CN107750309A - 用于活塞缸组件的密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种密封装置(1)，其中，密封装置环形地构造并且能够以内周面(2)布置在活塞(4)的外周面(3)上，其中，该密封装置(1)具有沿轴向方向(5)指向的第一端侧(6)和相对置的、通过密封装置的延伸长度E(7)隔开间距的第二端侧(8)，其中，在第一端侧(6)处布置沿径向方向(9)向内指向的内密封唇(10)和向外指向的外部的第一密封唇(11)，其中，密封装置(1)在第二端侧(8)处具有在周向方向(12)上环绕的槽口(13)，该槽口在内周面的区域(14)中从第二端侧(8)出发沿着轴向方向(5)在长度L(15)上延伸，并且此外在第二端侧(8)处具有向外指向的第二密封唇(16)。

Description

用于活塞缸组件的密封装置
技术领域
本发明涉及用于活塞和活塞缸组件的密封装置，尤其用于主动缸，其中，该主动缸应用在液压路径内，尤其作为离合器主动缸(CMC：clutch master cylinder)用于离合器操纵装置或制动操纵装置。该活塞缸组件包括在缸中被支承的并且通过(气动的或液压的)压力介质的压力能够沿轴向方向移动的活塞。
背景技术
活塞缸组件尤其包括主动缸，该主动缸与离合器接合系统的或离合器分离系统的从动缸(例如同心从动缸，CSC：concentric slave cylinder)共同作用，尤其用于离合器，尤其用于机动车的离合器。
主动缸(CMC)被划分成两类，即具有静止的密封装置的主动缸和具有运动的密封装置的主动缸。这样的密封装置通常由硅材料或三元乙丙橡胶材料(EPDM-材料)制造。运动的密封装置布置和固定在活塞上并且相对于主动缸沿着壳体壁运动。在此，密封唇与主动缸的壳体壁接触并且构造动态的密封面。
在这里提出的密封装置尤其是这样运动的密封装置：该密封装置布置在活塞上。
这样的密封装置在相对于压力介质的相容性方面具有部分情况下明显的缺点，所述缺点会缩短产品(在这里是活塞缸组件)的生命周期。与不同的制动液体和其组成部分的不相容性经过一段时间导致密封件的不密封性。
发明内容
由此出发，本发明基于下述任务：至少部分地克服由现有技术已知的缺点，并且尤其在与不同的压力介质的协调性方面提供牢固的密封装置，该密封装置附加地还限制噪音水平上限，并且在活塞缸组件运行时和在以压力介质充注活塞缸组件期间确保密封功能。
所述任务通过独立权利要求1的特征解决。有利的扩展方案是从属权利要求的主题。在权利要求中分别列举的特征能够以任意的、在技术上有意义的方式相互组合并且能够通过说明书阐述的事实和附图的细节来补充，其中，示出本发明的另外的实施变型。
本发明涉及密封装置，其中，该密封装置环形地构造并且能够以内周面布置在活塞的外周面上，其中，该密封装置具有沿轴向方向指向的第一端侧和相对置的、通过密封装置的延伸长度E隔开间距的第二端侧，其中，在第一端侧处布置有沿径向方向向内指向的内密封唇和向外指向的外部的第一密封唇，其中，该密封装置在第二端侧处具有在周向方向上环绕的槽口，该槽口在内周面的区域中从第二端侧出发沿着轴向方向在长度L上延伸，并且此外在第二端侧处具有向外指向的第二密封唇。
内周面在(直接)邻接到该槽口上的第二区域中尤其具有第一直径D1，并且密封装置在槽口中具有(最大的)第二直径D2，其中，D2至少为
a)D1+1mm[毫米]，尤其至少D1+3mm，和/或
b)1.01×D1，尤其至少1.03×D1，
并且其中，长度L有至少
i)1mm，尤其至少2mm，和/或
ii)0.1×E，尤其至少0.2×E。
优选地，槽口具有虚拟的(想象的)体积，其中，虚拟体积通过第二端侧沿着径向方向的虚拟延长并且通过内周面沿着轴向方向的虚拟延长以及通过密封装置在槽口中的壁构成，其中，该虚拟体积至少为
a.π×D1×1mm2，尤其至少π×D1×3mm2，和/或
b.π×D1×1.01×D1×0.1×E，尤其至少π×D1×1.03×D1×0.2×E。
所述虚拟体积尤其存在于未装配的密封装置中。优选地，在a)、b)、i)、ii)、a和b的情况下所述的条件然而也适用于已经装配在活塞上的密封装置(即使在那时由于当前预紧的密封装置，存在D1、D2可能还有E的值的一些改变)。
此外提出用于主动缸的活塞，其中，该活塞具有根据本发明的密封装置，该密封装置布置在活塞的外周面上。
根据优选的扩展方案，活塞在外周面上具有止挡部，其中，该止挡部与密封装置的第一端侧共同作用并且限界密封装置沿着轴向方向的运动。该止挡部尤其通过在外周面上的凸起构成(即具有比布置密封装置的外周面区域更大的直径)。
此外提出一种活塞缸组件，该活塞缸组件包括主动缸和在主动缸内被支承的并且通过压力介质的压力能够沿着轴向方向运动的根据本发明的活塞，其中活塞和主动缸构造至少一个次级压力室，并且其中，(根据本发明的)密封装置使次级压力室相对于在活塞缸组件外的环境密封，并且第一端侧指向次级压力室，其中，(根据本发明的)密封装置这样地实施：使得在第一运行状态中在次级压力室中存在相对于环境负压时，外部的第一密封唇沿轴向方向被拉向次级压力室，使得该密封装置实施横向于轴向方向的转动运动，并且布置在第二端侧处的向外指向的第二密封唇向主动缸的壳体壁运动并且在那里构成第二外密封面。
因此密封装置尤其具有一定的可变形性，该可变形性能够通过密封装置的形状和特别构型实现。
主动缸尤其应用在液压路段内，尤其作为CMC(离合器主动缸，clutch mastercylinder)用于离合器操纵装置，并且活塞和主动缸附加地构造初级压力室，该初级压力室通过在活塞和主动缸之间的初级密封装置相对于次级压力室密封。
专业技术人员已知术语“初级压力室”和“次级压力室”，例如由DE 29822 705U1已知。
优选地，第一运行状态包括以压力介质充注初级压力室，其中在此，在次级压力室中存在相对于环境和初级压力室的负压。这种第一运行状态包括例如在开始运行时以压力介质充注活塞缸组件。为此，在次级压力室中尤其存在真空(强负压，例如小于100mbar[毫巴]，尤其小于1mbar)，使得在注入压力介质(例如液压油)时，空气不能进入到液压系统中。在这样存在负压时产生相对于环境的压力差，由于该压力差，密封装置滑向止挡部，并且在此与止挡部构成另一密封面。在压力差增加时，外部的第一密封唇沿轴向方向被拉向次级压力室，使得密封装置实施横向于轴向方向的转动运动，并且在第二端侧处布置的向外指向的第二密封唇向主动缸的壳体壁运动并且在那里构成第二外密封面。该第二密封唇使次级压力室相对于环境密封。因此，在这里提出的密封装置的设计能够实现自强化机制，用于(真空)充注过程。
尤其在第二运行状态中，在次级压力室中布置有压力介质，其中，在次级压力室中的压力至少如在环境中那样大，其中，外部的第一密封唇与壳体壁构造第一外密封面，并且第二密封唇与壳体壁隔开间距地布置。该第二运行状态尤其存在于活塞缸组件的正常运行中。
密封装置尤其布置在活塞上并且能够随着活塞相对于主动缸的壳体壁沿着轴向方向运动。
活塞缸组件尤其包括离合器主动缸或离合器从动缸并且能够通过液压的压力介质(例如油)或气动的压力介质(例如压缩空气)操纵。
优选地，密封装置组件安装在机动车的离合器的离合器接合系统或离合器分离系统中。
附图说明
以下根据附图详细地阐述本发明以及技术领域。附图示出特别优选的实施例，然而本发明不局限于所述实施例。尤其对此要指出，附图和尤其示出的尺寸关系仅仅是示意性的。相同的附图标记示出相同的主题。其示出了：
图1在截面中的具有离合器和离合器分离系统的机动车；
图2在侧视图中的在截面中的活塞缸组件；
图3根据图2的示图的局部；
图4根据图3的示图的局部；和
图5在侧视图中的在截面中的密封装置。
具体实施方式
图1示出在截面中的具有离合器47和离合器分离系统45的机动车51。该离合器分离系统45尤其包括活塞缸组件49，该活塞缸组件具有主动缸23和能够在所述主动缸中沿着轴向方向5运动的活塞4，该活塞通过离合器踏板50操纵。该活塞缸组件49通过液压路径35(压力管路)与离合器从动缸42连接。在该活塞缸组件49中，活塞4通过密封装置1相对于主动缸23密封。通过操纵离合器踏板50，在活塞缸组件49中使压力介质26在液压路径35中运动，并且因此操纵在离合器从动缸42中的活塞。离合器从动缸42的活塞通过分离弹簧44与离合器47的摩擦组48连接，使得从动轴46能够与变速器输入轴41连接，用于传递转矩，或者说能够松开存在的连接。
从动轴46、变速器输入轴41和离合器47绕着共同的转动轴线43旋转。
图2以侧视图示出在截面中的活塞缸组件49。该活塞缸组件49包括主动缸23和支承在主动缸23内的并且通过压力介质26的压力40能够沿着轴向方向5运动的活塞4。活塞杆52与活塞4连接。该活塞4具有密封装置1，该密封装置布置在活塞4的外周面3上并且能够随着活塞4沿着壳体壁31运动。活塞4和主动缸23构造次级压力室27，其中，密封装置1相对于在活塞缸组件49外的环境28密封次级压力室27。
图3示出根据图2的示图的局部。主动缸23布置在液压路径35内，并且活塞4和主动缸23构造初级压力室36，该初级压力室通过在活塞4和主动缸23之间的初级密封装置37相对于次级压力室27密封。在第二运行状态39中，在次级压力室27中布置有压力介质26，其中，在次级压力室27中的压力40至少如在环境28中那么大，其中，外部的第一密封唇11与壳体壁31构造第一外密封面32，并且第二密封唇16与壳体壁31隔开间距地布置。该第二运行状态39尤其存在于活塞缸组件49的正常运行中。
图4示出根据图5的示图的局部。密封装置1环形地构造并且以内周面2布置在活塞4的外周面3上，其中，密封装置1具有沿轴向方向5指向的第一端侧6和相对置的第二端侧8。在第一端侧6处布置有沿径向方向9向内指向的内密封唇10和向外指向的外部的第一密封唇11，其中，密封装置在第二端侧8处具有在周向方向12上环绕的槽口13。此外，密封装置1在第二端侧8处具有向外指向的第二密封唇16。
活塞4和主动缸23构造次级压力室27，其中，密封装置1使次级压力室27相对于在活塞缸组件49外的环境28密封。第一端侧5指向次级压力室27，其中，密封装置1这样实施：使得在第一运行状态38中，在次级压力室27中存在相对于环境28的负压29时，外部的第一密封唇11沿轴向方向5被拉向次级压力室27。在存在负压时产生相对于环境28的压力差，通过该压力差，密封装置1实施到止挡部24的运动25并且因此滑动向该止挡部24，并且在此与止挡部24构成另一密封面。在压力差增加时，外部的第一密封唇11沿轴向方向5被拉向次级压力室27，使得密封装置1实施横向于轴向方向5的转动运动30，并且在第二端侧8处布置的、向外指向的第二密封唇16向主动缸23的壳体壁31运动并且在那里构成第二外密封面33。该第二密封唇16附加地(与外部的第一密封唇11一起)使次级压力室27相对于环境28密封。因此，在这里提及的密封装置1的设计能够实现自强化机制，用于(真空)充注过程。
图5以侧视图示出在截面中的(未装配的)密封装置1。该密封装置1环形地构造并且能够以内周面2布置在活塞4的外周面3上。密封装置1具有沿轴向方向5指向的第一端侧6和相对置的、通过密封装置1的延伸长度E 7隔开间距的第二端侧8，其中，在第一端侧6处布置有沿径向方向9向内指向的内密封唇10和向外指向的外部的第一密封唇11。密封装置1在第二端侧8处具有沿周向方向12环绕的槽口13，该槽口在内周面2的第一区域14中从第二端侧8出发沿着轴向方向5在长度L 15上延伸，并且此外在第二端侧8处具有向外指向的第二密封唇16。内周面2在(直接)邻接到槽口13的第二区域17中具有第一直径D1 18，并且密封装置1在槽口13中具有第二直径D2 19，其中，D2大于D1。
槽口13具有虚拟体积20，其中，该虚拟体积20通过第二端侧8沿着径向方向9的虚拟延长21并且通过内周面2沿着轴向方向5的虚拟延长21以及通过密封装置1在槽口13中的壁22构成。
密封装置1具有一定的可变形性，该可变形性能够通过密封装置1的形状和特别构型实现。例如，在这里在第二密封唇16和外部的第一密封唇11之间设置有凹处53，通过该凹处能够实现密封装置1的转动运动30/使密封装置的转动运动变容易(见图4)。槽口13在这里满足相同的功能。槽口13和凹处53能够正好共同地实现：装配在活塞4上的密封装置1在相应的压力关系时能够实施运动25或者转动运动30，使得第二密封唇16与主动缸23的壳体壁31构成附加的第二外密封面33。
因此，正好在以压力介质26充注(第一运行状态38)活塞缸组件49时，确保没有空气进入到该液压系统中，其中，在活塞缸组件49的正常运行(第二运行状态39)中没有出现初始设置的密封面的改变(即仅第一外密封面32起作用，而第二密封唇16与壳体壁31隔开间距地布置)。
附图标记列表
1 密封装置
2 内周面
3 外周面
4 活塞
5 轴向方向
6 第一端侧
7 延伸长度E
8 第二端侧
9 径向方向
10 内密封唇
11 外部的第一密封唇
12 周向方向
13 槽口
14 第一区域
15 长度L
16 第二密封唇
17 第二区域
18 第一直径D1
19 第二直径D2
20 虚拟体积
21 虚拟延长
22 壁
23 主动缸
24 止挡部
25 运动
26 压力介质
27 次级压力室
28 环境
29 负压
30 转动运动
31 壳体壁
32 第一外密封面
33 第二外密封面
34 内密封面
35 液压路径
36 初级压力室
37 初级密封装置
38 第一运行状态
39 第二运行状态
40 压力
41 变速器输入轴
42 离合器从动缸
43 转动轴线
44 分离弹簧
45 离合器分离系统
46 从动轴
47 离合器
48 摩擦组
49 活塞缸组件
50 离合器踏板
51 机动车
52 活塞杆
53 凹处

Claims (10)

1.密封装置(1)，其中，所述密封装置(1)环形地构造并且能够以内周面(2)布置在活塞(4)的外周面(3)上，其中，所述密封装置(1)具有沿轴向方向(5)指向的第一端侧(6)和相对置的、通过所述密封装置(1)的延伸长度E(7)隔开间距的第二端侧(8)，其中，在所述第一端侧(6)处布置有沿径向方向(9)向内指向的内密封唇(10)和向外指向的外部的第一密封唇(11)，其中，所述密封装置(1)在所述第二端侧(8)处具有在周向方向(12)上环绕的槽口(13)，所述槽口(13)在所述内周面(2)的第一区域(14)中从所述第二端侧(8)出发沿着所述轴向方向(5)在长度L(15)上延伸，并且此外在所述第二端侧(8)处具有向外指向的第二密封唇(16)。
2.根据权利要求1所述的密封装置(1)，其中，所述内周面(2)在邻接到所述槽口(13)上的第二区域(17)中具有第一直径D1(18)，并且所述密封装置(1)在所述槽口(13)中具有第二直径D2(19)，其中，D2(19)至少为
c)D1+1mm[毫米]，和/或
d)1.01×D1
并且其中，所述长度L(15)至少为
iii)1mm和/或
iv)0.1×E。
3.根据上述权利要求中任一项所述的密封装置(1)，其中，所述槽口(13)具有虚拟体积(20)，其中，所述虚拟体积(20)通过所述第二端侧(8)沿着所述径向方向(9)的虚拟延长(21)并且通过所述内周面(2)沿着所述轴向方向(5)的虚拟延长(21)以及通过所述密封装置(1)在所述槽口(13)中的壁(22)构成，其中，所述虚拟体积(20)至少为
c.π×D1×1mm2和/或
d.π×D1×1.01×D1×0.1×E。
4.用于主动缸(23)的活塞(4)，其中，所述活塞(4)具有根据上述权利要求中任一项所述的密封装置(1)，所述密封装置布置在所述活塞(4)的外周面(3)上。
5.根据权利要求4所述的活塞(3)，其中，所述活塞(3)在所述外周面(3)上具有止挡部(24)，其中，所述止挡部(24)与所述密封装置(1)的第一端侧(6)共同作用并且限界所述密封装置(1)沿着所述轴向方向(5)的运动(25)。
6.活塞缸组件(49)，所述活塞缸组件包括主动缸(23)和支承在所述主动缸(23)内的并且通过压力介质(26)的压力能够沿着轴向方向(5)运动的活塞(4)，所述活塞是根据权利要求4或5中任一项所述的活塞，其中，活塞(4)和主动缸(23)构造至少一个次级压力室(27)，并且其中，所述密封装置(1)使所述次级压力室(27)相对于在所述活塞缸组件(49)外的环境(28)密封，并且第一端侧(6)指向所述次级压力室(27)，其中，所述密封装置(1)这样地实施：使得在第一运行状态(38)中在所述次级压力室(27)中存在相对于所述环境(28)的负压(29)时，所述外部的第一密封唇(11)沿所述轴向方向(5)被拉向所述次级压力室(27)，使得所述密封装置(1)实施横向于所述轴向方向(5)的转动运动(30)，并且布置在所述第二端侧(8)处的向外指向的第二密封唇(16)向所述主动缸(23)的壳体壁(31)运动并且在那里构成第二外密封面(33)。
7.根据权利要求6所述的活塞缸组件(49)，其中，所述主动缸(23)应用在液压路径(35)内，尤其作为主动缸用于离合器操纵装置或制动操纵装置，并且活塞(4)和主动缸(23)附加地构造初级压力室(36)，所述初级压力室通过在活塞(4)和主动缸(23)之间的初级密封装置(37)相对于所述次级压力室(27)密封。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的活塞缸组件(49)，其中，所述第一运行状态(38)包括以压力介质(26)充注所述初级压力室(36)，其中，在此在所述次级压力室(27)中存在相对于所述环境(28)和所述初级压力室(36)的负压(29)。
9.根据权利要求7所述的活塞缸组件(49)，其中，在第二运行状态(39)中，在所述次级压力室(27)中布置有压力介质(26)，其中，在所述次级压力室(27)中的压力(40)至少如在所述环境(28)中那么大，其中，所述外部的第一密封唇(11)与所述壳体壁(31)构造第一外密封面(32)，并且所述第二密封唇(16)与所述壳体壁(31)隔开间距地布置。
10.根据上述权利要求6到9中任一项所述的活塞缸组件(49)，其中，所述密封装置(1)布置在所述活塞(4)上并且能够随着所述活塞(4)相对于所述主动缸(23)的壳体壁(31)沿着所述轴向方向(5)运动。
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