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Die
Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungsvorrichtung einer Bremsanlage
oder einer Kupplung für
Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Dabei umfasst
ein Geber- oder Nehmerzylinder ein hinteres Führungsrohr, das axial in einen
Hauptkörper
des Zylinders eingepaßt
ist.
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Die
Erfindung betrifft im einzelnen eine hydraulische Betätigungsvorrichtung
einer Kraftfahrzeugkupplung oder einer Bremsanlage, die wenigstens
einen Betätigungszylinder
enthält,
wobei der Zylinder einen in etwa rohrförmigen Zylinderkörper umfaßt, in dem
ein Kolben axial gleitend verschiebbar gelagert ist, der über eine
vordere Querfläche
eine zylindrische Hydraulikkammer begrenzt, wobei eine Anschlußöffnung für einen
Kanal in der Hydraulikkammer mündet,
wobei der Zylinderkörper
aus wenigstens zwei Teilen aus synthetischem Material, etwa aus
Kunststoff, ausgeführt
ist, die einen Hauptkörper
und ein hinteres Führungsrohr
umfassen, das durch Schweißen
mit einem hinteren Teil des Hauptkörpers verbunden ist und das
an der Führung
des Kolbens im Zylinder mitwirkt. Zwischen dem Kolben und dem hinteren
Rohr kommt dabei wenigstens eine Bewegungsdichtung zum Einsatz,
um die Abdichtung der Hydraulikkammer sicherzustellen.
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Ein
derartiger Zylinder ist bekannt und insbesondere in der europäischen Patentanmeldung
EP 0 345 451 A2 beschrieben
und dargestellt worden.
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In
dieser Druckschrift sind das hintere Rohr und der Hauptkörper aus
Kunststoff ausgeführt
und jeweils mit einem Gewinde versehen, so daß das hintere Führungsrohr
durch Verschraubung im Hauptkörper
angebracht werden kann.
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Diese
Verbindungsart weist den Nachteil auf, daß sie schwierig auszuführen und
relativ anfällig
ist, da es sich um Teile aus Kunststoff handelt.
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Darüber hinaus
bringt eine Verbindung durch Verschraubung die Notwendigkeit mit
sich, daß zwischen
dem hinteren Rohr und dem Hauptkörper
ein ausreichendes radiales Spiel bestehen muß, um die Verschraubung zu
ermöglichen
und die etwaigen Formfehler des Gewindes auszugleichen.
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Deshalb
kann die Erzielung einer einwandfreien Koaxialität zwischen dem hinteren Rohr
und dem Hauptkörper
nicht garantiert werden, was jedoch notwendig ist, um eine einwandfreie
Verschiebung des Kolbens im Zylinder zu gewährleisten.
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Um
eine Lösung
für diese
Probleme bereitzustellen, wird in der Druckschrift
FR 2 741 920 A1 eine Ausführung beschrieben,
bei der das hintere Rohr und der Hauptkörper durch formschlüssige zylindrische
Flächen
zusammenwirken, um eine Verbindung durch axiale Einpassung des hinteren
Rohrs im Hauptkörper
zu ermöglichen.
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Die
Anbringung des hinteren Rohrs im Hauptkörper erfolgt durch dichtes
Schweißen
oder Verkleben.
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Das
Verkleben bzw. das Schweißen
wird wenigstens teilweise zwischen den formschlüssigen zylindrischen Flächen des
hinteren Rohrs und des Hauptkörpers
vorgenommen.
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Das
hintere Rohr trägt
wenigstens einen Bewegungsdichtungsring, der zwischen dem Kolben und
dem hinteren Rohr zum Einsatz kommt, um die Abdichtung der Hydraulikkammer
zu gewährleisten.
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Der
Zylinderkörper
ist aus Kunststoff ausgeführt,
während
der Kolben aus Metall ausgeführt
ist.
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Diese
Ausführung
führt zwar
zu zufriedenstellenden Ergebnissen; aber im Falle einer Schweißverbindung
muß die
Bewegungsdichtung geschont werden. Außerdem ist es wünschenswert,
Kunststoffteile mit einfacher Gestaltung zu verwenden.
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Aus
der
DE 696 11 890
T2 ist eine Betätigungsvorrichtung
bekannt, bei der die Verschweißung
des hinteren Rohrs mit dem Hauptkörper des Zylinderkörpers auf
herkömmliche
Weise durchgeführt
wird.
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Aus
der
DE 35 07 167 A1 ist
der Einsatz von Ultraschallschweißen und Laserschweißen zum
Verbinden von zwei Bauteilen bekannt.
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Ferner
ist aus der
DE 2 261
388 A die Verwendung von Infrarotlicht emittierenden Lasern
als Energiequelle eines Schweißvorganges
bekannt.
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Bei
der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung
erfolgt die Verschweißung
des hinteren Rohrs mit dem Hauptkörper örtlich durch indirekte Wärmezufuhr
mit Hilfe wenigstens einer Energiequelle des Typs Laser.
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Dadurch
wird die Bewegungsdichtung geschont, da das Schweißen örtlich begrenzt
und präzise
durch indirekte Wärmezufuhr
mittels eines Laserstrahls erfolgt.
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Auch
gibt es im Gegensatz zu einer Ultraschallschweißung keine an das hintere Rohr
und an den Hauptkörper übertragene
Vibrationen, so dass diese Teile wie auch die Bewegungsdichtung
ebenfalls geschont werden können.
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Diese
Ausführung
ist kostengünstig,
da sie die Herstellung von Teilen mit vereinfachter Gestaltung im
Vergleich zu den mittels Ultraschall geschweißten Teilen ermöglicht.
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Außerdem lässt die
Laser-Schweiß-Verbindung
einen größeren Spielraum
bei der Gestaltung der Teile bestehen, da es nicht notwendig ist,
eine Sonotrode möglichst
nahe an den zu schweißenden Bereich
anzunä hern,
wie dies bei einer Ultraschallschweißung der Fall ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Betätigungsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Laser-Schweißung zwischen
dem hinteren Rohr und dem Hauptkörper
optimiert ist und auch bei komplexen Gestaltungen des Zylinderkörpers einfach
auszuführen
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
hydraulische Betätigungsvorrichtung
nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Wesentlich
bei der erfindungsgemäßen Lösung ist
es, dass die in Form eines Strahlenbündels durch den Laser abgegebene
Strahlung im Bereich der Infrarotstrahlung liegt und dass eines
der Elemente hinteres Rohr oder Hauptkörper aus einem für die Infrarotstrahlung
durchlässigen
Werkstoff besteht, während
das andere Element so beschaffen ist, dass es die besagte Strahlung
absorbiert.
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Die
Strahlung in Form eines durch den Laser abgegebenen Strahlenbündels liegt
im Bereich der Infrarotstrahlung, so dass der Hauptkörper und
das hintere Führungsrohr
aus formbarem und wirtschaftlichem Kunststoff, beispielsweise auf
der Basis von verstärktem
oder nicht verstärktem
Polyamid, bestehen können.
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Der
Hauptkörper
besteht, wenn der Laser außen
angeordnet wird, aus einem für
die Infrarotstrahlung durchlässigen
Werkstoff, während
das hintere Rohr die Infrarotstrahlung absorbiert. Dieses Rohr besteht
in einer Ausführungsform
aus einem anderen Werkstoff als der Hauptkörper. Als Variante ist der
Werkstoff identisch, wobei das hintere Rohr jedoch mit wenigstens
einem Zusatz, etwa mit Pigmenten, beispielsweise 1 bis 2% Kohle
versehen ist, um die Infrarotstrahlung zu absorbieren.
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Das
durch den Laser abgegebene Infrarot-Lichtbündel geht durch den durchlässigen Teil hindurch,
ohne ihn zu beschädigen,
während
es den absorbierenden Teil mit den Zusätzen oberflächlich erhitzt.
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Bei
diesem Schweißvorgang
besteht die Auswahl, das Werkstück
im Verhältnis
zum Laserstrahl zu drehen oder umgekehrt.
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Durch
die erfindungsgemäße Zusammenstellung
und Materialwahl können
Laser und Schweißstelle
somit optimal zueinander ausgerichtet und bewegt werden.
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Dabei
kann die Schweißebene
geneigt sein. Das hintere Rohr kann in mehreren Bereichen mit dem
Hauptkörper
verschweißt
werden, wobei einer der Bereiche durchgehend und der andere unterbrochen
sein kann. Es können
neue Formen in Betracht gezogen werden, insbesondere um den Betätigungszylinder
zu standardisieren.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Zylinderkörper
daher aus drei Teilen ausgeführt, wobei
er einen mittleren Teil umfaßt,
der zwischen einem ein seitig geschlossenen vorderen Teil und dem eine
Führungsbuchse
bildenden hinteren Rohr angeordnet ist. Der Hauptkörper besteht
daher aus zwei Teilen, und zwar aus einem vorderen Teil, der die
Hydraulikkammer begrenzt, und aus dem mittleren Teil, der den hinteren
Bereich des Hauptkörpers
bildet, in dem das hintere Führungsrohr
angefügt
ist. Die Dichtung ist im mittleren Teil aufgenommen, der vorteilhafterweise
mit Befestigungsmitteln, wie etwa Lappen, zur Befestigung an einem
ortsfesten Teil des Fahrzeugs versehen ist.
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Um
die Schweißverbindung
zu verbessern, erfolgt die Einpassung des hinteren Rohrs im Hauptkörper mit
radialer Einspannung, beispielsweise durch Einpressen.
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Die
Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Darin
zeigen im einzelnen:
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die 1 und 2 Axialschnittansichten eines
Nehmerzylinders gemäß den Lehren
der Erfindung, wobei der Kolben in einer vorgezogenen ersten Position
bzw. in einer zurückgefahrenen
zweiten Position dargestellt ist;
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3 ein
vergrößertes Detail
von 1;
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4 eine ähnliche
Ansicht wie 1, wobei der Kolben in einer
vorgezogenen ersten Position bzw. in einer zurückgefahrenen zweiten Position
dargestellt ist;
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5 eine
vergrößerte Ansicht
des mittleren Teils von 4;
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6 eine
Teilansicht einer dritten Ausführungsart
der Verschweißung.
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In
den 1 und 2 ist ein Nehmerzylinder 10 einer
hydraulischen Betätigungsvorrichtung einer
Kraftfahrzeugkupplung dargestellt.
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Eine
solche (nicht dargestellte) Vorrichtung umfaßt im wesentlichen einen Geberzylinder,
der einen ähnlichen
Aufbau wie der hier dargestellte Nehmerzylinder aufweist und dessen
Kolben sich unter der Einwirkung einer Betätigungsstange verschiebt, die
beispielsweise mit einem Kupplungspedal verbunden ist, das durch
den Fahrer betätigt
wird. Der Kolben des Geberzylinders ist dazu bestimmt, eine Hydraulikflüssigkeit,
wie etwa Öl,
das in einer Hydraulikkammer enthalten ist, in Richtung einer Leitung 12 zu
verdrängen,
die den Geberzylinder mit dem Nehmerzylinder 10 verbindet.
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Die
Leitung 12 mündet
durch eine Einlaßöffnung 14 im
Innern einer Hydraulikkammer 16 mit veränderlichem Volumen, die in
einem aus synthetischem Material, beispielsweise aus Kunststoff
ausgeführten
Zylinderkörper 17 des
Nehmerzylinders 10 begrenzt ist, um die Verschiebung eines
Kolbens 20 zu bewirken, der über eine Betätigungsstange 22 beispielsweise
auf eine (nicht dargestellte) Ausrückgabel einer Kupplung einwirkt,
um das Auskuppeln herbeizuführen.
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Der
Zylinderkörper 17 umfaßt einen
aus Kunststoff ausgeführten
Hauptkörper 18,
der eine abgestufte Rohrform mit der Achse A1 aufweist und der einen
vorderen Teil 24 umfaßt,
dessen Durchmesser im Verhältnis
zu einem hinteren Teil 26 kleiner ausfällt. Der Innendurchmesser des
vorderen Teils 24 ist daher kleiner als der Innendurchmesser
des hinteren Teils 26.
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Um
den Zylinderkörper 17 zu
versteifen, sind um den gesamten vorderen Teil 24 des Hauptkörpers 18 herum
Versteifungsrippen 25 vorgesehen. Der Hauptkörper 18 ist
nach vorn geschlossen und nach hinten offen.
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Im
einzelnen ist die Hydraulikkammer 16 im vorderen Teil 24 des
Zylinderkörpers 17 begrenzt, während sie
axial an der Vorderseite durch eine vordere Querwand 28,
in der die Einlaßöffnung 14 ausgebildet
ist, und an der Rückseite
durch eine vordere Querfläche 30 des
Kolbens 20 begrenzt ist.
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Es
kann vorgesehen sein, die Hydraulikkammer mit (nicht dargestellten)
axialen Nuten zu versehen, die beispielsweise einstückig am
Hauptkörper 18 angeformt
sind und die winklig in Übereinstimmung
mit den Versteifungsrippen 25 angeordnet sind. Die Nuten
ermöglichen
es insbesondere, eine bessere Verteilung des Kontaktdrucks zwischen
dem Kolben 20 und dem Hauptkörper 18 zu gewährleisten,
wobei sie es außerdem
ermöglichen,
zu verhindern, daß Materialüberdicken
im Hauptkörper 18 in Höhe der Rippen 25 vorhanden
sind, was besonders interessant für ein Formteil ist.
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Darüber hinaus
mündet
die Einlaßöffnung 14 radial
in der Hydraulikkammer 16, wodurch der axiale Bauraumbedarf
des Nehmerzylinders 10 verringert werden kann.
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Das
Volumen der Hydraulikkammer 16 kann sich in Abhängigkeit
von der Position 20 im Zylinderkörper 17 verändern, wobei
sich der Kolben 20 axial zwischen einer in 1 dargestellten
vorgezogenen ersten Position und einer in 2 dargestellten
zurückgefahrenen
zweiten Position gleitend verschieben kann.
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Der
in diesen Figuren dargestellte Kolben 20 ist durch Tiefziehen
eines Metallblechs, beispielsweise aus Stahl oder aus Aluminiumlegierung
ausgeführt,
wobei jedoch auch andere Ausführungsarten, wie
etwa durch Schmieden oder Gießen,
in Betracht kommen.
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Der
Kolben 20 besteht im wesentlichen aus einer Querwand 32,
deren vordere Fläche 30 die
Hydraulikkammer 16 begrenzt und deren rückseitige Fläche 34 mit
der Betätigungsstange 22 zusammenwirkt,
und aus einer zylindrischen seitlichen Einfassung 36, die
für die
Führung
des Kolbens 20 im Zylinderkörper 17 sorgt.
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Insoweit
der Kolben 20 durch Tiefziehen ausgeführt ist, wird die Querwand 32 durch
einen Blechfalz gebildet, dessen Form zu der des vorderen Endes 23 der
Betätigungsstange 22 paßt. Im einzelnen umfaßt die Querwand 32 einen
kugelförmigen
Mittelabschnitt mit dem gleichen Krümmungsradius wie das Ende 23 der
Betätigungsstange 22,
die mit dem hinteren axialen Ende 54 der Einfassung 36 durch
einen konischen Abschnitt verbunden ist, der eine leichte Winkelauslenkung
der Betätigungsstange 22 um
ihr vorderes Ende 23 herum zuläßt.
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In
einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung
einer Kupplung kann der Druck der Hydraulikflüssigkeit Werte in einer Größenordnung
von 30 bis 40 bar erreichen, so daß es notwendig ist, einerseits eine
einwandfreie Führung
des Kolbens 20 im Zylinderkörper 17 zu gewährleisten,
um jedes Verstrebungs- und Verkantungsrisiko auszuschließen, und andererseits
eine Abdichtung mit sehr guter Qualität sicherzustellen, die derartigen
Drücken
standhalten kann.
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Im
Hinblick auf eine Verbesserung der Führung des Kolbens 20 erstreckt
sich die ringförmige Einfassung 36 axial
auf einer Länge,
deren Wert zwischen dem drei- und vierfachen Wert ihres Durchmessers
liegt, wobei sie beiderseits der Querwand 32 des Kolbens 20 ein
vorderes rohrförmiges
Teilstück 38 und
ein hinteres rohrförmiges
Teilstück 40 umfaßt.
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Das
vordere rohrförmige
Teilstück 38 der Einfassung 36 ist
dazu bestimmt, im einzelnen mit einer zylindrischen Innenfläche 42 des
vorderen Teils 24 des Zylinderkörpers 17 zusammenzuwirken,
der die Hydraulikkammer 16 begrenzt.
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Das
hintere Teilstück 40 der
Einfassung 36 des Kolbens 20 ist axial gleitend
im hinteren Teil 26 des Zylinderkörpers 17 gelagert.
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Im
einzelnen wirkt das hintere Teilstück 40 mit einem hinteren
Führungsrohr 50 zusammen,
das axial im hin teren Teil 26 des Hauptkörpers 18 eingepaßt ist und
dessen zylindrische Innenfläche 52 einen
Durchmesser aufweist, der in etwa gleich dem Durchmesser der zylindrischen
Innenfläche 42 des vorderen
Teils 24 des Hauptkörpers 18 ist.
Das Rohr 50 ist vorteilhafterweise aus Kunststoff ausgeführt.
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Das
hintere Rohr 50 umfaßt
eine glatte zylindrische Außenfläche 110,
und der hintere Teil 26 des Hauptkörpers 18 umfaßt eine
entsprechende zylindrische Innenfläche 70, so daß die Anbringung
des Rohrs 50 im Hauptkörper 18 durch
einfache Einpassung erfolgen kann, wobei sich in einfacher Weise eine
gute Koaxialität
des Rohrs 50 im Verhältnis
zum Hauptkörper 18 erzielen
läßt.
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Aufgrund
der großen
axialen Länge
der entsprechenden zylindrischen Flächen 110, 70 des Rohrs 50 und
des Hauptkörpers 18 und
dank der Präzision
ihrer Passung, die durch das Fehlen eines Gewindes ermöglicht wird,
besteht die Möglichkeit,
keine Dichtung zwischen diesen beiden Flächen vorzusehen und trotzdem
eine gute Abdichtung zu gewährleisten,
im Gegensatz zum bekannten bisherigen Stand der Technik, bei dem
ein Gewinde verwendet wird.
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Das
hintere axiale Ende 58 des hinteren Rohrs 50 schließt bündig mit
dem hinteren axialen Ende 60 des Hauptkörpers 18 ab und umfaßt einen inneren
radialen Bund 62, der in Form eines angefügten unabhängigen Teils
ausgeführt
ist und der es ermöglicht,
die axiale Bewegung des Kolbens 20 im Zylinderkörper 17 nach
hinten zu begrenzen.
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Im übrigen steht
das hintere axiale Ende 58 des Rohrs 50 nach hinten über das
hintere Ende 60 des Hauptkörpers 18 hinaus über und
umfaßt
einen äußeren radialen
Bund 106, der gegenüber
dem hinteren Ende 60 des Hauptkörpers 18 angeordnet
ist.
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Erfindungsgemäß ist das
hintere Rohr 50 im Hauptkörper 50 durch örtliche
Schweißung
mit indirekter Wärmezufuhr
dank wenigstens einer Energiequelle des Typs Laser befestigt. Hier
strahlt ein Laser ein gerichtetes Lichtbündel ab, dessen Strahlung im Infrarotbereich
liegt. Das hintere Rohr 50 besteht hier aus einem identischen
Werkstoff wie der Hauptkörper 18,
der für
die Strahlung, insbesondere für
die Infrarotstrahlung durchlässig
ist, da der Laser außerhalb
des Hauptkörpers 18 angeordnet
ist. Dieses Rohr 50 ist in seinem Innern mit Zusätzen versehen, etwa
mit Pigmenten, beispielsweise mit einem geringen prozentualen Kohlegehalt,
so daß es
die Infrarotstrahlung absorbiert und sich örtlich erhitzt.
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Beim
Schweißvorgang
kann der Laser im Verhältnis
zum Werkstück
gedreht werden oder umgekehrt. Dadurch erhält man eine durchgehende Schweißnaht.
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Neben
einer vereinfachten Anwendung ermöglicht eine solche Befestigung
eine zusätzliche Abdichtung
zwischen diesen beiden Elementen.
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In
einer Ausführungsform
erfolgt das Schweißen
in Höhe
des Bunds 106. Das Schweißen erfolgt zumindest teilweise
zwischen den gegenüberliegenden
Flächen
des radialen Bunds 106 des hinteren Rohrs 50 und
des hinteren axialen Endes 60 des Hauptkörpers 18.
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Als
Variante erfolgt dieses Schweißen
zwischen den beiden formschlüssigen
zylindrischen Flächen
des hinteren Rohrs 50 und des Hauptkörpers 18 in einer
gewünschten
Position und auf einer gewünschten
Länge entsprechend
einer durchgehenden Schweißnaht,
wobei der Bund 106 dann entfallen kann.
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Dies
kann mit Hilfe einer Maske mit einem Fenster erfolgen, um das durch
den Laser abgestrahlte Lichtbünde
gerichtet hindurchgehen zu lassen und die zu schweißenden Teile 18, 50 einzuspannen.
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Das
vordere Teilstück 38 der
ringförmigen Einfassung 36 des
Kolbens 20 begrenzt eine zylindrische Aufnahme, die die
Führung
einer Druckfeder 64 ermöglicht,
die in der Hydraulikkammer 16 zwischen der vorderen Querwand 28 des
Hauptkörpers 18 und
der vorderen Querfläche 30 des
Kolbens 20 eingefügt
ist, um den Kolben 20 in Kontakt mit der Betätigungsstange 22 anzudrücken.
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In ähnlicher
Weise begrenzt das rohrförmige hintere
Teilstück 40 der
ringförmigen
Einfassung 36 eine zylindrische Aufnahme, in die das vordere
axiale Ende der Betätigungsstange 22 eingesetzt
ist.
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Die
Abdichtung der Hydraulikkammer 16 nach außen erfolgt
durch zwei Dichtungen, eine Primär- 66 und
eine Sekundärdichtung 68,
die am Zylinderkörper 17 angebracht
sind und mit der zylindrischen Außenfläche 48 der ringförmigen Einfassung 36 des
Kolbens 20 zusammenwirken. Die Dichtungen 66, 68 sind
axial zueinander versetzt.
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In
diesem ersten Ausführungsbeispiel
ist die Primärdichtung
in Form einer Verbunddichtung 66 ausgeführt.
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Die
Verbunddichtung 66 umfaßt im wesentlichen eine ringförmige innere
Buchse 88 aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten
wie etwa ”Teflon” und einen
Außenring 90 aus
Elastomermaterial, und sie ist für
die eingespannte Lagerung in einer zylindrischen Aufnahme 92 bestimmt,
die den vorderen 24 und den hinteren Teil 26 des
Hauptkörpers 18 begrenzt.
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Die
zylindrische Aufnahme 92 hat einen Durchmesser, der zwischen
dem der zylindrischen Innenflächen 70, 42 des
hinteren 26 bzw. vorderen Teils 24 des Hauptkörpers 18 liegt,
und sie mündet
im hinteren Teil 26 über
eine Abschrägung 95.
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Wenn
sie sich in der Einbauposition befindet, kommt die Verbunddichtung 66 axial
nach vorn an einer vorderen axialen Fläche 94 der Aufnahme 92 zum
Anschlag, wobei sie radial zwischen der zylindrischen Seitenfläche 93 der
Aufnahme 92 und der zylindrischen Außenfläche 48 des Kolbens 20 eingespannt
wird.
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Der
Außenring 90 aus
Elastomermaterial ermöglicht
durch seine Verformung eine gute Kontrolle der auf die innere Buchse 88 ausgeübten Einspannkraft
sowie den Ausgleich eines etwaigen Koaxialitätsfehlers zischen dem Kolben 48 und
dem Zylinderkörper 17.
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Dadurch
erhält
man einen Kontaktdruck zwischen der inneren Buchse 88 und
dem Kolben 48, der auf dem gesamten Kreisumfang des Kolbens 48 gleichmäßig ausfällt, und
es ergibt sich eine einwandfreie Abdichtung, ohne daß dadurch
größere Reibkräfte zwischen
dem Kolben 20 und dem Zylinderkörper 17 herbeigeführt werden.
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Für die einwandfreie
Funktionsweise der Verbunddichtung 66 ist es notwendig,
daß die
innere Buchse 88 und der Außenring 90 axial in
der gleichen Ebene angeordnet sind, wozu eine besondere ringförmige Auflagescheibe 96 vorgesehen
ist.
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Die
ringförmige
Auflagescheibe 96 kommt durch den äußeren Umfang 98 ihrer
Vorderseite an der rückseitigen
Fläche 100 der
Querwand 78 zur Auflage, während der innere Umfang ihrer
Vorderseite einen mittigen Vorsprung 102 besitzt, der die
Einspannung der Verbunddichtung 66 an der vorderen axialen
Fläche 94 der
zylindrischen Aufnahme 92 ermöglicht.
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Die
Auflagescheibe 96 wird selbst axial an der Querwand 78 durch
das vordere axiale Ende 74 des hinteren Führungsrohrs 50 gehalten,
das an ihrer hinteren Fläche 104 zur
Auflage kommt. Der mittige Vorsprung 102 der Vorderseite
der Auflagescheibe 96 ist mit dem äußeren Umfang 98 durch
ein der Abschrägung 95 entsprechendes
Profil verbunden, so daß sich
durch ihr Zusammenwirken eine sehr gute Zentrierung der Auflagescheibe 96 im
Hauptkörper 18 erzielen
läßt.
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In
dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das in den Figuren dargestellt ist, ist die Sekundärdichtung 68 in
einer zylindrischen Aufnahme 76 angeordnet, die in der
zylindrischen Innenfläche 52 des hinteren
Rohrs 50 ausgebildet ist und die im vorderen Ende 74 dieses
Rohrs 50 mündet,
wobei die Sekundärdichtung 68 in
Form eines Lippendichtungstellers ausgeführt ist und aus Elastomer besteht.
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Die
Sekundärdichtung 68 könnte jedoch auch
in Form einer Verbunddichtung ausgeführt sein.
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Als
Variante kann auch vorgesehen sein, daß die beiden Primär- 66 und
Sekundärdichtungen 68 in
zylindrischen Aufnahmen angeordnet werden, die am vorderen Ende
des hinteren Führungsrohrs 50 ausgebildet
sind. Diese Bewegungsdichtung 68 wird beim Schweißen geschont,
da das Schweißen
in einem Abstand von der Dichtung 68 und daher von der
Dichtung 66 stattfindet. Der Betätigungszylinder fällt daher
zuverlässig
und wirtschaftlich aus.
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Nach
einem Aspekt der Erfindung erfolgt die Montage eines Nehmerzylinders 10,
wie er in den 1 bis 3 dargestellt
ist, durch eine Reihe von axialen Einpaßvorgängen, die nacheinander in der gleichen
Richtung ausgeführt
werden, was im Hinblick auf die Automatisierung der Montage besonders interessant
ist.
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In
diesem Fall werden die Sekundärdichtung 68 und
der Kolben 20 nacheinander im Rohr 50 angeordnet,
woraufhin die besondere Auflagescheibe 96 und die Verbunddichtung
um den Kolben 20 herum in Anlage an das vor dere axiale
Ende 74 des hinteren Rohrs 50 eingesetzt werden.
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Der
Hauptkörper 18 wird
dann axial um diese vormontierten Elemente herum eingepaßt, ohne
daß es
notwendig wäre,
ihn um seine Achse zu drehen.
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Wenn
die Verbunddichtung 66 mit der Abschrägung 95 ihrer zylindrischen
Aufnahme 92 in Kontakt kommt, wird sie durch den inneren
Umfangsvorsprung 102 der Auflagescheibe 96 in
das Innere der Aufnahme 92 bis zum Boden der Aufnahme 92 gedrückt.
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Die
Abschrägung 95 ermöglicht es
vor allem, das Einsetzen der Dichtung 66 in die Aufnahme 92 zu vereinfachen.
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Eine
solche Gestaltung eines Nehmerzylinders 10 ermöglicht daher
die Ausführung
einer besonders zuverlässigen
und leistungsfähigen
Abdichtung der Hydraulikkammer 16, wobei gleichzeitig die Montage
des Zylinders 10 vereinfacht wird.
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In
den 4 und 5 ist eine Ausführungsvariante
der Erfindung dargestellt worden. In diesen Figuren werden identische
Elemente wie in den 1 bis 3 jeweils
durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei der Hauptkörper 18 aus
zwei innen hohlen Teilen 180, 181 aus formbarem
Kunststoff besteht, und zwar aus einem einseitig geschlossenen vorderen
Teil 181 mit der hier axial ausgerichteten Einlaßöffnung 14 und
aus einem Zwischenteil 181, der den hinteren Teil des Körpers 18 bildet,
in dem das Rohr 50 angefügt ist.
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Der
Kolben 20 begrenzt durch seine vordere Fläche 30 die
Rückseite
der Hydraulikkammer 16, die außerdem durch den vorderen Teil 180 begrenzt wird,
wobei davon auszugehen ist, daß die Öffnung 14 in
der Kammer 16 mündet.
Im oberen Teil von 4 befindet sich der Kolben in
der vorgezogenen Position, während
er sich im unteren Teil dieser Figur in der zurückgefahrenen Position befindet.
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Eine
aus Metall ausgeführte
Kolbenbuchse
140 umgibt den Kolben
20, wobei sie
axial an dem hier aus Kunststoff ausgeführten Kolben
20 befestigt ist.
Zu weiteten Einzelheiten, insbesondere bezüglich der axialen Befestigung
der Kolbenbuchse, kann auf die am 09.06.1998 eingereichte Patentanmeldung
FR 9807213 verwiesen werden.
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Die
Kolbenbuchse 140 wird axial durch das hintere Rohr 50 und
den vorderen Teil 180 mit gleichem Innendurchmesser geführt, während ein
radiales Spiel zwischen der Kolbenbuchse und dem inneren Umfang
des Teils 181 besteht. Der vordere Teil 180 und
das Rohr 50 bestehen aus einem identischen pigmentierten
Werkstoff, um die Infrarotstrahlung zu absorbieren, die durch den
Laser abgegeben wird, um den für
die Infrarotstrahlung durchlässigen Zwischenteil 181 mit
dem vorderen Teil 180 bzw. mit dem hinteren Rohr 50 zu
verschweißen.
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Dazu
weisen der Teil 180 und das Rohr 50 an der Rückseite
bzw. an der Vorderseite eine rohrförmige Erhebung 182 auf,
während
der plattenförmige Zwischenteil
an jedem seiner axialen Enden einen rohrförmigen Abschnitt 183 aufweist,
der axial jeweils an der betreffenden Erhebung 182 aufgesteckt
ist. Der Einfachheit halber werden hier zwei Laser verwendet, und
zwar einer pro Schweißbereich 182, 183.
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An
den axialen Enden des Teils 181 sind Aussparungen 184 für den Einbau
von Bewegungsdichtungen 185 in Kontakt mit dem inneren
Umfang der im Verhältnis
zu den Dichtungen 185 axial beweglichen Kolbenbuchse 140 eingearbeitet.
Die Kolbenbuchse ist mit nicht durch Bezugsnummern bezeichneten
Bohrungen versehen, die durch die vordere Dichtung 185 verschlossen
werden können.
In dem aus Kunststoff ausgeführten
Zwischenteil ist eine geneigte Bohrung 187 ausgeführt, die
zwischen den beiden Dichtungen 185 mündet, die am Teil 181 angebracht
und durch die Erhebungen 182 axial gesichert sind. Die
Bohrung 187 steht mit einer Leitung 186 in Verbindung,
die durch einen Kanal mit einem Nachfüllbehälter verbunden werden kann.
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Der
Teil 181 weist Lappen auf, von denen einer bei 188 zu
erkennen und bei 189 gelocht ist, um die Befestigung des
Geberzylinders an einem ortsfesten Teil des Fahrzeugs, beispielsweise
anhand von Schrauben, zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Schweißverbindung
erfolgt örtlich
in Höhe
der Erhebungen 182 und der Abschnitte 183 ohne
Risiko einer Beschädigung
der Dichtungen 185. Der Teil 181 ist ein Anpaßstück und ermöglicht eine
Standardisierung der Teile 180, 50 mit einfacher
Form; dies alles wird dank der Erfindung möglich, da der oder die Laser
hier in einem Abstand von den zu schweißenden Bereichen 182, 183 angeordnet
werden können,
im Gegensatz zu den Sonotroden des Ultraschallschweißens. Der
Schweißvorgang
kann anhand von zwei Lasern erfolgen, um die beiden Schweißverbindungen
gleichzeitig auszuführen.
Als Variante kann dieser Schweißvorgang
mit Hilfe eines einzigen Lasers in zwei aufeinanderfolgenden Schritten
ausgeführt
werden.
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Die
Erfindung ist zwar vorstehend in bezug auf einen Nehmerzylinder
beschrieben worden; die Lehren der Erfindung können aber problemlos auf die Ausführung eines
Geberzylinders mit ähnlichem
Aufbau übertragen
werden.
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Insoweit
es sich um eine Anwendung bei einer Kraftfahrzeugkupplung handelt,
drückt,
wie verständlich
geworden sein dürfte,
die Membranfeder, die üblicherweise
zu der Kupplung gehört,
die Betätigungsstange 22,
wenn sich der Kolben 20 bei eingerückter Kupplung in seiner vorgezogenen
Position befindet, über
die Ausrückgabel
zurück,
wobei die Feder 64 zusammengedrückt wird. Dabei wird der Druck
in der Hydraulikkammer 16 abgebaut. Die Feder 64 übt dann
eine Vorspannung aus, die es ermöglicht,
das Ausrücklager
ständig
in Kontakt mit der Membranfeder anzudrücken.
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Bei
der Druckbeaufschlagung der Hydraulikkammer 16 werden der
Kolben und damit auch die Betätigungsstange 22,
die Ausrückgabel
und das Ausrücklager
verscho ben. Wenn der Kolben 30 seine zurückgefahrene
Position einnimmt, wird die Kupplung ausgerückt.
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Es
ist vorteilhaft, das Rohr 50 aus Kunststoff auszuführen, damit
es sich so wie der Hauptkörper 18 ausdehnen
kann. Außerdem
dient das hintere Rohr 50 ebenso wie der Hauptkörper 18 zur
Führung des
Kolbens.
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In
diesem Fall sind der Hauptkörper
und das hintere Rohr vorteilhafterweise aus einem synthetischen
Werkstoff, hier aus Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten
ausgeführt.
Ferner ist zu beachten, daß der
axiale Bauraumbedarf verringert wird, wenn der Kolben durch Tiefziehen
ausgeführt ist,
da die Betätigungsstange
wenigstens in das Innere der Abschlußwindung der Feder 64 eindringt.
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In
allen Fällen
greift das hintere Rohr 50 wie ein Stopfen in den Hauptkörper 18 ein.
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Es
kann natürlich
ein Runddichtring zwischen dem inneren Umfang des Hauptkörpers 18 und
dem äußeren Umfang
des hinteren Rohrs vorgesehen sein, wobei der besagte Runddichtring
beispielsweise in eine Auskehlung des Hauptkörpers eingesetzt wird.
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Dadurch
wird jede Undichtigkeit an dieser Stelle verhindert, so daß die Schweißverbindung
unterbrochen ausgeführt
sein kann.
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In
allen beschriebenen Ausführungsformen erfolgt
eine radiale Einspannung zwischen den Teilen, so daß die Oberflächen der
zu schweißenden Teile
vorgespannt sind, wodurch das Schweißen begünstigt wird; diese Einspannung
kann beispielsweise durch Einpressen der Teile herbeigeführt werden. Als
Variante kann einer der Teile in Ansätze unterteilt sein, die radial
gegen den jeweils anderen Teil angedrückt werden. In diesem Fall
ist es vorteilhaft, einen zusätzlichen
Runddichtring, wie vorstehend erläutert, vorzusehen.
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Am
Kolben können
natürlich
Führungssegmente
aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten vorgesehen
sein.
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In
den vorstehend beschriebenen Beispielen fällt der Laserstrahl vorzugsweise
insgesamt senkrecht zu den zu schweißenden Flächen ein. Dazu ist in 6 schematisch
die Erhebung 182 mit einem geneigten freien Ende 282 und
bei 183 der rohrförmige
Abschnitt mit einem freien Ende 283 dargestellt, wobei
die beiden Flächen
der Enden 282 und 283 gegeneinander gedrückt sind,
um den örtlich
zwischen diesen Flächen
bei 400 ausgeführten
Schweißvorgang
zu vereinfachen. Bei 500 erkennt man den Laserstrahl senkrecht
zur Erhebung 182 und den rohrförmigen Abschnitt 183 in
der Verlängerung
zueinander. Als Variante werden die Strukturen umgekehrt, so daß die beiden
Flächen
senkrecht verlaufen und der Laser geneigt ist.
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Dabei
wirken das Rohr 50 und der Hauptkörper 18 stirnseitig
mit axialer Einspannung durch formschlüssige Flächen oder Seiten 282, 283 zusammen. Alle
Kombinationen sind möglich;
so können
in 1 der Bund 106 und der Hauptkörper 18 formschlüssige Schweißflächen aufweisen,
die nicht notwendigerweise Querflächen sind.
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Das
Schweißen
kann auch von innen erfolgen, wobei der Strahl dann zuerst durch
das hintere Rohr hindurchgeht, das dann aus einem für die Infrarotstrahlung
durchlässigen
Kunststoff ausgeführt
ist.
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In
allen Fällen
besteht eines der Elemente hinteres Rohr 50 – Hauptkörper 18 aus
einem für
die Infrarotstrahlung durchlässigen
Werkstoff, während das
andere Element so gestaltet ist, daß es die besagte Strahlung
absorbiert. Diese Gestaltung erfolgt zum Beispiel mit Hilfe wenigstens
eines Zusatzes, etwa Kohle beispielsweise mit einem Gehalt von 1
bis 2%.