Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung, insbesondere Reibkupplung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Geberzylinder und einem

Nehmerzylinder und einer diese verbindende Leitung, wobei zumindest einer der Zylinder ein Gehäuse mit einer Druckkammer und einen in der Druckkammer axial verlagerbar angeordneten Kolben aufweist, und der Kolben mit einer Dichtung verbunden ist, die die Druckkammer zur Umgebung abdichtet.

Geberzylinder sowie Nehmerzylinder für die Betätigung von Kupplungen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. In den bekannten hydraulischen Systemen für manuelle Getriebe wird über den Fahrer des Kraftfahrzeugs ein Kupplungspedal betätigt, wodurch eine Kolbenstange einen Geberzylinderkolben axial verschiebt und somit das in dem hydraulischen System vorhandene

Hydraulikmedium in Richtung eines Nehmerzylinders verschiebt. Hierdurch wird die Kupplung für einen Gangwechsel geöffnet.

In den bekannten Geber- und Nehmerzylindern sind die Kolben zu den

Zylindergehäusen abgedichtet. Bei den Geberzylindern kommen sog. bewegte Dichtungen zum Einsatz, welche auf der Kolbenoberfläche angeordnet sind und sich mit dem Kolben mitbewegen. Weiterhin bekannt sind statische Dichtungen, die an einem Anschlag innerhalb des Gehäuses anliegen und sich nicht mit dem Kolben mitbewegen.

Bei Nehmerzylindern (concentric slave cylinder, CSC) wird im Stand der Technik häufig ein Nutdichtring mit dem Ringkolben verbunden. Der Nutdichtring befindet sich dabei an einer Stirnseite des Kolbens auf Seiten des Druckraums.

Bei den im Stand der Technik bekannten Dichtungen des Geber- und

Nehmerzylinders werden zwischen Kolben und Dichtung sog. Dichtringträger eingesetzt. Diese Dichtringträger sollen eine Spaltextrusion, also ein Fließen der Dichtung zwischen Kolben und Spalt (zwischen Druckraumwand im Zylinder und Kolben), verhindern. Durch die Spaltextrusion kann es zur Beschädigung bzw.

Lebenszeitverkürzung der Dichtung sowie zum Ausfall des gesamten

Ausrücksystems aufgrund von Leckage kommen. Durch die Verwendung von Dichtringträgern ist jedoch ein zusätzliches Bauteil in den Hydraulikzylindern notwendig, wodurch die Zylinder in der Herstellung sowie in der Montage teurer werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstige Alternative zur Vermeidung von Spaltextrusion in Hydraulikzylindern zu finden sowie eine Vorrichtung

anzugeben, welches die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile

überwindet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung gemäß des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung,

insbesondere Reibkupplung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder und einer diese verbindende Leitung, wobei zumindest einer der Zylinder ein Gehäuse mit einer Druckkammer und einen in der Druckkammer axial verlagerbar angeordneten Kolben aufweist, und der Kolben mit einer Dichtung verbunden ist, die die Druckkammer zur Umgebung abdichtet, gelöst, wobei erfindungsgemäß der Kolben eine axiale Erweiterung aufweist, die die Dichtung zumindest teilweise radial von außen umschließt und an welcher sich die Dichtung abstützt.

Bei der Betätigungsvorrichtung für die Kupplung handelt es sich insbesondere um eine hydraulische Betätigungsvorrichtung. Somit wird der Nehmerzylinder von Seiten des Geberzylinders über eine Hydraulikleitung mit Hydraulikmedium beaufschlagt. Es wäre jedoch auch denkbar, dass es sich um eine pneumatische Ausrückvorrichtung handelt. Alternative könnte der Geberzylinder aber auch durch eine automatisierte Kupplungsbetätigungsvorrichtung dargestellt werden. Der Kolben ist insbesondere lösbar mit der Dichtung verbunden. Es ist auch denkbar, dass die Dichtung in axialer Richtung an einer Fläche des Kolbens anliegt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Dichtung unmittelbar an dem Kolben an und/oder ist mit diesem verbunden.

Vorzugsweise ist die Dichtung form- und/oder kraftschlüssig mit dem Kolben verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird hierfür eine

schwalbenschwanzähnliche Geometrie an der Dichtung vorgesehen, über welche diese in den Kolben eingeknüpft wird. Der Kolben weist in diesem Fall eine

entsprechend der Schwalbenschwanzgeometrie der Dichtung komplementär ausgebildete Geometrie auf.

Bei dem Kolben kann es sich um einen Ringkolben bzw. einen ringförmigen Kolben handeln, der insbesondere im Bereich von Nehmerzylindern Einsatz findet.

Vorzugsweise ist der Kolben aus einem Kunststoff, insbesondere einem Duroplast oder einem Thermoplast, ausgebildet. Die Ausbildung von Kolben aus Kunststoffen macht die Zylinder deutlich leichter. Die Verwendung von Duroplast hat weiterhin den Vorteil, dass dieser bei der Verwendung in Hydraulikzylindern in Verbindung mit stehenden Dichtungen ein deutlich tribologisch optimiertes Verhalten bzgl. NVH (noise Vibration harshness) aufweist.

Bevorzugt wird die Verwendung (insbesondere in Verbindung mit bewegten

Dichtungen) von verstärktem, thermoplastischem Kunststoff für den Kolben sowie die Verwendung von nicht-verstärktem Kunststoff für die Erweiterung. Der nichtverstärkte Kunststoff im Bereich der Erweiterung hat den Vorteil, dass diese in radialer Richtung flexibel ist und sich leicht bewegen lässt.

Die Verstärkung des Kunststoffs im Kolben erfolgt insbesondere durch die Zugabe von Glasfasern und/oder Glaskugeln und/oder Kohlefasern oder dgl. Bei dem Hydraulikzylinder handelt es sich insbesondere um einen Geberzylinder, welcher zwischen Kupplungspedal und Hydraulikleitung angeordnet ist, oder einen Nehmerzylinder, welcher zwischen Hydraulikleitung und Kupplung angeordnet ist.

Das Gehäuse des Zylinders besteht insbesondere ebenso aus Kunststoff und weist Anschlüsse für die Hydraulikmediumszuleitung aus dem Reservoir sowie für die (Hydraulik-)Leitung zum Nehmerzylinder auf. Es wäre jedoch auch denkbar, das Gehäuse des Zylinders aus Metall auszubilden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Detailansicht eines Nehmerzylinders gemäß dem Stand der

Technik,

Fig. 2 eine Detailansicht eines Geberzylinders gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 3a eine Detailansicht eines Nehmerzylinders gemäß einer ersten

Ausführungsform der Erfindung

Fig. 3b eine Detailansicht eines Nehmerzylinders gemäß einer zweiten

Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 eine Detailansicht eines Geberzylinders gemäß einer weiteren

Ausführungsform der Erfindung

Üblicherweise weisen Vorrichtungen zur Kupplungsbetätigung zumindest einen Geberzylinder, einen Nehmerzylinder und eine diese verbindende Hydraulikleitung auf. Der Fahrer des Fahrzeugs kann durch die Betätigung eines Kupplungspedals über eine Kolbenstange einen Geberzylinder betätigen. Hierdurch wird das in dem Geberzylinder befindliche Hydraulikmedium über die Leitung in Richtung des

Nehmerzylinders gedrückt. Durch den dadurch entstehenden Druckaufbau im

Druckraum D des Nehmerzylinders wird ein Kolben des Nehmerzylinders axial verschoben, wodurch ein Ausrücklager betätigt wird, was wiederrum die Kupplung betätigt, insbesondere öffnet.

Figur 1 zeigt eine Detailansicht eines Nehmerzylinders gemäß dem Stand der Technik. Gezeigt wird der Druckraum D innerhalb eines Gehäuses 2 des Zylinders 1 . Innerhalb des Druckraums D befindet sich ein Kolben 4, welcher sich in einer axialen Richtung A bewegen kann. In einer radialen Richtung R zwischen dem Kolben 4 und der Innenwand des Gehäuses 2 befindet sich ein Spalt S. An dem Kolben 4 befindet sich eine Dichtung 3, welche mit dem Kolben 4 verbunden ist. Hier sind

verschiedenste Verbindungsarten denkbar. Die Dichtung 3 weist zwei Dichtlippen 3a, 3b auf, welche mit den Wänden des Zylindergehäuses 2 in Anlage kommen, um den Druckraum D abzudichten. Zwischen der Dichtung 3 und dem Kolben 4 befindet sich weiterhin ein Dichtringträger 5 oder eine Dichtungsarmierung. Bei einem

Druckaufbau im Druckraum D des Zylinders 1 werden die Dichtlippen 3a, 3b an die Innenwände des Druckraums D gedrückt und stützen sich jeweils am Dichtringträger 5 ab. Der Dichtringträger 5 weist dabei einen geringfügig größeren Durchmesser auf als der Kolben 4. Hierdurch kann die Dichtung 3 beim Druckaufbau im Druckraum D nicht in den Spalt S gezogen werden. Die Spaltextrusion wird somit wirksam durch den Dichtringträger 5 verhindert.

Figur 2 zeigt eine Detailansicht eines Geberzylinders gemäß dem Stand der Technik. Auch hier weist der Zylinder 1 das Gehäuse 2 auf, in welchem der Kolben 4 axial verlagerbar angeordnet ist. Der Kolben 4 kann insbesondere mit einem Zentrierpin 6 verbunden sein. Dieser Zentrierpin 6 wird vorzugsweise form- und/oder kraftschlüssig mit dem Kolben 4 verbunden. Axial zwischen dem Kolben 4 und dem Zentrierpin 6 ist die Dichtung 3 mit dem Dichtringträger 5 oder einer Armierung vorgesehen, wobei die Dichtung 3 mit einer Innenwand des Zylindergehäuses 2 in Anlage kommt, um den Druckraum D abzudichten. Der Dichtringträger 5 kommt mit seiner Stirnseite in Anlage mit einer Stirnseite des Kolbens 4. Der Weg, den die Dichtung 3 und der Dichtringträger 5 in axialer Richtung A zurücklegen können, ist durch den Kolben 4 und den Zentrierpin 6 begrenzt. ln Figur 3a ist eine Detailansicht des Druckraums D des Nehmerzylinders in einer ersten Ausführungsform gezeigt. Der Kolben 4 ist mit der Dichtung 3 form- und/oder kraftschlüssig verbunden. Wie in Figur 3a zu sehen ist, wird die Dichtung 3 direkt in den Kolben 4 eingeknüpft. Bevorzugt weist die Dichtung 3 hierfür eine

Schwalbenschwanzgeometrie auf, die in eine komplementär ausgebildete Aufnahme des Kolbens 4 eingeknüpft wird. Der Kolben 4 weist weiterhin eine axiale Erweiterung 4.1 auf, die die Dichtung 3 von radial außen zumindest teilweise umschließt. Die Erweiterung 4.1 des Kolbens 4 ist vorzugsweise durch ringförmig umlaufende Stege ausgebildet. Ein Teilbereich der Dichtung 3 wird somit vollständig von der

Erweiterung 4.1 des Kolbens 4 umschlossen. Die Erweiterung 4.1 weist im

Wesentlichen den gleichen Durchmesser auf wie der Kolben 4. Weiterhin ist die Erweiterung 4.1 bevorzugt einteilig bzw. einstückig mit dem Kolben verbunden.

Die Erweiterung 4.1 ist in radialer Richtung R flexibel bzw. elastisch ausgebildet und dient als Abstützung für die Dichtung 3 bzw. deren Dichtlippen 3a, 3b. Der Kolben selbst ist vollständig aus Kunststoff hergestellt, wobei der Kolben 4

Verstärkungsmaterialen, wie z.B. Glasfasern, aufweist und der Bereich der

Erweiterung 4.1 aus einem nicht-verstärkten Kunststoff besteht. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Erweiterung 4.1 nicht zu spröde wird bzw. elastisch bleibt und sich bei einem Druckaufbau im Druckraum D durch die Anpressung der Dichtlippen 3a, 3b flexibel bewegen kann und eine Spaltextrusion wirksam verhindert. Die

Erweiterung ermöglicht somit eine wirksame Verhinderung der Spaltextrusion, ohne zusätzliche Bauteile wie den Dichtringträger 5.

In Figur 3b ist eine Detailansicht des Druckraums D des Nehmerzylinders gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Auch hier ist die Dichtung 3 über einen Form- und/oder Kraftschluss mit dem Kolben 4 verbunden. Die Spaltextrusion wird in diesem Ausführungsbeispiel dadurch verhindert, dass die axiale Erweiterung 4.1 am Kolben 4 zum einen die Dichtung 3 radial außerhalb umschließt und diese somit abstützt und zum anderen dadurch, dass die axiale Erweiterung 4.1 zumindest bereichsweise und bevorzugt vollständig einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Kolben 4. Die Erweiterung 4.1 liegt vorzugsweise mit einer

Vorspannung (gerichtet auf die Innenwand des Gehäuses 2) an der Zylinderwand an. Die Erweiterung 4.1 ist weiterhin elastisch bzw. flexibel ausgestaltet. Der Endbereich der Erweiterung 4.1 weist bevorzugt eine runde Kontur auf, welche mit einer im Wesentlichen komplementär ausgebildeten Kontur der Dichtlippen 3a, 3b bei einem Druckaufbau im Druckraum D in Wirkverbindung steht. Die Dichtlippen 3a, 3b stützten sich demnach beim Druckaufbau an dem Endbereich der Erweiterung 4.1 ab. Durch diese Ausbildung der Erweiterung 4.1 des Kolbens kann eine

Beschädigung der Dichtung 3 verhindert werden.

Figur 4 zeigt eine Detailansicht eines Zylinders in Form eines Geberzylinders 1 . Dargestellt ist ein Detail eines Druckraums D, in welchem der Kolben 4 sowie die Dichtung 3 gezeigt sind. Der Kolben 4 ist mit dem Zentrierpin 6 kraft- und/oder formschlüssig verbunden. Hierfür können an dem Zentrierpin 6 Erhebungen in Form einer Tannenbaumgeometrie vorhanden sein. Der Zentrierpin 6 weist einen zylindrischen Teil geringen Durchmessers auf, welcher in den Kolben 4 eingesteckt wird. Weiterhin weist der Zentrierpin 6 einen Anschlagbereich auf, welcher ringförmig ausgebildet ist und den axialen Weg der Dichtung 3 begrenzt. Der Kolben 4 weist die Erweiterung 4.1 auf, die die Dichtung von radial außen zumindest teilweise umschließt. Die Dichtlippe 3b der Dichtung liegt vorzugsweise unmittelbar an der Innenwand des Zylindergehäuses 2 und einer Stirnseite der Erweiterung 4.1 an.

Die Herstellung des Kolbens 4 aus zwei unterschiedlichen Materialien kann z.B. über ein Zweikomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt werden. Alternativ könnte man den Kolben 4 durch Kleben oder Schweißen herstellen. Dadurch wäre es möglich, den Kolben 4 aus einem verstärkten und die Erweiterung 4.1 aus einem nichtverstärkten Kunststoff herzustellen.

Bezuqszeichenliste

1 Zylinder

2 Gehäuse

3 Dichtung

3a innere Dichtlippe

3b äußere Dichtlippe

4 Kolben

4.1 Erweiterung

5 Dichtringträger

6 Zentrierpin

D Druckraum

S Spalt

A Axiale Richtung

R Radiale Richtung