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Die Erfindung betrifft einen Zentralausrücker, insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem eines Kupplungssystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Zentralausrückergehäuse mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum zuführbaren Hydraulikflüssigkeit ein Zentralausrückerkolben axial bewegbar aufgenommen ist, und der Zentralausrückerkolben eine Zentralausrückerkolbendichtung aufweist, die den Zentralausrückerkolben gegen den Zentralausrückerkolbenraum abdichtet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Zentralausrückers.
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Zentralausrücker sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt. Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, gattungsbildende Zentralausrücker montagefreundlich, betriebssicher und kostengünstig auszuführen.
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Es somit die Aufgabe der Erfindung, einen Zentralausrücker bereitzustellen, der hinsichtlich seiner Montagefreundlichkeit, Betriebssicherheit sowie seiner Herstellkosten optimiert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Zentralausrücker, insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem eines Kupplungssystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Zentralausrückergehäuse mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum zuführbaren Hydraulikflüssigkeit ein Zentralausrückerkolben axial bewegbar aufgenommen ist, und der Zentralausrückerkolben eine Zentralausrückerkolbendichtung aufweist, die den Zentralausrückerkolben gegen den Zentralausrückerkolbenraum abdichtet, wobei der Zentralausrückerkolben sich in axiale Richtung erstreckende Formschlusselemente aufweist, die die Zentralausrückerkolbendichtung durchgreifen und mit korrespondierenden Formschlusselementen einer Fixierscheibe so zusammenwirken, dass eine formschlüssige Fixierung der Zentralausrückerkolbendichtung am Zentralausrückerkolben bewirkt ist.
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Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Zentralausrückers und des Zentralausrückerkolbens können die Trenngrate an den Dichtoberflächen vermieden werden, wobei gleichzeitig auch eine Fixierung der Zentralausrückerkolbendichtung realisiert ist. Es kann zu keiner Beschädigung der Zentralausrückerkolbendichtung mehr kommen, da herstellungsspezifische Trenngrate nicht mehr vorhanden sind. Ferner kann die Problematik des Ausknüpfens sowie der fehlerhaften Montage behoben werden.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Ein hydraulisches Ausrücksystem verfügt in der Regel über einen Geberzylinder, der den am Geberzylinder erzeugten Druck über eine hydraulische Druckleitung an den Nehmerzylinder überträgt. Der Nehmerzylinder überträgt mittels eines axial verlagerbaren Kolbens und unter Zwischenschaltung eines Kupplungsausrücklagers den hydraulischen Druck auf ein Hebelsystem, das beispielsweise durch eine Tellerfeder gebildet sein kann. Die Tellerfeder beaufschlagt eine drehfest und axial verlagerbar mit einem Kupplungsgehäuse verbundene Kupplungsdruckplatte und ist gegen eine fest mit dem Kupplungsgehäuse verbundene Anpressplatte verspannt. Zwischen Anpressplatte und Kupplungsdruckplatte ist eine Kupplungsscheibe mit einem Kupplungsbelag angeordnet, die je nach Verspannung zwischen Anpress- und Kupplungsdruckplatte einen Reibschluss bilden und die Reibungskupplung schließen oder bei Aufhebung des Reibschlusses öffnen.
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Ein Kupplungssystem für Kraftfahrzeuge hat die Funktion, die antreibende Motorseite in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges schaltbar von der Getriebeseite zu kuppeln bzw. zu entkuppeln und so einen Gangwechsel des Getriebes während der Fahrt zu ermöglichen und den antreibenden Motor hierdurch in einem bevorzugten Drehzahl-/ Drehmomentbereich betreiben zu können. Man unterscheidet grundsätzlich manuell betriebene Kupplungssysteme und automatische Kupplungssysteme.
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Bei einem manuell betriebenen Kupplungssystem wird der ein- bzw. Auskupplungsvorgang manuell vom Fahrer, beispielsweise durch muskelbetriebene Betätigung eines Kupplungspedals ausgelöst und gesteuert. In automatischen Kupplungssystemen wird diese Steuerung und Betätigung durch eine elektronische Steuerung und Aktoren übernommen, so dass ein Eingreifen des Fahrers für einen Gangwechsel während der Fahrt nicht mehr erforderlich ist. Folglich besitzen automatische Kupplungssysteme in der Regel auch kein Kupplungspedal.
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Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
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Vollhydraulische Kupplungssysteme von Kraftfahrzeugen können mit einem Zentralausrücker ausgestattet sein, welcher häufig auch als Concentric Slave Cylinder (CSC) bezeichnet wird. Dieser kann insbesondere aus einem ringförmigen hydraulischen Zentralausrückerzylinder mit integriertem Ausrücklager bestehen, der in dem Kupplungsgehäuse bevorzugt zwischen dem Getriebe und der Kupplung mittig zur Getriebeeingangswelle angeordnet ist, wodurch der Hebel in der Getriebeglocke, wie er bei Anordnungen mit einem konventionellen Nehmerzylinder verwendet wird, entfallen kann.
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In Fahrzeugen mit manuell betätigten Trockenkupplungen muss die vom Fahrer erzeugte Pedalkraft von einem Mechanismus verstärkt und auf die Kupplung übertragen werden. In modernen fußbetätigten Kupplungen wird eine hydraulische Kupplungsbetätigung eingesetzt. Man unterscheidet prinzipiell zwischen zwei Systemen: Semihydraulik und Vollhydraulik. Bei der Semihydraulik wird der Seilzug durch eine hydraulische Strecke - bestehend aus einem Geberzylinder am Pedal, einer Leitung und einem Nehmerzylinder außen am Getriebe - ersetzt. Beim vollhydraulischen System werden die Funktionen des getriebeseitigen Ausrückmechanismus von einen Zentralausrücker (CSC - Concentric Slave Cylinder) übernommen. Dieser ist direkt in der Getriebeglocke zwischen Getriebe und Kupplung angeordnet.
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Das Zentralausrückergehäuse kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Bevorzugt kann das Zentralausrückergehäuse aus einem Kunststoff, einem metallischen Werkstoff und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein.
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Der in dem Zentralausrückergeäuse ausgeformte Zentralausrückerkolbenraum dient der Aufnahme sowie der Führung des linearbeweglich in dem Zentralausrückergehäuse gelagerten Zentralausrückerkolben.
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Die Hydraulikflüssigkeit hat in einem hydraulischen Ausrücksystem eines Kraftfahrzeugs die Funktion, Energie in Form von Druck möglichst verlustfrei beispielsweise innerhalb eines Kupplungssystems eines Fahrzeugs zu übertragen. Neben dieser Hauptaufgabe kann die Hydraulikflüssigkeit insbesondere auch die Schmierung und den Korrosionsschutz für die beweglichen Teile und die Metall-oberflächen des hydraulischen Ausrücksystems bereitstellen. Außerdem kann sie insbesondere auch Verunreinigungen (beispielsweise durch Abrieb), Wasser und Luft sowie Verlustwärme abführen.
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Der Zentralausrückerkolben hat die Funktion eine hydraulische Druckbeaufschlagung in eine lineare Verschiebung des Zentralausrückerkolbens umzuwandeln, wobei diese bewirkt, dass das Kupplungssystem von einem eingekuppelten Betriebszustand in einen ausgekuppelten Betriebszustand überführbar ist. Der Zentralausrücker kann über einen ringförmigen Zentralausrückerkolben oder mehrere Zentralausrückerkolben (Mehrkolbenausrücker) verfügen.
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Die Zentralausrückerkolbendichtung dichtet den linearbeweglich geführten Zentralausrückerkolben gegenüber dem den Zentralausrückerkolben aufnehmenden Zentralausrückergehäuse ab. Die Zentralausrückkolbendichtung kann insbesondere als Dichtring ausgebildet sein. Die Zentrauausrückerkolbendichtung kann insbesondere formschlüssig mit dem Zentralausrückerkolben verbunden sein. Besonders bevorzugt ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zentralausrückekolben und der Zentralausrückerkolbendichtung als Schnappverbindung ausgestaltet.
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Besonders bevorzugt ist es, dass die Zentralausrückerkolbendichtung aus einem elastischen, insbesondere bevorzugt gummielastischen Material geformt ist. Das elastische Material kann bevorzugt ganz oder teilweise aus einem Elastomer bestehen, wobei wiederum bevorzugt die Elastomere ausgewählt sind aus der Gruppe der Vulkanisate von Naturkautschuk und Silikonkautschuk.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Formschlusselemente der Fixierscheibe ein Federelement umfassen, welches insbesondere als Federzunge ausgeformt ist.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Formschlusselemente des Zentralausrückerkolbens einen Hinterschnitt aufweisen, in die in Umfangsrichtung ein korrespondierendes Formschlusselement der Fixierscheibe eingreifen kann.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass das Federelement der Fixierscheibe sich federbelasted gegen den Zentralausrückerkolben abstützt und die Fixierscheibe in axialer Richtung von dem Zentralausrückerkolben weg drückt.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die Fixierscheibe aus einem Kunststoff geformt ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass die Fixierscheibe aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Metallblech, geformt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Formschlusselemente des Zentralausrückerkolbens und die Formschlusselemente der Fixierscheibe eine durch eine relative Verdrehung und axiales Andrücken bewirkte Schnapp-Rastverbindung, ähnlich einem Bajonett-Verschluss, ausbilden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Zentralausrückerkolbendichtung wobei
- - an einem Zentralausrückerkolben angeordnet wird, wobei axial verlaufende Formschlusselemente die Zentralausrückerkolbendichtung durchgreifen, und
- - eine Fixierscheibe in axialer Richtung gegen die Zentralausrückerkolbendichtung gedrückt wird, wobei dabei ein Federelement der Fixierscheibe an dem Zentralausrückerkolben federkraftbeaufschlagt zur Anlage gebracht wird, und
- - nachfolgend die Fixierscheibe unter Federspannung in Umfangsrichtung gegen den Zentralausrückerkolben verdreht wird, wobei das Formschlusselement in das Formschlusselement eingreift und
- - Lösen des axialen Anpressdrucks.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentralausrückers in einer schematischen Querschnittsansicht,
- 2 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentralausrückers in einer Explosionsdarstellung,
- 3 eine Detailansicht der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentralausrückers in einer perspektivischen Darstellung,
- 4 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentralausrückers in einer schematischen Querschnittsansicht,
- 5 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentralausrückers in einer Explosionsdarstellung,
- 6 eine Detailansicht der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zentralausrückers in einer perspektivischen Ansicht,
- 7 schematische Darstellung der Abfolge der Verfahrensschritte zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Zentralausrückers, und
- 8 ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Zentralausrücker in einer schematischen Blockdarstellung.
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Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Zentralausrückers 1, insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem 2 eines Kupplungssystems 3 eines Kraftfahrzeugs 4, wie es beispielhaft in der 8 widergegeben ist. Der Zentralausrücker 1 umfasst ein Zentralausrückergehäuse 5 mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum 6, in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum 6 zuführbaren Hydraulikflüssigkeit 7 ein Zentralausrückerkolben 8 axial bewegbar aufgenommen ist. Der Zentralausrückerkolben 8 weist eine Zentralausrückerkolbendichtung 9 auf, die den Zentralausrückerkolben 8 gegen den Zentralausrückerkolbenraum 6 abdichtet. Der Zentralausrückerkolben 8 weist sich in axiale Richtung erstreckende Formschlusselemente 10 auf, die die Zentralausrückerkolbendichtung 9 durchgreifen und mit korrespondierenden Formschlusselementen 11 einer Fixierscheibe 12 so zusammenwirken, dass eine formschlüssige Fixierung der Zentralausrückerkolbendichtung 9 am Zentralausrückerkolben 8 bewirkt ist. Dies wird nachstehend noch näher erläutert werden.
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In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Fixierscheibe 12 aus einem Kunststoff geformt. 2 zeigt den Aufbau der Zentralausrückerkolbendichtung 9 in einer Explosionsdarstellung.
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Man erkennt insbesondere anhand von 3, dass die Formschlusselemente 11 der Fixierscheibe 12 ein Federelement 13 umfassen, welches als Federzunge ausgeformt ist. Das Federelement 15 der Fixierscheibe 12 stützt sich federbelastet gegen den Zentralausrückerkolben 8 ab und drückt so die Fixierscheibe 12 in axialer Richtung von dem Zentralausrückerkolben 8 weg.
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Insbesondere aus der Zusammenschau mit der 7 ist ersichtlich, dass die Formschlusselemente 10 des Zentralausrückerkolbens 8 einen Hinterschnitt 14 aufweisen, in die in Umfangsrichtung ein korrespondierendes Formschlusselement 11 der Fixierscheibe 12 eingreifen kann. Die Formschlusselemente 10 des Zentralausrückerkolbens 8 und die Formschlusselemente 11 der Fixierscheibe 12 bilden eine durch eine relative Verdrehung und axiales Andrücken bewirkte Schnapp-Rastverbindung, ähnlich einem Bajonett-Verschluss, aus.
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Alternativ zu der in den 1-3 gezeigten Ausführungsform, ist es auch möglich, dass die Fixierscheibe 12 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Metallblech, geformt ist. Dies ist in den 4-6 gezeigt. Die Funktionsweise und der grundsätzliche Aufbau entspricht ansonsten dem aus den 1-3 bereits bekannten.
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Die 7 veranschaulicht den Herstellungsprozess eines Zentralausrückers, wie er aus den 1-6 bereits bekannt ist. Die oberste Abbildung zeigt, dass eine Zentralausrückerkolbendichtung 9 an einem Zentralausrückerkolben 8 angeordnet ist, wobei axial verlaufende Formschlusselemente 10 die Zentralausrückerkolbendichtung 9 durchgreifen. Die Fixierscheibe 12 wird nun in axialer Richtung gegen die Zentralausrückerkolbendichtung 9 gedrückt, wobei dabei das Federelement 15 der Fixierscheibe 12 an dem Zentralausrückerkolben 8 federkraftbeaufschlagt zur Anlage gebracht wird. Dies ist in der mittleren Abbildung gezeigt. Nachfolgend wird nun weiter die Fixierscheibe 12 unter Federspannung in Umfangsrichtung gegen den Zentralausrückerkolben 8 verdreht, wobei das Formschlusselement 10 mit seinem Hinterschnitt 14 in das Formschlusselement 11 eingreift, so dass die Fixierscheibe 12 in axialer Richtung formschlüssig gesichert ist und der axiale Anpressdruck gelöst werden kann. Durch die Federkraftbeaufschlagung wird die Fixierscheibe 12 gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen an dem Zentralausrückerkolben 8 gesichert. Der Montageprozess folgt einem Bewegungsablauf der im Wesentlichen bereits von sogg. Bajonett-Verschlüssen bekannt ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zentralausrücker
- 2
- hydraulisches Ausrücksystem
- 3
- Kupplungssystem
- 4
- Kraftfahrzeug
- 5
- Zentralausrückergehäuse
- 6
- Zentralausrückerkolbenraum
- 7
- Hydraulikflüssigkeit
- 8
- Zentralausrückerkolben
- 9
- Zentralausrückerkolbendichtung
- 10
- Formschlusselement
- 11
- Formschlusselement
- 12
- Fixierscheibe
- 13
- Federelement
- 14
- Hinterschnitt
