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Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit zum Filtern eines Fluids einer hydraulischen Strecke mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kupplungssystem mit der Filtereinheit.
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Es sind Filtereinheiten für Hydraulikleitungen bekannt, welche zur Filtrierung von Feststoffpartikeln aus einer die Hydraulikleitung durchströmenden Hydraulikflüssigkeit dienen. Derartige Filtereinheiten werden beispielsweise in hydraulischen Betätigungssystemen von Kupplungen eingesetzt, um eine Beschädigung von dynamischen Elastomerdichtungen durch Verunreinigungen in der Hydraulikflüssigkeit zu verhindern. Hierzu werden beispielsweise Filter mit einem engmaschigen Polymergewebe eingesetzt um dieses Problem zu lösen. Zudem ist es bekannt ferromagnetische Partikel durch einen Magneten aus der Hydraulikflüssigkeit zu filtern.
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Die Druckschrift
DE 102015201713 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine Filtereinheit für ein hydraulisches System, insbesondere für ein hydraulisches Kupplungssystem, zum Filtrieren von Feststoffkomponenten aus einem Hydraulikfluid, umfassend eine erste Filterstufe, welche mindestens eines der folgenden Filterelemente umfasst: einen Kuchenfilter, einen Querstromfilter und einen Tiefenfilter, und eine zweite Filterstufe, wobei die zweite Filterstufe in Durchströmungsrichtung stromabwärts der ersten Filterstufe ausgebildet ist und mindestens einen Magneten zur Abscheidung magnetisierbarer Feststoffkomponenten umfasst.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filtereinheit vorzuschlagen, welche sich durch einen hohen Abscheidegrad auszeichnet und zugleich einen geringen Strömungswiderstand aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Kupplungssystem mit der Filtereinheit vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Filtereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Kupplungssystem 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 Filtereinheit, welche zum Filtern eines Fluides einer hydraulischen Strecke ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Filtereinheit strömungstechnisch in der hydraulischen Strecke eingebunden, sodass das Fluid die Filtereinheit durchströmt. Besonders bevorzugt ist die Filtereinheit für ein hydraulisches Kupplungssystem ausgebildet und/oder geeignet. Vorzugsweise ist das Fluid eine Hydraulikflüssigkeit, vorzugsweise ein Hydrauliköl.
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Die Filtereinheit weist ein Gehäuse auf, welches zur Anordnung in der hydraulischen Strecke ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere weist das Gehäuse eine erste und eine zweite Fluidöffnung auf, über die das Fluid in bzw. aus dem Gehäuse strömen kann. Bevorzugt ist die Filtereinheit strömungsunabhängig in der hydraulischen Strecke angeordnet und/oder anordbar, sodass je nach ein Einbaulage und/oder Strömungsrichtung ein Fluideinlass durch die eine Fluidöffnung und ein Fluidauslass durch die andere Fluidöffnung gebildet ist.
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Das Gehäuse weist einen Strömungsabschnitt auf, welcher zur Leitung des Fluides entlang eines festgelegten Strömungsweges durch die Filtereinheit ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere verbindet der Strömungsabschnitt die erste Fluidöffnung mit der zweiten Fluidöffnung. Bevorzugt ist der Strömungsabschnitt durch eine Durchgangsöffnung, insbesondere eine Durchgangsbohrung, gebildet.
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Die Filtereinheit weist einen Magneten auf, welcher zur Abscheidung von ferromagnetischen Partikeln aus dem Fluid ausgebildet und/oder geeignet ist, wobei der Magnet innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Insbesondere weist der Magnet eine Wirkzone auf, wobei der Strömungsweg durch die Wirkzone verläuft. Dabei ist die Wirkzone als ein Bereich zu verstehen, in dem ein durch den Magneten erzeugtes Magnetfeld ausreichend stark ist, um eine Anziehung der ferromagnetischen Partikeln zu bewirken. Vorzugsweise steht das Fluid in direktem Kontakt mit dem Magneten, sodass dieser durch das Fluid angeströmt wird. Insbesondere sind die ferromagnetischen Partikeln als magnetisierbare und/oder magnetisierte Feststoffpartikel, insbesondere Metallpartikel oder Metallspäne, ausgebildet, welche durch den Magneten angezogen werden und an diesem aufgrund magnetischer Wechselwirkung festgehalten werden.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Magnet als ein Ringmagnet ausgebildet ist. Insbesondere ist der Ringmagnet als ein ringförmiger Permanentmagnet ausgebildet. Vorzugsweise ist der Ringmagnet axial oder radial magnetisiert. Alternativ kann der Ringmagnet jedoch auch diametral oder multipolar magnetisiert sein. Beispielsweise ist der Ringmagnet aus Ferrit oder Neodym. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Ringmagnet als ein ringförmiger Elektromagnet ausgebildet ist.
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Der Ringmagnet weist eine zentrale Öffnung auf, wobei der Strömungsweg durch die zentrale Öffnung des Ringmagneten verläuft. Insbesondere erstreckt sich die Wirkzone über den gesamten Öffnungsquerschnitt der zentralen Öffnung, sodass an jeder Stelle der Öffnung eine Abscheidung der ferromagnetischen Partikel aus dem Fluid erfolgt. Bevorzugt ist der Ringmanget koaxial und/oder konzentrisch zu dem Gehäuse, insbesondere den Strömungsabschnitt, angeordnet. Der Ringmagnet kann dabei formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig in dem Gehäuse gehalten sein.
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Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass durch die Ausgestaltung des Magneten als Ringmagnet, dieser besonders platzsparend in dem Gehäuse angeordnet und zugleich der Strömungsweg ohne Unterbrechung durch die zentrale Öffnung des Ringmagneten geführt werden kann. Somit kann das Fluid nahzu ungehindert den Ringmagneten passieren, wodurch Druckunterschiede zwischen Fluideinlass und Fluidauslass deutlich reduziert werden können. Somit wird eine Filtereinheit vorgeschlagen, welche sich durch einen sehr geringen Strömungswiderstand auszeichnet. Zudem kann durch die ringförmige Ausgestaltung des Magneten die Wirkzone derart ausgelegt werden, sodass diese über den gesamten Öffnungsquerschnitt eine Abscheidung der ferromagnetischen Partikel gewährleistet. Somit wird eine Filtereinheit vorgeschlagen, welche sich durch einen besonders hohen Abscheidegrad auszeichnet.
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In einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einen Innumfang des Gehäuses eine umlaufende Vertiefung eingebracht ist, wobei der Ringmagnet in der Vertiefung versenkt angeordnet ist. Bevorzugt ist der Ringmagnet in axialer und/oder radialer Richtung in Bezug auf eine Mittelachse formschlüssig in der Vertiefung gehalten. Insbesondere bildet die Vertiefung ein Negativ zu dem Ringmagneten. Besonders bevorzugt ist der Ringmagnet gegenüber dem Innenumfang des Gehäuses vollständig versenkt, sodass der Strömungsabschnitt vorzugsweise über seine gesamte Baulänge betrachtet einen nahezu konstanten Querschnittverlauf aufweist. Vorzugsweise ist ein Öffnungsdurchmesser der zentralen Öffnung des Ringmagneten größer oder gleich einem Innendurchmesser des Gehäuses.
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Es wird somit eine Filtereinheit vorgeschlagen, welche sich durch einen besonders geringen Strömungswiderstand auszeichnet. Durch die Versenkung des Ringmagneten in der Gehäusewandung, kann das Fluid ungehindert durch den Strömungsabschnitt fließen.
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In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Vertiefung als eine im Durchmesser gestufte Ringnut ausgebildet ist. Insbesondere ist die Ringnut durch mindestens oder genau zwei in den Innenumfang eingebrachte umlaufende Ringabschnitte gebildet, welche in axialer Richtung in Bezug auf die Mittelachse voneinander abgesetzt sind. Vorzugsweise ist die Ringnut in axialer Richtung in Bezug auf die Mittelachse durch zwei einander gegenüberliegende Flanken begrenzt.
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Gemäß dieser Ausführung weist die Ringnut einen durch eine erste Stufe definierten Aufnahmebereich zur Aufnahme des Magneten sowie einen durch eine zweite Stufe definierten Fallenbereich zur Bildung einer Falle für die ferromagnetischen Partikel auf. Insbesondere ist der Aufnahmeberiech durch den einen Ringabschnitt und der Fallenbereich durch den anderen Ringabschnitt gebildet. Vorzugsweise weist die erste Stufe einen ersten Durchmesser und die zweite Stufe einen zweiten Durchmesser auf, wobei der erste Durchmesser größer ist als der zweite Durchmesser. Im Speziellen entspricht der erste Durchmesser einem Außendurchmesser des Ringmagneten.
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Bevorzugt ist durch den Fallenbereich ein die Mittelachse umlaufender Ringspalt gebildet. Insbesondere ist der Ringspalt in einer axialen Richtung in Bezug auf die Mittelachse durch eine Ringfläche des Ringmagneten und in einer axialen Gegenrichtung durch eine der Ringfläche gegenüberliegenden, seitlichen Flanke der Ringnut begrenzt. In einer Einbausituation ist der Ringmagnet in dem Aufnahmebereich angeordnet und verliersicher gehalten, wobei der Ringmagnet in axialer Richtung in Bezug auf die Mittelachse abschnittsweise über den Ringspalt zum Gehäuse beabstandet ist. Prinzipiell kann der Fallenbereich in Strömungsrichtung vor oder nach Aufnahmebereich bzw. dem Ringmagneten angeordnet sein.
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In einem Betrieb strömt das Fluid entlang des Strömungsweges mit einer Strömungsgeschwindigkeit, wobei die Strömungsgeschwindigkeit an der Stelle der Ringnut am kleinsten ist und zugleich eine Feldstärke des Magnetfeldes an der Stelle der Ringnut am höchsten ist. Hierzu ist der Ringmagent bevorzugt axial magnetisiert, wobei die Magnetpole an den beiden gegenüberliegenden Kreisringflächen angeordnet sind. Alternativ kann der Ringmagnet auch radial magnetisiert sein, wobei die Magnetpole am Innenumfang und am Außenumfang angeordnet sind. Bevorzugt ist das Gehäuse aus keinem oder nur schwach magnetisierbaren und/oder magnetischen Material ausgebildet. Beispielsweise ist das Gehäuse aus eloxierten Aluminium oder Kunstsoff.
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Es somit eine Überlegung der Erfindung, eine Filtereinheit vorzugschlagen, welche sich durch eine besonders hohen Abscheidegrad auszeichnet. Durch den Fallenbereich können die ferromagnetischen Partikel besonders einfach erfasst und in diesem gehalten werden. Insbesondere können die ferromagnetischen Partikel in dem Fallenbereich aufgrund der minimalen Strömungsgeschwindigkeit besonders sicher und dauerhaft durch den Magneten gehalten werden.
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In einer weiteren Konkretisierung ist ein weiterer Fallenbereich durch eine dritte Stufe gebildet. Insbesondere ist die Ringnut durch genau drei in den Innenumfang eingebrachte umlaufende Ringabschnitte gebildet, welche in axialer Richtung in Bezug auf die Mittelachse jeweils voneinander abgesetzt sind. Dabei sind die beiden Fallenbereiche und der Aufnahmeberiech jeweils durch einen der Ringabschnitte gebildet. Vorzugsweise weist die dritte Stufe einen dritten Durchmesser auf, wobei der zweite Durchmesser und der dritte Durchmesser gleich groß sind. Der Aufnahmebereich ist axial zwischen den beiden Fallenbereichen angeordnet. Insbesondere ist durch den weiteren Fallenbereich ein weiterer die Mittelachse umlaufender Ringspalt gebildet, sodass der Ringmagnet beidseitig über jeweils einen Ringspalt zu dem Gehäuse abschnittsweise beabstandet ist.
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Somit ist jeweils ein Fallenbereich in Strömungsrichtung vor und ein Fallenbereich nach dem Aufnahmebereich bzw. dem Ringmagneten angeordnet. Dadurch kann die Filtereinheit unabhängig der Strömungsrichtung in der hydraulischen Strecke genutzt werden, wodurch eine falsche Montage ausgeschlossen und die Montagesicherheit erhöht wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse ein erstes und ein zweites Gehäusebauteil aufweist ist, wobei die beiden Gehäusebauteile miteinander verbunden sind. Insbesondere ist das Gehäuse zweiteilig ausgebildet. Dabei kann das Gehäuse radial oder axial geteilt sein. Im Speziellen können die beiden Gehäusebauteile jeweils als eine Gehäusehälfte definieren. Vorzugsweise sind die beiden Gehäusebauteile stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden. Dabei ist der Ringmagnet zwischen den beiden Gehäusebauteilen verliersicher aufgenommen. Bevorzugt wird der Ringmagnet bei einer Montage zwischen den beiden Gehäusebauteilen derart angeordnet, sodass der Ringmagnet verliersicher zwischen den beiden Gehäusebauteil gehalten ist.
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Es ist somit eine Überlegung der Erfindung, eine Filtereinheit vorzuschlagen, welche sich durch eine besonders einfache Montage auszeichnet. Zudem kann der Ringmagnet besonders einfach gegen ein Verlieren gesichert werden.
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In einer konkreten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die beiden Gehäusebauteile an der Stelle der Vertiefung axial geteilt sind. Prinzipielle können die beiden Gehäusebauteile spiegelsymmetrisch ausgebildet sein, wobei die beiden Gehäuseabschnitte die Vertiefung jeweils hälftig bilden. Bevorzugt jedoch weist eines der beiden Gehäuseabschnitte die Vertiefung, insbesondere zumindest den Aufnahmebereich auf, wobei der andere Gehäuseabschnitt die Vertiefung axial in Bezug auf die Mittelachse begrenzt bzw. abschließt. Der Ringmagnet ist in einer axialen Richtung endseitig in eines der beiden Gehäusebauteile, insbesondere in den Aufnahmebereich, montiert und/oder montierbar und in einer axialen Gegenrichtung durch das andere Gehäusebauteil gehalten.
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Somit kann durch die beiden Gehäusebauteile der Ringmagnet ohne zusätzliche Befestigungsmittel besonders einfach zwischen den beiden Gehäusebauteilen montiert werden.
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In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass das eine Gehäusebauteil einen Endabschnitt und das andere Gehäusebauteil einen den Endabschnitt aufnehmenden Aufnahmeabschnitt aufweist. Der Ringmagnet ist endseitig in den Endabschnitt eingesetzt und durch den Aufnahmeabschnitt gegen ein Verlieren gesichert. Insbesondere ist die Vertiefung vollständig oder zumindest abschnittsweise in einen Innenumfang des Endabschnitts eingebracht, sodass der Ringmagnet in den Endabschnitt vormontiert werden kann. Besonders bevorzugt ist der Ringmagnet in der axialen Richtung in den Endabschnitt einsetzbar und in der axialen Gegenrichtung aus dem Endabschnitt herausnehmbar. Der Aufnahmeabschnitt ist vorzugsweise als ein zu dem Endabschnitt komplementär ausgebildeter Ansatz ausgebildet, welcher zumindest zur formschlüssigen Aufnahme des Endabschnitts dient. Bevorzugt weist der Aufnahmeabschnitt zumindest eine die Vertiefung begrenzende Flanke und/oder einen der Fallenbereiche auf, wobei der Ringmagnet in einem montierten Zustand durch die Flanke bzw. eine durch den Fallenbereich gebildeten Stufenabsatz in dem Endabschnitt bzw. dem Aufnahmebereich gehalten ist.
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Somit wird ein Gehäuse vorgeschlagen, welches besonders kompakt ausgestaltet ist. Durch die Anordnung des Ringmagneten in dem Endabschnitt wird zudem die Montage des Gehäuses weiter vereinfacht, da der Ringmagnet bereits lagerichtig in das Gehäuse eingesetzt werden kann.
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In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Endabschnitt über eine Gewindeverbindung lösbar mit dem Aufnahmeabschnitt verbunden ist. Insbesondere weist der Endabschnitt hierzu an seinem Außenumfang ein Außengewinde und der Aufnahmeabschnitt an seinem Innenumfang ein Innengewinde auf. Optional ergänzend ist zwischen dem Endabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt ein Dichtmittel, z.B. ein Dichtring, angeordnet. Alternativ ist vorgehsehen, dass der Endabschnitt über eine Stoffschlussverbindung unlösbar mit dem Aufnahmeabschnitt verbunden ist. Insbesondere sind der Endabschnitt und der Aufnahmeabschnitt über eine Schweiß- oder Lötverbindung miteinander stoffschlüssig verbunden.
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Es ist somit eine Überlegung der Erfindung, ein Gehäuse vorzuschlagen, welches besonders einfach und schnell montiert werden kann und zugleich eine fluiddichte Verbindung der beiden Gehäusebauteile ermöglicht.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse endseitig jeweils einen Anschlussstutzen aufweist, welcher zum Anschluss der Hydraulikleitung ausgebildet und/oder geeignet sind. Insbesondere weisen das erste und das zweite Gehäusebauteil endseitig jeweils den Anschlussstutzen auf. Vorzugsweise sind die beiden Anschlussstutzen jeweils als Rohrstutzen ausgebildet, welche zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Anbindung der Hydraulikleitung dienen. Die Hydraulikleitung kann als ein Rohr oder ein Wellrohr oder ein Schlauch ausgebildet sein. Im Speziellen dienen Anschlussstutzen zur Bildung einer Steckverbindung mit der Hydraulikleitung, sodass die Hydraulikleitung auf den Anschlussstutzen aufgesteckt und/oder aufsteckbar ist. Besonders bevorzugt weist jeder der beiden Rohrstutzen jeweils ein weiteres Dichtmittel, z.B. ein O-Ring, auf, welcher jeweils den Anschlussstutzen gegenüber der Hydraulikleitung abdichtet.
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Dadurch wird eine Filtereinheit vorgeschlagen, welche besonders einfach in eine Hydraulikleitung eingesetzt oder nachgerüstet werden kann. Durch die beiden Anschlussstutzen kann die Filtereinheit zudem besonders einfach montiert werden.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Kupplungssystem mit der Filtereinheit wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Vorzugsweise ist das Kupplungssystem zur Unterbrechung eines Antriebsmoments in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs angeordnet und/oder anordbar. Hierzu weist das Kupplungssystem einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder, welche durch eine Hydraulikleitung miteinander verbunden sind. Der Geberzylinder kann dabei mit einem Kupplungspedal oder einem Kupplungsaktuator verbunden sein. Der Nehmerzylinder kann dabei mit einem Ausrücker verbunden sein, welcher zur Übertragung einer Ausrückbewegung auf eine Kupplungseinrichtung, insbesondere eine Reibkupplung, dient. Bei einer Betätigung des Geberzylinders wird vorzugweise eine Fluidsäule über die Hydraulikleitung in Richtung des Nehmerzylinders verschoben, sodass die Ausrückbewegung auf den Ausrücker übertragen wird. Anschließend werden der Ausrücker und der Nehmerzylinder selbsttätig wieder in die Ausgangsposition zurückgestellt, wobei die Fluidsäule wieder in Richtung des Geberzylinders zurück geschoben wird.
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Gemäß dieser Ausführung ist die Filtereinheit dabei zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder in der Hydraulikleitung angeordnet. Betriebsbedingt kann es über die Betriebsdauer durch eine Abnutzung des Geber- und/oder des Nehmerzylinders zu einer Verunreinigung der Hydraulikflüssigkeit mit ferromagnetischen Partikeln kommen. Diese werden beim Durchströmen der Filtereinheit durch den Ringmagneten angezogen und in der Filtereinheit, insbesondere den Fallenbereichen, gehalten.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 eine stark schematisierte Darstellung eines Kupplungssystems als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Filtereinheit des Kupplungssystems aus 1 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung ein Kupplungssystem 1, welches beispielsweise für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet ist. Das Kupplungssystem 1 weist eine Betätigungseinrichtung 2, einen Geberzylinder 3, eine Hydraulikleitung 4, eine Filtereinheit 5, einen Nehmerzylinder 6, eine Übertragungseinrichtung 7 sowie eine Kupplungseinrichtung 8 auf.
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Beispielsweise ist die Betätigungseinrichtung 2 als ein mit dem Geberzylinder 3 in Wirkverbindung stehender Betätigungsaktuator oder Kupplungspedal ausgebildet. Der Geberzylinder 3 ist über die Hydraulikleitung 4 zur Bildung einer hydraulischen Strecke fluidtechnisch mit dem Nehmerzylinder 6 verbunden, wobei die Filtereinheit 5 zwischen dem Geberzylinder 3 und dem Nehmerzylinder 6 in der Hydraulikleitung 4 angeordnet ist. Der Nehmerzylinder 6 steht zudem zur Übertragung einer Ausrückbewegung auf die Kupplungseinrichtung 8 mit der Übertragungseinrichtung 7 in Wirkverbindung. Beispielsweise ist die Übertragungseinrichtung 7 als ein Ausrücksystem ausgebildet, welches die Ausrückbewegung auf die Kupplungseinrichtung 8 als eine mechanische Bewegung überträgt.
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Bei einem Auskuppelvorgang wird die Betätigungseinrichtung 2 betätigt, wobei der Geberzylinder 3 eine Hubbewegung ausführt. Dabei wird eine Fluidsäule von dem Geberzylinder 3 über die Hydraulikleitung 4 und die Filtereinheit 5 in Richtung des Nehmerzylinders 6 verschoben. Der Nehmerzylinder 6 führt dadurch eine weitere Hubbewegung aus, welche auf die Übertragungseinrichtung 7 übertragen und somit als die Ausrückbewegung auf die Kupplungseinrichtung 8 übertragen wird. Beispielsweise ist die Kupplungseinrichtung 8 als eine Reibkupplung ausgebildet, wobei durch die Ausrückbewegung ein Reibschluss der Kupplungseinrichtung 8 aufgehoben und die Kupplungseinrichtung 8 ausgekuppelt wird.
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Bei einem Einkuppelvorgang wird die Betätigungseinrichtung 2 entlastet, wobei die Übertragungseinrichtung 7 und der Nehmerzylinder 6 selbsttätig in eine Ausgangsposition zurückgeführt werden und die Kupplungseinrichtung 8 wieder eingekuppelt wird. Dabei wird die Fluidsäule von dem Nehmerzylinder 6 über die Hydraulikleitung 4 sowie die Filtereinheit 5 wieder zurück in Richtung des Geberzylinders 3 verschoben, sodass der Geberzylinder 3 in eine Ausgangsposition zurückgeführt wird.
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Betriebsbedingt können über die Lebensdauer des Kupplungssystems 1 aufgrund von Abnutzung harte Partikel in das Fluid gelangen, welche beispielsweise zu einem erhöhten Verschleiß von dynamischen Dichtungen, nicht dargestellt, des Geber- bzw. Nehmerzylinders 3, 6 führen können und somit deren Lebensdauer verkürzen. Üblicherweise weist ein Großteil der harten Partikel ferromagnetische Eigenschaften auf, sodass diese durch magnetische Kräfte gefiltert werden können. Hierzu ist die Filtereinheit 5 als ein magnetischer Filter ausgebildet, welcher die ferromagnetischen Partikel aus dem durch die Hydraulikleitung fließenden hydraulischen Fluid mittels eines Magneten 9 abscheidet. Der Magnet 9 kann hierzu bevorzugt als ein Permanentmagnet oder alternativ jedoch auch als ein Elektromagnet ausgebildet sein. Dadurch kann die Anzahl der harten Partikel, welche die dynamischen Dichtungen erreichen deutlich verringert werden.
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2 zeigt die Filtereinheit 5 in einer schematischen Schnittdarstellung als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Filtereinheit 5 weist ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 10 auf, welches durch ein erstes und ein zweites Gehäusebauteil 11, 12 gebildet ist. Die beiden Gehäusebauteile 11, 12 sind in Bezug auf eine Mittelachse M koaxial zueinander angeordnet, wobei das erste Gehäusebauteil 11 eine erste Fluidöffnung 13 und das zweite Gehäusebauteil 12 eine zweite Fluidöffnung 14 aufweist. Die beiden Fluidöffnungen 13, 14 sind über einen Strömungsabschnitt 15 strömungstechnisch miteinander verbunden, wobei das Fluid entlang eines Strömungsweges S über den Strömungsabschnitt 15 durch das Gehäuse 10 geführt ist. Beispielsweise ist der Strömungsabschnitt 15 durch eine koaxial zu der Mittelachse M verlaufende Durchgangsbohrung ausgebildet.
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Der Magnet 9 ist als ein Ringmagnet 16 ausgebildet und innerhalb des Gehäuses 10 zwischen den beiden Gehäusebauteilen 11, 12 angeordnet. Hierzu weist das Gehäuse 10 eine Vertiefung 17 auf, welche in einen Innenumfang des Gehäuses 10 eingebracht ist. Die Vertiefung 17 ist als eine gestufte Ringnut ausgebildet, wobei die Vertiefung hierzu 17 drei Ringabschnitte 17a, b, c aufweist, welche in axialer Richtung in Bezug auf die Mittelachse M voneinander abgesetzt sind. Die beiden äußeren Ringabschnitte 17a, b definieren jeweils einen Fallenbereich 18a, b, wobei ein zwischen den beiden äußeren Ringabschnitten 17a, b angeordneter mittlerer Ringabschnitt 17c einen Aufnahmebereich 19 zur Aufnahme des Ringmagneten 16 definiert. Der mittlere Ringabschnitt 17c ist gegenüber den beiden äußeren Ringabschnitten 17a, b versenkt angeordnet, sodass der Ringmagnet 16 in axialer Richtung in Bezug auf die Mittelachse M formschlüssig in der Ringnut gehalten wird.
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Die beiden Fallenbereiche 18a, b sind beidseitig des Ringmagneten 16 als jeweils ein die Mittelachse M umlaufender Ringspalt ausgebildet, sodass der Ringmagnet 16 abschnittsweise zu den beiden Gehäuseabschnitten 11, 12 in einer axialen Richtung AR und einer axialen Gegenrichtung GR beabstandet ist. Die beiden Fallenbereiche 18a, b bilden eine Falle für die ferromagnetischen Partikel, wobei jeweils in dem Fallenbereich 18a, b eine Strömungsgeschwindigkeit des Fluids am niedrigsten und zugleich eine Feldstärke eines durch den Ringmagneten 16 erzeugten elektrischen Magnetfelds am stärksten ist. Beim Durchströmen der Filtereinheit 5 fließt das Fluid entlang des Strömungsweges S, wobei die ferromagnetischen Partikel in Abhängigkeit der Strömungsrichtung wahlweise in einem der beiden Fallenbereich 18a, b gefangen und durch den Ringmagneten 16 gehalten werden. Der Ringmagnet 16 ist beispielsweise axial oder radial magnetisiert.
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Zu Verbindung der beiden Gehäusebauteile 11, 12 weist der erste Gehäuseabschnitt 11 einen Endabschnitt 20 und der zweite Gehäuseabschnitt 12 einen Aufnahmeabschnitt 21 auf, welcher zur Aufnahme des Endabschnitts 20 dient. Die Vertiefung 19 ist durch die beiden Gehäusebauteile 11, 12 definiert, wobei der Endabschnitt 20 an seinem Innenumfang einen der Fallenbereiche 17a sowie den Aufnahmebereich 17c und der Aufnahmeabschnitt 21 an seinem Innenumfang den anderen Fallenbereich 17b aufweist. Bei einer Montage wird der Ringmagnet 16 zuerst in der axialen Richtung AR in den Aufnahmebereich 19 des Endabschnitts 20 eingeschoben und anschließend in der axialen Gegenrichtung GR durch den Aufnahmeabschnitt 21 gegen ein Verlieren gesichert.
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Der Aufnahmeabschnitt 21 ist beispielsweise als ein hohlzylindrischer Stutzen ausgebildet, wobei der Endabschnitt 20 in der axialen Gegenrichtung GR in den Aufnahmeabschnitt 21 eingesteckt oder eingeschraubt ist. Der Endabschnitt 20 und der Aufnahmeabschnitt 21 sind in einem Verbindungsbereich 22 stoffschlüssig, zum Beispiel mittels einer Löt- oder Schweißverbindung, oder formschlüssig, zum Beispiel über eine Gewindeverbindung, miteinander verbunden.
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Der Ringmagnet 16 weist eine zentrale Öffnung 23 auf, wobei der Strömungsweg S durch die Öffnung 23 geführt ist. Der Ringmagnet 16 ist in Bezug auf die Mittelachse M koaxial und/oder konzentrisch zu den beiden Gehäusebauteilen 11, 12 angeordnet, wobei die Öffnung 23 einen Innendurchmesser aufweist, welcher größer oder gleich dem Innendurchmesser des Strömungsabschnitts 15 ist. Dadurch ist der Ringmagnet 16 radial in dem Gehäuse 10 versenkt angeordnet. Somit kann gewährleistet werden, dass die Filtereinheit 5 im Bereich des Ringmagneten 16 nur einen geringen oder keinen Strömungswiderstand aufweist, wodurch ein Druckabfall in dem Gesamtsystem, insbesondere Kupplungssystem 1, reduziert bzw. ausgeschlossen wird und somit ein negativer Einfluss auf die Betätigungsgeschwindigkeit des Geber- bzw. Nehmerzylinders 3, 6 eliminiert wird.
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Das erste und das zweite Gehäusebauteil 11, 12 weisen endseitig jeweils einen Anschlussstutzen 24a, b auf, welche zum Anschluss der Hydraulikleitung 4 dienen. Beispielsweise ist die Hydraulikleitung 4 je Seite durch jeweils ein Rohr gebildet, welches endseitig jeweils auf einen der Anschlussstutzen 24a, b fluiddicht aufgesteckt werden kann. Hierzu weisen die beiden Anschlussstutzen 24a, b jeweils ein Dichtmittel 25a, b, z.B. einen O-Ring, auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungssystem
- 2
- Betätigungseinrichtung
- 3
- Geberzylinder
- 4
- Hydraulikleitung
- 5
- Filtereinheit
- 6
- Nehmerzylinder
- 7
- Übertragungseinrichtung
- 8
- Kupplungseinrichtung
- 9
- Magnet
- 10
- Gehäuse
- 11
- erstes Gehäusebauteil
- 12
- zweites Gehäusebauteil
- 13
- erste Fluidöffnung
- 14
- zweite Fluidöffnung
- 15
- Strömungsabschnitt
- 16
- Ringmagnet
- 17
- Vertiefung
- 18a, b
- Fallenbereiche
- 19
- Aufnahmebereich
- 20
- Endabschnitt
- 21
- Aufnahmeabschnitt
- 22
- Verbindungsbereich
- 23
- Öffnung
- 24a, b
- Anschlussstutzen
- 25a, b
- Dichtmittel
- AR
- axiale Richtung
- GR
- axiale Gegenrichtung
- M
- Mittelachse
- S
- Strömungsweg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015201713 A1 [0003]
