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Die Erfindung betrifft einen Zentralausrücker zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung.
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In den letzten Jahren haben sich pneumatisch betätigte Zentralausrücker zur Anwendung in schweren Nutzfahrzeugen für die Kupplungsbetätigung als Standard durchgesetzt. Diese bieten unter Nutzung der zumeist vorhandenen Peripherie für Druckluft eine hohe Funktionsintegration und eine kompakte Bauweise. Dabei hat sich für den Ringkolben ein geschmiedetes Aluminiumbauteil etabliert. Nach dem Schmiedeprozess ist jedoch eine aufwändige Nachbearbeitung erforderlich.
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Es ist daher Aufgabe einen Zentralausrücker zur pneumatischen Betätigung einer Reibungskupplung bereitzustellen, der einen Ringkolben aufweist, welcher auf einfache Art und Weise herzustellen ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Zentralausrücker gemäß Patentanspruch 1. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten eines solchen Zentralausrückers erläutert.
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Der Zentralausrücker umfasst einen Zylinder und einen Ringkolben, die axial beweglich zueinander ausgebildet sind und die gemeinsam einen veränderlichen Druckraum begrenzen. Der Druckraum ist über Dichtelemente abgedichtet, die zwischen dem Zylinder und dem Ringkolben angeordnet sind. Der Ringkolben führt in Abhängigkeit des im Druckraum herrschenden Drucks gegenüber dem Zylinder eine axiale Relativbewegung durch.
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Des Weiteren umfasst der Zentralausrücker ein Ausrücklager, das über ein Vorspannelement axial zu dem Ringkolben hin vorgespannt ist. Das Ausrücklager dient als Schnittstelle zwischen dem Zentralausrücker und der Reibungskupplung, zumeist einer Membranfeder der Reibungskupplung. Das Ausrücklager liegt einerseits an den Federzungen der Membranfeder und andererseits an dem Ringkolben an und gleicht dadurch eine Relativdrehung der Reibungskupplung gegenüber dem Zentralausrücker bereit. Das Ausrücklager ist gegenüber dem Ringkolben in Grenzen radial verschiebbar ausgebildet, um einen Achsversatz zwischen dem Zentralausrücker und der Reibungskupplung ausgleichen zu können. Die Bewegung und Position des Ringkolbens bestimmt sich in Abhängigkeit aller axial auf den Ringkolben wirkenden Kräfte, die unter anderem durch den Druck im Druckraum und die Axialkraft der Reibungskupplung, insbesondere der Membranfeder, bereitgestellt werden.
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Zudem weist ein Abstützabschnitt zur axialen Vorspannung des Ausrücklagers zum Druckraum hin eine druckraumseitige Abstützfläche auf. An dieser Abstützfläche greift das Vorspannelement an bzw. stütz sich ab, um eine Vorspannung auf das Ausrücklager zum Druckraum bzw. zum Ringkolben hin bereitzustellen.
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Weiterhin ist der Ringkolben aus Kunststoff ausgebildet. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit des Ringkolbens ermöglicht. Insbesondere entfällt durch eine geeignete Konstruktion eines solchen aus Kunststoff ausgebildeten Ringkolbens der Aufwand der Nachbearbeitung oder wird zumindest stark reduziert.
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Vorteilhafte Ausführungsvarianten dieses Zentralausrückers sind im Weiteren beschrieben.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Abstützabschnitt durch einen kreisförmig umlaufenden und sich axial von dem Druckraum weg erstreckenden Steg ausgebildet ist.
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Ein derartiger Steg ist einerseits materialsparend und bietet andererseits verschiedene Varianten zur Abstützung des Vorspannelements. Günstigerweise ist der Steg radial außerhalb des Ausrücklagers. Besonders vorteilhaft ist der Steg radial benachbart an dem Ausrücklagers angeordnet. Optional sind zwischen dem benachbart an dem Ausrücklager angeordneten Steg und dem Ausrücklager Anschlagabschnitte angeordnet. Mit besonderem Vorteil begrenzt der Steg die radiale Beweglichkeit des Ausrücklagers gegenüber dem Ringkolben. Dementsprechend kann der Steg einen Anschlagabschnitt für das Ausrücklager bereitstellen.
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Günstigerweise ist eine radiale Beweglichkeit des Ausrücklagers über einen Anschlagabschnitt eingeschränkt.
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Die Anschlagabschnitte stellen eine radiale Begrenzungsfläche bereit, an der sich das Ausrücklager mit Anlagekontakt anlegen kann. Dadurch wird eine radiale Beweglichkeit beziehungsweise ein radialer Freiheitsgrad des Ausrücklagers eingeschränkt. Der Anschlagabschnitt kann beispielsweise durch den Steg ausgebildet sein. In einer alternativen Ausführungsvariante sind mehrere Anschlagabschnitte in Umfangsrichtung verteilt ausgebildet. Diese sind günstigerweise auf einem gemeinsamen Teilkreis ausgebildet. Vorteilhafterweise sind die Anschlagabschnitte gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt ausgebildet. Mit besonderem Vorteil sind die Anlageabschnitte radial innerhalb des Stegs ausgebildet. Günstigerweise sind die Anlageabschnitte radial außerhalb des Ausrücklagers angeordnet. Durch die in Umfangsrichtung abschnittsweise Ausbildung der Anlageabschnitte wird Material eingespart.
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Mit besonderem Vorteil sind an dem kreisförmig umlaufenden Steg mehrere in Umfangsrichtung verteilte Aussparungen ausgebildet, wobei eine Aussparung eine Abstützfläche bereitstellt.
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Diese Abstützflächen der Aussparungen dienen dem Vorspannelement als Abstützung. Hierbei können beispielsweise Federhaken einer Hakenwellfeder in die Aussparungen eingreifen und sich abstützen.
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Vorteilhafterweise ist die Aussparung durch ein Sackloch oder eine durchgehende Öffnung ausgebildet.
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Die Ausbildung als Sackloch ermöglicht eine stabilere Ausführung des Stegs. Durch eine durchgehende Öffnung oder Aussparung wird eine größere Abstützfläche bereitgestellt, die ein sichereres Abstützen des Vorspannelements ermöglicht.
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Mit besonderem Vorteil ist das Vorspannelement durch eine Hakenwellfeder ausgebildet, dessen Federhaken in die Aussparung eingreift.
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Die Hakenwellfeder umfasst günstigerweise einen Wellfederabschnitt sowie mehrere Federhaken. Ein solcher Federhaken kann von radial außen oder von radial innen in die Aussparung eingreifen. Mit besonderem Vorteil ist ein Endabschnitt des Federhakens kreisförmig oder winklig ausgebildet. Mit besonderem Vorteil ist der Endabschnitt um 90 oder um mehr als 90 Grad gebogen oder gewinkelt ausgeführt. Durch die Ausführung des Endabschnitts mit mehr als 90 Grad wird einerseits eine axiale Kraft wirksam abgestützt und zudem ein Ausschnappen in radialer Richtung verhindert. Insbesondere kann der Federhaken dadurch in eine Art Hinterschnitt eingreifen, sodass auch radialer Richtung auf den Federhaken wirkend Kräfte durch den Endabschnitt aufgenommen werden.
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In einer anderen Ausgestaltung ist zwischen dem Abstützabschnitt und dem Vorspannelement kraftwirksam ein Überbrückungselement angeordnet.
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Kraftwirksam bedeutet hier, dass das Bauteil die Kraft einerseits aufnimmt und andererseits abgibt wobei die Kraft über das Bauteil geleitet wird. Dementsprechend leitet das Überbrückungselement die Kraft der Wellfeder weiter, insbesondere vollständig weiter, und liegt im Kraftfluss. Durch das Überbrückungselement kann eine verbesserte Anlagefläche für das Vorspannelement bereitgestellt werden. Ebenso kann durch das Überbrückungselement ein radialer und / oder axialer Versatz von dem Vorspannelement zu dem Abstützabschnitt oder der Abstützfläche hin überbrückt werden.
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Mit Vorteil ist an dem Abstützabschnitt, insbesondere an dem Steg, eine kreisförmig umlaufende Nut ausgebildet.
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Die Nut ist mit Vorteil radial innen oder radial außen an dem Abstützelement oder dem Steg angeordnet. Eine solche Nut ermöglicht eine sichere Anordnung von Scheibenelementen oder Sicherungsringen. Zudem kann ein Schnapphaken oder ein Federhaken in eine derartige Nut eingreifen.
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Günstigerweise stützt sich das Überbrückungselement an einem Sicherungsring ab, der innerhalb der Nut angeordnet ist.
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Der Sicherungsring stellt einerseits eine Kontaktfläche zur Kraftübertragung ausgehend von dem Überbrückungselement bereit, wobei zudem eine sichere Anordnung innerhalb der Nut bereitgestellt ist.
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Mit besonderem Vorteil ist das Überbrückungselement zylinderförmig ausgebildet.
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Durch die Zylinderform kann das Überbrückungselement einen axialen Versatz von dem Vorspannelement zu dem Abstützabschnitt oder dem Steg, insbesondere der Abstützfläche bereitstellen. Dadurch kann der Abstützabschnitt oder der Steg in axialer Richtung kürzer ausgebildet werden. Insbesondere wird dadurch ein Freiraum für die Federzungen der Membranfeder bereitgestellt, sodass diese nicht in Anlagekontakt mit dem Abstützabschnitt oder dem Steg kommen.
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In einer Weiterbildung weist das zylinderförmige Überbrückungselement axial endseitig jeweils einen Flanschabschnitt auf, die sich beide in radialer Richtung erstrecken.
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Diese Flanschabschnitte stellen Kontaktflächen für die angrenzenden Bauteile bereit. Insbesondere steht einer der Flanschabschnitte mit dem Vorspannelement und der andere Flanschabschnitt mit einem Sicherungsring und dem Ringkolben in Anlagekontakt. Günstigerweise ist einer der Flanschabschnitte nach radial außen erstreckend und der andere Flanschabschnitt sich in radialer Richtung nach innen erstreckend ausgebildet. Die Flanschabschnitte erstrecken sich mit Vorteil in entgegengesetzte radiale Richtungen.
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Mit besonderem Vorteil ist eine druckraumferne Wandung der Nut an dem Abstützelement in Umfangsrichtung nur abschnittsweise ausgebildet.
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Dementsprechend folgen in Umfangsrichtung Wandungsabschnitte der Nut, die von Freiabschnitten benachbart sind. Insbesondere sind die Wandungsabschnitte der Nut in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt ausgebildet. Die Wandungsabschnitte der Nut weisen günstigerweise in Umfangsrichtung dieselbe Länge auf. Insbesondere sind alle Wandungsabschnitte identisch ausgeführt. Dadurch lässt sich Material einsparen, die Herstellung eines solchen Ringkolbens im Spritzgussverfahren wird optimiert und zugleich wird eine ausreichende Festigkeit zur Kraftübertragung bereitgestellt.
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In einer weiteren Ausführungsvariante ist der Abstützabschnitt durch mehrere in Umfangsrichtung verteilt und sich in axialer Richtung erstreckende Hakenelemente ausgebildet.
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Insbesondere stützt sich das Vorspannelement an den bereitgestellten Hakenelementen ab. Diese Abstützung erfolgt günstigerweise über ein Überbrückungselement, welches eine gleichmäßige Kontaktfläche für das Vorspannelement bereitstellt.
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Mit besonderem Vorteil steht das Überbrückungselement einerseits in Anlagekontakt mit Abstützflächen des Hakenelements und andererseits mit dem elastischen Element.
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Das Überbrückungselement stellt vorzugsweise eine gleichmäßige und in Umfangsrichtung durchgehende Kontaktfläche für das Vorspannelement bereit.
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Günstigerweise verjüngen sich die Hakenelemente in axialer Richtung zu deren Endbereich hin.
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Durch diese Verjüngung wird insbesondere eine Rampe bereitgestellt, die eine Montage des Vorspannelements und gegebenenfalls des Überbrückungselements vereinfachen. Die Hakenelemente sind mit Vorteil radial elastisch ausgebildet. Dementsprechend wird ein ringförmiges Überbrückungselement durch axiales Aufschieben, bei dem die Hakenelemente in radialer Richtung elastisch aufgespannt werden, montiert. Nach dem Einschnappen federn die Hakenelemente nach radial innen zurück und stellen eine Abstützfläche bereit, an der sich das Überbrückungselement in axialer Richtung abstützt. Dadurch wird eine Montage ermöglicht.
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Mit besonderem Vorteil ist das Überbrückungselement als Ringscheibe ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsvariante ist das Überbrückungselement als Kronenring ausgebildet, der einen Ringabschnitt aufweist, an dem eine Mehrzahl von Schnapphaken ausgebildet sind.
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Die Schnapphaken erstrecken sich in axialer Richtung, wobei der Ringabschnitt günstigerweise ringscheibenförmig ausgebildet ist. Mit besonderem Vorteil ist der Kronenring aus Kunststoff ausgebildet. Mit Vorteil steht das Vorspannelement mit dem Ringabschnitt des Kronenrings in Anlagekontakt. Die Federhaken des Kronenrings greifen günstigerweise in einen als umlaufende Nut ausgebildeten Abstützabschnitt ein. Der Ringabschnitt erstreckt sich insbesondere in radialer Richtung. Die Schnapphaken sind günstigerweise radial außen an dem Ringabschnitt angeordnet. Mit Vorteil weisen die Schnapphaken einerseits einen druckraumfernen Hinterschnitt mit einer Kontaktfläche zum Anlagekontakt mit der Abstützfläche des Abstützabschnitts auf. Es wird vorgeschlagen, dass zudem axial druckraumseitig der Kontaktfläche zu einem axialen Endbereich hin der Schnapphaken verjüngt ausgebildet ist. Hierdurch wird wie bereits weiter oben beschrieben eine Rampe ausgeführt, die eine einfache Montage des Kronenrings an dem Abstützabschnitt bereitstellt.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Schnapphaken des Kronenrings in die Nut des Abstützabschnitts eingreifen.
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Mit besonderem Vorteil ist das Vorspannelement als Wellfeder ausgebildet.
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Das Vorspannelement, insbesondere die Wellfeder, steht mit Vorteil in Anlagekontakt mit dem Überbrückungselement und dem Ausrücklager, insbesondere dem Außenlagerring des Ausrücklagers. Mit besonderem Vorteil steht das Vorspannelement, insbesondere die Hakenwellfeder, in Anlagekontakt mit dem Abstützabschnitt und dem Ausrücklager. Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Abstützelement radial außerhalb des Ausrücklagers angeordnet ist.
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Mit besonderem Vorteil ist der Ringkolben einteilig oder mehrteilig ausgebildet. Ein mehrteiliger Kolben ist durch eine Mehrzahl an Kolbenteilen ausgebildet, die fest miteinander verbunden sind, insbesondere über Schnappverbindungen oder ein Verschweißen. Ebenso kann ein Ringkolben als Nachstellkolben ausgebildet sein, umfassend einen Druckkolben und einen Stellkolben deren axiale Relativposition zur Veränderung der Wirklänge des Ringkolbens veränderbar ist. Bei einer derartigen Ausführung kann der Druckkolben sowie der Stellkolben ein oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei dementsprechend der Druckkolben oder der Stellkolben als Ringkolben im Sinne dieser Anmeldung zu betrachten sind.
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Mit besonderem Vorteil ist radial außen an dem Ringkolben ein Befestigungsabschnitt zur Befestigung eines Positionsgebers eines Wegsensors ausgebildet.
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Mit Vorteil sind an einem radial äußeren Endabschnitt des Ringkolbens Aussparungen ausgebildet, in die ein Befestigungsabschnitt einer Staubschutzkappe eingreift. Der Befestigungsabschnitt weist günstigerweise eine Mehrzahl an Haken auf, die eine Schnappverbindung bereitstellen. Es ist weiterhin von Vorteil, wenn radial innerhalb des Befestigungsabschnitts ein Zylinderabschnitt der Staubschutzkappe den radial äußeren Endabschnitt des Ringkolbens axial überlappt und dadurch abdichtet. Günstigerweise ist ein Befestigungsabschnitt radial außerhalb und zumindest teilweise axial überlappend mit dem Zylinderabschnitt ausgebildet. Mit besonderem Vorteil sind an dem Ringkolben Verstärkungsrippen ausgebildet. Derartige Verstärkungsrippen sind insbesondere in der Figurenbeschreibung nochmals im Detail erläutert und dargestellt.
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Im Weiteren wird der Zentralausrücker anhand mehrerer Figuren beispielhaft und ausführlich erläutert. Es zeigen:
- 1 bis 5 eine erste Ausführungsvariante eines pneumatischen Zentralausrückers mit einem Ringkolben aus Kunststoff;
- 6 bis 9 Ringkolben in einer zweiten Ausführungsvariante für einen pneumatischen Zentralausrücker nach 1;
- 10 bis 15 Ringkolben in einer dritten Ausführungsvariante für einen pneumatischen Zentralausrücker nach 1;
- 16 bis 19 Ringkolben in einer vierten Ausführungsvariante für einen pneumatischen Zentralausrücker nach 1.
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In der 1 ist ein pneumatischer Zentralausrücker mit einem Ringkolben 12 dargestellt. Diese erste Ausführungsvariante des Ringkolbens 12.1 ist in den 2 bis 5 nochmals im Detail in verschiedenen Ansichten gezeigt. Die 6 bis 19 zeigen weitere verbesserte Ringkolben 12, die für einen Zentralausrücker gemäß 1 geeignet sind.
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Der Zentralausrücker umfasst einen Ringkolben 12.1 sowie einen Zylinder 14, die gemeinsam einen Druckraum 16 begrenzen. Der Zylinder ist zweiteilig ausgebildet und umfasst ein Führungsrohr 14a sowie einen Zylindertopf 14b. Der Zentralausrücker 10 und die Bauteile des Zentralausrückers 10 sind im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Der Ringkolben 12.1 ist axial beweglich gegenüber dem Zylinder 14 ausgebildet, sodass über ein Ausrücklager 18 eine axiale Kraft auf eine Reibungskupplung bereitstellbar ist. Das Ausrücklager steht hierfür mit einer Membranfeder der nicht gezeigten Reibungskupplung in Anlagekontakt.
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Ein solcher Ausrückvorgang wird durch eine Druckänderung in dem Druckraum 16 bereitgestellt, welcher eine axiale Kraft auf den Ringkolben 12.1 bewirkt. Eine axiale Bewegung des Ringkolbens 12.1 gegenüber dem Zylinder 14 bedingt dabei eine Volumenänderung des Druckraums 16.
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Zur Abdichtung des Druckraums sind an dem Ringkolben 12.1 in Nuten 19a und 19b entsprechende Dichtelemente 20a und 20b ausgebildet. Des Weiteren weist der Ringkolben 12.1 zwei weitere Nuten 19c und 19d auf, welche die Führungsbänder 22a und 22b aufnehmen. Die Führungsbänder 22a und 22b stellen ein reibungsarmes axiales Gleiten des Ringkolbens 12.1 auf dem Führungsrohr 14a bereit. Des Weiteren ist in einer Nut 19e ein Abstreifelement 24 ausgebildet. Das Abstreifelement 24 streift auf dem Führungsrohr 14a angesammelten Schmutz ab, sodass der Schmutz nicht in den Druckraum gelangt. Insbesondere ist das Abstreifelement 24 durch einen Ring in axialer Richtung gegenüber dem Führungsrohr 14a vorgespannt.
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Des Weiteren ist radial außen an dem Ringkolben 12.1 über eine Schnappverbindung 26 eine Schmutzabschirmung 28 in Form einer Hülse befestigt. An der Schmutzabschirmung 28 ist ein Abstreifelement 30 in einer kreisläufigen umlaufenden Nut angeordnet. Das Abstreifelement 30 ist beispielsweise durch einen Filz ausgebildet verhindert ebenfalls ein Eindringen von Schmutz und Staub in den Druckraum 16.
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Zwischen dem Ausrücklager 18 und dem Führungsrohr 14a ist eine weitere Schmutzabschirmung 32 in Form eines Rollbalgs ausgebildet. Der Rollbalg 32 ist einerseits an dem Führungsrohrs 14a und andererseits an dem Ausrücklager 18 befestigt. Bei einer axialen Bewegung des Ringkolbens 12.1 führt der Rollbalg 32 eine entsprechende Abrollbewegung durch, wobei der Rollbalg in eine Aussparung des Ringkolbens eingreifen kann. Zum Ausgleich einer Volumenänderung zwischen dem Rollbalg und dem Ringkolben 12.1 ist eine Entlüftung 34 zwischen dem Ringkolben 12.1 und dem Ausrücklager 18 vorgesehen.
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Des Weiteren ist innerhalb des Druckraums eine Schraubenfeder 36 ausgebildet, die eine axiale Vorspannung auf den Ringkolben 12.1 bereitstellt, sodass der Ringkolben 12.1 über das Ausrücklager 18 jederzeit gegenüber einer Membranfeder der Reibungskupplung vorgespannt ist. Dadurch ist ein durchgehender Anlagekontakt zwischen Ausrücklager 18 und der Membranfeder der Reibungskupplung sichergestellt.
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Ebenso umfasst der Zentralausrücker 10 eine Positionserfassungseinheit 38, die eine axiale Position des Ringkolbens 12.1 erfasst. Mit Hilfe der Kenntnis der Axialposition des Ringkolbens 12.1 wird der Zentralausrücker 10 geregelt, insbesondere der Zu- und Abfluss von Druckluft in den Druckraum 16 hinein oder aus diesem heraus geregelt. Die Positionserfassungseinheit 38 umfasst einen Positionssensor 40 sowie einen Positionsgeber 42. Der Positionssensor 40 ist fest mit dem Zylinder 14 verbunden, wobei der Positionsgeber 42 mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flanschabschnitt 46 des Ringkolbens 12.1 befestigt ist. Der Positionsgeber 42 ist hierbei über eine Verschraubung an dem Flanschabschnitt 46 befestigt. Der Positionsgeber 42 weist einen Magneten 44 auf, dessen axiale Position von dem Positionssensor 40 erfassbar ist. Des Weiteren umfasst die Positionserfassungseinheit 38 ein Verdrehsicherungselement 48. Dieses Verdrehsicherungselement 48 ist u-förmig ausgebildet und stellt in Umfangsrichtung beidseitig des Positionsgebers 42 einen Anschlag bereit. Dadurch wird eine Verdrehsicherung des Positionsgebers 42 und auch des Ringkolbens 12.1 gegenüber dem Zylinder 14 und auch dem Positionssensor 40 bereitgestellt.
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Das Ausrücklager 18 umfasst einen Innenlagerring 18a, mehrere Wälzkörper 18b sowie einen Außenlagerring 18c. Der Innenlagerring 18a ist ausgebildet mit einer Membranfeder einer Reibungskupplung in Anlagekontakt zu stehen, wobei sich dieser über die Wälzelemente 18b gegenüber dem Außenlagerring 18c frei drehen kann. Der Außenlagerring 18c stützt sich axial an dem Ringkolben 12.1 ab. Insbesondere führt der Außenlagerring 18c keine Relativdrehung gegenüber dem Ringkolben 12.1 aus.
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Das Ausrücklager 18 ist axial über ein Vorspannelement 50 gegenüber dem Ringkolben 12.1 vorgespannt. Das Vorspannelement 50 drückt das Ausrücklager in axialer Richtung gegen den Ringkolben 12.1 beziehungsweise in Richtung Druckraum.
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Der Ringkolben 12.1 gemäß der ersten Ausführungsvariante weist einen Abstützabschnitt 52.1 auf, der als kreisförmig umlaufender Steg ausgebildet ist und sich axial von dem Druckraum weg erstreckt. Der Steg 52.1 weist mehrere Aussparungen 54.1 auf. Diese Aussparungen 54.1 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig über den Steg 52.1 verteilt. Insbesondere sind die Aussparungen 54.1 durch axial durchgehende Öffnungen ausgebildet. Die Aussparungen 54.1 stellen Abstützflächen 56.1 bereit an denen sich das Vorspannelement 50 abstützen kann. Die Abstützflächen 56.1 sind druckraumseitig an dem Abstützabschnitt oder dem Steg 52.1 angeordnet.
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Das Vorspannelement 50 ist durch eine Hakenwellfeder 50.1 ausgebildet. Die Hakenwellfeder 50.1 umfasst einen Wellfederabschnitt 50.1 a, der axial druckraumfern an dem Außenlagerring 18c angeordnet ist und eine axiale Anpresskraft auf das Ausrücklager zu dem Ringkolben 12.1 hin bereitstellt. Die Hakenwellfeder 50.1 stützt sich über mehrere Federhaken 50.1b ab, die sich an dem Abstützabschnitt 52.1 beziehungsweise dem Steg 52.1 abstützen. Hierfür sind an den Federhaken 50.1b entsprechend gebogene Endabschnitte ausgebildet, die von radial außen in die Aussparungen 54.1 eingreifen und in Anlagekontakt, insbesondere kraftschlüssigem Anlagekontakt mit den Abstützflächen 56.1 stehen. Die Abstützfläche 56.1 sind komplementär zu dem Endabschnitt des Federhaken 50.1b ausgebildet und im Querschnitt kreisförmig ausgeführt. Der Endabschnitt des Federhakens 50.1b ist um mehr als 90 Grad abgewinkelt, sodass der Endabschnitt die Abstützfläche 56.1 in axialer Richtung hintergreift. Dadurch wird auch bei einer radialen Kraft auf einen Federhaken 50.1b ein Aushaken in radialer Richtung verhindert.
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Der Steg 52.1 ist radial außerhalb benachbart und kreisförmig umlaufend um das Ausrücklager 18 ausgebildet. Zwischen dem Ausrücklager und dem Steg ist ein radiales Spiel ausgeführt, sodass sich das Ausrücklager in radialer Richtung gegenüber der Membranfeder zentrieren kann. Die radiale Relativbewegung des Ausrücklagers 18 gegenüber dem Ringkolben 12.1 ist jedoch über den Steg 52.1, der einen Anschlagabschnitt für das Ausrücklager bildet, begrenzt. Das Ausrücklager und der Außenlagerring 18c sind somit radial beweglich gegenüber der Hakenwellfeder 50.1 ausgebildet.
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Man erkennt in der 3 und 4, dass der Ringkolben 12.1 eine Mehrzahl an Rippen 58 und 60 aufweist. Die Rippen 58 und 60 ermöglichen hierbei eine stabile Ausgestaltung des Ringkolbens 12.1, wobei dennoch möglichst viel Material eingespart wird.
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In der 5 ist eine Variante für die Ausführung einer Schmutzabschirmung 28 dargestellt. Die Schmutzabschirmung 28a weist hierbei einen Befestigungsabschnitt 28a.1 sowie einen Abschirmabschnitt 28a.2 auf. Der Abschirmabschnitt 28a.2 ist im Wesentlichen identisch mit der Schmutzabschirmung 28 ausgebildet und weist hierbei ebenso ein Abstreifelement 30a auf. Axial ausrücklagerseitig greift der Abschirmabschnitt 28a.2 axial in den Ringkolben 12.1 ein. Insbesondere greift dieser radial innerhalb des kreisförmig umlaufenden Flanschabschnitts 46a ein, sodass die Kontaktfläche durch Anlagekontakt abgedichtet ist und ein Eindringen von Schmutz verhindert. Radial außerhalb des Abschirmabschnitts greift der Befestigungsabschnitt 28a.1 über Schnapphaken in Aussparungen des Flanschabschnitts 46a ein. Dadurch wird eine verliersichere Befestigung bereitgestellt. Die Aussparungen an dem kreisförmig umlaufenden Flanschabschnitt 46a und die Schnapphaken des Befestigungsabschnitts sind zueinander korrespondierend und am Umfang gleichmäßig verteilt ausgebildet.
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In den 6 bis 9 ist eine weitere Ausführungsvariante eines Ringkolbens 12.2 dargestellt. Die Ausgestaltung des Ringkolbens 12.2 ist Großteils identisch und teilweise ähnlich zur Ausgestaltung des Ringkolbens 12.1, wobei sich im Wesentlichen die Anbindung des Ausrücklagers an den Ringkolben 12.2 geändert hat. Die Unterschiede werden im Weiteren im Detail erläutert. Die vorhergehenden Ausführungen zum Ringkolben 12.1 gelten entsprechend unverändert oder zumindest sinngemäß für den Ringkolben 12.2.
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Der Ringkolben 12.2 weist als Abstützabschnitt mehrere Hakenelemente 52.2 auf. Die Hakenelemente 52.2 weisen an deren radialen Innenseite eine Hinterschneidung auf, die jeweils eine Abstützfläche 56.2 bereitstellen. Der axiale Endabschnitt der Hakenelemente verjüngt sich zum Ende hin. Insbesondere bildet die Verjüngung eine Rampe aus sodass eine Schnapphakenform bereitgestellt ist, die eine einfache Montage und eine sichere Abstützung ermöglicht.
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An den Abstützflächen 56.2 der Hakenelemente 52.2 ist ein Überbrückungselement 62.2 angeordnet. Das Überbrückungselement 62.2 ist als kreisförmige Ringscheibe ausgebildet. Das Überbrückungselement 62.2 stellt dementsprechend eine durchgehende und kreisförmig umlaufende Kontaktfläche für das Vorspannelement 50.2 bereit, welches als Wellfeder 50.2 ausgebildet ist. Die Wellfeder steht somit einerseits mit dem Außenlagerring 18c und andererseits mit dem Überbrückungselement 62.2 in Anlagekontakt. Durch die Hakenelemente 52.2 und das Überbrückungselement 62.2 wird gemeinsam eine einfache, stabile und großflächige Abstützung für das Vorspannelement 50.2 gegenüber dem Ringkolben 12.2 bereitgestellt.
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In den 10 bis 15 ist ein weiterer Ringkolben 12.3 dargestellt. Die Ausgestaltung des Ringkolbens 12.3 ist Großteils identisch und teilweise ähnlich zu den Ausführungen des Ringkolbens 12.1 und 12.2, wobei sich im Wesentlichen die Anbindung des Ausrücklagers an den Ringkolben 12.3 geändert hat. Die Unterschiede werden im Weiteren im Detail erläutert. Die vorhergehenden Ausführungen zum Ringkolben 12.1 und 12.2 gelten entsprechend unverändert oder zumindest sinngemäß für den Ringkolben 12.3.
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Der Ringkolben 12.3 weist einen Abstützabschnitt 52.3 auf, der als Steg ausgebildet ist. Der Steg 52.3 ist wie auch bei dem Ringkolben 12.1 radial außerhalb benachbart zu dem Ausrücklager 18 ausgebildet und erstreckt sich in axialer Richtung ausgehend von dem Ringkolben 12.3 und von dem Druckraum 16 weg. Der Steg 52.3 erstreckt sich in axialer Richtung über einen Teil des Ausrücklagers 18, insbesondere einen axialen Teil kleiner 50% des Ausrücklagers.
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An dem Steg 52.3 ist eine Nut 54.3 ausgebildet. Wie in der 12 und 14 zu erkennen, ist die druckraumferne Wandung der Nut 54.3 abschnittsweise unterbrochen. Dementsprechend ist die Nut durch umfangsmäßig verteilte Wandabschnitte 54.3a ausgebildet. Die Wandabschnitte 54.3a der Nut 54.3 stellen Abstützflächen 56.3 bereit. An diesen Abstützflächen 56.3 liegt ein Sicherungsring 64 an, der in der Nut 54.3 angeordnet ist.
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An einer druckraumseitigen Axialfläche des Sicherungsrings 64 liegt ein Überbrückungselement 62.3 an, welches andererseits mit der Wellfeder 50.3 in Anlagekontakt steht. Das Überbrückungselement 62.3 ist zylinderförmig ausgebildet und weist an dessen axialen Enden jeweils einen Flansch auf, der sich in radialer Richtung erstreckt. Druckraumseitig erstreckt sich der radiale Flansch 62.3a nach radial außen, wobei sich der radiale Flansch 62.3c, welcher sich druckraumfern an dem Zylinderabschnitt 62.3b befindet, nach radial innen erstreckt. Das Überbrückungselement 62.3 ist derart ausgebildet, dass sich das Vorspannelement 50 in Form der Wellfeder 50.3 über das Überbrückungselement 62.3 und den Sicherungsring 64 gegenüber der Abstützflächen 56.3 abstützen kann. Insbesondere ist das Überbrückungselement 62.3 im Kraftfluss angeordnet und überträgt die gesamte von der Wellfeder aufgebrachte Kraft auf die Wandabschnitte 54.3a.
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Radial zwischen dem Steg 52.3 und dem Ausrücklager 18 sind an dem Ringkolben 12.3 in Umfangsrichtung verteilt mehrere Anschlagabschnitte 66 ausgebildet. Die Anschlagabschnitte 66 sind insbesondere in den 12 und 14 gut zu erkennen. Diese stellen radialseitige Begrenzungsflächen 66a bereit, die einen radialen Freiheitsgrad des Ausrücklagers 18 begrenzt. Insbesondere sind die Begrenzungsflächen 66a auf einem größeren Teilkreis als der Außenradius des Ausrücklagers 18 angeordnet. Dadurch wird ausreichend radiales Spiel für das Ausrücklager 18 bereitgestellt, sodass sich dieses gegenüber der Reibungskupplung zentrieren kann. Zudem wird die freie Beweglichkeit in Radialrichtung durch die Begrenzungsflächen 66a begrenzt. Die Anschlagabschnitte 66 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig angeordnet und weisen zwischen umfangsseitig benachbarten Anschlagabschnitten entsprechende Freiräume auf. Dadurch wird einerseits eine einfachere Herstellbarkeit ermöglicht und andererseits Material eingespart.
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Man erkennt in den 12 und 14, dass die Entlüftungen 34 jeweils an einem solchen Anschlagabschnitt 66 angeordnet und dort in den Ringkolben 12.3 eingearbeitet sind. Der druckraumseitige radiale Flansch 62.3a des Überbrückungselement 62.3 ist axial zwischen dem Sicherungsring 54.3 und dem Anschlagabschnitt 66 angeordnet. In den 12, 13 und 15 erkennt man zudem auch die Rippen 58 und 60, die bereits an dem Ringkolben 12.1 ausgebildet waren. Zudem sind an dem Ringkolben 12.3 die Rippen 68 sowie die Rippen 70 ausgebildet. Diese tragen ebenfalls zu einem leichten und stabilen Ringkolben bei. Die Rippen 70 sind durch radial verlaufende Stege sowie durch einen kreisförmig umlaufenden Steg ausgebildet sind. Die Schraubenfeder 36 liegt somit auf den Rippen 70 an. In einer weiteren Ausführungsvariante kann ein Scheibenelement, welches beispielsweise aus Metall oder Kunststoff ausgebildet ist auf die Rippen 70 aufgelegt werden. Dieses Scheibenelement ist dementsprechend zwischen den Rippen 70 und der Schraubenfeder 36 angeordnet. Dadurch wird eine Verschleißfestigkeit des Ringkolbens 12.3 wesentlich erhöht.
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Die 16 bis 19 zeigen einen vierten Ringkolben 12.4. Die Ausgestaltung des Ringkolbens 12.4 ist Großteils identisch und teilweise ähnlich zu den Ausführungen des Ringkolbens 12.1, 12.2 und 12.3, wobei sich im Wesentlichen die Anbindung des Ausrücklagers an den Ringkolben 12.4 geändert hat. Die Unterschiede werden im Weiteren im Detail erläutert. Die vorhergehenden Ausführungen zum Ringkolben 12.1, 12.2 und 12.3 gelten entsprechend unverändert oder zumindest sinngemäß für den Ringkolben 12.4.
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Der Abstützabschnitt 52.4 ist hierbei durch einen Steg 52.4 ausgebildet. Der Steg 52.4 erstreckt sich in axialer Richtung von dem Druckraum 16 weg. Insbesondere ist der Steg 52.4 radial außerhalb des Ausrücklagers 18 ausgebildet. Radial innen an dem Steg 52.4 ist eine Nut 54.4 ausgebildet. Die Nut 54.4 stellt eine druckraumfern ausgebildete Wandung bereit, die kreisförmig umlaufend ausgebildet ist. An der Wandung ist druckraumseitig eine Abstützfläche 56.4 ausgebildet. Die radiale Erstreckung der druckraumfernen Wandung der Nut 54.4 ist geringer als die Druckraumseitige Wandung.
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Das Überbrückungselement 62.4 ist als Kronenring 62.4 ausgebildet. Der Kronenring 62.4 ist in der 18 als Einzelteil dargestellt. Der Kronenring weist einen Ringabschnitt 62.4a sowie eine Mehrzahl von Schnapphaken 62.4b auf. Die Schnapphaken 62.4b sind in Umfangsrichtung gleichmäßig an dem Ringabschnitt 62.4a verteilt. Die Schnapphaken sind derart ausgebildet, dass diese einen Hinterschnitt aufweisen, der eine mit der Abstützfläche 56.4 korrespondierende Kontaktfläche bereitstellt. Insbesondere sind die Schnapphaken 62.4b zum axialen Ende hin rampenförmig verjüngt ausgebildet. Diese radial außen angeordneten Rampen ermöglichen eine einfache Montage des Kronenrings 62.4 an dem Steg 52.4 ermöglichen. Der Ringabschnitt 52.4a des Kronenrings 52.4 dient als Anlagefläche für das Vorspannelement 50 in Form einer Wellfeder 50.4. Die Wellfeder 50.4 stützt sich über den Kronenring 52.4 an der Abstützfläche 56.4 ab. Der Kronenring 52.4 ist dementsprechend kraftübertragend ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zentralausrücker
- 12.1
- Ringkolben
- 12.2
- Ringkolben
- 12.3
- Ringkolben
- 12.4
- Ringkolben
- 14
- Zylinder
- 14a
- Führungsrohr
- 14b
- Zylindertopf
- 16
- Druckraum
- 18
- Ausrücklager
- 18a
- Innenlagerring
- 18b
- Wälzkörper
- 18c
- Aussenlagerring
- 19a
- Nut
- 19b
- Nut
- 19c
- Nut
- 19d
- Nut
- 19e
- Nut
- 20a
- Dichtelement
- 20b
- Dichtelement
- 22a
- Führungsband
- 22b
- Führungsband
- 24
- Abstreifelement
- 26
- Schnappverbindung
- 28
- Hülse / Schmutzabschirmung
- 28a
- Schmutzabschirmung
- 28a.1
- Befestigungsabschnitt
- 28a.2
- Abschirmabschnitt
- 30
- Abstreifelement
- 32
- Rollbalg / Schmutzabschirmung
- 34
- Entlüftung
- 36
- Schraubenfeder
- 38
- Positionserfassungseinheit
- 40
- Positionssensor
- 42
- Positionsgeber
- 44
- Magnet
- 46
- Flanschabschnitt
- 46a
- Flanschabschnitt
- 48
- Verdrehsicherungselement
- 50
- Vorspannelement
- 50.1
- Hakenwellfeder
- 50.1a
- Wellfederabschnitt
- 50.1b
- Federhaken
- 50.2
- Wellfeder
- 50.3
- Wellfeder
- 50.4
- Wellfeder
- 52.1
- Abstützabschnitt / Steg
- 52.2
- Abstützelement / Hakenelement
- 52.3
- Abstützabschnitt / Steg
- 52.4
- Abstützabschnitt / Steg
- 54.1
- Aussparungen
- 54.3
- Nut
- 54.4
- Nut
- 54.3a
- Wandabschnitte
- 56.1
- Abstützfläche
- 56.2
- Abstützfläche
- 56.3
- Abstützfläche
- 56.4
- Abstützfläche
- 58
- Rippe
- 60
- Rippe
- 62.2
- Überbrückungselement
- 62.3
- Überbrückungselement
- 62.3a
- radialer Flansch
- 62.3b
- Zylinderabschnitt
- 62.3c
- radialer Flansch
- 62.4
- Überbrückungselement / Kronenring
- 62.4a
- Ringabschnitt
- 62.4b
- Schnapphaken
- 64
- Sicherungsring
- 66
- Anschlagabschnitt
- 66a
- Begrenzungsfläche
- 68
- Rippe
- 70
- Rippe
