DE102011079236B4

DE102011079236B4 - Hauptzylinder

Info

Publication number: DE102011079236B4
Application number: DE102011079236.8A
Authority: DE
Inventors: Eduard Herdt; Vadim Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2031-07-16
Also published as: DE102011079236A1

Abstract

Hauptzylinder für eine hydraulische Strecke zur Kupplungs- oder Bremsbetätigung eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse (1a) und einem mit diesem verbindbaren Schweißring (1b), wobei beide Bauteile im Verbindungsbereich jeweils mit einem Bund (1a1, 1b1) versehen sind, die aneinander anliegen und zwischen dem Gehäuse (1a) und dem Schweißring (1b) ein Dichtelement (2) vorgesehen ist, wobei die beiden Bunde (1a1, 1b1) von einem Verbindungsring (3) umhüllt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsring (3) aus zwei gleichen Halbschalen (3a, 3b) gebildet wird, die entweder in deren Umfangsrichtung oder quer zu dieser miteinander verbindbar sind, wobei die Herstellung einer Verbindung quer zur Umfangsrichtung mittels eines zusätzlichen Bauteiles (6) erfolgt, dass im Endbereich die Mantelfläche der Halbschale (3a, 3b) jeweils mit einer parallel zur Symmetrieachse der Halbschale (3a, 3b) verlaufenden Nut (5) versehen ist, die endseitig eine Ausnehmung (5a) aufweist und dass die beiden Halbschalen (3a, 3b) mit einem im Querschnitt U-förmig gestalteten, als Schieber ausgebildeten Bauteil (6) verbunden werden, der mit seinen Schienen (6a) mit den Nuten (5) in den Halbschalen (3a, 3b) in Wirkverbindung bringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für eine hydraulische Strecke zur Kupplungs- oder Bremsbetätigung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der DE 103 51 907 A1 ist eine Geberzylinderanordnung bekannt, bei der in einem Gehäuse, das aus einem ersten Gehäuseteil und einem Schweißring besteht, ein Druckraum gebildet ist, in dem ein Kolbenteil gegen die Kraft einer sich am ersten Gehäuseteil abstützenden Druckfeder axial verschiebbar angeordnet ist. Das erste Gehäuseteil und der das zweite Gehäuseteil bildende Schweißring, die beide aus Kunststoff bestehen, werden bekannterweise durch Ultraschweißen miteinander verbunden, indem das erste Gehäuseteil und der Schweißring beim Fügen des Geberzylinders ineinander gesteckt und durch eine Ultraschweißoperation miteinander dicht verschweißt wird.
Allerdings kann sich durch Fahrzeugvibrationen diese Schweißverbindung lösen, wodurch der Geberzylinder undicht wird. Außerdem bildet die Dichtstelle zwischen Gehäuse und Führung die Schweißnaht. Diese Dichtstelle kann bauraumbedingt aber nur am größeren Fügedurchmesser erfolgen. Durch den Druck, welcher nur auf den größeren Fügedurchmesser wirkt, entsteht eine hohe Kraft, welche das Gehäuse von der Führung wegzudrücken versucht. Damit ist das Bruchrisiko sehr groß.
Nachteilig ist weiter, dass solche stoffschlüssigen Verbindungen nur für thermoplastische Kunststoffe geeignet sind.
Aus der DE 10 2009 051 719 A1 ist ein Geberzylinder für eine hydraulische Strecke zur Kupplungs- oder Bremsbetätigung eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Weiterer Stand der Technik ist in der DE 10 2005 044 304 A1 offenbart.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Hauptzylinder für eine hydraulische Strecke zu schaffen, der sowohl ein Geberzylinder als auch ein Nehmerzylinder sein kann, bei dem die Kraft, die beide Bauteile, Gehäuse und Schweißring, gegeneinander drückt, reduziert wird, wodurch die Bruchgefahr beseitigt und damit die Lebensdauer erhöht wird.
Diese Aufgabe wird mit einem Hauptzylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Somit wird der Hauptzylinder für eine hydraulische Strecke zur Kupplungs- oder Bremsbetätigung eines Kraftfahrzeuges aus einem Gehäuse und einem mit diesem verbindbaren Schweißring gebildet, wobei beide Bauteile im Verbindungsbereich jeweils mit einem Bund versehen sind, die aneinander anliegen und zwischen Gehäuse und Schweißring ein Dichtelement vorgesehen ist. Erfindungsgemäß werden die beiden Bunde von einem Verbindungsring umhüllt. Aufgrund der Herstellung einer mechanischen Verbindung der beiden Bauteile Gehäuse und Schweißring werden die Kräfte am Dichtdurchmesser vermindert, wodurch der Berstdruck erhöht wird und die Verbindung resistent gegen Bruch wird.
Zur Montage und damit auch zur Demontage des Verbindungsringes ist es vorteilhaft, dass dieser aus zwei gleich gestalteten Halbschalen gebildet wird, die zur Herstellung eines geschlossenen Ringes im Verbindungsbereich mit entsprechenden Verbindungselementen ausgestattet sind. So ist beispielsweise das eine Ende der Halbschale mit einem Schnapphaken versehen. Das andere Ende dagegen weist eine an das Profil des Schnapphakens entsprechend angepasste Aussparung auf. Da die Halbschalen vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt sind, wird auf diese Weise eine kostengünstige Verbindung zweier Bauteile geschaffen.
Zur Herstellung einer Verdrehsicherung des Verbindungsringes gegenüber dem Geberzylinder sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, die Mantelfläche sowohl des Bundes des Gehäuses als auch an gleicher Stelle die des Bundes des Schweißrings mit mindestens einer Abflachung zu versehen. Zur besseren Kraftverteilung ist es allerdings besonders vorteilhaft zwei Abflachungen sowohl am Bund des Gehäuses als auch am Bund des Schweißrings vorzusehen, die sich gegenüber liegend angeordnet sind.
Zur Lagefixierung beider Halbschalen zueinander sind in vorteilhafter Weise an beiden Enden jeder Halbschale jeweils ein Fixierstift und eine Ausnehmung vorgesehen, wobei sowohl die beiden Fixierstifte als auch die beiden Ausnehmungen jeweils diagonal zueinander angeordnet sind.
Zur Herstellung einer Verbindung beider Halbschalen, bei der die Mantelfläche der beiden Halbschalen einem durchgängigen Kreisbogen folgt, ist es vorteilhaft, dass die Schnapphaken der beiden Halbschalen nach ihrem Verschnappen mit der anderen Halbschale in die angrenzende Halbschale eingebettet sind, wobei je nach Ausführung der Schnapphaken der Haken selbst radial nach außen oder radial nach innen zeigt. Je nach Richtung des Hakens ist demzufolge die Aussparung ebenfalls entweder in die Mantelfläche der Halbschale oder in deren Innenfläche eingearbeitet.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Halbschale im Querschnitt eine U-Form aufweist. Zur axialen Fixierung der beiden Halbschalen bzw. des geschlossenen Verbindungsringes ist ein Schenkel des U länger ausgeführt, so dass er hinter dem Bund entweder des Gehäuses oder des Schweißringes eingreifen kann. Damit fungiert dieser verlängerte Schenkel als Anschlag.
Die gemäß der Erfindung gewählte Möglichkeit, die beiden Bauteile Gehäuse und Schweißring miteinander zu verbinden, besteht in einer anderen Gestaltungsmöglichkeit des Endbereiches der Halbschalen, so dass diese mittels eines zusätzlichen Schiebers miteinander verbindbar sind. Aus diesem Grunde wird im Endbereich die Mantelfläche jeder Halbschale jeweils mit einer parallel zu deren Symmetrieachse verlaufenden Nut versehen, wobei diese endseitig eine Ausnehmung aufweist.
Gemäß der Erfindung ist der beide Halbschalen verbindende Schieber im Querschnitt U-förmig gestaltetet, so dass er mit seinen Schienen mit den Nuten in den Halbschalen in Wirkverbindung bringbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass endseitig an den Schienen des Schiebers invers zu den Ausnehmungen in den Halbschalen ausgebildete Erweiterungen vorgesehen sind, so dass dadurch ein Anschlag für den Schieber in den Nuten geschaffen ist.
Anstelle dieser Form eines beide Bauteile verbindenden Schiebers kann dieser auch aus einem Spannblech hergestellt werden, das zunächst die Mantelfläche beider Halbschalen überspannt und mit seinen federartig geformten Enden in den entsprechenden Aussparungen/ Nuten in den Halbschalen verrastet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1a eine Darstellung eines Hauptzylinders im Querschnitt;
1b den Hauptzylinder aus 1a im halben Längsschnitt;
1c den vergrößerten Ausschnitt B aus 1a;
1d den vergrößerten Ausschnitt aus 1b;
2a eine Halbschale in einer ersten Ausführung in der Draufsicht;
2b die Halbschale aus 2a in der Seitenansicht;
2c den Schnitt A-A gemäß 2b durch die Halbschale;
3 eine perspektivische Darstellung einer Halbschale gemäß der ersten Ausführung;
4 eine perspektivische Darstellung zweier Halbschalen im zusammengefügten Zustand;
5a eine Halbschale in einer zweiten Ausführung in der Draufsicht;
5b die Halbschale aus 5a in der Seitenansicht;
5c den Schnitt A-A gemäß 5b durch die Halbschale;
6 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Halbschale;
7 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schiebers;
8 eine perspektivische Darstellung zweier mittels einem Schieber zu einem geschlossenen Verbindungsring verbundener Halbschalen.

1a zeigt einen Querschnitt durch einen Hauptzylinder in Form eines Geberzylinders 1, dessen mit einem Schweißring 1b verbundenes Gehäuse 1a von einem Verbindungselement 3 umhüllt wird. In 1b ist der Geberzylinder 1 längs angeordnet und im Halbschnitt dargestellt. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass sowohl der Schweißring 1b als auch das Gehäuse 1a zur Herstellung einer Verbindung in radialer Richtung in Form eines Bundes 1b1 und 1a1 erweitert sind. Der jeweilige Bund 1a1, 1b1 ermöglicht eine Verbindung beider Bauteile über eine ringförmige Fläche. Die Abdichtung zwischen beiden Bauteilen erfolgt über ein als O-Ring ausgebildetes Dichtelement 3, welches auf eine im Schweißring 1b vorgesehener Nut vormontiert wird. Zur axialen Fixierung dient das Verbindungselement 3. Dieses Verbindungselement 3, das als Verbindungsring ausgeführt ist, setzt sich aus zwei formgleich ausgebildeten, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Halbschalen 3a, 3b zusammen, die in diesem Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung ohne Zuhilfenahme eines zusätzlichen Bauteils miteinander verbunden sind. In dieser Figur ist oberhalb der Symmetrieachse die Halbschale 3b und unterhalb der Symmetrieachse die Halbschale 3a ersichtlich.
In 1c ist in einer Vergrößerung der Ausschnitt B aus 1a dargestellt. Dieser Ausschnitt verdeutlicht die Verbindung der beiden Schalen 3a, 3b, die den Schweißring 1b umhüllen. Die Verbindung der beiden Schalen 3a, 3b erfolgt mittels an diesen angebrachter Schnapphaken 3d, die in in der zweiten Schale vorgesehene Aussparungen einschnappen. Außerdem ist in dieser Figur sowohl eine Abflachung 4a an der Mantelfläche des Gehäuses 1a als auch eine Abflachung 4b an der Innenfläche der Halbschale 3a, 3b. Diese Abflachungen 4a, 4b an beiden Bauteilen dienen dazu, dass eine Verdrehung des Verbindungsrings 3 an den Verbindungsstellen von Gehäuse 1a und Schweißring 1b unterbunden wird. 1d zeigt den Ausschnitt A aus 1b in einer Vergrößerung. Aus dieser Darstellung sind zunächst die beiden Bunde 1a1, 1b1 der zu verbindenden Bauteile Schweißring 1b und Gehäuse 1a ersichtlich, die, wie bereits oben erwähnt, mittels zweier miteinander verbundener Halbschalen 3a, 3b umhüllt werden. Die Verbindung beider Halbschalen 3a, 3b wird durch einen Schnapphaken 3d sichtbar.
Die 2a bis 2c zeigen eine Halbschale 3a, 3b in verschiedenen Darstellungen. 2a zeigt eine Halbschale 3a, 3b in einer ersten Ausführung in der Seitenansicht. Hieraus ist ersichtlich, dass die Stirnflächen der Halbschale 3a, 3b jeweils mit Fixierstiften 3c versehen sind und an einer Stirnfläche die Mantelfläche über diese in Umfangsrichtung zu verlängern und so auszubilden, dass das Ende der Mantelfläche als Schnapphaken 3d fungiert, wobei in dieser Ausführung der Haken des Schnapphakens 3d in Richtung Halbschalenmittelpunkt zeigt. 2b zeigt die Halbschale 3a, 3b in der Seitenansicht. Aus dieser wird deutlich, dass in die Stirnflächen der Halbschale 3a, 3b diagonal zur Symmetrieachse versetzt jeweils die Fixierstifte 3c und die gleiche Anzahl an Ausnehmungen 3e vorgesehen sind, so dass die Fixierstifte 3c der einen Halbschale 3a in den Ausnehmungen 3e der anderen Halbschale 3b aufgenommen werden. Aus der Schnittdarstellung gemäß der 2c ist sowohl die für die Aufnahme des Schnapphakens 3d der anderen Halbschale 3a, 3b vorgesehene Aussparung 3f ersichtlich als auch die Abflachung 4b.
3 zeigt eine Halbschale 3a, 3b in einer perspektivischen Darstellung. Aus dieser sind sowohl die Fixierstifte 3c als auch die diese aufnehmenden Ausnehmungen 3e erkennbar. Ebenso ist der Schnapphaken 3d an einem Ende der Halbschale ersichtlich. Zur Realisierung einer Verbindung zweier Halbschalen 3a, 3b ist am anderen Ende der Halbschale 3a, 3b unterhalb der Mantelfläche eine Aussparung 3f zur Aufnahme des Schnapphakens 3d der anderen Halbschale 3b, 3a vorgesehen. Aus dieser Figur geht auch deutlich ein Anschlag 3g hervor, der, wie in 1b ersichtlich, hinter dem Bund 1b1 (s. 1d) einrastet und somit die Halbschale 3a, 3b axial am Geberzylinder fixiert.
4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung den aus den beiden Halbschalen 3a, 3b hergestellten Verbindungsring 3. Dabei ist ebenfalls der Schnapphaken 3d der Halbschale 3b ersichtlich, dessen Mantelfläche sich in die übrige Mantelfläche der Halbschale 3a integriert.
Die 5a bis 5c zeigen eine Halbschale 3a, 3b analog zu den 2a bis 2c, wobei bei dieser Ausgestaltung die Fixierstifte 3c und die für diese vorgesehenen Ausnehmungen 3e ebenfalls vorhanden sind. Der Unterschied zur oben beschriebenen Halbschale 3a, 3b besteht darin, dass deren mit dem Schnapphaken 3d versehenes Ende eine andere Ausgestaltung aufweist. Wie aus den 5a und 5b hervorgeht, ist hierbei die Innenfläche der Halbschale 3a, 3b in Umfangsrichtung über die Stirnfläche verlängert und mit einem Haken versehen, wobei dieser radial nach außen gerichtet ist. Entsprechend ist am anderen Ende der Halbschale 3a, 3b die Aussparung 3f zur Aufnahme des Schnapphakens 3d der anderen Halbschale 3b, 3a gestaltet, wie dies aus 5c ersichtlich ist.
Eine weitere Möglichkeit beide Bauteile miteinander zu verbinden, allerdings unter Zuhilfenahme eines zusätzlichen Bauteils 6, setzt eine andere Ausgestaltung der Halbschale 3a, 3b voraus, wie aus 6 hervorgeht. Hierbei sind in die Mantelflächen der Endbereiche der Halbschale 3a, 3b Nuten 5 eingebracht, die parallel zur Symmetrieachse der Halbschale verlaufen. Zur Herstellung eines Anschlages für das einzuführende, als Schieber fungierende Bauteil 6 ist die Nut 5 endseitig mit einer Ausnehmung 5a versehen. Ansonsten sind die Stirnflächen der Halbschale so gestaltet, wie in den 2a bis 5c dargestellt.
7 zeigt das die beiden Halbschalen verbindende zusätzliche Bauteil 6 in einer perspektivischen Darstellung. Hieraus ist ersichtlich, dass der Querschnitt dieses als Schieber fungierenden Bauteils 6 U-förmig ausgebildet ist, so dass dieser in Längsrichtung jeweils endseitig mit Schienen 6a versehen ist. Zur Bildung eines Anschlages in der Halbschale 3a, 3b weisen die beiden Schienen 6a an einem Ende eine Erweiterung 6b auf, die mit den Ausnehmungen 5a in den Halbschalen in Wirkverbindung bringbar sind.
8 zeigt die beiden mittels Schieber 6 zum Verbindungsring 3 verbindbaren Halbschalen 3a, 3b, die zuvor mittels ihrer in dieser Figur nicht sichtbaren Fixierstifte und Ausnehmungen zueinander lagefixiert wurden.
Bezugszeichenliste

1: Hauptzylinder / Geberzylinder
1a: Gehäuse
1a1: Bund
1b: Schweißring
1b1: Bund
2: Dichtelement / O-Ring
3: Verbindungselement / Verbindungsring
3a: Halbschale
3b: Halbschale
3c: Fixierstift
3d: Schnapphaken
3e: Ausnehmung
3f: Aussparung
4a: Abflachung
4b: Abflachung
5: Nut
5a: Ausnehmung
6: Schieber
6a: Schiene
6b: Erweiterung

Claims

Hauptzylinder für eine hydraulische Strecke zur Kupplungs- oder Bremsbetätigung eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse (1a) und einem mit diesem verbindbaren Schweißring (1b), wobei beide Bauteile im Verbindungsbereich jeweils mit einem Bund (1a1, 1b1) versehen sind, die aneinander anliegen und zwischen dem Gehäuse (1a) und dem Schweißring (1b) ein Dichtelement (2) vorgesehen ist, wobei die beiden Bunde (1a1, 1b1) von einem Verbindungsring (3) umhüllt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsring (3) aus zwei gleichen Halbschalen (3a, 3b) gebildet wird, die entweder in deren Umfangsrichtung oder quer zu dieser miteinander verbindbar sind, wobei die Herstellung einer Verbindung quer zur Umfangsrichtung mittels eines zusätzlichen Bauteiles (6) erfolgt, dass im Endbereich die Mantelfläche der Halbschale (3a, 3b) jeweils mit einer parallel zur Symmetrieachse der Halbschale (3a, 3b) verlaufenden Nut (5) versehen ist, die endseitig eine Ausnehmung (5a) aufweist und dass die beiden Halbschalen (3a, 3b) mit einem im Querschnitt U-förmig gestalteten, als Schieber ausgebildeten Bauteil (6) verbunden werden, der mit seinen Schienen (6a) mit den Nuten (5) in den Halbschalen (3a, 3b) in Wirkverbindung bringbar ist.
Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche sowohl des Bundes (1a1) des Gehäuses (1a) als auch an gleicher Stelle die des Bundes (1b1) des Schweißrings (1b) mindestens eine Abflachung (4a, 4b) aufweist.
Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Abflachungen (4a, 4b) am sowohl am Bund (1a1) des Gehäuses (1a) als auch am Bund (1b1) des Schweißrings (1b) vorgesehen sind, die sich gegenüber liegen.
Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der Halbschale (3a, 3b) mit einem Schnapphaken (3d) versehen ist und das andere Ende eine an das Profil des Schnapphakens (3d) entsprechend angepasste Aussparung (3f) aufweist.
Hauptzylinder nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden der Halbschale (3a, 3b) jeweils ein Fixierstift (3c) und eine Ausnehmung (3e) vorgesehen sind.
Hauptzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die beiden Fixierstifte (3c) als auch die beiden Ausnehmungen (3e) jeweils diagonal zueinander angeordnet sind.
Hauptzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haken des Schnapphakens (3d) radial nach außen oder radial nach innen zeigt und die Aussparung (3f) ebenfalls entweder in die Mantelfläche der Halbschale (3a, 3b) oder in deren Innenfläche eingearbeitet ist.
Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschale (3a, 3b) im Querschnitt eine U-Form aufweist.
Hauptzylinder nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Schenkel des U als Anschlag (3g) fungiert.
Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass endseitig an den Schienen (6a) des Schiebers (6) invers zu den Ausnehmungen (5a) in den Halbschalen ausgebildete Erweiterungen (6c) vorgesehen sind.