DE102008010448A1

DE102008010448A1 - Geberzylinder

Info

Publication number: DE102008010448A1
Application number: DE102008010448A
Authority: DE
Inventors: Thomas Rammhofer
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: DE102008010448B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder für eine hydraulische Kupplungs- oder Bremsbetätigung mit einem mittels Schweißring verschlossenen Gehäuse, in dem ein Kolben durch Druckbeaufschlagung axial bewegbar angeordnet ist und gegenüber dem Gehäuse und dem Schweißring mittels Dichtungen abgedichtet ist, wobei die Dichtungen durch einen auf dem Kolben aufgebrachten Zwischenring axial zueinander beabstandet sind. Zur Vermeidung eines Schmutzeintrages auf der Führungsfläche des Kolbens wird der Zwischenring radial spielfrei zentriert am Innendurchmesser des Gehäuses aufgenommen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder für eine hydraulische Kupplungs- oder Bremsbetätigung mit einem mittels Schweißring verschlossenen Gehäuse, in dem ein Kolben durch Druckbeaufschlagung axial bewegbar angeordnet ist und gegenüber dem Gehäuse und dem Schweißring mittels Dichtungen abgedichtet ist, wobei die Dichtungen durch einen auf dem Kolben aufgebrachten Zwischenring axial zueinander beabstandet sind.
Aus der EP 0 345 451 B1 ist eine Geberzylinder-Kolben-Anordnung mit Dichtungsmitteln bekannt, bei der sich die Dichtungsmittel an den Umfang des Kolbens anlegen und mittels einer Scheibe voneinander beabstandet werden. Dabei ist zur Erhöhung der Dichtwirkung die dem Druckraum zugewandte, als Nutmanschette ausgebildete Dichtung mit in Richtung Druckraum weisenden Noppen versehen.
In der WO 97/01469 wird ein Geberzylinder mit darin axial bewegbar angeordnetem Kolben beschrieben, bei dem ein Dichtungsträger bündig in das Gehäuse des Geberzylinders eingesetzt ist. Dieser Dichtungsträger dient einerseits zur Führung des Kolbens und stellt andererseits eine axial beabstandete Anordnung einer Primärdichtung zu einer Sekundärdichtung sicher. Dieser auch als Zwischenring bezeichnete Dichtungsträger wird im Gehäuse verpresst, um diesen im Gehäuse aufzunehmen, damit der Kontakt zwischen Kolbenoberfläche und Zwischenringinnenfläche vermindert wird. Zur Erzeugung dieser Verpressung wird der Außendurchmesser des Zwischenrings größer gewählt als der Innendurchmesser des Gehäuses. Dadurch kommt es bei der Montage des Zwischenrings in den Geberzylinder an diesem zu Abscherungen einzelner Partikel an der Oberfläche bzw. zu plastischen Deformationen. Insbesondere die Abscherungen der Partikel führen dazu, dass diese auf die Kolbenoberfläche gelangen und bei der Bewegung des Kolbens schließlich hinter die Dichtlippe der Sekundärdichtung und sich somit zwischen Dichtung und dem Gehäuseabschluss ansammeln. Der Gehäuseabschluss wird von einem Schweißring gebildet, an dessen Innenfläche der Kolben geführt wird und somit die Innenfläche des Schweißrings als Führungsfläche fungiert. Diese Ablagerung der Partikel führt bei der Kolbenbewegung zu einer Riefenbildung auf der Oberfläche des Kolbens. An den Riefen aufweisenden Stellen wird somit die Dichtwirkung der Dichtungen herabgesetzt, was den Ausgang für eine Undichtigkeit darstellt und zur Herabsetzung der Lebensdauer des Geberzylinders führt.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Schmutzeintrag auf der Führungsfläche des Kolbens mit einfachen Mitteln zu verhindern.
Diese Aufgabe wird mit einem Geberzylinder mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Danach wird der in einem Geberzylinder axial bewegbare Kolben, auf dem ein Zwischenring zur Positionierung einer dem Druckraum zugeordneten Primärdichtung und einer dem Gehäuse zugeordneten Sekundärdichtung aufgebracht ist, radial spielfrei zentriert am Innendurchmesser des Gehäuses aufgenommen.
Dabei ist es besonders von Vorteil, wenn der Zwischenring aus Kunststoff hergestellt ist und an dessen Umfang mindestens drei elastisch federnde Elemente angeordnet sind, die bei der Herstellung des Zwischenrings, beispielsweise im Spritzgussverfahren, einteilig mit diesem ausgeführt werden können. Durch diese als Zungen ausgeführten, elastisch federnden Elemente ist es möglich, dass zwar durch die abstehenden Zungen an diesen Stellen der Außendurchmesser des Zwischenrings vergrößert ist, diese jedoch beim Einführen in das Gehäuse elastisch zusammengedrückt werden können.
Somit wird die Elastizität der Zungen dazu genutzt, dass sich diese einerseits während des Einschiebens an den Grundkörper des Zwischenrings anlegen, andererseits jedoch bestrebt sind, ihre Ausgangsstellung wieder einzunehmen. Somit erhält das Zwischenelement in der vorgesehenen Endposition eine Vorspannung, mit der es am Innendurchmesser des Gehäuses anliegt. Durch die Differenz vom durch die Zungen gebildeten Außendurchmesser zum Grunddurchmesser des Zwischenelements ist gewährleistet, dass Druckmittel vom Reservoir radial am Zwischenring vorbei in den Druckraum gelangen kann.
Zur Erleichterung der Montage ist in vorteilhafter Weise der Außendurchmesser des Zwischenrings im Bereich des Zungenanfangs mit einer umlaufenden Einführschräge versehen.
Die axiale Positionierung des Zwischenrings erfolgt druckraumseitig über eine im Gehäuse ausgebildete Anlagefläche, die mit einer Stirnfläche des Zwischenrings kontaktierbar ist und schweißringseitig liegt die Stirnfläche des Schweißringes an einer ringförmigen Stirnfläche des Schweißrings an.
Außerdem wird die Aufgabe mit einem Geberzylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Hierzu weist der Zwischenring druckraumseitig einen stufenförmigen Absatz auf. Dieser Absatz dient dazu, eine zusätzliche radiale Anlagefläche für den Zwischenring zu erzeugen. In vorteilhafter Weise ist der Durchmesser des Absatzes dem Innendurchmesser des Gehäuses an dieser Stelle angepasst, um zu erreichen, dass der Zwischenring an der Innenfläche des Gehäuses anliegt, um somit zwischen dem Außendurchmesser des Kolbens und dem Innendurchmesser des Zwischenrings einen Spalt zu erzeugen.
Zur Erzielung einer axialen und radialen Anlagefläche für die Primärdichtung ist die Stirnfläche des Zwischenrings als ebene Fläche ausgeführt.
Weiterhin ist es zur Verbesserung des Durchflusses von Druckmittel vom Druckmittelreservoir zum Druckraum besonders vorteilhaft, dass die ringförmige Stirnfläche des Absatzes mit über ihre Breite verlaufenden Aussparungen versehen ist. Diese können über den Umfang verteilt angeordnet sein.
Während sich der Zwischenring endseitig mit einer ringförmigen Stirnfläche am Schweißring abstützt, weist dieser im Bereich seines Innendurchmessers einen stufenförmigen Ansatz auf. Die dabei entstehende ringförmige Stirnfläche in Richtung Sekundärdichtung ist mit deren Innenlippe kontaktierbar.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungsteile.
Es zeigen:
1 einen Teilschnitt durch einen Geberzylinder,
2 eine Vergrößerung eines Teilschnitts eines erfindungsgemäßen Zwischen rings,
3 den Ansatz des erfindungsgemäßen Zwischenrings gemäß 2 in einer Draufsicht.
Die 1 zeigt einen Geberzylinder in einem Teilschnitt. Dieser Geberzylinder besteht aus einem Gehäuse 2 mit einem Innenraum, der zum Teil als Druckraum 2.1 fungiert, das mit einem Schweißring 5 verschlossen ist. In diesem Innenraum ist ein Kolben 4 axial bewegbar angeordnet. Weiterhin ist in diesem Gehäuse 2 ein Anschluss für ein Druckreservoir 2.2 vorgesehen. Im Zwischenraum zwischen Innenwand des Gehäuses 2 und dem Kolben 5 ist ein Zwischenring 1 angeordnet, der sich an der Innenwand radial abstützt. Diese Abstützung geschieht mittels vorzugsweise drei am Umfang des Zwischenrings 1 angeordneter elastischer Zungen 1.1, die unter Vorspannung mit ihrer als Anlagefläche ausgebildeten Mantelfläche an der Innenwand anliegen. Da in vorteilhafter Weise der Zwischenring 1 aus Kunststoff hergestellt ist, können diese Zungen 1.1 gleich beim Spritzgießvorgang mit angegossen werden. Da der Zwischenring 1 umfangsseitig an der Innenwand des Gehäuses 2 zentriert aufgenommen ist, kann zwischen seiner Innenfläche und der Mantelfläche des Kolbens 4 ein Spalt 1.10 vorgesehen werden, über den die Mantelfläche des Kolbens 4 mit Druckmittel benetzt werden kann. Zur Abstützung in axialer Richtung ist der Zwischenring 1 mit einem stufenartigen Absatz 1.2 versehen, der sich an der in diesem Bereich gebildeten Stufe des Gehäuseinnenraumes abstützen kann. Diese Stufe entsteht durch den Abfall vom Innendurchmesser D5 auf einen Innendurchmesser D4, so dass dadurch eine radiale Anlagefläche 2.3 und axiale Anlagefläche 2.4 entsteht. An der als Auflagefläche 1.4 ausgestalteten Stirnfläche des Absatzes 1.2 kann sich eine Primärdichtung 3 anlegen, die den Druckraum zum Gehäuse 2 hin abdichtet. Das andere Ende des Zwischenrings 1 weist im Bereich seines Innendurchmessers einen stufenförmigen Fortsatz bzw. Ansatz 1.9 auf (siehe 2), der eine stabile Auflage für den Schweißring 5 bildet. Auf diese Weise wird diese Stirnfläche des Zwischenrings 1 in zwei Ringflächen aufgeteilt, von denen die äußere Ringfläche sich am Schweißring 5 abstützen kann und die innere Ringfläche mit der dynamischen Dichtlippe einer in einer Aussparung im Schweißring 5 aufgenommenen Sekundärdichtung 6 in Kontakt steht. Somit dient der Zwischenring 1 einerseits zur Beabstandung beider Dichtungen 3 und 6 und andererseits zur Sicherstellung des Druckmittelweges vom Reservoir zum Druckraum 2.1. Außerdem dient er zusätzlich zur exakten Positionierung der Sekundärdichtung 6. Der axial bewegbare Kolben 4 wird an der als Lauffläche fungierenden Innenfläche des Schweißrings 5 geführt.
Die 2 zeigt den erfindungsgemäßen Schweißring 1 in einem vergrößerten Teilschnitt, wobei dieser durch eine der mindestens drei über den Umfang verteilt angeordneten Zungen 1.1 verläuft. Durch diese Zungen 1.1 wird der Außendurchmesser des Schweißrings 1 auf einen Durchmesser D2 erweitert. Zur Erleichterung des Anfädelns beim Einführen des Zwischenrings 1 in das Gehäuse 2 dient eine im Bereich des Zungenanfanges vorgesehene umlaufende Einführschräge 1.7. Wie in 1 bereits erwähnt, ist der Schweißring 1 druckraum seitig mit einem stufenförmigen Absatz 1.2 versehen, wodurch zwei axiale Anlageflächen entstehen. Mit der Anlagefläche 1.11 liegt der Zwischenring 1 an der im Innern des Gehäuses 2 gebildeten Stufe an, während die Auflagefläche 1.4 zur Auflage der Primärdichtung 3 dient. Der Außenrand und der Innenrand dieser Auflagefläche 1.4 sind jeweils abgerundet, so dass sich die Abrundung 1.5 und die Abrundung 1.6 ergeben. Diese Abrundungen 1.5 und 1.6 dienen zur Reduzierung der Spaltextrusion an der Primärdichtung 3, da diese unter Betriebsbedingungen derart axial zusammengedrückt wird, dass sich der Dichtwerkstoff um die Ringfläche des Absatzes 1.2 radial umlegt. Ohne vorgesehene Abrundungen 1.5, 1.6 würde die Primärdichtung 3 durch die scharfen Kanten des Zwischenrings 1 eingerissen.
In 3 ist nur die Stirnfläche des Absatzes 1.2 aus 2 in der Draufsicht dargestellt. Hieraus sind sowohl die Zungen 1.1 als auch Aussparungen 1.3 ersichtlich, die jeweils über den Umfang des Zwischenrings 1 verteilt angeordnet sind. Diese Aussparungen 1.3 dienen zur Unterstützung des Durchflusses von Druckmittel vom Reservoir zum Druckraum 2.1.
Wird der Zwischenring 1 in vorteilhafter Weise aus Kunststoff hergestellt, können dessen Herstellungskosten trotz seiner komplexeren Gestaltung gering gehalten werden.

1: Zwischenring
1.1: elastische Elemente/Zungen
1.2: Absatz
1.3: Aussparungen
1.4: Auflagefläche
1.5: Abrundungen
1.6: Abrundungen
1.7: Einführschräge
1.8: Anlagefläche
1.9: stufenförmiger Ansatz
1.10: Spalt
1.11: axiale Anlagefläche
1.12: radiale Anlagefläche
2: Gehäuse
2.1: Druckraum
2.2: Reservoiranschluss
2.3: radiale Anlagefläche
2.4: axiale Anlagefläche
3: Primärdichtung
4: Kolben
5: Schweißring
6: Sekundärdichtung
D1: Durchmesser des Zwischenelements am Zungenanfang
D2: Außendurchmesser der Zungen des Zwischenelements
D3: Durchmesser des Absatzes des Zwischenelements
D4: Innendurchmesser des Gehäuses
D5: Innendurchmesser des Gehäuses

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0345451 B1 [0002]
- WO 97/01469 [0003]

Claims

Geberzylinder für eine hydraulische Kupplungs- oder Bremsbetätigung mit einem mittels Schweißring (5) verschlossenem Gehäuse (2), in dem ein Kolben (4) durch Druckbeaufschlagung axial bewegbar angeordnet ist und gegenüber dem Gehäuse (2) und dem Schweißring (5) mittels Dichtungen (3, 6) abgedichtet ist, wobei die Dichtungen (3, 6) durch einen auf dem Kolben (4) aufgebrachten Zwischenring (1) axial zueinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (1) radial spielfrei zentriert am Innendurchmesser des Gehäuses (2) aufgenommen ist.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (1) aus Kunststoff ausgeführt ist.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (1) am Umfang mit mindestens drei elastisch federnden Elementen (1.1) versehen ist.
Geberzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Elemente (1.1) als Zungen gleicher Abmessungen ausgebildet und mit dem Zwischenring (1) als Einheit ausgebildet sind.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Außendurchmesser des Zwischenrings (1) im Bereich des Zungenanfangs eine umlaufende Einführschräge (1.7) vorgesehen ist.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Zwischenring (1) mit seiner Anlagefläche (1.8) an der Stirnfläche des Schweißrings (5) und mit seiner Anlagefläche (1.11) an der Anlagefläche (2.4) des Gehäuses (2) axial abstützen kann.
Geberzylinder für eine hydraulische Kupplungs- oder Bremsbetätigung mit einem mittels Schweißring (5) verschlossenem Gehäuse (2), in dem ein Kolben (4) durch Druckbeaufschlagung axial bewegbar angeordnet ist und gegenüber einem entstandenen Druckraum (2.1) mittels einer Primärdichtung (3) und das Gehäuse (2) mittels einer im Schweißring (5) angeordneten Sekundärdichtung (6) abgedichtet wird, wobei die Dichtungen (3, 6) durch einen auf dem Kolben (4) aufgebrachten Zwischenring (1) axial zueinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (1) druckraumseitig einen stufenförmigen Absatz (1.2) aufweist.
Geberzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der stufenförmige Absatz (1.2) durch den Abfall des Durchmessers (D1) des Zwischenrings (1) auf den Durchmesser (D3) gebildet wird, wobei der Durchmesser (D3) des Absatzes (1.2) des Zwischenrings (1) dem Durchmesser (D4) des Gehäuses (2) angepasst ist.
Geberzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche des Absatzes (1.2) eben ausgeführt ist.
Geberzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Stirnfläche des Absatzes (1.2) mit über ihre Breite verlaufenden Aussparungen (1.3) versehen ist, die über den Umfang verteilt angeordnet sind.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Absatz (1.2) gegenüberliegende Stirnfläche des Zwischenrings (1) im Bereich dessen Innendurchmessers mit einem stufenförmigen Ansatz (1.9) versehen ist.