DE19681324C1

DE19681324C1 - Ringkolbendichtung für ein hydraulisch betätigbares Ausrücksystem

Info

Publication number: DE19681324C1
Application number: DE19681324A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Winkelmann; Harald Peschke
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2016-12-14
Also published as: KR19990087483A; KR100471609B1; DE19609472A1; BR9612539A; WO1997033097A1; US6076645A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch betätigbares Ausrücksystem für eine Reibungskupplung von Fahrzeugen mit einem manuell schaltbaren Zahnrä derwechselgetriebe, wobei das Ausrücksystem einen Nehmerzylinder mit ei nem Druckgehäuse aufweist, das konzentrisch zu einer eine Brennkraft maschine mit dem Zahnräderwechselgetriebe verbindenden Getriebeein gangswelle angeordnet ist, wobei zur Bildung eines kreisringförmig gestalteten Druckraums in einer Längsbohrung des Druckgehäuses eine Führungshülse radial beabstandet angeordnet 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 gat tungsbildendes Ausrücksystem bekannt, in dem ein Ringkolben einen Druckraum axial begrenzt. Zur Abdichtung ist dem Ringkolben druckraumseitig ein Dichtring 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 Ring kolben hat den Nachteil, daß beispielsweise Axialschwingungen, die von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ausgelöst werden, über die Reibungs kupplung und das Kupplungsausrücklager auf den Ringkolben und von dort ungedämpft in das Hydrauliksystem übertragen werden. Diese Druckschwin gungen können dabei ein nachteiliges, komforteinschränkendes "Kribbeln" am Kupplungspedal auslösen.

Aus dem US-A 4,821,627 ist eine weitere Ringkolbenabdichtung bekannt, bei der ein endseitiger radialer Ansatz des Ringkolbens von dem Dichtungswerk stoff nahezu allseitig umspritzt ist. Auch diese Lösung ermöglicht keine Schwingungskompensation, so daß die Schwingungen wie zuvor erläutert ebenfalls ungedämpft 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. Die se 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 Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung weist die Dichtung u. a. eine Armierung auf, die formschlüssig am Ringkolben gehalten ist, wobei die Befestigung eine begrenzte axiale und radiale Beweglichkeit zuläßt. Diese erfindungsgemäße Maßnahme ermöglicht einen gewünschten Freiheitsgrad der Dichtung gegenüber dem Ringkolben, so daß die Dichtung bei einer ungünstigen Beanspruchung eine vom Ringkolben unabhängige Einstellbewegung ausüben kann. Bei bisher bekannten Dich tungsanordnung kann während des Ein- und Auskuppelvorgangs des Aus rücklagers eine für die Dichtung ungünstige Beanspruchung auftreten, da diese aufgrund einer radialen Verlagerung eine gewisse Taumelbewegung aus zugleichen hat. Aufgrund der erfindungsgemäßen beweglichen Anlenkung der Dichtung am Ringkolben ist eine gleichmäßige Dichtlippenauslenkung möglich, wodurch ein Dichtlippenverschleiß verringert wird und damit eine Leckagege fahr der Dichtung reduzierbar ist. Durch die begrenzte axiale Beweglichkeit der Dichtung gegenüber dem Ringkolben stellt sich außerdem bei einer Vakuum befüllung des Hydrauliksystem kein Nachsaugproblem ein.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanbindung kompensiert bzw. dämpft außer dem wirkungsvoll eine Übertragung der von der Kurbelwelle der Brennkraftma schine ausgelösten Axialschwingungen auf das Hydrauliksystem. Die be grenzte axiale und radiale Beweglichkeit der Dichtung ermöglicht, daß hochfre quent auftretende Axialschwingungen geringer Amplitude lediglich eine Anre gung 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 Rand zone des Ringkolbens gehaltenen Dichtung ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Reduzierung der axialen Baulänge der Dichtung bei gleichzeitig vergrö ßerter Führungslänge des Ringkolbens, so daß sich zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit und der Lebensdauer des Ausrücksystems insgesamt eine optimale Führung des Ringkolbens ergibt. Die dabei vorgesehene formschlüs sige Befestigung der Dichtung am Ringkolben ermöglicht weiterhin eine für große Stückzahlen des Ausrücksystems erforderliche automatengerechte Montage.

Weiterhin sieht die Erfindung eine Dichtung vor, die mit einem aus dem Dich tungswerkstoff hergestellten Fortsatz einteilig verbunden ist. Der Fortsatz ist spielbehaftet, d. h. mit axialem und radialem Spiel formschlüssig am Ringkol ben gehalten. Diese bauteiloptimierte Dichtungsgestaltung stellt aufgrund der einteiligen Bauweise einen weiteren Kostenvorteil dar.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der in Anspruch 1 genannten Erfindung ist die Dichtung mit einem Querschnittsprofil versehen, das asymmetrisch zuein ander angeordnete Dichtlippen aufweist. Mit dieser Maßnahme sind überein stimmende symmetrische Reibkräfte an den Dichtlippen erzielbar, die ein ver bessertes Verschleißverhalten der Dichtung sicherstellen. Die erfindungsge mäße Dichtlippengestaltung ermöglicht entsprechend der Durchmesserdiffe renz zwischen der radial inneren und der radial äußeren Dichtlippe eine Über einstimmung der Dichtlippen-Beanspruchung. Alternativ kann durch unter schiedliche Wanddicken der Dichtlippen, eine voneinander abweichende Stei figkeit erreicht werden, vorzugsweise ist die radial äußere Dichtlippe verstärkt, wodurch diese bei einer Druckbeaufschlagung im Vergleich zur radial inneren Dichtlippe steifer ist. In vorteilhafter Weise ermöglicht ein Wandstärkenunterschied der Dichtlippen und/oder unterschiedliche Dichtlippenlängen ange strebte gleiche Axialspannungen und/oder Dehnungen in den radial beabstan det angeordneten Dichtlippen der Ringkolbendichtung. Die erfindungsgemäß 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 au ßerdem 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 Fortsatz vor bzw. für die einteilig mit einem Fortsatz versehene Dichtung, daß der Fortsatz druckraumseitig den Ringkolben begrenzt radial übergreift. Am freien Ende des Fortsatzes ist dabei eine radial in Richtung Ringkolben ausge richtete Arretierung vorgesehen, die in einer Einbaulage der Dichtung in eine entsprechende Ausnehmung, insbesondere Kolbennut, des Ringkolbens ver rastet. Zur Darstellung einer axialen und radialen Beweglichkeit der Dichtung besitzt die Ausnehmung eine die axiale Breite der Arretierung übertreffende Längserstreckung. Außerdem stellt sich ein radiales Spiel zwischen der zum Ringkolben weisenden Kontur des Fortsatzes und der Ausnehmung am Ring kolben ein.

Eine weitere Ausgestaltung der Armierung sieht vor, daß diese den Ringkolben druckraumseitig im Endbereich endseitig teilweise umgreift, wobei an dem radial äußeren Fortsatz die Arretierung vorgesehen ist. Eine weitere bevor zugte Ausgestaltung der Erfindung sieht ein formschlüssiges Umgreifen des Dichtringrückens durch die Armierung vor. Diese Dichtungsbefestigung an der Armierung 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 Armierun gen bilden eine radial ausgerichtete Planfläche, die sich stirnseitig am Ringkol ben abstützt und die in beiden Endzonen in einen axial verlaufenden Fortsatz übergehen, wodurch sich die Führungsfläche am Kolben vergrößert. Die sich an die Planfläche anschließenden, axial vorstehenden Fortsätze dienen au ßerdem 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 Ring kolbens, 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 radia len Verlagerung der Dichtung im Bereich der Armierung eine Beschädigung der Ringkolben- und Dichtungslaufbahn, die zu einer Funktionsbeeinträchti gung, insbesondere einer Leckage führen kann.

Zur Vereinfachung des Fertigungsverfahrens sieht die Erfindung vor, die Arre tiernasen erst nach erfolgtem außenseitigen Umspritzen der Fortsätze 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 Ar mierung im Bereich eines radialen Abschnitts, d. h. der Planfläche mit einer Ausnehmung versehen. Mit dieser Maßnahme wird eine Verformung der Ar mierung beim Spritzvorgang verhindert, wodurch sich eine Vereinfachung des Fertigungsverfahrens ergibt. Vorzugsweise bietet es sich an, eine Randzone der Ausnehmung mit einer axial in Richtung des Dichtungsrückens versetzt angeordneten 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 Fortsatz 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 Einbaulage 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 ein dünnwandiges Stahlblech vorgesehen, mit dem die Armierung spanlos durch ein Tiefziehverfahren kostengünstig herstellbar ist. Zur Erreichung einer maximalen Führungslänge des Ringkol bens weist die Armierung im Bereich der Planfläche eine Wanddicke von min destens 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 entspre chend verstärkt und das Maß des Dichtungsrückens reduziert. Eine entspre chend versteifte Armierung kann alternativ zu einer spanlosen Fertigung als Automatendrehteil 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 ab weichende Dichtlippenlängen aufweisen, ist eine V-förmige Ausnehmung zwi schen den radial gespreizten Dichtlippen so angeordnet, daß deren Mitte einen Radialversatz ausgehend von der Druckraummitte in Richtung der Führungs hülse 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 Dichtlippen mit folgender Au ßenkontur versehen. In einer Übergangszone zwischen einem zylindrischen Abschnitt 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 zwi schen dem Dichtungsrücken und dem Abschnitt vorgesehen ist. Durch Be rechnungsverfahren zur Optimierung der Dichtungskontur konnte ein radiales Maßverhältnis der Radialmaße vom Dichtungsrücken bis zum Tangentialpunkt ins Verhältnis gesetzt zu dem Radialmaß vom Dichtungsrücken bis zur Dicht kante ein Maß von 0,5 bestimmt werden. Für den geradlinig verlaufenden schräg angeordneten Abschnitt zwischen den beiden Tangentenpunkten konnte ein Wert von 0 bestimmt werden. Diese Dichtringgestaltung ermöglicht eine Kontaktpressung "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 Dichtkante in Richtung des Dichtungsgrundes schließt sich ein flach verlaufendes Druckgradient an, d. h. ein kontinuierlich fallendes Druckprofil. Der voneinander abweichender Druckgradientenverlauf beeinflußt positiv das Verschleißverhalten der Dichtlippen, da diese keiner nachteilig hohen Kanten pressung ausgesetzt sind. Die erfindungsgemäße Dichtlippenkontur begünstigt weiterhin die Dichtwirkung der Dichtlippen und den Gesamtwirkungsgrad der Abdichtung. Das kontinuierlich fallende Druckprofil auf der von der Fluidseite abgewandten 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 zehn Figuren näher erläutert, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes hydraulisches Ausrücksystem in ei nem 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 Fortsatz 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 Halb schnitt abgebildet. Das Ausrücksystem 1 umfaßt ein Druckgehäuse 2, das konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle 3 angeordnet und lösbar stirnsei tig an einem Getriebegehäuse 4 befestigt ist. Eine sowohl gegenüber der Ge triebeeingangswelle 3 als auch zum Druckgehäuse 2 radial beabstandet ange ordnete Führungshülse 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 Ausrückla ger 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 beaufschlagt werden kann, ist getriebeseitig axial be grenzt durch einen Ringflansch 13, der einteilig mit der Führungshülse 5 verbunden ist. Da sich das Ausrücksystem 1 von bekannten Systemen nicht un terscheidet, wird auf eine weitergehende 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 Ge staltung 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. Druck raumseitig 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-förmi ges Profil aufweisende Armierung 18a ist mit zwei Fortsätzen 19, 20 unter schiedlicher Länge versehen, die endseitig den Ringkolben 7 umgreifen. Zwi schen den Fortsätzen 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 Wandstärke des Ringkolbens 7 einstellt, die geringer ist als das radiale Ab standsmaß zwischen den Fortsätzen 19, 20. Dadurch ergibt sich ein Radial spiel "r" sowie ein Freiheitsgrad der Dichtung 8a in axialer Richtung. Das Axial spiel "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 Berüh rung der Fortsätze 19, 20 der Armierung 8a am Druckgehäuse 2 bzw. an der Führungshülse 5 sind die Fortsätze 19, 20 außenseitig über die gesamte Län ge vom Dichtungswerkstoff umspritzt.

In der Fig. 3 ist die Dichtung 8a als Einzelteil vergrößert abgebildet zur Ver deutlichung einiger Details. Diese Abbildung zeigt deutlich einen Wanddic kenunterschied 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 14, 15 (Fig. 2) 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 außerdem die Außenkontur der Dichtung 8a im Bereich der Dicht lippen 14, 15, die druckraumseitig zunächst einen zylindrischen Abschnitt auf weist 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 Alter native 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 Fortsatz 28, an dessen freiem Ende eine Arretiernase 29 vorgesehen ist, die in der Einbaulage in die Kolben nut 24 verrastet. Die Dichtung 8c stützt sich unmittelbar mit dem Dichtungsrüc ken 17c stirnseitig am Ringkolben 7 ab. Vergleichbar der Fig. 2 sind der Fort satz 28 und die Arretiernase 29 in Verbindung mit der endseitigen Ringkolben gestaltung 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 Wanddic ken "D" und "d" auf und zeigen voneinander abweichende Dichtlippenlängen, 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 Spreitzfeder 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 die nen 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 Druckgra dient ein, dessen niedrigster Wert sich in etwa im Bereich der halben Breite des Dichtungsrückens 17a einstellt.

Zur Erreichung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Druckgradien tenverlaufs 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 zei gend weist die Dichtlippe 14 zunächst eine zylindrische Außenkontur auf, die bis zu einer Dichtkante 26 reicht, von der aus sich ein Radius "R₁" anschließt, 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 " " von 30 zur zylindrischen Außenkontur der Dichtlippe 14. Zur Festlegung der zuvor beschriebenen Außenkontur der Dichtlippe 14 wurde ein Radialmaßverhältnis bestimmt, das einen Wert von 0,5 vorsieht für das Ra dialmaß "p" dividiert durch das Radialmaß "o".

Zur weiteren Festlegung bzw. Eingrenzung des erfindungsgemäßen Dich tungsprofils bzw. zu dessen Auslegung dient die Fig. 9, in der verschiedene Abschnitte der Dichtung 8a gekennzeichnet und nachfolgend benannt sind. Mit dem Buchstaben "E" ist das radiale Abstandsmaß gekennzeichnet, das sich im eingebauten Zustand der Dichtung 8a einstellt zwischen den Kontaktflächen der Dichtlippen 14, 15. Die gesamte Dichtringbreite, einschließlich der Armie rung 18a ist 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.

Bezugszahlenliste

1

Ausrücksystem

2

Druckgehäuse

3

Getriebeeingangswelle

4

Getriebegehäuse

5

Führungshülse

6

Mantelfläche

7

Ringkolben

8

a Dichtung

8

b Dichtung

8

c Dichtung

9

Druckraum

10

Ausrücklager

11

Druckstutzen

12

Zuführkanal

13

Ringflansch

14

Dichtlippe

15

Dichtlippe

16

Ausnehmung

17

a Dichtungsrücken

17

b Dichtungsrücken

17

c Dichtungsrücken

18

a Armierung

18

b Armierung

19

Fortsatz

20

Fortsatz

21

Planfläche

22

Absatz

23

Absatz

24

Kolbennut

25

Arretiernase

26

Dichtkante

27

Dichtkante

28

Fortsatz

29

Arretiernase

30

Ausnehmung

31

Spreitzfeder

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. Hydraulisches Ausrücksystem für eine Reibungskupplung von Fahrzeugen, wobei das Ausrücksystem einen Nehmerzylinder mit einem Druckgehäuse (2) aufweist, das konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle (3) angeordnet ist, wobei zur Bildung eines kreisringförmig gestalteten Druckraums (9) in einer Längsbohrung des Druckgehäuses (2) eine Führungshülse (5) radial beab standet angeordnet ist, und im Druckraum (9) ein Ringkolben (7) axial ver schiebbar geführt ist, der druckraumseitig mit einer Dichtung (8a, 8b) versehen ist, deren Dichtlippen (14, 15) V-förmig radial gespreizt angeordnet sind, da durch gekennzeichnet, dass die Dichtung (8a, 8b) axial und radial spielbehaf tet mittels eines an der Dichtung (8a, 8b) vorgesehenen Fortsatzes (20, 28) am Ringkolben (7) aufgenommen ist.

2. Hydraulisches Ausrücksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (20) aus einer Armierung (18a, 18b) für die Dichtung (8a, 8b) ge bildet ist.

3. Hydraulisches Ausrücksystem nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass, die radial äußere Dichtlippe (15) im Vergleich zu der radial in neren Dichtlippe (14) eine größere Wanddicke besitzt.

4. Hydraulisches Ausrücksystem nach Anspruch 1, 2 und/oder 3, dadurch ge kennzeichnet, dass eine axiale Länge der Dichtlippe (14), ausgehend von ei nem Dichtungsrücken (17a, 17b) bzw. einer Planfläche (21), der Dichtung (8a, 8b) eine axiale Länge der äußeren Dichtlippe (15) übertrifft.

5. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Armierung (18a, 18b), mit der die Dichtung (8a, 8b) am Ringkolben (7) formschlüssig gehalten ist, ein Axialspiel "a" von < 2 mm und ein Radialspiel "r" von < 1,5 mm vorgesehen ist.

6. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung einen einstückigen Aufbau auf weist und mit einem axial vorstehenden Fortsatz (28) aus dem Dichtungs werkstoff formschlüssig befestigt ist.

7. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Dichtlippe (14) der Dichtung eine von einem Dichtungsrücken (17c) der Dichtung (8c) ausgehende axiale Län ge aufweist, die eine axiale Länge der äußeren Dichtlippe (15) übertrifft.

8. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (8a, 8b, 8c) ein Querschnittspro fil mit zueinander asymmetrisch angeordneten Dichtlippen (14, 15) aufweist.

9. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (18a, 18b) mit einem Fortsatz (20) den Ringkolben (7) radial übergreift, wobei am freien Ende des Fortsat zes (20) eine radial zum Ringkolben (7) zeigende Arretiernase (25) vorgese hen ist, die in einer Einbaulage in eine Kolbennut (24) verrastet.

10. Hydraulisches Ausrücksystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (28) den Ringkolben (7) radial übergreift, wobei am freien Ende des Fortsatzes (28) eine radial zum Ringkolben (7) zeigende Arretier nase (29) vorgesehen ist, die in einer Einbaulage in eine Kolbennut (24) ver rastet.

11. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (18a, 18b) den Ringkolben (7) mit zwei Fortsätzen (19, 20) endseitig umgreift, wobei an dem radial äußeren Fortsatz (20) eine Arretiernase (25) vorgesehen ist.

12. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (18b) einen Dichtungsrücken (17b) der Dichtung (8b) formschlüssig umgreift.

13. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Fortsatz (19) der Armierung (18a) außenseitig zumindest bereichsweise vom Dichtungswerkstoff um spritzt ist.

14. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arretiernase (25) als umlaufende, radial nach innen gerichtete Ringwulst gestaltet ist.

15. Hydraulisches Ausrücksystem nach Anspruch 13 und/oder 14, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Arretiernase (25) nach dem Umspritzen des Fortsat zes (19) spanlos angeformt ist.

16. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung (18a) im Bereich der Planflä che (21) zumindest eine Ausnehmung (32) aufweist.

17. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstärkung einer Anlagekraft der Dicht lippen (14, 15) druckraumseitig in eine Ausnehmung (30) der Dichtung (8c) eine Spreizfeder (31) eingesetzt ist.

18. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus PTFE hergestellte Dichtung (8c) verwendet wird.

19. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus Stahlblech geformte Armierung (18a, 18b) Anwendung findet, deren Wanddicke insbesondere im Bereich einer Planfläche (21) ein Maß von mindestens 0,3 mm aufweist.

20. Hydraulisches Ausrücksystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechdicke der Armierung (18a) eine maximale Wanddicke von 90% einer Breite "G" des Dichtungsrückens (17a) aufweist.

21. Hydraulisches 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 Radialver satz "Y" bildet.

22. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (14, 15) jeweils eine vom frei en Ende ausgehende, bis zum Erreichen des Dichtungsrückens (17a, 17b, 17c) eine im wesentlichen gleichbleibende Wanddicke aufweisen.

23. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wanddickenunterschied zwischen den Dichtlippen (14, 15) mehr als 10% beträgt.

24. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Längendifferenz "X" ein axialer Überstand der einen Dichtlippe (14) zur anderen Dichtlippe (15) geschaffen wird, für den ein Maß von ≦ 4 mm vorgesehen ist.

25. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Dichtungsprofil der Dichtung (8a, 8b, 8c), deren radial innere Dichtlippe (14) mit anderen Abschnitten der Dichtung (8a, 8b, 8c) folgende Maßverhältnisse bildet:
Dichtungsbreite "F" = 0,5 bis 1/Bauraum "E"
Breite des Dichtungsrückens "G" = 0,4 bis 0,8/Dichtungsbreite "F".

26. Hydraulisches Ausrücksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (8a, 8b, 8c) im Bereich der Dichtlippen (14, 15) eine Außenkontur aufweist, bei der in einer Übergangs zone 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 Ab schnitt "t" übergeht, wobei der Tangentenpunkt "T1" übereinstimmt mit einem Tangentenpunkt "T2" eines Radius "R2" oder gegenüber diesem beabstandet ist, der in einer Übergangszone zwischen dem Dichtungsrücken (17a, 17b, 17c) und dem Abschnitt "t" vorgesehen ist.

27. Hydraulisches Ausrücksystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Außenkontur der Dichtlippen (14, 15) ein radiales Maß verhältnis "p" dividiert durch "o" von ≧ 0,5 vorsieht, wobei mit "o" ein Radial maß zwischen dem Dichtungsrücken (17a, 17b, 17c) und dem Tangenten punkt "T2" angegeben ist.

28. Hydraulisches Ausrücksystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass für den Abschnitt "t" ein Maß von ≧ 0 vorgesehen ist.