DE102009019586B4 - Geberzylinderanordnung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Geberzylinderanordnung, insbesondere für die hydraulische Betätigung einer Fahrzeugkupplung eines Kraftfahrzeuges.
- Aus der
DE 93 15 503 U1 geht eine derartige Geberzylinderanordnung hervor, bei der in einer Bohrung eines Gehäuses ein mit einem Pedal in Verbindung stehender Kolben dichtend verschiebbar geführt ist. Der Kolben bildet gemeinsam mit dem Gehäuse einen im Volumen variablen Druckraum, wobei der Druckraum mit einem Druckanschluss und einem Nachsauganschluss in Verbindung steht. Der Kolben ist in zwei axial hintereinander liegenden, einen gleichen Innendurchmesser aufweisenden Buchsen geführt und gegenüber jeder der Buchsen durch separate Dichtungen abgedichtet. Zumindest eine der beiden Buchsen ist mit einem radialen Spiel im Gehäuse angeordnet. Aus derEP 1 388 477 A1 ist eine Geberzylinderanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart. Weiterer Stand der Technik ist in derDE 33 06 952 A1 sowie derEP 1 306 562 A1 beschrieben. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Geberzylinderanordnung dieser Art dahingehend zu verbessern, dass die Lauffläche des Kolbens im Geberzylinder eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
- Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit einem Geberzylinder mit einer konzentrisch zur Längsachse des Geberzylinders verlaufenden Stufenbohrung gelöst, die einen ersten Stufenbohrungsbereich und einen zweiten Stufenbohrungsbereich aufweist. Dabei besitzt der zweite Stufenbohrungsbereich einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des ersten Stufenbohrungsbereiches. Ferner umfasst die Geberzylinderanordnung einen in der Stufenbohrung angeordneten Kolben, der mit einer aus dem Gehäuse der Geberzylinderanordnung herausragenden Kolbenstange verbunden ist. Der Kolben weist ein erstes, der Kolbenstange abgewandtes Kolbenteil und ein zweites, mit der Kolbenstange verbundenes Kolbenteil auf, wobei das erste Kolbenteil in dem ersten Stufenbohrungsbereich und das zweite Kolbenteil in dem zweiten Stufenbohrungsbereich verschiebbar angeordnet sind. Das erste Kolbenteil und das zweite Kolbenteil sind an den einander zugewandten Seiten zentrisch miteinander verbunden. Das erste Kolbenteil weist einen Gleitbereich auf, der in dem ersten Stufenbohrungsbereich an der Innenwandung desselben gleitend verschiebbar und durch eine ringförmige Dichtung in Bezug auf die Innenwandung des ersten Stufenbohrungsbereiches abgedichtet ist.
- Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Lauffläche der vorliegenden Geberzylinderanordnung eine erhöhte Lebensdauer aufweist, weil ihr Kolben in zwei Kolbenteile, nämlich in ein vorderes, im Hochdruckraum angeordnetes und ein hinteres, im Niederdruckraum angeordnetes Kolbenteil, unterteilt ist, die über eine im Zentrum angebrachte Kolbenklammer koaxial miteinander verbunden sind. Auf dem vorderen Kolbenteil, das einen relativ kurzen Gleitbereich aufweist, ist eine dynamische Dichtung zur Abdichtung des Hochdruckraumes angeordnet. Da lediglich der Durchmesser des Gleitbereiches des vorderen Kolbenteiles an den Innendurchmesser der Geberzylinderanordnung angepasst ist, wird die Auflagefläche des Kolbens an der Lauffläche des Hochdruckraumes vorteilhafterweise verringert.
- Es ist ferner von Vorteil, dass insbesondere bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Geberzylinderanordnung als Kupplungsgeberzylinderanordnung (CMC) eine Anpassung an verschiedene Hauptdichtungsdurchmesser möglich ist, sodass derselbe Niederdruckraum im Zusammenhang mit verschiedenen Hochdruckräumen möglich ist. Hierbei ist es lediglich erforderlich, je nach Durchmesseranforderung, das vordere Kolbenteil sowie die Dichtung und den Anschlagring desselben auszutauschen bzw. zu verändern. Alle anderen Bestandteile der vorliegenden Geberzylinderanordnung müssen, abgesehen vom Durchmesser des Hochdruckraumes, vorteilhafterweise nicht verändert werden.
- In dem zweiten Stufenbohrungsbereich bzw. Niederdruckraum ist eine Buchse angeordnet, die in Bezug auf den Innenumfang des zweiten Stufenbohrungsbereiches abgedichtet ist und in der das zweite Kolbenteil geführt und axial verschieblich gelagert ist. Zweckmäßigerweise ist die Buchse an der dem ersten Kolbenteil zugewandten Seite durch einen Dichtungsring abgedichtet, der sich in einer Ausnehmung der Buchse befindet. Ferner kanist die Buchse an der dem ersten Stufenbohrungsbereich abgewandten Seite durch einen weiteren, in einer Umfangsnut der Buchse angeordneten Dichtungsring in Bezug auf die Innenwandung des zweiten Stufenbohrungsbereiches abgedichtet.
- Zur Zentrierung und koaxialen Anordnung der beiden Kolbenteile weist bei einer Ausgestaltung der Erfindung das erste Kolbenteil einen zentrischen Zentrieransatz auf, der in eine zentrische Vertiefung des zweiten Kolbenteils eingreift. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass umgekehrt das zweite Kolbenteil einen zentrischen Zentrieransatz aufweist, der in eine zentrische Vertiefung des ersten Kolbenteiles eingreift. Um das Eingreifen des Zentrieransatzes in die zentrische Vertiefung zu unterstützen kann das erste Kolbenteil vorteilhaft und relativ einfach durch einen Energiespeicher zur Anlage an dem zweiten Kolbenteil vorgespannt werden. Dabei kann der Energiespeicher die Form einer Druckfeder aufweisen, die sich einerseits am Gehäuse der Geberzylinderanordnung und andererseits an dem ersten Kolbenteil abstützt.
- Konstruktiv besonders einfach und daher vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Druckfeder schraubenförmig ausgebildet ist, wobei das eine Ende der Druckfeder ein Ansatzteil des ersten Kolbenteiles umgibt und sich an einer Schulter des ersten Kolbenteiles abstützt, die zwischen dem Ansatzteil und dem Gleitteil des ersten Kolbenteiles ausgebildet ist. Dabei ist das Ansatzteil an der dem zweiten Kolbenteil abgewandten Seite des Gleitteiles angeordnet. Das andere Ende der Druckfeder kann dabei in eine sich an den ersten Stufenbohrungsbereich an der dem zweiten Stufenbohrungsbereich abgewandten Seite anschließende Bohrung eingreifen und sich an einer an der dem ersten Stufenbohrungsbereich abgewandten Seite der Bohrung ausgebildeten Schulter abstützen. Die genannte Schulter des ersten Kolbenteiles ist dabei vorteilhaft zwischen dem Ansatzteil und einem sich an das Ansatzteil in Richtung auf das zweite Kolbenteil anschließenden Umfangsbereich ausgebildet, wobei der Umfangsbereich einen größeren Durchmesser besitzt als das Ansatzteil. Besonders vorteilhaft, weil konstruktiv einfach und effektiv, ist es, wenn an der Schulter ein auf dem Ansatzteil angeordneter Anschlagring anliegt, an dem sich das eine Ende der Druckfeder abstützt, wobei eine ringförmige Dichtung zwischen dem Anschlagring und einer Stufe axial fixiert sein kann, die zwischen dem Gleitbereich und dem Umfangsbereich ausgebildet ist. Diese Dichtung dichtet das erste Kolbenteil in Bezug auf den Innenumfang des ersten Stufenbohrungsbereiches ab.
- Um eine einfache Befestigung der vorliegenden Geberzylinderanordnung an einem vorbestimmten Teil, beispielsweise an einem Bereich einer Fahrzeugkarosserie, zu ermöglichen, kann an den zweiten Stufenbohrungsbereich an der dem ersten Stufenbohrungsbereich abgewandten Seite ein Montageflansch angeformt sein.
- Besonders vorteilhaft können das Gehäuse der vorliegenden Geberzylinderanordnung und /oder das erste Kobenteil und/oder das zweite Kolbenteil aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
- Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und dessen Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 in perspektivischer Darstellung eine vorliegende Geberzylinderanordnung; -
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II durch die Geberzylinderanordnung der1 , wobei der Kolben aus dem Druckraum ausgefahren ist; -
3 einen entsprechenden Schnitt durch die Geberzylinderanordnung der1 , wobei jedoch der Kolben in den Druckraum eingefahren ist; -
4 eine Seitenansicht der Geberzylinderanordnung der1 entlang der Linie IV-IV; -
5 eine vergrößerte Darstellung des Übergangsbereiches zwischen den Kolben-teilen der vorliegenden Geberzylinderanordnung. - Gemäß den
1 bis3 weist die vorliegende Geberzylinderanordnung im Wesentlichen einen Geberzylinder 1 in einem vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Gehäuse 2 auf, in dem gemäß der2 und3 eine konzentrisch zu der Längsachse 3 des Geberzylinders 1 verlaufende Stufenbohrung 4 angeordnet ist. Diese Stufenbohrung 4 umfasst einen ersten Stufenbohrungsbereich 5 mit einem kleineren Durchmesser und einen zweiten Stufenbohrungsbereich 6 mit einem größeren Durchmesser. In dem von den Stufenbohrungsbereichen 5 und 6 bzw. von der Stufenbohrung 4 umschlossenen Raum sind ein erstes Kolbenteil 7 und ein zweites Kolbenteil 8 angeordnet, die gemeinsam einen Kolben 9 bilden. Dabei ist das erste bzw. vordere Kolbenteil 7 in einem Hochdruckraum 10 angeordnet, der dem Stufenbohrungsbereich 5 entspricht, während das zweite bzw. hintere Kolbenteil 8 in einem Niederdruckraum 11 angeordnet ist, der dem Stufenbohrungsbereich 6 entspricht. - In der ersichtlichen Weise ist das zweite Kolbenteil 8 mit einer Kolbenstange 12 verbunden, die gemäß
2 aus dem Gehäuse 2 nach außen ragt und durch ein Balgteil 11 abgedichtet sein kann. An der der Kolbenstange 12 zugewandten Seite weist das Gehäuse 2 einen Montageflansch 14 auf, der mit der Hilfe von entsprechenden Befestigungselementen (nicht dargestellt) an einem entsprechenden Montageflansch, beispielsweise eines Pedalraumes einer Fahrzeugkarosserie, befestigbar ist. - Der Hochdruckraum 10 steht in der insbesondere aus den
2 und3 ersichtlichen Weise mit einem Fluid-Anschluss 33 in Verbindung, über den er mit einem Druckfluid befüllbar ist. Das erste Kolbenteil 7 wird durch einen Energiespeicher in Richtung auf den Niederdruckraum 11 vorgespannt. - Vorzugsweise handelt es sich bei dem genannten Energiespeicher um eine Druckfeder 15, die insbesondere die Form einer Schraubenfeder besitzt, die ein Ansatzteil 16 des Kolbenteiles 7 umgibt, das an den eigentlichen Gleitbereich 31 des Kolbenteiles 7 an der der Kolbenstange 12 abgewandten Seite angeformt ist und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als derjenige des Hochdruckraumes 10. Dabei stützt sich die Druckfeder 15 mit einem Ende vorzugsweise an einem Anschlagring 35 ab, der an einer Schulter 20 anliegt, die zwischen dem Ansatzteil 16 und einem Umfangsbereich 28 ausgebildet ist, dessen Durchmesser größer ist als derjenige des Ansatzteiles 16. Andererseits liegt das andere Ende der Druckfeder 16 an einer weiteren Schulter 18 an, die an der dem Druckleitungsanschluss 19 zugewandten Seite einer sich an den Hochdruckraum 10 anschließenden Bohrung 17 ausgebildet ist, die bei einer Betätigung der Geberzylinderanordnung 1 gemäß
3 das Ansatzteil 16 und die komprimierte Druckfeder 15 aufnehmen kann. - Das im Hochdruckraum 10 bewegliche erste Kolbenteil 7 gleitet bei seiner Verschiebung lediglich mit seinem dem Kolbenteil 8 zugewandten Gleitbereich 31 an der Innenwandung des Hochdruckraumes 10. Auf diese Weise wird die Auflagefläche des Kolbens 9 an der Lauffläche der vorliegenden Geberzylinderanordnung 1 im Vergleich zu den bekannten Geberzylinderanordnungen wesentlich verringert.
- Das erste Kolbenteil 7 greift mit einem zentrischen Zentrieransatz 21 in eine zentrische Vertiefung 22 des Kolbenteiles 8 ein. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die zentrische Vertiefung auch im Kolbenteil 7 und der Zentrierabsatz im Kolbenteil 8 angeordnet sein können. Der Zentrieransatz und die zentrische Vertiefung wirken dabei als eine so genannte „Kolbenklammer“.
- Die Abdichtung des ersten Kolbenteiles 7 in Bezug auf die Gleitfläche des Hochdruckraumes 10 erfolgt durch eine ringförmige Dichtung 29, die auf dem bereits genannten axialen Umfangsbereich 28 angeordnet ist, der sich an der dem Kolbenteil 8 abgewandten Seite an den Gleitbereich 31 anschließt und einen kleineren Durchmesser als der Gleitbereich 31 sowie einen größeren Durchmesser als der Ansatzteil 16 aufweist. An der zwischen dem Umfangsbereich 28 und dem Ansatzteil 16 gebildeten Schulter 20 stützt sich der bereits genannte Anschlagring 35 ab, an dem das eine Ende der Druckfeder 15 anliegt. Der Anschlagring 35 drückt ferner die Dichtung 29 gegen den Gleitbereich 31.
- Das zweite Kolbenteil 8 ist in einer Buchse 23 axial verschieblich gelagert, die in dem Stufenbohrungsbereich 6 des Gehäuses 2 angeordnet ist. An der dem Hochdruckraum 10 zugewandten Seite befindet sich in einer Ausnehmung 25 der Buchse 23 ein Dichtungsring 24, der den Hochdruckraum 10 in Bezug auf die Buchse 23 und den Stufenbohrungsbereich 6 bzw. den Niederdruckraum 10 abdichtet.
- An der der Kolbenstange 12 zugewandten Seite ist der Stufenbohrungsbereich 6 in Bezug auf die Buchse 23 durch eine ringförmige Dichtung 26 abgedichtet, die sich in einer Umfangsnut 27 der Buchse 23 befindet.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Geberzylinder
- 2
- Gehäuse
- 3
- Längsachse
- 4
- Stufenbohrung
- 5
- Stufenbohrungsbereich
- 6
- Stufenbohrungsbereich
- 7
- Kolbenteil
- 8
- Kolbenteil
- 9
- Kolben
- 10
- Hochdruckraum
- 11
- Niederdruckraum
- 12
- Kolbenstange
- 13
- Balgteil
- 14
- Montageflansch
- 15
- Druckfeder
- 16
- Ansatzteil
- 17
- Bohrung
- 18
- Schulter
- 19
- Druckleitungsanschluss
- 20
- Schulter
- 21
- Zentrieransatz
- 22
- Vertiefung
- 23
- Buchse
- 24
- Dichtungsring
- 25
- Ausnehmung
- 26
- Dichtungsring
- 27
- Umfangsnut
- 28
- Umfangsbereich
- 29
- Dichtung
- 31
- Gleitbereich
- 32
- Stufe
- 33
- Fluid-Anschluss
- 34
- Bereich
- 35
- Anschlagring
Claims (13)
- Geberzylinderanordnung, insbesondere für die hydraulische Betätigung einer Fahrzeugkupplung eines Kraftfahrzeuges, mit einem in einem Gehäuse (2) ausgebildeten Geberzylinder (1) mit einer konzentrisch zur Längsachse (3) des Geberzylinders (1) verlaufenden Stufenbohrung (4), die einen ersten Stufenbohrungsbereich (5) und einen zweiten Stufenbohrungsbereich (6) aufweist, wobei der zweite Stufenbohrungsbereich (6) einen Durchmesser besitzt, der größer ist als der Durchmesser des ersten Stufenbohrungsbereiches, und mit einem in der Stufenbohrung (4) angeordneten Kolben (9), der mit einer aus dem Gehäuse (2) herausragenden Kolbenstange (12) verbunden ist, wobei der Kolben (9) ein erstes, der Kolbenstange (12) abgewandtes Kolbenteil (7) und ein zweites, mit der Kolbenstange (12) verbundenes Kolbenteil (8) umfasst, wobei das erste Kolbenteil (7) in dem ersten Stufenbohrungsbereich (5) und das zweite Kolbenteil (8) in dem zweiten Stufenbohrungsbereich (6) verschiebbar angeordnet sind, wobei das erste Kolbenteil (7) und das zweite Kolbenteil (8) an den einander zugewandten Seiten zentrisch miteinander verbunden sind, und dass das erste Kolbenteil (7) einen Gleitbereich (31) aufweist, der in dem ersten Stufenbohrungsbereich (5) an der Innenwandung desselben gleitend verschiebbar ist und durch eine ringförmige Dichtung (29) in Bezug auf die Innenwandung des ersten Stufenbohrungsbereiches (5) abgedichtet ist und wobei in dem zweiten Stufenbohrungsbereich (6) eine Buchse (23) angeordnet und in Bezug auf den Innenumfang des zweiten Stufenbohrungsbereiches (6) abgedichtet ist und wobei das zweite Kolbenteil (8) in der Buchse (23) axial verschieblich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (23) an der dem ersten Stufenbohrungsbereich (5) abgewandten Seite durch einen weiteren, in einer Umfangsnut (27) der Buchse (23) angeordneten Dichtungsring (26) in Bezug auf die Innenwandung des zweiten Stufenbohrungsbereiches (6) abgedichtet ist.
- Geberzylinderanordnung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (23) an der dem ersten Kolbenteil (7) zugewandten Seite durch einen Dichtungsring (24) in Bezug auf die Innenwandung des zweiten Stufenbohrungsbereiches (6) abgedichtet ist, der sich in einer Ausnehmung (25) der Buchse (23) befindet. - Geberzylinderanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis2 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenteil (7) einen zentrischen Zentrieransatz (21) aufweist, der in eine zentrische Vertiefung des zweiten Kolbenteils (8) eingreift. - Geberzylinderanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis2 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kolbenteil (8) einen zentrischen Zentrieransatz aufweist, der in eine zentrische Vertiefung des ersten Kolbenteiles (7) eingreift. - Geberzylinderanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenteil (7) durch einen Energiespeicher zur Anlage an dem zweiten Kolbenteil (8) vorgespannt ist. - Geberzylinderanordnung nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher die Form einer Druckfeder (15) aufweist, die sich einerseits am Gehäuse (2) und andrerseits an dem ersten Kolbenteil (7) abstützt. - Geberzylinderanordnung nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (15) schraubenförmig ausgebildet ist und ein Ansatzteil (16) des ersten Kolbenteiles (7) umgibt und dass sich das eine Ende der Druckfeder (15) an einer Schulter (20) des ersten Kolbenteiles (7) abstützt, die zwischen dem Ansatzteil (16) und dem Gleitteil (31) ausgebildet ist, wobei das Ansatzteil (16) an der dem zweiten Kolbenteil (8) abgewandten Seite des Gleitteiles (31) angeordnet ist. - Geberzylinderanordnung nach
Anspruch 5 oder6 , dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende der Druckfeder (15) in eine sich an den ersten Stufenbohrungsbereich (5) an der dem zweiten Stufenbohrungsbereich (6) abgewandten Seite anschließende Bohrung (17) eingreift und sich an einer an der dem ersten Stufenbohrungsbereich (5) abgewandten Seite der Bohrung (17) ausgebildeten Schulter (18) abstützt. - Geberzylinderanordnung nach einem der
Ansprüche 6 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schulter (20) des ersten Kolbenteiles (7) zwischen dem Ansatzteil (16) und einem sich an das Ansatzteil (16) in Richtung auf den Gleitbereich (31) anschließenden Umfangsbereich (28) ausgebildet ist, wobei der Umfangsbereich (28) einen größeren Durchmesser besitzt als das Ansatzteil (16). - Geberzylinderanordnung nach
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gleitbereich (31) und dem Umfangsbereich (28) eine Stufe (32) ausgebildet ist, an der eine ringförmige Dichtung (29) anliegt, die das erste Kolbenteil (7) in Bezug auf den Innenumfang des ersten Stufenbohrungsbereiches (5) abdichtet. - Geberzylinderanordnung nach
Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass an der Schulter (20) ein auf dem Ansatzteil (16) angeordneter Anschlagring (35) anliegt, an dem sich das eine Ende der Druckfeder (15) abstützt, wobei die ringförmige Dichtung (29) zwischen dem Anschlagring (35) und der Stufe (32) axial fixiert ist. - Geberzylinderanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis11 , dadurch gekennzeichnet, dass an den zweiten Stufenbohrungsbereich (6) an der dem ersten Stufenbohrungsbereich (5) abgewandten Seite ein Montageflansch (14) vorgesehen ist. - Geberzylinderanordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) und/oder das erste Kolbenteil (7) und/oder das zweite Kolbenteil (8) aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
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