CN109026897A - 用于主动缸的多件式活塞以及主动缸单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于液压主动缸(2)的活塞(1)，所述活塞(1)设置为响应于导入主动踏板力而在所述主动缸(2)中轴向地移位，以便在此将液压介质排出，其中，活塞杆接收部(3)能够固定在所述活塞(1)上，以便将由活塞杆(4)导入的轴向力传递到所述活塞(1)上，其中，所述活塞(1)多件式地构造为使得用于滑动地接触所述主动缸(2)的导向套筒(5)包围独立于所述导向套筒(5)的芯(6)。

Description

用于主动缸的多件式活塞以及主动缸单元
技术领域
本发明涉及一种用于液压主动缸的活塞，所述活塞设置为机械地响应于导入主动踏板力而在主动缸中轴向地移位，以便在此将液压介质从主动缸排出并且操纵从动缸单元。在这里，活塞杆接收部能够固定/被固定在活塞上，以便将由活塞杆导入的轴向力传递到活塞上。
此外，本发明涉及一种主动缸单元，所述主动缸单元具有根据本发明的活塞以及液压主动缸。
背景技术
例如从公开文献DE 10 2008 010 448 A1已知这类活塞或者主动缸单元。其中公开了一种用于液压离合器操纵或者液压制动操纵的主动缸。该主动缸布置在壳体中，在所述壳体中又通过压力加载而可轴向运动地安装有活塞。活塞相对于壳体借助于密封装置密封，其中，密封装置通过施加在活塞上的中间环在轴向上相对彼此隔开间距。为了避免脏物引入到活塞的导向面上，所述中间环在径向上无间隙地定心地接收在壳体的内直径上。
这类主动活塞与从动活塞处于液压连接中，所述从动活塞又进行例如离合器或者制动器的操纵。为了尽可能有效率地形成那些操纵，主动活塞相对于主动缸密封地构型。对于这种密封，尤其是热固性塑料是适当的，从而主动活塞通常借助于这样的热固塑料材料来实现。在热固塑料构型的情况下首先问题是其成本高，因为其在制造上是费事的。
现有技术中的热固塑料构型的另一缺点是，所述热固塑料构型虽然实现高可靠性的密封功能，然而具有太小的刚度/强度，以确保活塞在缸体上在上部死点位置中牢固和可靠地止挡。因此，那种布置迫使主动缸单元构型为通过附加的部件实现止挡/停止功能。
发明内容
在此背景下，本发明基于下述任务：消除或者至少减少现有技术的缺点并且尤其提供一种活塞，在活塞相对于主动缸的密封功能相同或者甚至改进的情况下，所述活塞一方面引起制造时的成本降低，并且第二方面通过活塞自身实现停止功能。
根据本发明，这由此解决：所述活塞多件式地构造为使得用于滑动地和密封地接触主动缸的、优选外罩式的导向套筒包围独立于导向套筒的芯，所述芯优选地设计用于接收活塞杆接收部。因此可行的是，密封的导向套筒继续具有现有技术的有效密封特性地构型，而芯对此独立地构造为刚性部件，所述刚性部件一方面在径向上撑开导向套筒，由此提高其密封可靠性，并且另一方面成型有这样的肩部：使得通过其确保停止功能。
从属权利要求的主题是有利的实施方式并且接下来详细地解释。
有利的是，芯在轴向方向上在活塞的背离活塞杆接收部的侧上超过导向套筒突出/在轴向上与导向套筒重叠。这确保：在上部死点位置中只有所述芯贴靠在主动缸上，由此，有效地通过芯进而通过活塞自身实现停止功能。
尤其当在导向套筒和芯之间布置有附加的密封装置、优选O式环时，根据本发明的多件式活塞构型也确保在主动缸中有两个被活塞相互流体地分开的室。在这里，密封装置优选引导在槽中，所述槽在外部施加/安装在所述芯上。
优选地，所述芯在其径向外侧上具有至少一个空心室，从而相对于实心活塞实现进一步的材料节省。由于芯不与主动缸的径向罩面接触，所述芯能够由刚性材料成型，由此，那种实施方式的空心室几乎没有在活塞的强度方面的损失。
还有利的是，芯具有多个(例如4、8、12或16个)空心室，所述空心室被横向筋相互分开。横向筋横向于、优选正交于活塞的纵方向地延伸并且进一步优选地互相平面平行地延伸。一方面，横向筋实现空心室的构型，所述空心室引起以上所提到的材料节省。第二方面，横向筋在其径向外侧上预备用于与导向套筒的内侧接触并且因此使所述导向套筒在径向上张开。因此，横向筋有助于活塞的密封，因此在其几何形状上考虑与导向套筒的内侧的软接触。
如果在另一有利的实施方式中，在两个横向筋之间在周向方向上构造有多个、优选分别四个由纵向筋限定的空心室，则进一步促进芯的分割。所述分割实现了在小的重量和成本有利的制造时优化的安装空间利用。
尤其当活塞杆接收部通过多个在轴向方向上隔开间距的倒钩形状锁合和/或力锁合地与芯连接时，根据本发明的活塞能够紧凑地进而节省安装空间地布置。此外，所述倒钩在狭窄的安装空间上实现两个独立构件的有效耦合。
优选地，活塞杆接收部在朝向活塞杆的侧上具有冷杉式结构，由此在活塞杆接收部的周向方向上存在多个通过缝隙分开的段。那些通过缝隙分开的段实现活塞杆接收部在径向方向上一定的灵活性。由此实现活塞杆接收部在活塞杆上形状锁合地咬合，这使得这种实施方式的装配时间最小化。
只要导向套筒构型为热固塑料材料，就实现了在高使用寿命的情况下的有效密封。此外，热固塑料的特征在于，其具有相对地小的摩擦系数，由此实现活塞在不必克服大的摩擦力的情况下在缸体中滑动。这对根据本发明的活塞的效率以及操纵运动起有利的作用。
在另一实施方式中，导向套筒和芯由彼此不同的材料制造。导向套筒由密封的、滑动的材料(如以上所采用的热固塑料)构造，而芯由比热固塑料更便宜并且具有提高的强度和/或刚度的材料制造，以便能够确保停止功能。
如开篇所提到的那样，本发明的主题还有主动缸单元。所述主动缸单元具有活塞和主动缸，其中，根据本发明所述活塞多件式地由导向套筒和芯构型。因此，能够增加活塞对整个单元的优点，由此，在成本降低的情况下，从动活塞的运动能够更有动力地和更可靠地进行。
此外要说明，根据本发明，活塞划分为芯和导向套筒也提高了可浇铸性，因为导向套筒比现有技术已知的实心材料(Vollmaterial)更快速和更容易浇铸。
在将密封装置安装在芯和导向套筒之间的实施方式中，优选地在填充缸体期间禁止气泡通过。
热固塑料的材料节省优选共计大约50％。而在现有技术中常规的活塞占用大约7725mm3的体积，根据本发明的导向套筒优选占用3980mm3。由此产生大约百分之五十的节省。
本发明甚至在算入芯的体积时实现材料节省，因为芯大致构成空心体积。在之前的举例中，除了导向套筒的3980mm3之外，所述芯占用大约1960mm3。因此，得出大约75％的体积占用作为从现有技术已知的具有7725mm3的那个总和的比例，由此总体上实现大约25％的体积节省。
总而言之，本发明涉及一种具有优化的活塞结构的主动缸/主动缸单元。在这里，本发明超越了主动缸的活塞构造为实心体积体并且由此造成了高的材料消耗和因此造成了高的构件成本的现有技术。
因此，本发明的任务是公开一种主动缸，所述主动缸减少材料花费并且因此降低成本。在此背景下提出，活塞构型为框架式结构/芯而不是实心体积体，所述框架式结构被导向套筒包围。在此，在活塞的导向套筒和芯之间的密封功能通过(附加的)密封环来保证。为了将活塞附接到活塞杆接收部上，活塞杆接收部设有冷杉式的结构。
附图说明
现在，接下来参照附图详细地解释本发明，在这种情况下也解释不同的实施例。其示出了：
图1根据本发明的具有主动缸和活塞的主动缸单元；
图2a在立体分解图中的第一实施方式的带有活塞杆的活塞；
图2b在纵截面示图中的第一实施方式的带有活塞杆的活塞；
图3a在分解图中第一实施方式的带有活塞杆的活塞，其中，活塞杆接收部与活塞杆耦合；
图3b在与图3a相对应的纵截面示图中的带有活塞杆的活塞；
图4a在分解图中的第一实施方式的带有活塞杆的活塞，在所述分解图中，另外的部件相互耦合；
图4b在与图4a相对应的纵截面示图中的带有活塞杆的活塞；
图5a在分解图中的第一实施方式的带有活塞杆的活塞，其中，另外的部件又相互耦合；
图5b在与图5a相对应的纵截面示图中的带有活塞杆的活塞；
图6a在沿着图6b的线A-A的纵截面中的带有活塞杆的活塞；
图6b在沿着图6a的线B-B的横截面中的带有活塞杆的活塞；
图7a在侧视图中以及在沿着线B-B的横截面中的活塞的芯；
图7b在立体视图中的芯；
图8a在沿着线A-A的截面视图中的活塞的导向套筒；
图8b在立体视图中的导向套筒；
图9由活塞杆接收部成型的倒钩，所述倒钩嵌入到芯中；
图10在芯和导向套筒之间的突出部；
图11a在分解图中的另一实施方式的带有活塞杆的活塞，其中，活塞杆接收部与活塞杆耦合；
图11b在与图11a相对应的纵截面示图中的带有活塞杆的活塞；
图12a在分解图中的另一实施方式的带有活塞杆的活塞，其中，另外的部件相互耦合；
图12b在与图12a相对应的纵截面示图中的带有活塞杆的活塞；
图13a在分解图中的另一实施方式的带有活塞杆的活塞，其中，另外的部件又相互耦合；
图13b在与图13a相对应的纵截面示图中的带有活塞杆的活塞；
图14a活塞与活塞杆连接；
图14b在与图14a相对应的纵截面示图中的带有活塞杆的活塞；
图15a在另一实施方式中的、沿着图15b的线A-A穿过带有活塞杆的活塞的如图6中的纵截面；
图15b沿着图15a的线B-B的截面示图；
图16a在侧视图中以及在沿着线B-B的横截面中的活塞的另一实施方式的芯；
图16b在立体视图中的芯；
图17a在沿着线A-A的截面视图中的另一实施方式的活塞的导向套筒；
图17b在立体视图中的导向套筒；和
图18另一实施方式的由活塞杆接收部成型的倒钩。
附图仅仅是示意性质并且仅仅用于本发明的理解。单个的特征能够相互替换。相同的元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出活塞1，所述活塞布置在液压主动缸2中。活塞1通过活塞杆接收部3与活塞杆4耦合。此外，活塞1多件式地构造为使得用于滑动地接触主动缸2的导向套筒5包围独立于导向套筒5的芯6。用X指代的圆在下面进一步说明的图10中详细地示出。
在图2a中以分解图示出活塞1和活塞杆4的第一实施方式。O式环7作为密封装置布置在芯6的朝向活塞杆接收部3的端部上。活塞杆接收部3具有冷杉式结构，以实现围绕活塞杆4的球头的径向扩张。
在图2b中示出的纵截面中可见，导向套筒5基本上柱形地构型。套筒肩部8朝向导向套筒5的旋转轴线伸出，以便实现芯6止挡在导向套筒5中。在图2b的部分纵截面中(正如在图3b和4b中)以截面示图示出导向套筒5并且以侧视图示出芯。
在图3a中，冷杉式活塞杆接收部3与活塞杆耦合。此外，O式环7装入到芯6的外侧上的槽中，如在图3b的纵截面中也可见。活塞杆接收部3紧靠到活塞接收部上，以实现可靠的形状锁合，通过所述形状锁合不但能够传递拉力而且能够传递压力。
在图4a中，把芯6推入到导向套筒5中直至套筒肩部8。这是倒数第二的装配步骤。在最后的装配步骤中，最终活塞杆接收部3插入到芯6中。通过倒钩9大致确保在活塞杆接收部3和芯6之间的形状锁合。
这种组装好的状态在图5a和5b中示出。O式环7确保活塞1在主动缸2中进行由活塞1所限定的室的密封。此外，套筒肩部8除了实现芯6在轴向方向上的止挡也实现活塞杆接收部3在轴向方向上的止挡。
图6a和6b以纵截面或者说平面图示出组装好的活塞。在平面图中可见芯6的空心室10，所述空心室与图7相关联地详细地解释。其余的特征与之前的附图相关联地说明。
在图7a中以侧视图或者说以沿着线B-B的横截面示出芯6。在图7b中的立体视图中可见之前所提到的空心室10。所述空心室由横向筋11与纵向筋12共同地构造。
在图8a和b中的导向套筒5的视图中，除了在纵截面中已知的形状之外可见，套筒在空间上由其外表面构成柱体。所述柱体预备用于在主动缸的内壁上滑动。
在倒钩9和芯6之间的形状锁合在图9中放大地示出。此外，O式环7贴靠在套筒肩部8上。
图10的放大视图示出图1的一部分。在这里，芯止挡在缸体肩部13上进而实现停止功能。
在图11a和b中示出另一实施方式。在这里，O式环7布置在芯6的背离活塞接收部3的端部上。与之相应地，芯6在芯6的那个端部上具有O式环槽14。
装配在O式环槽14中的O式环7在图12a、b中示出。已经从图3a、b已知另外的部件，因此，在这种情况下，为避免重复，参照那些附图的说明。这同样也适用于图13a、b和14a、b，所述附图能够对应于附图4a、b或者说5a、b，其中，O式环7的布置分别是不同的布置。
在图15a的纵截面中，O式环7布置在套筒肩部8的区域中。如在芯6和导向套筒5的阴影部分上可见，这两者优选地由塑料制造。然而，优选地两种塑料相互不同。
由本发明实现的体积节省也在图15b中变得清晰，在该图中，除了四个纵向筋12之外，在导向套筒5和芯6之间在周向方向上分布地构造有空心室10。
在图16a和b中以侧视图、横截面和立体视图示出另一实施例的芯6。在这里，O式环7预备用于布置在芯肩部15的区域中。
图17a和b示出导向套筒5，所述导向套筒配备给图16a和b的芯6。在这里，那个导向套筒5也构造套筒肩部8。可行的是，那个导向套筒5与来自其它实施方式的导向套筒类似地或者甚至等同地成型。
在图18中示出下述实施方式的倒钩9嵌入到芯6中：在所述实施方式中，O式环槽14布置在背离活塞杆接收部3的端部上。因此，在这里不同于在图9中地，没有O式环7贴靠在套筒肩部8上。
附图标记列表
1 活塞
2 主动缸
3 活塞杆接收部
4 活塞杆
5 导向套筒
6 芯
7 O式环
8 套筒肩部
9 倒钩
10 空心室
11 横向筋
12 纵向筋
13 缸体肩部
14 O式环槽
15 芯肩部

Claims (10)

1.一种用于液压主动缸(2)的活塞(1)，所述活塞(1)设置为响应于主动踏板力导入而在所述主动缸(2)中轴向地移位，以便在此将液压介质排出，其中，活塞杆接收部(3)能够固定在所述活塞(1)上，以便将由活塞杆(4)导入的轴向力传递到所述活塞(1)上，
其特征在于，
所述活塞(1)多件式地构造为使得用于滑动地接触所述主动缸(2)的导向套筒(5)包围独立于所述导向套筒(5)的芯(6)。
2.根据权利要求1所述的活塞(1)，其特征在于，所述芯(6)在轴向方向上在所述活塞(1)的背离所述活塞杆接收部(3)的侧上超过所述导向套筒(5)突出。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，在所述导向套筒(5)和所述芯(6)之间布置有附加的密封装置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述芯(6)在所述芯的径向外侧处具有至少一个空心室(10)。
5.根据权利要求4所述的活塞(1)，其特征在于，所述芯(6)具有多个空心室(10)，所述空心室被横向筋(11)相互分开。
6.根据权利要求5所述的活塞(1)，其特征在于，在两个横向筋(11)之间在周向方向上构造有多个、优选四个空心室(10)，所述空心室由纵向筋(12)限定。
7.根据上述权利要求中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述活塞杆接收部(3)通过多个在轴向方向上隔开间距的倒钩(9)形状锁合和/或力锁合地与所述芯(6)连接。
8.根据上述权利要求中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述活塞杆接收部(3)在朝向所述活塞杆(4)的侧上具有冷杉式结构，由此，在所述活塞杆接收部(3)的周向方向上存在多个通过缝隙分开的段。
9.根据上述权利要求中任一项所述的活塞(1)，其特征在于，所述导向套筒(5)构型为热固塑料材料。
10.一种具有活塞(1)和主动缸(2)的主动缸单元，其特征在于，所述活塞(1)根据上述权利要求中任一项地构型。
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