DE102014208085A1 - 2K hybrid seal and brake / clutch master cylinder with 2K primary seal - Google Patents
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- F16D2300/08—Details or arrangements of sealings not provided for in group F16D3/84
Abstract
Die Erfindung betrifft Dichtung für eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungs- oder Bremsbetätigung, mit einem ersten Dichtelement, das eine kolbenseitige Fläche und eine zylinderseitige Fläche der Kolben-Zylinder-Anordnung zur Abdichtung kontaktiert, sowie mit einer Armierung, die das erste Dichtelement entgegen eines in einem Druckraum wirkenden hydraulischen Betriebsdruckes abstützt, wobei der Druckraum unmittelbar an die Dichtung grenzt und wobei das erste Dichtelement stoffschlüssig mit der Armierung verbunden ist, sowie eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung umfassend mindestens eine solche Dichtung und ein Kupplungsnehmer- oder -gebersystem mit einem Zylinder und einem Kolben, wobei an wenigstens einer dieser Bauteile eine Dichtung anliegt.The invention relates to a seal for a hydraulic piston-cylinder arrangement within a hydraulic line for clutch or brake operation, with a first sealing element, which contacts a piston-side surface and a cylinder-side surface of the piston-cylinder arrangement for sealing, and with a reinforcement, which supports the first sealing element counter to acting in a pressure chamber hydraulic operating pressure, wherein the pressure chamber directly adjacent to the seal and wherein the first sealing element is integrally connected to the armor, and a hydraulic piston-cylinder assembly comprising at least one such seal and a clutch slave - Or -gebersystem with a cylinder and a piston, wherein at least one of these components bears a seal.
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungs- oder Bremsbetätigung, mit einem ersten Dichtelement, das eine kolbenseitige Fläche und eine zylinderseitige Fläche der Kolben-Zylinder-Anordnung zur Abdichtung kontaktiert, sowie mit einer Armierung, die das erste Dichtelement entgegen eines in einem Druckraum wirkenden hydraulischen Betriebsdruckes abstützt, wobei der Druckraum unmittelbar an die Dichtung grenzt.The invention relates to a seal for a hydraulic piston-cylinder arrangement within a hydraulic line for clutch or brake operation, with a first sealing element, which contacts a piston-side surface and a cylinder-side surface of the piston-cylinder assembly for sealing, and with a reinforcement which supports the first sealing element against a hydraulic operating pressure acting in a pressure chamber, wherein the pressure chamber directly adjoins the seal.
Derartige Dichtungen, die aufgrund ihrer zwei Komponenten – Armierung und erstes Dichtelement – als Hybriddichtungen bezeichnet werden, werden in Kupplungsgeberzylindern oder Hauptbremszylindern sowohl als ringförmige Primärdichtung als auch als ringförmige Sekundärdichtung eingesetzt. Die Primärdichtung dient dazu, den Druckraum der jeweiligen Kolben-Zylinder-Anordnung zum drucklosen Nachlaufraum hin abzudichten, während die Sekundärdichtung den drucklosen Nachlaufraum zur Atmosphäre hin abdichtet. Grundsätzlich haben diese Dichtelemente einen Grundkörper und eine sich davon weg erstreckende Dichtlippe, welche Dichtlippe im eingebauten Zustand der Dichtung mittels ihrer Dichtkontur mit einer relativ zum Dichtelement bewegbaren Lauffläche der Kolben-Zylinder-Anordnung zusammenwirkt. Such seals, which are referred to as hybrid seals due to their two components - reinforcement and first sealing element - are used in clutch master cylinders or master cylinders both as an annular primary seal and as an annular secondary seal. The primary seal serves to seal the pressure chamber of the respective piston-cylinder arrangement to the non-pressurized follow-up space, while the secondary seal seals the pressure-free follow-up space to the atmosphere. Basically, these sealing elements have a base body and a sealing lip extending therefrom, which sealing lip cooperates in the installed state of the seal by means of its sealing contour with a movable relative to the sealing element running surface of the piston-cylinder assembly.
Aus der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Hybriddichtung zur Verfügung zu stellen, durch die deren Montierbarkeit wesentlich verbessert wird.It is therefore the object of the present invention to provide a hybrid gasket which substantially improves its mountability.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das erste Dichtelement stoffschlüssig mit der Armierung verbunden ist. The object is achieved in that the first sealing element is integrally connected to the reinforcement.
Die Bestandteile der als Hybriddichtung aufgebauten Dichtung können somit bereits vor der Montage der Dichtung in der beabsichtigen Art und Weise zueinander platziert werden. Das für die Dichtwirkung entscheidende, korrekte Anliegen der Armierung an dem ersten Dichtelement wird aufgrund des Stoffschlusses bereits vor dem Aufbringen auf dem Kolben durch eine hohe Bindungskraft festgelegt. Die Gefahr unsachgemäßer Platzierung von Armierung zum ersten Dichtelement wird somit wesentlich reduziert. Auch die Montage der Hybriddichtung wird dadurch wesentlich einfacher, da ein einziger Montageschritt für das Aufbringen der gesamten Hybriddichtung auf dem Kolben ausreicht. Werden gar mehrere Hybriddichtungen, bspw. eine Primär- und eine Sekundärdichtung, vor dem Einschieben des Kolbens, auf den Kolben aufgebracht kann der Montageaufwand weiter reduziert werden. Es ist also nicht mehr nötig drei Schritte für die Montage einzuplanen und bis zu fünf separate Einzelteile zu verwenden. Ein so genanntes „Schnüffelspiel“ wird genauer bzw. kleiner.The components of the seal constructed as a hybrid seal can thus be placed in the intended manner to each other before the assembly of the seal. The decisive for the sealing effect, correct concern of the reinforcement to the first sealing element is determined due to the material connection before applying to the piston by a high binding force. The risk of improper placement of reinforcement to the first sealing element is thus substantially reduced. The assembly of the hybrid seal is thereby much easier, since a single assembly step is sufficient for applying the entire hybrid seal on the piston. If several hybrid seals, for example a primary seal and a secondary seal, are applied to the piston before the piston is pushed in, the assembly effort can be further reduced. It is therefore no longer necessary to plan three steps for the assembly and to use up to five separate individual parts. A so-called "sneak game" becomes more precise or smaller.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind auch in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are also claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das erste Dichtelement mittels eines Kunststoffspritzgießvorgangs an der Armierung angespritzt. So können diese beiden Teile, die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, auf einfache Weise kostengünstig hergestellt werden. Denn für deren Herstellung kann ein bereits bekanntes Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren angewendet werden, mittels welchem Spritzgießverfahren zunächst einer der beiden Bestandsteile – das erste Dichtelement oder die Armierung – in eine Spritzgießform eingespritzt wird, woraufhin das andere der beiden Bauteile an das zuvor eingespritzte Bauteil angeformt wird. In diesem Verfahren ist können verschiedenste Werkstoffpaarungen für das erste Dichtelement und die Armierung aneinander angespritzt werden. In a first advantageous embodiment of the invention, the first sealing element is molded onto the reinforcement by means of a plastic injection molding process. Thus, these two parts, which are preferably made of plastic, can be produced inexpensively in a simple manner. Because for their preparation, an already known two-component injection molding can be applied, by means of which injection molding of one of the two components - the first sealing element or the reinforcement - is injected into an injection mold, whereupon the other of the two components formed on the previously injected component becomes. In this method, a wide variety of material pairings for the first sealing element and the reinforcement can be molded onto one another.
Von Vorteil ist es auch, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, wenn das erste Dichtelement aus einem weicheren Kunststoffmaterial besteht als die Armierung. Ist dies der Fall, ist gewährleistet, dass sich das erste Dichtelement bei Betriebsdruck gegen die als Verstärkung dienende Armierung drückt. Die Armierung wiederum sorgt dann dafür, dass das weiche Material des ersten Dichtelementes gegen die abzudichtenden Flächen gedrückt wird und somit die beabsichtigte Dichtwirkung an den beabsichtigten Dichtstellen zur Verfügung gestellt wird. Das erste Dichtelement ist vorzugsweise aus einem Elastomer bestehend aufgebaut und die Armierung aus einem Thermoplasten.It is also advantageous, according to a further advantageous embodiment, if the first sealing element consists of a softer plastic material than the reinforcement. If this is the case, it is ensured that the first sealing element presses against the reinforcing reinforcement at operating pressure. The reinforcement in turn then ensures that the soft material of the first sealing element is pressed against the surfaces to be sealed and thus the intended sealing effect is provided at the intended sealing points. The first sealing element is preferably constructed of an elastomer and the reinforcement of a thermoplastic.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Dichtelement aus einem Silikonmaterial bestehend und/oder die Armierung aus einem thermoplastischen Grundmaterial aufgebaut. Ein erstes Dichtelement aus Silikonmaterial hat gegenüber anderen, bisher für das erste Dichtelement verwendeten Elastomeren den großen Vorteile, dass es ein verbessertes Reibungsverhalten und eine höhere Robustheit gegenüber der verwendeten, hydraulischen Betriebsmittel aufweist. Insbesondere im Falle einer Primärdichtung hat das Silikonmaterial den Vorteil, dass die hochbelasteten Kontaktbereiche zwischen Dichtung und Laufflächen an Zylinder und/oder Kolben kontinuierlich geschmiert sind. Dadurch kann der Verschleiß der Dichtung deutlich reduziert werden. Die Silikonmasse ist bei den auftretenden, druckbedingt wirkenden Kräften leicht verformbar. Die Silikonmasse wird daher elastisch gegen die Armierung und weiterhin gegen die kolbenund/ oder zylinderseitigen Dichtflächen gedrückt, wodurch im Betrieb die Dichtung verstärkt wird. Somit wird die Gefahr von Spaltextrusion weiter reduziert. According to a further advantageous embodiment, the first sealing element is made of a silicone material and / or the reinforcement is constructed of a thermoplastic base material. A first sealing element of silicone material has over other, previously used for the first sealing element elastomers the great advantages that it has an improved friction behavior and a higher robustness against the hydraulic equipment used. In particular, in the case of a primary seal, the silicone material has the advantage that the highly loaded contact areas between the seal and running surfaces on the cylinder and / or piston are continuously lubricated. As a result, the wear of the seal can be significantly reduced. The silicone compound is easily deformed in the occurring, pressure-induced forces. The silicone compound is therefore pressed elastically against the reinforcement and further against the piston and / or cylinder-side sealing surfaces, whereby the seal is reinforced during operation. This further reduces the risk of column extrusion.
Kontaktiert die Armierung, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, auch die kolbenseitige Fläche und die zylinderseitige Fläche der Kolben-Zylinder-Anordnung mittels einer Dichtkontur zur Abdichtung, so kann eine Hybriddichtung zur Verfügung gestellt werden, die zwei Dichtkonturen aufweist. Zum Einen dient das erste Dichtelement dann als eine erste Dichtkontur, wobei das erste Dichtelement bei Betriebsdruck so gegen die Armierung gedrückt wird, dass sich der Druck der Dichtkontur der Armierung verstärkt. Somit ist es möglich, eine besonders langlebige Dichtverbindung zu gewährleisten. If the reinforcement, according to a further advantageous embodiment, also contacts the piston-side surface and the cylinder-side surface of the piston-cylinder arrangement by means of a sealing contour for sealing, a hybrid seal can be provided which has two sealing contours. On the one hand, the first sealing element then serves as a first sealing contour, the first sealing element being pressed against the reinforcement at the operating pressure in such a way that the pressure of the sealing contour of the reinforcement increases. Thus, it is possible to ensure a particularly durable sealing connection.
Auch ist es von Vorteil, gemäß einer weiteren Ausführungsform, wenn die Armierung in einem Halteabschnitt eines Kolbens der Kolben-Zylinder-Anordnung axial gelagert ist. Dadurch kann der Montageaufwand weiter reduziert werden. Ist die Armierung axial gehalten, so ist auch das erste Dichtelement axial gehalten und eine Verschiebung während des Betriebes der Dichtung wird vermieden.It is also advantageous, according to a further embodiment, when the reinforcement is axially mounted in a holding portion of a piston of the piston-cylinder assembly. As a result, the assembly effort can be further reduced. If the reinforcement is held axially, the first sealing element is also held axially and a displacement during operation of the seal is avoided.
Vorzugsweise ist, gemäß eines weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispieles, der die axiale Lagerung der Armierung festlegende Halteabschnitt vorzugsweise an einer Umfangsfläche des Kolbens angeordnet. Dadurch wird eine Montage ermöglicht, die es erlaubt die korrekte Position des Dichtelementes auch visuell zu überprüfen.Preferably, in accordance with a further advantageous embodiment, the holding portion defining the axial bearing of the reinforcement is preferably arranged on a circumferential surface of the piston. As a result, an assembly is made possible, which also allows to visually check the correct position of the sealing element.
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, ist es auch von Vorteil, wenn an die Armierung ein Vorsprung angeformt ist, der an dem Halteabschnitt des Kolbens axial verrastet ist, wobei der Halteabschnitt vorzugsweise als ein in Umfangsrichtung verlaufender Hinterschnitt ausgebildet ist. So wird durch einen festen Formschluss zwischen Armierung und Kolben die gesamte Dichtung axial gehalten. Auch wird die Montage dadurch weiter vereinfacht, da es beim Aufschieben der Dichtung auf den Kolben oder in den Zylinder zu einem spürbaren, vorzugsweise auch hörbaren Einrasten der Dichtung in dem Hinterschnitt kommt. Eine definierte Endposition des Dichtelementes ist somit für den Monteur definiert.According to a further embodiment, it is also advantageous if a projection is formed on the reinforcement, which on the Holding portion of the piston is axially locked, wherein the holding portion is preferably formed as a circumferentially extending undercut. Thus, the entire seal is held axially by a tight fit between the armor and piston. Also, the assembly is further simplified because it comes when sliding the seal on the piston or in the cylinder to a noticeable, preferably audible engagement of the seal in the undercut. A defined end position of the sealing element is thus defined for the fitter.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist auch der Kolben zumindest teilweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Dann wäre es möglich die beiden Teilringe (erstes Dichtelement und Armierung) der Dichtung auf den Kolben aufzuspritzen. Dann wäre der Kolben zusammen mit der als Primärdichtung ausgeführten Dichtung in einem gemeinsamen Spritzgießverfahren herstellbar und der Montageaufwand wird weiter reduziert.According to a further advantageous embodiment, the piston is at least partially made of a plastic material. Then it would be possible to spray the two partial rings (first sealing element and reinforcement) of the seal on the piston. Then the piston would be produced together with the seal designed as a primary seal in a common injection molding and the assembly cost is further reduced.
Außerdem ist es auch, gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, von Vorteil eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung mit mindestens einer der vorher beschriebenen Dichtungen auszugestalten. So können hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnungen besonders effizient hergestellt werden. Auch kann ein Kupplungsnehmer- oder -gebersystem mit einem Zylinder und einem Kolben, vorteilhafterweise an wenigstens einer dieser Bauteile eine solche Dichtung aufweisen.Moreover, according to a further embodiment, it is also advantageous to design a hydraulic piston-cylinder arrangement with at least one of the previously described seals. Thus, hydraulic piston-cylinder arrangements can be made particularly efficient. Also, a Kupplungsnehmer- or -gebersystem with a cylinder and a piston, advantageously on at least one of these components have such a seal.
Mit anderen Worten wird vorgeschlagen die Dichtung als 2K-Primärdichtung (einteilige statt zweiteilige Dichtung) so ausgebildet, dass sie auf dem Kolben axial befestigbar ist, ein separater Zentrierring entfällt. Die 2K-Hybriddichtung wird fest auf dem Kolben montiert, etwa indem am Innendurchmesser der Armierung ein Hinterschnitt vorgesehen ist, der am Außendurchmesser, außen auf der Umfangsfläche, des Kolbens in eine Vertiefung (Nut) einrastet. Die Hybriddichtung ist dann über diese Nut axial auf dem Kolben befestigt. Mit der neuen Lösung wird die Hybriddichtung nicht über die Dichtlippen gehalten sondern über die innere Kante der Armierung.In other words, it is proposed that the seal as a 2K primary seal (one-piece instead of two-part seal) is formed so that it can be axially fastened on the piston, a separate centering omitted. The 2K hybrid gasket is fixedly mounted on the piston, such as by the inner diameter of the reinforcement, an undercut is provided which engages the outside diameter, outside of the peripheral surface of the piston in a recess (groove). The hybrid seal is then mounted axially on the piston via this groove. With the new solution, the hybrid seal is not held over the sealing lips but over the inner edge of the reinforcement.
Nachfolgend wird nun die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert.The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings based on preferred embodiments.
Es zeigen:Show it:
In
Die dargestellte Dichtung
Die Dichtung
In dem in den
Die Dichtung
Ein Teilring der Dichtung
Die konkrete Ausgestaltung des ersten Dichtelements
Das erste Dichtelement
Seitens des Niederdruckraums
Das erste Dichtelement
Im zusammengebauten und druckbelasteten Zustand der Kolben-Zylinder-Anordnung wird aufgrund der beschriebenen materiellen Eigenschaften und der aus dem Druckunterschied zwischen den Druckräumen
Die Armierung
Benachbart zu der Dichtung
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann aber auch diese Sekundärdichtung in gleicher Weise wie die zuvor beschriebene Dichtung
Für die Montage der Dichtung
Vorzugsweise ist auch der Kolben
Im Weiteren ist es ebenfalls denkbar, die zuvor beschriebene Hybriddichtung für eine Kolben-Zylinder-Anordnung auch in einem anderen Bereich als in der hydraulischen Strecke zur Kupplungs- oder Bremsbetätigung einzusetzen. Es ist selbstverständlich möglich diese Dichtung auch in Kolben-Zylinder-Anordnungen anderer Bereiche eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise eines LKW’s oder PKW’s, einzusetzen. Insbesondere ist der Einsatz dieser Dichtung
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine 2K-Primärdichtung
Alternativ dazu könnte man den Kolben
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Dichtung poetry
- 22
- Kolben piston
- 33
- Zylinder cylinder
- 44
- erstes Dichtelement first sealing element
- 55
- erster Grundkörper first basic body
- 66
- erste Dichtlippe first sealing lip
- 77
- erste Dichtkontur first sealing contour
- 88th
- Lauffläche tread
- 99
- Druckraum pressure chamber
- 1010
- Niederdruckraum Low-pressure chamber
- 1111
- Armierung reinforcement
- 1212
- erste Auskragung first overhang
- 1313
- zweite Dichtlippe second sealing lip
- 1414
- zweite Dichtkontur second sealing contour
- 1515
- zweiter Grundkörper second basic body
- 1616
- Vorsprung head Start
- 1717
- Rillen grooves
- 1818
- Hinterschnitt undercut
- 1919
- Umfangsfläche des Kolbens Peripheral surface of the piston
- 2020
- Absatz paragraph
- 2121
- Innenfläche des Zylinders Inner surface of the cylinder
- 2323
- Sekundärdichtung secondary seal
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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