DE102007013529A1 - Hydraulic cylinder, particularly for hydraulic power steering in motor vehicle, has cylindrical shaped housing, which has casing section and discharge opening formed in casing section - Google Patents

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Abstract

The hydraulic cylinder (10) has a cylindrical shaped housing (12), which has a casing section (14), a piston (18), which is axially moved in the housing and a discharge opening (20) formed in the casing section. The piston, which has an air inclusion collector (28), is pushed over the discharge opening. The air inclusion collector defines an annular channel (30) running in circumferential direction of the casing section.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder, insbesondere für eine hydraulische Hilfskraftlenkung in einem Kraftfahrzeug, mit einem im wesentlichen zylinderförmigen Gehäuse, das einen Mantelabschnitt aufweist, einem im Gehäuse axial verschiebbaren Kolben und wenigstens einer im Mantelabschnitt gebildeten Auslaßöffnung, wobei der Kolben über die Auslaßöffnung geschoben werden kann.The The invention relates to a hydraulic cylinder, in particular for a hydraulic power steering system in a motor vehicle, with a substantially cylindrical housing, which has a skirt portion, one in the housing axially displaceable piston and at least one formed in the shell portion Outlet opening, the piston over the outlet opening can be pushed.

Bei Hydraulikzylindern besteht allgemein das Problem, daß Lufteinschlüsse im Arbeitsmedium die Funktion des Hydraulikzylinders beeinträchtigen und außerdem zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung führen. Die Lufteinschlüsse, die sich im oberen Bereich des Hydraulikzylinders sammeln, können grundsätzlich über die Druckanschlüsse des Hydraulikzylinders abgeführt werden. Bauraumbeschränkungen und besondere technische Anforderungen lassen jedoch in vielen Fällen keine Anordnung der Druckanschlüsse im oberen Bereich des Hydraulikzylinders zu, wodurch die Entlüftung des Hydraulikzylinders erschwert wird. Dies trifft insbesondere auf horizontal eingebaute Hydraulikzylinder für hydraulische Hilfskraftlenkungen zu.at Hydraulic cylinders generally has the problem that air pockets in the working medium affect the function of the hydraulic cylinder and also undesirable noise to lead. The air pockets that are in the upper Collect area of the hydraulic cylinder, basically over discharged the pressure ports of the hydraulic cylinder become. Space limitations and special technical Requirements, however, in many cases leave no order the pressure connections in the upper area of the hydraulic cylinder to, whereby the venting of the hydraulic cylinder difficult becomes. This applies in particular to horizontally installed hydraulic cylinders for hydraulic power steering systems too.

Zur Lösung dieses Problems bei einem Bremsdruckzylinder schlägt die gattungsbildende DE 31 15 273 A1 Lufteinschlußkollektoren in Form von ringförmigen Einsätzen vor, die jeweils einen durch die Innenwand des Zylindergehäuses begrenzten, in dessen Umfangsrichtung verlaufenden Kanal bilden. Die Einsätze sind fest über den Auslaßöffnungen des Hydraulikzylinders angebracht. Axiale Öffnungen in den Einsätzen schaffen eine Strömungsverbindung zum Druckraum des Hydraulikzylinders, so daß die Lufteinschlüsse bei einer Kolbenbewegung über die Kanäle durch die Auslaßöffnungen abgeführt werden können. Ähnliche Konstruktionen zur Entlüftung von Hydraulikzylindern sind auch aus der DE 44 19 312 A1 , der DE 103 14 242 A1 und der JP 55135211 A bekannt.To solve this problem in a brake pressure cylinder proposes the generic DE 31 15 273 A1 Air entrapment collectors in the form of annular inserts, each forming a limited by the inner wall of the cylinder housing, extending in the circumferential direction channel. The inserts are fixedly mounted over the outlet openings of the hydraulic cylinder. Axial openings in the inserts provide a flow connection to the pressure chamber of the hydraulic cylinder, so that the air pockets can be removed during a piston movement through the channels through the outlet openings. Similar constructions for the venting of hydraulic cylinders are also from the DE 44 19 312 A1 , of the DE 103 14 242 A1 and the JP 55135211 A known.

Die Erfindung schafft eine alternative, kostengünstige Lösung zur Entlüftung eines Hydraulikzylinders, bei dem die Druckanschlüsse nicht im oberen Bereich angeordnet sind.The Invention provides an alternative, cost effective solution for venting a hydraulic cylinder, in which the pressure connections not arranged in the upper area.

Gemäß der Erfindung ist hierzu bei einem Hydraulikzylinder der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Kolben wenigstens einen Lufteinschlußkollektor aufweist. Im Gegensatz zu den bekannten Lösungen sind die Lufteinschlußkollektoren nicht fest im Hydraulikzylinder angebracht, sondern Teil des beweglichen Kolbens. Beim Verschieben des Kolbens über die Auslaßöffnungen werden die Lufteinschlüsse wie bei den bekannten Lösungen durch die Auslaßöffnungen abgeführt. Die erfindungsgemäße Konstruktion hat jedoch den Vorteil, daß der Kolben mit den Lufteinschlußkollektoren eine vormontierbare Baueinheit darstellt und als Ganzes in das Gehäuse des Hydraulikzylinders eingesetzt werden kann. Die bislang erforderliche separate Montage der Lufteinschlußkollektoren im Gehäuse entfällt.According to the Invention is for this purpose in a hydraulic cylinder of the aforementioned Art provided that the piston at least one air entrapment collector having. In contrast to the known solutions are the Air entrapment collectors not firmly in the hydraulic cylinder attached, but part of the moving piston. When moving of the piston via the outlet openings become the air pockets as in the known solutions discharged through the outlet openings. However, the construction according to the invention has the Advantage that the piston with the air inclusion collectors represents a pre-assembled unit and as a whole in the housing the hydraulic cylinder can be used. The previously required separate installation of air entrapment collectors in the housing eliminated.

Der Lufteinschlußkollektor definiert bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung einen in Umfangsrichtung des Mantelabschnitts verlaufenden Ringkanal.Of the Air entrapment collector defined in the preferred embodiments the invention extending in the circumferential direction of the jacket portion Annular channel.

Um den Lufteinschlußkollektor gegen Verdrehung und axiale Verschiebung relativ zu einer Welle, auf der der Kolben gelagert ist, zu sichern, kann der Lufteinschlußkollektor wenigstens eine Fixierlasche aufweisen, die mit einer Ausnehmung der Welle zusammenwirkt.Around the air entrapment collector against torsion and axial Displacement relative to a shaft on which the piston is mounted is to secure, the air entrapment collector can at least have a fixing tab, with a recess of the shaft interacts.

Für den Fall, daß der Hydraulikzylinder zwei (z. B. an entgegengesetzten Enden angeordnete) Auslaßöffnungen aufweist, ist es zweckmäßig, daß der Kolben zwei Lufteinschlußkollektoren aufweist, die vorzugsweise beide einen in Umfangsrichtung des Mantelabschnitts verlaufenden Ringkanal definieren.For the case that the hydraulic cylinder two (for example, at opposite End disposed) has outlet openings is it is expedient that the piston two air inclusion collectors preferably, both in the circumferential direction of the skirt portion define extending annular channel.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Lufteinschlußkollektoren Teile eines einstückig ausgebildeten Profils, das auf einer Welle gelagert ist. In diesem Fall kann der Kolben insgesamt im wesentlichen einstückig ausgeführt werden, da keine zusätzlichen Verbindungs- oder Trägerteile notwendig sind.According to one particularly advantageous embodiment of the invention the air entrapment panels parts of one piece trained profile, which is mounted on a shaft. In this In the case of the piston as a whole may be substantially in one piece be executed because no additional connection or carrier parts are necessary.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description and from the accompanying drawings, to which Reference is made. In the drawings show:

1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders in einem perspektivischen Teilschnitt; 1 a first embodiment of the hydraulic cylinder according to the invention in a perspective partial section;

2 den Hydraulikzylinder aus 1 in einer anderen Arbeitsstellung; 2 off the hydraulic cylinder 1 in another job position;

3 einen Teil einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders in einem perspektivischen Teilschnitt; und 3 a part of a second embodiment of the hydraulic cylinder according to the invention in a perspective partial section; and

4 eine separate Darstellung des Kolbens aus 3. 4 a separate view of the piston 3 ,

In 1 ist ein Hydraulikzylinder 10, der Bestandteil einer hydraulischen Hilfskraftlenkung ist, in seiner Einbaulage dargestellt. Der Hydraulikzylinder 10 weist ein im wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 12 mit einem Mantelabschnitt 14 auf, das einen mit einem Arbeitsfluid gefüllten Arbeitsraum definiert. Das Gehäuse 12 ist durchsetzt von einer Welle 16, die ein Fortsatz der Zahnstange der eigentlichen Lenkvorrichtung ist. Auf der Welle 16 ist ein später noch genauer beschriebener Kolben 18 angebracht, der zusammen mit der Welle 16 axial verschiebbar ist.In 1 is a hydraulic cylinder 10 , which is part of a hydraulic power steering, shown in its installed position. The hydraulic cylinder 10 has a substantially cylindrical housing 12 with a jacket section 14 on defi a work space filled with a working fluid ned. The housing 12 is interspersed with a wave 16 which is an extension of the rack of the actual steering device. On the wave 16 is a later described in more detail piston 18 attached, which together with the shaft 16 is axially displaceable.

An den beiden stirnseitigen Enden des Gehäuses 12 sind im Mantelabschnitt 14 zwei Auslaßöffnungen 20 für das Arbeitsfluid gebildet. Die Auslaßöffnungen 20 sind Druckanschlüssen 22 des Hydraulikzylinders 10 zugeordnet und befinden sich im (bezüglich der Einbaulage) unteren Bereich des Hydraulikzylinders 10. Weitere mögliche Anschlüsse des Hydraulikzylinders 10 sind für die Erfindung unwesentlich und daher nicht beschrieben.At the two front ends of the housing 12 are in the coat section 14 two outlet openings 20 formed for the working fluid. The outlet openings 20 are pressure connections 22 of the hydraulic cylinder 10 assigned and are located in (with respect to the installation position) lower portion of the hydraulic cylinder 10 , Other possible connections of the hydraulic cylinder 10 are immaterial to the invention and therefore not described.

Der Kolben 18 weist einen mit der Innenwand des Mantelabschnitts 14 zusammenwirkenden Dichtring 24 auf, der den Arbeitsraum in bekannter Weise in zwei Teilräume 26a, 26b variablen Volumens trennt (abhängig von der Bewegung des Kolbens 18). Zu beiden Seiten des Dichtrings 24 ist ein Lufteinschlußkollektor 28 in Form eines profilierten Rings vorgesehen. Die profilierten Ringe haben einen radial nach außen offenen U-förmigen Querschnitt, der einen in Umfangsrichtung des Mantelabschnitts 14 verlaufenden Ringkanal 30 definiert. Im oberen Bereich, genauer gesagt an der „12 Uhr"-Position, haben beide Ringe eine axiale Öffnung 32, die in der dem jeweiligen Teilraum 26a, 26b zugewandten Seitenwand des Ringkanals 30 gebildet ist und somit eine Strömungsverbindung zwischen dem zugehörigen Teilraum 26a, 26b und dem Ringkanal 30 herstellt.The piston 18 has one with the inner wall of the jacket portion 14 cooperating sealing ring 24 on, the working space in a known manner in two subspaces 26a . 26b variable volume separates (depending on the movement of the piston 18 ). On both sides of the sealing ring 24 is an air trap collector 28 provided in the form of a profiled ring. The profiled rings have a radially outwardly open U-shaped cross section, one in the circumferential direction of the jacket portion 14 extending annular channel 30 Are defined. In the upper area, more precisely at the "12 o'clock" position, both rings have an axial opening 32 in the respective subspace 26a . 26b facing side wall of the annular channel 30 is formed and thus a flow connection between the associated subspace 26a . 26b and the annular channel 30 manufactures.

Im Betrieb des Hydraulikzylinders werden durch die Bewegung des Kolbens 18 mit den Lufteinschlußkollektoren 28 Lufteinschlüsse, die sich im oberen Bereich des Arbeitsraums sammeln, über die axialen Öffnungen 32 in den Ringkanälen 30 aufgenommen. Sobald der Kolben 18, wie in 2 gezeigt, über einer der Auslaßöffnungen 20 positioniert ist, werden die Lufteinschlüsse zusammen mit dem ausströmenden Arbeitsfluid durch die Auslaßöffnungen 20 aus dem Hydraulikzylinder abgeführt.In operation of the hydraulic cylinder are caused by the movement of the piston 18 with the air inclusion collectors 28 Air pockets, which collect in the upper area of the working space, over the axial openings 32 in the ring channels 30 added. As soon as the piston 18 , as in 2 shown above one of the outlet openings 20 is positioned, the air pockets are together with the effluent working fluid through the outlet openings 20 removed from the hydraulic cylinder.

Die 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Der Hauptzylinder 10 weist grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform auf, so daß insoweit die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.The 3 and 4 show a second embodiment of the invention. The master cylinder 10 basically has the same structure as the first embodiment described above, so that in this respect the same reference numerals are used.

Der Kolben 18 besteht hier im wesentlichen aus einem einstückig ausgebildeten Profil 34, das unbeweglich auf der Welle 16 des Hydraulikzylinders 10 gelagert ist. Die beiden Lufteinschlußkollektoren 28 sind hier durch U-förmige Querschnitte des Profils 34 gebildet, die in Umfangsrichtung des Mantelabschnitts 14 verlaufende Ringkanäle 30 definieren. Das Profil 34 weist mehrere Fixierlaschen 36 auf, die in passende Ausnehmungen 38 der Welle 16 eingreifen. Auf diese Weise ist das Profil 34 gegen Verdrehung und axiale Verschiebung auf der Welle 16 gesichert.The piston 18 consists here essentially of an integrally formed profile 34 Being immobile on the shaft 16 of the hydraulic cylinder 10 is stored. The two air entrapment collectors 28 are here by U-shaped cross sections of the profile 34 formed in the circumferential direction of the shell portion 14 running ring channels 30 define. The profile 34 has several fixation tabs 36 on, in the appropriate recesses 38 the wave 16 intervention. That's the profile 34 against rotation and axial displacement on the shaft 16 secured.

Die beiden U-förmigen Querschnitte sind durch einen Mittelabschnitt 40 des Profils 34 verbunden, der einen zusätzlichen umlaufenden Kanal 42 und ein darunterliegendes Dichtungsgehäuse 44 definiert. Der zusätzliche Kanal 42 ist von der Welle 16 radial weiter beabstandet als die beiden Ringkanäle 30, d. h. der zusätzliche Kanal 42 ist weniger tief.The two U-shaped cross sections are through a middle section 40 of the profile 34 connected, which has an additional circumferential channel 42 and an underlying seal housing 44 Are defined. The additional channel 42 is from the wave 16 radially further spaced than the two ring channels 30 ie the additional channel 42 is less deep.

Wie in 3 gezeigt, ist in dem unterhalb des zusätzlichen Kanals 42 gebildeten Dichtungsgehäuse 44 eine auf der Welle 16 angeordnete ringförmige Dichtung 46 aufgenommen. Im zusätzlichen Kanal 42 befindet sich außer einem O-Ring 48 noch ein darüber angeordneter Kolbenring 50, der mit der Innenwand des Mantelabschnitts 14 zusammenwirkt.As in 3 is shown in the below the additional channel 42 formed seal housing 44 one on the wave 16 arranged annular seal 46 added. In the additional channel 42 is outside an O-ring 48 nor a piston ring arranged above it 50 connected to the inner wall of the jacket section 14 interacts.

Die den Teilräumen 26a, 26b zugewandten Seitenwände der Ringkanäle 30 haben wiederum im oberen Bereich, genauer gesagt an der „12 Uhr"-Position, eine axiale Öffnung 32, die eine Strömungsverbindung zwischen dem zugehörigen Teilraum 26a, 26b und dem Ringkanal 30 herstellt. Die Funktion und die Arbeitsweise der Lufteinschlußkollektoren 28 entsprechen denen der ersten Ausführungsform.The subspaces 26a . 26b facing side walls of the annular channels 30 again have an axial opening in the upper area, more precisely at the "12 o'clock" position 32 which provides a flow connection between the associated subspace 26a . 26b and the annular channel 30 manufactures. The function and operation of the air entrapment collectors 28 correspond to those of the first embodiment.

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Claims (14)

Hydraulikzylinder (10), insbesondere für eine hydraulische Hilfskraftlenkung in einem Kraftfahrzeug, mit einem im wesentlichen zylinderförmigen Gehäuse (12), das einen Mantelabschnitt (14) aufweist, einem im Gehäuse axial verschiebbaren Kolben (18), und wenigstens einer im Mantelabschnitt (14) gebildeten Auslaßöffnung (20), wobei der Kolben (18) über die Auslaßöffnung (20) geschoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) wenigstens einen Lufteinschlußkollektor (28) aufweist.Hydraulic cylinder ( 10 ), in particular for a hydraulic power steering system in a motor vehicle, with a substantially cylindrical housing ( 12 ), which has a jacket section ( 14 ), an axially displaceable in the housing piston ( 18 ), and at least one in the shell section ( 14 ) formed outlet opening ( 20 ), the piston ( 18 ) via the outlet opening ( 20 ) can be pushed, characterized in that the piston ( 18 ) at least one air entrapment collector ( 28 ) having. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinschlußkollektor (28) einen in Umfangsrichtung des Mantelabschnitts (14) verlaufenden Ringkanal (30) definiert.Hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that the air entrapment collector ( 28 ) one in the circumferential direction of the jacket portion ( 14 ) extending annular channel ( 30 ) Are defined. Hydraulikzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinschlußkollektor (28) einen radial offenen U-förmigen Querschnitt hat.Hydraulic cylinder according to claim 2, characterized in that the air entrapment collector ( 28 ) has a radially open U-shaped cross-section. Hydraulikzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinschlußkollektor (28) eine axiale Öffnung (32) hat.Hydraulic cylinder according to one of the preceding claims, characterized in that the air-entrapment collector ( 28 ) an axial opening ( 32 ) Has. Hydraulikzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinschlußkollektor (28) wenigstens eine Fixierlasche (36) aufweist, die mit einer Ausnehmung (38) einer Welle (16) zusammenwirkt, auf der der Kolben (18) gelagert ist.Hydraulic cylinder according to one of the preceding claims, characterized in that the air-entrapment collector ( 28 ) at least one fixing tab ( 36 ), which with a recess ( 38 ) of a wave ( 16 ) cooperates on which the piston ( 18 ) is stored. Hydraulikzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) zwei Lufteinschlußkollektoren (28) aufweist.Hydraulic cylinder according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 18 ) two air entrapment collectors ( 28 ) having. Hydraulikzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lufteinschlußkollektoren (28) axial voneinander beabstandet sind.Hydraulic cylinder according to claim 6, characterized in that the two air entrapment collectors ( 28 ) are axially spaced from each other. Hydraulikzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Lufteinschlußkollektoren (28) ein mit der Innenwand des Mantelabschnitts (14) zusammenwirkender Dichtring (24; 50) angeordnet ist.Hydraulic cylinder according to claim 7, characterized in that between the two air entrapment collectors ( 28 ) with the inner wall of the jacket section ( 14 ) cooperating sealing ring ( 24 ; 50 ) is arranged. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lufteinschlußkollektoren (28) einen in Umfangsrichtung des Mantelabschnitts (14) verlaufenden Ringkanal (30) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5 definieren.Hydraulic cylinder according to one of claims 6 to 8, characterized in that both air entrapment collectors ( 28 ) one in the circumferential direction of the jacket portion ( 14 ) extending annular channel ( 30 ) according to any one of claims 2 to 5. Hydraulikzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Ringkanälen (30) ein zusätzlicher umlaufender Kanal (42) definiert ist, in dem ein O-Ring (48) aufgenommen ist.Hydraulic cylinder according to claim 9, characterized in that between the two annular channels ( 30 ) an additional circumferential channel ( 42 ) is defined in which an O-ring ( 48 ) is recorded. Hydraulikzylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem O-Ring (48) und der Innenwand des Mantelabschnitts (14) ein Kolbenring (50) angeordnet ist.Hydraulic cylinder according to claim 10, characterized in that between the O-ring ( 48 ) and the inner wall of the jacket section ( 14 ) a piston ring ( 50 ) is arranged. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinschlußkollektoren (28) Teile eines einstückig ausgebildeten Profils (34) sind, das auf einer Welle (16) gelagert ist.Hydraulic cylinder according to one of claims 6 to 11, characterized in that the air entrapment collectors ( 28 ) Parts of an integrally formed profile ( 34 ) that are on a wave ( 16 ) is stored. Hydraulikzylinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle (16) und dem Profil (34) eine Dichtung (46) vorgesehen ist.Hydraulic cylinder according to claim 12, characterized in that between the shaft ( 16 ) and the profile ( 34 ) a seal ( 46 ) is provided. Hydraulikzylinder nach Anspruch 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (46) unterhalb des zusätzlichen Kanals (42) angeordnet ist.Hydraulic cylinder according to Claims 9 and 13, characterized in that the seal ( 46 ) below the additional channel ( 42 ) is arranged.
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