WO2021228310A1

WO2021228310A1 - Zentralausrückeranordnung

Info

Publication number: WO2021228310A1
Application number: PCT/DE2021/100352
Authority: WO
Inventors: Andreas Schiebenes; Julien Oster
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2021-11-18
Also published as: DE102020113100A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zentralausrückeranordnung (1 ) insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem (2) eines Kupplungssystems (3) eines Kraftfahrzeugs (4), umfassend ein Zentralausrückergehäuse (5) mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum (6) in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum (6) zuführbaren Hydraulikflüssigkeit (7) ein Zentralausrückerkolben (8) axial bewegbar aufgenommen ist, wobei der Zentralausrückerkolben (8) wenigstens eine Zentralausrückerkolbendichtung (9) aufweist, die den Zentralausrückerkolben (8) gegen den Zentralausrückerkolbenraum (6) abdichtet, wobei der Zentralausrückerkolben (8) ein Dichtungselement (10) aufweist, welches in axialer Richtung versetzt zu der wenigstens einen Zentralausrückerkolbendichtung (9) am Zentralausrückerkolben (8) fixiert ist und sich axial beweglich gegenüber den Zentralausrückerkolbenraum (6) abstützt, wobei das Dichtungselement (10) im Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolbenraum (6) eine Härte aufweist, die höher ist als die Härte der Zentralausrückerkolbendichtung (9) in ihrem Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolbenraum (6).

Description

Zentralausrückeranordnuna

Die Erfindung betrifft eine Zentralausrückeranordnung insbesondere für ein hydrauli sches Ausrücksystem eines Kupplungssystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Zentralausrückergehäuse mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum zuführbaren Hydraulikflüssigkeit ein Zentralausrückerkolben axial bewegbar aufgenommen ist, wobei der Zentralaus rückerkolben wenigstens eine Zentralausrückerkolbendichtung aufweist, die den Zent ralausrückerkolben gegen den Zentralausrückerkolbenraum abdichtet.

Zentralausrückeranordnungen, insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem ei nes Kupplungssystems eines Kraftfahrzeugs, sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt.

Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis darin, Zentralausrückeranordnungen hinsichtlich ihrer Dichtigkeit, Standzeiten, Funktionssicherheit und Fertigungskosten zu optimie ren. Die Aufgabe der Erfindung ist es folglich, eine dementsprechend verbesserte Zentralausrückeranordnung bereit zu stellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zentralausrückeranordnung insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem eines Kupplungssystems eines Kraftfahrzeugs, um fassend ein Zentralausrückergehäuse mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolben raum in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum zuführbaren Hydraulikflüs sigkeit ein Zentralausrückerkolben axial bewegbar aufgenommen ist, wobei der Zent ralausrückerkolben wenigstens eine Zentralausrückerkolbendichtung aufweist, die den Zentralausrückerkolben gegen den Zentralausrückerkolbenraum abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralausrückerkolben ein Dichtungselement aufweist, welches in axialer Richtung versetzt zu der wenigstens einen Zentralausrückerkolben dichtung am Zentralausrückerkolben fixiert ist und sich axial beweglich gegenüber den Zentralausrückerkolbenraum abstützt, wobei das Dichtungselement im Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolbenraum eine Härte aufweist, die höher ist als die Härte der Zentralausrückerkolbendichtung in ihrem Kontaktbereich mit dem Zentralaus rückerkolbenraum . Die erfindungsgemäße Zentralausrückeranordnung besitzt eine besonders geringe durch die Dichtung des Zentralausrückerkolbens verursachte Reibung bei der Betäti gung der Zentralausrückeranordnung. Dies wird maßgeblich dadurch bewirkt, dass ein zweiteiliges Dichtungsdesign vorgeschlagen wird, mit einem Dichtungselement, des sen Härte höher ist als dass einer Zentralausrückerkolbendichtung.

Die erfindungsgemäße Zentralausrückeranordnung ist besonders gut für eine Anwen dung innerhalb von Hybridmodulen geeignet. Zum einen können bei der Anwendung von Zentralausrückern in Hybridmodulen der Wirkkreisdurchmesser, sowie die hyd raulische Fläche und damit die Druckraumhöhe verglichen mit anderen Einsatzgebie ten eines Zentralausrückers innerhalb eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs deutlich erhöht sein. Da sich jedoch die Reibkräfte an den Dichtungsflächen des Zentralaus rückerkolbens mit dem Zentralausrückerkolbenraum proportional zum Wirkdurchmes ser erhöhen, allerdings die Anforderung an einen reibungsarmen Betrieb eines Zent ralausrückers auch in einem hybridisierten Antriebsstrang bestehen bleiben, kann die erfindungsgemäße Zentralausrückeranordnung insbesondere in diesem Anwendungs feld ihre Vorteile ausspielen.

Durch das von der Erfindung vorgeschlagene Aufteilen der Dichtung des beweglichen Zentralausrückerkolbens ergeben sich darüber hinaus weitere Freiheitsgrade und Möglichkeiten in der Gestaltung und Optimierung der einzelnen Dichtungselemente hinsichtlich der Reduzierung der Reibung des Zentralausrückers, welche zu einem großen Teil durch die Dichtungselemente des beweglichen Zentralausrückerkolbens bestimmt wird.

Die Reibungsreduzierung, die durch die erfindungsgemäße Zentralausrückeranord nung bewirkt werden kann wird unter anderem dadurch bewirkt, dass die stark rei bungsbehaftete Kontaktlänge der bevorzugt aus einem Elastomer gebildeten Zentral ausrückerkolbendichtung mit dem Zentralausrückerkolbenraum deutlich reduziert werden kann und durch ein zusätzliches Dichtungselement mit einer höheren Härte, beispielsweise aus Kunststoff, ergänzt wird. Das Dichtungselement weist dadurch op timierte tribologische Eigenschaften und einen besseren Reibkoeffizient als die Elastomer-Zentralausrückerkolbendichtung auf. Das Dichtungselement kann ferner die durch seine größere Festigkeit die Führung des Zentralausrückerkolbens innerhalb des Zentralausrückerkolbenraums verbessern.

Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstan des in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Ein Kupplungssystem für Kraftfahrzeuge hat die Funktion, die antreibende Motorseite in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges schaltbar von der Getriebeseite zu kuppeln bzw. zu entkuppeln und so einen Gangwechsel des Getriebes während der Fahrt zu ermöglichen und den antreibenden Motor hierdurch in einem bevorzugten Drehzahl-/ Drehmomentenbereich betreiben zu können.

Man unterscheidet grundsätzlich manuell betriebene Kupplungssysteme und automa tische Kupplungssysteme.

Bei einem manuell betriebenen Kupplungssystem wird der ein- bzw. Auskupplungs vorgang manuell vom Fahrer, beispielsweise durch muskelbetriebene Betätigung ei nes Kupplungspedals ausgelöst und gesteuert.

In automatischen Kupplungssystemen wird diese Steuerung und Betätigung durch ei ne elektronische Steuerung und Aktoren übernommen, so dass ein Eingreifen des Fahrers für einen Gangwechsel während der Fahrt nicht mehr erforderlich ist. Folglich besitzen automatische Kupplungssysteme in der Regel auch kein Kupplungspedal.

Um dem Fahrer auch bei automatischen Kupplungssystemen einen gewissen manuel len Eingriff bei der Gangwahl zu ermöglichen, sind auch in automatischen Kupplungs systemen z.B. Lenkradtasten bekannt zur manuellen Gangwahl bekannt, wobei die Kupplungs- und Schaltvorgänge aber ebenfalls automatisch vom Kupplungssystem gesteuert werden. Vollhydraulische Kupplungssysteme von Kraftfahrzeugen können mit einem Zent ralausrücker ausgestattet sein, welcher häufig auch als Concentric Slave Cylinder (CSC) bezeichnet wird. Dieser kann insbesondere aus einem ringförmigen hydrauli schen Zentralausrückerzylinder mit integriertem Ausrücklager bestehen, der in dem Kupplungsgehäuse bevorzugt zwischen dem Getriebe und der Kupplung mittig zur Getriebeeingangswelle angeordnet ist, wodurch der Hebel in der Getriebeglocke, wie er bei Anordnungen mit einem konventionellen Nehmerzylinder verwendet wird, ent fallen kann.

In Fahrzeugen mit manuell betätigten Trockenkupplungen muss die vom Fahrer er zeugte Pedalkraft von einem Mechanismus verstärkt und auf die Kupplung übertragen werden. In modernen fußbetätigten Kupplungen wird eine hydraulische Kupplungsbe tätigung eingesetzt. Man unterscheidet prinzipiell zwischen zwei Systemen: Semihyd raulik und Vollhydraulik.

Beim vollhydraulischen System werden die Funktionen des getriebeseitigen Ausrück mechanismus von einen Zentralausrücker (CSC Concentric Slave Cylinder) über nommen. Dieser ist direkt in der Getriebeglocke zwischen Getriebe und Kupplung an geordnet.

Ein hydraulisches Ausrücksystem verfügt in der Regel über einen Geberzylinder, der den am Geberzylinder erzeugten Druck über eine hydraulische Druckleitung an den Nehmerzylinder überträgt. Der Nehmerzylinder überträgt mittels eines axial verlager baren Kolbens und unter Zwischenschaltung eines Kupplungsausrücklagers den hyd raulischen Druck auf ein Hebelsystem, das beispielsweise durch eine Tellerfeder ge bildet sein kann. Die Tellerfeder beaufschlagt eine drehfest und axial verlagerbar mit einem Kupplungsgehäuse verbundene Kupplungsdruckplatte und ist gegen eine fest mit dem Kupplungsgehäuse verbundene Anpressplatte verspannt. Zwischen An pressplatte und Kupplungsdruckplatte ist eine Kupplungsscheibe mit einem Kupp lungsbelag angeordnet, die je nach Verspannung zwischen Anpress- und Kupplungs druckplatte einen Reibschluss bilden und die Reibungskupplung schließen oder bei Aufhebung des Reibschlusses öffnen. Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Ma schinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahr zeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.

Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.

In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten An triebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang ei nes Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem in einem Hybridmodul vorhanden sein. Ein Hybridmodul kann je nach Eingriffspunkt in die folgenden Kategorien P0-P4 eingeteilt werden, mit PO: über einen Riemen zur Brennkraftmaschine, P1 : direkt hinter der Brennkraftmaschine, P2: hinter der Kupplungsanordnung, aber vor dem Fahrzeuggetriebe, P3: ins Fahrzeugge triebe und P4 am Fahrzeugrad, ggf. auf einer anderen Achse, oder als Radnabenmo tor. Beim rein elektrischen Fahren, wird dann beispielsweise die Brennkraftmaschine durch eine entsprechende Kupplungsanordnung ausgekuppelt.

Das Zentralausrückergehäuse hat die Funktion Bauteile des Zentralausrückers wie insbesondere den beweglichen Zentralausrückerkolben aufzunehmen und vor äuße ren mechanischen oder chemischen Einflüssen zu schützen. Ferner besitzt das Zent ralausrückergehäuse die Funktion eine einfache Montage und Fixierung des Zentral ausrückers innerhalb des Antriebsstrangs zu erlauben. Das Zentralausrückergehäuse kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Bevorzugt kann das Zentralaus rückergehäuse aus einem Kunststoff, einem metallischen Werkstoff und/oder kerami schen Werkstoff gebildet sein. Der in dem Zentralausrückergehäuse ausgeformte Zentralausrückerkolbenraum dient der Aufnahme sowie der Führung des linearbeweglich in dem Zentralausrückergehäu se gelagerten Zentralausrückerkolben.

Die Hydraulikflüssigkeit hat in einem hydraulischen Ausrücksystem eines Kraftfahr zeugs die Funktion, Energie in Form von Druck möglichst verlustfrei beispielsweise innerhalb eines Kupplungssystems eines Fahrzeugs zu übertragen. Neben dieser Hauptaufgabe kann die Hydraulikflüssigkeit insbesondere auch die Schmierung und den Korrosionsschutz für die beweglichen Teile und die Metall-oberflächen des hyd raulischen Ausrücksystems bereitstellen. Außerdem kann sie insbesondere auch Ver unreinigungen (beispielsweise durch Abrieb), Wasser und Luft sowie Verlustwärme abführen. Eine Hydraulikflüssigkeit kann im Sinne dieser Anmeldung auch ein gasför miges Medium sein, beispielsweise Druckluft.

Der Zentralausrückerkolben hat die Funktion eine hydraulische Druckbeaufschlagung in eine lineare Verschiebung des Zentralausrückerkolbens umzuwandeln, wobei diese bewirkt, dass das Kupplungssystem von einem eingekuppelten Betriebszustand in ei nen ausgekuppelten Betriebszustand überführbar ist. Der Zentralausrücker kann über einen ringförmigen Zentralausrückerkolben oder mehrere Zentralausrückerkolben (Mehrkolbenausrücker) verfügen.

Die Zentralausrückerkolbendichtung dichtet den linearbeweglich geführten Zentralaus rückerkolben gegenüber dem den Zentralausrückerkolben aufnehmenden Zentralaus rückergehäuse ab. Die Zentralausrückkolbendichtung kann insbesondere als Dichtring ausgebildet sein. Die Zentralausrückerkolbendichtung kann insbesondere formschlüs sig mit dem Zentralausrückerkolben verbunden sein. Besonders bevorzugt ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zentralausrückerkolben und der Zentral ausrückerkolbendichtung als Schnappverbindung ausgestaltet.

Besonders bevorzugt ist es, dass die Zentralausrückerkolbendichtung aus einem elas tischen, insbesondere bevorzugt gummielastischen Material geformt ist. Das elasti sche Material kann bevorzugt ganz oder teilweise aus einem Elastomer bestehen, wobei wiederum bevorzugt die Elastomere ausgewählt sind aus der Gruppe der Vul- kanisate von Naturkautschuk und Silikonkautschuk.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Zentralausrückerkolbendichtung und das Dichtungselement an dem radial inneren Umfang des Zentralausrückerkolbens angeordnet sind, da die Reibungsflächen zwi schen den Dichtungen und dem inneren Umfang des Zentralausrückerkolbenraums kleiner ausgeführt werden können als am äußeren Umfang.

Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Zentralausrückerkolbendichtung und das Dichtungselement eine gemeinsame radiale Kontaktfläche aufweisen, wodurch sich insbesondere die Zentralausrückerkolbendichtung an dem Dichtungselement in axialer Ausrückrichtung des Zentralausrückerkolbens abstützen kann. Hierdurch wird eine besonders kompakte axiale Bauform der Dichtungsanordnung ermöglicht.

In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass das Dichtungselement einen im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmigen Grundkör per aufweist, von dem aus sich in radialer Richtung ein Abstützabschnitt erstreckt, der die innere Mantelfläche des Zentralausrückerkolbenraums kontaktiert. Hierdurch kann zum einen die Reibung an der Kontaktfläche zum Zentralausrückerkolbenraum weiter reduziert werden und zum anderen eine in Radialrichtung wirkende Federelastizität des Dichtungselement ausgebildet werden, worauf nachfolgend noch näher einge gangen wird.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die Zentralausrückerkolbendichtung eine Dichtlippe aufweist, welche sich ausgehend von einem Dichtungsgrundkörper in radia ler Richtung zum Zentralausrückerkolbenraum hin erstreckt und am Zentralausrücker kolbenraum dichtend anliegt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass die Dichtlippe insbesondere bei Druckbeaufschlagung des Zentralausrückerkol bens durch die Hydraulikflüssigkeit zumindest abschnittsweise an dem Abstützab schnitt des Dichtungselements anliegt. Hierdurch erfährt die Zentralausrückerkolben dichtung eine Führung durch das Dichtungselement während der axialen Verschie- bung des Zentralausrückerkolbens. Das Dichtungselement übernimmt dann die Funk tion einer Armierung für die Zentralausrückerkolbendichtung.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Abstützabschnitt des Dichtungselements eine axiale Kontaktlänge mit dem Zent ralausrückerkolbenraum aufweist, welche zwischen 2-10 mal so lang ist, wie die axiale Kontaktlänge der Dichtlippe der Zentralausrückerkolbendichtung mit dem Zentralaus rückerkolbenraum. Hierdurch lässt sich eine besonders geringe Reibung der Dich tungsanordnung bei gleichzeitig hoher und zuverlässiger Dichtwirkung realisieren. Dadurch, dass der Abstützabschnitt eine gegenüber der Dichtlippe höhere Härte auf weist, besitzt dieser eine geringere Reibung an der axialen Kontaktlänge mit dem Zentralausrückerkolbenraum als die Dichtlippe. So kann die besonders reibungsbe haftete axiale Kontaktlänge der Dichtlippe möglichst gering gehalten und größere An teile an der Dichtwirkung auf den Abstützabschnitt übertragen werden.

Die Zentralausrückerkolbendichtung ist bevorzugt monolithisch aus einem elastome- ren Material gebildet. Ebenso bevorzugt ist es, dass das Dichtungselement monoli thisch aus einem Kunststoff, insbesondere Polyamid, besonders bevorzugt PA12, ge bildet ist. Des weiteren ist es ganz besonders bevorzugt, dass das Zentralausrücker gehäuse monolithisch aus einem Kunststoff gebildet ist. Hierdurch ergeben sich ferti gungstechnisch vorteilhafte Gestaltungsmöglichkeiten sowie besonders reibungsarme Reibpartnerkombinationen zwischen dem Zentralausrückerkolben und dem Zentral ausrückerkolbenraum.

Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass der Abstützabschnitt des Dichtungsele ments im Bereich seiner Kontaktfläche mit dem Zentralausrückerkolbenraum wenigs tens eine Schmierstofftasche aufweist, in die insbesondere Hydraulikflüssigkeit auf- nehmbar ist, wodurch sich die Reibung des Abstützabschnitts gegenüber dem Zent ralausrückerkolbenraum noch weiter reduzieren lässt.

In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass das Dichtungselement eine in radialer Richtung wirkende Federelastizität aufweist, die im verbauten Zustand des Dichtungselements eine radiale Vorspannung des Dichtungs elements gegenüber dem Zentralausrückerkolbenraum und dem Zentralausrückerkol- ben bewirkt. Hierdurch kann zum einen die Dichtwirkung des Abstützabschnitts sowie auch die Führung des Zentralausrückerkolbens verbessert werden. Insbesondere die Gefahr eines Verkippens des Zentralausrückerkolbens im Betrieb des Zentralaus rückers kann hierdurch deutlich minimiert werden.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass das Dichtungselement und die Zentralaus rückerkolbendichtung einstückig ausgebildet sind, insbesondere mittels Bi- Injektionsspritzgußverfahren. Dies hat den Vorteil, dass lediglich ein Dichtungsbauteil montiert werden muss.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch eine Zentralausrückeranordnung, insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem eines Kupplungssystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Zentralausrückergehäuse mit einem ringförmigen Zent ralausrückerkolbenraum in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum zuführ- baren Hydraulikflüssigkeit ein Zentralausrückerkolben axial bewegbar aufgenommen ist, wobei der Zentralausrückerkolbenraum wenigstens eine Zentralausrückerkolben dichtung aufweist, die den Zentralausrückerkolbenraum gegen den Zentralausrücker kolben abdichtet, wobei der Zentralausrückerkolbenraum ein Dichtungselement auf weist, welches in axialer Richtung versetzt zu der wenigstens einen Zentralausrücker kolbendichtung am Zentralausrückerkolbenraum fixiert ist und sich axial beweglich gegenüber den Zentralausrückerkolben abstützt, wobei das Dichtungselement im Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolben eine Härte aufweist, die höher ist als die Härte der Zentralausrückerkolbendichtung in ihrem Kontaktbereich mit dem Zent ralausrückerkolben.

Durch diese Ausführung einer erfindungsgemäßen Zentralausrückeranordnung nach Anspruch 10 kann eine geometrische Umkehr der Dichtwirkung zwischen den Dich tungen und den sich bewegenden Flächen realisiert werden. In dieser nebengeordne ten Lösung der Aufgabe gleiten die Zentralausrückerkolbendichtung und das Dich tungselement an dem Zentralausrückerkolben entlang und sind im Wesentlichen orts fest an und/oder in den Zentralausrückerkolbenraum angeordnet. ln der erfindungsgemäßen Ausführungsvariante des Anspruchs 1 sind die Zentralaus rückerkolbendichtung und das Dichtungselement an dem Zentralausrückerkolben fi xiert und bewegen sich mit dem Zentralausrückerkolben.

Es versteht sich, dass die bevorzugten Ausführungsformen zur Zentralausrückerano rdnung gemäß Anspruch 1 auf den Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 10 übertragbar sind, wobei lediglich die geometrische Anordnung der Dichtungselemente entsprechend zu spiegeln ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allge meinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die un terschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.

Es zeigen:

Fig.1 eine Ausführungsform der Zentralausrückeranordnung in einer schematischen Querschnittsansicht,

Fig.2 eine Detailansicht des Zentralausrückerkolbenraums in einer schematischen Querschnittsdarstellung,

Fig.3 eine Ausführungsform der Zentralausrückeranordnung in einer schematischen Querschnittsansicht,

Fig.4 eine Detailansicht des Abstützabschnitts in einer schematischen Quer schnittsdarstellung,

Fig.5 eine zweite Ausführungsform eines Abstützabschnitts in einer schematischen Querschnittsdarstellung, Fig.6 ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Zentralausrückereinrichtung in einer schematischen Blockschaltdarstellung und

Fig.7 eine zweite Ausführungsform der Zentralausrückeranordnung in einer sche matischen Querschnittsansicht.

Die Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer Zentralausrückeranordnung 1 für ein hydraulisches Ausrücksystem 2 eines Kupplungssystems 3 eines Kraftfahrzeugs 4, so wie es beispielhaft in der Figur 6 gezeigt ist.

Die Zentralausrückeranordnung 1 besitzt ein Zentralausrückergehäuse 5 mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum 6 in dem durch eine dem Zentralausrücker kolbenraum 6 zuführbaren Hydraulikflüssigkeit 7 ein ringförmiger Zentralausrückerkol ben 8 axial bewegbar aufgenommen ist. Das Zentralausrückergehäuse 5 ist aus ei nem Kunststoff, insbesondere mittels Spritzgussverfahren, geformt. Der Zentralaus rückerkolben 8 weist eine radial äußere und eine radial innere ringförmige Zentralaus rückerkolbendichtung 9 auf, die den Zentralausrückerkolben 8 jeweils gegen den Zentralausrückerkolbenraum 6 abdichten. Der Zentralausrückerkolben 8 besitzt ferner ein ringförmiges Dichtungselement 10, welches in axialer Richtung versetzt zu der ra dial inneren Zentralausrückerkolbendichtung 9 am Zentralausrückerkolben 8 fixiert ist. In Ausrückrichtung des Zentralausrückerkolbens 8 (in der Figur 3 ist die Ausrückrich tung durch den die Druckrichtung nach links symbolisierenden Pfeil der Hydraulikflüs sigkeit 7 gekennzeichnet) ist das Dichtungselement 10 axial der Zentralausrückerkol bendichtung 9 vorgelagert. Die Hydraulikflüssigkeit 7 kann auch ein gasförmiges Me dium sein, beispielsweise Druckluft. Das Dichtungselement 10 stützt sich axial beweg lich gegenüber den Zentralausrückerkolbenraum 6 ab, wobei das Dichtungselement 10 im Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolbenraum 6 eine Flärte aufweist, die höher ist als die Härte der Zentralausrückerkolbendichtung 9 in ihrem Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolbenraum 6. Die Zentralausrückerkolbendichtung 9 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Elastomer geformt, während das Dich tungselement 10 aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polyamid, insbesondere PA12, gebildet ist. Obwohl die Figur 1 zeigt, dass die Zentralausrückerkolbendichtung 9 und das Dich tungselement 10 an dem radial inneren Umfang des Zentralausrückerkolbens 8 ange ordnet sind, ist natürlich auch möglich, die Zentralausrückerkolbendichtung 9 und das Dichtungselement 10 an dem radial äußeren Umfang des Zentralausrückerkolbens 8 angeordnet sind. Es versteht sich außerdem, dass jeweils eine Zentralausrückerkol bendichtung 9 und ein Dichtungselement 10 an dem radial inneren Umfang des Zent ralausrückerkolbens 8 und an dem radial äußeren Umfang des Zentralausrückerkol bens 8 angeordnet sind.

Die Figur 2 zeigt die aus Figur 1 bekannte Zentralausrückeranordnung 1 in einem ver größerten Detailausschnitt des Kolbenbereichs. Man erkennt anhand der Figur 2 ins besondere gut, dass die radial innere Zentralausrückerkolbendichtung 9 durch einen am Zentralausrückerkolben fixierten Sicherungsring 18 gegen eine axiale Verschie bung gesichert ist. Das Dichtungselement 10 liegt in Axialrichtung an einer radialen Stufenfläche einer umlaufenden Aufnahmenut 19 des Zentralausrückerkolbens 8 für die Dichtungen 9,10 an. Das Dichtungselement 10 und die Zentralausrückerkolben dichtung 9 sind vollständig in der Aufnahmenut 19 aufgenommen und liegen flächen bündig an der inneren Mantelfläche der ringförmigen Aufnahmenut 19 an.

Das Dichtungselement 10 weist eine in radialer Richtung wirkende Federelastizität auf, die im verbauten Zustand des Dichtungselements 10 eine radiale Vorspannung des Dichtungselements 10 gegenüber dem Zentralausrückerkolbenraum 6 und dem Zentralausrückerkolben 8 bewirkt. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.

Die Figur 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Dichtungsbereichs am radial inne ren Umfang des Zentralausrückerkolbens 8 anhand der die Dichtungskonfiguration der Zentralausrückeranordnung 1 näher erläutert wird.

Die Figur 3 zeigt zunächst, dass die Zentralausrückerkolbendichtung 9 und das Dich tungselement 10 eine gemeinsame radiale Kontaktfläche 11 aufweisen. Diese kann insbesondere dann gebildet sein, wenn die Zentralausrückerkolbendichtung 9 bei Druckbeaufschlagung des Zentralausrückerkolbens 8 durch die Hydraulikflüssigkeit 7 in Ausrückrichtung des Zentralausrückerkolbens 8 gegen das Dichtungselement 10 gepresst wird, so wie es in der unteren Abbildung der Figur 3 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsvariante kann die Zentralausrückerkolbendichtung 9 im drucklosen Zu stand der Hydraulikflüssigkeit 7 ein gewisses axiales Spiel gegenüber dem Dich tungselement 10 aufweisen, wie es in der oberen Abbildung der Figur 3 angedeutet ist. Durch die zur Betätigung der Zentralausrückeranordnung druckbeaufschlagte Hyd raulikflüssigkeit 7 kann dann die Zentralausrückerkolbendichtung 9 in Axialrichtung auf das Dichtungselement 10 gepresst werden.

Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die gemeinsame radiale Kontaktfläche 11 unabhängig vom Betriebszustand der Zentralausrückeranordnung 1 zwischen der Zentralausrückerkolbendichtung 9 und dem Dichtungselement 10 ausgebildet ist, in dem die beiden Bauelemente ständig aneinander entlang der Kontaktfläche 11 anlie- gen.

Das Dichtungselement 10 weist einen im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmi gen Grundkörper 12 auf, von dem aus sich in radialer Richtung ein Abstützabschnitt 13 erstreckt, der die innere Mantelfläche des Zentralausrückerkolbenraums 6 kontak tiert und so eine Dichtwirkung gegenüber der Hydraulikflüssigkeit 7 erzielt. Der ring förmige, lippenartige Abstützabschnit 13 erstreckt sich in einem Winkel 20 gegenüber einer Radialebene 19 der Zentralausrückeranordnung 1 aus dem Grundkörper 12 zur Mantelfläche des Zentralausrückerkolbenraums 6 hin. Der Winkel 20 weist von der in der Figur 3 nach links gerichteten Ausrückrichtung des Zentralausrückerkolbens 8 weg.

Die Zentralausrückerkolbendichtung 9 besitzt eine Dichtlippe 14, welche sich ausge hend von einem Dichtungsgrundkörper 15 in radialer Richtung zum Zentralausrücker kolbenraum 6 hin erstreckt und am Zentralausrückerkolbenraum 6 dichtend anliegt.

Die ringförmige Dichtlippe 14 erstreckt sich ebenfalls in einem Winkel 21 gegenüber der Radialebene 19 der Zentralausrückeranordnung 1 aus dem Dichtungsgrundkörper 15 zur Mantelfläche des Zentralausrückerkolbenraums 6 hin. Man erkennt anhand der Figur 3 gut, dass der Winkel 20 des Abstützabschnitts 13 und der Winkel 21 der Dicht lippe 14 im Wesentlichen identisch sind. Die Dichtlippe 14 besitzt daher einen Ab schnitt, der im Wesentlichen parallel zu einem Abschnitts des Abstützabschnitts 13 verläuft. Die Dichtlippe 14 liegt insbesondere bei Druckbeaufschlagung des Zentralausrücker kolbens 8 durch die Hydraulikflüssigkeit 7 zumindest abschnittsweise an dem Ab stützabschnitt 13 des Dichtungselements 10 an, wie es in der unteren Abbildung der Figur 3 gezeigt ist. Der Abstützabschnitt 13 wirkt so wie eine Armierung für die Dicht lippe 14 und bewirkt eine definierte Formstabilität der Dichtlippe 14 unter Druckbeauf schlagung durch die Hydraulikflüssigkeit 7. Durch diese erhöhte Formstabilität der Dichtlippe 14 kann natürlich auch die Dichtwirkung der Dichtlippe 14 konstruktiv bes ser definiert werden.

Die Figur 4 zeigt die aus Figur 3 bereits bekannte Dichtungsanordnung mit einem wei teren Detailaspekt der Erfindung. Wie man anhand der Figur 4 erkennt, besitzt der Abstützabschnitt 13 des Dichtungselements 10 eine axiale Kontaktlänge 16 mit dem Zentralausrückerkolbenraum 6, welche zwischen 2-10 mal so lang ist, wie die axiale Kontaktlänge 16 der Dichtlippe 14 der Zentralausrückerkolbendichtung 9 mit dem Zentralausrückerkolbenraum 6. Die Kontaktlänge 16 der Dichtlippe 14 ist folglich kür zer als die Kontaktlänge 16 des Abstützabschnitts 13, was gut aus der Figur 4 ersicht lich ist. Da die Reibung zwischen den Materialkombinationen Elastomer auf Kunststoff (Dichtlippe 14 an Zentralausrückerkolbenraum 6) deutlich größer ist als die eines Kunststoffs auf Kunststoff (Abstützabschnitt 13 an Zentralausrückerkolbenraum 6), kann durch die Reduktion der Kontaktlänge 16 der Dichtlippe 14 eine signifikante Re duzierung der Reibung zwischen dem Zentralausrückerkolben 8 und dem Zentralaus rückerkolbenraum 6 erzielt werden, wobei gleichzeitig eine hohe und sichere Dichtwir kung der gezeigten Dichtungsanordnung bereitgestellt werden kann.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Figur 4 liegt der Abstützabschnitt 13 in ra dialer Richtung federbelastet an dem Zentralausrückerkolbenraum 6 an. Die insbe sondere durch die lippenartige Gestaltung des Abstützabschnitts 13 hervorgerufene radiale Federelastizität des Dichtungselements 10 bewirkt zum einen eine hinrei chend gute Dichtwirkung durch Bereitstellung eines radialen Anpressdrucks des Ab stützabschnitts 13 gegenüber dem Zentralausrückerkolbenraum 6 und zum anderen eine radiale und/oder axiale Führung des Zentralausrückerkolbens 8 beim axialen Versatz während der Betätigung der Zentralausrückeranordnung 1. An seinem dista len Ende weist der Abstützabschnitt 13 eine Anlagefläche mit dem Zentralausrücker- kolbenraum 6 auf, welche im wesentlichen flächig an der Mantelfläche des Zentral ausrückerkolbenraums 6 über die Kontaktlänge 16 reibungsbehaftet anliegt

Um die Reibung in über die Kontaktlänge 16 des Abstützabschnitts 13 weiter zu redu zieren, kann wie in Figur 5 gezeigt - der Abstützabschnitt 13 des Dichtungselements 10 im Bereich seiner Kontaktfläche mit dem Zentralausrückerkolbenraum 6 wenigs tens eine Schmierstofftasche 17 aufweisen, in die insbesondere Hydraulikflüssigkeit 7 aufnehmbar ist. Die Hydraulikflüssigkeit 7 kann beispielsweise durch eine nicht ver meidbare Dichtungslekage im Betrieb der Zentralausrückeranordnung 1 in die Schmierstofftaschen 17 gelangen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schmierstoff taschen 17 mit einem Schmierfett oder einem reibungsarmen Festkörperschmierstoff, wie zum Beispiel PTFE, gefüllt sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind eine Mehrzahl von Schmierstofftaschen 17 an dem Abstützabschnitt 13 ausgebildet. Die gezeigten Schmierstofftaschen 17 besitzen eine im Querschnitt kreissegmentartige Kontur und sind als über den Umfang des Abstützabschnitts 13 umlaufende Nuten ausgeformt. Selbstverständlich kann die Anzahl und Ausgestaltung der Schmierstoff taschen 17 je nach Anwendungsfall variieren.

Die Figur 7 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zentralausrückeranordnung 1 , insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem 2 eines Kupplungssystems 3 eines Kraftfahrzeugs 4, umfassend ein Zentralausrücker gehäuse 5 mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum 6 in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum 6 zuführbaren Hydraulikflüssigkeit 7 ein Zentralaus rückerkolben 8 axial bewegbar aufgenommen ist. Der Zentralausrückerkolbenraum 6 besitzt eine Zentralausrückerkolbendichtung 9, die im Wesentlichen ortsfest mit dem Zentralausrückerkolbenraum 6 verbunden ist und die den Zentralausrückerkolben raum 6 gegen den Zentralausrückerkolben 8 abdichtet. Der Zentralausrückerkolben raum 6 weist ferner ein Dichtungselement 10 auf, welches in axialer Richtung versetzt zu der wenigstens einen Zentralausrückerkolbendichtung 9 am Zentralausrückerkol benraum 6 fixiert ist und sich axial beweglich gegenüber den Zentralausrückerkolben 8 abstützt, wobei das Dichtungselement 10 im Kontaktbereich mit dem Zentralaus rückerkolben 8 eine Härte aufweist, die höher ist als die Härte der Zentralausrücker kolbendichtung 9 in ihrem Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolben 8 . Anders als in den in den Figuren 1-5 gezeigten Ausführungsbeispielen, liegt also in dem in Figur 7 gezeigten Beispiel die Dichtlippe 14 und der Abstützabschnitt 13 an der Mantelfläche des Zentralausrückerkolbens 8 an. Man erkennt, dass die Dichtungen 9, 10 der Ausführungsform der Figur 7 gegenüber den in den Figuren 1 -5 gezeigten Ausführungsvarianten um eine axiale Achse gespiegelt angeordnet sind. Selbstver ständlich ist es möglich, bevorzugte Weiterentwicklungen und Merkmale zu den in den Figuren 1-6 gezeigten Ausführungsformen auf den Gegenstand der Figur 7 zu über tragen. Die Richtungsangaben axial, radial, tangential und Umfangsrichtung beziehen sich auf die Rotationsachse 21, um die die nicht dargestellte Kupplung in Figur 1 dreht.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen be schränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vor handen ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Pa tentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definie ren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.

Bezuqszeichenliste Zentralausrückeranordnung hydraulisches Ausrücksystem Kupplungssystem Kraftfahrzeug Zentralausrückergehäuse Zentralausrückerkolbenraum Hydraulikflüssigkeit Zentralausrückerkolben Zentralausrückerkolbendichtung Dichtungselement radiale Kontaktfläche Grundkörper Abstützabschnitt Dichtlippe Dichtungsgrundkörper axiale Kontaktlänge Schm ierstofftasche Sicherungsring Radialebene Winkel Winkel Rotationsachse

Claims

Patentansprüche

1. Zentralausrückeranordnung (1), insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksystem (2) eines Kupplungssystems (3) eines Kraftfahrzeugs (4), umfassend ein Zentralaus rückergehäuse (5) mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum (6) in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum (6) zuführbaren Hydraulikflüssigkeit (7) ein Zentralausrückerkolben (8) axial bewegbar aufgenommen ist, wobei der Zentral ausrückerkolben (8) wenigstens eine Zentralausrückerkolbendichtung (9) aufweist, die den Zentralausrückerkolben (8) gegen den Zentralausrückerkolbenraum (6) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralausrückerkolben (8) ein Dichtungselement (10) aufweist, welches in axialer Richtung versetzt zu der wenigstens einen Zentral ausrückerkolbendichtung (9) am Zentralausrückerkolben (8) fixiert ist und sich axial beweglich gegenüber den Zentralausrückerkolbenraum (6) abstützt, wobei das Dich tungselement (10) im Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolbenraum (6) eine Härte aufweist, die höher ist als die Härte der Zentralausrückerkolbendichtung (9) in ihrem Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolbenraum (6) .

2. Zentralausrückeranordnung (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralausrückerkolbendichtung (9) und das Dichtungselement (10) an dem radial inneren Umfang des Zentralausrückerkolbens (8) angeordnet sind.

3. Zentralausrückeranordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralausrückerkolbendichtung (9) und das Dichtungsele ment (10) eine gemeinsame radiale Kontaktfläche (11) aufweisen.

4. Zentralausrückeranordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (10) einen im Querschnitt im Wesentli chen rechteckförmigen Grundkörper (12) aufweist, von dem aus sich in radialer Rich tung ein Abstützabschnitt (13) erstreckt, der die innere Mantelfläche des Zentralaus rückerkolbenraums (6) kontaktiert.

5. Zentralausrückeranordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralausrückerkolbendichtung (9) eine Dichtlippe (14) aufweist, welche sich ausgehend von einem Dichtungsgrundkörper (15) in radialer Richtung zum Zentralausrückerkolbenraum (6) hin erstreckt und am Zentralausrücker kolbenraum (6) dichtend anliegt.

6. Zentralausrückeranordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (14) insbesondere bei Druckbeaufschlagung des Zentralausrückerkolbens (8) durch die Hydraulikflüssigkeit (7) zumindest abschnitts weise an dem Abstützabschnitt (13) des Dichtungselements (10) anliegt.

7. Zentralausrückeranordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützabschnitt (13) des Dichtungselements (10) eine axi ale Kontaktlänge (16) mit dem Zentralausrückerkolbenraum (6) aufweist, welche zwi schen 2)-10) mal so lang ist, wie die axiale Kontaktlänge (16) der Dichtlippe (14) der Zentralausrückerkolbendichtung (9) mit dem Zentralausrückerkolbenraum (6) .

8. Zentralausrückeranordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützabschnitt (13) des Dichtungselements (10) im Be reich seiner Kontaktfläche mit dem Zentralausrückerkolbenraum (6) wenigstens eine Schmierstofftasche (17) aufweist, in die insbesondere Hydraulikflüssigkeit (7) auf- nehmbar ist.

9. Zentralausrückeranordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (10) und die Zentralausrückerkolben dichtung (9) einstückig ausgebildet sind, insbesondere mittels Bi- Injektionsspritzgußverfahren.

10. Zentralausrückeranordnung (1 ), insbesondere für ein hydraulisches Ausrücksys tem (2) eines Kupplungssystems (3) eines Kraftfahrzeugs (4), umfassend ein Zentral ausrückergehäuse (5) mit einem ringförmigen Zentralausrückerkolbenraum (6) in dem durch eine dem Zentralausrückerkolbenraum (6) zuführbaren Hydraulikflüssigkeit (7) ein Zentralausrückerkolben (8) axial bewegbar aufgenommen ist, wobei der Zentral ausrückerkolbenraum (6) wenigstens eine Zentralausrückerkolbendichtung (9) auf weist, die den Zentralausrückerkolbenraum (6) gegen den Zentralausrückerkolben (8) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralausrückerkolbenraum (6) ein Dichtungselement (10) aufweist, welches in axialer Richtung versetzt zu der wenigs tens einen Zentralausrückerkolbendichtung (9) am Zentralausrückerkolbenraum (6) fi xiert ist und sich axial beweglich gegenüber den Zentralausrückerkolben (8) abstützt, wobei das Dichtungselement (10) im Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolben (8) eine Härte aufweist, die höher ist als die Härte der Zentralausrückerkolbendichtung (9) in ihrem Kontaktbereich mit dem Zentralausrückerkolben (8) .