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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinder mit einem Schmutzschutzring. Insbesondere betrifft die Erfindung einen solchen Geberzylinder, der Teil eines hydraulischen Systems eines Kraftfahrzeuges ist.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen zum Schutz von Zylindern vor dem Eindringen von Schmutz bekannt.
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Beispielsweise geht aus der
FR 2 779 499 A1 ein Faltenbalg zum Schutz von Geberzylindern hervor. Dabei wird der Faltenbalg derart auf der Kolbenstange des Geberzylinders montiert, dass sich sein einer Endbereich an dem äußeren Ende der Kolbenstange abstützt und dass sein anderer Endbereich an dem Gehäuse des Geberzylinders dicht anliegt. Auf diese Weise wird der vom Faltenbalg umgebene Bereich der Kolbenstange vor dem Eindringen von Schmutzpartikeln von außen geschützt. Ein Problem besteht dabei jedoch darin, dass ein derartiger Faltenbalg relativ teuer ist und zudem relativ viel Bauraum benötigt.
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Zum Schutz vor dem Eindringen von Schmutzpartikeln von außen in das Innere eines Geberzylinders ist es ferner, beispielsweise aus der
DE 10 2008 021 866 A1 , bekannt, eine sogenannte Schmutzkappe in der Form eines elastischen Verbundkörpers vorzusehen, wobei die den Kolben des Geberzylinders betätigende Kolbenstange eine Öffnung der Schmutzkappe dicht durchdringt und die Öffnung des Gehäuses des Geberzylinders dadurch dicht verschließt. Dabei wird die Schmutzkappe dicht auf den, die genannte Öffnung umgebenden Gehäusebereich des Geberzylinders aufgeclipst. Ein Problem einer derartigen Schmutzkappe besteht darin, dass diese relativ schnell verschleißt, so dass sie ihre Schutzfunktion nicht mehr erfüllen kann.
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Schließlich ist es bekannt als Schmutzschutz einen sogenannten Abstreifring vorzusehen, der zwischen der Kolbenstange und einer Kolbenklammer montiert wird, die das in den Geberzylinder hinein ragende Ende der Kolbenstange mit dem Kolben verbindet, wobei der Abstreifring bei der Betätigung der Kolbenstange auf der Lauffläche eines am Gehäuse des Geberzylinders befestigten Schweißringes reibt. Auch hier besteht ein Problem darin, dass ein derartiger Abstreifring relativ schnell verschleißt, so dass er seine Schutzfunktion nicht mehr erfüllen kann. Zudem ist ein derartiger Abstreifring insofern problematisch, als Schmutzpartikel auf die Lauffläche des Zylindergehäuses gelangen und dieselbe verkratzen können, was zu Beschädigungen und letztendlich zur einer Undichtigkeit des Geberzylinders führen kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Zylinder mit einer Einrichtung zum Schutz vor Eindringen von Schmutz in den Zylinder zu schaffen, die relativ kostengünstig realisierbar ist und zudem eine vergleichsweise große Lebensdauer besitzt.
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Diese Aufgabe wird durch einen Zylinder, insbesondere Geberzylinder, mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Zylinder weist eine Einrichtung zum Schutz vor von außen in das Gehäuse des Zylinders eindringenden Schmutzpartikel auf, wobei in dem Gehäuse des Zylinders ein Kolbenteil axial verschiebbar gelagert ist. Das Kolbenteil ist mit einem Endbereich einer Kolbenstange verbunden und in dem Gehäuse axial zwischen einer maximalen Extension und einer minimalen Extension verschiebbar. Die Einrichtung weist die Form eines elastischen Ringteiles auf, das an dem Gehäuse axial fixiert ist, derart, dass im Zustand der maximalen Extension die durch eine Öffnung des Ringteils verlaufende Kolbenstange mit dem Außenumfang ihres Endbereiches dicht an dem Innenrand der Öffnung des Ringteiles anliegt.
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Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das die Schutzeinrichtung bildende Ringteil von der Bewegung des Kolbens bzw. der Kolbenstange entkoppelt und daher keinen schädlichen Reibungskräften ausgesetzt ist. Wegen des speziellen Aufbaues und der besonderen Anordnung des aus einem elastischen Material bestehenden Ringteiles wird erreicht, dass das Ringteil während seiner gesamten Lebenszeit nicht verschleißt, da es an keiner Stelle schädlichen Reibungen ausgesetzt ist. Zudem ist das vorliegende Ringteil kostengünstig herstellbar und montierbar. Beschädigungen und Undichtigkeiten des erfindungsgemäßen Zylinders können vorteilhafterweise vermieden werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht das Ringteil aus einem Elastomermaterial, vorzugsweise aus Silicon oder einem EPDM-Material.
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Zweckmäßigerweise ist das Ringteil zwischen einem Hinterschnitt in der Wandung des Innenraumes des Zylinders und einer am Gehäuse axial fixierten Halteklammer axial befestigt, die sich an der dem Kolbenteil abgewandten Seite des Ringteiles befindet. Die Halteklammer weist dabei zweckmäßigerweise zwei Schenkel auf, die im Montagezustand durch entsprechende Bohrungen des Gehäuses verlaufen und mit im Inneren des Gehäuses verlaufenden Bereichen an entsprechenden Bereichen des Ringteiles anliegen. Zweckmäßigerweise sind die Schenkelteile durch ein Querteil miteinander verbunden, das im Montagezustand am Außenumfang des Gehäuses anliegt.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Kolbenteil an seinem Endbereich einen über das Kolbenteil und den Endbereich nach außen vorstehenden, ringförmigen Vorsprung auf, der durch das Ringteil hindurch gleitet, wenn das Kolbenteil aus seiner Stellung der maximalen Extension in Richtung auf seine Stellung der minimalen Extension bewegt wird und wenn das Kolbenteil aus der Richtung der minimalen Extension in seine Stellung der maximalen Extension bewegt wird. Der Vorsprung erweitert sich vorzugsweise zu der dem Kolbenteil abgewandten Seite schräg oder konisch nach außen. Der Rand der Öffnung des Ringteiles ist zweckmäßigerweise komplementär zu dem sich schräg oder konisch erweiternden Vorsprung ausgebildet. Dadurch wird im Zustand der maximalen Extension eine große Dichtigkeit zwischen dem Endbereich der Kolbenstange und dem Ringteil bewirkt. Im Zustand der maximalen Extension liegt der Vorsprung vorzugsweise zur axialen Sicherung der Kolbenstange an der Halteklammer an.
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Der Endbereich der Kolbenstange ist vorzugsweise halbkugelförmig ausgebildet und in einer komplementär dazu ausgestalteten halbkugelförmigen Vertiefung des Kolbenteiles angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass die Kolbenstange in Bezug auf das Kolbenteil verschwenkt werden kann.
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Der Querschnitt der Kolbenstange ist bei einer besonders vorteilhaften, schmutzsicheren Ausgestaltung der Erfindung an seiner Schmutzeinfallseite so ausgestaltet, dass einfallende Schmutzpartikel nicht an ihm anhaften können. Vorzugsweise weist der Querschnitt eine in Längsrichtung der Kolbenstange verlaufende Mulde zum Auffangen von Schmutzpartikeln oder eine in Längsrichtung der Kolbenstange verlaufende Spitze auf, an der einfallende Schmutzpartikel nicht anhaften können.
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Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Zylinder bei einer maximalen Extension der Kolbenstange,
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2 eine vergrößerte Darstellung des Endbereiches der bei maximaler Extension in das Gehäuse des Zylinders eingreifenden Kolbenstange,
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3 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Zylinder bei einer minimalen Extension der Kolbenstange, und
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4 und 5 Weiterbildungen der Erfindung.
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In der 1 ist ein Zylinder, bei dem es sich insbesondere um einen Geberzylinder handelt, mit 1 bezeichnet. Der Geberzylinder 1 umfasst ein hohlzylindrisches Gehäuse 2, in dessen Innenraum 3 ein Kolbenteil 4 in an sich bekannter Weise axial verschiebbar gelagert ist und durch ein Federteil 5 beaufschlag wird, das ebenfalls in dem Gehäuse 2 angeordnet ist.
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An der dem Federteil 5 abgewandten Seite steht das Kolbenteil 4 mit einer Kolbenstange 6 in Verbindung, wobei diese vorzugsweise mit einem halbkugelförmigen Endbereich 7 in eine komplementäre, halbkugelförmige Vertiefung 8 des Kolbenteiles 4 eingreift.
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Das Federteil 5 drückt die Kolbenstange 6 und das Kolbenteil 4 in den in der 1 dargestellten Zustand der maximalen Extension.
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In der insbesondere aus der 2 ersichtlichen Weise, die den vergrößerten Verbindungsbereich zwischen dem Kolbenteil 4 und der Kolbenstange 6 zeigt, befindet sich erfindungsgemäß ein Ringteil 9, das vorzugsweise aus einem Elastomermaterial besteht, zwischen einem Hinterschnitt 10 des Gehäuses 2 und einer Halteklammer 11. Dabei greift in dem in den 1 und 2 dargestellten Zustand der maximalen Extension der halbkugelförmige Endbereich 7 der Kolbenstange 6 in eine mittige Öffnung 12 des Ringteiles 9 derart ein, dass der Rand der Öffnung 12 den Spalt zwischen dem halbkugelförmigen Endbereich 7 bzw. dem Kolbenteil 4 und dem Gehäuse 2 abdichtet. Anders ausgedrückt liegt der Innenrand der Öffnung 12 des Elastomermaterials des Ringteiles 9 dicht am Außenumfang des kugelförmigen Endbereiches 7 der Kolbenstange 6 an. Als Elastomermaterial eignet sich vorzugsweise Silicon oder ein EPDM-Material.
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Ein zwischen dem zylindrischen Bereich der Kolbenstange 6 und dem halbkugelförmigen Endbereich 7 derselben vorzugsweise vorgesehener, über den genannten zylindrischen Bereich der Kolbenstange 6 und über den Endbereich 7 nach außen vorstehender, ringförmiger Vorsprung 14, weist an seiner dem halbkugelförmigen Endbereich 7 zugewandten Seite eine zu der dem Kolbenteil 4 abgewandten Seite schräg oder konisch nach außen verlaufende Dichtfläche 15 (2) auf, die eine Anlagefläche zur dichten Anlage des Innenrandes des Ringteiles 9 bildet. Der Innenrand der Öffnung 12 des Ringteiles 9 ist vorzugsweise komplementär zu der genannten Dichtfläche 15 ausgebildet. Dadurch wird im Zustand der maximalen Extension gemäß den 1 und 2 ein besonders dichtes Anliegen des Ringteiles 9 an dem Vorsprung 14 sichergestellt.
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In dem in der 3 dargestellten Zustand der minimalen Extension, d.h. also in dem Zustand, in dem das Kolbenteil 4 entgegen der Druckkraft des Federteiles 5 maximal in das Gehäuse 2 hinein geschoben und der Vorsprung 14 durch die Öffnung 12 des elastischen Ringteiles 9 hindurchgetreten ist, dichtet das Ringteil 9 den genannten Spalt zwischen dem Kolbenteil 4 und dem Gehäuse 2 nicht mehr vollständig ab. Es besteht aber im Zustand der minimalen Extension ein labyrinthförmiger Weg zwischen dem Äußeren des Zylinders 1 und dem Innenraum 3 desselben bzw. zwischen dem genannten Äußeren und dem Spalt zwischen dem Kolbenteil 4 und dem Gehäuse 2, was dazu führt, dass Schmutzpartikel von außen her nicht direkt auf die Lauffläche des Innenraumes 3 des Gehäuses 2 gelangen können. Dieser labyrinthförmige Weg ist in der 3 durch eine unterbrochene Linie 13 schematisch dargestellt.
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Da sich außerdem der labyrinthförmige Weg 13 vorwiegend im Inneren des Gehäuses 2 befindet können Schmutzpartikel kaum über diesen Weg zu dem genannten Spalt zwischen dem Kolbenteil 4 und dem Gehäuse 2 gelangen. Die Kolbenstange 6 ist zudem vorzugsweise so ausgestaltet, dass von ihr kein Schmutz abfallen kann, der zu der genannten Lauffläche gelangen kann. Dabei ist die Oberfläche der Kolbenstange 6 an der Seite, von der hier Schmutzpartikel auf diese Oberfläche einfallen können, vorzugsweise so gestaltet, dass die Schmutzpartikel in einer in der Längsrichtung der Kolbenstange 6 verlaufenden Mulde 19 aufgefangen werden, wie dies der in der 4 dargestellte Querschnitt der Kolbenstange 6 zeigt. Alternativ ist es z. B. auch denkbar, den Querschnitt der Kolbenstange 6 an der Seite, von der her Schmutzpartikel einfallen können, so zu gestalten, dass er eine in Längsrichtung der Kolbenstange 6 verlaufende Spitze 20 aufweist, die ein Anhaften einfallender Schmutzpartikel verhindert. Andere Querschnittsformen der Kolbenstange 6, die ein Vordringen von Schmutzpartikeln zur Lauffläche des Kolbenteiles 4 verhindern, sind denkbar.
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Die den Dichtring 9 axial fixierende Halteklammer 11 ist in an sich bekannter Weise so gestaltet, dass sie zwei zweckmäßigerweise durch ein Querteil 16 verbundene Schenkelteile 17 aufweist, von denen jedes im Montagezustand eine Öffnung des Gehäuses 2 durchgreift, wobei diese Öffnungen parallel zueinander und jeweils senkrecht zur Längsachse des Gehäuses 2 verlaufen und gleichmäßig von dieser beabstandet sind. Im Montagezustand liegen die dem Kolbenteil 4 zugewandten Seiten der Schenkelteile 17 mit Teilbereichen an dem Ringteil 9 an. Im Zustand der maximalen Extension liegt der Vorsprung 14 mit seiner dem Kolbenteil 4 abgewandten Seite an den Schenkelteilen 17 bzw. an deren genannten Teilbereichen an. Die Kolbenstange 6 selbst kann jedoch frei in dem von den Schenkelteile 17 umschlossenen Raum axial verschoben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinder
- 2
- Gehäuse
- 3
- Innenraum
- 4
- Kolbenteil
- 5
- Federteil
- 6
- Kolbenstange
- 7
- halbkugelförmiger Endbereich
- 8
- halbkugelförmige Vertiefung
- 9
- Ringteil
- 10
- Hinterschnitt
- 11
- Halteklammer
- 12
- Öffnung
- 13
- labyrinthförmiger Weg
- 14
- Vorsprung
- 15
- Dichtfläche
- 16
- Querteil
- 17
- Schenkelteil
- 18
- Bereich
- 19
- Mulde
- 20
- Spitze
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 2779499 A1 [0003]
- DE 102008021866 A1 [0004]
