeschoben werden kann. Somit wird die Anschlussleitung 10 zum Abschlussstutzen 9 fixiert und abgedichtet. An ihrem Außenumfang weist die Dichtungseinrichtung 16 eine Formschlusskontur 16b auf, welche als eine umlaufende Nut ausgebildet ist. Der Anschlussabschnitt 13 ist endseitig derart umgeformt, sodass eine zu der Formschlusskontur 16b entsprechende Gegenkontur gebildet wird und die Dichtungseinrichtung 16 in axialer Richtung in Bezug auf die Längsachse L formschlüssig in dem Anschlussabschnitt 13 gehalten ist.
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Der Leitungsabschnitt 14 ist hohlzylindrisch ausgebildet und dient zur Aufnahme der Filtereinrichtung 12. Der Leitungsabschnitt 14 erstreckt sich dabei koaxial zu der Längsachse L der Filtereinrichtung 12, wobei in einem Übergangsbereich zu dem Wellrohrabschnitt 15 eine radial nach innen gerichtete Stützschulter 17, zum Beispiel eine Ringschulter, gebildet ist. Die Filtereinrichtung 12 ist zwischen der Dichtungseinrichtung 16 und der Stützschulter 17 verliersicher aufgenommen, wobei durch die Dichtungseinrichtung 16 in der axialen Richtung AR und durch die Stützschulter 17 in der axialen Gegenrichtung GR jeweils ein Endanschlag für die Filtereinrichtung 12 definiert ist. Die Filtereinrichtung 12 unterteilt die Anschlussleitung 10 in einen ersten und in einen zweiten Fluidraum R1, R2, wobei die beiden Fluidräume R1, R2 über die Filtereinrichtung 12 strömungstechnisch miteinander verbunden sind.
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Die Anschlussanordnung 4 weist eine Federeinrichtung 18 auf, wobei die Federeinrichtung 18 in der axialen Richtung AR an der Filtereinrichtung 12 und in der axialen Gegenrichtung GR an der Stützschulter 17 abgestützt ist. Die Federeinrichtung 18 ist als eine Druckfeder ausgebildet, wobei die Federeinrichtung 18 die Filtereinrichtung 12 in der axialen Richtung AR mit einer Rückstellkraft F1 beaufsch lagt.
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Die Filtereinrichtung 12 ist in dem Leitungsabschnitt 14 zwischen einer ersten und einer zweiten Relativposition P1, P2 entlang der Längsachse L axial verschiebbar angeordnet. Die erste Relativposition P1 definiert eine Grundstellung der Filtereinrichtung 12, wobei die Filtereinrichtung 12 in der Grundstellung in der axialen Richtung AR an der Dichtungseinrichtung 16 abgestützt ist. Die Dichtungseinrichtung 16 dient vor der Montage auf den Anschlussstutzen 9 als Abstützung für die Filtereinrichtung 12, welche über die Federeinrichtung 18 in Richtung der Dichtungseinrichtung 16 mit der Rückstellkraft F1 beaufschlagt ist. Die Federeinrichtung 18 soll hierbei gewährleisten, dass die Filtereinrichtung 12 bei eingekuppeltem Ausrücksystem 1, wie in 1 beschrieben, die in der 2 dargestellte Grundstellung selbsttätig einnimmt. Die zweite Relativposition 12 definiert eine Endstellung der Filtereinrichtung 12, wobei die Filtereinrichtung 12 in der Endstellung in der axialen Gegenrichtung GR über die Federeinrichtung 18 an der Stützschulter 17 abgestützt ist
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Die Filtereinrichtung 12 weist einen Führungsabschnitt 19 und einen Filterabschnitt 20 auf, wobei sich der Filterabschnitt 20 unmittelbar an den Führungsabschnitt 19 anschließt. Der Führungsabschnitt 19 dient zur Führung der Filtereinrichtung 12 in dem Leitungsabschnitt 14, wobei der Führungsabschnitt 19 in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse L formschlüssig in dem Leitungsabschnitt 14 aufgenommen ist und in der axialen Richtung AR der Dichtungseinrichtung 16 zugewandt ist. Die Filtereinrichtung 12 weist eine Dichtlippe 21 auf, wobei die Dichtlippe 21 an einem Außenumfang des Führungsabschnitts 19 angeordnet ist und die Filtereinrichtung 12 gegenüber der Anschlussleitung 10 abdichtet. Die Dichtlippe 21 ist durch eine Lippendichtung gebildet, welche in einer Dichtungsaufnahme 22 des Führungsabschnitts 19 aufgenommen ist.
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Der Filterabschnitt 20 weist mehrere Filteröffnungen 23 auf, wobei die Filteröffnungen 23 als sich in axialer Richtung in Bezug auf die Längsachse L erstreckende Schlitze ausgebildet sind, welche den Filterabschnitt 20 in radialer durchsetzen. Die Filtereinrichtung 12 weist eine koaxial zu der Längsachse L verlaufende Bohrung 24 auf, welche sich von dem ersten Fluidraum R1 durch den Führungsabschnitt 19 in Richtung des zweiten Fluidraums R2 in den Filterabschnitt 20 erstreckt. Die Filteröffnungen 23 verbinden die Bohrung 24 mit dem zweiten Fluidraum R2. Somit verläuft der erste Strömungsweg S1 von dem ersten Fluidraum R1 über die Bohrung 24 und die Filteröffnungen 23 in den zweiten Fluidraum R2. Der zweite Strömungsweg S2 verläuft von dem zweiten Fluidraum R2 über die Filteröffnungen 23 und die Bohrung 24 in den ersten Fluidraum R1.
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Der Führungsabschnitt 19 weist mehrere Bypasskanäle 25 auf, welche zur Überbrückung des Filterabschnitts 20 den ersten und den zweiten Fluidraum R1, R2 strömungstechnisch miteinander verbinden. Die Bypasskanäle 25 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet in den Führungsabschnitt 19 eingebracht, wobei die Bypasskanäle 25 in radialer Richtung einerseits durch den Führungsabschnitt 19 und andererseits durch den Innenumfang des Leitungsabschnitts 14 begrenzt sind. Die Dichtlippe 21 dichtet die Bypasskanäle 25 ab, sodass das Fluid bei einem festgelegten Fluiddruck ausschließlich entlang des ersten oder des zweiten Strömungsweges S1, S2 durch die Filtereinrichtung 12 strömen kann. Die Dichtlippe 21 ist jedoch so ausgelegt, dass diese in der axialen Richtung AR umströmt werden kann, indem die Dichtlippe 21 oberhalb eines festgelegten Fluiddrucks in dem zweiten Fluidraum R2 und/oder unterhalb eines festgelegten Fluiddrucks in dem ersten Fluidraum R1 umklappt und die Bypasskanäle 25 in der axialen Richtung AR freigegeben werden.
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Beim Auskuppeln strömt das Fluid von dem ersten Fluidraum R1 entlang des ersten Strömungsweges S1 über die Filtereinrichtung 12 in den zweiten Fluidraum R2. Aufgrund des Durchströmens der Filtereinrichtung 12 entsteht in dem ersten Fluidraum R1 ein Druckanstieg, sodass eine Druckkraft F2 auf die Filtereinrichtung 12 in der axialen Gegenrichtung GR wirkt. Übersteigt die auf die Filtereinrichtung 12 wirkende Druckkraft F2 die Rückstellkraft F1 der Federeinrichtung 18, wird die Filtereinrichtung 12 in der axialen Richtung AR von der ersten Relativposition P1 in Richtung der zweiten Relativposition P2 verschoben. Die zweite Relativposition P2 entspricht dabei einer Endposition, in der beispielsweise die Federeinrichtung 18 maximal gestaucht und/oder die Filtereinrichtung 12 an der Stützschulter 17 abgestützt ist. Im günstigsten Fall entspricht der für die Filtereinrichtung 12 zur verfügen stehende Hub zwischen den beiden Relativpositionen P1, P2 dem vom Sekundärraum 8 maximal verschiebbaren Fluidvolumen, sodass bei Erreichen der zweiten Relativposition P2 sich der Kolben 6 des Geberzylinders 2 in der Betätigungsstellung BS befindet. Die maximal auftretende Druckkraft F2 wird hiermit von der Rückstellkraft F1 begrenzt. Durch das Verschieben der Filtereinrichtung 12 während der Dauer des gesamten Betätigungsvorgangs des Geberzylinders 2, kann somit die auf die Filtereinrichtung 12 wirkende Druckkraft F2 konstant gering gehalten werden, sodass die Belastung der Filtereinrichtung 12 sowie der Kolbendichtungen deutlich reduziert und zusätzliche Pedalkrafthysteresen ausgeschlossen werden können.
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Beim Einkuppeln wird das Fluid von dem zweiten Fluidraum R2 entlang des zweiten Strömungsweges S2 über die Filtereinrichtung 12 in den ersten Fluidraum R1 zurück gefördert. Befindet sich die Filtereinrichtung 12 noch in ausgerückter Stellung bzw. in der zweiten Relativposition P2, bewegt sich diese aufgrund des Rückflussfluidstroms und der Rückstellkraft F1 in die erste Relativposition P1 zurück. Sobald die erste Relativposition P1 erreicht ist, strömt das Fluid über die Filteröffnungen 23 des Filterabschnitts 20, wodurch in dem ersten Fluidraum R1 Unterdrücke entstehen. Diese Unterdrücke werden allerdings durch die Dichtlippe 21 begrenzt, indem diese unterhalb eines bestimmten Unterdrucks umklappt und die Bypasskanäle 25 freigegeben werden. Somit strömt ein Teilfluidstrom des Rückflussfluidstroms entlang eines dritten Strömungsweges S3 von dem zweiten Fluidraum R2 über die Bypasskanäle 25 an dem Filterabschnitt 20 vorbei in den ersten Fluidraum R1. Durch den zusätzlich freigegeben Strömungsweg S3 werden die Durchflusswiderstände an der Filtereinrichtung 12 reduziert, sodass die Belastung der Filtereinrichtung 12 deutlich reduziert werden kann.
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Bei einer Befüllung des hydraulischen Systems strömt das Fluid ebenfalls von dem zweiten Fluidraum R2 entlang des zweiten Strömungsweges S2 über die Filtereinrichtung 12 in den ersten Fluidraum R1, wobei in dem zweiten Fluidraum R2 Überdrücke entstehen. Oberhalb eines bestimmten Überdrucks klappt die Dichtlippe 21 um, sodass die Bypasskanäle 25 freigegeben werden. Das Fluid strömt nun zusätzlich über den dritten Strömungsweg S3 an dem Filterabschnitt 20 vorbei, wodurch ein Bypass für den Filterabschnitt 20 gebildet ist. Sowohl die Befüllzeit des Systems als auch die Kräfte die auf die Filtereinrichtung 12 wirken können dadurch deutlich reduziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ausrücksystem
- 2
- Geberzylinder
- 3
- Ausgleichsbehälter
- 4
- Anschlussanordnung
- 5
- Gehäuse
- 6
- Kolben
- 7
- Primärraum
- 8
- Sekundärraum
- 9
- Anschlussstutzen
- 10
- Anschlussleitung
- 11
- weiterer Anschlussstutzen
- 12
- Filtereinrichtung
- 13
- Anschlussabschnitt
- 14
- Leitungsabschnitt
- 15
- weiterer Leitungsabschnitt
- 16
- Dichtungseinrichtung
- 16a
- Negativkontur
- 16b
- Formschlusskontur
- 17
- Stützschulter
- 18
- Federeinrichtung
- 19
- Führungsabschnitt
- 20
- Filterabschnitt
- 21
- Dichtlippe
- 22
- Dichtungsaufnahme
- 23
- Filteröffnungen
- 24
- Bohrung
- 25
- Bypasskanal
- K
- Kolbenachse
- L
- Längsachse
- AR
- axiale Richtung
- GR
- axiale Gegenrichtung
- D1
- erster Durchmesser
- D2
- zweiter Durchmesser
- F1
- Rückstellkraft
- F2
- Druckkraft
- P1
- erste Relativposition
- P2
- zweite Relativposition
- S1
- erster Strömungsweg
- S2
- zweiter Strömungsweg
- S3
- dritter Strömungsweg
- R1
- erster Fluidraum
- R2
- zweiter Fluidraum
- AS
- Ausgangsstellung
- BS
- Betätigungsstellung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010052593 A1 [0003]
