DE102008059782A1

DE102008059782A1 - Hydraulischer Zylinder

Info

Publication number: DE102008059782A1
Application number: DE102008059782A
Authority: DE
Inventors: Saulo Ribeiro
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2009-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Zylinder zur Betätigung einer Reibungskupplung oder einer Bremse mit einem in einem Gehäuse verlagerbaren Kolben. Am Gehäuse oder dem Kolben ist eine Komponente aus Kunststoff aufgenommen oder in diese integriert, bei der ein durch die Herstellung mittels eines Spritzgussverfahrens entstehender Spritzgrat so gelegt wird, dass dieser eine radiale ringförmige Erweiterung bildet, die als Abstreifring bei einer Verlagerung des Kolbens gegenüber dem Gehäuse dienen kann. Dabei kann der Abstreifring am Kolben, am Gehäuse oder einem Ringteil, das an dem Kolben oder Gehäuse verliersicher angebracht ist, vorgesehen sein.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Zylinder zur Betätigung einer Reibungskupplung oder einer Bremse in einem Kraftfahrzeug bestehend aus einem Gehäuse und einem Kolben, die zwei gegeneinander unter Ausbildung einer Druckkammer mit variablem Volumen axiale Bauteile bilden, wobei zumindest ein Bauteil eine mittels eines Spritzgussverfahrens aus Kunststoff hergestellte Komponente aus Kunststoff aufweist.
Gattungsgemäße hydraulische Zylinder können Geber- oder Nehmerzylinder in hydrostatischen Kupplungs- oder Bremsbetätigungssystemen sein, die zumindest ein aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestelltes Bauteil, beispielsweise einen Kolben oder ein Gehäuse aus Kunststoff aufweisen. Derartige Bauteile erfordern teilweise komplizierte Spritzgusswerkzeuge, wobei Formgrate im Werkstück entstehen, die durch zwangsläufig aufeinander treffende Trennfugen des Spritzwerkzeuges bedingt sind. Derartige Formgrate sind insbesondere an Dichtflächen von Nachteil.
Aufgabe der Erfindung ist daher, einen hydrostatischen Zylinder mit zumindest einem Kunststoffteil, das mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt ist, vorzuschlagen, dessen Formgrate so angeordnet sind, dass sie in vorteilhafter Weise genutzt werden können.
Die Aufgabe wird durch einen Hydrostatischen Zylinder zur Betätigung einer Reibungskupplung oder einer Bremse in einem Kraftfahrzeug bestehend aus einem Gehäuse und einem Kolben, die zwei gegeneinander unter Ausbildung einer Druckkammer mit variablem Volumen axial verlagerbare Bauteile bilden, wobei zumindest ein Bauteil eine mittels eines Spritzgussverfahrens aus Kunststoff hergestellte Komponente aus Kunststoff aufweist, gelöst, wobei an der Komponente eine radial erhabene, sich über den Umfang der Komponente erstreckende Ausformung vorgesehen ist, die einen fertigungsbedingten Formgrat aufnimmt. Dabei kann der Formgrat eine umlaufende Kante der radialen Ausformung bilden, an einer Schulter der Ausformung angeordnet sein oder die Ausformung selbst bilden.
Das betreffende Bauteil – Kolben oder Gehäuse – kann vollständig aus Kunststoff hergestellt sein und die Komponente einteilig aufnehmen. Auf diese Weise kann ein Gehäuse oder ein Kolben dargestellt werden, der einen ringförmigen Formgrat an einer Außen- oder Innenfläche aufweist, die zumindest über einen Teil ihrer axialen Erstreckung eine Dichtfläche für eine Dichtung aufweisen kann, die am anderen gegenüber diesem Bauteil axial verlagerten Bauteil angeordnet ist. Beispielsweise kann ein zylinderförmiger Kolben eines Geber- oder Nehmerzylinders oder ein ringförmiger Kolben, beispielsweise eines um eine Getriebeeingangswelle angeordneten Nehmerzylinders (CSC, concentric slave cylinder) für eine Reibungskupplung, eine Ringdichtung beziehungsweise Nutringdichtung enthalten, die auf einer radial äußeren Dichtfläche oder im Falle eines Ringkolbens an radial außen und innen vorgesehenen Dichtflächen des zugehörigen Gehäuses während einer axialen Verlagerung des Kolbens gleitet. Dabei kann der Kolben eine ringförmige Ausformung mit dem Formgrat enthalten, die axial zu der Ringdichtung beabstandet sein kann. Im Falle eines ringförmigen Kolbens kann am Innen- und am Außenumfang eine derartige Ausformung vorgesehen sein. Weiterhin kann bei einem Gehäuse aus Kunststoff die radiale Ausformung mit dem Formgrat auch am Gehäuse vorgesehen sein. Dabei können auch sogenannte statische Dichtungen vorgesehen sein, die im Gehäuse fixiert sind, wobei der Kolben eine entsprechende Gleitfläche für die Dichtung aufweist. In diesem Falle kann die radiale Ausformung ebenfalls beabstandet zu diesen Dichtungen angeordnet sein.
In einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel kann unabhängig von der Materialbeschaffenheit von Kolben oder Gehäuse die Komponente mit der radial erweiterten Ausformung als separates Bauteil ausgeführt werden, das am Gehäuse, am Kolben oder einem zu diesem gehörigen Bauteil wie beispielsweise einer Kolbenstange, verliersicher aufgebracht, beispielsweise mit diesen Teilen verschnappt, verschraubt oder verschweißt ist.
Besonders vorteilhaft kann die radiale Ausformung mit einer zu dieser eine axiale Bewegung ausführende Anlagefläche in Anlagekontakt gebracht werden. So kann im Falle einer axialen Beabstandung der radialen Ausformung von einer Ringdichtung die axiale Ausformung in Anlagekontakt zu der Dichtfläche treten und einen Abstreifring bilden, so dass von außen auf die Dichtfläche gelangende Verschmutzungen von dieser abgestreift und die Dichtfläche sauber gehalten wird. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die radiale Ausformung bezüglich ihrer Materialeigenschaft weicher als die Materialeigenschaften des die Dichtfläche bildenden Bauteils, um einen Materialabtrag an den Dichtflächen zu vermeiden. Alternativ kann die radiale Ausformung an dem Bauteil mit der Dichtfläche vorgesehen sein, so dass durch den Anlagekontakt zu dem die Dichtung tragenden Bauteil gleitend verschlossen bleibt, die Dichtfläche selbst jedoch nur von der Dichtung überfahren wird. Die radiale Ausformung kann dabei gleichzeitig als Führung der beiden axial aufeinander bewegten Bauteile aufeinander dienen.
Die Erfindung wird anhand der 1 bis 5 näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Nehmerzylinders im Schnitt,
2 ein Detail des Nehmerzylinders der 1,
3 ein Hülsenteil mit einem Formgrat,
4 ein Ausführungsbeispiel eines Geberzylinders im Schnitt und
5 ein Detail des Geberzylinders der 4.
1 zeigt einen als Nehmerzylinder 2 ausgestalteten hydrostatischen Zylinder 1 mit einem Gehäuse 3 mit einer radial innen eine Wandung 5 für die Druckkammer 6 bildenden Führungshülse 4 und einer radial äußeren Wandung 7, die die Druckkammer 6 nach radial außen begrenzt. In der einen einseitig offenen Ringraum bildenden Druckkammer 6 ist axial verlagerbar ein als Ringkolben ausgestalteter Kolben 8 aufgenommen, der abhängig vom in der Druckkammer 6 durch einen Geberzylinder vorgelegten Druck axial verlagert wird und mittels des Ausrücklagers 9 eine Reibungskupplung betätigt. Zur Abdichtung der Druckkammer 6 gegenüber dem Kolben 8 ist eine Nutringdichtung 10 vorgesehen, die mittels jeweils einer Dichtlippe an jeweils an der inneren und äußeren Wandung 5, 7 vorgesehenen Dichtflächen 11, 12 abdichtet. Zum Schutz der Dichtfläche 11 gegen vom Kolben 8 beim Zurückfahren in die Druckkammer 6 eingetragenen Schmutz ist im Bereich der Öffnung nach außen an der Wandung 7 eine ringförmige nach radial innen auskragende Ausformung 13 vorgesehen, die in vorteilhafter Weise aus dem bei der Herstellung des Gehäuses 3 aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens als Formgrat resultiert. Hierzu wird das Spritzwerkzeug in der Weise gestaltet, dass zwei Werkzeughälften an dem die Ausformung 13 bildenden Durchmesser trennen. Zur sauberen Ausgestaltung des Formgrats können die Werkzeugteile mit einer Phase zueinander ausgestattet sein.
2 zeigt das Detail Z in Vergrößerung. Der Kolben 8 nimmt die Dichtung 9 auf oder beaufschlagt diese zumindest an deren Stirnseite beim Zurückfahren in Richtung Druckkammer 6, während die Nutringdichtung 9 den Kolben 8 axial beaufschlagt und verlagert, wenn in der Druckkammer 6 Druck aufgebaut wird. Die Nutringdichtung 9 dichtet gegen die Dichtflächen 11, 12 der Wandungen 5, 7, wobei die Kolbenfläche 14 als Anlagefläche für die radiale nach innen auskragende Ausformung 13 dient. Auf diese Weise wird der Zwischenraum zwischen Kolbenfläche 14 und den Dichtflächen 11, 12, der aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten von Kolben 8 und Gehäuse 3 (1) eine vorgegebene Toleranz aufweisen muss, verschlossen. Durch das geringe Ausmaß der Ausformung können dabei Toleranzschwankungen elastisch und ohne hohe Reibungsverluste ausgeglichen werden. Auf diese Weise kann werkzeugfallend und daher ohne hohe Kosten eine Abdichtung zwischen den beiden Bauteilen Kolben 8 und Gehäuse 3 dargestellt werden.
3 zeigt ein Hülsenteil 15 mit einer radial nach innen ausgerichteten Ausformung 13, die aus einem Formgrat 16 während der Herstellung des aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellten Hülsenteils 15 gebildet wird. Das Hülsenteil 15 kann verliersicher auf einen Kolben oder ein Gehäuse eines hydrostatischen Zylinders aufgebracht werden. Auf diese Weise kann ein preisgünstiges Bauteil zur Abdichtung eines Ringspalts zwischen Kolben und Gehäuse vorgeschlagen werden, wobei die Materialgestaltung von Kolben und Gehäuse nicht berücksichtigt werden müssen. So kann beispielsweise das Bauteil – Kolben oder Gehäuse –, auf das das Hülsenteil 15 aufgebracht wird, aus einem anderen Kunststoffmaterial oder aus Metall bestehen. Das Hülsenteil 15 kann auf dem entsprechenden Teil verschnappt, verrastet, verkrallt, verschweißt, beispielsweise ultraschallverschweißt, verklebt oder auf andere Weise befestigt sein, wozu jeweils entsprechende – nicht dargestellte – Befestigungsmittel bereits werkzeugfallend am Außen- und/oder Innenumfang des Hülsenteils 15 vorgesehen werden können, beispielsweise Rast- oder Schnapphaken, Krallen und dergleichen.
4 zeigt einen hydrostatischen Zylinder 17 als Geberzylinder 18 mit einem von außen, beispielsweise von einem Pedal oder einem Aktor, mittels einer nur teilweise dargestellten Kolbenstange 19 betätigten Kolben 20, der axial verlagerbar in einem Gehäuse 21 aufgenommen ist. Zwischen Kolben 20 und Gehäuse 21 ist eine Laufbuchse 22 angeordnet, die den Kolben 20 führt und eine Dichtung 23 aufnimmt, die an der am Kolben 20 vorgesehenen Dichtfläche 24 gleitet. Die Laufbuchse 22 ist axial in dem Gehäuse 21 fixiert und begrenzt den Weg des Kolbens 20 mittels über den Umfang verteilter Haken 25, die in einen an der Kolbenstange 19 angebrachten Teller 26 radial eingreifen. Der Kolben 20 ist in der Laufbuchse 22 unter Einhaltung eines Toleranzspalts 27 geführt. Der Kolben 20 weist zur gelenkigen Aufnahme der Kalotte 29 der Kolbenstange 19 endseitig über den Umfang verteilte axiale Ansätze 30 auf.
Am Übergang der über den Umfang geschlossenen Laufbuchse 22, die aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt ist, zu den über den Umfang verteilten Haken 25 ist während der Herstellung die Trennung des Spritzgusswerkzeugs vorgesehen, so dass eine radial nach innen ausgerichtete Ausformung 28 werkzeugfallend entsteht, so dass der Toleranzspalt 27 durch den als Abstreifring wirkenden Formgrat gegen Verschmutzung von außen geschützt wird.
5 zeigt das in 4 mit Y bezeichnete Detail. Im Übergangsbereich der Laufbuchse 22 zu deren Haken 25 ist eine ringförmige, radial nach innen auskragende Ausformung 28 vorgesehen, die während des Spritzgussverfahrens als Formgrat entsteht und sich im Anlagekontakt zur Dichtfläche 24 des Kolbens 20 befindet, so dass der ringförmige Toleranzspalt 27 zwischen Kolben 20 und Laufbuchse 22 gegen von außen eindringende Verschmutzung geschützt ist.

1: Hydrostatischer Zylinder
2: Nehmerzylinder
3: Gehäuse
4: Führungshülse
5: Wandung
6: Druckkammer
7: Wandung
8: Kolben
9: Ausrücklager
10: Nutringdichtung
11: Dichtfläche
12: Dichtfläche
13: Ausformung
14: Kolbenfläche
15: Hülsenteil
16: Formgrat
17: Hydrostatischer Zylinder
18: Geberzylinder
19: Kolbenstange
20: Kolben
21: Gehäuse
22: Laufbuchse
23: Dichtung
24: Dichtfläche
25: Haken
26: Teller
27: Toleranzspalt
28: Ausformung
29: Kalotte
30: Ansatz

Claims

Hydrostatischer Zylinder (1, 17) zur Betätigung einer Reibungskupplung oder einer Bremse in einem Kraftfahrzeug bestehend aus einem Gehäuse (3, 21) und einem Kolben (8, 20), die zwei gegeneinander unter Ausbildung einer Druckkammer (6) mit variablem Volumen axial verlagerbare Bauteile bilden, wobei zumindest ein Bauteil eine mittels eines Spritzgussverfahrens aus Kunststoff hergestellte Komponente aus Kunststoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Komponente eine radial erhabene, sich über den Umfang der Komponente erstreckende Ausformung (13, 28) vorgesehen ist, die einen fertigungsbedingten Formgrat (16) aufnimmt.
Hydrostatischer Zylinder (1, 17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil vollständig aus Kunststoff hergestellt und die Komponente einteilig aufnimmt.
Hydrostatischer Zylinder (1, 17) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil aus Kunststoff ein Kolben eines Geberzylinders oder Nehmerzylinders ist.
Hydrostatischer Zylinder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil aus Kunststoff das Gehäuse (3) ist.
Hydrostatischer Zylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein Hülsenteil (15) ist, das verliersicher mit dem Gehäuse, dem Kolben oder einem anderen Bauteil verbunden ist.
Hydrostatischer Zylinder (1, 17) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente an einem Bauteil befestigt ist und deren sich radial erstreckende Ausformung (13, 28) mit dem anderen Bauteil in Anlagekontakt tritt.
Hydrostatischer Zylinder (1, 17) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sich radial erstreckende Ausformung (13, 28) ein Abstreifring ist.