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Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem eines Kupplungssystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Geberzylindergehäuse mit einem innerhalb des Geberzylindergehäuses linear beweglich aufgenommenen Geberzylinderkolben, welcher mit einem ersten stirnseitigen, distalem Ende in einen mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllbaren Geberzylinderprimärdruckraum eingreift, wobei die lineare Bewegung des Geberzylinderkolbens zu einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Geberzylinderprimärdruckraums führt, wobei an einem zweiten distalen Ende des Geberzylinders eine Geberzylinderkolbenstange angekoppelt ist, über welche eine Kraft zur linearen Bewegung des Geberzylinderkolbens auf diesen übertragen wird, wobei der Geberzylinderkolben in einer Kolbenführungshülse linearverschiebbar aufgenommen ist, und die Kolbenführungshülse ihrerseits ortsfest in dem Geberzylindergehäuse angeordnet ist.
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Bekanntermaßen besteht ein Geberzylinder aus einem Gehäuse, das mit Kolbenführungshülse vorzugsweise mittels Verschweißen verbunden ist. In diesem aus zwei Teilen gebildeten Gehäuse ist ein Geberzylinderkolben axial bewegbar geführt, der endseitig mit einer Geberzylinderkolbenstange verbunden ist, die aus der endseitig offenen Kolbenführungshülse herausragt. Zur Vermeidung von Schmutzeintrag in die Kolbenführungshülse, der zur Undichtheit zwischen den Gleitflächen, Geberzylinderkolben, Geberzylindergehäuse/Kolbenführungshülse führt, dient eine Abdichtung zwischen der Kolbenführungshülse und der Geberzylinderkolbenstange, beispielsweise in Form eines Faltenbalges, wie dies in der
DE 37 20 410 A1 offenbart ist. Dieser Faltenbalg ist endseitig einerseits an der Geberzylinderkolbenstange befestigt und andererseits mit dem Gehäuse des Geberzylinders verbunden. Als Faltenbalg wird ein zusammenfaltender (ziehharmonikaartiger) Schlauch aus Kunststoff bezeichnet. Um die Bewegung der Geberzylinderkolbenstange nicht zu behindern, muss der Faltenbalg elastisch sein. Die Bewegung der Geberzylinderkolbenstange erfolgt beim Ein- und Ausfahren des Kolbens im Geberzylinder sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, um einen Schwenkwinkel (Auslenkung) zu realisieren, der bei der Betätigung des Kupplungspedals ausgeführt wird. Da der Faltenbalg sowohl an der Geberzylinderkolbenstange als auch an der Kolbenführungshülse des Geberzylinders befestigt ist, wird die Geberzylinderkolbenstange beim Ein- und Ausfahren des Geberzylinderkolbens in jeder Position gegen Schmutz abgedichtet.
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Allerdings benötigen die Falten in radialer Richtung einen sehr großen Bauraum, sodass ein Faltenbalg aus Bauraumgründen nicht für alle Geberzylinder verwendet werden kann. Außerdem ist die Montage des Faltenbalgs an der Kolbenführungshülse und der Geberzylinderkolbenstange sehr aufwendig. Nachteilig ist außerdem, dass durch das ständige Ein- und Ausfahren der Geberzylinderkolbenstange der Faltenbalg abgenutzt wird, da dieser in jede Position der Geberzylinderkolbenstange mitgeführt wird.
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Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Geberzylinder mit einer Abdichtung der Öffnung des Schweißringes zu schaffen, die einen kleinen Bauraum zwischen dem Schweißring und der Kolbenstange benötigt, keine oder nur eine geringe Berührung mit der Kolbenstange aufweist und an der trotz der Bewegung der Kolbenstange kein Verschleiß auftritt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Geberzylinder für ein hydraulisches Ausrücksystem eines Kupplungssystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Geberzylindergehäuse mit einem innerhalb des Geberzylindergehäuses linear beweglich aufgenommenen Geberzylinderkolben, welcher mit einem ersten stirnseitigen, distalem Ende in einen mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllbaren Geberzylinderprimärdruckraum eingreift, wobei die lineare Bewegung des Geberzylinderkolbens zu einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Geberzylinderprimärdruckraums führt, wobei an einem zweiten distalen Ende des Geberzylinders eine Geberzylinderkolbenstange angekoppelt ist, über welche eine Kraft zur linearen Bewegung des Geberzylinderkolbens auf diesen übertragen wird, wobei der Geberzylinderkolben in einer Kolbenführungshülse linearverschiebbar aufgenommen ist, und die Kolbenführungshülse ihrerseits ortsfest in dem Geberzylindergehäuse angeordnet ist, wobei die Kolbenführungshülse an ihrer inneren Mantelfläche eine Dichtungsaufnahme aufweist, mittels derer eine ringförmige Kolbenstangendichtung in der Kolbenführungshülse fixiert ist, wobei die Kolbenstangendichtung und die Geberzylinderkolbenstange derart konfiguriert sind, dass während einer im Wesentlichen linearen Bewegung der Geberzylinderkolbenstange die Kolbenstangendichtung an der Geberzylinderkolbenstange anliegt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Geberzylinders kann eine wirkungsvolle Abdichtung gegen unerwünschten Schmutzeintrag in die Kolbenführungshülse bereitgestellt werden wobei gleichzeitig eine sehr gute Montierbarkeit realisiert werden kann.
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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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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.
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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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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.
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Man unterscheidet grundsätzlich manuell betriebene Kupplungssysteme und automatische Kupplungssysteme. Bei einem manuell betriebenen Kupplungssystem wird der ein- bzw. Auskupplungsvorgang manuell vom Fahrer, beispielsweise durch muskelbetriebene Betätigung eines Kupplungspedals ausgelöst und gesteuert.
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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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Um dem Fahrer auch bei automatischen Kupplungssystemen einen gewissen manuellen Eingriff bei der Gangwahl zu ermöglichen, sind auch in automatischen Kupplungssystemen z.B. Lenkradtasten bekannt zur manuellen Gangwahl bekannt, wobei die Kupplungs- und Schaltvorgänge aber ebenfalls automatisch vom Kupplungssystem gesteuert werden.
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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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Ein Geberzylinder besteht in der Regel aus einem Geberzylindergehäuse, einem Geberzylinderkolben mit Geberzylinderkolbenstange und einer Anordnung aus verschiedenen Dichtungen. Ein Geberzylinder besitzt üblicherweise einen hydraulischen Anschluss zur hydraulischen Druckleitung des Nehmerzylinders. Dieser kann beispielsweise als Schnellverbinder oder Schraubverbinder ausgeführt sein.
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Weiterhin kann der Geberzylinder einen Anschluss zur Versorgung des Systems mit Hydraulikflüssigkeit besitzen. Dieser ist dann oft über einen Verbindungsschlauch mit einem Flüssigkeitsreservoir verbunden. Es ist jedoch auch möglich, dass der Kupplungszylinder ein eigenes Reservoir besitzt. Die Geberzylinderprimärdichtung trennt das Reservoir vom hydraulischen Druckraum. Sie ermöglicht den Druckaufbau zum Betätigen der Kupplung. Bei entlastetem Kupplungspedal kann eine Feder am Kupplungspedalpedal oder im Geberzylinder dafür sorgen, dass der Geberzylinderkolben vollständig zurückbewegt wird. In dieser Ruheposition des Kupplungspedals ist bevorzugt die Verbindung zwischen dem Reservoir und dem Druckraum (soweit vorhanden) geöffnet, so dass in diesem Zustand im System eingeschlossene Luft entweichen und Hydraulikflüssigkeit nachströmen kann.
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Das Geberzylindergehäuse kann insbesondere den Geberzylinderkolben aufnehmen und einen Geberzylinderprimärdruckraum ausbilden, auf den der Geberzylinderkolben hydraulisch derart einwirkt, dass eine Druckerhöhung oder Druckreduktion im Geberzylinderprimärdruckraum durch eine Verschiebung des Geberzylinderkolbens innerhalb des Geberzylindergehäuses erzielt wird. Das Geberzylindergehäuse kann einteilig oder auch mehrteilig ausgebildet sein. An dem Geberzylindergehäuse können hydraulische und/oder mechanische Schnittstellen zur Kopplung mit weiteren Bauteilen vorgesehen sein.
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Der Geberzylinderkolben hat innerhalb eines hydraulischen Ausrücksystems die Funktion, durch eine lineare Verschiebung des Geberzylinderkolbens gegenüber dem Geberzylindergehäuse eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Geberzylinderprimärdruckraums zu bewirken. Durch diese vom Geberzylinderkolben hervorgerufene Volumenänderung wird eine Erhöhung oder Absenkung des hydraulischen Drucks bewirkt und innerhalb der hydraulischen Strecke übertragen.
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Der Geberzylinderkolben besitzt bevorzugt eine zylinderförmige Ausformung, wobei ein stirnseitiges, distale Ende des Geberzylinderkolbens in den Geberzylinderprimärdruckraum eingreift. Das diesem distalen Ende gegenüberliegende zweite distale Ende des Geberzylinderkolbens ist insbesondere mit der Geberzylinderkolbenstange gekoppelt, die die zum Verschieben des Geberzylinderkolbens notwendige Kraft mechanisch auf den Geberzylinderkolben überträgt. Der Geberzylinderkolben kann einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein.
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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 Geberzylinderprimärdruckraum stellt ein hydraulisches Volumen bereit, auf dass der Geberzylinderkolben so einwirkt, dass er durch sein Verschieben innerhalb des Geberzylindergehäuses eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Geberzylinderprimärdruckraums bewirkt. Diese Volumenänderung führt zu einem Druckanstieg oder Druckabfall in der entsprechenden hydraulischen Übertragungsstrecke des hydraulischen Ausrücksystems.
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Ein Geberzylindergehäuse kann eine Kolbenführungshülse aufweisen, welche insbesondere als ein von dem Geberzylindergehäuse separates Bauteil ausgeformt ist. Die Kolbenführungshülse kann insbesondere zylinderringförmig ausgebildet sein, wobei sie bevorzugt über ihre äußere Mantelfläche in das Geberzylindergehäuse eingepasst ist. Im Inneren der Kolbenführungshülse wird der Geberzylinderkolben linearbeweglich geführt. Die Kolbenführungshülse ist in der Regel mit einer hohen Maßgenauigkeit gefertigt, so dass eine möglichst reibungsarme und gleichzeitig hydraulisch dichte Führung des Geberzylinderkolbens realisierbar ist. Gelegentlich wird die Kolbenführungshülse auch als Schweißring bezeichnet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Geberzylinderkolbenstange einen zylinderförmigen Abschnitt aufweist, an dem die Kolbenstangendichtung während einer linearen Verschiebung der Geberzylinderkolbenstange dichtend anliegt.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Dichtungsaufnahme als umlaufende Nut ausgebildet ist.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass die Kolbenstangendichtung eine topfartige Raumform aufweist, wobei der Boden eine Öffnung zur dichtenden Durchführung der Geberzylinderkolbenstange aufweist. Durch die topfartige Ausbildung der Kolbenstangendichtung erhält die Dichtung eine erhöhte Stabilität und verbesserte axiale wie radiale Federwirkung.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die Kolbenstangendichtung aus einem Elastomer und/oder Gummi gebildet ist
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass die Kolbenführungshülse aus einem metallischen Material gebildet ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Kolbenstangendichtung einen äußeren Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der äußere Durchmesser der Kolbenführungshülse .
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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 Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geberzylinders in einer schematischen Querschnittsansicht,
- 2 eine Detailansicht des aus 1 bekannten Geberzylinders, und
- 3 ein Kraftfahrzeug mit einem Kupplungssystem in einer schematischen Blockschaltdarstellung.
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Die 1 zeigt einen Geberzylinder 1 für ein hydraulisches Ausrücksystem 2 eines Kupplungssystems 3 eines Kraftfahrzeugs 4, umfassend ein Geberzylindergehäuse 5 mit einem innerhalb des Geberzylindergehäuses 5 linear beweglich aufgenommenen Geberzylinderkolben 6. Dieser besitzt ein erstes stirnseitiges, distales Ende, welches in einen mit einer Hydraulikflüssigkeit 7 befüllbaren Geberzylinderprimärdruckraum 8 eingreift. Eine lineare Bewegung des Geberzylinderkolbens 6 führt somit zu einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Geberzylinderprimärdruckraums 8. An einem zweiten distalen Ende des Geberzylinders 1 ist eine Geberzylinderkolbenstange 9 angekoppelt, über welche eine Kraft zur linearen Bewegung des Geberzylinderkolbens 6 auf diesen übertragen wird,. Diese Kraft kann hilfskrafttbewirkt oder manuell erzeugt werden, beispielsweise durch einen elektrischen oder hydraulischen Aktor oder ein manuell betätigbares Fußpedal.
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Der Geberzylinderkolben 6 ist in einer Kolbenführungshülse 10 linearverschiebbar aufgenommen, wobei die Kolbenführungshülse 10 ihrerseits ortsfest in dem Geberzylindergehäuse 5 angeordnet ist. Die Kolbenführungshülse 10 weist an ihrer inneren Mantelfläche eine Dichtungsaufnahme 11 auf, mittels derer eine ringförmige Kolbenstangendichtung 12 in der Kolbenführungshülse 10 fixiert ist. Die Kolbenstangendichtung 12 und die Geberzylinderkolbenstange 9 sind derart konfiguriert, dass während einer im Wesentlichen linearen Bewegung der Geberzylinderkolbenstange 9 die Kolbenstangendichtung 12 an der Geberzylinderkolbenstange 9 dichtend anliegt. Die Geberzylinderkolbenstange 9 weist hierzu einen zylinderförmigen Abschnitt 13 auf, an dem die ringförmige Kolbenstangendichtung 12 während einer linearen Verschiebung der Geberzylinderkolbenstange 9 dichtend anliegt. Die Dichtungsaufnahme 11 ist als umlaufende Nut ausgebildet.
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Aus der Detailansicht der 2, die eine Ausschnittsvergrößerung der Kolbenstangendichtung 12 zeigt, ist gut ersichtlich, dass die Kolbenstangendichtung 12 eine topfartige Raumform aufweist, wobei der Boden eine Öffnung zur dichtenden Durchführung der Geberzylinderkolbenstange 9 besitzt. Die Kolbenstangendichtung 12 kann aus einem Elastomer und/oder Gummi gebildet sein. Man erkennt ferner gut, dass die Kolbenstangendichtung 12 einen kleineren Außendurchmesser aufweist, als der Außendurchmesser der Kolbenführungshülse 10.
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Die 3 zeigt ein hydraulisches Ausrücksystem 2 eines Kupplungssystems 3 eines Kraftfahrzeugs 4, wobei das hydraulische Ausrücksystem 2 insbesondere einen Geberzylinder 1 umfasst, wie er aus den 1-2 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
- Geberzylinder
- 2
- hydraulisches Ausrücksystem
- 3
- Kupplungssystem
- 4
- Kraftfahrzeug
- 5
- Geberzylindergehäuse
- 6
- Geberzylinderkolben
- 7
- Hydraulikflüssigkeit
- 8
- Geberzylinderprimärdruckraum
- 9
- Geberzylinderkolbenstange
- 10
- Kolbenführungshülse
- 11
- Dichtungsaufnahme
- 12
- Kolbenstangendichtung
- 13
- Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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