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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Druckkolbenanordnung für
Automatikgetriebe und Doppelkupplungen. Insbesondere betrifft die
Erfindung eine Druckkolbenanordnung mit einem Dichtring und einem
Trägerelement zur Halterung des Dichtrings.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine
Druckkolbenanordnung für ein Automatikgetriebe ist in der
Druckschrift
EP 1 726
844 A1 beschrieben. Demnach umfasst die Druckkolbenanordnung
einen in einer axialen Richtung bewegbaren Druckkolben sowie ein
separates Verstärkungselement, das als Ring ausgebildet
und auf einer äußeren Oberfläche des
Druckkörpers angeordnet ist. Des weiteren ist auf dem Verstärkungselement
eine Dichtung vorgesehen, die von dem Verstärkungselement verstärkt
und ausgesteift wird.
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Die
Dichtung ist großflächig und untrennbar, beispielsweise
durch Vulkanisieren, an dem Verstärkungselement und dem
Druckkolben angebracht. Alternativ ist die Dichtung ausschließlich
integral an dem Verstärkungselement ausgeformt. In diesem Fall
kann das Verstärkungselement beispielsweise mittels Presssitz
an dem Druckkolben fixiert werden, nachdem die Dichtung integral
an dem Verstärkungselement angeformt wurde.
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Ein
zum Anbringen der Dichtung an dem Druckkolben bzw. dem Verstärkungselement
erforderlicher Vulkanisierungsprozess setzt eine umfangreiche und
teure Behandlung der entsprechenden Bauteiloberflächen
voraus. Diese werden in der Regel vor dem eigentlichen Anvulkanisieren
eingebeizt und müssen anschließend neutralisiert
werden, so dass der gesamte Vulkanisierungsprozess aufwendig und
mit hohen Produktionskosten verbunden ist.
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Des
weiteren führt das Gewicht der anvulkanisierten Dichtung
infolge einer Fliehkraftwirkung bei rotierendem Druckkolben zu erhöhten
Anpresskräften auf eine Dichtlippe der Dichtung. Hieraus
resultiert eine Hysterese der auftretenden Reibwerte in Abhängigkeit
von der Drehzahl des Druckkolbens, die sich negativ auf eine Druckregelung
an dem Druckkolben auswirken kann.
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Die
Druckschrift
DE 197
42 644 C2 beschreibt eine Rotationskupplungsvorrichtung
für ein Automatikgetriebe, wobei das Automatikgetriebe eine
vorbestimmte Schaltposition durch ausgewähltes Ineinandergreifen
einer Mehrzahl von Reibelementen einschließlich der Rotationskupplungsvorrichtung
erzeugt. Die Vorrichtung umfasst u. a. einen Kupplungskolben mit
einer Dichtung, die in einer Ausnehmung des Kupplungskolbens angeordnet
ist.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckkolbenanordnung
bereitzustellen, die eine einfache Montage sowie eine Reduzierung
der Anpresskräfte auf die Dichtlippe der Dichtung ermöglicht.
Hierdurch wird eine Erhöhung der Lebensdauer der Dichtung
und eine Reduzierung einer Reibhysterese er reicht. Des weiteren
können hierdurch eine Kostenreduzierung bei der Herstellung
sowie eine Reduzierung einer Typenvielfalt erzielt werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Druckkolbenanordnung
nach Anspruch 1 gelöst.
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Hierbei
wird eine Druckkolbenanordnung für ein Automatikgetriebe
bzw. eine Doppelkupplung mit einem Druckkolben, mindestens einem
Dichtring und mindestens einem Trägerelement zur Halterung
des Dichtrings an dem Druckkolben bereitgestellt, wobei der Dichtring
als loses Bauteil ausgebildet ist.
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Dies
bedeutet, dass der Dichtring weder stoffschlüssig mit dem
Trägerelement noch mit dem Druckkolben verbunden ist. Vielmehr
stellt der Dichtring ein separates Bauteil dar, das mit Hilfe des
Trägerelements an einer vorgesehenen Position an dem Druckkolben
gehalten wird. Das Trägerelement ist somit dazu vorgesehen,
den Dichtring kraftschlüssig zu fixieren, ohne eine feste,
stoffschlüssige Verbindung des Dichtrings beispielsweise
mittels Anvulkanisieren oder Anklebens des Dichtrings an dem Druckkolben
erforderlich zu machen. Das Trägerelement selbst kann hierzu
auf geeignete Weise auf einer Oberfläche des Druckkolbens
fixiert sein.
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Außerdem
kann die Druckkolbenanordnung beispielsweise derart ausgestaltet
sein, dass das Trägerelement den Dichtring mindestens in
einer axialen Richtung stützt.
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Hierzu
kann das Trägerelement mit dem Dichtring zumindest abschnittsweise
derart in Verbindung stehen, dass eine Relativbewegung des Dichtrings
in der mindestens einen axialen Richtung verhindert wird. Eine Bewegung
des Dichtrings in einer Gegenrichtung und in einer radialen Richtung
kann beispielsweise durch eine geeignete Ausformung des Druckkolbens
begrenzt werden, indem eine äußere Oberfläche
des Druckkolbens den Dichtring beaufschlägt.
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Der
Dichtring kann somit zwischen dem Trägerelement und dem
Druckkolben eingeklemmt sein. Ebenso ist es möglich, das
Trägerelement derart auszuführen, dass es den
Dichtring in der mindestens einen axialen Richtung sowie einer radialen Richtung
stützt. Außerdem kann das Trägerelement derart
ausgeführt sein, dass dieses den Dichtring sowohl in einer
axialen Richtung als auch in einer axialen Gegenrichtung stützt
bzw. beaufschlägt. Somit wird der Dichtring von dem Trägerelement
beidseitig beaufschlagt bzw. umgriffen, so dass eine Relativbewegung
des Dichtrings in der axialen Richtung bzw. Gegenrichtung bezüglich
des Trägerelements verhindert wird.
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Entsprechend
einer anderen Ausgestaltungsform ist der Dichtring mit dem Trägerelement mindestens
abschnittsweise formschlüssig verbunden.
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Gemäß dieser
Ausführungsform ist der Dichtring beispielsweise auf das
Trägerelement aufgesteckt, so dass sich das Trägerelement
zumindest abschnittsweise in den Dichtring hinein erstreckt. Der Dichtring
kann zur Aufnahme des Trägerelements auf geeignete Weise
ausgeformt sein und beispielsweise hierfür vorgesehene
Ausnehmungen aufweisen. Eine Relativbewegung des Dichtrings bezüglich des
Trägerelements kann somit verhindert und eine definierte
Position des Dichtrings sichergestellt werden.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform ist das Trägerelement
an dem Druckkolben fixiert.
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Die
Fixierung kann grundsätzlich alle kraft-, form- und/oder
stoffschlüssigen Verbindungen des Trägerelements
mit dem Druckkolben umfassen. Beispielsweise kann die Fixierung
mittels Presspassung erfolgen und das Trägerelement auf
eine äußere Oberfläche des Druckkolbens
aufgepresst sein.
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Außerdem
kann das Trägerelement zur Fixierung an dem Druckkolben
einschnappend in mindestens eine Aussparung des Druckkolbens eingreifen.
Hierzu ist gemäß einer weiteren Ausführungsform
an dem Druckkolben eine Anzahl von Aussparungen vorgesehen, in die
mindestens eine an dem Träger element ausgebildete Nase
eingreifen kann. Selbstverständlich kann eine beliebige
Anzahl von Nasen bereitgestellt sein, die beispielsweise in Umfangsrichtung
beabstandet voneinander an dem Trägerelement angeordnet
sind. Ebenso kann eine umlaufende Nase an dem Trägerelement
ausgebildet sein.
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Entsprechend
einer Ausführungsform ist das Trägerelement zur
Fixierung an dem Druckkolben radial mit dem Druckkolben verstemmt.
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Ferner
kann das Trägerelement mittels Verbindungsmitteln an dem
Druckkolben fixiert sein. Diese zusätzlichen Verbindungsmittel
können beispielsweise Schrauben oder Nieten umfassen, die
das Trägerelement fest mit dem Druckkolben verbinden.
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Entsprechend
einer anderen Ausführungsform ist das Trägerelement
zur Fixierung an dem Druckkolben mindestens partiell axial verstemmt. Der
Druckkolben ist hierzu lokal derart plastisch verformt, dass verdrängtes
Material des Druckkolbens mindestens lokal in axialer Richtung neben
bzw. an dem Trägerelement derart angeordnet ist, dass eine Relativbewegung
des Trägerelements bezüglich des Druckkolbens
in der axialen Richtung verhindert wird. Beispielsweise kann das
Material als Stufe bzw. als sogenannte Ziehstufe angeordnet sein.
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Außerdem
kann das Trägerelement mindestens teilweise als Schiene
zur mindestens partiellen Aufnahme des Dichtrings ausgebildet sein.
Hierzu kann das Trägerelement, wie voranstehend beschrieben,
beispielsweise den Dichtring mindestens teilweise umgreifen, so
dass der Dichtring sowohl in der einen axialen Richtung als auch
in der Gegenrichtung gestützt wird. Zur Einsparung von
Material und Gewicht kann das Trägerelement darüber
hinaus Ausnehmungen bzw. Fenster aufweisen, in die der Dichtring
ggf. eingreifen oder einrasten kann. Begrenzt werden die Fenster
von Stegen, wobei eine Anzahl von Stegen derart ausgebildet sein
kann, dass diese in Ausnehmungen in dem Druckkolben eingreifen und
somit eine Relativbewegung des Trägerelements bezüglich
des Druckkolbens verhindern. Entsprechend einer Ausführungsform kann
das Trägerelement aus zwei voneinander beabstandet Scheiben gebildet
werden, die über in Umfangsrichtung beabstandet angeordnete
Stege miteinander verbunden sind. Die Fenster werden hierbei von
den jeweils angrenzenden Stegen und den beiden Scheiben umrandet.
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Gemäß einer
Ausführungsform ist das Trägerelement als Scheibe
ausgebildet. Das Trägerelement kann demnach umlaufend um
den Druckkolben verlaufen und einen beliebigen Querschnitt aufweisen.
Beispielsweise kann der Querschnitt als ein rechteckiges oder als
ein abgewinkeltes Profil, wie beispielsweise ein Z- oder L-Profil,
ausgebildet sein, wobei eine erste Oberfläche bzw. ein
erster Schenkel den Dichtring stützt und eine weitere äußere
Oberfläche bzw. ein weiterer zweiter Schenkel den Druckkolben
beaufschlägt.
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Das
als Scheibe ausgebildete Trägerelement kann gerollt und
geschweißt sein. Zur Herstellung der Scheibe kann demnach
ein Profil als Strang gepresst werden. Dieser Strang wird auf eine
gewünschte Länge zugeschnitten und zu einem Ring
gebogen. Anschließend werden seine entgegengesetzten Enden
miteinander verschweißt. Alternativ kann der Strang bereits
gebogen und geschweißt werden und erst im Anschluss daran
in eine gewünschte Querschnittsform gepresst werden.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform stützt das Trägerelement
den Dichtring mindestens in einer radialen Richtung. Demnach kann
das Trägerelement den Dichtring mindestens abschnittsweise
an einer radial innen liegenden Seite des Dichtrings stützen.
Ebenso ist es möglich, dass das Trägerelement
den Dichtring zumindest abschnittsweise auf einer außen
liegenden Oberfläche beaufschlägt oder in den
Dichtring eingreift und somit eine Relativbewegung des Dichtrings
in radialer Richtung bezüglich des Trägerelements
verhindert.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform kann das Trägerelement
zur Halterung des Dichtrings an dem Druckkolben derart ausgebildet
sein, dass es in einer axialen Richtung des Trägerelements
auf den Druckkolben aufschiebbar ist, wobei das Trägerelement
mindestens eine erste Abwinklung zur Beaufschlagung des Druckkolbens
in axialer Richtung umfasst.
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Demnach
kann das Trägerelement auf einen entsprechend ausgeführten
Abschnitt des Druckkolbens aufgesteckt bzw. aufgeschoben werden.
Die Abwinklung kann bspw. als Flansch oder als von dem Trägerelement
abgewinkelter Schenkel ausgebildet sein, der als Anschlag für
das Trägerelement beim Aufstecken auf den Druckkolben dient
und hierzu an eine Oberfläche des Druckkolbens anstößt,
sobald das Trägerelement seine vorgesehene Position erreicht
hat, so dass somit ein weitergehendes bzw. tieferes Aufstecken verhindert
wird. Mit Hilfe der Abwinklung kann somit eine reproduzierbare und
definierte Positionierung des Trägerelements auf dem Druckkolben
gewährleistet werden. Hierzu kann sich die Abwinklung bspw.
in radialer Richtung des Trägerelements nach innen erstrecken.
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Außerdem
kann an dem Trägerelement mindestens eine zweite Abwinklung
zur Beaufschlagung des Dichtrings vorgesehen sein. Beispielsweise
kann sich die zweite Abwinklung in radialer Richtung des Trägerelements
nach außen erstecken, so dass sie sich in dieser Ausführungsform
somit in entgegengesetzter Richtung zu der ersten Abwinklung erstreckt. Eine äußere
Oberfläche der zweiten Abwinklung kann hierbei zu der beschriebenen
Beaufschlagung des Dichtrings vorgesehen sein. Auf diese Weise ist es
möglich, den Dichtring, wie voranstehend bereits im Zusammenhang
mit anderen Ausführungsformen des Trägerelements
beschrieben, zwischen dem Druckkolben und dem Trägerelement
zu fixieren.
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Darüber
hinaus kann an der zweiten Abwinklung mindestens ein Fortsatz vorgesehen
sein, der in eine entsprechende Ausnehmung in dem Dichtring eingreifen
kann, um den Dichtring zusätzlich zu fixieren. Hierzu kann
der Fortsatz bspw. als Nase ausgebildet sein, die in Eingriff mit
dem Dichtring steht, so dass auf diese Weise eine zusätzliche
Fixierung des Dichtrings bezüglich des Trägerelements
in radialer Richtung erzielt werden kann.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform weist das Trägerelement
einen im wesentlichen Z-förmigen Querschnitt auf. Der Z-förmige
Querschnitt wird von einem sich in axialer Richtung des Trägerelements
erstreckenden Mittelabschnitt sowie der ersten Abwinklung und der
zweiten Abwinklung gebildet. In diesem Fall sind die bereits voranstehend angeführten
beiden Abwinklungen an entgegengesetzten Enden des Mittelabschnitts
angeordnet und erstrecken sich in entgegengesetzter radialer Richtung
zueinander.
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Dies
bedeutet, dass sich der Mittelabschnitt in im wesentlichen axialer
Richtung erstreckt und somit ein Aufstecken auf den zur Aufnahme
entsprechend ausgeführten Druckkolben ermöglicht.
Mit seiner dem Druckkolben zugewandten Oberfläche stellt der
Mittelabschnitt eine vergleichsweise große Kontaktfläche
bereit, mittels derer bei entsprechender Ausführung einer
korrespondierenden Kontaktfläche des Druckkolbens ein großflächiger
Presssitz des Trägerelements auf dem Druckkolben bereitgestellt werden
kann. Auf eine zusätzliche Sicherung des Trägerelements
mittels radialer oder axialer Verstemmung kann in diesem Fall verzichtet
werden kann. Die sich senkrecht zu dem Mittelabschnitt in radialer Richtung
erstreckenden Abwinklungen beaufschlagen im eingebauten Zustand,
wie bereits beschrieben, den Dichtring bzw. den Druckkolben in axialer Richtung.
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Außerdem
kann das beschriebene Trägerelement als dünnwandige
Hülse ausgebildet sein. Diese kann bspw. mittels spanabhebender
oder spanloser Herstellungsverfahren hergestellt sein. Rein beispielhaften
kann ein spanloses Herstellen der Hülse mittels kalter
Umformverfahren, Tiefziehverfahren oder Wälzverfahren erfolgen.
Ebenso sind aber auch andere geeignete Formgebungsverfahren zur
Herstellung des Trägerelements möglich. Eine Herstellung
des Trägerelements als dünnwandige Hülse
ermöglicht neben einer einfachen, schnellen und günstigen
Herstellung darüber hinaus eine hohe Fertigungsgenauigkeit,
so dass enge Toleranzwerte eingehalten werden können. Dies
bietet die Möglichkeit, Verformungen des Trägerelements
und angrenzender Bauteile bei der Montage, wie bspw. des Druckkolbens
beim Aufpressen des Trägerelements zu reduzieren oder sogar
zu verhindern. Auch kann eine Verformung des Dichtungsrings aufgrund
der Beaufschlagung durch das Trägerelement reduziert bzw. exakt
definiert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In den dazugehörigen
Zeichnungen zeigt dabei
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1 einen
partiellen Querschnitt einer Druckkolbenanordnung gemäß dem
Stand der Technik,
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2 einen
partiellen Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer
Druckkolbenanordnung sowie eine perspektivische Ansicht eines zugehörigen
Trägerelements gemäß der Beschreibung,
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3 einen
partiellen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform einer
Druckkolbenanordnung gemäß der Beschreibung,
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4 einen
partiellen Querschnitt einer dritten Ausführungsform einer
Druckkolbenanordnung gemäß der Beschreibung,
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5 einen
partiellen Querschnitt einer vierten Ausführungsform einer
Druckkolbenanordnung gemäß der Beschreibung,
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6 einen
partiellen Querschnitt einer fünften Ausführungsform
einer Druckkolbenanordnung sowie eine perspektivische Ansicht eines
Trägerelements gemäß der Beschreibung,
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7 einen
partiellen Querschnitt einer sechsten Ausführungsform einer
Druckkolbenanordnung gemäß der Beschreibung,
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8 einen
partiellen Querschnitt einer siebten Ausführungsform einer
Druckkolbenanordnung gemäß der Beschreibung,
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9 einen
partiellen Querschnitt einer achten Ausführungsform einer
Druckkolbenanordnung gemäß der Beschreibung,
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10 einen
Querschnitt einer neunten Ausführungsform einer Druckkolbenanordnung
gemäß der Beschreibung,
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11 einen
Querschnitt einer zehnten Ausführungsform einer Druckkolbenanordnung
gemäß der Beschreibung.
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Ausführliche Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
einen partiellen Querschnitt einer Druckkolbenanordnung 10 gemäß dem
Stand der Technik. Die Druckkolbenanordnung 10 umfasst
einen Druckkolben 11 sowie einen Dichtungsring 12, der
fest mit dem Druckkolben 11 verbunden ist. Die Befestigung
des Dichtungsrings 12 an dem Druckkolben 11 erfolgt
in der Regel stoffschlüssig durch Anvulkanisieren, wobei
der Vulkanisierungsprozess eine umfangreiche und teure Behandlung
der entsprechenden Bauteiloberflächen voraussetzt. Vor dem
Anvulkanisieren müssen hierzu die entsprechenden Oberflächen
eingebeizt und anschließend neutralisiert werden, wodurch
hohe Produktionskosten entstehen.
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2 zeigt
in einer Ansicht 2a einen partiellen Querschnitt einer ersten Ausführungsform
einer Druckkolbenanordnung 20 gemäß der
Beschreibung. Demnach umfasst die Druckkolbenanordnung 20 einen
Druckkolben 21 sowie einen um den Druckkolben 21 umlaufenden
Dichtring 22 und ein Trägerelement 23.
Der Druckkolben 21 weist einen sich in einer axialen Richtung
des Druckkolbens 21 erstreckenden zylindrischen Wandabschnitt 24 auf,
auf den das Trägerelement 23 aufgeschoben oder
aufgepresst ist. Das Trägerelement 23 besteht
im wesentlichen aus einem U-förmigen, dünnwandigen
Profil, das mit einem ersten Schenkel 23a auf einer Außenseite
des zylindrischen Abschnitts 24 des Druckkolbens 21 aufliegt
und an einem äußeren Ende des ersten Schenkels 23a einen
abgewinkelten Abschnitt aufweist, der einschnappend in eine Ausnehmung 25 des
Druckkolbens 21 eingreift. Das Trägerelement 23 weist
darüber hinaus einen zweiten Schenkel 23b des
U-förmigen Profils auf, der den Dichtring 22 in der
dargestellten Ausführungsform zusätzlich in radialer
Richtung stützt. An einem äußeren Ende
des zweiten Schenkels 23b schließt ein abgewinkelter Abschnitt
an, der sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckt und
eine sich parallel hierzu in radialer Richtung erstreckende Oberfläche
des Dichtrings 22 beaufschlägt. Eine entgegengesetzt
angeordnete, sich ebenfalls in radialer Richtung erstreckende Oberfläche
des Dichtrings wird durch einen sich radial erstreckenden Abschnitt 26 des
Druckkolbens 21 beaufschlagt. Somit ist der Dichtring 22 in axialer
Richtung durch das Trägerelement 23 und den Druckkolben 21 eingeklemmt
und auf diese Weise kraftschlüssig fixiert, ohne stoffschlüssig
verbunden zu sein.
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Die
Ansicht 2b der 2 zeigt das Trägerelement 23 in
perspektivischer Ansicht mit einem umlaufend konstanten Querschnitt.
Das Trägerelement 23 ist beispielsweise als Tiefziehteil
aus Blech ausgeführt und auf den zylindrischen Abschnitt 24 aufgepresst.
Der Dichtring 22 kann somit lose eingesetzt und zwischen
dem Trägerelement 23 und dem Druckkolben 21 eingepresst
werden. Selbstverständlich ist es ebenso möglich,
das Trägerelement 23 derart auszubilden, dass
an diesem lediglich abschnittsweise ein einschnappender Eingriff
in eine Ausnehmung 25 des Druckkolbens 21 oder
ein abschnittsweises Stützen des Dichtrings 22 vorgesehen
ist.
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3 zeigt
einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Druckkolbenanordnung 30. Diese
umfasst einen Druckkolben 31, einen Dichtring 32 und
ein Trägerelement 33. Diese sind im wesentlichen
gemäß 2 ausgeführt. Jedoch
weist das Trägerelement 33 anstelle eines abgewinkelten
Abschnitts an dem äußeren Ende des ersten Schenkels 33a einen
Fortsatz 36 auf, der in eine Ausnehmung 35 des
Druckkolbens 31 eingreift und eine Relativbewegung des
Trägerelements 33 bezüglich des Druckkolbens
in einer axialen Richtung verhindert. Der Fortsatz 36 kann
beispielsweise in dem Trägerelement 33 durch Stanzen
ausgeformt werden, so dass auf einer gegenüberliegenden
Oberfläche des Trägerelements 33 eine
Riefe entsteht. Auch in die ser Ausführungsform kann das
Trägerelement 33 einen umlaufend konstanten Querschnitt
gemäß der Darstellung aufweisen. Jedoch ist es
ebenso möglich, den Querschnitt lediglich abschnittsweise
auszubilden, so dass eine Anzahl von Nasen bereitgestellt wird, die
in die Ausnehmungen 35 des Druckkolbens 31 eingreifen
bzw. den Dichtring 32 beaufschlagen.
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4 zeigt
einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform einer Druckkolbenanordnung 40. Die
Druckkolbenanordnung 40 umfasst demnach einen Druckkolben 41,
einen Dichtring 42 sowie ein Trägerelement 43.
Die Druckkolbenanordnung 40 ist im wesentlichen vergleichbar
zu der in 2 dargestellten Druckkolbenanordnung 20 ausgebildet.
Jedoch weist das Trägerelement 43 im Gegensatz
dazu einen verlängerten ersten Schenkel 43a auf,
der an seinem äußeren Ende einen abgewinkelten
Befestigungsabschnitt 43c zur Befestigung des Trägerelements 43 umfasst.
Dieser Befestigungsabschnitt 43c erstreckt sich in der
dargestellten Ausführungsform parallel zu einer äußeren
Oberfläche des Druckkolbens 41. Im Bereich des
Befestigungsabschnitts 43c kann das Trägerelement 43 mittels
zusätzlicher Verbindungs- bzw. Befestigungsmittel 44 fest
mit dem Druckkolben 41 verbunden werden. In der dargestellten
Ausführungsform ist hierzu das Trägerelement 43 mit
dem Druckkolben 41 partiell vernietet. Selbstverständlich
sind jedoch auch andere geeignete Verbindungsmittel möglich.
Beispielsweise kann ebenso ein Verschrauben, Verkleben oder Verschweißen
vorgesehen sein.
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5 zeigt
einen Querschnitt einer vierten Ausführungsform einer Druckkolbenanordnung 50 mit
einem Druckkolben 51, einem Dichtring 52 sowie einem
Trägerelement 53. Der Druckkolben 51 und das
Trägerelement 53 sind vergleichbar zu den entsprechenden
in 3 beschriebenen Bauteilen ausgeführt
und miteinander verbunden. Auch gemäß dieser Ausführungsform
greift ein Fortsatz 56 in eine Ausnehmung 55 ein.
Jedoch wird im Gegensatz zu 3 der Dichtring 52 nicht
lediglich zwischen dem Druckkolben 51 und dem Trägerelement 53 eingespannt,
sondern ist auf das Trägerelement 53 abschnittsweise
aufgesteckt. In der dargestellten Ausführungsform greift
hierzu der zweite Schenkel 53b sowie ein an dessen Ende
angeordneter abgewinkel ter Abschnitt in den Dichtring 52 ein.
Auf diese Weise wird der Dichtring 52 an der vorgesehenen
Position fixiert und zusätzlich durch den abgewinkelten
Abschnitt des Trägerelements 53 ausgesteift.
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6 zeigt
in der Ansicht 6a einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform
einer Druckkolbenanordnung 60. Demnach umfasst die Druckkolbenanordnung
einen Druckkolben 61, einen Dichtring 62 sowie
ein Trägerelement 63. Das Trägerelement 63 weist
einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, wobei
der Dichtring 62 abschnittsweise in einem von den Schenkeln
des U-förmigen Querschnitts gebildeten Zwischenraum eingesteckt ist.
Das Trägerelement 63 umgreift somit mit den Schenkeln
die Dichtung 62 abschnittsweise und hält den Dichtring 62 an
der vorgesehenen Position bzw. verhindert mindestens eine Relativbewegung
des Dichtrings 62 bezüglich des Trägerelements 63.
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Die
Ansicht 6b zeigt das Trägerelement 63 in perspektivischer
Ansicht. Demnach kann das umlaufende U-förmige Profil abschnittsweise
fensterartige Ausnehmungen 67 aufweisen, um das Gewicht
und den Materialbedarf des Trägerelements 63 zu
reduzieren. Gemäß dieser Ausführungsform
weist das Trägerelement 63 jedoch keinen umlaufenden
U-förmigen Querschnitt auf. Vielmehr wird das Trägerelement 63 von
zwei Scheiben gebildet, die mittels der zwischen den Fenstern 67 verbleibenden
Stege 66 miteinander verbunden sind, wie dies aus Ansicht
6c ersichtlich ist. Das Trägerelement 63 ist gemäß der dargestellten
Ausführungsform vielmehr als Schiene ausgebildet. Zur Fixierung
des Trägerelements 63 an dem Druckkolben 61 sind
einzelne Stege 65 lediglich mit einer der beiden Scheiben
verbunden und derart abgewinkelt, dass der jeweilige abgewinkelte
Steg 65 in eine Aussparung des Druckkolbens eingreifen kann
und auf diese Weise das Trägerelement 63 an seiner
vorgesehenen Position fixiert. Das Trägerelement 63 kann
somit auf einen zylindrischen Abschnitt 64 des Druckkolbens 61 aufgeschoben
werden, wobei gleichzeitig der lose Steg 65 einschnappend
in die Ausnehmung 65 des Druckkolbens 61 eingreift.
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In 7 ist
ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Druckkolbenanordnung 70 mit
einem Druckkolben 71, einem Dichtring 72 und einem
Trägerelement 73 dargestellt. Das Trägerelement 73 weist
demnach einen im wesentlichen Z-förmigen Querschnitt auf,
wobei das Trägerelement 73 mit einem ersten Schenkel 73a des
Z-förmigen Querschnitts auf einem zylindrischen Abschnitt 74 des Druckkolbens 71 aufliegt
bzw. aufgepresst ist. Selbstverständlich kann das Trägerelement 73 ebenso
auf andere geeignete Art und Weise an dem Druckkolben 71 befestigt
werden, wie beispielsweise durch Verschweißen. In der dargestellten
Ausführungsform ist der Dichtring 72 auf das Trägerelement 73 aufgesteckt,
so dass ein weiterer zweiter Schenkel 73b des Z-förmigen
Querschnitts in den Dichtring 72 eingreift und diesen somit
an der gewünschten Position fixiert.
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In 8 ist
eine weitere Ausführungsform der Druckkolbenanordnung 80 dargestellt.
Diese umfasst einen Druckkolben 81, einen Dichtring 82 und ein
Trägerelement 83, wobei der Dichtring 82 im
Bereich eines zylindrischen Abschnitts 84 des Druckkolbens 81 angeordnet
ist und in axialer Richtung von einem sich in radialer Richtung
erstreckenden Abschnitt 86 des Druckkolbens gestützt
wird. Auf der gegenüberliegenden Seite des Dichtrings ist
auf dem zylindrischen Abschnitt 84 des Druckkolbens 81 das Trägerelement 83 angeordnet,
das den Dichtring 82 in axialer Richtung stützt
und eine Relativbewegung des Dichtrings 82 bezüglich
des Trägerelements 83 bzw. des Druckkolbens 81 verhindert.
Das Trägerelement 83 ist hierbei auf den zylindrischen
Abschnitt 84 des Druckkolbens 81 aufgepresst und
in der dargestellten Ausführungsform axial mittels einer
sogenannten Ziehstufe 87 verstemmt. Zur Montage wird der
Dichtring 82 sowie das Trägerelement 83 auf
den Druckkolben 81 aufgesteckt. Anschließend wird durch
lokale plastische Verformung des Druckkolbens 81 eine Ziehstufe 87 in
der äußeren Oberfläche des Druckkolbens 81 im
Bereich des Trägerelements 83 erzeugt, die das
Trägerelement 83 an einer Relativbewegung bezüglich
des Druckkolbens 81 durch Verstemmung hindert. Das Trägerelement 83 ist
in der dargestellten Ausführungsform als umlaufender Ring
ebenfalls mit Z-förmigem Querschnitt ausgebildet, wobei
ein zweiter Schenkel 83b in eine korrespondierende Ausnehmung
in dem Dichtring 83 eingreift und so den Dichtring 82 in
radialer Richtung stützt. Selbstverständlich ist
es ebenso möglich, das Trägerelement 83 lediglich
als L-förmiges Profil ohne den zweiten Schenkel 83b vorzusehen,
wobei dieses den Dichtring lediglich in axialer Richtung stützen kann.
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9 zeigt
einen Querschnitt einer Druckkolbenanordnung 90 in einer
weiteren Ausführungsform mit einem Druckkolben 91,
einem Dichtring 92 sowie einem Trägerelement 93.
Das dargestellte Trägerelement 93 weist einen
rechteckigen Querschnitt auf und ist gemäß der
voranstehenden Beschreibung zu 8 auf den
Druckkolben 91 aufgepresst und mittels einer Ziehstufe 97 axial
verstemmt.
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10 zeigt
eine weitere Ausführungsform einer Druckkolbenanordnung 100 mit
einem Druckkolben 101, einem Dichtring 102 und
einem Trägerelement 103. Die dargestellte Ausführungsform
entspricht im wesentlichen derjenigen aus 9, wobei ein
aufgepresstes Trägerelement 103 ebenfalls axial mittels
einer Ziehstufe 107 verstemmt ist. Im Gegensatz zu der
Ausführungsform in 9 weist
das vorliegende Trägerelement 103 einen Versatz
auf, der abschnittsweise in den Dichtring 102 eingreift,
so dass eine zusätzliche Sicherung des Dichtrings 102 in
radialer Richtung durch das Trägerelement 103 bereitgestellt
wird.
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11 zeigt
in der Ansicht 11a ebenfalls eine weitere Ausführungsform
einer Druckkolbenanordnung 110 mit einem Druckkolben 111,
einem Dichtring 112 und einem Trägerelement 113.
Wie in der Detailansicht 11b ersichtlich, weist das Trägerelement 113 ein
dünnwandiges ringförmiges Profil mit Z-förmigem
Querschnitt auf, das einen Mittelabschnitt 113a, eine erste
Abwinklung 113b und eine zweite Abwinklung 113c umfasst.
Der Mittelabschnitt 113a erstreckt sich im wesentlichen
in axialer Richtung des Trägerelements 113 bzw.
des Druckkolbens 111 und steht großflächig
entlang seiner Länge mit einem parallel verlaufenden Abschnitt
des Druckkolbens in Kontakt. Die Toleranzen beider Bauteile können
hierbei derart aufeinander abgestimmt sein, dass sich ein Presssitz
ergibt und das Trägerelement 113 auf den Druckkolben 112 auf pressbar
ist und somit fixiert werden kann. Die erste Abwinklung 113b ist
an einem ersten Ende des Mittelabschnitts 113a angeordnet
und in radialer Richtung nach innen gerichtet. An einem entgegengesetzten
zweiten Ende des Mittelabschnitts 113a ist die zweite Abwinklung 113c angeordnet,
die sich ebenfalls in radialer Richtung parallel zu der ersten Abwinklung 113b erstreckt,
jedoch in entgegengesetzter Richtung radial nach außen weist.
Das in der beschriebenen Ausführungsform dargestellte Trägerelement 113 kann
bspw. als Tiefziehteil hergestellt sein oder durch Umformungen geformt
sein. Optional weist das Trägerelement 113 an einem äußeren
Ende der zweiten Abwinklung 113c einen Fortsatz 114 auf,
der in eine entsprechende Ausnehmung des Dichtrings 112 eingreift
und somit den Dichtring 112 an seiner Position fixiert.
Der Fortsatz 114 kann bspw. durch eine Dopplung des dünnwandigen
Profils, wie dargestellt, bereitgestellt werden. Selbstverständlich
sind ebenso einfache Umformungen oder andersartige Fortsätze
möglich. Die Dopplung wird durch Umformen erzielt, nachdem zwei
einteilig miteinander verbundene ringförmige Wandabschnitte 114a und 114b konzentrisch
zueinander und aneinanderliegend geformt sind. Durch die dadurch
entstandene verdickte und verrundete Kante 114c am freien
Ende des ringförmigen Fortsatzes 114 wird eine
eventuelle Beschädigung der Dichtung 112 bei der
Verwendung eines Profils aus dünnem Blech verhindert.
-
Die
voranstehend beschriebenen Trägerelemente der verschiedenen
Ausführungsformen können beispielsweise als Tiefziehteil,
materialabhebend oder gestanzt hergestellt werden. Ebenso ist es
möglich, die Trägerelemente beispielsweise als
Draht auf die gewünschte Länge zuzuschneiden und
zu einem Ring aufzurollen bzw. zu biegen. Anschließend
werden die Enden miteinander verschweißt, so dass ein umlaufender
Ring bereitgestellt wird. Eine gewünschte Querschnittsform
kann entweder bereits im ungebogenen Zustand bereitgestellt werden,
oder im Nachhinein an der ringförmigen Scheibe erzeugt werden.
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Allen
voranstehenden Ausführungsformen ist gemein, dass der Dichtring
als loses Bauteil eingesetzt und fixiert werden kann, ohne eine
stoffschlüssige Verbindung vorzusehen.
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- 10
- Druckkolbenanordnung
gemäß dem Stand der Technik
- 11
- Druckkolben
- 12
- Dichtring
- 20
- Druckkolbenanordnung
- 21
- Druckkolben
- 22
- Dichtring
- 23
- Trägerelement
- 23a
- erster
Schenkel
- 23b
- zweiter
Schenkel
- 24
- zylindrischer
Abschnitt
- 25
- Ausnehmung
- 26
- radialer
Abschnitt
- 30
- Druckkolbenanordnung
- 31
- Druckkolben
- 32
- Dichtring
- 33
- Trägerelement
- 33a
- erster
Schenkel
- 34
- zylindrischer
Abschnitt
- 35
- Ausnehmung
- 36
- Fortsatz
- 40
- Druckkolbenanordnung
- 41
- Druckkolben
- 42
- Dichtring
- 43
- Trägerelement
- 43a
- erster
Schenkel
- 43c
- Befestigungsabschnitt
- 44
- Verbindungsmittel
- 50
- Druckkolbenanordnung
- 51
- Druckkolben
- 52
- Dichtring
- 53
- Trägerelement
- 53b
- zweiter
Schenkel
- 54
- zylindrischer
Abschnitt
- 55
- Ausnehmung
- 56
- Fortsatz
- 60
- Druckkolbenanordnung
- 61
- Druckkolben
- 62
- Dichtring
- 63
- Trägerelement
- 65
- Ausnehmung
- 66
- Steg
- 67
- Fenster
- 70
- Druckkolbenanordnung
- 71
- Druckkolben
- 72
- Dichtring
- 73
- Trägerelement
- 73a
- erster
Schenkel
- 73b
- zweiter
Schenkel
- 74
- zylindrischer
Abschnitt
- 80
- Druckkolbenanordnung
- 81
- Druckkolben
- 82
- Dichtring
- 83
- Trägerelement
- 84
- zylindrischer
Abschnitt
- 86
- radialer
Abschnitt
- 87
- Ziehstufe
- 90
- Druckkolbenanordnung
- 91
- Druckkolben
- 92
- Dichtring
- 93
- Trägerelement
- 97
- Ziehstufe
- 100
- Druckkolbenanordnung
- 101
- Druckkolben
- 102
- Dichtring
- 103
- Trägerelement
- 107
- Ziehstufe
- 110
- Druckkolbenanordnung
- 111
- Druckkolben
- 112
- Dichtring
- 113
- Trägerelement
- 113a
- Mittelabschnitt
- 113b
- erste
Abwinklung
- 113c
- zweite
Abwinklung
- 114
- Fortsatz
- 114a
- ringförmiger
Wandabschnitt
- 114b
- ringförmiger
Wandabschnitt
- 114c
- verrundete
Kante
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1726844
A1 [0002]
- - DE 19742644 C2 [0006]