EP3980304A1 - Kopplungsanordnung für eine hydraulikeinrichtung und verfahren zur kopplung und strömungstechnischen verbindung einer ersten und zweiten kopplungskomponente der kopplungsanordnung - Google Patents

Kopplungsanordnung für eine hydraulikeinrichtung und verfahren zur kopplung und strömungstechnischen verbindung einer ersten und zweiten kopplungskomponente der kopplungsanordnung

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Publication number
EP3980304A1
EP3980304A1 EP20720343.1A EP20720343A EP3980304A1 EP 3980304 A1 EP3980304 A1 EP 3980304A1 EP 20720343 A EP20720343 A EP 20720343A EP 3980304 A1 EP3980304 A1 EP 3980304A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling
piston
coupling component
hydraulic
sealing device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20720343.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexis Galant
Stephane Rocquet
Julien DURR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3980304A1 publication Critical patent/EP3980304A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T17/043—Brake line couplings, air hoses and stopcocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16L37/32—Couplings of the quick-acting type with fluid cut-off means with fluid cut-off means in each of two pipe-end fittings at least one of two lift valves being opened automatically when the coupling is applied
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    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/28—Valves specially adapted therefor
    • B60T11/32—Automatic cut-off valves for defective pipes
    • B60T11/323—Automatic cut-off valves for defective pipes in hydraulic systems
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/02—Fluid pressure
    • F16D2121/04—Fluid pressure acting on a piston-type actuator, e.g. for liquid pressure

Definitions

  • the invention relates to a coupling arrangement for a hydraulic device, in particular for a brake hose device of a hydraulic brake of a vehicle.
  • the coupling arrangement comprises a first coupling component and a second coupling component, wherein the first coupling component and the second coupling component can be transferred from an uncoupled state to a coupled state.
  • the first coupling component has a hydraulic chamber which is pre-filled with a first hydraulic fluid
  • the second coupling component has a hydraulic cylinder which is pre-filled with a second hydraulic fluid.
  • the hydraulic chamber and the hydraulic cylinder are fluidically connected to one another in the coupled state of the first coupling component and the second coupling component.
  • a first flow opening is made in the hydraulic chamber.
  • the invention also relates to a method for coupling and fluidic connection of a first and second coupling component of the coupling arrangement.
  • a hydraulic bicycle brake with prefilled hydraulic cylinders which are fluidically connected to one another, is for example in the publication US 2016/0200392 A1.
  • the document US 2018/0229703 A1 describes a self-sealing hydraulic device for bicycles in which two hydraulic cylinders are screwed together and sealed by means of ring seals.
  • the invention is based on the object of providing a coupling arrangement for a hydraulic device, the coupling components of which can be coupled functionally simply and safely to form a flow connection.
  • This object is achieved by a coupling arrangement for a hydraulic device with the features of claim 1 and by a method for coupling and fluidic connection of a first coupling component and a second coupling component of a coupling arrangement with the features of claim 10.
  • Preferred or advantageous embodiments of the invention emerge from the dependent claims of the following description and / or the attached figures.
  • a coupling arrangement for a hydraulic device in particular for a brake hose device of a hydraulic brake of a vehicle, is proposed.
  • the vehicle is preferably designed as a small or micro vehicle or as an electric vehicle.
  • the vehicle preferably has at least one wheel. With only one wheel, the vehicle can be designed as an electric unicycle, for example as a so-called monowheel or solo wheel. With two or more wheels, the vehicle is preferred as a scooter, in particular as an electric motorcycle, as an electric scooter, as an electric scooter, electric scooter, electric scooter, eg e-scooter, as a Segway, hoverboard, kickboard, skateboard, longboard or the like. educated.
  • the vehicle can be designed as a bicycle, in particular as an electric bicycle, for example as a pedelec or as an e-bike.
  • the vehicle can alternatively be designed as a multi-track bicycle, in particular with three or more wheels.
  • the vehicle can be a transport or cargo bike, especially a motorized or electrically driven transport or cargo bike, especially a three-wheel or four-wheel pedelec or a rickshaw, especially with or without a roof, or a cabin scooter.
  • the coupling arrangement comprises a first coupling component and a second coupling component. The first coupling component and the second coupling component can be converted from an uncoupled state into a coupled state.
  • the two coupling components which are referred to below as first and second components, can be coupled to one another to form a coupling unit.
  • the two coupled components can again be decoupled from one another without being damaged.
  • the two components can be arranged between a vehicle brake arranged on the wheel side and a brake actuation device of the vehicle arranged on the handlebar side, for example a flange lever.
  • the first component has a fly hydraulic chamber.
  • the hydraulic chamber is preferably cylindrical.
  • one axial end of the hydraulic chamber is closed and another opposite end is connected to a first hose section sealed at the end.
  • the hydraulic chamber and, optionally, the first hose section is / are prefilled with a first hydraulic fluid. It is particularly preferred that the first component in the uncoupled state is completely sealed off from the outside in a flow-tight manner, so that the hydraulic fluid cannot leak out and / or so that no air can be trapped in the hydraulic chamber.
  • the second component has a hydraulic cylinder.
  • the hydraulic cylinder is preferably connected at one axial end to a second hose section sealed at the end. At another opposite end, an insertion opening for inserting a section of the hydraulic chamber is preferably provided.
  • the hydraulic cylinder and, optionally, the second hose section is / are prefilled with a second hydraulic fluid. It is particularly preferred that the second component, in the uncoupled state, is completely sealed off from the outside in a flow-tight manner so that the hydraulic fluid cannot leak out and / or so that no air can be trapped in the hydraulic cylinder.
  • the hydraulic chamber and the hydraulic cylinder are fluidically connected to one another. In particular, both hydraulic fluids can flow from one component into the other component and / or can be mutually exchanged and / or mixed with one another.
  • a first flow opening is made in the hydraulic chamber of the first component.
  • the first flow opening is preferably provided to enable the flow connection between the two components.
  • the first flow opening is an opening that runs radially at least in sections in an outside of the hydraulic chamber.
  • the first flow opening is arranged in a region of the hydraulic chamber that adjoins the closed axial end of the hydraulic chamber.
  • the second component has a second flow opening.
  • the first component comprises a first sealing device.
  • the first flow opening is closed in a flow-tight manner by the first sealing device.
  • the first sealing device seals the first flow opening to prevent the fluid from flowing out when the components are in the uncoupled state.
  • the first sealing device releases the first flow opening, so that a fluidic connection of the two components is ensured and / or formed in the coupled state.
  • the first flow opening is uncovered and not closed by the first sealing device. This can advantageously ensure that the first hydraulic fluid through the first flow opening from the Hydraulic chamber can flow out and / or that the second hydraulic fluid can flow through the first flow opening into the hydraulic chamber.
  • the first sealing device is ring-shaped, in particular as a sealing ring.
  • the first sealing device is preferably seated on the outside of the hydraulic chamber, wherein it is arranged in a first position on the hydraulic chamber, in particular in the uncoupled state.
  • the first sealing device encloses the hydraulic chamber in the uncoupled state in the first position.
  • the first position is preferably where the first flow opening is introduced into the hydraulic chamber. It is particularly preferred that the first sealing device covers and seals the first flow opening in the first position when the two components are in the uncoupled state.
  • the first sealing device sits on the outside of the hydraulic chamber in a second position when the components are in the coupled state.
  • the second position is different and spaced from the first position.
  • the second position is arranged in an area of the hydraulic chamber that adjoins the axial end on which the first hose section is arranged.
  • the first sealing device preferably encloses the hydraulic chamber in the coupled state in the second position.
  • the first flow opening is preferably uncovered by the first sealing device when it is in the second position. In particular, the first flow opening is released and thus opened for the hydraulic fluids to flow through when the first sealing device assumes the second position.
  • the first component has a first piston.
  • the first piston is annular in an axial plan view, the piston preferably having an annular piston surface and a circumferential edge which projects axially from the piston surface and which, together with the piston surface, encloses a receiving space.
  • the first sealing device is arranged in the receiving space of the piston.
  • the piston sits, preferably together with the first sealing device, on the hydraulic chamber and / or surrounds it.
  • the piston is preferably arranged axially movably on the hydraulic chamber.
  • the first piston is axially displaceable along the hydraulic chamber, the first sealing device accommodated in the receiving space being displaceable in particular together with the piston.
  • the first sealing device can thus be transferred from the first position to the second position, which takes place in particular during and / or during the coupling of the two components.
  • the first coupling component comprises a sleeve.
  • the sleeve is preferably arranged concentrically to the first piston and / or to the hydraulic chamber.
  • the sleeve surrounds the first piston at least in sections when the two components are in the uncoupled state and / or when the first sealing device is arranged in the first position. It is particularly preferred within the scope of the invention that the first piston, in the coupled state of the two components, is moved away from and / or out of the sleeve and / or is arranged at a distance from the sleeve.
  • the first coupling component comprises a first spring device which e.g. is designed as a helical compression spring.
  • the spring device optionally encompasses the hydraulic chamber.
  • the first piston is preferably mounted elastically on the first spring device. In particular, in the uncoupled state of the two components, the first piston is pressed into and / or held in the sleeve, at least in sections, under spring force loading.
  • the sleeve has an annular or partially annular clip which exerts a radial pressure on the first piston and optionally in addition the first sealing device exerts when the first piston is at least partially surrounded by the sleeve.
  • the first sealing device is pressed onto the first flow opening by the radial pressure exerted.
  • the first sealing device is thus advantageously secured against loosening from the first flow opening.
  • the sleeve serves in particular as a securing device for the first sealing device when the two components are uncoupled. This is of great advantage since the first component is flow-tight and the hydraulic fluid cannot leak out during transport, storage and retrieval, handling and of course during and / or during assembly.
  • the first sealing device and the sleeve as a securing device can prevent air from being trapped in the hydraulic chamber before, during and / or during assembly.
  • the first coupling component has a cylindrical coupling housing that is open on both axial sides.
  • the coupling housing preferably has a receiving section and a coupling section.
  • the first spring device, the first piston and the sleeve are completely received in the receiving section.
  • the hydraulic chamber is received at least in sections in the receiving section.
  • the hydraulic chamber is positively and / or non-positively connected to the receiving section.
  • the axial end of the hydraulic chamber, on which the first hose section is arranged protrudes from the receiving section and / or from one side of the coupling housing.
  • the coupling section is preferably unoccupied in the uncoupled state of the two components.
  • the coupling section has an internal thread, in particular for coupling to the second component.
  • the coupling section is occupied by a section of the second component.
  • the hydraulic cylinder for this purpose, in sections, in particular largely or completely, inserted into the other side of the coupling housing and / or into the coupling section.
  • the hydraulic cylinder of the second component has a coupling mating section.
  • the mating coupling section preferably has an external thread for screwing to the internal thread in the coupling section of the first component.
  • the internal thread and the external thread are placed against one another for mutual screwing when the hydraulic cylinder is partially, largely or completely inserted into the coupling housing of the first component.
  • the hydraulic cylinder is pushed into the sleeve and / or partially pushed through it, so that the sleeve surrounds the hydraulic cylinder in this arrangement.
  • the first piston and the first spring device are in particular pushed out of the sleeve.
  • the two components can be coupled to a coupling unit by screwing the internal thread and the external thread together.
  • the hydraulic chamber and the hydraulic cylinder in the coupling unit are fluidically connected to one another.
  • the second component comprises a second piston, a second spring device and a second sealing device.
  • the second sealing device is designed as a sealing ring.
  • the second spring device is designed as a helical compression spring.
  • the second piston is preferably arranged to be axially movable in the hydraulic cylinder. In particular, for this purpose the second piston is elastically supported in the hydraulic cylinder on the second spring device.
  • a second flow opening is made in the second piston through which the second hydraulic fluid and optionally additionally, in particular in the coupled state of the two components, the first hydraulic fluid can also flow.
  • the insertion opening of the hydraulic cylinder is preferably closed in the uncoupled state by the second piston, for example in a form-fitting manner, wherein for this purpose it is pressed into the insertion opening, in particular with a spring force.
  • the second piston assumes a closed position when it is pressed into the insertion opening and / or closes it.
  • the insertion opening closed by the second piston is preferably sealed in terms of flow by the second sealing device.
  • the second sealing device sits on the second piston and / or surrounds it in a form-fitting manner.
  • the second piston is axially displaced out of the closed position in the coupled state of the two components, in particular against the spring force of the second spring device. This releases the insertion opening of the second piston.
  • a preferred structural embodiment of the invention provides that, in the coupled state of the two components, a section of the first component is inserted through the insertion opening.
  • the area of the hydraulic chamber in which the first flow opening is introduced preferably protrudes through the insertion opening when the two components are in the coupled state.
  • the hydraulic cylinder is pushed through the axial opening in the hydraulic chamber, so that it is received at least in sections in the receiving section of the coupling housing.
  • the area of the hydraulic chamber in which the first flow opening is introduced is arranged in the hydraulic cylinder if the two components are coupled to one another to form the coupling unit.
  • a further subject matter of the invention is a method for coupling and fluidic connection of a first coupling component and a second coupling component of a coupling arrangement according to the previous description and / or according to one of claims 1 to 9.
  • the second component is inserted into the first component in sections.
  • the first sealing device is moved out of the first position in which it seals the first flow opening, so that it releases the first flow opening to form the fluidic connection.
  • the hydraulic cylinder is at least partially inserted into the coupling housing and screwed to it.
  • the hydraulic cylinder pushes the first piston with the first sealing device arranged in the receiving space, in particular against the spring force of the first spring device, out of the sleeve and / or axially along the hydraulic chamber.
  • the hydraulic cylinder is inserted into the sleeve or partially pushed through it.
  • FIG. 1 shows a first coupling component of a coupling arrangement
  • FIG. 2 shows a second coupling component of a coupling arrangement
  • FIG. 3a shows an axial sectional view of the first coupling component
  • Figure 3b is a perspective axial plan view of the first
  • FIG. 4 shows an axial sectional view of the second coupling component
  • FIGS. 5a-5d process steps for coupling and fluidic
  • FIG. 1 a first coupling component 2 of a coupling arrangement 1 is shown in two different perspective views.
  • FIG. 2 shows a second coupling component 3 of the coupling arrangement 1, likewise in two different perspective views.
  • the coupling arrangement 1, which can be seen in FIGS. 5a to 5d, is designed to be integrated in a flydraulic device.
  • the coupling arrangement 1 can form part of the hydraulic device.
  • the hydraulic device can be designed, for example, as a brake hose device for a hydraulic brake of a vehicle, for example a two-wheeler, in particular a bicycle, e-scooter, electric scooter or electric scooter, or comprise these.
  • the coupling arrangement 1 can be arranged between the hydraulic brake and a brake actuation device, for example a hand lever on a handlebar of the vehicle.
  • first and second coupling component 3 which are referred to below as first and second components 2, 3, can be coupled to one another to form a coupling unit 4, which is shown in FIG. 5d.
  • components 2, 3 are shown in an uncoupled state U. When they are coupled to one another and form the coupling unit 4, they have a coupled state K.
  • the first coupling component 2 comprises a cylindrical coupling housing 5, which is open on both sides, with a receiving section 5a and with a coupling section 5b.
  • the first coupling component 2 comprises a cylindrical hydraulic chamber 6, a first hose section 7, a first bolt 8, a first sealing device 9, a sleeve 10 with a clip 11 and a first spring device 12.
  • the hydraulic chamber 6 is open at one axial end 13a and closed at another opposite end 13b.
  • the first hose section 7 is inserted into the hydraulic chamber 6 through the open end 13a and is thus fluidically connected to it.
  • the hydraulic chamber 6 and the first hose section 7 are prefilled with a first hydraulic fluid 14.
  • the first hose section 7 is closed at an end, not shown, outside the hydraulic chamber 6, so that the first hydraulic fluid 14 cannot run out through the first hose section 7.
  • the hydraulic chamber 6 has a first flow opening 15 in a region which adjoins the closed end 13b.
  • the first flow opening is as a partially radially circumferential opening is formed in an outside of the hydraulic chamber 6.
  • the hydraulic chamber 6 and the hose section 7 inserted therein are received in sections in the receiving section 5 a of the coupling housing 5.
  • the hydraulic chamber 6 is attached to the coupling housing 5.
  • a circumferential projection 16 on the outside of the hydraulic chamber 6 engages in a form-fitting manner in a groove 17 of the coupling housing 5 formed between two circumferential lugs 20a, 20b.
  • the first bolt 8, the first sealing device 9, the sleeve 10 and the first spring device 12 are completely received in the receiving section 5 a of the coupling housing 5.
  • the first bolt 8 is annular in an axial plan view. It comprises a bolt surface 8a and a circumferential edge 8b which protrudes axially from the bolt surface 8a and with this encloses a receiving space 16.
  • the first sealing device 9 is designed as a sealing ring and is received in the receiving space 16.
  • the first Bolzano 8 is elastically mounted on the first spring device 12, which is designed as a helical compression spring and which runs around the hydraulic chamber 6.
  • the first bolt 8 and the first sealing device 9 sit on the outside of the hydraulic chamber 6 and completely surround it.
  • the sleeve 10 is arranged concentrically with the first bolt and surrounds it in sections.
  • the clip 11 of the sleeve 10 engages in a receptacle 18 which is introduced on an inside of the coupling housing 5.
  • the sleeve 10 is fastened in the coupling housing 5 in a form-fitting manner.
  • the first spring device 12 By means of the first spring device 12, the first piston 8 is pushed into the sleeve 10 in sections and held therein.
  • the first sealing device 9 is arranged in a first position P1 in which it seals the first flow opening 15. For this purpose, the first sealing device 9 sits on the first flow opening 15 and completely surrounds it.
  • the clip 11 of the sleeve 10 presses the first sealing device 9 radially against the first flow opening 15 and thereby secures the flow-tight seal so that the first hydraulic fluid 14 cannot leak and so that no air can penetrate into the hydraulic chamber 6 from the outside and / or into the hydraulic fluid 14 can be included.
  • the coupling section 5b of the coupling housing 5 is unoccupied in the uncoupled state U of the two components 2, 3 according to FIGS. 1, 3a and 3b.
  • the coupling section 5b has an internal thread 19 for coupling to the second component 3.
  • the second component 3 comprises a hydraulic cylinder 21.
  • the hydraulic cylinder 21 has an axial insertion opening 22 and an opposite adapter opening 23.
  • the hydraulic cylinder 21 has a mating coupling section 24 in which an external thread 25 is arranged.
  • Arranged immediately behind the insertion opening 22 are two circumferential ribs 26a, 26b which enclose a receiving groove 27 in the hydraulic cylinder 21 between them.
  • a second hydraulic fluid 33 is received in the hydraulic cylinder 21.
  • the second component 3 comprises a second piston 28, a second sealing device 29 and a second spring device 30. Furthermore, the second component 3 comprises a second hose section 31.
  • the second hose section 31 is fluidically connected to the hydraulic cylinder 21.
  • the second hose section 31 is closed at one end (not shown) so that the second hydraulic fluid 33 cannot leak out.
  • the second hose section 31 is inserted into the adapter opening 23 via an adapter piece 35 of the second component 3 and is positively connected to the hydraulic cylinder 21 attached.
  • a third sealing device 34 of the second component 3 seals the connection between the adapter opening 23 and the adapter piece 35.
  • the second piston 28 is circular in an axial plan view.
  • a second flow opening 32 is made in the second piston 28.
  • the second flow opening 32 is designed as a partially radially circumferential opening in the second piston 28.
  • the second piston 28 closes the insertion opening 22 of the hydraulic cylinder in a form-fitting manner and assumes a closed position S. It is elastically supported on the second spring device 30, which is designed as a helical compression spring, in the hydraulic cylinder 21, so that it is pressed into the insertion opening 22 and held in the closed position S.
  • the second sealing device 29 additionally seals the insertion opening 22 in a flow-tight manner.
  • the components 2, 3 are positioned axially to one another in such a way that the coupling section 5b of the first component 2 and the insertion opening 22 of the second component 3 are directed towards one another.
  • the components 2, 3 are then plugged into one another so that the hydraulic cylinder 21 is arranged in sections in the coupling section 5 b of the coupling housing 5.
  • the hydraulic cylinder 21 is pushed further and further into the coupling housing 5.
  • the two components 2, 3 are screwed to one another by means of the internal thread 19 and the external thread 25 and are thereby releasably fastened to one another.
  • the hydraulic cylinder 21 pushed through the sleeve 10 and thereby presses the first piston 8 together with the first sealing device 9 out of the sleeve 10 against the spring force of the first spring device 12.
  • the first sealing device 9 is moved out of the first position P1 so that it releases the first flow opening 15.
  • the first sealing device 9 is now arranged in the second position P2.
  • the hydraulic chamber 6 While the hydraulic cylinder 21 is being pushed through the sleeve 10, the hydraulic chamber 6 penetrates with its closed axial end 13 first through the insertion opening 22 into the hydraulic cylinder 21 and thereby pushes the second piston 28 against the spring force of the second spring device 30 from the closed position S in the Insertion opening 22 out and further into the hydraulic cylinder 21.
  • the hydraulic chamber 6 is thereby arranged in the hydraulic cylinder 21 with the closed axial end 13b and with the region in which the first flow opening 15 is introduced.
  • the coupling unit 4 When the two components are completely screwed together, the coupling unit 4 is formed. Because the first flow opening 15 is arranged together with the second flow opening 32 in the hydraulic cylinder 21, the flow connection between the hydraulic chamber 6 and the hydraulic cylinder 21 is formed. The coupling unit 4 and / or the flow connection is sealed to the outside by the three sealing devices 9, 29 and 34.
  • the coupling unit 4 is unscrewed, e.g. for maintenance purposes, and the two components 2, 3 are thereby decoupled, the first piston 8 is pushed back axially along the hydraulic chamber under spring force so that the first sealing device 9 is again arranged in the first position P1 and the first flow opening 15 seals again.
  • the second piston 28 is pushed back again axially in the hydraulic cylinder 21 under a spring force and arranged again in the insertion opening 22, so that it is closed by the second piston 28 and sealed by the second sealing device 29.

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Abstract

Es wird eine Kopplungsanordnung (1) für eine Hydraulikeinrichtung, insbesondere für eine Bremsschlaucheinrichtung einer Hydraulikbremse eines Fahrzeugs, vorgeschlagen. Die Kopplungsanordnung (1) umfasst eine erste Kopplungskomponente (2) und eine zweite Kopplungskomponente (3), wobei die erste Kopplungskomponente (2) und die zweite Kopplungskomponente (3) von einem ungekoppelten Zustand U in einen gekoppelten Zustand K überführbar sind, wobei die erste Kopplungskomponente (2) eine Hydraulikkammer (6) aufweist, die mit einer ersten Hydraulikflüssigkeit (14) vorgefüllt ist und wobei die zweite Kopplungskomponente (3) einen Hydraulikzylinder (21) aufweist, der mit einer zweiten Hydraulikflüssigkeit (33) vorgefüllt ist, wobei die Hydraulikkammer (6) und der Hydraulikzylinder (21) im gekoppelten Zustand K strömungstechnisch miteinander verbunden sind, wobei in die Hydraulikkammer (6) eine erste Strömungsöffnung (15) eingebracht ist und wobei die erste Kopplungskomponente (2) eine erste Dichtungseinrichtung (9) aufweist, die die erste Strömungsöffnung (15) in dem ungekoppelten Zustand U strömungsdicht verschließt und in dem gekoppelten Zustand K freigibt.

Description

Kopplunqsanordnunq für eine Hvdraulikeinrichtunq und Verfahren zur Kopplung und strömunqstechnischen Verbindung einer ersten und zweiten
Kopplunqskomponente der Kopplunqsanordnunq
Die Erfindung betrifft eine Kopplungsanordnung für eine Hydraulikeinrichtung, insbesondere für eine Bremsschlaucheinrichtung einer Hydraulikbremse eines Fahrzeugs. Die Kopplungsanordnung umfasst eine erste Kopplungskomponente und eine zweite Kopplungskomponente, wobei die erste Kopplungskomponente und die zweite Kopplungskomponente von einem ungekoppelten Zustand in einen gekoppelten Zustand überführbar sind. Die erste Kopplungskomponente weist eine Hydraulikkammer auf, die mit einer ersten Hydraulikflüssigkeit vorgefüllt ist und die zweite Kopplungskomponente weist einen Hydraulikzylinder auf, der mit einer zweiten Hydraulikflüssigkeit vorgefüllt ist. Die Hydraulikkammer und der Hydraulikzylinder sind im gekoppelten Zustand der ersten Kopplungskomponente und der zweiten Kopplungskomponente strömungstechnisch miteinander verbunden. In die in die Hydraulikkammer ist eine erste Strömungsöffnung eingebracht. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Kopplung und strömungstechnischen Verbindung einer ersten und zweiten Kopplungskomponente der Kopplungsanordnung.
Wenn zwei mit einem Fluid vorgefüllte Hydraulikzylinder miteinander verbunden werden sollen, um einen Bestandteil eines Bremssystems für ein Fahrzeug, z.B. für ein Zweirad zu bilden, ist es notwendig, dass die beiden Hydraulikzylinder vor der Montage abgedichtet sind, sodass das eingefüllte Fluid nicht auslaufen kann. Außerdem müssen Vorkehrungen dafür getroffen werden, dass während der Montage keine Luft in den Hydraulikzylindern eingeschlossen wird. Die beiden fertig montierten Hydraulikzylinder sollen sodann ein ungehindertes Strömen des Fluids zwischen den Hydraulikzylindern gewährleisten.
Eine hydraulische Fahrradbremse mit vorgefüllten Hydraulikzylindern, die miteinander strömungstechnisch verbunden werden, ist beispielsweise in der Druckschrift US 2016/0200392 A1 beschrieben. In der Druckschrift US 2018/0229703 A1 ist eine selbstabdichtende Hydraulikeinrichtung für Fahrräder beschrieben, in der zwei Hydraulikzylinder miteinander verschraubt werden und über Ringdichtungen abgedichtet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopplungsanordnung für eine Hydraulikeinrichtung bereitzustellen, deren Kopplungskomponenten funktional einfach und sicher zur Bildung einer Strömungsverbindung koppelbar sind. Diese Aufgabe wird durch eine Kopplungsanordnung für eine Hydraulikeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Kopplung und strömungstechnischen Verbindung einer ersten Kopplungskomponente und einer zweiten Kopplungskomponente einer Kopplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
Es wird eine Kopplungsanordnung für eine Hydraulikeinrichtung, insbesondere für eine Bremsschlaucheinrichtung einer Hydraulikbremse eines Fahrzeugs, vorgeschlagen. Bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Klein- oder Kleinstfahrzeug oder als ein Elektromobil ausgebildet. Das Fahrzeug weist vorzugsweise mindestens ein Rad auf. Mit nur einem Rad kann das Fahrzeug als ein elektrisches Einrad, z.B. als ein sogenanntes Monowheel oder Solowheel ausgebildet sein. Mit zwei oder mehr Rädern ist das Fahrzeug bevorzugt als ein Roller, insbesondere als ein Elektromotorrad, als ein Elektromotorroller, als ein Elektroroller, Elektrotretroller, Elektroscooter, z.B. E-Scooter, als ein Segway, Hoverboard, Kickboard, Skateboard, Longboard o.ä. ausgebildet. Alternativ kann das Fahrzeug als ein Fahrrad, insbesondere als ein Elektrofahrrad, z.B. als ein Pedelec oder als ein E-Bike ausgebildet sein. Das Fahrzeug kann alternativ als ein mehrspuriges Fahrrad, insbesondere mit drei oder mehr Rädern ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug ein Transport- oder Lastenrad, insbesondere ein motorisiertes bzw. elektrisch angetriebenes Transport- oder Lastenrad, im Speziellen ein Dreirad- oder Vierrad-Pedelec oder eine Rikscha, insbesondere mit oder ohne Dach, oder ein Kabinenroller sein. Die Kopplungsanordnung umfasst eine erste Kopplungskomponente und eine zweite Kopplungskomponente. Die erste Kopplungskomponente und die zweite Kopplungskomponente sind von einem ungekoppelten Zustand in einen gekoppelten Zustand überführbar. Insbesondere sind die beiden Kopplungskomponenten, die im Folgenden als erste und zweite Komponente bezeichnet werden, miteinander zu einer Kopplungseinheit koppelbar. Insbesondere sind die beiden gekoppelten Komponenten wieder beschädigungsfrei voneinander entkoppelbar. Beispielsweise können die beiden Komponenten zwischen einer radseitig angeordneten Fahrzeugbremse und einer lenkerseitig angeordneten Bremsbetätigungseinrichtung des Fahrzeugs, z.B. einem Flandhebel, angeordnet werden.
Die erste Komponente weist eine Flydraulikkammer auf. Vorzugsweise ist die Hydraulikammer zylinderförmig ausgebildet. Optional ist ein axiales Ende der Hydraulikkammer geschlossen und eine anderes gegenüberliegendes Ende mit einem endseitig abgedichteten ersten Schlauchabschnitt verbunden. Die Hydraulikkammer und optional ergänzend der erste Schlauchabschnitt ist/sind mit einer ersten Hydraulikflüssigkeit vorgefüllt. Besonders bevorzugt ist, dass die erste Komponente in dem ungekoppelten Zustand vollständig nach außen strömungsdicht abgedichtet ist, sodass die Hydraulikflüssigkeit nicht auslaufen kann und/oder sodass keine Luft in der Hydraulikkammer eingeschlossen werden kann.
Die zweite Komponente weist einen Hydraulikzylinder auf. Vorzugsweise ist der Hydraulikzylinder an einem axialen Ende mit einem endseitig abgedichteten zweiten Schlauchabschnitt verbunden. An einem anderen gegenüberliegenden Ende ist bevorzugt eine Einschuböffnung zum Einschieben eines Abschnitts der Hydraulikkammer vorgesehen. Der Hydraulikzylinder und optional ergänzend der zweite Schlauchabschnitt ist/sind mit einer zweiten Hydraulikflüssigkeit vorgefüllt. Besonders bevorzugt ist, dass die zweite Komponente in dem ungekoppelten Zustand vollständig nach außen strömungsdicht abgedichtet ist, sodass die Hydraulikflüssigkeit nicht auslaufen kann und/oder sodass keine Luft in dem Hydraulikzylinder eingeschlossen werden kann. lm gekoppelten Zustand der Komponenten sind die Hydraulikkammer und der Hydraulikzylinder strömungstechnisch miteinander verbunden. Insbesondere können beide Hydraulikflüssigkeiten von der einen Komponente in die andere Komponente strömen und/oder gegenseitig ausgetauscht und/oder miteinander vermischt werden.
In die Hydraulikkammer der ersten Komponente ist eine erste Strömungsöffnung eingebracht. Bevorzugt ist die erste Strömungsöffnung dazu vorgesehen, die Strömungsverbindung zwischen den beiden Komponenten zu ermöglichen. Beispielsweise ist die erste Strömungsöffnung ein zumindest abschnittsweise radial verlaufender Durchbruch in einer Außenseite der Hydraulikkammer. Optional ist die erste Strömungsöffnung in einem Bereich der Hydraulikkammer angeordnet, der an das geschlossene axiale Ende der Hydraulikkammer angrenzt. Optional ergänzend weist die zweite Komponente eine zweite Strömungsöffnung auf.
Die erste Komponente umfasst eine erste Dichtungseinrichtung. Erfindungsgemäß ist die erste Strömungsöffnung in dem ungekoppelten Zustand der Komponenten durch die erste Dichtungseinrichtung strömungsdicht verschlossen. Insbesondere dichtet die erste Dichtungseinrichtung die erste Strömungsöffnung gegen ein Ausfließen des Fluids ab, wenn die Komponenten den ungekoppelten Zustand aufweisen. Vorteilhaft daran ist, dass die erste Komponente dadurch vor der Kopplung mit der zweiten Komponente, z.B. während eines Transports, einer Einlagerung und/oder Handlings strömungsdicht verschlossen ist und somit die Funktionsfähigkeit der ersten Komponente nach der Kopplung mit der zweiten Komponente vollständig erhalten ist.
Erfindungsgemäß ist weiterhin, dass die erste Dichtungseinrichtung in dem gekoppelten Zustand der Komponenten die erste Strömungsöffnung freigibt, sodass eine strömungstechnische Verbindung der beiden Komponenten in dem gekoppelten Zustand gewährleistet und/oder gebildet ist. Insbesondere ist die erste Strömungsöffnung in dem gekoppelten Zustand von der ersten Dichtungseinrichtung unbedeckt und unverschlossen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise gewährleistet werden, dass die erste Hydraulikflüssigkeit durch die erste Strömungsöffnung aus der Hydraulikkammer ausströmen kann und/oder dass die zweite Hydraulikflüssigkeit durch die erste Strömungsöffnung in die Hydraulikkammer einströmen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Dichtungseinrichtung ringförmig, insbesondere als ein Dichtring ausgebildet. Vorzugsweise sitzt die erste Dichtungseinrichtung außenseitig auf der Hydraulikammer, wobei sie insbesondere in dem ungekoppelten Zustand in einer ersten Position auf der Hydraulikkammer angeordnet ist. Insbesondere umschließt die erste Dichtungseinrichtung die Hydraulikkammer in dem ungekoppelten Zustand in der ersten Position. Bevorzugt ist die erste Position dort, wo die erste Strömungsöffnung in die Hydraulikkammer eingebracht ist. Besonders bevorzugt ist, dass die erste Dichtungseinrichtung die erste Strömungsöffnung in der ersten Position bedeckt und abdichtet, wenn die beiden Komponenten den ungekoppelten Zustand aufweisen.
In einer weiteren bevorzugen Ausgestaltung der Erfindung sitzt die erste Dichtungseinrichtung außenseitig auf der Hydraulikkammer in einer zweiten Position, wenn die Komponenten den gekoppelten Zustand aufweisen. Beispielsweise ist die zweite Position unterschiedlich und beabstandet von der ersten Position. Optional ist die zweite Position in einem Bereich der Hydraulikkammer angeordnet, der sich an das axiale Ende anschließt, an dem der erste Schlauchabschnitt angeordnet ist. Bevorzugt umschließt die erste Dichtungseinrichtung die Hydraulikkammer in dem gekoppelten Zustand in der zweiten Position. Vorzugsweise ist die erste Strömungsöffnung von der ersten Dichtungseinrichtung unbedeckt, wenn diese die zweite Position einnimmt. Insbesondere ist die erste Strömungsöffnung freigegeben und somit zum Durchfluss der Hydraulikflüssigkeiten geöffnet, wenn die erste Dichtungseinrichtung die zweite Position einnimmt.
In einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist die erste Komponente einen ersten Kolben auf. Zum Beispiel ist der erste Kolben in einer axialen Draufsicht ringförmig ausgebildet, wobei der Kolben vorzugsweise eine ringförmige Kolbenfläche und einen axial von der Kolbenfläche abstehenden umlaufenden Rand aufweist, der gemeinsam mit der Kolbenfläche einen Aufnahmeraum einschließt. Besondere bevorzugt ist, dass die erste Dichtungseinrichtung in dem Aufnahmeraum des Kolbens angeordnet ist.
In einer möglichen konstruktiven Umsetzung der Erfindung sitzt der Kolben, bevorzugt gemeinsam mit der ersten Dichtungseinrichtung, auf der Hydraulikammer und/oder umgibt diese. Vorzugsweise ist der Kolben axial beweglich auf der Hydraulikkammer angeordnet. Insbesondere ist der erste Kolben axial entlang der Hydraulikkammer verschiebbar, wobei die in dem Aufnahmeraum aufgenommene erste Dichtungseinrichtung im Speziellen gemeinsam mit dem Kolben verschiebbar ist. Somit kann die erste Dichtungseinrichtung von der ersten Position in die zweite Position überführt werden, was insbesondere bei und/oder während der Kopplung der beiden Komponenten erfolgt.
In einer weiteren möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung umfasst die erste Kopplungskomponente eine Hülse. Vorzugsweise ist die Hülse konzentrisch zu dem ersten Kolben und/oder zu der Hydraulikkammer angeordnet. Insbesondere umgibt die Hülse den ersten Kolben zumindest abschnittsweise, wenn die beiden Komponenten den ungekoppelten Zustand aufweisen und/oder wenn die erste Dichtungseinrichtung in der ersten Position angeordnet ist. Besonders bevorzugt im Rahmen der Erfindung ist, dass der erste Kolben im gekoppelten Zustand der beiden Komponenten von der Hülse weg und/oder aus dieser heraus bewegt ist und/oder beabstandet zu der Hülse angeordnet ist.
In einer möglichen Weiterbildung der Erfindung umfasst die erste Kopplungskomponente eine erste Federeinrichtung, die z.B. als eine Schraubendruckfeder ausgebildet ist. Optional umgreift die Federeinrichtung die Hydraulikkammer. Vorzugsweise ist der erste Kolben auf der ersten Federeinrichtung elastisch gelagert. Insbesondere ist der erste Kolben in dem ungekoppelten Zustand der beiden Komponenten federkraftbelastet zumindest abschnittsweise in die Hülse hineingedrückt und/oder in dieser gehalten.
Besonders bevorzugt ist, dass die Hülse einen ringförmigen oder teilringförmigen Clip aufweist, der einen radialen Druck auf den ersten Kolben und optional ergänzend auf die erste Dichtungseinrichtung ausübt, wenn der erste Kolben zumindest abschnittsweise von der Hülse umgeben ist. Insbesondere ist die erste Dichtungseinrichtung durch den ausgeübten radialen Druck auf die erste Strömungsöffnung gedrückt. Somit ist die erste Dichtungseinrichtung in vorteilhafter Weise gegen ein Lösen von der ersten Strömungsöffnung gesichert. Die Hülse dient hierfür insbesondere als Sicherungseinrichtung für die erste Dichtungseinrichtung, wenn die beiden Komponenten ungekoppelt sind. Dies ist von großen Vorteil, da die erste Komponente strömungsdicht ist und die Hydraulikflüssigkeit auch bei einem Transport, einer Ein- und Auslagerung, bei einem Handling und natürlich auch bei und/oder während der Montage nicht auslaufen kann. Weiterhin kann durch die erste Dichtungseinrichtung und durch die Hülse als Sicherungseinrichtung vermieden werden, dass vor, bei und/oder während der Montage Luft in der Hydraulikkammer eingeschlossen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die erste Kopplungskomponente ein zylinderförmiges und zu beiden axialen Seiten geöffnetes Kopplungsgehäuse auf. Vorzugsweise weist das Kopplungsgehäuse einen Aufnahmeabschnitt und einen Kopplungsabschnitt auf. Insbesondere sind die erste Federeinrichtung, der erste Kolben und die Hülse vollständig in dem Aufnahmeabschnitt aufgenommen. Im Speziellen ist die Hydraulikkammer zumindest abschnittsweise in dem Aufnahmeabschnitt aufgenommen. Zum Beispiel ist die Hydraulikkammer form- und/oder kraftschlüssig mit dem Aufnahmeabschnitt verbunden. Optional ragt die Hydraulikkammer mit dem axialen Ende, an dem der erste Schlauchabschnitt angeordnet ist, aus dem Aufnahmeabschnitt und/oder aus einer Seite des Kopplungsgehäuses heraus.
Bevorzugt ist der Kopplungsabschnitt in dem ungekoppelten Zustand der beiden Komponenten unbelegt. Optional weist der Kopplungsabschnitt ein Innengewinde, insbesondere zur Kopplung mit der zweiten Komponente auf. Im Speziellen ist der Kopplungsabschnitt in dem gekoppelten Zustand der beiden Komponenten mit einem Abschnitt der zweiten Komponente belegt. Insbesondere wird der Hydraulikzylinder hierzu abschnittsweise, insbesondere größtenteils oder vollständig, in die andere Seite des Kopplungsgehäuses und/oder in den Kopplungsabschnitt eingesteckt.
In einer möglichen konstruktiven Umsetzung der Erfindung weist der Hydraulikzylinder der zweiten Komponente einen Kopplungsgegenabschnitt auf. Vorzugsweise weist der Kopplungsgegenabschnitt ein Außengewinde zum Verschrauben mit dem Innengewinde in dem Kopplungsabschnitt der ersten Komponente auf. Insbesondere sind das Innengewinde und das Außengewinde zum gegenseitigen Verschrauben aneinander angelegt, wenn der Hydraulikzylinder abschnittsweise, größtenteils oder vollständig in das Kopplungsgehäuse der ersten Komponente eingesteckt ist. In dieser Anordnung wird der Hydraulikzylinder in die Hülse eingeschoben und/oder teilweise durch diese hindurchgeschoben, sodass die Hülse den Hydraulikzylinder in dieser Anordnung umgibt. Der erste Kolben und die erste Federeinrichtung sind in dieser Anordnung insbesondere aus der Hülse herausgeschoben. Die beiden Komponenten können durch gegenseitiges Verschrauben des Innengewindes und des Außengewindes zu einer Kopplungseinheit gekoppelt werden. Insbesondere sind die Hydraulikkammer und der Hydraulikzylinder in der Kopplungseinheit strömungstechnisch miteinander verbunden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die zweite Komponente einen zweiten Kolben, eine zweite Federeinrichtung und eine zweite Dichtungseinrichtung. Beispielsweise ist die zweite Dichtungseinrichtung als ein Dichtungsring ausgebildet. Zum Beispiel ist die zweite Federeinrichtung als eine Schraubendruckfeder ausgebildet. Vorzugsweise ist der zweite Kolben in dem Hydraulikzylinder axial beweglich angeordnet. Insbesondere ist der zweite Kolben hierzu in dem Hydraulikzylinder auf der zweiten Federeinrichtung elastisch gelagert.
Besonders bevorzugt ist, dass in dem zweiten Kolben eine zweite Strömungsöffnung eingebracht ist, durch die hindurch die zweite Hydraulikflüssigkeit und optional ergänzend, insbesondere in dem gekoppelten Zustand der beiden Komponenten, auch die erste Hydraulikflüssigkeit strömen kann. Vorzugsweise ist die Einschuböffnung des Hydraulikzylinders in dem ungekoppelten Zustand durch den zweiten Kolben z.B. formschlüssig geschlossen, wobei er hierzu insbesondere federkraftbelastet in die Einschuböffnung gedrückt ist. Insbesondere nimmt der zweite Kolben in dem ungekoppelten Zustand der beiden Komponenten eine Schließposition ein, wenn er in die Einschuböffnung gedrückt ist und/oder diese verschließt. Die durch den zweiten Kolben verschlossene Einschuböffnung ist bevorzugt von der zweiten Dichtungseinrichtung strömungstechnisch abgedichtet. Hierzu sitzt die zweite Dichtungseinrichtung auf dem zweiten Kolben und/oder umgibt diesen formschlüssig.
In einer weiteren bevorzugten Umsetzung der Erfindung ist der zweite Kolben in dem gekoppelten Zustand der beiden Komponenten, insbesondere gegen die Federkraft der zweiten Federeinrichtung, axial aus der Schließposition heraus verschoben. Dadurch ist die Einschuböffnung von dem zweiten Kolben freigegeben.
Eine bevorzugte konstruktive Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in dem gekoppelten Zustand der beiden Komponenten ein Abschnitt der ersten Komponente durch die Einschuböffnung eingeschoben ist. Vorzugsweise ragt der Bereich der Hydraulikkammer, in dem die erste Strömungsöffnung einbracht ist, durch die Einschuböffnung hindurch, wenn die beiden Komponenten den gekoppelten Zustand aufweisen. Insbesondere ist der Hydraulikzylinder in dem gekoppelten Zustand durch die axiale Öffnung in der Hydraulikkammer eingeschoben, sodass er zumindest abschnittsweise in dem Aufnahmeabschnitt des Kopplungsgehäuses aufgenommen ist. Optional ergänzend ist der Bereich der Hydraulikkammer, in dem die erste Strömungsöffnung eingebracht ist, in dem Hydraulikzylinder angeordnet, wenn die beiden Komponenten miteinander zu der Kopplungseinheit gekoppelt sind. Dadurch ist gewährleistet, dass die erste Strömungsöffnung und die zweite Strömungsöffnung innerhalb des Hydraulikzylinders angeordnet sind und dass dadurch die Strömungsverbindung zwischen den beiden Komponenten, insbesondere zwischen dem Hydraulikzylinder und der Hydraulikkammer, gebildet ist. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Kopplung und strömungstechnischen Verbindung einer ersten Kopplungskomponente und einer zweiten Kopplungskomponente einer Kopplungsanordnung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Im Rahmen des Verfahrens wird die zweite Komponente abschnittsweise in die erste Komponente eingesteckt. Während des Einsteckens wird die erste Dichtungseinrichtung aus der ersten Position, in der sie die erste Strömungsöffnung abdichtet, herausbewegt, sodass sie die erste Strömungsöffnung zur Bildung der strömungstechnischen Verbindung freigibt.
In einem bevorzugten Verfahrensschritt wird der Hydraulikzylinder zumindest abschnittsweise in das Kopplungsgehäuse eingesteckt und mit diesem verschraubt. Während des Einsteckens des Hydraulikzylinders in das Kopplungsgehäuse schiebt der Hydraulikzylinder den ersten Kolben mit der in dem Aufnahmeraum angeordneten ersten Dichtungseinrichtung, insbesondere gegen die Federkraft der ersten Federeinrichtung, aus der Hülse heraus und/oder axial entlang der Hydraulikkammer. Dabei wird der Hydraulikzylinder in die Hülse eingesteckt oder teilweise durch diese hindurchgesteckt.
Während des Einsteckens und/oder Verschraubens des Hydraulikzylinders in das Kopplungsgehäuse bzw. mit diesem wird der Bereich der Hydraulikkammer, in dem die erste Strömungsöffnung eingebracht ist, durch die Einschuböffnung des Hydraulikzylinders hindurchgeschoben, wobei sie dabei den zweiten Kolben, insbesondere gegen die Federkraft der zweiten Federeinrichtung, aus der Schließstellung herausdrückt und axial in dem Hydraulikzylinder verschiebt. Dadurch werden beide Strömungsöffnungen in dem Hydraulikzylinder angeordnet, sodass eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Komponenten gebildet ist, durch die die Hydraulikflüssigkeiten zwischen den beiden zu der Kopplungseinheit gekoppelten Komponenten ausgetauscht werden können. Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
Figur 1 eine erste Kopplungskomponente einer Kopplungsanordnung;
Figur 2 eine zweite Kopplungskomponente einer Kopplungsanordnung;
Figur 3a eine axiale Schnittansicht der ersten Kopplungskomponente;
Figur 3b eine perspektivische axiale Draufsicht auf die erste
Kopplungskomponente;
Figur 4 eine axiale Schnittansicht der zweiten Kopplungskomponente;
Figuren 5a-5d Verfahrensschritte zur Kopplung und strömungstechnischen
Verbindung der ersten und zweiten Kopplungskomponente.
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In der Figur 1 ist eine erste Kopplungskomponente 2 einer Kopplungsanordnung 1 in zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten gezeigt. Die Figur 2 zeigt eine zweite Kopplungskomponente 3 der Kopplungsanordnung 1 ebenfalls in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten.
Die Kopplungsanordnung 1 , die in den Figuren 5a bis 5d ersichtlich ist, ist dazu ausgebildet, in einer Flydraulikeinrichtung integriert zu werden. Insbesondere kann die Kopplungsanordnung 1 einen Bestandteil der Hydraulikeinrichtung bilden. Die Hydraulikeinrichtung kann z.B. als eine Bremsschlaucheinrichtung für eine Hydraulikbremse eines Fahrzeugs, z.B. eines Zweirads, insbesondere eines Fahrrads, E-Scooters, Elektrorollers oder Elektrotretrollers, ausgebildet sein oder diese umfassen. Insbesondere kann die Kopplungsanordnung 1 zwischen der Hydraulikbremse und einer Bremsbetätigungseinrichtung, z.B. einem Handhebel an einem Lenker des Fahrzeugs, anordnet werden.
Die erste Kopplungskomponente 2 und die zweite Kopplungskomponente 3, die im Folgenden als erste und zweite Komponente 2, 3 bezeichnet werden, können miteinander zu einer Kopplungseinheit 4, die in der Figur 5d gezeigt ist, gekoppelt werden.
In den Figuren 1 bis 4 und 5a sind die Komponenten 2, 3 in einem ungekoppelten Zustand U gezeigt. Wenn sie miteinander gekoppelt sind und die Kopplungseinheit 4 bilden, weisen sie einen gekoppelten Zustand K auf.
Wie aus den Figuren 3a und 3b zu entnehmen umfasst die erste Kopplungskomponente 2 umfasst ein zylinderförmiges und beidseitig geöffnetes Kopplungsgehäuse 5 mit einem Aufnahmeabschnitt 5a und mit einem Kopplungsabschnitt 5b. Die erste Kopplungskomponente 2 umfasst eine zylinderförmige Hydraulikkammer 6, einen ersten Schlauchabschnitt 7, einen ersten Bolzen 8, eine erste Dichtungseinrichtung 9, eine Hülse 10 mit einem Clip 1 1 und eine erste Federeinrichtung 12.
Die Hydraulikkammer 6 ist an einem axialen Ende 13a geöffnet und an einem anderen gegenüberliegenden Ende 13b geschlossen. Der erste Schlauchabschnitt 7 ist durch das geöffnete Ende 13a in die Hydraulikkammer 6 eingesteckt und somit strömungstechnisch mit ihr verbunden.
Die Hydraulikkammer 6 und der erste Schlauchabschnitt 7 sind mit einer ersten Hydraulikflüssigkeit 14 vorgefüllt. Der erste Schlauchabschnitt 7 ist an einem nicht gezeigten Ende außerhalb der Hydraulikkammer 6 endseitig verschlossen, sodass die erste Hydraulikflüssigkeit 14 durch den ersten Schlauchabschnitt 7 nicht auslaufen kann.
Die Hydraulikkammer 6 weist in einem Bereich, der sich an das geschlossene Ende 13b anschließt, eine erste Strömungsöffnung 15 auf. Die erste Strömungsöffnung ist als ein teilweise radial umlaufender Durchbruch in einer Außenseite der Hydraulikkammer 6 ausgebildet.
Die Hydraulikkammer 6 und der darin eingesteckte Schlauchabschnitt 7 sind abschnittsweise in dem Aufnahmeabschnitt 5a des Kopplungsgehäuses 5 aufgenommen. Die Hydraulikkammer 6 ist an dem Kopplungsgehäuse 5 befestigt. Hierfür greift ein umlaufender Vorsprung 16 an der Außenseite der Hydraulikammer 6 in eine zwischen zwei umlaufenden Nasen 20a, 20b gebildeten Nut 17 des Kopplungsgehäuses 5 formschlüssig ein.
Der erste Bolzen 8, die erste Dichtungseinrichtung 9, die Hülse 10 und die erste Federeinrichtung 12 sind in dem Aufnahmeabschnitt 5a des Kopplungsgehäuses 5 vollständig aufgenommen.
Der erste Bolzen 8 ist in einer axialen Draufsicht ringförmig ausgebildet. Er umfasst eine Bolzenfläche 8a und einen umlaufenden Rand 8b, der axial von der Bolzenfläche 8a absteht und mit dieser einen Aufnahmeraum 16 einschließt. Die erste Dichtungseinrichtung 9 ist als ein Dichtring ausgebildet und in dem Aufnahmeraum 16 aufgenommen.
Der erste Bozen 8 ist auf der ersten Federeinrichtung 12, die als eine Schraubendruckfeder ausgebildet ist und die die Hydraulikkammer 6 umläuft, elastisch gelagert. Der erste Bolzen 8 und die erste Dichtungseinrichtung 9 sitzen auf der Außenseite der Hydraulikkammer 6 und umgeben diese vollständig.
Die Hülse 10 ist konzentrisch mit dem ersten Bolzen angeordnet und umgibt diesen abschnittsweise. Der Clip 1 1 der Hülse 10 greift in eine Aufnahme 18 ein, die an einer Innenseite des Kopplungsgehäuses 5 eingebracht ist. Dadurch ist die Hülse 10 in dem Kopplungsgehäuse 5 formschlüssig befestigt. Durch die erste Federeinrichtung 12 ist der erste Kolben 8 in die Hülse 10 abschnittsweise hineingedrückt und darin gehalten. Die erste Dichtungseinrichtung 9 ist in einer ersten Position P1 angeordnet, in der sie die erste Strömungsöffnung 15 abdichtet. Hierfür sitzt die erste Dichtungseinrichtung 9 auf der ersten Strömungsöffnung 15 und umgibt diese vollständig. Der Clip 1 1 der Hülse 10 drückt die erste Dichtungseinrichtung 9 radial gegen die erste Strömungsöffnung 15 und sichert dadurch die strömungsdichte Abdichtung ab, sodass die erste Hydraulikflüssigkeit 14 nicht auslaufen kann und sodass keine Luft von außen in die Hydraulikkammer 6 eindringen kann und/oder in der Hydraulikflüssigkeit 14 eingeschlossen werden kann.
Der Kopplungsabschnitt 5b des Kopplungsgehäuses 5 ist im ungekoppelten Zustand U der beiden Komponenten 2, 3 gemäß den Figuren 1 , 3a und 3b unbelegt. Der Kopplungsabschnitt 5b weist ein Innengewinde 19 zur Kopplung mit der zweiten Komponente 3 auf.
Die zweite Komponente 3 umfasst gemäß der Figur 4 einen Hydraulikzylinder 21 . Der Hydraulikzylinder 21 weist eine axiale Einschuböffnung 22 und eine gegenüberliegende Adapteröffnung 23 auf. Der Hydraulikzylinder 21 weist einen Kopplungsgegenabschnitt 24 auf, in dem ein Außengewinde 25 angeordnet ist. Unmittelbar hinter der Einschuböffnung 22 schließen sind zwei umlaufende Rippen 26a, 26b angeordnet, die eine Aufnahmenut 27 in dem Hydraulikzylinder 21 zwischen sich einschließen. In dem Hydraulikzylinder 21 ist eine zweite Hydraulikflüssigkeit 33 aufgenommen.
Die zweite Komponente 3 umfasst einen zweiten Kolben 28, eine zweite Dichtungseinrichtung 29 und eine zweite Federeinrichtung 30. Weiterhin umfasst die zweite Komponente 3 einen zweiten Schlauchabschnitt 31.
Der zweite Schlauchabschnitt 31 ist mit dem Hydraulikzylinder 21 strömungstechnisch verbunden. An einem nicht gezeigten Ende ist der zweite Schlauchabschnitt 31 verschlossen, sodass die zweite Hydraulikflüssigkeit 33 nicht auslaufen kann. Über ein Adapterstück 35 der zweiten Komponente 3 ist der zweite Schlauchabschnitt 31 in die Adapteröffnung 23 eingesteckt und formschlüssig an dem Hydraulikzylinder 21 befestigt. Eine dritte Dichtungseinrichtung 34 der zweiten Komponente 3 dichtet die Verbindung zwischen der Adapteröffnung 23 und dem Adapterstück 35 ab.
Der zweite Kolben 28 ist in einer axialen Draufsicht kreisförmig ausgebildet. In den zweiten Kolben 28 ist eine zweite Strömungsöffnung 32 eingebracht. Die zweite Strömungsöffnung 32 ist als ein teilweise radial umlaufender Durchbruch in dem zweiten Kolben 28 ausgebildet.
Der zweite Kolben 28 verschließt in dem ungekoppelten Zustand U gemäß der Figuren 2, 4 und 5a die Einschuböffnung 22 des Hydraulikzylinders formschlüssig und nimmt eine Schließposition S ein. Er ist auf der zweiten Federeinrichtung 30, die als eine Schraubendruckfeder ausgebildet ist, in dem Hydraulikzylinder 21 elastisch gelagert, sodass er in die Einschuböffnung 22 hineingedrückt wird und in der Schließposition S gehalten wird. Die zweite Dichtungseinrichtung 29 dichtet die Einschuböffnung 22 zusätzlich strömungsdicht ab.
In den Figuren 5a bis 5d sind Verfahrensschritte gezeigt, wie die beiden Komponenten 2, 3 miteinander von dem ungekoppelten Zustand U in den gekoppelten Zustand G überführt werden und schließlich die Kopplungseinheit 4 bilden, in der die Komponenten 2, 3 strömungstechnisch miteinander verbunden sind.
Wie in den Figuren 5a und 5b dargestellt werden die Komponenten 2, 3 so axial zueinander positioniert, dass der Kopplungsabschnitt 5b der ersten Komponente 2 und die Einschuböffnung 22 der zweiten Komponente 3 aufeinander zu gerichtet sind. Anschließend werden die Komponenten 2, 3 ineinandergesteckt, sodass der Hydraulikzylinder 21 abschnittsweise in dem Kopplungsabschnitt 5b des Kopplungsgehäuses 5 angeordnet ist.
Gemäß den Figuren 5c und 5d wird die der Hydraulikzylinder 21 immer weiter in das Kopplungsgehäuse 5 eingeschoben. Die beiden Komponenten 2, 3 werden anhand des Innengewindes 19 und des Außengewindes 25 miteinander verschraubt und dadurch aneinander lösbar befestigt. Während des Verschraubens wird der Hydraulikzylinder 21 durch die Hülse 10 hindurchgeschoben und drückt dabei den ersten Kolben 8 gemeinsam mit der ersten Dichtungseinrichtung 9 aus der Hülse 10 entgegen der Federkraft der ersten Federeinrichtung 12 heraus. Dadurch wird die erste Dichtungseinrichtung 9 aus der ersten Position P1 herausbeweget, sodass sie die erste Strömungsöffnung 15 freigibt. Gemäß der Figur 5d ist die erste Dichtungseinrichtung 9 nun in der zweiten Position P2 angeordnet.
Währenddessen der Hydraulikzylinder 21 durch die Hülse 10 hindurch geschoben wird dringt die Hydraulikkammer 6 mit ihrem geschlossenen axialen Ende 13 voran durch die Einschuböffnung 22 in den Hydraulikzylinder 21 ein und drückt dabei den zweiten Kolben 28 entgegen der Federkraft der zweiten Federeinrichtung 30 aus Schließposition S in der Einschuböffnung 22 heraus und weiter in den Hydraulikzylinder 21 hinein. Die Hydraulikkammer 6 ist dadurch mit dem geschlossenen axialen Ende 13b und mit Bereich, in dem die erste Strömungsöffnung 15 eingebracht ist, in dem Hydraulikzylinder 21 angeordnet.
Wenn die beiden Komponenten vollständig miteinander verschraubt sind ist die Kopplungseinheit 4 gebildet. Dadurch dass die erste Strömungsöffnung 15 zusammen mit der zweiten Strömungsöffnung 32 in dem Hydraulikzylinder 21 angeordnet ist, ist die Strömungsverbindung zwischen der Hydraulikkammer 6 und dem Hydraulikzylinder 21 , gebildet. Nach außen ist die Kopplungseinheit 4 und/oder die Strömungsverbindung durch die drei Dichtungseinrichtungen 9, 29 und 34 abgedichtet.
Wenn die Kopplungseinheit 4 z.B. zu Wartungszwecken auseinander geschraubt wird und die beiden Komponenten 2, 3 dadurch entkoppelt werden, wird der erste Kolben 8 federkraftbelastet axial entlang der Hydraulikkammer zurückverschoben, sodass die erste Dichtungseinrichtung 9 wieder in der ersten Position P1 angeordnet wird und die erste Strömungsöffnung 15 wieder abdichtet. Zugleich wird der zweite Kolben 28 federkraftbelastet wieder axial in dem Hydraulikzylinder 21 zurückverschoben und wieder in der Einschuböffnung 22 angeordnet, sodass diese durch den zweiten Kolben 28 verschlossen und durch die zweite Dichtungseinrichtung 29 abgedichtet ist. Bezuqszeichenliste Kopplungsanordnung
erste Kopplungskomponente
zweite Kopplungskomponente
Kopplungseinheit
Kopplungsgehäuse
a Aufnahmeabschnitt
b Kopplungsabschnitt
Hydraulikkammer
erster Schlauchabschnitt
erster Bolzen
a Bolzenfläche
b Rand
erste Dichtungseinrichtung
0 Hülse
1 Clip
2 erste Federeinrichtung
3a geöffnetes axiales Ende
3b geschlossenes axiales Ende
4 erste Hydraulikflüssigkeit
5 erste Strömungsöffnung
6 Aufnahmeraum
7 Nut
8 Aufnahme
9 Innengewinde
0a, b Nasen
1 Hydraulikzylinder
2 axiale Einschuböffnung
3 Adapteröffnung
4 Kopplungsgegenabschnitt 25 Außengewinde
26a, b Rippen
27 Aufnahmenut
28 zweiter Kolben
29 zweite Dichtungseinrichtung
30 zweite Federeinrichtung
31 zweiter Schlauchabschnitt
32 zweite Strömungsöffnung
33 zweite Hydraulikflüssigkeit
34 dritte Dichtungseinrichtung
35 Adapterstück
K gekoppelter Zustand
S Schließposition
U ungekoppelter Zustand

Claims

Patentansprüche
1. Kopplungsanordnung (1 ) für eine Hydraulikeinrichtung, insbesondere für eine Bremsschlaucheinrichtung einer Hydraulikbremse eines Fahrzeugs, mit einer ersten Kopplungskomponente (2) und einer zweiten Kopplungskomponente (3), wobei die erste Kopplungskomponente (2) und die zweite Kopplungskomponente (3) von einem ungekoppelten Zustand (U) in einen gekoppelten Zustand (K) überführbar sind, wobei die erste Kopplungskomponente (2) eine Hydraulikkammer (6) aufweist, wobei die Hydraulikkammer (6) mit einer ersten Hydraulikflüssigkeit (14) vorgefüllt ist und wobei die zweite Kopplungskomponente (3) einen Hydraulikzylinder (21 ) aufweist, wobei der Hydraulikzylinder (21 ) mit einer zweiten Hydraulikflüssigkeit (33) vorgefüllt ist, wobei die Hydraulikkammer (6) und der Hydraulikzylinder (21 ) im gekoppelten Zustand (K) der ersten Kopplungskomponente (2) und der zweiten Kopplungskomponente (3) strömungstechnisch miteinander verbunden sind, wobei in die Hydraulikkammer (6) eine erste Strömungsöffnung (15) eingebracht ist und wobei die erste Kopplungskomponente (2) eine erste Dichtungseinrichtung (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtungseinrichtung (9) die erste Strömungsöffnung (15) in dem ungekoppelten Zustand (U) strömungsdicht verschließt und in dem gekoppelten Zustand (K) zur strömungstechnischen Verbindung der ersten Kopplungskomponente (2) mit der zweiten Kopplungskomponente (3) freigibt.
2. Kopplungsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikkammer (6) zylinderförmig ausgebildet ist und dass die erste Dichtungseinrichtung (9) ein Dichtring ist, wobei die erste Dichtungseinrichtung (9) die Hydraulikkammer (6) in dem ungekoppelten Zustand (U) in einer ersten Position (P1 ) umschließt, wobei sie die erste Strömungsöffnung (15) in der ersten Position (P1 ) bedeckt und abdichtet und wobei die erste Dichtungseinrichtung (9) die Hydraulikkammer (6) in dem gekoppelten Zustand (K) in einer zweiten Position (P2) umschließt, wobei die erste Strömungsöffnung (15) in der zweiten Position (P2) der ersten Dichtungseinrichtung (9) von dieser unbedeckt und freigegeben ist.
3. Kopplungsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungskomponente (2) einen ersten Kolben (8) aufweist, wobei der erste Kolben (8) in einer axialen Draufsicht ringförmig ausgebildet ist und die Hydraulikkammer (6) umgibt, wobei der erste Kolben (8) einen Aufnahmeraum (16) aufweist, wobei die erste Dichtungseinrichtung (9) in dem Aufnahmeraum (16) angeordnet ist und wobei der erste Kolben (8) axial entlang der Hydraulikkammer (6) verschiebbar ist, sodass die erste Dichtungseinrichtung (9) von der ersten Position (P1 ) in die zweite Position (P2) überführbar ist.
4. Kopplungsanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungskomponente (2) eine Hülse (10) umfasst, die konzentrisch zu dem ersten Kolben (8) und/oder zu der Hydraulikkammer (6) angeordnet ist, wobei die Hülse (10) den ersten Kolben (8) in dem ungekoppelten Zustand (U) und/oder in der ersten Position (P1 ) der ersten Dichtungseinrichtung (9) zumindest abschnittsweise umschließt und/oder wobei der erste Kolben (8) im gekoppelten Zustand (K) von der Hülse (10) wegbewegt und beabstandet zu dieser angeordnet ist.
5. Kopplungsanordnung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungskomponente (2) eine erste Federeinrichtung (12) umfasst, wobei der erste Kolben (8) elastisch auf der ersten Federeinrichtung (12) gelagert ist, wobei der erste Kolben (8) in dem ungekoppelten Zustand (U) zumindest abschnittsweise federkraftbelastet in die Hülse (10) hineingedrückt ist, wobei die Hülse (10) einen radialen Druck auf den ersten Kolben (8) und auf die erste Dichtungseinrichtung (9) ausübt, sodass die erste Dichtungseinrichtung (9) auf die erste Strömungsöffnung (15) gedrückt ist und/oder gegen ein Lösen von der ersten Strömungsöffnung (15) gesichert ist.
6. Kopplungsanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kopplungskomponente (3) einen zweiten Kolben (28) und eine zweite Dichtungseinrichtung (29) umfasst, wobei der zweite Kolben (28) in dem Hydraulikzylinder (21 ) axial beweglich angeordnet ist, wobei der Hydraulikzylinder (21 ) eine axiale Einschuböffnung (22) aufweist, wobei die Einschuböffnung (22) in dem ungekoppelten Zustand (U) durch den zweiten Kolben (28) formschlüssig geschlossen ist und durch die zweite Dichtungseinrichtung (29) strömungsdicht abgedichtet ist.
7. Kopplungsanordnung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kopplungskomponente (3) eine zweite Federeinrichtung (30) umfasst, wobei der zweite Kolben (28) elastisch auf der zweiten Federeinrichtung (30) gelagert ist, wobei der zweite Kolben (28) in dem ungekoppelten Zustand (U) federkraftbelastet in die Einschuböffnung (22) gedrückt ist und eine Schließposition (S) einnimmt und/oder wobei der zweite Kolben (28) in dem gekoppelten Zustand (K) axial aus der Schließposition (S) heraus verschoben ist.
8. Kopplungsanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem gekoppelten Zustand (K) ein Bereich der Hydraulikkammer (6), in dem die erste Strömungsöffnung (15) einbracht ist, durch die Einschuböffnung (22) in dem Hydraulikzylinder (21 ) hindurchragt, sodass die erste Strömungsöffnung (15) innerhalb des Hydraulikzylinders (21 ) angeordnet ist.
9. Kopplungsanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungskomponente (2) ein zylinderförmiges Kopplungsgehäuse (5) mit einem Aufnahmeabschnitt (5a) und mit einem Kopplungsabschnitt (5b) aufweist, wobei die Hydraulikkammer (6), die erste Federeinrichtung (12), der erste Kolben (8) und/oder die Hülse (10) in dem Aufnahmeabschnitt (5a) zumindest abschnittsweise aufgenommen sind und wobei der Kopplungsabschnitt (5b) ein Innengewinde (19) aufweist, wobei der Hydraulikzylinder (21 ) der zweiten Kopplungskomponente (3) einen Kopplungsgegenabschnitt (24) mit einem Außengewinde (25) aufweist, wobei das Innengewinde (19) und das Außengewinde (25) durch Einstecken des Hydraulikzylinders (21 ) in das Kopplungsgehäuse (5) zum gegenseitigen Verschrauben aneinander angelegt sind und/oder wobei die erste Kopplungskomponente (2) und die zweite Kopplungskomponente (3) durch gegenseitiges Verschrauben des Innengewindes (19) und des Außengewindes (25) zu einer Kopplungseinheit (4) koppelbar sind, in der die Hydraulikkammer (6) und der Hydraulikzylinder (21 ) strömungstechnisch miteinander verbunden sind.
10. Verfahren zur Kopplung und strömungstechnischen Verbindung einer ersten Kopplungskomponente (2) und einer zweiten Kopplungskomponente (3) einer Kopplungsanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die zweite Kopplungskomponente (3) abschnittsweise in die erste Kopplungskomponente (2) eingesteckt wird und dass die erste Dichtungseinrichtung (9) während des Einsteckens aus der ersten Position (P1 ), in der sie die erste Strömungsöffnung (15) abdichtet, herausbewegt wird und die erste Strömungsöffnung (15) dadurch zur Bildung der strömungstechnischen Verbindung freigibt.
EP20720343.1A 2019-06-05 2020-04-01 Kopplungsanordnung für eine hydraulikeinrichtung und verfahren zur kopplung und strömungstechnischen verbindung einer ersten und zweiten kopplungskomponente der kopplungsanordnung Withdrawn EP3980304A1 (de)

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