Selbstreinigungsmechanismus für pneumatischen Zentralausrücker Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Selbstreinigungsmechanismus für einen pneumatischen Zentralausrücker.

Zwischen Motor und Getriebe eines Kraftfahrzeugs ist in der Regel eine Kupplung angeordnet, um den Kraftschluss zwischen Motor und Getriebe bei Bedarf herzustellen bzw. zu trennen, beispielsweise um die Getriebeübersetzung (den Gang) zu wechseln. Falls das Betätigen der Kupplung pneumatisch erfolgt, ist gemäß des Standes der Technik ein pneumatischer Zentralausrücker innerhalb einer Fahrzeugkupplungsglocke, die zwischen Motor und Getriebe angeordnet ist, vorgesehen. Ein pneumatischer Zentralausrücker gemäß des Standes der Technik ist beispielsweise aus der DE 10 201 1 078 125 A1 bekannt und wird anhand der beigefügten Fig. 3 dieses Anmeldetextes nachfolgend erläutert. Der Zentralausrücker weist eine Hohlwelle 14 zum Lagern eines Ausrückkolbens 16 auf, der in Richtung der Achse A der

Hohlwelle 14 bewegbar ist. Des Weiteren weist der Zentralausrücker ein den

Ausrückkolben 16 wenigstens teilweise umschließendes Gehäuse 15 auf, um zwischen Hohlwelle 14, Gehäuse 15 und Ausrückkolben 16 eine Druckkammer 31 zu bilden, die gegenüber der Umgebung abgedichtet und mit einer Druckluftquelle verbindbar ist. Falls die Druckkammer 31 mit Druckluft beaufschlagt wird, bewegt sich der

Ausrückkolben 16 in Fig. 3 nach links. Die Druckkammer 31 wird mittels den

pneumatischen Dichtungen 23a und 23i von der Umgebungsatmosphäre abgedichtet. Des Weiteren sollen Staubdichtungen 21 a und 23i vor eindringenden Partikeln schützen.

Koaxial und benachbart zum Zentralausrücker befindet sich die in Fig.3 nicht

dargestellte Kupplung (in Fig. 3 links neben dem Zentralausrücker), welche durch den Zentralausrücker direkt betätigt wird. Die Kupplung erzeugt staubförmigen

Kupplungsabrieb. Dieser Kupplungsabrieb ist aufgrund seiner abrasiven Wirkung schädlich für Gleitlager 22i und pneumatische Dichtungen 23a, 23i des Zentralausrückers. Verunreinigungen wie Kupplungsabrieb, der einmal zu den

Gleitlagern 22i oder den pneumatischen Dichtungen 23a, 23i vorgedrungen ist, erhöht deren Verschleiß und verringert folglich deren Lebensdauer. Der in Fig. 3 dargestellte Zentralausrücker gemäß des Standes der Technik wird im radial außenliegenden Bereich 200 lediglich durch eine Staubdichtung 21 a vor eindringendem Kupplungsabrieb geschützt. Staubdichtungen bieten allerdings keinen vollständigen Schutz vor eindringendem Kupplungsabrieb. Kupplungsabrieb, der über den radial außenliegenden Bereich 200, an der Staubdichtung 21 a vorbei, in den Zentralausrücker eindringt, dringt außerdem zu einer radial außenliegenden

pneumatischen Dichtung 23a vor, sowie durch die Druckkammer 31 hindurch zu radial innenliegenden Gleitlagern 22i sowie einer radial innenliegenden pneumatischen Dichtung 23i. Alle diese Elemente werden durch den Kupplungsabrieb angegriffen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Konstruktion vorzusehen, mittels welcher ein Eindringen von Kupplungsabrieb in einen pneumatischen Zentralausrücker minimiert wird, um die Lebensdauer von Lagern und Dichtungen innerhalb des Zentralausrückers zu erhöhen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Ausgestaltung gemäß der unabhängigen

Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß werden radial außenliegende Gleitlager und pneumatische

Dichtungen des Zentralausrückers nicht über Staubdichtungen vor Kupplungsabrieb und anderen Verunreinigungen aus der Umgebung geschützt, sondern durch das Vorsehen einer Reinigungskammer, in welcher die zu schützenden Komponenten angeordnet sind. Erfindungemäß sind die zu schützenden Komponenten innerhalb der Reinigungskammer angeordnet, wobei der Fluiddruck innerhalb der Reinigungskammer wenigstens zeitweise größer ist als der Umgebungsdruck auf jeden Fall aber

mindestens gleich dem Umgebungsdruck. Dadurch wird verhindert, dass

Verunreinigungen wie Kupplungsabrieb in die Reinigungskammer eindringen. Bei jeder Bewegung des Ausrückkolbens, also sowohl beim Einrücken als auch beim Ausrücken des Kolbens, wird der Fluiddruck innerhalb der Reinigungskammer erhöht. Hierdurch wird der Überdruck innerhalb der Reinigungskammer gegenüber der

Umgebung erhöht, es wird eine Schutzatmosphäre innerhalb der Reinigungskammer ausgebildet. Falls in die Reinigungskammer bereits Verschmutzungen eingedrungen sind, oder aktuell eindringen, werden diese durch den Überdruck wieder nach außen gedrückt.

Resultierend daraus herrscht in der Reinigungskammer gegenüber der

Umgebungsatmosphäre ständig ein latenter Überdruck und hierdurch ein latenter Abtransport von Verunreinigungen von der Reinigungskammer in die

Umgebungsatmosphäre, durch ein Abblasen von Luft aus der Reinigungskammer in die Umgebungsatmosphäre. Es gilt allgemein:

(Fluiddruck in der Druckkammer) > (Fluiddruck in der Reinigungskammer) > (Fluiddruck in der Umgebungsatmosphäre).

Ein Vorteil aus der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist, dass entweder die

Lebenszeit der pneumatischen Dichtungen und Gleitlager erhöht werden kann, oder dass diese weniger belastbar ausgelegt und somit günstiger ausgeführt werden können.

Die Verbindung der Reinigungskammer zur Umgebungsatmosphäre wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung mittels eines Entlüftungskanals mit hinreichend kleinem Kanalquerschnitt ausgeführt, sodass zwar Fluid aus der Reinigungskammer in die Umgebung entweichen kann, der Fluiddruck innerhalb der Reinigungskammer aber über einen langen Zeitraum über dem Fluiddruck der Umgebung liegt. Vorzugsweise entweicht durch den Entlüftungskanal lediglich eine solche Gasmenge in die

Umgebung, sodass der Überdruck in der Reinigungskammer bis zur nächsten

Bewegung des Ausrückkolbens erhalten bleibt. Gemäß einer bevorzugten

Ausführungsform wird der Querschnitt des Entlüftungskanals so angepasst, dass diese Bedingung bei einer durchschnittlichen Bewegungscharakteristik des Ausrückkolbens erfüllt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Entlüftungskanal mit einem

Strömungsdiffusor, wie beispielsweise einem Filter, gefüllt, um die durchströmende Gasmenge festzulegen, sowie um ein Eindringen von Partikeln in die

Reinigungskammer unterstützend zu verhindern.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten

Zentralausrückers in einer Halbschnittansicht. Fig. 2 zeigt einen beispielhaften pneumatischen Schaltplan des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 .

Fig. 3 zeigt einen Zentralausrücker gemäß des Standes der Technik in einer

Halbschnittansicht.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Zentralausrückers in einer Halbschnittansicht.

Der in Fig. 1 dargestellte Zentralausrücker ist koaxial zu einer Hohlwelle 14, die eine Symmetrieachse A aufweist, angeordnet. Von dem in Fig. 1 rechtseitigen Ende der Hohlwelle 14 erstreckt sich ein Teil eines Gehäuses 15 in radialer Richtung

scheibenförmig nach außen. Anschließend an diese Flanke erstreckt sich ein radial außenliegender zylinderförmiger Teil des Gehäuses in (entgegengesetzter) Richtung der Achse A, parallel zu der Hohlwelle 14, um in der Halbschnittansicht einen U- formigen Querschnitt eines quer liegenden„U's" auszubilden. Zwischen dem radial außenliegenden zylinderförmigen Teil des Gehäuses 15, dem scheibenförmigen Teil des Gehäuses 15, und der Hohlwelle 14 wird in Zusammenwirkung mit einer später näher beschriebenen flexiblen Dichtung 21 (hier in Form einer Faltenbalgdichtung) ein Raum ausgebildet, der nachfolgend noch näher beschrieben wird. Die Hohlwelle 14 und das Gehäuse 15 sind in diesem Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet.

Des Weiteren befindet sich innerhalb des Raums zwischen dem radial außenliegenden zylinderförmigen Teil des Gehäuses 15 und der Hohlwelle 14 ein Ausrückkolben 16. Dieser Ausrückkolben 16 ist in Richtung der Achse A nach links und rechts verschiebbar. In der in Fig 1 dargestellten Lage befindet sich der Ausrückkolben 16 in einer rechtsseitigen Endlage, in welcher der Ausrückkolben 16 maximal in das Gehäuse 15 eingefahren (eingerückt) ist. Der Ausrückkolben 16 ist in Richtung der Achse A nach links bewegbar, um aus dem Gehäuse 15 auszurücken. Durch das Gehäuse 15, die Hohlwelle 14 und den Ausrückkolben 16 wird eine Druckkammer 31 gebildet. Diese Druckkammer 31 wird durch eine radial innenliegende pneumatische Dichtung 23i sowie durch eine radial außenliegende pneumatische Dichtung 23a abgedichtet. Die radial innenliegende pneumatische Dichtung 23i dichtet auf einer Dichtfläche 14d der Hohlwelle ab, wobei die radial außenliegende pneumatische Dichtung 23a auf einer Dichtfläche 15d des Gehäuses abdichtet.

Der Ausrückkolben 16 wird innerhalb des Gehäuses 15 durch ein radial innenliegendes Gleitlager 22i sowie durch ein radial außenliegendes Gleitlager 22a auf der Achse A axial verschieblich gelagert. Das radial innenliegende Gleitlager 22i ist zwischen der Hohlwelle 14 und dem Ausrückkolben 16 angeordnet. Das radial außenliegende Gleitlager 22a ist zwischen dem zylinderförmigen Teil des Gehäuses 15 und dem Ausrückkolben 16 angeordnet. Der von dem Gehäuses 15 und der Hohlwelle 14 umschlossene Raum, in welchem der Ausrückkolben 16 verschiebbar angeordnet ist, wird durch eine Abtrennung 16t des Ausrückkolbens 16 aufgeteilt und abgetrennt, gesehen gemäß Fig. 1 in die

Druckkammer 31 rechtsseitig der Abtrennung 16t, und in eine Reinigungskammer 32 linksseitig der Abtrennung 16t.

Die radial außenliegende pneumatische Dichtung 23a dichtet die Druckkammer 31 gegenüber der Reinigungskammer 32 ab. Die Reinigungskammer 32 erstreckt sich zwischen dem Ausrückkolben 16, dem radial außenliegenden zylinderförmigen Teil des Gehäuses 15, sowie der flexiblen Dichtung 21 , die zwischen dem Gehäuse 15 und dem Ausrückkolben 16 abdichtet. Das Gehäuse 15 weist dabei ein im Wesentlichen ringförmiges Zwischenstück 15z auf, das zwischen der flexiblen Dichtung 21 und dem eigentlichen Gehäuse 15 abgeordnet ist. Die Druckkammer 31 ist fluidisch mit mindestens einem Ventil V2 (siehe Fig. 2) verbindbar, das zum Einleiten von Druckluft aus einer Fluiddruckquelle, die in dieser Ausführungsform als Druckluftquelle 60 angedeutet ist, in die Druckkammer 31 vorgesehen ist. Immer wenn Druckluft in die Druckkammer 31 eingeleitet wird, bewegt sich der Ausrückkolben 16 zum Ausrücken nach links (gesehen gemäß Fig. 1 ). Dabei vergrößert sich das Volumen der Druckkammer 31 , wobei das Volumen der

Reinigungskammer 32 verkleinert wird, worauf weiter unten noch eingegangen wird. Beim Ausrücken des Ausrückkolbens 16 nach links bewegt sich der radial

innenliegende Teil der flexiblen Dichtung 21 zusammen mit dem Ausrückkolben nach links, wohingegen der radial außenliegende Teil der Dichtung 21 weiterhin an dem

Gehäuse 15 anliegt, genauer an dem Zwischenstück 15z. Dabei verbleibt das Gehäuse 15 inklusive dem Zwischenstück 15z in seiner ursprünglichen Lage, ohne sich mit dem Ausrückkolben 16 nach links zu bewegen. Folglich wird die flexible Dichtung beim Ausrücken des Ausrückkolbens 16 gedehnt und gekippt. Wenn sich der Ausrückkolben 16 in einer nach links ausgerückten Position befindet, befindet sich der radial innenliegende Teil der flexiblen Dichtung 21 in einer nach links verschoben Lage, wohingegen der radial außenliegende Teil der flexiblen Dichtung 21 nicht verschoben ist. Dabei weist die flexible Dichtung 21 eine im Querschnitt konische Gestalt auf und dichtet weiterhin zwischen dem Ausrückkolben 16 und dem Gehäuse 15 ab.

Beim Ausrücken des Ausrückkolbens 16 (bewegen nach links) verkleinert sich das Volumen der Reinungskammer 32 durch das Bewegen der Abtrennung 16t nach links. Gleichzeitig vergrößert sich das Volumen der Reinigungskammer 32 durch das

Bewegen des radial innenliegenden Teils der flexiblen Dichtung 21 nach links. Diese Vergrößerung fällt allerdings geringer aus als die Verkleinerung. In der Summe wird somit beim Ausrücken des Ausrückkolbens 16 (bewegen nach links) eine Verkleinerung des Volumens der Reinigungskammer 32 verursacht.

Des Weiteren ist die Druckkammer 31 über mindestens ein Ventil V1 mit der

Reinigungskammer 32 fluidisch verbindbar (siehe Fig. 2). Zum Einrücken des ausgerückten Kolbens 16 wird das Ventil V1 geöffnet, wodurch Druckluft aus der Druckkammer 31 in die Reinigungskammer 32 geleitet wird. Die Druckkammer 31 wird dabei entlüftet, und der Ausrückkolben 16 rückt ein, bewegt sich nach rechts. Folglich wird der Gasdruck innerhalb der Reinigungskannnner 32 sowohl beim Einrücken (Bewegen nach rechts) des Kolbens 16 erhöht, durch eine Überleitung von Druckluft aus der Druckkammer 31 in die Reinigungskammer 32, als auch beim Ausrücken (Bewegen nach links) des Kolbens 16, durch Volumenverkleinerung der

Reinigungskammer 32.

Das Gehäuse 15 weist an einer Stelle, die immer ein Teil der Reinigungskammer 32 und niemals ein Teil der Druckkammer 31 ist, einen Entlüftungskanal 40 auf. Dieser Entlüftungskanal 40 verbindet die Reinigungskammer 32 fluidisch mit der Umgebung, sodass Gasvolumen innerhalb der Reinigungskammer 32, das unter einem höheren Druck als der Umgebungsdruck steht, von der Reinigungskammer 32 in die Umgebung entweichen kann. Innerhalb des Entlüftungskanals ist im vorliegenden

Ausführungsbeispiel ein Filter 41 angeordnet, der ein Durchströmtwerden von Gasen erlaubt, Partikel wie beispielsweise Kupplungsabrieb aber zurückhält.

Es gilt, dass der Gasdruck innerhalb der Druckkammer 31 immer größer ist als (oder gleich groß ist wie) der Gasdruck innerhalb der Reinigungskammer 32. Des Weiteren gilt, dass der Gasdruck innerhalb der Reinigungskammer 32 immer größer ist als (oder gleich groß ist wie) der Gasdruck in der Umgebung.

Im radial außenliegenden Bereich 200 des Zentralausrückers fallen große Mengen an Kupplungsabrieb an, wohingegen der radial innenliegende Bereich 100 des

Zentralausrückers weniger stark durch Kupplungsabrieb belastet ist.

Als unter Druck stehendes Fluid wird in dieser Ausführungsform Druckluft verwendet. Darüber hinaus ist die Verwendung von beliebigen kompressiblen Fluiden (Gasen) denkbar. Fig. 2 zeigt den pneumatischen Schaltplan des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 . Die Druckluftquelle 60 ist durch das Ventil V2 fluidisch mit der Druckkammer 31 verbindbar. Die Druckkammer 31 ist über das Ventil V1 fluidisch mit der Reinigungskammer 32 verindbar. Die Reinigungskannnner 32 ist des Weiteren mit der Unngebung fluidisch verbunden, über den Entlüftungskanal 40 bzw. Filter 41 .

Es wird ein Selbstreinigungsmechanismus für einen pneumatischen Zentralausrücker offenbart, der aufweist: eine Hohlwelle 14 zum Lagern eines Ausrückkolbens 16, der in Richtung einer Achse A der Hohlwelle 14 bewegbar ist; ein den Ausrückkolben 16 wenigstens teilweise umschließendes Gehäuse 15, um zwischen Hohlwelle 14,

Gehäuse 15 und Ausrückkolben 16 eine Druckkammer 31 zu bilden, die Gegenüber der Umgebung abgedichtet und mit einer Fluiddruckquelle 60 verbindbar ist; wobei fluidisch zwischen der Druckkammer 31 und Umgebung eine Reinigungskammer 32 angeordnet ist, die über einen Entlüftungskanal 40 mit der Umgebung verbindbar ist, wobei

Druckkammer 31 und Reinigungskammer 32 über ein erstes Ventil V1 fluidisch miteinander verbindbar sind. Der in Fig. 4 dargestellte Zentralausrücker weist alle Merkmale des in Fig. 1

dargestellten Zentralausrückers auf. Zusätzlich zu dem in Fig. 1 dargestellten

Zentralausrücker ist allerdings ein weiterer Entlüftungskanal 50 vorgesehen, der von der Reinigungskammer 32 radial nach innen verläuft, durch den Ausrückkolben 16 hindurch. Der Entlüftungskanal 50 ist in dieser Ausführungsform als Bohrung

ausgeführt. Der Entlüftungskanal 50 mündet in dem Zwischenraum zwischen

Ausrückkolben 16 und Hohlzylinder 14. In diesem Zwischenraum sind außerdem, wie auch bei dem in Fig. 1 dargestellten Zentralausrücker, die radial innenliegende

Staubdichtung 21 i, das radial innenliegende Gleitlager 22i, sowie die radial

innenliegende pneumatische Dichtung 23i angeordnet. Der Entlüftungskanal 50 ist analog zu dem Entlüftungskanal 40 dazu vorgesehen, dass auch durch den

Entlüftungskanal 50 das in der Reinigungskammer 32 unter Überdruck stehende Fluid, an der radial innenliegenden Staubdichtung 21 i vorbei, in die Umgebung entweichen kann. Hierdurch herrscht in der Darstellung der Fig. 4 direkt rechts neben der radial innenliegenden Staubdichtung 21 i ein höherer Fluiddruck als direkt links neben dieser. Hierdurch wird auch ein Eindringen von Kupplungsabrieb durch den radial

innenliegenden Bereich 100 verhindert, insbesondere an der radial innenliegenden Staubdichtung 21 i vorbei, hin zu dem radial innenliegenden Gleitlager 22i sowie hin zu der radial innenliegenden pneumatischen Dichtung 23i. Wie in Fig. 4 gezeigt, kann der Entlüftungskanal 50 in den Raum zwischen der Staubdichtung 21 i und dem Gleitlager 22i münden; alternativ kann er in den Raum zwischen der pneumatischen Dichtung 23i und dem Gleitlager 22i münden (nicht dargestellt). Des Weiteren kann der

Entlüftungskanal 50 alternativ zu dem Entlüftungskanal 40 vorgesehen sein.

Bezüglich der Darstellungen aus Fig. 1 und aus Fig. 4 wird klarstellend erwähnt, dass sich bei einem Ausrücken (Bewegen nach links) des Ausrückkolbens 16 das radial außenliegende Gleitlager 22a niemals über den Entlüftungskanal 40 bewegt, und die radial innenliegende Staubdichtung 21 i stets mit der Dichtfläche der Hohlwelle 14d in Kontakt bleibt.

BEZUGSZEICHENLISTE

14 Hohlwelle

14d Dichtfläche der Hohlwelle

15 Gehäuse

15d Dichtfläche des Gehäuses

16 Ausrückkolben

16t Abtrennung 21 Dichtung

21 i Staubdichtung, radial innenliegend

21 a Staubdichtung, radial außenliegend

22i Gleitlager, radial innenliegend

22a Gleitlager, radial außenliegend

23i Pneumatische Dichtung, radial innenliegend

23a Pneumatische Dichtung, radial außenliegend

31 Druckkammer

32 Reinigungskammer

40 Entlüftungskanal

41 Filter

50 Entlüftungskanal

60 Fluiddruckquelle (Druckluftquelle)

100 radial innenliegender Bereich des Zentralausrückers

200 radial außenliegender Bereich des Zentralausrückers

A Symmetrieachse der Hohlwelle

V1 Erstes Ventil

V2 Zweites Ventil