CN109690111A - 用于气动式中央分离器的自清洁机构 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于气动式中央分离器的自清洁机构，其包括：共轴地围绕空心轴(14)布置的分离活塞(16)，该分离活塞在所述空心轴(14)的轴线(A)的方向上可运动地支承；至少部分地包围所述分离活塞(16)的壳体(15)，以便在空心轴(14)、壳体(15)和分离活塞(16)之间形成压力室(31)，该压力室相对于环境密封并且能够与流体压力源(60)连接；其中，以流体技术方式在所述压力室(31)和环境之间设置清洁室(32)，该清洁室能够通过排气通道(40,50)与环境连接。

Description

用于气动式中央分离器的自清洁机构
技术领域
本发明涉及一种用于气动式中央分离器的自清洁机构。
背景技术
在机动车的发动机和变速器之间通常设置有离合器，用于在需要时建立或断开发动机与变速器之间的力锁合，例如用于转换变速器传动比(挡位)。按照现有技术，如果离合器的操纵是以气动方式进行的，则在车辆离合器壳内部设置气动式中央分离器，所述车辆离合器壳设置在发动机和变速器之间。
按照现有技术的气动式中央分离器例如由DE 10 2011 078 125 A1公开并且下面借助于本申请的附图3来阐述。该气动式中央分离器具有用于支承分离活塞16的空心轴14，该分离活塞能够在该空心轴14的轴线A的方向上运动。此外，该中央分离器具有至少部分地包围分离活塞16的壳体15，用于在空心轴14、壳体15和分离活塞16之间形成压力室31，该压力室相对于环境密封并且能够与压缩空气源连接。如果给压力室31加载压缩空气，则图3中的分离活塞16向左运动。该压力室31借助于气动密封装置23a和23i相对于环境气氛密封。此外，尘屑密封装置21a和23i应防止颗粒侵入。
图3中未示出的离合器与该中央分离器共轴且相邻地布置(在图3中左边靠近中央分离器)，所述离合器通过该中央分离器直接操纵。该离合器产生尘屑状的离合器磨损物。由于离合器磨损物的侵蚀作用，所述离合器磨损物对于中央分离器的滑动轴承22i和气动密封装置23a、23i是有害的。侵入到滑动轴承22i和气动密封装置23a、23i的污物如离合器磨损物会增大这些部件的磨损并且因此缩短其寿命。
按照现有技术的图3中所示的中央分离器在径向外部区域200中仅仅通过尘屑密封装置21a来防止离合器磨损物侵入。然而，尘屑密封装置并不能完全避免离合器磨损物侵入。此外，通过该径向外部区域200(在尘屑密封装置21a旁边)侵入到中央分离器中的离合器磨损物进入到径向外部的气动密封装置23a，以及穿过压力室31进入到径向内部的滑动轴承22i以及径向内部的气动密封装置23i。所有这些元件都将受到离合器磨损物的侵蚀。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种设计方案，借助于该设计方案使得离合器磨损物侵入到气动中央分离器的危险最小化，从而提高中央分离器内部的轴承和密封装置的寿命。
所述任务通过按照独立权利要求的技术方案来解决，有利的进一步方案是从属权利要求的主题。
根据本发明，中央分离器的径向外部的滑动轴承和气动密封装置不是通过尘屑密封装置而是通过设置清洁室来防止离合器磨损物和来自环境的其他污物，在所述清洁室中设有需受到保护的各部件。根据本发明，需受到保护的各部件布置在清洁室内部，其中，清洁室内部的流体压力至少暂时高于环境压力，在任何情况下至少要等于环境压力。由此防止污物如离合器磨损物侵入到清洁室中。
在分离活塞的每个运动中(不仅在该活塞接合时而且在其分离时)，清洁室内部的流体压力升高。由此，清洁室内部的过压相对于环境升高，在清洁室内部形成保护气氛。如果污物已经侵入到或者当前正在侵入到清洁室中，则这些污物又会被所述过压向外压出。
其结果是，在清洁室中相对于环境气氛始终存在潜在的过压并且由此存在将污物从清洁室输出到环境气氛中的潜在能力(通过将空气从清洁室吹到环境气氛中)。
一般适用的是：
(压力室中的流体压力)≥(清洁室中的流体压力)≥(环境气氛中的流体压力)。
本发明方案的一个优点是：要么可以提高气动密封装置和滑动轴承的寿命，要么将它们设计为可受到的载荷较小并且从而可以更有利地实施。
根据一个有利的方案，清洁室与环境气氛的连接借助于具有足够小的通道横截面的排气通道实施，从而使得虽然流体可以从清洁室逸出到环境中，但是清洁室内部的流体压力在长时间段上处于环境的流体压力以上。优选通过排气通道仅仅将下述气体量逸出到环境中，从而使得在分离活塞的下一次运动之前都能维持清洁室中的过压。根据一个优选的实施方式，该排气通道的横截面如此适配，以至于该条件在分离活塞的平均运动特性上都得以满足。
根据一个优选的实施方式，排气通道用流动扩散器例如过滤器填充，用于确定流过的气体量，并且用于支持性防止颗粒侵入到清洁室中。
附图说明
图1以半剖图示出按照本发明构造的中央分离器的一个实施例；
图2示出图1中的实施例的示例性气动线路图；
图3以半剖图示出按照现有技术的中央分离器；
图4以半剖图示出按照本发明构造的中央分离器的另一实施例。
具体实施方式
图1中所示的中央分离器与空心轴14共轴布置，该空心轴具有对称轴线A。壳体15的一部分从空心轴14的图1中右侧的端部沿径向方向盘形地向外延伸。衔接于该侧翼地，所述壳体的径向外部的柱形部分沿所述轴线A的(反)方向平行于所述空心轴14延伸，以便在该半剖图中形成横向放置的“U”的U形横截面。在所述壳体15的径向外部的柱形部分、所述壳体15的盘形部分和所述空心轴14之间，在与后面还要详细描述的柔性密封装置21(这里是以波纹管密封装置的形式)的相互作用下形成一个空间，在后面还将详细描述该空间。在该实施例中，空心轴14和壳体15一件式地构造。
此外，在该空间内部在所述壳体15的径向外部的柱形部分和所述空心轴14之间设置分离活塞16。该分离活塞16能够在轴线A的方向上向左和向右移动。在图1所示的位置中，分离活塞16处于右侧的终端位置中，在该终端位置中，分离活塞16移入(接合)到壳体15中的程度最大。该分离活塞16能够在轴线A的方向上向左运动，以便从壳体15中移出。通过所述壳体15、所述空心轴14和所述分离活塞16形成压力室31。该压力室31通过径向内部的气动密封装置23i以及通过径向外部的气动密封装置23a密封。径向内部的气动密封装置23i在空心轴的密封面14d上密封，其中，径向外部的气动密封装置23a在壳体的密封面15d上密封。
分离活塞16在壳体15的内部通过径向内部的滑动轴承22i以及通过径向外部的滑动轴承22a在所述轴线A上轴向可移动地支承。所述径向内部的滑动轴承22i布置在所述空心轴14和所述分离活塞16之间。所述径向外部的滑动轴承22a布置在所述壳体15的柱形部分和所述分离活塞16之间。
所述分离活塞16可移动地布置在由所述壳体15和所述空心轴14包围的空间中，如图1所见，该空间通过所述分离活塞16的分隔部16t划分和分隔为处于分隔部16t右侧的压力室31和处于分隔部16t左侧的清洁室32。
所述径向外部的气动密封装置23a将清洁室32相对于压力室31密封。该清洁室32在分离活塞16、所述壳体15的径向外部的柱形部分以及所述柔性密封装置21之间延伸，所述柔性密封装置在所述壳体15和所述分离活塞16之间密封。在此，所述壳体15具有基本上环形的中间件15z，该中间件布置在所述柔性密封装置21和实际的壳体15之间。
压力室31能够与至少一个阀V2(见图2)以流体技术方式连接，该阀设置用于将压缩空气从流体压力源(该流体压力源在该实施例中作为压缩空气源60示出)导入到压力室31中。当压缩空气被导入到压力室31中时，分离活塞16总是向左运动(见图1)以进行分离。在此，压力室31的体积增大，其中，清洁室32的体积减小，后面还将对此进行详细说明。在分离活塞16向左分离时，所述柔性密封装置21的径向内部的部分与该分离活塞一起向左运动，相反，该密封装置21的径向外部的部分仍然贴靠在壳体15上，更确切地说是贴靠在中间件15z上。在此，壳体15连同中间件15z保留在其原始位置中，而不随着分离活塞16一起向左运动。最终，柔性密封装置在分离活塞16分离时膨胀并且倾翻。如果分离活塞16处于向左分离开的位置中，则所述柔性密封装置21的径向内部的部分处于向左移动了的位置中，相反，所述柔性密封装置21的径向外部的部分并不移动。在此，所述柔性密封装置21具有锥形形状的横截面并且仍然在分离活塞16与壳体15之间密封。
在分离活塞16分离时(向左运动)，清洁室32的体积通过所述分隔部16t向左运动而减小。同时，清洁室32的体积通过所述柔性密封装置21的径向内部的部分向左运动而增大。然而，该增大的程度比所述减小的程度要小。因此，总体上，在分离活塞16分离时(向左运动)引起清洁室32的体积减小。
此外，压力室31能够通过至少一个阀V1与清洁室32以流体技术方式连接(见图2)。为了接合已分离的活塞16，所述阀V1打开，由此使得压缩空气从压力室31导入到清洁室32中。压力室31在此被排气，并且分离活塞16接合，即向右运动。
最终，清洁室32内的气体压力不仅在活塞16接合(向右运动)时(通过将压缩空气从压力室31传导到清洁室32中)而且在活塞16分离(向左运动)时(通过清洁室32的体积减小)都增大。
壳体15在一个部位上(该部位总是清洁室32的一部分并且绝不是压力室31的一部分)具有排气通道40。该排气通道40将清洁室32与环境以流体技术方式连接，从而使清洁室32内部的气体体积(其处于比环境压力高的压力下)可以从清洁室32逸出到环境中。在本实施例中，在排气通道内部设置过滤器41，该过滤器允许被气体穿流，但是将颗粒物如离合器磨损物等拦住。
适用的是：压力室31内的气体压力总是大于(或大于等于)清洁室32内的气体压力。此外适用的是：清洁室32内的气体压力总是大于(或大于等于)环境的气体压力。
在中央分离器的径向外部区域200中掉落大量的离合器磨损物，相反，中央分离器的径向内部区域100所担负的离合器磨损物较少。
在该实施方式中，使用压缩空气作为处于压力下的流体。此外，也可以考虑使用任意的可压缩流体(气体)。
图2示出图1中的实施例的气动线路图。压缩空气源60能够通过阀V2与压力室31以流体技术方式连接。该压力室31能够通过阀V1与清洁室32以流体技术方式连接。此外，清洁室32与环境以流体技术方式连接(通过排气通道40或过滤器41)。
公开了一种用于气动式中央分离器的自清洁机构，其包括：用于支承分离活塞16的空心轴14，该分离活塞能够在空心轴14的轴线A的方向上运动；至少部分地包围分离活塞16的壳体15，用于在空心轴14、壳体15和分离活塞16之间形成压力室31，该压力室相对于环境密封并且能够与压缩空气源60连接；其中，在压力室31和环境之间以流体技术方式布置清洁室32，该清洁室能够通过排气通道40与环境连接，其中，所述压力室31和所述清洁室32能够通过第一阀V1以流体技术方式相互连接。
图4中所示的中央分离器具有图1中所示的中央分离器的全部特征。但是，附加于图1所示的实施例地设置有另一排气通道50，该另一排气通道从清洁室32径向向内延伸，穿过分离活塞16。在该实施方式中，该排气通道50实施为孔。该排气通道50通入到分离活塞16和空心柱14之间的中间空间中。此外，就像图1中所示的中央分离器那样，在该中间空间中也设置有径向内部的尘屑密封装置21i、径向内部的滑动轴承22i以及径向内部的气动密封装置23i。排气通道50类似于排气通道40那样被设置用于：通过该排气通道50也能将在清洁室32中处于过压下的流体在径向内部的尘屑密封装置21i旁边逸出到环境中。由此，在图4的附图中，径向内部的尘屑密封装置21i紧右边存在的压力比该尘屑密封装置紧左边存在的压力高。由此，也防止离合器磨损物通过径向内部区域100侵入(特别是在径向内部的尘屑密封装置21i旁边，直至径向内部区域22i以及直至径向内部的气动密封装置23i)。如图4所示，排气通道50可以通入到尘屑密封装置21i和滑动轴承22i之间的空间中；替换地，该排气通道50可以通入到气动密封装置23i和滑动轴承22i之间的空间中(未示出)。此外，排气通道50也可以代替排气通道40来设置。
关于图1和图4中的图示需明确提及的是，在分离活塞15分离时(向左运动)，径向外部的滑动轴承22a绝不会运动越过排气通道40，并且径向内部的尘屑密封装置21i始终与空心轴14d的密封面保持接触。
附图标记表
14 空心轴
14d 空心轴的密封面
15 壳体
15d 壳体的密封面
16 分离活塞
16t 分隔部
21 密封装置
21i 尘屑密封装置，处于径向内部
21a 尘屑密封装置，处于径向外部
22i 滑动轴承，处于径向内部
22a 滑动轴承，处于径向外部
23i 气动密封装置，处于径向内部
23a 气动密封装置，处于径向外部
31 压力室
32 清洁室
40 排气通道
41 过滤器
50 排气通道
60 流体压力源(压缩空气源)
100 中央分离器的径向内部区域
200 中央分离器的径向外部区域
A 空心轴的对称轴线
V1 第一阀
V2 第二阀

Claims (12)

1.一种用于气动式中央分离器的自清洁机构，其包括：
共轴地围绕空心轴(14)布置的分离活塞(16)，该分离活塞在所述空心轴(14)的轴线(A)的方向上可运动地支承；
至少部分地包围所述分离活塞(16)的壳体(15)，以便在空心轴(14)、壳体(15)和分离活塞(16)之间形成压力室(31)，该压力室相对于环境密封并且能够与流体压力源(60)连接；
其特征在于，
以流体技术方式在所述压力室(31)和环境之间设置清洁室(32)，该清洁室能够通过排气通道(40)与环境连接。
2.根据上一个权利要求的用于气动式中央分离器的自清洁机构，其中，设置第一阀(V1)、特别是磁阀，通过该第一阀能够将所述压力室(31)和所述清洁室(32)以流体技术方式相互连接。
3.根据以上权利要求中任一项的自清洁机构，其中，在所述清洁室(32)内部设置有用于支承所述分离活塞(16)的轴承(22a)和用于密封所述压力室(31)的气动密封装置(23a)。
4.根据以上权利要求中任一项的自清洁机构，其中，所述压力室(31)和所述清洁室彼此相对以如下方式布置，以至于它们相互处于作用连接中，从而使得该压力室(31)的体积增大引起该清洁室(32)的体积减小。
5.根据以上权利要求中任一项的自清洁机构，其中，所述压力室(31)和所述清洁室(32)彼此相对以如下方式布置，以至于在该压力室(31)的体积减小时，被排挤出去的气体体积从该压力室(31)经由第一阀(V1)导入到所述清洁室(32)中。
6.根据以上权利要求中任一项的自清洁机构，其中，所述排气通道(40)设计为足够小，从而使得在所述清洁室(32)内部相对于环境处于过压下的流体扩散到环境中。
7.根据以上权利要求中任一项的自清洁机构，其中，以流体技术方式在清洁室(32)和环境之间设置流动扩散器。
8.根据上一个权利要求的自清洁机构，其中，所述流动扩散器是过滤器(41)，该过滤器设置在所述排气通道(40)中。
9.根据以上权利要求中任一项的自清洁机构，其中，所述排气通道(40)以流体技术方式设置在所述清洁室(32)和径向外部的环境之间，其中，所述排气通道(40)设置用于能够让在所述清洁室(32)内部相对于环境处于过压下的流体逸出到环境中。
10.根据以上权利要求中任一项的自清洁机构，其中，所述排气通道(50)以流体技术方式设置在所述清洁室(32)和径向内部的环境之间，其中，所述排气通道(50)设置用于能够让在所述清洁室(32)内部相对于环境处于过压下的流体逸出到环境中。
11.一种用于分离的、根据权利要求1-10中任一项的气动式中央分离器的自清洁方法，该方法具有以下步骤：
给压力室(31)加载处于过压下的流体，从而使得分离活塞(16)分离；
通过分离的分离活塞(16)减小清洁室(32)的体积；
通过排气通道(40,50)使处于过压下的流体从清洁室(32)排放到环境中。
12.一种用于接合的、根据权利要求1-10中任一项的气动式中央分离器的自清洁方法，该方法具有以下步骤：
使处于过压下的流体从压力室(31)排放到清洁室(32)中；
通过压力室(31)中的流体压力降低使分离活塞(16)接合；
通过排气通道(40,50)使处于过压下的流体从清洁室(32)排放到环境中。
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