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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches System, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, umfassend
einen Nehmerzylinder mit einem Gehäuse, einen Geberzylinder und
eine diese verbindende Druckmediumsleitung.
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Ein
gattungsgemäßes hydraulisches
System ist beispielsweise aus der
DE 101 06 958 A1 bekannt. Der zu dem hydraulischen
System gehörende Nehmerzylinder
ist beispielsweise aus der
DE
101 38 722 bekannt.
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Bekannte
hydraulische Systeme nach dem Stand der Technik weisen üblicherweise
Nehmerzylinder auf, die aus mehreren metallischen Bauteilen bestehen.
Derartige Nehmerzylinder tragen durch ihre aufwendige Herstellungsweise
zu einem nicht unerheblichen Teil zu den Gesamtkosten des hydraulischen
Systems bei.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein hydraulisches System
bereitzustellen, das kostengünstiger
zu fertigen ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein hydraulisches System nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das Gehäuse
des Nehmerzylinders aus einem Kunststoff besteht und dass in das Gehäuse Armierungen
eingebracht sind. Zentralausrücksystem
und insbesondere Nehmerzylinder aus Kunststoff konnten bisher nur
für vergleichsweise
geringe Betriebsdrücke
in der Größenordnung
unter 50 bar eingesetzt werden. Um Nehmerzylinder aus Kunststoff
auch in Systemen mit hohen Ausrückkräften einsetzen
zu können
muss der Betriebsdruck erhöht
werden. Bisher kamen bei höheren
Betriebsdrücken,
beispielsweise über
50 bar, nur aus Metall, meist Aluminiumdruckguss, gefertigte Gehäuse für Nehmerzylinder
in Frage. Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann
ein Nehmerzylinder aus Kunststoff, der keine aufwendig herzustellenden
Guss-, Fräs- oder
Drehteile benötigt,
auch bei diesem Einsatzzweck verwendet werden.
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Als
Armierung kann beispielsweise ein Stahlring verwendet werden. Der
Stahlring kann beispielsweise eingepresst, warm eingebettet oder
eingegossen werden. Alternativ kön nen
auch andere Werkstoffe, insbesondere andere Metalle oder Kunststoffe mit
hoher Zugfestigkeit und temperaturstabilen Eigenschaften als Armierung
verwendet werden. Dies können
beispielsweise Armierungen aus Aramidfaser, Kunststoff-, Kohle-
oder Glasfaser sein. Unter Armierung wird hier jede Art von Verstärkung eines Grundwerkstoffes
verstanden.
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In
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen hydraulischen Systems ist
an das Gehäuse
eine Zuführleitung
angeschweißt.
Die Zuführleitung
ist vorzugsweise aus dem gleichen Kunststoff wie das Gehäuse gefertigt
und wird in einem eigenständigen Arbeitsgang
beispielsweise als Spritzgussteil gefertigt und erst danach an das
Gehäuse
angeschweißt.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch durch ein hydraulisches System
insbesondere für Kraftfahrzeuge
umfassend einen Nehmerzylinder mit einer Führungshülse, einem Kolben sowie einem
Gehäuse,
wobei der Kolben mit einem Ausrücklager
verbunden ist, einen Geberzylinder und eine diese verbindende Druckmediumsleitung
gelöst,
bei dem der Kolben federnde Rastzungen umfasst, die eine Hinterschneidung
eines Halteringes für
das Ausrücklager
umgreifen können.
Nach Stand der Technik werden Ausrücklager auf Kunststoffkolben
aufgeclipst und können
danach nicht mehr zerstörungsfrei
demontiert werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Verbindung, die
sowohl die Montage als auch die zerstörungsfreie Demontage ermöglicht. Die
federnden Rastzungen sind in Einbaulage vorzugsweise zwischen Führungshülse und
Haltering radial festgelegt. Sobald der Haltering auf die Führungshülse aufgeschoben
ist, kann das Ausrücklager somit
nicht mehr demontiert werden. Eine Demontage ist aber jederzeit
möglich,
indem der Haltering mit dem daran befestigten Ausrücklager
von der Führungshülse abgezogen
wird, so dass die federnden Rastzungen nicht mehr in ihrer Bewegung
durch die Führungshülse behindert
werden und damit eine Demontage ohne Zerstörung des Halteringes möglich ist.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch durch ein hydraulisches System
insbesondere für Kraftfahrzeuge,
umfassend einen Nehmerzylinder mit einer Führungshülse, einem Kolben sowie einem Gehäuse, wobei
der Kolben mit einem Ausrücklager verbunden
ist, einen Geberzylinder und eine diese verbindende Druckmediumsleitung
gelöst,
bei dem die Führungshülse aus
Metall besteht und mit einem weiteren Gehäuseteil, das aus Kunststoff besteht, formschlüssig und/oder
kraftschlüssig
zu einem Gehäuse
verbunden ist. Bisher ist bei Gehäusen aus Kunststoff eine oder
beide Dichtungslaufbahnen ebenfalls in Kunststoff ausgeführt. Dies
bedingt heute noch eine Begrenzung der Gebrauchseigenschaften hinsichtlich
der Einsatztemperatur und einen schlechten Wirkungsgrad bei Trockenlauf
im Vergleich zu einer Laufbahn aus einem metallischen Werkstoff.
Weiter ist die Gefahr des Verkratzens der Oberfläche infolge Schmutz größer als
bei einer metallischen Laufbahn. Bisher können Voll-Kunststoff-Nehmerzylinder
bei kleinen Kupplungslasten, somit bei kleinen Drücken, und
unter Verwendung von relativ teuren Gehäusematerialien, wie PPA oder Duroplasten,
eingesetzt werden. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist mindestens eine der
Laufbahnen aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, welcher insbesondere
bereits im Spritzwerkzeug als Einlegeteil eingebracht werden kann.
Dadurch wird ein Bauraum-sparender fester Verbund erzielt, der dem Zentralausrücker bzw.
dem Nehmerzylinder ähnlich positive
Gebrauchseigenschaften wie bei einem metallischen Gehäuse verleiht,
aber zu deutlich geringeren Kosten herstellbar ist. Die besondere
Schwierigkeit stellt hierbei die Abdichtung zwischen dem Metallteil
und dem umspritzten Kunststoffgehäuse dar.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen hydraulischen Systems ist
vorgesehen, dass die Führungshülse im Längsschnitt
ein im Wesentlichen U-förmiger
Rotationskörper
ist, wobei die Schenkel des U-förmigen
Teiles die innere und äußere Begrenzung
des Druckraumes bilden. Auf diese Weise sind beide Laufflächen, sowohl
die innere als auch die äußere, als
Metallteil ausgebildet. Aus Kunststoff sind dann insbesondere die
Gehäuseteile, die
der Montage bzw. dem Anschluss an das hydraulische System dienen,
gefertigt.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Führungshülse die
innere Begrenzung des Druckraumes und das weitere Gehäuseteil die äußere Begrenzung
des Druckraumes bildet. Bei dieser Ausführungsform ist nur die innere
Führungshülse mit
einer Metalllauffläche
versehen, das äußere Gehäuse weist
eine Kunststofflauffläche
auf.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, dass die Führungshülse die
innere Begrenzung des Druckraumes und eine äußere Zylinderlaufbahn die äußere Begrenzung
des Druckrau mes bildet, wobei die Führungshülse und die äußere Zylinderlaufbahn
durch ein weiteres Gehäuseteil
formschlüssig
miteinander verbunden sind. Diese Ausführungsform weist zwei Metallteile
auf, die konzentrisch zueinander angeordnet sind und die innere
und äußere Lauffläche des Ringkolbens
bilden. Die beiden Metallteile werden mit Kunststoff umspritzt,
wobei der Kunststoff die beiden Teile formschlüssig miteinander verbindet
und gleichzeitig das Gehäuse
mit allen Anbauteilen und dem Hydraulikanschluss bildet. Auf diese
Weise können
die Metallteile beispielsweise als Press- oder Tiefziehteile vergleichsweise
kostengünstig
hergestellt werden und in eine Spritzgussform eingebracht, mit Kunststoff
umspritzt zu einem kompletten Gehäuse zusammengefügt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass zwischen der Führungshülse und dem weiteren Gehäuseteil
ein Dichtmittel angeordnet ist. Ebenso kann zwischen der äußeren Zylinderlaufbahn
und dem weiteren Gehäuseteil
ein Dichtmittel angeordnet sein. Das Dichtmittel ist vorzugsweise ein
O-Ring, der vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff gefertigt
ist. Der Kunststoff kann in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen hydraulischen
Systems bei Kontakt mit Hydraulikflüssigkeit aufquellen. Vorzugsweise
ist der O-Ring in einer Nut der Führungshülse angeordnet. Dabei kann
die Nut eine radial umlaufende Erhebung aufweisen.
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Die
Abdichtung zwischen den Metallteilen und dem umspritzten Kunststoffgehäuse ist
eine für die
Funktionstauglichkeit des erfindungsgemäßen hydraulischen Systems entscheidendes
Erfordernis. Konstruktionen ohne besondere Abdichtung dürften aufgrund
der Wärmedehnung
und Schwindung des Kunststoffteiles nach einiger Gebrauchsdauer
leck werden. Insofern wird bei allen Lösungen insbesondere Wert auf
eine mit dem Einlegeteil umspritzte Elastomerdichtung gelegt. Denkbar
sind aber auch Metall-Kunststoffpaarungen,
die aufgrund Ihrer Elastizität
oder Wärmeausdehnung
einen Verzicht auf eine Dichtung erlauben.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch durch ein hydraulisches System,
insbesondere für Kraftfahrzeuge,
umfassend einen Nehmerzylinder mit einer Führungshülse, einem Kolben sowie einem Gehäuse, wobei
der Kolben mit einem Ausrücklager verbunden
ist, einen Geberzylinder und eine diese verbindende Druckmediumsleitung
gelöst,
bei dem an der Innenseite der Führungshülse eine
umlaufende Hinterschneidung angeordnet ist, in der ein Anschlagring
festgelegt ist, wobei in den Anschlagring mindestens ein Schlitz
eingebracht ist. Ein derartiger Anschlagring ist unempfindlicher
gegen Toleranzen bei der Herstellung und weist eine geringere Montagekraft
auf als nicht geschlitzte Ausführungsformen. Insbesondere
ist die Haltekraft des erfindungsgemäßen Anschlagringes relativ
unempfindlich auf Durchmesseränderungen
von Anschlagring bzw. Führungsrohr.
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Der
mindestens eine Schlitz ist vorzugsweise in einer Sitzfläche des
Anschlagringes angeordnet. Mit Sitzfläche ist hier eine zumindest
teilweise axial verlaufende rotationssymmetrische Fläche des Anschlagringes
gemeint, die in eine Hinterschneidung eines Führungsrohres eingreifen und
dort nach Art einer Clipsverbindung festgelegt werden kann.
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Vorzugsweise
sind mehrere Schlitze über den
Umfang des Anschlagringes verteilt. Die Schlitze sind vorzugsweise
etwa gleichmäßig über den
Umfang des Anschlagringes verteilt. Auf diese Weise wird die Sitzfläche des
Anschlagringes in einzelne, jeweils kleine Segmente unterteilt.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch durch ein hydraulisches System,
insbesondere für Kraftfahrzeuge,
umfassend einen Nehmerzylinder mit einer Führungshülse, einem Kolben sowie einem Gehäuse, wobei
der Kolben mit einem Ausrücklager verbunden
ist, einen Geberzylinder und einen diese verbindende Druckmediumsleitung
gelöst,
bei dem die Führungshülse aus
Kunststoff gefertigt ist. Eine derartige Führungshülse ist aufgrund der einfachen Herstellung
und des kostengünstigen
Materials kostengünstiger
herzustellen als eine Führungshülse beispielsweise
aus Stahl oder Aluminium. An der Stirnseite der Führungshülse ist
vorzugsweise ein Anschlagring angeordnet. Der Anschlagring ist im Querschnitt
ein etwa L-förmiger
Rotationskörper,
der in einer stirnseitig umlaufenden Nut der Führungshülse angeordnet ist. Der Anschlagring
kann mit der Führungshülse verschweißt oder
verklebt sein. Ein Verschweißen
der Führungshülse mit
dem Anschlagring erfolgt vorzugsweise durch Ultraschallverschweißen.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch durch ein hydraulisches System,
insbesondere für Kraftfahrzeuge,
umfassend einen Nehmerzylinder mit einer Führungshülse, einem Kolben sowie einem Gehäuse, wobei
der Kolben mit einem Ausrücklager verbunden
ist, einen Geberzylinder und einen diese verbindende Druckmediumsleitung
gelöst,
bei dem der Nehmerzylinder ein Dichtmittel zur Abdichtung des Kolbens
gegenüber
der Umgebung umfasst. Das Dichtmittel verhindert eine Verschmutzung
des Kolbens bzw. der Nutdichtung.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Nehmerzylinder
eine Vorlassfeder umfasst, die von einer elastischen Folie als Dichtmittel
umgeben ist. Die elastische Folie kann beispielsweise auf die entlastete
Feder aufgeschrumpft oder aufgeblasen werden. Die Folie dichtet
so den von der Feder umschlossenen Innenraum ab.
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Alternativ
kann der Nehmerzylinder eine Vorlassfeder umfassen, die als etwa
hohlzylinderförmiges
elastisches Kunststoffbauteil ausgeführt ist. Das Kunststoffbauteil
ersetzt die Vorlastfeder aus Metall vollständig und übernimmt sowohl die Funktion
der Feder als auch die Funktion des Dichtmittels.
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Alternativ
kann der Nehmerzylinder als Dichtmittel eine zwischen Gehäuse und
Kolben angeordnete Rollmembran umfassen. Die Rollmembran ist unabhängig von
der Vorlastfeder als einzelnes Bauteil angeordnet. Die Rollmembran
kann beispielsweise aus einem elastischen Kunststoff wie einem Gummi
oder dergleichen bestehen.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch durch ein hydraulisches System,
insbesondere für Kraftfahrzeuge,
umfassend einen Nehmerzylinder eines Zentralausrückers mit einer Führungshülse, einem
Kolben sowie einem Gehäuse,
wobei der Kolben mit einem Ausrücklager
verbunden ist, einen Geberzylinder und eine diese verbindende Druckmediumsleitung
gelöst,
wobei das Gehäuse
des Nehmerzylinders als ein tiefgezogenes Stahlgehäuse gefertigt
ist. Das Gehäuse
kann beispielsweise aus STW 23 gefertigt sein. Vorzugsweise ist
zwischen dem Gehäuse
und der Führungshülse in einer
Nut ein O-Ring angeordnet. Das Gehäuse und die Führungshülse sind
vorzugsweise miteinander verpresst oder verschweißt. Ein
derartiges Gehäuse
ist gegenüber
einem gegossenen Gehäuse
aufgrund des einfacheren Herstellungsverfahrens kostengünstiger
herstellbar.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch durch ein hydraulisches System,
insbesondere für Kraftfahrzeuge,
umfassend einen Nehmerzylinder, einen Geberzylinder und eine diese
verbindende Druckmediumsleitung gelöst, bei dem der Nehmerzylinder
nach dem Prinzip eines pneumatischen Muskels gestaltet ist. Pneumatische
Muskeln können
als Ersatz für
handelsübliche
Pneumatikzylinder zur Aufbringung axialer Kräfte eingesetzt werden.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch durch ein hydraulisches System,
insbesondere für Kraftfahrzeuge,
umfassend einen Nehmerzylinder, einen Geberzylinder und eine diese
verbindende Druckmediumsleitung gelöst, bei dem der Nehmerzylinder
mindestens zwei radial angeordnete Ringzylinder aufweist.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch durch ein hydraulisches System,
insbesondere für Kraftfahrzeuge,
umfassend eine Nehmerzylinder, einen Geberzylinder und eine diese
verbindende Druckmediumsleitung gelöst, bei dem der Nehmerzylinder
mindestens zwei über
den Umfang verteilt angeordnete voneinander unabhängige Druckräume aufweist.
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Der
Nehmerzylinder kann alternativ direkt im Kupplungsdeckel integriert
sein, so dass eine Abstützung
am Getriebegehäuse
nicht notwendig ist. Dazu ist der Nehmerzylinder verdrehbar im Kupplungsdeckel,
beispielsweise mittels eines Gleit- oder Wälzlagers, gelagert. Der Nehmerzylinder
kann über
eine entsprechende Vorrichtung eine Doppelkupplung, bei der eine
Kupplung zur Betätigung
gezogen und die andere gedrückt
wird, oder bei der beide Kupplungen gedrückt oder gezogen werden, betätigen.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein hydraulisches
System, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, umfassend einen Nehmerzylinder, einen Geberzylinder
und eine diese verbindende Druckmediumsleitung, wobei das hydraulische
System nach der Montage mit einer größeren als im Betrieb erforderlichen
Menge an einem Druckmedium befüllt
wird, sodass das System dauernd unter Betriebsdruck steht und die über das
erforderliche Maß zugeführte Menge
an Druckmedium bei der Erstinbetriebnahme des Kraftfahrzeuges aus
dem System entfernt wird.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein hydraulisches
System, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, umfassend einen Nehmerzylinder, einen Geberzylinder
und eine diese verbindende Druckmediumsleitung, bei dem der Nehmerzylinder eine
Zuführleitung
mit einem Rückschlagventil
umfasst, so dass der Nehmerzylinder bei Abkoppeln von dem hydraulischen
System den Innendruck hält.
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Üblicherweise
werden Kupplungen durch Federkraft geschlossen und durch Druckmittelbeauschlagung
eines Nehmerzylinders geöffnet.
Dieses System kann jedoch auch umgedreht werden, d. h. die Kupplung
kann durch Federkraft geöffnet
und erst durch den beaufschlagten Nehmerzylinder geschlossen werden.
In diesem Fall kann der Nehmerzylinder bei der Montage mit Druckmittel
so beaufschlagt werden, dass durch eine Verlagerung des Nehmerzylinderkolbens
die Kupplung zugedrückt wird.
Das Hydrauliksystem ist in diesem Fall also dauerhaft mit Druck
beaufschlagt. Bei der Inbetriebnahme des Fahrzeuges beim ersten
Starten des Motors wird ein Rückschlagventil
geöffnet
und der Druck wieder abgebaut. Der Nehmerzylinder ist an den Druckzuführungen
dazu mit Mitteln zu dessen Verschluss, beispielsweise mit Schnellverschlüssen, die an
das Leitungssystem ohne Druckmittelverlust angeschlossen werden
können,
versehen.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben. Dabei zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines hydraulischen Systems anhand einem
Ausführungsbeispiel
einer Kupplungsausrückvorrichtung;
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2 eine
Prinzipskizze eines Nehmerzylinders eines Zentralausrückers eines
erfindungsgemäßen hydraulischen
Systems;
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3 eine
Detailansicht einer ersten Ausführungsform
eines Gehäuses
eines Nehmerzylinders eines erfindungsgemäßen hydraulischen Systems im
Schnitt;
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4 einen
Teil eines erfindungsgemäßen Kolbens
im Schnitt;
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5 verdeutlicht
die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß 4
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6a eine
Skizze einer zweiten Ausführungsform
eines Gehäuses
eines Nehmerzylinders eines erfindungsgemäßen hydraulischen Systems im Schnitt;
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6b eine
vergrößerte Ansicht
des Details X in 6a;
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7a eine
Skizze einer dritten Ausführungsform
eines Gehäuses
eines Nehmerzylinders eines erfindungsgemäßen hydraulischen Systems im Schnitt;
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7b eine
vergrößerte Ansicht
des Details Y in 6a;
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8 eine
alternative Verbindung der Bauteile entsprechend 7a;
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9 eine
Skizze einer vierten Ausführungsform
eines Gehäuses
eines Nehmerzylinders eines erfindungsgemäßen hydraulischen Systems im Schnitt;
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10 eine
Detailansicht eines O-Rings in Einbaulage im Schnitt;
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11 eine
Skizze eines hydraulischen Systems mit einem Nehmer nach dem Prinzip
eines hydraulischen Muskels.
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12 einen
Anschlagring in der Seitenansicht;
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13 einen
Anschlagring in der Draufsicht;
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14 eine
Führungshülse aus
Kunststoff im Schnitt;
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15 einen
Zentralausrücker
mit einer ersten Ausführungsform
eines Dichtmittels
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16 einen
Zentralausrücker
mit einem Elastomer als Vorlastfeder;
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17 einen
Zentralausrücker
mit einer zweiten Ausführungsform
eines Dichtmittels;
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18 einen
Schnitt durch einen Zentralausrücker
als Tiefziehteil.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung eine mögliche Ausgestaltung eines
hydraulischen Systems 1 mit einem Druckbegrenzungsventil 2 anhand
einer Kupplungsausrückvorrichtung 3 mit
einem Geberzylinder 4 und einem Nehmerzylinder 5. Das
Druckbegrenzungsventil 2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
in die Leitungsteile 6 und 7 eingebaut und trennt
diese in nicht geöffnetem
Zustand voneinander. Es versteht sich, daß in anderen Ausführungsbeispielen
das Druckbegrenzungsventil 2 in den Geberzylinder 4 oder
in den Nehmerzylinder 5 integriert sein kann sowie in anderen
hydraulischen Systemen, beispielsweise Bremsanlagen, Lenkhelfsysteme,
und dergleichen in ein Funktionsbauteil integriert sein kann. Weiterhin
kann ein erfindungsgemäßes Druckbegrenzungsventil
in jedem hydraulischen Leitungssystem in vorteilhafter Weise als Druckbegrenzungsventil
und/oder als Schwingungsfilter beispielsweise „Kribbelfilter" von Vorteil sein.
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Das
Kupplungsausrücksystem 3 betätigt die Kupplung 8 hydraulisch
durch Beaufschlagung des Geberzylinders 4 mittels eines
Betätigungsgliedes 9, das
ein Fußpedal,
ein Ak tor, beispielsweise ein elektrischer Aktor, oder dergleichen
sein kann. Hierdurch wird mittels einer mechanischen Übertragung 10 Druck
im Geberzylinder 4 aufgebaut, der über den Leitungsteil 7, über das
Druckbegrenzungsventil 2 und den Leitungsteil 6 einen
Druck im Nehmerzylinder 5 aufbaut. Der Nehmerzylinder 5 kann,
wie in dem gezeigten Beispiel, konzentrisch um die Getriebeeingangswelle 11 angeordnet
sein und sich axial an einem – nicht
dargestellten – Getriebegehäuse abstützen und
die nötige
Ausrückkraft über ein
Ausrücklager
an der Kupplung 8, beziehungsweise an deren Ausrückelementen
wie Telferfeder, aufbringen. Weitere Ausführungsbeispiele können einen
Nehmerzylinder 5, der über
eine Ausrückmechanik
einen Ausrücker
betätigt
und außerhalb
der Kupplungsglocke angeordnet ist, vorsehen, wobei dieser mittels
eines in hydraulischer Verbindung mit dem Geberzylinder stehenden
im Nehmerzylindergehäuse
untergebrachten Kolbens die Ausrückmechanik
axial beaufschlagt. Zum Aufbringen der Ausrückkraft ist der Nehmerzylinder
jeweils gehäusefest
am Getriebegehäuse,
das hier nicht näher
dargestellt ist, oder an einem anderen gehäusefesten Bauteil angebracht.
Die Getriebeeingangswelle 11 überträgt bei geschlossener Kupplung 8 das
Drehmoment der Brennkraftmaschine 12 auf ein nicht näher dargestelltes
Getriebe und anschließend
auf die Antriebsräder
eines Kraftfahrzeuges.
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Durch
die Vebrennungsprozesse in der Brennkraftmaschine 12 erfährt die
Kurbelwelle 13 in Abhängigkeit
von der Ausgestaltung der Brennkraftmaschine 12, beispielsweise
in Abhängigkeit
von der Zylinderzahl, ungleichförmige
Belastungen, die sich in Axial- und/oder
Taumelschwingungen dieser äußern und
die über
die Ausrückmechanik 14 auf
den Nehmerzylinder 5, das Leitungssystem 6, 7 auf
den Geberzylinder 4 und von dort über die mechanische Verbindung 10 auf
das Betätigungsglied 9 übertragen werden.
Im Falle eines Kupplungspedals als Betätigungsglied werden diese Schwingungen
als unangenehm empfunden. Im Falle eines Aktors als Betätigungsglied 9 kann
beispielsweise eine verminderte Regelgenauigkeit oder eine verkürzte Lebensdauer die
Folge der Schwingungen sein. Das Druckbegrenzungsventil 2 ist
daher zur Dämpfung
in die Leitungen 6, 7 eingeschaltet und zur Dämpfung der
von der Kurbelwelle 13 eingetragenen Vibrationen abgestimmt.
Der Frequenzbereich derartiger Schwingungen liegt typischer Weise
bei 50 bis 200 Hz.
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Ein
Zentralausrücker 20 mit
einem Nehmerzylinder 5 entsprechend 2 eines
hydraulischen Systems 1 entsprechend 1 umfasst
im Wesentlichen eine Führungshülse 21,
ein Gehäuse 22 sowie ein
zwischen Führungshülse 21 und
Gehäuse 22 angeordneten
Kolben 23. Das Gehäuse 22 und
die Führungshülse 21 begrenzen
einen im Wesentlichen zylindertorusförmigen Druckraum, in dem der
Kolben 23 gegenüber
der Umgebung abgedichtet hydraulisch bewegt werden kann. Der Kolben 23 verfügt dazu über eine
Nutringdichtung 24. An dem Kolben 23 ist ein Ausrücklager 25 angeordnet.
Ein an der Führungshülse 21 angeordneter
Anschlag 26 begrenzt den Weg des Kolbens 23. Zwischen
Kolben 23 und Gehäuse 22 ist
eine Vorspannfeder 27 angeordnet. Die Führungshülse 21, das Gehäuse 22 sowie der
Kolben 23 begrenzen einen Druckraum 28, der von
einem Hydraulikanschluss 29 mit Druck beaufschlagt werden
kann. Der Hydraulikanschluss 29 ist eine rohrartige Verlängerung
als Zuführleitung 29a des
Gehäuses 22.
Die Zuführleitung 29a ist
als eigenständiges
Kunststoffbauteil hergestellt und mit dem Gehäuse 22 an einer Schweißstelle 29b ultraschallverschweißt.
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Anhand
der 3 wird der Aufbau des Gehäuses 22 näher erläutert. Dieses
besteht zunächst aus
einem Kunststoffgrundkörper 30,
in den eine Armierung 31 eingebracht ist. Die Armierung
kann z.B. als Metallring, als Glasfasergewebe, in Form von Kohlefasern,
Metallbändern
oder dergleichen eingebracht sein. Vorzugsweise besteht die Armierung
aus einem Stahlring. Dieser kann während der Herstellung des Kunststoffspritzgussbauteiles
in die Spritzgussform eingebracht worden sein und dabei mit Kunststoff
umspritzt werden, alternativ kann dieser nachträglich in einen entsprechenden
Ringspalt in dem Kunststoffbauteil eingedrückt bzw. eingepresst werden.
Dies kann mit oder ohne thermische Bearbeitung des Kunststoffbauteils
geschehen.
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In 4 dargestellt
ist nur der Bereich des Kolbens 23, der mit dem Ausrücklager 25 verbunden ist.
Der Kolben 23 verfügt
dazu über
einen zylindrischen Fortsatz 31, an dessen Ende federnde
Rastzungen 32 angeordnet sind. Über den Umfang des zylindrischen
Fortsatzes 31 sind mehrere Einschnitte 33 eingebracht,
so dass einzelne Rastsegmente 34 entstehen, die jeweils
gegen die Federwirkung des Materials, aus dem der zylindrische Fortsatz 31 bzw. damit
auch die Rastzungen 32 bzw. Rastsegmente 34 gefertigt
sind, in radialer Richtung eingedrückt werden können.
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In 5 ist
dargestellt das Ausbringen eines Halteringes 35 auf den
Kolben 23. Der Haltering 35 ist ein im Wesentlichen
rotationssymmetrisches Bauteil, welches eine Hinterschneidung 36 sowie
einen Nutring 37 umfasst. Der Nutring 37 dient
der Aufnahme des Ausrücklagers 25.
Bei der Montage ist das Ausrücklager 25,
das in 4 und 5 nicht dargestellt ist, bereits
mit dem Haltering 35 verbunden. Zur Montage des Halteringes 35 mit
dem Kolben 23 wird der Haltering 35 wie in 5 skizziert
auf den Kolben 23 aufgedrückt. Eine umlaufende Montageschräge 38 an
dem Haltering 35 bewirkt, dass die Rastzungen 32 axial
nach innen gedrückt
werden und so die Unterschneidung 36 umgreifen können. Im
rechten Bereich der 5 ist der montierte Zustand
dargestellt. Wird der Kolben 23 mit daran montiertem Haltering 35 auf
die Führungshülse 21 aufgeschoben,
so wird eine Bewegung der Rastzungen 32 in radialer Richtung
verhindert. Im montierten Zustand ist die Verbindung zwischen Haltering 35 und
Kolben 23 daher nicht lösbar.
Die Verbindung kann jedoch gelöst
werden durch einfaches Abziehen des Halteringes 35 von
dem Kolben 23 sobald diese nicht mehr auf die Führungshülse 21 aufgeschoben
sind. In diesem Fall wird die radiale Bewegung nach innen der Rastsegmente 34 nämlich nicht
mehr behindert. Die zuvor dargestellte Ausgestaltung des Halteringes 35 bzw. des
Kolbens 23 ist daher eine Montage und Demontage des Halteringes 35 mit
daran angeordnetem Ausrücklager 25 gewährleistet.
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Im
Folgenden wird auf die 6a und 6b Bezug
genommen. Ein Gehäuse 22 eines Nehmerzylinders 20 umfasst
einen Kolben 23, an dem ein Ausrücklager 25 angeordnet
ist. Das Gehäuse 22 besteht
im Wesentlichen aus einer Führungshülse 21,
welche aus Metall, beispielsweise aus warmgeschmiedetem oder kaltfließgepresstem
Aluminium, hergestellt ist. Ein zweites Gehäuseteil 52 bildet
zusammen mit der Führungshülse 21 das
Gehäuse 22.
Zwischen der Führungshülse 21 und
dem zweiten Gehäuseteil 52 sowie
dem in Einbaulage zwischen beiden angeordneten Kolben 23 verbleibt ein
Druckraum 28. Das zweite Gehäuseteil 52 ist aus Kunststoff
hergestellt und ist formschlüssig
mit der aus Metall hergestellten Führungshülse 21 verbunden. 6b verdeutlicht
die Verbindung zwischen Führungshülse 21 und
zweitem Gehäuseteil 52.
In eine oder mehrere in die Führungshülse 21 eingebrachte
Nuten 53 greifen jeweils federartige Fortsätze des
zweiten Gehäuseteils 52 ein.
In eine zweite Nut 55 des zweiten Gehäuseteils 52 ist ein
O-Ring 56 eingelegt und dichtet die Verbindungsnaht zwischen Führungshülse 21 und
zweitem Gehäuseteil 52 ab. Die
Herstellung des Gehäuses
erfolgt in der Art, dass in eine Spritzgussform die Führungshülse 21,
die bereits mit dem O-Ring 56 versehen ist, eingelegt wird und
danach umspritzt wird. Der O-Ring 56 dient der Abdichtung
der beiden Teile gegeneinander, da zwischen Führungshülse 21 und zweitem
Gehäuseteil 52 keine
Vermischung der beiden Materialien stattfindet und daher ein Spalt
verbleibt, der im Laufe des Gebrauchs undicht werden könnte.
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7a und 7b zeigen
eine weitere Ausführungsform
eines Nehmerzylinders. Bei diesem ist der gesamte Druckraum 28 von
einem metallischen Werkstoff umgeben. Die Führungshülse ist daher, wie 7a zu
entnehmen ist, als im Wesentlichen U-förmiger Rotationskörper ausgebildet.
Lediglich die über
diesen U-förmigen
Bereich herausgehenden Gehäuseteile
werden als weiteres Gehäuseteil 57 ähnlich wie
bei der Ausführungsform
entsprechend der Darstellung zu 6a als
Spritzgussteil um die Führungshülse 21 herum
gespritzt. Zur Abdichtung des metallischen Bauteils gegenüber dem
Kunststoffbauteil dient wiederum ein O-Ring 56. Dieser
ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
nur um eine Zulaufbohrung 58, die in die Führungshülse 21 eingebracht
ist, herum angeordnet. Da hier keine Dichtungslaufbahn mehr aus
Kunststoff besteht und der Spritzkörper aufgrund der kleinen Bohrungsquerschnitte
nur gering hydraulisch belastet ist, kann ein minderwertiger Kunststoff
(z. B. PA 6.6) eingesetzt werden. Der für die Zuführbohrung 59 notwendige Kern
in dem Kunststoffspritzteil setzt auf die Zulaufbohrung 58 im
Metallteil auf und dichtet z.B. über
einen Konus ab. Dies bietet Vorteile für das Spritzwerkzeug, da so
ein Grat zum Druckraum leichter vermieden werden kann. Weiterhin
kann der Konus dazu dienen, den Kern im Werkzeug zu "fangen", was bei langen
Kernen vorteilhaft, wenn nicht sogar notwendig sein kann. Die metallische
Führungshülse 21 wird auch
hier vorzugsweise aus warmgeschmiedetem oder kaltfließgepresstem
Aluminium hergestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind mehrere Nut/Federkombinationen 53, 54 zur
Verbindung des metallischen Teiles mit dem Kunststoffbauteil vorgesehen.
Anzahl und Anordnung dieser Nut/Federkombinationen 53, 54 sind
dabei abhängig
von der Größe bzw.
sonstigen Geometrie des Gehäuses
sowie den Druckverhältnissen
in dem Nehmerzylinder variierbar.
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An
Stelle der Umspritzung einer metallischen Führungshülse 21 mit einem weiteren
Gehäuseteil 57 kann
das weitere Gehäuseteil 57 auch
mittels einer Clipsverbindung, wie diese in 8 dargestellt ist,
mit der Führungshülse 21 verbunden
werden. Die Führungshülse 21 verfügt dazu über eine
nutartig umlaufende Rille 60, in die ein umlaufender Vorsprung 61 des
weiteren Gehäuseteils 57 eingeclipst werden
kann. Wie aus 8 unmittelbar entnommen werden
kann, ersetzt die Kombination Rille 60 mit Vorsprung 61 die
Nut/Federkombinationen 53, 54. Um eine bessere
mechanische Verbindung der Führungshülse 21 mit
dem weiteren Gehäuseteil 57 zu erreichen,
kann die gesamte Konstruktion so ausgeführt sein, dass gegebenenfalls
die Verschraubung des Gehäuses 22 des
Nehmerzylinders 5 an der hier nicht dargestellten Getriebeglocke
zur Abstützung des
Innenteils beiträgt.
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9 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Gehäuses 22 eines
Nehmerzylinders 5 mit dreiteiligem Gehäuse. Neben einer Führungshülse 21 besteht
das Gehäuse 22 in
diesem Fall aus einer äußeren Zylinderlaufbahn 62,
wobei beide aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sind. Beide
Bauteile zusammen werden wiederum von einem weiteren Gehäuseteil 57 umspritzt
und so gleichzeitig mechanisch miteinander verbunden. Zur Abdichtung
der Gehäuseteile
untereinander sind zwei O-Ringe 56a und 56b radial
umlaufend um das weitere Gehäuseteil 57,
die äußere Zylinderlaufbahn 62 sowie
der Führungshülse 21 angeordnet.
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10 zeigt
einen Schnitt durch einen O-Ring in Einbaulage. Dargestellt ist
die Führungshülse 21 mit
einer zweiten Nut 55 und dem darin angeordneten O-Ring 56 sowie
das weitere Gehäuseteil 57.
Wie zu erkennen ist, ist am Boden der Nut 55 eine radial
umlaufende Erhebung 63 angeordnet, die bewirkt, dass im
Bereich der Erhebung 63 sowohl im radial inneren Bereich
des O-Rings 56 als auch im radial äußeren Bereich des O-Rings 56 eine
höhere Flächenpressung
auf die umliegenden Materialien ausgeübt wird. Auf diese Weise wird
eine sichere Druckdichtigkeit des O-Rings 56 bzw. der durch
diesen gebildete Dichtungsstelle auch nach längerem Betrieb gewährleistet.
Es wird vermieden, dass der O-Rings 56 im drucklosen Zustand
in Folge von Wärmedehnung
oder Relaxation der Anschlussteile an Vorspannung verliert. Außerdem ist
sichergestellt, dass der O-Rings 56 nach dem Umspritzen
ausreichend vorgespannt ist. Sollte die Vorspannung verloren ge hen,
bestünde
nämlich
die Gefahr des Unterspülens
mit Flüssigkeit.
Eine weitere Lösung
ist die Verwendung eines quellenden Materials, z.B. HNBR in Verbindung
mit Bremsflüssigkeit.
Bei einem Hinterspülen
des O-Rings 56 quellt dieser auf und erzeugt so wieder
eine sichere Dichtung.
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12 zeigt
einen Anschlagring 70 in der Seitenansicht, in 13 entsprechend
in der Draufsicht. Der Anschlagring 70 wird an Stelle des
beispielsweise als Nutring ausgelegten Anschlagrings 26 in 1 an
der Stirnseite der Führungshülse 21, die
schematisch in 12 im Schnitt angedeutet ist, angeordnet.
Der Außendurchmesser
des Anschlagrings 70 ist größer als der Außendurchmesser
der Führungshülse 21,
so dass der Anschlagring 70 über den gesamten Umfang radial über die
Führungshülse 21 herausragt.
Die Befestigung des Anschlagringes 70 erfolgt durch Eindrücken in
eine an der Stirnseite der Führungshülse 21 an
dessen Innendurchmesser angeordneten umlaufenden nutartigen Hinterschneidung 71.
Da die Haltekraft eines nicht geschlitzten Anschlagringes 70 relativ
empfindlich auf Durchmesseränderungen
von Anschlagring 70 bzw. dem Durchmesser der Führungshülse 21 reagiert,
sind im Umfang des Anschlagringes, wie aus 12 und 13 zu
ersehen ist, Schlitze 72 eingebracht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind über
den Umfang verteilt sechs Schlitze eingebracht. Die Schlitze 72 bewirken,
dass sich die dadurch gebildeten Segmente 73 jeweils unabhängig voneinander
in die Innennut 71 legen können und ermöglichen
so eine von Durchmesserabweichungen des Anschlagringes 71 bzw.
der Führungshülse 21 weitgehend
unabhängige Haltekraft
der beiden Teile untereinander. Die Schlitze 72 sind dazu
in eine Sitzfläche 74,
die in die nutartige Hinterschneidung 71 eingreifen, eingebracht.
In den Anschlagring können
beispielsweise 4, 6 oder 8 Schlitze über den
Umfang mehr oder minder gleichmäßig verteilt
eingebracht sein.
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14 zeigt
eine Führungshülse aus
Kunststoff im Schnitt. Bei dieser ist statt des Werkstoffes Stahl
bzw. Aluminium die gesamte Führungshülse 21 aus
Kunststoff gefertigt. Um der Fertigung aus Kunststoff Rechnung zu
tragen, sind die Übergänge zwischen
einzelnen Flächen
als entsprechend große Radien
ausgelegt. An der Stirnseite 80 der aus Kunststoff gefertigten
Führungshülse 21 ist
ein ebenfalls aus Kunststoff gefertigter Anschlagring 81 angeordnet. 14 ist
zu entnehmen, dass der Außendurchmesser
D des Anschlagringes 81 größer als der Außendurchmesser
D der Führungshülse 21 ist.
Der Anschlagring 81 ist im Querschnitt ein in etwa L-förmiger Rotationskörper. Die
Befestigung des Anschlagrings 81 an der Stirnseite 80 der
Führungshülse 21 erfolgt
durch Einschieben des in axialer Richtung sich erstreckenden Schenkels
des L in eine stirnseitig angebrachte umlaufende Nut 82.
Eine Verbindung des Anschlagrings 81 mit der Führungshülse 21 erfolgt
beispielsweise durch eine Ultraschallverschweißung oder beispielsweise durch
Verkleben oder dergleichen.
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15 zeigt
einen Zentralausrücker
als ein Element eines hydraulischen Systems im Schnitt. Dargestellt
ist ein Zentralausrücker 20,
umfassend eine Führungshülse 21,
ein Gehäuse 22,
einen Kolben 23 sowie eine Nutringdichtung 24.
Der Kolben 23 ist verbunden mit einem Ausrücklager 25.
Zwischen Ausrücklager 25 und
Gehäuse 22 ist
eine Vorspannfeder 27 angeordnet. Die Vorspannfeder 27 ist
nun von einer Folie 90 umgeben, so dass der von der Vorspannfeder
umschlossene Bereich staubdicht gegenüber der Umgebung abgedichtet
ist. Dadurch ist insbesondere der Kolben 23 sowie die Nutringdichtung 24 vor
Staub oder sonstigem Schmutz geschützt. Die Folie 90 ist
ein Elastomer, so dass diese die Wirkung der Vorspannfeder 27 nicht
oder kaum behindert. Die Folie 90 ersetzt einen als eigenständiges Bauteil
ausgeführten
Faltenbalg oder dergleichen.
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16 zeigt
eine alternative Ausführungsform
eines Zentralausrückers 20.
Die Darstellung entspricht im Wesentlichen der 15,
daher wird auf gleiche Bauteile hier nicht mehr eingegangen. Statt
einer Vorspannfeder 27 ist hier zwischen Gehäuse 22 und
Ausrücklager 25 ein
etwa hohlzylinderförmiges
elastisches Kunststoffteil 91 angeordnet. In der oberen
Darstellung der 16 ist die eine Endstellung
dargestellt, dies entspricht dem eingekuppelten Zustand, im unteren
Bereich der Darstellung der 15 bis 17 ist
die andere Endstellung dargestellt, dies entspricht dem ausgekuppelten
Zustand. Wie aus 16 ersichtlich ist, ist das
Kunststoffteil 91 über
einen weiten Bereich elastisch verformbar.
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17 stellt
eine dritte alternative Ausführungsform
dar, hier umfasst der Zentralausrücker 20 wieder eine
Vorspannfeder 27. Radial gesehen innerhalb der Vorlassfeder 27 ist
eine Rollmembran 92 angeordnet. Wie aus 17 zu
erkennen ist, kann bei eingescho benem Nehmerzylinder entsprechend
der oberen Darstellung in 17 die
Rollmembran gefaltet werden und behindert so die Bewegung des Nehmerzylinders
nicht.
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18 zeigt
einen Schnitt durch einen Zentralausrücker als Tiefziehteil. Dieser
umfasst im Wesentlichen eine Führungshülse 21,
ein Gehäuse 22 sowie
einen Kolben 23 mit einer Nutringdichtung 24, an
dem ein Ausrücklager 25 angeordnet
ist. Das Gehäuse 22 ist
in der vorliegenden Ausführungsform
ein tief gezogenes Stahlbauteil, beispielsweise aus STW 23,
mit einer Dicke von z.B. 7 mm. Mittels eines Dorns wird der als "Quick Connector" bezeichnete Hydraulikanschluss 93 aufgeweitet.
Die Zylinderlauffläche
ist hier als Konus 94 beispielsweise mit einem Öffnungswinkel
von 0,05° ausgebildet.
Der Konus 94 erlaubt ein Ausformen des Fertigungswerkzeuges und
stellt im Betrieb kein Problem dar, da die Nutringdichtung 24 im
Betrieb unter Druck aufgeweitet wird und so die konische Aufweitung
des Druckraumes ausgleicht. In dem Gehäuse 22 ist eine Innennut 95 eingebracht,
in die ein O-Rings 96 angeordnet ist. Der O-Rings 96 dient
der Abdichtung des Druckraumes 28. Die Führungshülse 21 und
das Gehäuse 22 können beispielsweise
miteinander verpresst oder verschweißt sein.
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11 zeigt
am Beispiel einer Kupplungsbetätigung
ein alternatives hydraulisches System, bei dem gängige Nehmerzylinder ersetzt
sind durch einen hydraulischen Zylinder nach dem Prinzip des pneumatischen
Muskels. Dargestellt ist eine Kupplung 8, die im linken
Teil der Skizze in 11 im geöffneten Zustand und im rechten
Teil der Darstellung der 11 im
geschlossenen Zustand gezeichnet ist. Eine Kupplungsausrückvorrichtung 3 wirkt über eine
Tellerfeder 97 in bekannter Weise auf die Kupplung 8.
Die Kupplungsausrückvorrichtung 3 wird über einen
in 11 nur im Prinzip dargestellten pneumatischen
Muskel 98 betätigt.
Dieser ist vergleichbar bekannter hydraulischer Zentralausrücker an
dem Getriebe bzw. Der Kupplungsglocke angeordnet. Wird der pneumatische
Muskel 98 mit Druck beaufschlagt, so wird dieser, wie in
der Skizze der 11 im rechten, Teil angedeutet
ist, axial in seiner Länge
verändert.
Auf diese Art und Weise kann die Kupplung durch Druckbeaufschlagung
geschlossen werden.
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Die
mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne
Präjudiz
für die
Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor,
noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen
offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
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In
Unteransprüchen
verwendete Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches
durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht
als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbstständigen,
gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmalskombinationen der rückbezogenen
Unteransprüche
zu verstehen.
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Da
die Gegenstände
der Unteransprüche
im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen
bilden können, behält die Anmelderin
sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder
Teilungserklärungen zu
machen. Sie können
weiterhin auch selbstständige
Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung
aufweisen.
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Die
Ausführungsbeispiele
sind nicht als Einschränkung
der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden
Offenbarung zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen möglich, insbesondere
solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien,
die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in
Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen
sowie den Ansprüchen beschriebenen
und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder
Verfahrensschritten für
den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar
sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand
oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch
soweit sie Herstell-, Prüf-
und Arbeitsverfahren betreffen.