DE102011087103A1

DE102011087103A1 - Geberzylinder

Info

Publication number: DE102011087103A1
Application number: DE102011087103A
Authority: DE
Inventors: Thomas Rammhofer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2012-06-28
Also published as: WO2012089186A2; WO2012089186A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder für ein hydraulisches Kupplungs- oder Bremssystem eines Fahrzeuges, bestehend aus einem Gehäuse, in dessen Längsbohrung ein Druckraum durch einen von einer Betätigungsstange verschiebbaren Kolben begrenzt ist, der gegenüber der Längsbohrung mittels einer am Kolben aufgenommenen Primärdichtung abgedichtet ist, wobei die Primärdichtung radial außen einen Dichtbereich zum Gehäuse hin aufweist erfindungsgemäß in der Art einer Kappe ausgebildet und stirnseitig am Kolben befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder für ein hydraulisches Kupplungs- oder Bremssystem eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs, bestehend im Wesentlichen aus einem Gehäuse, in dessen Längsbohrung ein Druckraum durch einen von einer Betätigungsstange verschiebbaren Kolben begrenzt ist, der gegenüber der Längsbohrung mittels einer am Kolben aufgenommenen Primärdichtung abgedichtet ist, wobei die Primärdichtung zumindest radial außen einen Dichtbereich zum Gehäuse hin aufweist.
Es sind bereits Kupplungsgeberzylinder mit bewegter Primärdichtung bekannt. Diese sind so aufgebaut, dass die Dichtung in einer Nut auf dem Kolben befestigt ist. Zur Montage wird die Dichtung aufgedehnt, über den Kolben geführt und in die Nut gefügt.
Eine entsprechende Ausführung ist in der Druckschrift DE 102 05 177 A1 offenbart. Die Aufnahme der Dichtung erfolgt mittels eines Schlittens, der eine axial begrenzte Bewegung vollführen kann und wiederum in einer Nut am Ende des Kolbens angeordnet ist.
In der Druckschrift DE 37 38 741 A1 wird ein Geberzylinder, insbesondere für hydraulische Kupplungsbetätigung bei Kraftfahrzeugen vorgeschlagen, bestehend aus einem Gehäuse, in dessen Längsbohrung ein Druckraum durch einen von einer Betätigungsstange verschiebbaren Kolben begrenzt ist, der gegenüber der Längsbohrung mittels einer Primärdichtmanschette abgedichtet ist, die ebenfalls in einer radial umlaufenden Nut des Kolbens aufgenommen ist.
Bei den vorgenannten Lösungen ist das relativ große Spiel der Primärdichtungen nachteilig, da die Bewegungsmöglichkeit der Primärdichtung innerhalb der Nut einen negativen Einfluss auf das Schnüffelspiel hat. Weiter verfügen die bekannten Primärdichtungen über zwei Dichtstellen, wobei sich radial außen die dynamische Dichtung zum Gehäuse hin befindet und radial innen der statische Dichtring zum Kolben hin vorgesehen ist. Dabei besteht die Gefahr, dass eventuelle Herstellungsfehler an der inneren Dichtkante zu einer unerwünschten Leckage führen können. Um dies zu vermeiden, ist derzeitig eine aufwendige Prüfung der Dichtung notwendig.
Ein weiterer Nachteil der vorgenannt beschriebenen Lösungen besteht darin, dass sich die Nut im Kolben nur seitlich entformen lässt, wodurch es zwangsläufig zu einer Gratbildung und einem Versatz kommt. In der Summe der Toleranzkette entsteht somit ein Fehler der zur Folge haben kann, dass die Dichtheit nicht gewährleistet wird und der Dichtsitz ggf. nachgearbeitet werden muss. Weiterhin benötigen die Lösungen für die Aufnahme der Dichtung einen großen Bauraumbedarf.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Geberzylinder für ein hydraulisches Kupplungs- oder Bremssystem eines Fahrzeuges zu entwickeln, der eine einfache, zuverlässige und spielfreie Befestigung der Primärdichtung am Kolben des Geberzylinders bei verringerten Kosten gewährleistet, wobei das Leckagerisiko und die Prüfkosten reduziert sind.
Diese Aufgabe wird mit einem Geberzylinder mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Geberzylinder, welcher für ein hydraulisches Kupplungs- oder Bremssystem eines Fahrzeuges Anwendung findet, besteht im Wesentlichem aus einem Gehäuse, in dessen Längsbohrung ein Druckraum durch einen von einer Betätigungsstange verschiebbaren Kolben begrenzt ist, der gegenüber der Längsbohrung mittels einer am Kolben aufgenommenen Primärdichtung abgedichtet ist, wobei die Primärdichtung radial außen einen Dichtbereich zum Gehäuse hin aufweist und die Primärdichtung erfindungsgemäß in der Art einer Kappe ausgebildet und stirnseitig am Kolben befestigt ist. Durch diese neuartige kappenartige Ausbildung der Primärdichtung und deren Befestigung an der Stirnseite des Kolbens wird eine spielfreie Anordnung der Primärdichtung am Kolben und gleichzeitig eine einfache und zuverlässige Abdichtung gegenüber dem Kolben gewährleistet.
Vorteilhafter Weise wird die Primärdichtung unter axialer Vorspannung am Kolben befestigt, wodurch zusätzlich gesichert ist, dass die Primärdichtung spielfrei auf dem Kolben sitzt und sich nicht unerwünscht verschieben kann.
Die Befestigung der Primärdichtung erfolgt insbesondere einfach und zuverlässig mittels eines Knüpfbereiches am Kolben.
Dabei kann die Primärdichtung im Knüpfbereich mit einem radial nach innen weisenden ersten Bereich oder einem radial nach außen weisenden zweiten Bereich in eine Ausnehmung/einen Hinterschnitt des Kolbens eingreifen.
Eine Möglichkeit besteht darin, dass der Kolben an seiner Stirnseite einen reduzierten Durchmesser mit einer radial nach innen weisenden ringförmig umlaufenden Ausnehmung aufweist und dass die Primärdichtung mit einem scheibenförmigen Bereich an der Stirnseite des Kolbens anliegt und mit dem radial nach innen weisenden ersten Bereich in die Ausnehmung des Kolbens unter axialer Vorspannung eingreift.
In einer weiteren Variante kann der Kolben an seiner Stirnseite einen Durchbruch mit einem sich anschließenden radial nach außen weisenden Hinterschnitt aufweisen, wobei die Primärdichtung mit einem ringförmigen Bereich an der Stirnseite des Kolbens anliegt und durch die Ausnehmung des Kolbens ragt und mit einem radial nach außen weisenden zweiten Bereich in den zweiten Hinterschnitt des Kolbens unter axialer Vorspannung eingreift.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine erhebliche Vereinfachung der Befestigung und der Primärdichtung am Kolben für Kupplungsgeberzylinder mit bewegter Dichtung geschaffen. Eine aufwendige Dichtungsgestaltung am Innendurchmesser der Dichtung, wie sie bei ringförmigen Primärdichtungen erforderlich war, kann damit entfallen. Dadurch reduzieren sich die Prüfkosten und das Leckagerisiko erheblich. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass keine Zusatzbearbeitung am Kolben notwendig ist. Das einfache Befestigen der Primärdichtung über einen Knüpfbereich (Nut im Primärdichtring und darin eingreifender Bereich des Kolbens – oder umgekehrt) gewährleistet eine einfache Montage.
Die spielfreie Anbindung der Primärdichtung in der Art eines Nutdichtrings durch axiale Vorspannung wird dadurch realisiert, dass die Primärdichtung aus einem elastischen Material, insbesondere einem Elastomer, gefertigt ist. Durch diese spielfreie Befestigung wird ein konstantes Schnüffelspiel des Geberzylinders gewährleistet. Weiterhin verringert sich der axiale Bauraumbedarf für die Befestigung der Primärdichtung um mehrere Millimeter, da eine Verlagerung des Anbindungsbereichs in den Kolben hinein erfolgt, wodurch sich wiederum die Länge des Kolbens und des Geberzylinders reduzieren kann.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in den reduzierten und konstanten Verlustwegen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen Geberzylinder, wobei die Primärdichtung kappenartig ausgebildet ist und in eine umfangsseitige Nut des Kolbens eingreift;
2 einen Längsschnitt durch einen Geberzylinder, wobei der Kolben eine stirnseitige Öffnung aufweist, durch welche die Primärdichtung greift.
Gemäß 1 und 2 weist der Geberzylinder 1 ein Gehäuse 2 auf, in dessen Längsbohrung 3 ein Druckraum 4 durch einen von einer Betätigungsstange 5 verschiebbaren Kolben 6 begrenzt ist. Der Druckraum 4 ist der gegenüber der Längsbohrung 3 mittels einer am Kolben 6 aufgenommenen Primärdichtung 7 abgedichtet, die in der Art einer Kappe ausgebildet ist.
Die Primärdichtung 7 weist radial außen einen Dichtbereich 7D zum Gehäuse 2 hin auf, liegt an der Stirnseite 6.1 des Kolbens 6 an und ist über einen gestrichelt markierten Knüpfbereich K mit dem Kolben 6 verbunden.
Dazu weist der Kolben 7 gemäß 1 stirnseitig eine im Vergleich zu seinem Kolbendurchmesser D1 verringerten stirnseitigen Durchmesser D2 auf. Zwischen den Durchmessern D1, D2 ist eine Nut 8 mit einem im Vergleich zum stirnseitigen Durchmesser D2 weiter verringertem Nutdurchmesser D3 vorgesehen. Der Primärdichtring 7 liegt mit einer (bodenartigen) kreisförmigen Anlagefläche 7.1 an der hier kreisförmigen Stirnseite 6.1 des Kolbens 6 an und greift über den stirnseitigen Durchmesser D2 mit einem radial nach innen weisenden Bereich 7.3 in die Nut 8 unter axialer Vorspannung und axial spielfrei (klemmend) ein und grenzt an eine Schulter 9 des Kolbens 6.
Gemäß 2 weist der Kolben 6 zur Befestigung der Primärdichtung 7 an seiner hier ringförmigen Stirnseite 6.1 eine Ausnehmung 6.2 mit einem sich anschließenden radial nach außen weisenden Hinterschnitt 6.3 auf. Dazu ist in diesem Fall der Kolben 6 rohrförmig ausgebildet und stirnseitig radial nach innen gebogen, so dass sich dadurch der Durchbruch 6.2 und der Hinterschnitt 6.3 ausbilden. Die Primärdichtung 7 weist im Knüpfbereich K eine zu der stirnseitigen Form des Kolbens 6 korrespondierende Kontur auf derart, dass sie mit einer ringförmigen Anlagefläche 7.2 an der ringförmigen Stirnseite 6.1 des Kolbens 6 anliegt und durch die Ausnehmung 6.2 des Kolbens 6 ragt und mit einem radial nach außen weisenden Bereich 7.4 in den Hinterschnitt 6.3 des Kolbens 6 unter axialer Vorspannung (klemmend) eingreift.
Zur Gewährleistung der axialen Vorspannung besteht die Primärdichtung 7 aus einem elastischen Material.
Dadurch, dass die Primärdichtung 7 als bzw. an einem kappenartigen bzw. deckelartigen Bauteil ausgebildet ist und eine mit der Stirnseite des Stempels korrespondierende Kontur zum axialen Einknöpfen aufweist, die über oder in das stirnseitige Ende des Kolbens 6 (welches der Betätigungsstange 5 gegenüberliegt) unter axialer Vorspannung gefügt wird, kann die Dichtfunktion bei reduzierten Prüfkosten, reduziertem axialem Bauraumbedarf und reduzierten und konstanten Verlustwegen verbessert werden.
Bezugszeichenliste

1: Geberzylinder
2: Gehäuse
3: Längsbohrung
4: Druckraum
5: Betätigungsstange
6: Kolben
6.1: Stirnseite des Kolbens 6
6.2: Ausnehmung
6.3: Hinterschnitt
7: Primärdichtung
7D: Dichtbereich der Primärdichtung
7.1: kreisförmigen Anlagefläche
7.2: ringförmigen Anlagefläche
7.3: radial nach innen weisender Bereich
7.4: radial nach außen weisender Bereich
8: Nut
9: Schulter
D1: Kolbendurchmesser
D2: stirnseitiger Durchmesser
D3: Nutdurchmesser
K: Knüpfbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10205177 A1 [0003]
DE 3738741 A1 [0004]

Claims

Geberzylinder (1) für ein hydraulisches Kupplungs- oder Bremssystem eines Fahrzeuges, bestehend aus einem Gehäuse (2), in dessen Längsbohrung (3) ein Druckraum (4) durch einen von einer Betätigungsstange (5) verschiebbaren Kolben (6) begrenzt ist, der gegenüber der Längsbohrung (3) mittels einer am Kolben (6) aufgenommenen Primärdichtung (7) abgedichtet ist, wobei die Primärdichtung (7) radial außen einen Dichtbereich (7D) zum Gehäuse (2) hin aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärdichtung (7) in der Art einer Kappe ausgebildet und stirnseitig am Kolben (6) befestigt ist.
Geberzylinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärdichtung (7) unter axialer Vorspannung und spielfrei am Kolben (6) befestigt ist.
Geberzylinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärdichtung (7) mittels eines Knüpfbereiches (K) am Kolben (6) befestigt ist.
Geberzylinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärdichtung (7) im Knüpfbereich (K) mit einem radial nach innen weisenden Bereich oder einem radial nach außen weisenden Bereich in eine Ausnehmung/einen Hinterschnitt des Kolbens (6) eingreift.
Geberzylinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6) an seiner Stirnseite (6.1) einen reduzierten Durchmesser (D2) mit einer radial nach innen weisenden ringförmig umlaufenden Nut (8) aufweist und dass die Primärdichtung (7) mit einer kreisförmigen (bodenartigen) Anlagefläche (7.1) an der Stirnseite (6.1) des Kolbens (6) anliegt und mit dem radial nach innen weisenden Bereich (7.3) in die Nut (8) des Kolbens (6) unter axialer Vorspannung eingreift.
Geberzylinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6) an seiner Stirnseite (6.1) eine Ausnehmung (6.2) mit einem sich anschließenden radial nach außen weisenden Hinterschnitt (6.3) aufweist und dass die Primärdichtung (7) mit einer ringförmigen Anlagefläche (7.2) an der Stirnseite (6.1) des Kolbens (6) anliegt und durch die Ausnehmung (6.2) des Kolbens (6) ragt und mit einem radial nach außen weisenden Bereich (7.4) in den Hinterschnitt (6.3) des Kolbens (6) unter axialer Vorspannung eingreift.