DE19609472A1

DE19609472A1 - Ringkolbendichtung für ein hydraulisch betätigbares Ausrücksystem

Info

Publication number: DE19609472A1
Application number: DE19609472A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Winkelmann; Harald Dipl Ing Peschke
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1996-03-04
Publication date: 1997-09-11
Also published as: US6076645A; KR19990087483A; BR9612539A; WO1997033097A1; DE19681324C1; KR100471609B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch betätigbares Ausrücksystem für eine Reibungskupplung von Fahrzeugen mit einem manuell schaltbaren Zahnräder wechselgetriebe, wobei das Ausrücksystem einen Nehmerzylinder mit einem Druckgehäuse aufweist, das konzentrisch zu einer eine Brennkraftmaschine mit dem Zahnräderwechselgetriebe verbindenden Getriebeeingangswelle angeord net ist, wobei zur Bildung eines kreisringförmig gestalteten Druckraums in einer Längsbohrung des Druckgehäuses eine Führungshülse radial beabstandet an geordnet ist, und im Druckraum ein Ringkolben axial verschiebbar geführt ist, der druckraumseitig mit einer Dichtung versehen ist, deren Dichtlippen radial gespreizt angeordnet sind.

Hintergrund der Erfindung

Ausrücksysteme dieser zuvor genannten Bauart sind allgemein bekannt und finden Anwendung in Kraftfahrzeugen. Aus der DE-C 31 48 183 ist ein gattungs bildendes Ausrücksystem bekannt, in dem ein Ringkolben einen Druckraum axial begrenzt. Zur Abdichtung ist dem Ringkolben druckraumseitig ein Dicht ring zugeordnet, dessen Dichtlippen radial gespreizt an den Bauteilen dichtend anliegen, zwischen denen der Ringkolben geführt ist. Die in diesem bekannten Ausrücksystem vorgesehene starre Dichtungsanordnung am Ringkolben hat den Nachteil, daß beispielsweise Axialschwingungen, die von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ausgelöst werden, über die Reibungskupplung und das Kupplungsausrücklager auf den Ringkolben und von dort ungedämpft in das Hydrauliksystem übertragen werden. Diese Druckschwingungen können dabei ein nachteiliges, komforteinschränkendes "Kribbeln" am Kupplungspedal aus lösen.

Aus dem USA 4,821,627 ist eine weitere Ringkolbenabdichtung bekannt, bei der ein endseitiger radialer Ansatz des Ringkolbens von dem Dichtungswerkstoff nahezu allseitig umspritzt ist. Auch diese Lösung ermöglicht keine Schwingungs kompensation, so daß die Schwingungen wie zuvor erläutert ebenfalls unge dämpft auf das Kupplungspedal übertragen werden.

Weiterhin sind Kupplungsausrücksysteme bekannt, bei denen die Dichtung keine Anbindung am Ringkolben aufweist. Die Dichtung ist dabei in einem separaten dem Ringkolben axial vorgelagerten Dichtungsträger gehalten. Diese Lösung ist sehr störanfällig und erfordert z. B. für eine Vakuumbefüllung des Ausrücksystems ein nachsaugeempfindliches Ventil.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu schaffen, die:

- eine starre Anbindung am Ringkolben vermeidet,
- eine axiale Reduzierung der Baulänge ermöglicht bei gleichzeitig optimier ter Führungslänge des Ringkolbens,
- die Dichtungsreibung verringert,
- kostengünstig herstellbar ist und eine einfache Montage ermöglicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabenstellung ist erfindungsgemäß für ein hydraulisch betätigbares Ausrücksystem durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Gemäß der in Anspruch 1 beschriebenen Erfindung weist die Dichtung eine Armierung auf, die formschlüssig am Ringkolben gehalten ist, wobei die Befesti gung eine begrenzte axiale und radiale Beweglichkeit zuläßt. Diese erfindungs gemäße Maßnahme ermöglicht einen gewünschten Freiheitsgrad der Dichtung gegenüber dem Ringkolben, so daß die Dichtung bei einer ungünstigen Be anspruchung eine vom Ringkolben unabhängige Einstellbewegung ausüben kann. Bei bisher bekannten Dichtungsanordnung kann während des Ein- und Auskuppelvorgangs des Ausrücklagers eine für die Dichtung ungünstige Be anspruchung auftreten, da diese aufgrund einer radialen Verlagerung eine gewisse Taumelbewegung auszugleichen hat. Aufgrund der erfindungsgemäßen beweglichen Anlenkung der Dichtung am Ringkolben ist eine gleichmäßige Dichtlippenauslenkung möglich, wodurch ein Dichtlippenverschleiß verringert wird und damit eine Leckagegefahr der Dichtung reduzierbar ist. Durch die begrenzte axiale Beweglichkeit der Dichtung gegenüber dem Ringkolben stellt sich außerdem bei einer Vakuumbefüllung des Hydrauliksystem kein Nachsaug problem ein.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanbindung kompensiert bzw. dämpft außerdem wirkungsvoll eine Übertragung der von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ausgelösten Axialschwingungen auf das Hydrauliksystem. Die begrenzte axiale und radiale Beweglichkeit der Dichtung ermöglicht, daß hochfrequent auf tretende Axialschwingungen geringer Amplitude lediglich eine Anregung des Kupplungsausrücklagers und des damit in Verbindung stehenden Ringkolbens auslösen, jedoch unterbleibt aufgrund der axialen Nachgiebigkeit der Dichtung eine nachteilige Übertragung von Druckstößen auf die Dichtung und auf das mit ihr verbundene Hydrauliksystem.

Aufgrund der formschlüssigen, vorzugsweise im Bereich einer radialen Randzo ne des Ringkolbens gehaltenen Dichtung ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Reduzierung der axialen Baulänge der Dichtung bei gleichzeitig vergrößerter Führungslänge des Ringkolbens, so daß sich zur Verbesserung der Funktions fähigkeit und der Lebensdauer des Ausrücksystems insgesamt eine optimale Führung des Ringkolbens ergibt. Die dabei vorgesehene formschlüssige Befesti gung der Dichtung am Ringkolben ermöglicht weiterhin eine für große Stück zahlen des Ausrücksystems erforderliche automatengerechte Montage.

Die in Anspruch 2 unter Schutz bestellte Erfindung sieht eine Dichtung vor, die mit einem aus dem Dichtungswerkstoff hergestellten Schenkel einteilig ver bunden ist. Der Schenkel ist spielbehaftet, d. h. mit axialem und radialem Spiel formschlüssig am Ringkolben gehalten. Diese bauteiloptimierte Dichtungs gestaltung stellt aufgrund der einteiligen Bauweise einen weiteren Kostenvorteil dar. Alle übrigen im Zusammenhang mit dem Anspruch 1 aufgeführten Vorteile sind ebenfalls auf die Erfindung gemäß Anspruch 2 übertragbar.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der in den Ansprüchen 1 und 2 genannten Erfindungen ist die Dichtung mit einem Querschnittsprofil versehen, das asym metrisch zueinander angeordnete Dichtlippen aufweist. Mit dieser Maßnahme sind übereinstimmende symmetrische Reibkräfte an den Dichtlippen erzielbar, die ein verbessertes Verschleißverhalten der Dichtung sicherstellen. Die erfin dungsgemäße Dichtlippengestaltung ermöglicht entsprechend der Durchmesser differenz zwischen der radial inneren und der radial äußeren Dichtlippe eine Übereinstimmung der Dichtlippen-Beanspruchung. Alternativ kann durch unter schiedliche Wanddicken der Dichtlippen, eine voneinander abweichende Steifigkeit erreicht werden, vorzugsweise ist die radial äußere Dichtlippe ver stärkt, wodurch diese bei einer Druckbeaufschlagung im Vergleich zur radial inneren Dichtlippe steifer ist. In vorteilhafter Weise ermöglicht ein Wandstär ken unterschied der Dichtlippen und/oder unterschiedliche Dichtlippenlängen angestrebte gleiche Axialspannungen und/oder Dehnungen in den radial be abstandet angeordneten Dichtlippen der Ringkolbendichtung. Die erfindungs gemäß gestaltete Dichtung verhindert wirkungsvoll ein nachteiliges Verdrillen der Dichtung bzw. eine Extrusion, was sich vorteilhaft auf die Dauerfestigkeit bzw. Lebensdauer der Dichtung auswirkt. Dieser Dichtungsaufbau ermöglicht außerdem eine deutliche Verbesserung des Wirkungsgrades, ohne dabei die Herstellkosten der Dichtung und die Montage nachteilig zu beeinflussen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht für eine Armierung einen Schenkel vor bzw. für die einteilig mit einem Schenkel versehene Dichtung, daß der Schenkel druckraumseitig den Ringkolben begrenzt radial übergreift. Am freien Ende des Schenkels ist dabei eine radial in Richtung Ringkolben ausgerichtete Arretierung vorgesehen, die in einer Einbaulage der Dichtung in eine entsprechende Ausnehmung, insbesondere Kolbennut, des Ringkolbens verrastet. Zur Darstellung einer axialen und radialen Beweglichkeit der Dich tung besitzt die Ausnehmung eine die axiale Breite der Arretierung übertreffen de Längserstreckung. Außerdem stellt sich ein radiales Spiel zwischen der zum Ringkolben weisenden Schenkelkontur und der Ausnehmung am Ringkolben ein.

Eine weitere Ausgestaltung der Armierung sieht vor, daß diese den Ringkolben druckraumseitig im Endbereich endseitig teilweise umgreift, wobei an dem radial äußeren Schenke die Arretierung vorgesehen ist. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht ein formschlüssiges Umgreifen des Dicht ringrückens durch die Armierung vor. Diese Dichtungsbefestigung an der Armie rung stellt eine Alternative zu der bisher üblichen Vulkanisierung bzw. Klebung dar, die zur Schaffung einer unlösbaren Verbindung zwischen der Armierung und der Dichtung vorgesehen ist. Diese zuvor erläuterten Armierungen bilden eine radial ausgerichtete Planfläche, die sich stirnseitig am Ringkolben abstützt und die in beiden Endzonen in einen axial verlaufenden Schenkel übergehen, wodurch sich die Führungsfläche am Kolben vergrößert. Die sich an die Plan fläche anschließenden, axial vorstehenden Schenkel dienen außerdem zur Reduzierung der Extrusion des Dichtungswerkstoffs.

Als wirksamer Schutz bei einer eventuell auftretenden großen radialen Aus lenkung des Dichtrings bis zur Anlage an eine der Führungsflächen des Ringkol bens, d. h. der Führungshülse bzw. der Längsbohrung im Druckgehäuse ist erfindungsgemäß zumindest ein axial verlaufender Schenkel der Armierung zumindest bereichsweise außenseitig vom Dichtungswerkstoff umspritzt. Der dabei dünnwandig aufgetragene Elastomerüberzug verhindert bei einer radialen Verlagerung der Dichtung im Bereich der Armierung eine Beschädigung der Ringkolben- und Dichtungslaufbahn, die zu einer Funktionsbeeinträchtigung, insbesondere einer Leckage führen kann.

Zur Vereinfachung des Fertigungsverfahrens sieht die Erfindung vor, die Arretier nasen erst nach erfolgtem außenseitigen Umspritzen der Schenkel spanlos anzuformen. Mit dieser Maßnahme kann die Armierung beim Spritzvorgang der Dichtung besser abgestützt werden.

Zur Schaffung eines Druckausgleichs beim Spritzen der Dichtung, ist die Armie rung im Bereich eines radialen Abschnitts, d. h. der Planfläche mit einer Aus nehmung versehen. Mit dieser Maßnahme wird eine Verformung der Armierung beim Spritzvorgang verhindert, wodurch sich eine Vereinfachung des Ferti gungsverfahrens ergibt. Vorzugsweise bietet es sich an, eine Randzone der Ausnehmung mit einer axial in Richtung des Dichtungsrückens versetzt angeord neten gestuften Abschnitt oder einer Abwinklung versehen, der bzw. die vom Dichtwerkstoff umspritzt eine formschlüssige Verbindung sicherstellt.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist zur Schaffung einer wirkungs vollen Arretierung der Dichtung am Ringkolben der Schenkel mit einer radial zum Ringkolben gerichteten umlaufenden Ringwulst versehen. Alternativ bietet es sich ebenfalls an, den Ringkolben mit angeformten Nocken zu versehen, die in entsprechende Aussparungen bzw. Öffnungen des Schenkels in der Ein baulage verrasten.

Zur Verbesserung der Dichtwirkung der Dichtlippen sieht die Erfindung vor, im Bereich der druckraumseitig angeordneten V-förmigen Ausnehmung eine Spreizfeder einzusetzen. Diese Fremdanfederung der Dichtlippen ermöglicht die Verwendung von unterschiedlichen Berührmedien im Ausrücksystem.

Als Werkstoff für die einteilig gestaltete erfindungsgemäße Dichtung ist PTFE vorgesehen, der eine ausreichende Festigkeit besitzt sowie sich durch günstige Verschleißwerte auszeichnet.

Für die Armierung ist als Werkstoff ist ein dünnwandiges Stahlblech vorgesehen, mit dem die Armierung spanlos durch ein Tiefziehverfahren kostengünstig herstellbar ist. Zur Erreichung einer maximalen Führungslänge des Ringkolbens weist die Armierung im Bereich der Planfläche eine Wanddicke von minde stens 0,3 mm auf.

Der Erfindungsgedanke sieht zur Verbesserung der Armierungssteifigkeit vor, den Radialabschnitt der Armierung, die Planfläche, bis zu einer maximalen Wanddicke von 90% der Breite des Dichtungsrückens zu verstärken. Dabei ist unter Einhaltung der vorgegebenen Dichtungsbreite die Armierung entsprechend verstärkt und das Maß des Dichtungsrückens reduziert. Eine entsprechend versteifte Armierung kann alternativ zu einer spanlosen Fertigung als Automaten drehteil hergestellt werden.

Zur maßlichen Ausbildung der spielbehafteten formschlüssigen Anbindung der Dichtung am Ringkolben hat sich ein Axialspiel "X" von < 2 mm als sinnvoll erwiesen. Als Radialspiel "Y" ist dagegen eine Maß von < 1,5 mm vorgesehen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Dichtung, die mit zueinander asym metrisch angeordneten Dichtlippen versehen ist und die voneinander abwei chende Dichtlippenlängen aufweisen, ist eine V-förmige Ausnehmung zwischen den radial gespreizten Dichtlippen so angeordnet, daß deren Mitte einen Radial versatz ausgehend von der Druckraummitte in Richtung der Führungshülse bildet. Mit dieser Maßnahme ist eine Wanddicke der jeweiligen Dichtlippe erzielbar, die vom freien Ende der Dichtlippen bis zur Vereinigung dieser am Dichtungsrücken nahezu konstant ist. Durch Versuche konnte ein optimales Wandstärkenverhältnis bestimmt werden, bei dem die Wanddicke der radial äußeren Dichtlippe einen um mehr als 10% größeren Wert aufweist.

Als Maß für den axialen Überstand, d. h. einer Längendifferenz "X", zwischen der radial inneren Dichtlippe im Vergleich zu der radial äußeren Dichtlippe hat sich ein Maß von 4 mm als sinnvoll erwiesen.

Bei der Auslegung der erfindungsgemäßen Dichtung wurden zur Optimierung der Abdichtgüte folgende geometrische Verhältnisse bestimmt. Die gesamte Dichtungsbreite ins Verhältnis gesetzt zum Einbauraum, d. h. dem radialen Abstandsmaß der Kontaktflächen beider Dichtlippen im eingebauten Zustand, wurde ein Wert von 0,5 bis 1 festgelegt. Als optimales Verhältnis der axialen Dichtrückenbreite zur gesamten Dichtungsbreite konnte der Wert von 0,4 bis 0,8 bestimmt werden.

Zur gezielten Beeinflussung des Druckgradienten "dp/dl", d. h. der Kontakt pressung "p" über der relativen Länge "l" der Dichtung zwischen der Fluidseite der Dichtlippen und der davon abgewandten in Richtung Dichtungsrichtung weisenden Seite sind die erfindungsgemäßen Dichtlippe mit folgender Außen kontur versehen. In einer Übergangszone zwischen einem zylindrischen Ab schnitt am freien Ende der Dichtlippen und einem schrägen in Richtung des Dichtungsrückens weisenden Abschnitt ausgehend von der Dichtkante ist ein Radius von 30° vorgesehen, der in einem Tangentenpunkt übergeht in den geradlinig verlaufenden Abschnitt. Dieser Tangentenpunkt kann beabstandet bzw. übereinstimmend zu einem weiteren Tangentenpunkt angeordnet sein, der von einem weiteren Radius bestimmt ist, der in einer Übergangszone zwischen dem Dichtungsrücken und dem Abschnitt vorgesehen ist. Durch Berechnungs verfahren zur Optimierung der Dichtungskontur konnte ein radiales Maßverhält nis der Radialmaße vom Dichtungsrücken bis zum Tangentialpunkt ins Verhält nis gesetzt zu dem Radialmaß vom Dichtungsrücken bis zur Dichtkante ein Maß von 0,5 bestimmt werden. Für den geradlinig verlaufenden schräg angeord neten Abschnitt zwischen den beiden Tangentenpunkten konnte ein Wert von 0 bestimmt werden. Diese Dichtringgestaltung ermöglicht eine Kontaktpres sung "p" der Dichtlippen über die relative Länge "l" die von der Fluidseite betrachtet einen zunächst gewünschten steilen Druckgradienten bildet, d. h. ein stetig steigendes Druckprofil, bis zur Erreichung der Dichtkante. Von der Dicht kante in Richtung des Dichtungsgrundes schließt sich ein flach verlaufendes Druckgradient an, d. h. ein kontinuierlich fallendes Druckprofil. Der vonein ander abweichender Druckgradientenverlauf beeinflußt positiv das Verschleiß verhalten der Dichtlippen, da diese keiner nachteilig hohen Kantenpressung ausgesetzt sind. Die erfindungsgemäße Dichtlippenkontur begünstigt weiterhin die Dichtwirkung der Dichtlippen und den Gesamtwirkungsgrad der Abdich tung. Das kontinuierlich fallende Druckprofil auf der von der Fluidseite abge wandten Seite der Dichtlippen begünstigt einen gewünschten konstanten Schmierspalt, der eine gleichbleibende Schmierfilmdicke ermöglicht und damit eine den Dichtlippenverschleiß erhöhende Mischreibung verhindert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von sieben Figuren dargestellt, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes hydraulisches Ausrücksystem in einem Halbschnitt;

Fig. 2 die Einzelheit "Z" gemäß Fig. 1 in einem vergrößerten Maß stab;

Fig. 3 die Dichtung für den Ringkolben gemäß Fig. 1 als Einzelteil in einem vergrößerten Maßstab;

Fig. 4 eine Alternative zu der in Fig. 3 abgebildeten Armierung einer erfindungsgemäßen Dichtung;

Fig. 5 eine der Fig. 2 vergleichbare Abbildung, bei der unterschied lich die Dichtung einteilig mit einem Schenkel versehen ist, der formschlüssig am Ringkolben verrastet ist;

Fig. 6 ein Querschnittsprofil der erfindungsgemäßen Dichtung ge mäß Fig. 3 in einem vergrößerten Maßstab;

Fig. 7 den Verlauf des Druckgradienten "dp/dl" der in Fig. 6 abge bildeten Dichtung;

Fig. 8 in einem vergrößerten Maßstab das Dichtungsprofil in einem Halbschnitt, zur Verdeutlichung des Außenkonturverlaufs;

Fig. 9 die Dichtung gemäß Fig. 3, die ergänzt ist mit Angaben einzelner Abschnitte der Dichtung, zur Verdeutlichung der geometrischen Verhältnisse;

Fig. 10 ebenfalls eine der Fig. 3 vergleichbare Zeichnung, in der die Armierung im Bereich einer Planfläche mit einer Ausnehmung versehen ist, deren Endzone eine in Richtung des Dichtungs rückens bildende axiale Stufe bildet.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Ein erfindungsgemäßes Ausrücksystem 1 ist in der Fig. 1 in einem Halbschnitt abgebildet. Das Ausrücksystem 1 umfaßt ein Druckgehäuse 2, das konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle 3 angeordnet und lösbar stirnseitig an einem Getriebegehäuse 4 befestigt ist. Eine sowohl gegenüber der Getriebeeingangs welle 3 als auch zum Druckgehäuse 2 radial beabstandet angeordnete Füh rungshülse 5 erstreckt sich gegenüber dem Druckgehäuse 2 über eine größere axiale Breite koaxial zur Getriebeeingangswelle 4. Auf einer Mantelfläche 6 der Führungshülse 5 ist ein Ringkolben 7 axial verschiebbar geführt, der mittels einer Dichtung 8a einen Druckraum 9 axial begrenzt. Auf der vom Druckraum 9 abgewandten Seite ist am Ringkolben 7 ein Ausrücklager 10 befestigt, das im eingebauten Zustand kraftschlüssig an Ausrückmitteln einer Reibungskupplung anliegt, die in Fig. 1 nicht abgebildet sind. Der Druckraum 9, der über einen Zulaufkanal 12, eingebracht im Druckstutzen 11 des Druckgehäuses 2 beauf schlagt werden kann, ist getriebeseitig axial begrenzt durch einen Ringflansch 13, der einteilig mit der Führungshülse 5 verbunden ist. Da sich das Ausrücksy stem 1 von bekannten Systemen nicht unterscheidet, wird auf eine weitergehen de Beschreibung von Einzelteilen bzw. der Funktionsweise des Ausrücksystems verzichtet.

In Fig. 2 ist das Detail "Z" gemäß Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab abgebildet zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Dichtung 8a. Die Gestal tung der Dichtung 8a sieht asymmetrisch angeordnete Dichtlippen 14, 15 vor, bei der die radial innere, an der Führungshülse 5 anliegende Dichtlippe 14 eine geringere Wanddicke aufweist als die radial äußere Dichtlippe 15. Druckraum seitig bilden die gespreizt angeordneten Dichtlippen 14, 15 eine V-förmig gestaltete Ausnehmung 16, die mit einem Radialversatz "Y" zur Mitte des Druckraums 9 in Richtung der Führungshülse 5 angeordnet ist. Außerdem besteht eine Längendifferenz "X" zwischen den Dichtlippen 14, 15, d. h. die mit einer geringeren Wandstärke versehene Dichtlippe 14 ist um das Maß "X" länger als die stärker dimensionierte radial äußere Dichtlippe 15. Die Dichtung 8a ist unlösbar, z. B. durch vulkanisieren mit einer an einem Dichtungsrücken 17a anliegenden Armierung 18a verbunden. Die näherungsweise ein U-förmiges Profil aufweisende Armierung 18a ist mit zwei Schenkeln 19, 20 unterschiedli cher Länge versehen, die endseitig den Ringkolben 7 umgreifen. Zwischen den Schenkeln 19, 20 bildet die Armierung 18a eine Planfläche 21, über die sich die Dichtung 8a stirnseitig am Ringkolben 7 abstützt. Zur Erreichung einer freien radialen und axialen Beweglichkeit der Dichtung 8a gegenüber dem Ringkolben 7 weist der Ringkolben Absätze 22, 23 auf, so daß sich eine Wand stärke des Ringkolbens 7 einstellt, die geringer ist als das radiale Abstandsmaß zwischen den Schenkeln 19, 20. Dadurch ergibt sich ein Radialspiel "r" sowie ein Freiheitsgrad der Dichtung 8a in axialer Richtung. Das Axialspiel "a" wird durch eine Kolbennut 24 erzielt, deren axiale Breite und Lage so angeordnet ist, daß eine im Endbereich des Schenkels 20 angeordnete, radial nach innen weisende Arretiernase 25 mit einem Axialspiel im eingebauten Zustand der Dichtung 8a verrastet. Zur Vermeidung einer nachteiligen Berührung der Schen kel 19, 20 der Armierung 8a am Druckgehäuse 2 bzw. an der Führungshülse 5 sind die Schenkel 19, 20 außenseitig über die gesamte Länge vom Dichtungs werkstoff umspritzt.

In der Fig. 3 ist die Dichtung 8a als Einzelteil vergrößert abgebildet zur Ver deutlichung einiger Details. Diese Abbildung zeigt deutlich einen Wanddicken unterschied der Dichtlippen 14, 15, d. h. die Wanddicke "d" der Dichtlippe 14 ist deutlich geringer als die Wanddicke "D" der Dichtlippe 15. Weiterhin zeigt diese Fig. 3, daß die Wanddicken "d" und "D" der Dichtlippen 13, 14 mit Ausnahme der am freien Ende außenseitigen Abrundung zur Bildung einer endseitig zylindrischen Außenkontur über die gesamte Länge konstant ist. Die Darstellung der Dichtung 8a im nichteingebauten Zustand verdeutlicht außer dem die Außenkontur der Dichtung 8a im Bereich der Dichtlippen 14, 15, die druckraumseitig zunächst einen zylindrischen Abschnitt aufweist bis zum Erreichen einer Dichtkante 26, 27.

Die Fig. 4 zeigt die Dichtung 8b, deren Armierung 18b Bereiche des Dich tungsrückens 17b teilweise formschlüssig umgreift. Die Anordnung und Aus bildung der Dichtlippen 14, 15 stimmt dabei überein mit denen der Dichtung 8a, gemäß Fig. 3. Die Armierung 18b ermöglicht eine lösbare, formschlüssige Ankopplung des Dichtkörpers an die Armierung 18b und stellt damit eine Alternative zu der Ankopplung des Dichtkörpers an die Armierung 18a dar, gemäß Fig. 3, bei der diese Bauteile durch ein Vulkanisieren zusammengefügt sind.

Die in Fig. 5 abgebildete Dichtung 8c stellt eine Bauteiloptimierung dar durch einen einteilig mit dem Dichtkörper verbundenen Schenkel 28, an dessen freien Ende eine Arretiernase 29 vorgesehen ist, die in der Einbaulage in die Kolben nut 24 verrastet. Die Dichtung 8c stützt sich unmittelbar mit dem Dichtungs rücken 17c stirnseitig am Ringkolben 7 ab. Vergleichbar der Fig. 2 sind der Schenkel 28 und die Arretiernase 29 in Verbindung mit der endseitigen Ringkol bengestaltung so ausgeführt, daß sich zwischen diesen Bauteilen ein Axialspiel "a" und ein Radialspiel "r" einstellt. Die Dichtlippen 14, 15 der vorzugsweise aus PTFE hergestellten Dichtung 8c weisen ebenfalls unterschiedliche Wand dicken "D" und "d" auf und zeigen voneinander abweichende Dichtlippenlän gen, gekennzeichnet durch die Längendifferenz "X". Die Dichtlippe 14, 15 der Dichtung 8c sind im Unterschied zu den Dichtlippen 14, 15 der Dichtungen 8a, 8b mit einer Fremdanfederung versehen. Dazu ist in die Ausnehmung 30 eine Spreizfeder 31 formschlüssig eingesetzt zur Verstärkung der Anlagekraft der Dichtlippe 14 an der Führungshülse 5 bzw. der Dichtlippe 15 am Druckge häuse 2.

Zur Verdeutlichung des Druckgradientenverlaufs "dp/dl" der Dichtung 8a dienen die Fig. 6 und 7. Der Druckgradientenverlauf beschreibt die Kraft pressung "p", aufgetragen auf der Ordinate über die relative Länge "l" der Abszisse, siehe Fig. 7. Der Kurvenverlauf zeigt einen steilen Anstieg des Druckgradienten von der Druckraumseite bis zum Erreichen der Dichtkante 26, 27. Von dieser Druckprofilspitze stellt sich ein kontinuierlich fallender Druck gradient ein, dessen niedrigster Wert sich in etwa im Bereich der halben Breite des Dichtungsrückens 17a einstellt.

Zur Erreichung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Druckgradienten verlaufs zeigt die Fig. 8 in einem vergrößerten Maßstab die Dichtung 2 in einem Halbschnitt. Der nachfolgend beschrieben Außenkonturverlauf ist erfin dungsgemäß für beide Dichtlippen 14, 15 vorgesehen. Zum Druckraum 9 zeigend weist die Dichtlippe 14 zunächst eine zylindrische Außenkontur auf, die bis zu einer Dichtkante 26 reicht, von der aus sich ein Radius "R₁" an schließt, der in einem Tangentenpunkt "T₁" übergeht in einen Abschnitt "t". An den Abschnitt "t" schließt sich im Tangentenpunkt "T₂" der Radius "R₂" an, der in den Dichtungsrücken 17a übergeht. Wie der Fig. 8 entnehmen ist der Radius "R₂" deutlich größer als der Radius "R₁". Der Abschnitt "t" steht dabei unter einem Winkel "α" von 30° zur zylindrischen Außenkontur der Dicht lippe 14. Zur Festlegung der zuvor beschriebenen Außenkontur der Dichtlippe 14 wurde ein Radialmaßverhältnis bestimmt, das einen Wert von 0,5 vorsieht für das Radialmaß "p" dividiert durch das Radialmaß "o".

Zur weiteren Festlegung bzw. Eingrenzung des erfindungsgemäßen Dichtungs profils bzw. zu dessen Auslegung dient die Fig. 9, in der verschiedene Ab schnitte der Dichtung 8a gekennzeichnet und nachfolgend benannt. Mit dem Buchstaben "E" ist das radiale Abstandsmaß gekennzeichnet, das sich im einge bauten Zustand der Dichtung 8a einstellt zwischen den Kontaktflächen der Dichtlippen 14, 15. Die gesamte Dichtringbreite, einschließlich der Armierung 18a ist angegeben durch den Buchstaben "F" gekennzeichnet. Mit "G" ist die Breite des Dichtringrückens 17a gekennzeichnet. Die axiale Länge der radial inneren Dichtlippe 14 ist mit dem Buchstaben "H" bezeichnet.

Aus der Fig. 10 ist eine alternativ gestaltete Armierung 18a dargestellt, die im Bereich der Planfläche 21 eine Ausnehmung 32 aufweist. Der Aufbau der Armierung 18a sowie der Dichtung 8a entspricht ansonsten der Fig. 3. Die Ausnehmung 32 bewirkt bei den Herstellverfahren der Dichtung 8a einen Druckausgleich verhindert dadurch eine nachteilige bleibende Verformung der Armierung 18a. Die in der Fig. 10 dargestellte eine axiale, in Richtung des Dichtungsrückens 17a reichende Stufe der Armierung 18a im Bereich der Ausnehmung 32 stellt ein formschlüssige Anbindung des Dichtungswerkstoff an die Armierung 18a sicher.

Bezugszeichenliste

1 Ausrücksystem
2 Druckgehäuse
3 Getriebeeingangswelle
4 Getriebegehäuse
5 Führungshülse
6 Mantelfläche
7 Ringkolben
8a Dichtung
8b Dichtung
8c Dichtung
9 Druckraum
10 Ausrücklager
11 Druckstutzen
12 Zuführkanal
13 Ringflansch
14 Dichtlippe
15 Dichtlippe
16 Ausnehmung
17a Dichtungsrücken
17b Dichtungsrücken
17c Dichtungsrücken
18a Armierung
18b Armierung
19 Schenkel
20 Schenkel
21 Planfläche
22 Absatz
23 Absatz
24 Kolbennut
25 Arretiernase
26 Dichtkante
27 Dichtkante
28 Schenkel
29 Arretiernase
30 Ausnehmung
31 Spreizfeder
32 Ausnehmung
α Winkel
a Axialspiel
r Radialspiel
d Wanddicke
D Wanddicke
X Längedifferenz
Y Radialversatz
Z Detail
E Einbauraum
F Dichtungsbreite
G Breite Dichtungsrücken
H Dichtlippenlänge
o Radialmaß: Dichtungsrücken - Dichtkante
p Radialmaß: Dichtungsrücken - T₂
R₁ Radius
R₂ Radius
S Blechdicke
t Abschnitt
T₁ Tangentenpunkt
T₂ Tangentenpunkt

Claims

1. Hydraulisch betätigbares Ausrücksystem für eine Reibungskupplung von Fahrzeugen, mit einem manuell schaltbaren Zahnräderwechselgetriebe, wobei das Ausrücksystem einen Nehmerzylinder mit einem Druckgehäuse (2) aufweist, das konzentrisch zu einer eine Brennkraftmaschine mit dem Zahnräderwechsel getriebe verbindenden Getriebeeingangswelle (3) angeordnet ist, wobei zur Bildung eines kreisringförmig gestalteten Druckraums (9) in einer Längsbohrung des Druckgehäuses (2) eine Führungshülse (5) radial beabstandet angeordnet ist, und im Druckraum (9) ein Ringkolben (7) axial verschiebbar geführt ist, der druckraumseitig mit einer armierten Dichtung (8a, 8b) versehen ist, deren Dichtlippen (14, 15) V-förmig radial gespreizt angeordnet sind, dadurch gekenn zeichnet, daß die Armierung (18a, 18b) mit einem axialen und radialen Frei heitsgrad formschlüssig am Ringkolben (7) gehalten ist.

2. Hydraulisch betätigbares Ausrücksystem für eine Reibungskupplung von Fahrzeugen mit einem manuell schaltbaren Zahnräderwechselgetriebe, wobei das Ausrücksystem einen Nehmerzylinder mit einem Druckgehäuse (2) aufweist, das konzentrisch zu einer eine Brennkraftmaschine mit dem Zahnräderwechsel getriebe verbindenden Getriebeeingangswelle (3) angeordnet ist, wobei zur Bildung eines kreisringförmig gestalteten Druckraums (9), in einer Längsbohrung des Druckgehäuses (2) eine Führungshülse (5) radial beabstandet angeordnet ist, und im Druckraum (9) ein Ringkolben (7) axial verschiebbar geführt ist, der druckraumseitig mit einer Dichtung (8c) versehen ist, deren Dichtlippen (14, 15) V-förmig radial gespreizt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (8c) einstückig mit einem aus dem Dichtungswerkstoff hergestellten Schenkel (28) ausgebildet ist, der formschlüssig mit axialem und radialem Spiel am Ringkolben (7) gehalten ist.

3. Ausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (8a, 8b, 8c) ein Querschnittsprofil mit zueinander asymme trisch angeordneten Dichtlippen (14, 15) aufweist.

4. Ausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Dichtlippen (14, 15) der Dichtung (8a, 8b, 8c) voneinander abweicht.

5. Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armie rung (18a, 18b) mit einem Schenkel (20) den Ringkolben (7) radial übergreift, wobei am freien Ende des Schenkels (20) eine radial zum Ringkolben (7) zeigende Arretiernase (25) vorgesehen ist, die in einer Einbaulage in eine Kolbennut (24) verrastet.

6. Ausrücksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (28) den Ringkolben (7) radial übergreift, wobei am freien Ende des Schenkels (28) eine radial zum Ringkolben (7) zeigende Arretiernase (29) vorgesehen ist, die in einer Einbaulage in eine Kolbennut (24) verrastet.

7. Ausrücksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Armie rung (18a, 18b) den Ringkolben (7) mit zwei Schenkeln (19, 20) endseitig umgreift, wobei an dem radial äußeren Schenkel (20) die Arretiernase (25) vorgesehen ist.

8. Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armie rung (18b) einen Dichtungsrücken (17b) der Dichtung (8b) formschlüssig um greift.

9. Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß zumindest der Schenkel (19) der Armierung (18a) außenseitig zumindest bereichsweise vom Dichtungswerkstoff umspritzt ist.

10. Ausrücksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretier nase (25) als umlaufende, radial nach innen gerichtete Ringwulst gestaltet ist.

11. Ausrücksystem nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiernase (25) nach dem Umspritzen des Schenkels (19) spanlos an geformt ist.

12. Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Armierung (18a) im Bereich der Planfläche (21) zumin dest eine Ausnehmung (32) aufweist.

13. Ausrücksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ver stärkung einer Anlagekraft der Dichtlippen (14, 15) druckraumseitig in eine Aus nehmung (30) der Dichtung (8c) eine Spreizfeder (31) eingesetzt ist.

14. Ausrücksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus PTFE hergestellte Dichtung (8c) verwendet wird.

15. Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß eine aus Stahlblech geformte Armierung (18a, 18b) Anwen dung findet, deren Wanddicke insbesondere im Bereich einer Planfläche (21) ein Maß von mindestens 0,3 mm aufweist.

16. Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Blechdicke der Armierung (18a) eine maximale Wand dicke von 90% einer Breite "G" des Dichtungsrückens (17a) aufweist.

17. Ausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spielbehaftete, formschlüssige Anbindung der Dichtung (8a, 8b, 8c) am Ringkolben (7) ein Axialspiel "a" von < 2 mm vorsieht.

18. Ausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spielbehaftete, formschlüssige Anbindung der Dichtung (8a, 8b, 8c) am Ringkolben (7) ein Radialspiel "r" von < 1,5 mm vorsieht.

19. Ausrücksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Dichtlippe (15) einen größere Wanddicke aufweist im Vergleich zu der radial inneren Dichtlippe (14) und die axiale Länge der inneren Dichtlippe (14) die Länge der äußeren Dichtlippe (15) übertrifft.

20. Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine V-förmige Ausnehmung (16, 30) zwischen den Dichtlippen (14, 15), deren Mitte zu einer Druckraummitte einen Radialversatz "Y" bildet.

21. Ausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippen (14, 15) jeweils eine vom freien Ende ausgehende, bis zum Erreichen des Dichtungsrückens (17a, 17b, 17c) eine im wesentlichen gleich bleibende Wanddicke aufweisen.

22. Ausrücksystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wand dickenunterschied zwischen den Dichtlippen (14, 15) mehr als 10% beträgt.

23. Ausrücksystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Längendifferenz "X" ein axialer Überstand der einen Dichtlippe (14) zur ande ren Dichtlippe (15) geschaffen wird, für den ein Maß von 4 mm vorgesehen ist.

24. Ausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Dichtungsprofil der Dichtung (8a, 8b, 8c), deren radial innere Dichtlippe (14) mit anderen Abschnitten der Dichtung (8a, 8b, 8c) folgende Maßverhält nisse bildet:

25. Ausrücksystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (8a, 8b, 8c) im Bereich der Dichtlippen (14, 15) eine Außen kontur aufweist, bei der in einer Übergangszone zwischen einem zylindrischen Abschnitt am freien Ende der Dichtlippen (14, 15) und einem schrägen in Richtung des Dichtungsrückens (17a, 17b, 17c) weisenden Abschnitts "t" im Bereich einer Dichtkante (26, 27) ein Radius "R₁" von 30° vorgesehen ist, der in einem Tangentenpunkt "T₁" in den Abschnitt "t" übergeht, wobei der Tangentenpunkt "T₁" übereinstimmt mit einem Tangentenpunkt "T₂" des Radius "R₂" oder gegenüber diesem beabstandet ist, der in einer Übergangszone zwischen dem Dichtungsrücken (17a, 17b, 17c) und dem Abschnitt "t" vor gesehen ist.

26. Ausrücksystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver lauf der Außenkontur der Dichtlippen (14, 15) ein radiales Maßverhältnis "p" dividiert durch "o" von 0,5 vorsieht, wobei mit "o" ein Radialmaß zwischen dem Dichtungsrücken (17a, 17b, 17c) und der Dichtkante (26, 27) und mit "p" ein Maß zwischen dem Dichtungsrücken (17a, 17b, 17c) und dem Tangenten punkt "T₂" angegeben ist.

27. Ausrücksystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß für den Abschnitt "t" ein Maß von 0 vorgesehen ist.