DE102017106105A1

DE102017106105A1 - Seal for a piston-cylinder arrangement for a clutch

Info

Publication number: DE102017106105A1
Application number: DE102017106105.3A
Authority: DE
Inventors: Jan Grabenstätter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2017-10-05
Also published as: WO2017174063A1; DE112017001831A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung für eine Kupplung, mit einem Gehäuse und einem darin axial verschiebbar angeordneten Kolben und mit einem ringförmigen Druckraum, welcher zwischen dem Kolben und dem Gehäuse ausgebildet ist und mit einem Druckmedium zum Zwangsverlagern des Kolbens befüllbar ist, wobei der Kolben eine Dichtung aufweist, welche dem Druckraum zugewandt ist und mit einer radial inneren und einer radial äußeren Dichtlippe das Gehäuse gegen Fluiddurchlass in Richtung des Kolbens abdichtet, wobei die Dichtung über ein kolbenfestes Anschlagmittel am Kolben zu einer dem Druckraum zugewandten Seite begrenzt ist. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Kupplung, wie eine Einfachkupplung oder eine Doppelkupplung für ein Kraftfahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung.The invention relates to a piston-cylinder assembly for a clutch, with a housing and a piston axially displaceably arranged therein and with an annular pressure chamber, which is formed between the piston and the housing and can be filled with a pressure medium for forced displacement of the piston, wherein the piston has a seal, which faces the pressure chamber and with a radially inner and a radially outer sealing lip seals the housing against fluid passage in the direction of the piston, wherein the seal is limited by a piston-fixed stop means on the piston to a pressure chamber facing side. Furthermore, the invention also relates to a clutch, such as a single clutch or a dual clutch for a motor vehicle, with a piston-cylinder arrangement according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung, wie beispielsweise einen Nehmerzylinder, einen Geberzylinder oder einen Zentralausrücker, für eine (hydraulische) Kupplung, mit einem Gehäuse und einem darin axial verschiebbar angeordneten Kolben und mit einem (ringförmigen) Druckraum, welcher zwischen dem Kolben und dem Gehäuse ausgebildet ist und mit einem Druckmedium, wie ein Hydraulikfluid, zum Zwangsverlagern des Kolbens befüllbar ist, wobei der Kolben eine Dichtung aufweist, welche dem Druckraum zugewandt ist und mit einer radial inneren und einer radial äußeren Dichtlippe das Gehäuse gegen Fluiddurchlass in Richtung des Kolbens abdichtet. The present invention relates to a piston-cylinder assembly, such as a slave cylinder, a master cylinder or a Zentralausrücker, for a (hydraulic) coupling, with a housing and a piston axially displaceably arranged therein and with an (annular) pressure chamber, which between the Piston and the housing is formed and can be filled with a pressure medium, such as a hydraulic fluid, for Zwangsverlagern of the piston, wherein the piston has a seal which faces the pressure chamber and with a radially inner and a radially outer sealing lip the housing against fluid passage in the direction of the piston seals.

Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Kolben-Zylinder-Anordnungen bekannt. So offenbart bspw. die DE 10 2014 216 104 A1 einen Nehmerzylinder, der insbesondere für ein gezogenes Kupplungssystem Anwendung findet, mit einem in einem Gehäuse durch einen in einem Druckraum aufbaubaren Druck eines Druckmediums axial verschiebbar angeordneten Kolben, wobei der Kolben mittels eines Zugmittels die Übertragung einer Zugkraft auf einen Ausrückhebel einer Kupplung zu deren Betätigung gewährleistet, und der Kolben ringförmig ausgebildet und das zwischen Kolben und Ausrückhebel angeordnete Zugmittel an dem ringförmigen Kolben befestigt ist. Weiterer Stand der Technik ist bspw. aus der DE 10 2014 209 026 A1 bekannt. Various piston-cylinder arrangements are already known from the prior art. For example, the DE 10 2014 216 104 A1 a slave cylinder, which is used in particular for a towed clutch system application, with a housable in a housing by a buildable pressure in a pressure medium of a pressure medium axially displaceably arranged pistons, the piston by means of a traction device ensures the transmission of a tensile force on a release lever of a clutch to the actuation , And the piston is annular and the traction means arranged between the piston and the release lever is attached to the annular piston. Another prior art is, for example, from the DE 10 2014 209 026 A1 known.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Dichtungen haben jedoch den Nachteil, dass zu Beginn des Druckaufbaus der Dichtring in ein so genanntes Freistellvolumen gedrückt wird. Das Freistellvolumen beschreibt hierbei einen leeren Raum bzw. einen Freiraum zwischen dem Kolben und der Dichtung, welcher in einem entspannten (d.h. nicht mit Druck beaufschlagten) Zustand des Druckraums vorhanden ist. Somit wird zu Beginn des Druckaufbaus nicht der Kolben ausgerückt, sondern nur die Dichtung der Kolben-Zylinder-Anordnung in den Freistellvolumen gedrückt und dadurch elastisch deformiert. Daraus resultiert zum einen eine zeitliche Verzögerung zwischen Betätigung des Kolbens durch den durch das Einströmen des Druckmediums entstehenden Druckaufbau in dem Druckraum bzw. der Druckkammer und Ausrücken des Kolbens. Das bedeutet, dass die Trägheit des Systems hoch ist. Zum anderen folgt daraus ein Ausrückwegverlust für den Kolben, weil nur eine begrenzte Menge an Druckmedium vorhanden ist, welches zum Druckaufbau bzw. zum Ausrücken des Kolbens in die Druckkammer eingeleitet wird.However, the known from the prior art seals have the disadvantage that at the beginning of the pressure build-up of the sealing ring is pressed into a so-called release volume. The clearance volume herein describes an empty space between the piston and the seal which is in a relaxed (i.e., unpressurized) state of the pressure space. Thus, not the piston is disengaged at the beginning of the pressure build-up, but only pressed the seal of the piston-cylinder assembly in the release volume and thereby deformed elastically. This results in a time delay between actuation of the piston by the resulting pressure build-up of the pressure medium pressure build-up in the pressure chamber or the pressure chamber and disengagement of the piston. This means that the inertia of the system is high. On the other hand, this results in a Ausrückwegverlust for the piston, because only a limited amount of pressure medium is present, which is initiated to build up pressure or to disengage the piston in the pressure chamber.

Da ein Ringspaltdurchmesser der Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere bei Doppelkupplungssystemen mit zugedrückter Kupplung (normally closed) aus Bauraumgründen sehr groß sein kann, ergibt sich aufgrund der hierdurch notwendigen großen Dichtungslänge ein großes Freistellvolumen des Dichtrings. Unter einem Ringspaltdurchmesser wird ein ringförmig ausgebildeter Spalt verstanden, welcher zwischen dem Zylinder und dem darin konzentrisch angeordneten Kolben entsteht, da ein Außendurchmesser des Kolbens kleiner ist als ein Innendurchmesser des Zylinders. Das bedeutet, dass sich mit zunehmender Größe des Ringspaltdurchmessers die Trägheit des Systems erhöht und der Ausrückwegverlust zunimmt.Since an annular gap diameter of the piston-cylinder arrangement, especially in dual clutch systems with compressed clutch (normally closed) for reasons of space can be very large, resulting in a large clearance volume of the sealing ring due to the thus required large seal length. An annular gap diameter is understood to mean an annular gap which arises between the cylinder and the piston arranged concentrically therein, since an outer diameter of the piston is smaller than an inner diameter of the cylinder. This means that with increasing size of the annular gap diameter, the inertia of the system increases and the Ausrückwegverlust increases.

Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt, zwischen an der Dichtung vorhandenen Dichtlippen und dem Kolben so genannte Stützringe anzuordnen, die von der Dichtung gegen den Kolben gedrückt wird und mit einer Innenumfangsfläche des Zylinders eine Gehäuselauffläche ausbildet, um Spaltextrusion zu vermeiden. Jedoch hat diese Anordnung der Stützringe den Nachteil, dass diese mit Fortschreiten der Laufleistung im Bereich der Lauffläche zum Gehäuse verschleißen. Der dadurch entstehende Materialverlust der Stützringe vergrößert hierbei nochmals das Freistellvolumen, was in einer Zunahme des Ausrückwegverlust und der Systemträgheit resultiert.Furthermore, it is already known from the prior art to arrange between sealing lips present on the seal and the piston so-called support rings, which is pressed by the seal against the piston and forms a housing running surface with an inner peripheral surface of the cylinder to avoid gap extrusion. However, this arrangement of the support rings has the disadvantage that they wear with the progress of the mileage in the region of the tread to the housing. The resulting loss of material of the support rings in this case again increases the clearance volume, resulting in an increase in Ausrückwegverlust and system inertia.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern, und insbesondere eine Dichtung vorzusehen, deren Dichtlippe(n) an der Kontaktstelle zum Kolben in radialer Richtung beweglich am Kolben anliegt und in axialer Richtung festgelegt ist. Hierbei wird die Dichtung durch den Einbau am Kolben axial vorgespannt. The object of the invention is therefore to avoid or at least mitigate the disadvantages of the prior art, and in particular to provide a seal, the sealing lip (s) at the contact point to the piston in the radial direction is movable on the piston and fixed in the axial direction , In this case, the seal is axially biased by the installation on the piston.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine gattungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung dadurch gelöst, dass die Dichtung über ein kolbenfestes Anschlagmittel am Kolben zu einer dem Druckraum zugewandten Seite begrenzt ist.The object of the invention is achieved by a generic piston-cylinder arrangement characterized in that the seal is limited by a piston-fixed stop means on the piston to a pressure chamber side facing.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained below.

So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Dichtung in Axialrichtung durch den Kolben und das Anschlagmittel vorgespannt ist. Die axiale Vorspannung führt bereits zu einer ersten elastischen Deformation des Dichtmaterials, wodurch ein Freistellvolumen zwischen Kolben und Dichtung verringert wird und/oder sogar gänzlich darauf verzichtet werden kann.Thus, it has proven to be advantageous if the seal is biased in the axial direction by the piston and the stop means. The axial preload already leads to a first elastic deformation of the sealing material, whereby a clearance volume between the piston and seal is reduced and / or even completely can be dispensed with.

Ferner von Vorteil ist es, wenn das Anschlagmittel als integraler / einmaterialiger / einstückiger / einstofflicher Abschnitt des Kolbens ausgebildet ist oder als ein separates Bauteil, wie eine oder mehrere Platte(n), Ring(e), Scheibe(n) oder ein / mehrere Blockierelement(e), ausgebildet ist. Durch die einstückige Ausbildung des Anschlagmittels mit dem Kolben kann die Einzelteilanzahl reduziert werden, wohingegen ein Anschlagmittel als ein separates Bauteil einfach austauschbar ist. It is also advantageous if the stop means is designed as an integral / einmaterialiger / one-piece / einstofflicher section of the piston or as a separate component, such as one or more Plate (s), ring (s), disc (s) or one or more blocking element (s) is formed. Due to the one-piece design of the stop means with the piston, the number of items can be reduced, whereas a stop means is easily replaceable as a separate component.

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Dichtung von einem kolbenfesten und sich in Richtung des Druckraums erstreckenden Befestigungselement durchdrungen ist. In dieser Anordnung kann die Dichtung dann durch ein separates Bauteil bzw. Blockierelement, welches an und/oder auf dem Befestigungselement fixiert wird, zwischen dem Blockierelement und dem Kolben vorgespannt werden. In addition, it has been found to be advantageous if the seal is penetrated by a piston-fixed and extending in the direction of the pressure chamber fastener. In this arrangement, the seal can then be biased by a separate component or blocking element, which is fixed to and / or on the fastening element, between the blocking element and the piston.

Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Befestigungselement als ein Stift oder als ein Pin ausgebildet ist. Diese zeichnen sich durch eine einfache bzw. simple Geometrie aus und eignen sich zur Befestigung des Blockierelements, insbesondere wenn dieses ringartig ausgebildet ist.It has been found to be advantageous if the fastening element is designed as a pin or as a pin. These are characterized by a simple or simple geometry and are suitable for fastening the blocking element, in particular if this is designed like a ring.

Hierbei ist es möglich, dass eine Vielzahl von Befestigungselementen vorhanden ist. Diese sind entlang einer Umfangsrichtung des Kolbens vorzugweise gleich verteilt angeordnet. Durch eine Vielzahl an gleichverteilten Befestigungselementen kann eine Vorspannkraft über den gesamten Umfang gleichmäßig verteilt auf die Dichtung aufgebracht werden.It is possible that a plurality of fasteners is present. These are preferably arranged distributed equally along a circumferential direction of the piston. By a plurality of equally distributed fasteners, a biasing force over the entire circumference evenly distributed on the seal can be applied.

Vorteilhaft hierbei ist es, wenn das Anschlagmittel auf einer ausrücklagerfernen Seite, insbesondere einem dem Druckraum zugewandten distalen Ende, vorzugsweise lösbar, am Kolben befestigt ist. Ferner als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Dichtung ein U- oder C-Profil im Querschnitt besitzt. Durch diese Ausführungsform der Dichtung wird gewährleistet, dass die Dichtlippen bei Druckaufbau in dem Druckraum sowohl gegen das Gehäuse als auch gegen den Kolben fluiddichtend anliegen. It is advantageous in this case if the stop means is preferably fastened to the piston on a side remote from the release bearing, in particular a distal end facing the pressure chamber. Furthermore, it has proved to be advantageous if the seal has a U or C profile in cross section. By means of this embodiment of the seal, it is ensured that the pressure lips bear in a fluid-tight manner against the housing as well as against the piston when the pressure builds up in the pressure space.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Dichtung einen Hohlraum besitzt, der für das im Druckraum befindliche Druckmedium, wie ein Hydraulikmedium, zugänglich ist, etwa über einen Kanal, ein Loch, eine Rinne oder einen Spalt. Somit kann sichergestellt werden, dass sowohl im Inneren der Dichtung als auch außerhalb der Dichtung die gleichen Druckverhältnisse herrschen. Darüber hinaus ermöglicht dieser Hohlraum, dass durch den ansteigenden Druck innerhalb der Dichtung die Dichtlippen gegen den Kolben und das Gehäuse gedrückt werden.To be particularly advantageous has been found when the seal has a cavity which is accessible to the pressure medium in the pressure medium, such as a hydraulic medium, such as a channel, a hole, a groove or a gap. Thus, it can be ensured that prevail both inside the seal and outside the seal, the same pressure conditions. In addition, this cavity allows the sealing lips to be pressed against the piston and the housing by the increasing pressure within the seal.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Hohlraum und der Zugang so beschaffen sind, dass Druck in der Radialrichtung auf das Material der Dichtung beim Druckaufbau in Richtung der Dichtlippen aufgebracht wird. Hierdurch wird zum einen ermöglicht, dass in dem innenliegenden Hohlraum der Dichtung immer der gleiche Druck herrscht, wie in dem die Dichtung umgebenden Teil des Druckraums. Zum anderen bewirkt der Druck in dem Hohlraum, dass die Dichtlippen während des Druckaufbaus gegen den Kolben und/oder das Gehäuse gedrückt werden und die Deformation der Dichtung so lediglich dazu führt, dass die Dichtwirkung erhöht wird. It is advantageous if the cavity and the access are such that pressure in the radial direction is applied to the material of the seal during pressure build-up in the direction of the sealing lips. In this way, on the one hand, it is possible for the same pressure to prevail in the inner cavity of the seal, as in the part of the pressure chamber surrounding the seal. On the other hand, the pressure in the cavity causes the sealing lips are pressed against the piston and / or the housing during the pressure build-up and thus the deformation of the seal only so that the sealing effect is increased.

Hierfür hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der innenliegende Hohlraum über den Zugang fluidleitend / fluidverbindend / fluiddurchlassend mit dem Druckraum verbunden ist. Dadurch kann gewährleistet werden, dass ein für den Druckaufbau in dem Druckraum einströmendes Druckmedium auch in den innenliegenden Hohlraum der Dichtung gelangt. For this purpose, it has proved to be advantageous if the internal cavity is connected via the access fluid-conducting / fluid-connecting / fluid-permeable to the pressure chamber. As a result, it can be ensured that a pressure medium flowing in for pressure buildup in the pressure chamber also reaches the inner cavity of the seal.

Auch von Vorteil ist es, wenn entlang der radial äußeren Außenfläche des Gehäuses eine Vorlastfeder angeordnet ist, welche auf den Kolben wirkt.It is also advantageous if along the radially outer surface of the housing, a preload spring is arranged, which acts on the piston.

Ferner ist es von Vorteil, wenn die Dichtung im Querschnitt halbkreisartig ausgebildet ist und/oder nur eine einzelne radiale Dichtlippe aufweist. Diese Ausführungsform eignet sich vorzugsweise für einen Geberzylinder oder einen semihydraulischen Nehmerzylinder.Furthermore, it is advantageous if the seal is formed semicircular in cross section and / or has only a single radial sealing lip. This embodiment is preferably suitable for a master cylinder or a semi-hydraulic slave cylinder.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Dichtung ringförmig um die Längsachse des Kolbens und/oder die Längsachse des als Zylinder ausgebildeten Gehäuses umlaufend ausgebildet und angeordnet ist. Dadurch ist die Dichtung konzentrisch zu sowohl dem Kolben als auch dem Zylinder angeordnet und kann den Zwischenraum zwischen Kolben und Zylinder optimal abdichten.It is also advantageous if the seal is formed and arranged in an annular manner around the longitudinal axis of the piston and / or the longitudinal axis of the housing designed as a cylinder. As a result, the seal is arranged concentrically to both the piston and the cylinder and can optimally seal the space between the piston and cylinder.

Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Dichtung ringförmig um eine in Umfangsrichtung umlaufende Zentralachse verlaufend geschlossen, kreisringartig, C-profilartig, seegerringartig oder einen Schlitz aufweisend ausgebildet ist. Besonders die offene C-profilartige, seegerringartige bzw. geschlitzte Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine elastische Deformation des Dichtungsmaterials durch Druckaufbau in der Druckkammer gezielt vorgenommen werden kann.In this case, it is advantageous if the seal is designed to run in an annular manner around a central axis running around in the circumferential direction, in the form of an annular, a C-profile, a serrated ring or a slot. In particular, the open C-profile-like, seergerringartige or slotted embodiment has the advantage that an elastic deformation of the sealing material can be made targeted by pressure build-up in the pressure chamber.

Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die C-profilartige, seegerringartige und/oder einen Schlitz aufweisende Dichtung auf einer dem Kolben zugewandten Seite offen ist oder der Schlitz auf der dem Kolben zugewandten Seite vorhanden ist. Dadurch ist die offen gestaltete Seite der Dichtung dem Kolben zugewandt bzw. mit diesem in Anlage und wird bei Druckaufbau im Druckraum gegen diesen gedrückt, wodurch die radial innere und die radial äußere Dichtlippe dichtend gegen das Gehäuse positioniert werden. Darüber hinaus kann dieser Spalt dazu genutzt werden, dass Befestigungselement die Dichtung an dieser Stelle durchdringen zu lassen.It has proven to be particularly advantageous if the C-profile-like, seerger ring-like and / or a slot having seal on a side facing the piston is open or the slot on the side facing the piston is present. As a result, the open side of the seal facing the piston or with this in Appendix and is pressed at pressure build-up in the pressure chamber against this, whereby the radially inner and the radially outer sealing lip sealing against the Housing be positioned. In addition, this gap can be used to allow the fastener to penetrate the seal at this point.

Ferner vorteilhaft ist es, wenn die Dichtung in zumindest dem Betriebszustand, in dem der Kolben eingerückt, d.h. druckraumnah, angeordnet ist, in axialer Richtung gesehen beidseitig anliegend und/oder axial vorgespannt positioniert / angeordnet ist. Durch eine axiale Vorspannung in diesem Betriebszustand wird die Dichtung bereits elastisch deformiert, so dass die elastische Deformation der Dichtung während des Druckaufbaus in der Druckkammer geringer ausfällt. Das bedeutet, dass ein geringeres Freistellvolumen – und im besten Fall gar kein Freistellvolumen mehr – benötigt wird. Somit kann die Trägheit des Systems und der Ausrückwegverlust reduziert werden.It is furthermore advantageous if the seal is in at least the operating state in which the piston is engaged, i. close to the pressure chamber, is arranged, viewed in the axial direction on both sides fitting and / or axially biased positioned / arranged. By an axial bias in this operating condition, the seal is already elastically deformed, so that the elastic deformation of the seal fails during the pressure build-up in the pressure chamber. This means that a smaller clearance volume - and in the best case, no more clearance volume - is needed. Thus, the inertia of the system and the Ausrückwegverlust can be reduced.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse und die Dichtung so aufeinander abgestimmt sind, dass die Dichtung zumindest teilweise von dem Druckmedium umströmt / umflossen ist oder umströmbar / umfließbar ist. Dadurch kann gewährleistet werden, dass sich durch das einströmende Druckmedium in den Druckraum ein gleichmäßiger und gleichverteilter Druckaufbau ergibt. It is also advantageous if the housing and the seal are matched to one another such that the seal at least partially flows around / is enveloped by the pressure medium or can be flowed around / flowed around. This can be ensured that results in a uniform and uniformly distributed pressure build-up by the incoming pressure medium in the pressure chamber.

Hierfür hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn an einer Außenseite / Außenkontur der Dichtung, einem so genannten Dichtrücken in Radialrichtung wirkende oder leitende Fluidwege vorbereitet sind. Diese Fluidleitwege sind vorteilhafterweise durch in Radialrichtung ausgerichtete Rippen begrenzt. Durch die Fluidleitwege wird ermöglicht, dass die Dichtung auch im Zustand der axialen Vorspannung von dem einströmenden Druckmedium umflossen / umströmt werden kann.For this purpose, it has also proven to be advantageous when prepared on an outer side / outer contour of the seal, a so-called sealing back in the radial direction or conductive fluid paths are prepared. These Fluidleitwege are advantageously limited by aligned in the radial direction ribs. The fluid guide paths make it possible for the seal to be flowed around by the inflowing pressure medium even in the state of axial prestressing.

Ferner vorteilhaft ist es, wenn ein Stützring zwischen dem Kolben und der Dichtung angeordnet / vorgesehen ist. Durch den Stützring kann eine Spaltextrusion verhindert werden, was die Lebensdauer der Dichtung verlängert. Unter einer Spaltextrusion wird verstanden, dass sich die Dichtung aufgrund des zunehmenden Drucks in der Druckkammer so deformiert, dass sie bzw. Teile von ihr in den (Ring-)Spalt zwischen dem Kolben und dem Gehäuse geschoben werden.Furthermore, it is advantageous if a support ring between the piston and the seal is arranged / provided. Through the support ring, a gap extrusion can be prevented, which extends the life of the seal. By a gap extrusion is meant that the seal deforms due to the increasing pressure in the pressure chamber so that it or parts of it are pushed into the (ring) gap between the piston and the housing.

Hierbei besonders von Vorteil ist es, wenn der Stützring von dem Gehäuse beabstandet bzw. anlagefrei zum Gehäuse angeordnet / positioniert ist. Dadurch kann verhindert werden, dass der Stützring durch Kontakt und/oder Reiben an der Lauffläche zum Gehäuse verschleißt und durch den dadurch entstehenden Materialverlust das Freistellvolumen entsteht bzw. vergrößert wird.It is particularly advantageous in this case if the support ring is spaced from the housing or arranged / positioned without bearing to the housing. As a result, it can be prevented that the support ring wears out due to contact and / or rubbing on the running surface to the housing and the freed volume is created or increased due to the resulting loss of material.

Ferner betrifft die Erfindung auch eine Kupplung, wie eine Einfachkupplung oder eine Doppelkupplung für ein Kraftfahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung.Furthermore, the invention also relates to a clutch, such as a single clutch or a dual clutch for a motor vehicle, with a piston-cylinder arrangement according to the invention.

Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, dass die Dichtlippe an der Kontaktstelle zum Kolben in radialer Richtung beweglich am Kolben anliegt, und die Dichtung durch den Einbau im Kolben axial vorgespannt ist. In other words, the invention consists in that the sealing lip at the point of contact with the piston in the radial direction is movable against the piston, and the seal is axially biased by the installation in the piston.

Das bedeutet, es ist eine Dichtung vorgesehen, welche auf den Kolben wirkt. Die an der Dichtung vorhandenen Dichtlippen liegen am Kolben an und sind in einer Radialrichtung beweglich. Darüber hinaus sind Stifte bzw. Pins an dem Kolben vorgesehen, auf welche die Dichtung aufgeschoben / zusammengebaut werden kann. Ein Befestigungselement, bspw. ein ringartiges Stütz- und/oder Blockierelement, spannt die Dichtung in Richtung des Kolbens in einer Axialrichtung vor. Wenn Druck in dem Druckraum aufgebracht / aufgebaut wird, fließt das Druckmedium durch die Rippen um die Dichtung herum und über den Kanal in die Dichtung hinein. Dadurch pressen sich die Dichtlippen gegen den Kolben und die Innenseite des Zylindergehäuses. This means that a seal is provided which acts on the piston. The existing on the seal sealing lips abut the piston and are movable in a radial direction. In addition, pins or pins are provided on the piston, on which the seal can be pushed / assembled. A fastener, for example a ring-like support and / or blocking element, biases the seal in the direction of the piston in an axial direction. As pressure is applied / built up in the pressure space, the pressure medium flows through the fins around the seal and into the seal over the channel. As a result, the sealing lips press against the piston and the inside of the cylinder housing.

Durch diesen Aufbau wird eine Dichtung ohne den Loslöseffekt (release effect) bzw. Retadiereffekt, bereitgestellt, da hier kein (Freistell-)Volumen zwischen der Dichtung und dem Kolben benötigt wird. Hierdurch kann ein Ausrückwegverlust verhindert werden. Vorzugsweise wird die Dichtung als Nutdichtring ausgeführt, in dem die Dichtlippen radial beweglich sind und sich am Kolben mit Pins abstützen. This construction provides a seal without the release effect or retardation effect, since no (free) volume is required between the seal and the piston. As a result, a Ausrückwegverlust can be prevented. Preferably, the seal is designed as a groove seal in which the sealing lips are radially movable and are supported on the piston with pins.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Figuren näher erläutert, in denen unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of figures, in which different embodiments are shown. Show it:

1 eine Ausschnittansicht aus einem Längsschnitt durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung einer ersten beispielhaften Ausführungsform; und 1 a cutaway view of a longitudinal section through a piston-cylinder assembly of a first exemplary embodiment; and

2 eine Ausschnittansicht eines Längsschnitts durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform. 2 a cutaway view of a longitudinal section through a piston-cylinder assembly of a second exemplary embodiment.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.

Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Sie sind also untereinander austauschbar. Features of the individual embodiments can also be realized in other embodiments. So they are interchangeable.

1 zeigt einen Ausschnitt einer Längsschnittansicht einer Kolben-Zylinder-Anordnung 1 mit einem (Zylinder-)Gehäuse 2 und einem darin axial verschiebbar angeordneten Kolben 3. Zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 2 ist ein ringförmiger Druckraum 4 ausgebildet, welcher mit einem Druckmedium, wie bspw. ein Hydraulikfluid (hier nicht gezeigt) zum Zwangsverlagern des Kolbens 3 befüllbar ist. Hierbei weist der Kolben 3 eine Dichtung 5 auf, welche dem Druckraum 4 zugewandt ist und eine radial innere Dichtlippe 6 sowie eine radial äußere Dichtlippe 7 aufweist. Die Dichtlippen 6, 7 dichten das Gehäuse 2 gegen Fluiddurchlass in Richtung des Kolbens 3 ab. Die Dichtung 5 wird über ein kolbenfestes Anschlagmittel 8 am Kolben 3 zu einer dem Druckraum 4 zugewandten Seite hin begrenzt. 1 shows a section of a longitudinal sectional view of a piston-cylinder assembly 1 With a (cylinder) housing 2 and a piston axially displaceable therein 3 , Between the piston 3 and the housing 2 is an annular pressure chamber 4 formed, which with a pressure medium, such as, for example, a hydraulic fluid (not shown here) for forced displacement of the piston 3 is fillable. Here, the piston points 3 a seal 5 on which the pressure room 4 facing and a radially inner sealing lip 6 and a radially outer sealing lip 7 having. The sealing lips 6 . 7 seal the case 2 against fluid passage in the direction of the piston 3 from. The seal 5 is about a piston-tight stop means 8th on the piston 3 to a pressure room 4 Limited side facing.

Des Weiteren verfügt die Dichtung 5 über eine radial innere Dichtungskante 9 und eine radial äußere Dichtungskante 10, welche den Druckraum 4 gegen Fluidaustritt am Kolben 3 abdichtet. Furthermore, the gasket has 5 via a radially inner sealing edge 9 and a radially outer sealing edge 10 which the pressure room 4 against fluid leakage at the piston 3 seals.

Der Kolben 3 weist auf einer dem Druckraum zugewandten Stirnseite 11 ein sich in Richtung des Druckraums 4 erstreckendes Befestigungselement 12 auf, bspw. in Form eines Stifts, welches die Dichtung 5 in der Axialrichtung durchdringt. An dessen druckraumzugewandten distalen Ende ist das Anschlagmittel 8, bspw. in Form einer ringförmigen Anschlagplatte 27, aufgeschoben bzw. befestigt. Dadurch wird die Dichtung 5 gegen den Kolben 3 gedrückt und axial vorgespannt. The piston 3 points to an end face facing the pressure chamber 11 in the direction of the pressure chamber 4 extending fastener 12 on, for example, in the form of a pin, which the seal 5 penetrates in the axial direction. At its pressure chamber facing distal end is the stop means 8th , For example in the form of an annular stop plate 27 , postponed or attached. This will be the seal 5 against the piston 3 pressed and axially biased.

Darüber hinaus weist die Dichtung 5 einen Zugang 13 auf, welcher einen innenliegenden Hohlraum 14 der Dichtung 5 fluiddurchlässig / fluidleitend mit dem Druckraum 4 verbindet. Eine gehäuseabgewandte Stirnseite 15 des Kolbens 3 dient der Anbindung zu einem Ausrücklager (hier nicht dargestellt). Hier ebenfalls dargestellt ist eine Vorlastfeder 16, welche entlang einer Umfangsrichtung des Zylindergehäuses 2 an einer Außenseite bzw. Außenfläche 17 angeordnet ist und auf den Kolben 3 wirkt. Die hier gezeigte erste beispielhafte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 wird vorzugsweise für Zentralausrücker eingesetzt. In addition, the seal points 5 an access 13 on which an internal cavity 14 the seal 5 fluid-permeable / fluid-conducting with the pressure chamber 4 combines. A housing facing away from the front side 15 of the piston 3 serves the connection to a release bearing (not shown here). Also shown here is a preload spring 16 , which along a circumferential direction of the cylinder housing 2 on an outer side or outer surface 17 is arranged and on the piston 3 acts. The first exemplary embodiment of the piston-cylinder arrangement shown here 1 is preferably used for Zentralausrücker.

In dieser Ausführung befinden sich am Kolben 3 entlang des Umfangs vorzugsweise gleichverteilte Befestigungselemente 12. In der Dichtung 5 befinden sich Öffnungen 18, bspw. in Form einer Durchgangsbohrung, durch die die Befestigungselemente 12 geschoben werden, bzw. durch welche die Befestigungselemente 12 die Dichtung 5 durchdringen. Auf die Befestigungselemente 12 wird als Anschlag für die Dichtung 5 ein Anschlagmittel 8 fixiert, wodurch die Dichtung 5 im Kolben 3 in axialer Richtung vorgespannt wird. Die innere und die äußere Dichtlippe 6, 7 der Dichtung 5 werden hierbei sowohl gegen das Gehäuse 2 als auch gegen den Kolben 3 gedrückt. Somit bilden Dichtungskanten 9, 10 die Abdichtung der Dichtlippen 6, 7 zum Kolben 3, indem die Dichtungskanten 9, 10 durch die Vorspannung der Dichtung 5 in axialer Richtung gegen den Kolben 3 gedrückt werden. Im Bereich der radial äußeren Dichtlippe 7 befinden sich Zugänge 13, welche zum einen für die Entlüftbarkeit des Hohlraums 14 innerhalb der Dichtung 5 bei einer Befüllung mit Druckmedium sorgen und zum anderen einen Druckausgleich zwischen dem Hohlraum 14 zu dem Raum außerhalb der Dichtung 5, welcher dem Druckraum 4 entspricht, gewährleisten. In this version are located on the piston 3 preferably equally distributed fasteners along the circumference 12 , In the seal 5 there are openings 18 , For example, in the form of a through hole through which the fasteners 12 be pushed, or through which the fasteners 12 the seal 5 penetrate. On the fasteners 12 is considered a stop for the seal 5 a lifting gear 8th fixed, causing the seal 5 in the piston 3 is biased in the axial direction. The inner and outer sealing lip 6 . 7 the seal 5 be here against both the case 2 as well as against the piston 3 pressed. Thus, sealing edges form 9 . 10 the sealing of the sealing lips 6 . 7 to the piston 3 by the sealing edges 9 . 10 by the bias of the seal 5 in the axial direction against the piston 3 be pressed. In the area of the radially outer sealing lip 7 there are accesses 13 , which on the one hand for the ventability of the cavity 14 inside the seal 5 ensure a filling with pressure medium and on the other hand, a pressure equalization between the cavity 14 to the room outside the seal 5 which is the pressure room 4 corresponds, ensure.

Durch die radiale Beweglichkeit der Dichtlippen 6, 7 am Kolben 3 wird kein Freistellvolumen mehr benötigt, wodurch die benötigte Volumenaufnahme des Druckmediums verringert wird, bspw. um bis zu 60%. Durch das Vorspannen der Dichtung 5 in dem eingerückten Zustand des Kolbens 3 wird die Kolben-Zylinder-Anordnung 1 zusätzlich steifer. Darüber hinaus wird die Montage der Dichtung 5 vereinfacht, da Montagehilfen bzw. Einführschrägen entfallen können.Due to the radial mobility of the sealing lips 6 . 7 on the piston 3 No more clearance volume is needed, which reduces the required volume capacity of the print medium, for example by up to 60%. By preloading the seal 5 in the engaged state of the piston 3 becomes the piston-cylinder arrangement 1 in addition stiffer. In addition, the assembly of the seal 5 simplified because mounting aids or insertion be omitted.

2 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführungsform ebenfalls als Ausschnittansicht im Längsschnitt der Kolben-Zylinder-Anordnung 1. Die hier gezeigte Ausführungsform wird vorzugsweise für einen Geberzylinder oder semihydraulischen Nehmerzylinder eingesetzt. Die hier gezeigte Dichtung 5 weist im Querschnitt eine halbkreisartige / U-profilartige Form auf und besitzt lediglich eine einzelne Dichtlippe 19 mit einer Dichtungskante 20. In der hier gezeigten Ausführungsform ist das Anschlagmittel 8 für die Dichtung 5 integral mit dem Kolben 3 in Form eines sich in Radialrichtung nach außen erstreckenden Vorsprungs 21 ausgebildet. Dadurch kann bei dieser Ausführungsform auf ein Anschlagmittel 8 als ein separates Bauteil verzichtet werden. 2 shows a second exemplary embodiment also as a cutaway view in longitudinal section of the piston-cylinder assembly 1 , The embodiment shown here is preferably used for a master cylinder or semi-hydraulic slave cylinder. The seal shown here 5 has a semi-circular / U-profile shape in cross-section and has only a single sealing lip 19 with a sealing edge 20 , In the embodiment shown here is the stop means 8th for the seal 5 integral with the piston 3 in the form of a radially outwardly extending projection 21 educated. As a result, in this embodiment, a stop means 8th be dispensed with as a separate component.

Auch in der hier gezeigten Ausführungsform weist die Dichtung 5 den Zugang 13 auf, welcher den durch die Dichtung 5 und eine umlaufende Außenfläche 22 (Mantelfläche) des Kolbens 3 ausgebildeten Hohlraum 23 mit dem Druckraum 4 fluiddurchlässig / fluidleitend verbindet. Also in the embodiment shown here, the seal 5 the access 13 on which by the seal 5 and a circumferential outer surface 22 (Lateral surface) of the piston 3 trained cavity 23 with the pressure room 4 fluid-permeable / fluid-conducting connects.

Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist, dass die Dichtung 5 direkt auf den Kolben 3 aufgezogen werden kann, wobei der Vorsprung 21, der der Dichtung 5 als Anschlagmittel 8 dient, in den Kolben 3 integriert sein kann. Wird die hier gezeigte Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 mit der Dichtung 5 bei so genannten Nehmerzylindern eingesetzt, so muss die in axialer Richtung wirkende Vorspannkraft hinreichend groß sein, um zu verhindern, dass zu Beginn des Ausrückvorgangs des Kolbens 3, bei dem der Druck in dem Druckraum 4 noch gering ist, die Dichtungsreibung der Dichtlippe 19 am Gehäuse 2 so stark festhält, dass der Kolben 3 verschoben wird und von der Dichtungskante 20 abhebt, wodurch Leckage auftritt. Sobald Druck in dem Druckraum 4 aufgebaut wird, wird die Dichtungskante 20 zusätzlich durch diesen gegen den Kolben 3 gedrückt, wodurch sich die Dichtwirkung erhöht.An advantage of this embodiment is that the seal 5 directly on the piston 3 can be raised, the projection 21 , the seal 5 as an attachment 8th serves, in the flask 3 can be integrated. Will the embodiment shown here, the piston-cylinder assembly 1 with the seal 5 used in so-called slave cylinders, so the acting in the axial direction biasing force must be sufficiently large to prevent that at the beginning of the disengagement of the piston 3 in which the pressure in the pressure chamber 4 is still low, the seal friction of the sealing lip 19 on the housing 2 holds so strong that the piston 3 is moved and from the sealing edge 20 lifts, causing leakage occurs. As soon as pressure in the pressure chamber 4 is built, the sealing edge 20 additionally by this against the piston 3 pressed, which increases the sealing effect.

Wird die hier gezeigte beispielhafte Ausführungsform als Geberzylinder eingesetzt, befindet sich ein Reservoir 24 zwischen dem Gehäuse 2 und dem Kolben 3, welches durch einen sich in Radialrichtung des Kolbens 3 nach außen erstreckenden und umlaufenden Vorsprung 25 zur Dichtung hin begrenzt wird und durch die an einer dem Reservoir 24 gegenüberliegenden Seite des Vorsprungs 25 anliegende Dichtung 5 zu dem Druckraum 4 hin fluiddicht abgedichtet ist.If the exemplary embodiment shown here is used as the master cylinder, there is a reservoir 24 between the case 2 and the piston 3 which passes through a radial direction of the piston 3 outwardly extending and circumferential projection 25 is limited to the seal and through the at one the reservoir 24 opposite side of the projection 25 fitting gasket 5 to the pressure room 4 is sealed fluid-tight.

Für den Einsatz dieser Kolben-Zylinder-Anordnung 1 als Geberzylinder ist die axiale Vorspannkraft unkritischer. Eine geringe Vorspannkraft kann sogar hilfreich sein, um bei einem Vorgang des Einkuppelns Unterdrücke im Druckraum 4 zu vermeiden. Ein geringer Druck im Druckraum 4 kann in Kombination mit der an der Dichtlippe 19 wirkenden Reibkraft beim Einkuppelvorgang die Dichtungskante 20 vorzeitig vom Kolben 3 wegziehen, wodurch ein Druckausgleich zwischen dem Raum des Reservoirs 24 und dem Druckraum 4 stattfinden kann. Dieser Vorgang wird als „Nachsaugen“ von Druckmedium aus dem Reservoir in den Druckraum 4 bezeichnet, und wirkt dem Aufbau eines Unterdrucks entgegen. Somit ist bei Geberzylindern die Integrierung einer Nachsaugfunktion möglich. For the use of this piston-cylinder arrangement 1 as master cylinder, the axial preload force is less critical. A small preload force may even be helpful in suppressing pressure in the pressure chamber during an engagement process 4 to avoid. A low pressure in the pressure chamber 4 Can be combined with the at the lip 19 acting friction force during engagement the sealing edge 20 prematurely from the piston 3 pull away, creating a pressure balance between the space of the reservoir 24 and the pressure room 4 can take place. This process is called "sucking" of pressure medium from the reservoir into the pressure chamber 4 denotes, and counteracts the build-up of a negative pressure. Thus, the integration of a Nachsaugfunktion is possible with master cylinders.

Durch die Erzeugung eines Unterdrucks wird hierbei die Dichtung 5 radial in Richtung zum Kolben 3 hin von dem Gehäuse 2 weggezogen, und das sich im Reservoir 24 befindliche Druckmedium kann durch einen Spalt 26 zwischen dem Gehäuse 2 und dem Vorsprung 25 des Kolbens 3 in den Druckraum 4 fließen. By generating a negative pressure in this case, the seal 5 radially in the direction of the piston 3 out from the case 2 moved away, and that in the reservoir 24 located pressure medium can through a gap 26 between the case 2 and the lead 25 of the piston 3 in the pressure room 4 flow.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kolben-Zylinder-Anordnung Piston-cylinder arrangement
22: (Zylinder-)Gehäuse (Cylinder) housing
33: Kolben piston
44: Druckraum pressure chamber
55: Dichtung poetry
66: radial innere Dichtlippe radially inner sealing lip
77: radial äußere Dichtlippe radially outer sealing lip
88th: Anschlagmittel slings
99: radial innere Dichtungskante radially inner sealing edge
1010: radial äußere Dichtungskante radially outer sealing edge
1111: druckraumzugewandte Stirnseite pressure chamber-facing end face
1212: Befestigungselement fastener
1313: Zugang Access
1414: Hohlraum cavity
1515: gehäuseabgewandte Stirnseite housing facing away from the front side
1616: Vorlastfeder preload
1717: Außenseite / Außenfläche Outside / outside surface
1818: Öffnung opening
1919: Dichtlippe sealing lip
2020: Dichtungskante sealing edge
2121: Vorsprung head Start
2222: Außenfläche outer surface
2323: Hohlraum cavity
2424: Reservoir reservoir
2525: Vorsprung head Start
2626: Spalt gap
2727: ringförmige Anschlagplatte annular stop plate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014216104 A1 [0002]
DE 102014209026 A1 [0002]

Claims

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) for a clutch, with a housing ( 2 ) and an axially displaceably arranged therein piston ( 3 ) and with an annular pressure chamber ( 4 ), which between the piston ( 3 ) and the housing ( 2 ) is formed and with a pressure medium for Zwververlagern the piston ( 3 ) is fillable, the piston ( 3 ) a seal ( 5 ), which the pressure space ( 4 ) and with a radially inner and a radially outer sealing lip ( 6 . 7 ) the housing ( 2 ) against fluid passage in the direction of the piston ( 3 ), characterized in that the seal ( 5 ) via a piston-resistant stop means ( 8th ) on the piston ( 3 ) to a pressure chamber ( 4 ) facing side is limited.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the seal ( 5 ) in the axial direction through the piston ( 3 ) and the stop means ( 8th ) is biased.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the stop means ( 8th ) as an integral part ( 21 ) of the piston ( 3 ) or as a separate component ( 27 ) is trained.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the seal ( 5 ) of a piston-resistant and in the direction of the pressure chamber ( 4 ) extending fastener ( 12 ) is penetrated.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) According to claim 4, characterized in that the fastening element ( 12 ) is formed as a pin or a pin.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 4 or 5, characterized in that a plurality of fastening elements ( 12 ) is available.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of claims 4 to 6, characterized in that the stop means ( 8th ) on a release bearing side of the fastener ( 12 ) is attached.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the seal ( 5 ) has a U or C profile in cross section.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the seal ( 5 ) a cavity ( 14 ), which for the in the pressure room ( 4 ) located pressure medium is accessible.

A clutch, such as a single clutch or a dual clutch for a motor vehicle, having a piston-and-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims.