DE102011079231A1

DE102011079231A1 - Nehmerzylinder

Info

Publication number: DE102011079231A1
Application number: DE102011079231A
Authority: DE
Inventors: Vadim Wagner; Thomas Matt; Dominique Frison
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2012-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungsbetätigung eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse, das mindestens eine Ausnehmung aufweist zur Bildung eines abgedichteten Druckraumes, in der ein Kolben aus Kunststoff mit einem Dichtelement aufgenommen und auf einer Führungsbahn axial bewegbar ist, und das Dichtelement mittelbar oder unmittelbar mit diesem verbunden ist. Erfindungsgemäß besteht der Kolben aus einem Grundkörper und einem in diesen Grundkörper integrierten Einsatzkörper.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungsbetätigung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Der Nehmerzylinder ist Teil eines hydraulischen Systems, das einen Geberzylinder sowie eine hydraulische Leitung als Verbindung zwischen Geber- und Nehmerzylinder umfasst. Zur Betätigung der Fahrzeugkupplung wird der Geberzylinder z. B. durch ein Pedal oder einen elektromotorischen Aktor oder dergleichen beaufschlagt, so dass ein erhöhter Druck in dem hydraulischen System aufgebaut wird, durch den der Nehmerzylinder betätigt wird. Der Nehmerzylinder umfasst dazu einen innerhalb eines Nehmerzylindergehäuses auf einer Führungsbahn verschiebbaren Kolben, der bei Erhöhung des Drucks durch Beaufschlagen des Geberzylinders verschoben werden kann.
Ein derartiger Nehmerzylinder ist beispielsweise aus der WO 87/03344 bekannt. Der Nehmerzylinder wird zwischen einer gehäusefesten Lagerung und einer Lagerung an einem Ausrückhebel angeordnet und dient dazu, bei Beaufschlagung mit einem Hydraulikfluid eine Fahrzeugkupplung gegen die Kraft einer Tellerfeder zu öffnen oder auch bei einer aktiv zugedrückten Kupplung gegen die Kraft einer Tellerfeder zu schließen.
Oftmals wird bei Nehmerzylindern auf eine Abdeckung zur Verhinderung von Schmutzeintrag verzichtet, wenn es beispielsweise auf Grund der Anordnung/Position des Nehmerzylinders in der Kupplungsglocke nicht erforderlich ist. Falls allerdings doch ein Schmutzschutz erforderlich ist, wird üblicherweise ein Faltenbalg als Schmutzschutz eingesetzt. Eine günstigere Lösung ist die Verwendung einer Schmutzkappe bzw. eines Schmutzkragens, wobei damit nicht alle Öffnungen verschlossen werden.
Allerdings ist bei einem Faltenbalg insbesondere dessen Montage teuer. Außerdem wird zwar durch die Verwendung eines Faltenbalges oder eines Schmutzkragens der größte Teil der Öffnungen verschlossen, dennoch kann Schmutz oder Staub auf die Führungshülse bzw. auf die Führungsbahn des Kolbens gelangen und durch dessen axiale Bewegung auf der Führungsbahn bis zur Dichtung gelangen, so dass diese ausfallen kann.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, einen Nehmerzylinder mit einem Schmutzschutz zu schaffen, der konstruktiv einfach aufgebaut ist, den Umwelteinflüssen standhält und wenig Platz beansprucht.
Diese Aufgabe wird mit einem Nehmerzylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Demnach besteht der Nehmerzylinder, der innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungsbetätigung eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist, aus einem Gehäuse, das mindestens eine Ausnehmung aufweist zur Bildung eines abgedichteten Druckraumes, in der ein Kolben aus Kunststoff mit einem Dichtelement aufgenommen und auf einer Führungsbahn axial bewegbar ist, und das Dichtelement mittelbar oder unmittelbar mit diesem verbunden ist. Erfindungsgemäß besteht der Kolben aus einem Grundkörper und einem in diesen Grundkörper integrierten Einsatzkörper.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Grundkörper über seine Länge von Kanälen durchzogen wird, die eine zusätzliche elastomere Komponente enthalten zur Bildung eines Einsatzkörpers. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit dem Materialaustritt dieser Zusatzkomponente an einem Ende des Grundkörpers radial innen eine Abstreiflippe und am anderen Ende des Grundkörpers über dessen Stirnfläche ein Dichtelement formbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die zusätzliche Komponente aus einem Kunststoff mit einer vom Werkstoff des Grundkörpers abweichenden Elastizität besteht.
Weiter ist es besonders vorteilhaft, dass das Dichtelement als Lippendichtung ausgeführt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Halbschnitt eines Nehmerzylinders mit erfindungsgemäßem Kolben, der sich im ausgerückten Zustand befindet;
2 einen erfindungsgemäßen Nehmerzylinder in einer Schnittdarstellung;
3 eine Draufsicht auf den Nehmerzylinder aus 2
1 zeigt einen Nehmerzylinder 1 im Halbschnitt, der um eine nicht dargestellte Getriebeeingangswelle angeordnet ist und auch als CSC (Concentric Slave Cylinder) bezeichnet werden kann. Dieser Nehmerzylinder 1 besteht aus einem Gehäuse 2, das, ausgehend von einem Gehäuseboden rechts in axialer Richtung mehrere ringförmige Ausnehmungen aufweist, die von Gehäusestegen unterbrochen werden. Dabei fungiert der äußerste Steg bzw. die äußerste Verlängerung 2a des Gehäuses 2 als Schmutzschutz. Im Zwischenraum zwischen dem Schutzschutz 2a und dem nächsten Steg des Gehäuses 2 ist eine Vorlastfeder 6 angeordnet. Die radial innerste ringförmige Ausnehmung fungiert als Druckraum 4. Dazu ist in dieser ein Kolben 3 angeordnet, der axial zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist, wobei der jeweils zwischen Gehäuse 2 und Kolben 3 verbleibende Raum als eigentlicher Druckraum 4 definiert ist, und der Kolben 3 zur Abdichtung zu diesem mit einem Dichtelement versehen ist. Am vorderen Ende, das einem nicht dargestellten Betätigungselement einer Kupplung zugewandt ist, ist der Kolben 3 mit einem Ausrücklager 5 verbunden. Bei der axialen Bewegung des Kolbens 3 fungiert die Auflagefläche des innersten Steges des Gehäuses 2 als Führungshülse mit einer Führungsbahn 2b.
Wie bereits erwähnt, kann sich der Kolben 3 axial zwischen zwei Endstellungen mittels Druckbeaufschlagung eines Fluides bewegen. In 1 ist er in der Endstellung dargestellt, in der er sich durch den Druck und damit durch die Vergrößerung des Druckraumes 4 soweit axial nach links bewegt hat, dass er über den Innenring des Ausrücklagers 5 die nicht dargestellte Kupplung betätigen kann. In dieser Endstellung befindet sich somit der Kolben 3 in seinem ausgerückten Zustand. Die andere Endstellung, die allerdings nicht dargestellt ist, wäre dann die Stellung in der der Kolben 3 drucklos und somit der Druckraum 4 seine geringste axiale Ausdehnung hätte. Die Vorlastfeder 6 sorgt in diesem eingerückten Zustand des Kolbens 3 für eine geringe Druckkraft auf den Innenring des Ausrücklagers 5.
2 zeigt den Kolben 3 als Einzelteil in einer Schnittdarstellung. Hieraus ist ersichtlich, dass sich dieser aus zwei Komponenten zusammensetzt, die beide kostengünstig vorzugsweise aus Kunststoff bestehen. Die erste Komponente bildet die Basiskomponente und damit den Grundkörper 3a. Die Länge des Grundkörpers 3a bildet die eigentliche Länge des Kolbens 3 ab. Zur Erhöhung der Elastizität des Kolbens 3 und zur Realisierung sowohl einer Abstreiflippe 3a1 als auch einer Anbindung eines Dichtelements 3b1 an diesen sind in seinem ringförmigen Grundkörper 3a über dessen Stirnfläche verteilt Kanäle 7 angeordnet, die mit einer zusätzlichen Kunststoffkomponente befüllbar sind, so dass ein Einsatzkörper 3b gebildet wird. Über diese Kanäle 7 kann der Kunststoff aus dem Grundkörpers 3a austreten und in einer entsprechenden Form aufgenommen werden, so dass einerseits eine Abstreiflippe 3a1 und andererseits ein ringförmiges Dichtelement in Form einer Lippendichtung 3b1 gebildet wird, die beide in den Kolben 3 integriert sind. Die angespritzte Elastomerlippe 3a1 streift im Betrieb den Schmutz von der Führungsbahn 2b ab. Somit gelangen keine schädigenden Partikel unter die Dichtung bzw. in den Druckraum 4 des Nehmerzylinders 1.
Aus 3 ist die Draufsicht auf den aus den Komponenten 3a und 3b bestehenden Kolben 3 ersichtlich. Aus dieser sind die in die Stirnfläche des Kolbens 3 eingebrachten Kanäle 7 erkennbar, die über diese verteilt angeordnet sind.
Das Elastomer wird durch die Kanäle 7 im Kolben hindurchgespritzt, so dass die Abstreiflippe 3a1 aus der gleichen Materialkomponente besteht wie das Dichtelement 3b1. Durch diese Spritzvariante wird sichergestellt, dass eine feste Verbindung zwischen der Lippendichtung 3b1 und der Abstreiflippe 3a1 besteht.
Diese Erfindung bietet somit eine Lösung für den Fall an, wenn in einem vorgegebenen Bauraum kein Faltenbalg oder keine andere Lösung angewandt werden kann.
Durch diese Ausbildung des Kolbens 3 aus zwei Komponenten 3a, 3b unterschiedlicher Steifigkeit kann ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Bauteile einerseits ein elastischer Abstreiflippe 3a1 und andererseits ebenfalls ein elastisches Dichtelement 3b1 realisiert werden. Diese Lösung erfüllt gleichzeitig die Funktionen des Abdichtens gegenüber dem Druckraum 4 und des Schmutzabstreifens auf der Führungsbahn 2b, so dass die Anbindung zusätzlicher Bauelement, wie Abstreiflippe und Dichtelement entfällt. Des Weiteren stellt diese Erfindung auch die Führung des Kolbens 3 sicher.
Durch diese Lösung kann somit kein Schmutz in den hydraulischen Innenraum bzw. an die dynamische Dichtung des Nehmerzylinders 1 gelangen.
In Verbindung mit dem Einsatz eines Faltenbalges wird mit dieser Lösung sichergestellt, dass alle Öffnungen, die einen Schmutzeintrag ermöglichen könnten, verschlossen werden.
Bezugszeichenliste

1: Nehmerzylinder
2: Gehäuse
2a: Verlängerung/Schmutzschutz
2b: Führungsbahn
3: Kolben
3a: Grundkörper/Basiskomponente
3a1: Abstreiflippe/Elastomerlippe
3b: Einsatzkörper/Zusatzkomponente
3b1: Dichtelement/Lippendichtring
4: Druckraum
5: Ausrücklager
6: Vorlastfeder/Druckfeder
7: Kanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 87/03344 [0003]

Claims

Nehmerzylinder (1) innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungsbetätigung eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse (2), das mindestens eine Ausnehmung aufweist zur Bildung eines abgedichteten Druckraumes (4), in der ein Kolben (3) aus Kunststoff mit einem Dichtelement (3b1) aufgenommen und auf einer Führungsbahn (2a) axial bewegbar ist, und das Dichtelement (3b1) mittelbar oder unmittelbar mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) aus einem Grundkörper (3a) und einem in diesen Grundkörper (3a) integrierten Einsatzkörper (3b) besteht.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3a) über seine Länge von Kanälen (7) durchzogen wird.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (7) mit einer zusätzlichen Kunststoffkomponente befüllbar sind, die den Einsatzkörper (3b) bilden.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Komponente (3b) aus einem Kunststoff mit einer vom Werkstoff des Grundkörpers (3a) abweichenden Elastizität besteht.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Materialaustritt der Zusatzkomponente (3b) aus den Stirnflächen des Grundkörpers (3a) an dem einen Ende eine Abstreiflippe (3a1) und am anderen Ende ein Dichtelement (3b1) formbar sind.
Nehmerzylinder (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3b1) als Lippendichtung ausgeführt ist.