DE102014220015A1

DE102014220015A1 - Durable seal

Info

Publication number: DE102014220015A1
Application number: DE102014220015.6A
Authority: DE
Inventors: Jérémy Keller; Julien Oster
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2016-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung (1) mit einer Dichtung (6), zur Anordnung innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungs- oder Bremsbetätigung, wobei ein Kolben (2) axial beweglich in einem Zylinder (3) angeordnet ist, wobei an einem axialfest mit dem Kolben (2) verbundenem Dichtungsträger (4) eine Ausnehmung (5) vorhanden ist, in der die Dichtung (6) so angeordnet ist, dass sie in Betrieb der Kolben-Zylinder-Anordnung (1) einen Spalt (11, 17) zwischen einer Mantelfläche des Kolbens (2) und einer Innenumfangsfläche (15) des Zylinders (3) abdichtet, wobei die Ausnehmung (5) so geometrisch auf das Volumen der Dichtung (6) abgestimmt ist, dass ein auf Setzvorgänge zurückzuführender Vorspannungsverlust der Dichtung (6) auf die Dichtwirkung auswirkungslos istThe invention relates to a piston-cylinder assembly (1) with a seal (6), for placement within a hydraulic line for clutch or brake operation, wherein a piston (2) is arranged axially movable in a cylinder (3), wherein a recess (5) is provided in an axially fixed to the piston (2) connected to the seal carrier (4), in which the seal (6) is arranged so that they in operation of the piston-cylinder assembly (1) has a gap (11, 17) between a lateral surface of the piston (2) and an inner peripheral surface (15) of the cylinder (3) seals, wherein the recess (5) is geometrically matched to the volume of the seal (6) that a attributable to settling bias loss of the seal (6) has no effect on the sealing effect

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einer Dichtung, zur Anordnung innerhalb einer hydraulischen Strecke zur Kupplungs- oder Bremsbetätigung, wobei ein Kolben axial beweglich in einem (Hohl-)Zylinder angeordnet ist, wobei an einem axialfest mit dem Kolben verbundenen Dichtungsträger eine Ausnehmung vorhanden ist, in der die Dichtung so angeordnet ist, dass sie im Betrieb der Kolben-Zylinder-Anordnung einen Spalt zwischen einer Mantelfläche des Kolbens und einer Innenumfangsfläche des (Hohl-)Zylinders (fluiddicht) abdichtet. The invention relates to a piston-cylinder assembly with a seal, for arrangement within a hydraulic line for clutch or brake operation, wherein a piston is arranged axially movable in a (hollow) cylinder, wherein at a axially fixed to the piston associated seal carrier Is present recess in which the seal is arranged so that it seals a gap between a lateral surface of the piston and an inner peripheral surface of the (hollow) cylinder (fluid-tight) during operation of the piston-cylinder assembly.

Aus dem Stand der Technik sind bspw. Dichtungen und Kolben-Zylinder-Anordnungen bereits bekannt. So offenbart die noch nicht veröffentlichte DE 10 2014 208 085 A1 mit Zeitrang vom 07.05.2013 eine Dichtung für eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung, mit einem ersten Dichtelement, das eine kolbenseitige Fläche und eine zylinderseitige Fläche der Kolben-Zylinder-Anordnung zur Abdichtung kontaktiert, sowie mit einer Armierung, das das erste Dichtelement entgegen eines in einem Druckraum wirkenden hydraulischen Betriebsdruckes abstützt, wobei der Druckraum unmittelbar an die Dichtung grenzt. Es ist dabei als besonders herausgestellt worden, dass das erste Dichtelement stoffschlüssig mit der Armierung verbunden ist. Ferner offenbart diese ältere Patentanmeldung auch, dass das erste Dichtelement mittels eines Kunststoff-Spritzgußvorganges an der Armierung angespritzt ist. Das erste Dichtelement kann dabei aus weicherem Material bestehen als die Armierung. Das erste Dichtelement besteht bspw. aus einem Silikonmaterial, wohingegen die Armierung aus einem thermoplastischen Grundmaterial aufgebaut ist. Als zweckmäßig ist in dieser älteren Patentanmeldung auch herausgestellt, dass die Armierung die kolbenseitige Fläche und zylinderseitige Fläche der Kolben-Zylinder-Anordnung mittels einer speziellen Dichtkontur zur Abdichtung kontaktiert. Die Armierung kann in einem Halteabschnitt eines Kolbens der Kolben-Zylinder-Anordnung axial gelagert sein. Es ist auch offenbart, dass der die axiale Lagerung der Armierung festlegende Halteabschnitt vorzugsweise an einer Umfangsfläche des Kolbens angeordnet ist. Besonders ist auch, dass an die Armierung ein Vorsprung angeformt ist, der in dem Halteabschnitt des Kolbens axial verrastet ist, wobei der Halteabschnitt vorzugsweise als ein in Umfangsrichtung verlaufender Hinterschnitt ausgebildet ist. Diese Dichtung wird in einem Kupplungsnehmer- oder Kupplungsgebersystem eingesetzt. Solche Systeme sind auch in der vorliegenden Erfindung betroffen.For example, seals and piston-cylinder arrangements are already known from the prior art. So revealed the not yet published DE 10 2014 208 085 A1 with a date of 07.05.2013 a seal for a hydraulic piston-cylinder arrangement, 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 opposes the first sealing element a force acting in a pressure chamber hydraulic operating pressure is supported, wherein the pressure chamber directly adjacent to the seal. It has been found to be particular that the first sealing element is integrally connected to the reinforcement. Furthermore, this earlier patent application also discloses that the first sealing element is molded onto the reinforcement by means of a plastic injection molding process. The first sealing element may consist of softer material than the reinforcement. The first sealing element consists, for example, of a silicone material, whereas the reinforcement is constructed of a thermoplastic base material. As appropriate, it is also found in this earlier patent application that the reinforcement contacted the piston-side surface and cylinder-side surface of the piston-cylinder assembly by means of a special sealing contour for sealing. The reinforcement may be axially supported in a holding portion of a piston of the piston-cylinder assembly. It is also disclosed that the holding portion defining the axial bearing of the reinforcement is preferably disposed on a peripheral surface of the piston. It is also particular that a projection is formed on the reinforcement, which is axially locked in the holding portion of the piston, wherein the holding portion is preferably formed as a circumferentially extending undercut. This seal is used in a clutch slave or clutch system. Such systems are also affected in the present invention.

Eine benachbarte Dichtung für eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung ist auch aus der WO 2012/107015 A2 und der DE 10 2013 226 290 A1 bekannt. An adjacent seal for a hydraulic piston-and-cylinder arrangement is also available from the WO 2012/107015 A2 and the DE 10 2013 226 290 A1 known.

Die Kolben-Zylinder-Anordnung ist also in Kupplungsausrücksystemen, wie konzentrischen Kupplungsnehmerzylindern (CSC), Geberzylindern (CMC) oder externen Ausrückern, wie Semi-Nehmer-Zylindern (SSC), einsetzbar. Thus, the piston-and-cylinder arrangement can be used in clutch release systems such as concentric clutch slave cylinders (CSC), master cylinders (CMC) or external disengagements such as semi-slave cylinders (SSC).

Herkömmlich sind dann elastomere Nutdichtringe eingesetzt, die eine steife Lippe und eine davon separate weniger steife Lippe aufweisen. Die steife Lippe, ist häufig dicker als die weniger steife, welche dann dünn ausgeformt ist, im vergleich zur steifen Lippe. Die Lippen agieren dabei nach Art von Abdichtlippen. Die steife, dicke Lippe wird als statische Abdichtung genutzt, wohingegen die weiche, dünne Lippe als dynamische Abdichtung genutzt wird. Die dynamische Abdichtung ist dann jeweils zylinderseitig dort gleitbar in Anlage. Für SSC- und/oder CSC-Ausführungen, kann eine beidseitige Anlage gewollt sein. Die Abdichtung wird über Druck durch ein sog. „Dekolleté“ gewährleistet. Ein Selbstverstärkungseffekt ist dabei gewollt.Conventionally, then elastomeric groove sealing rings are used, which have a stiff lip and a separate less stiff lip. The stiff lip is often thicker than the less rigid, which is then thinly formed compared to the stiff lip. The lips act in the manner of sealing lips. The stiff, thick lip is used as a static seal, while the soft, thin lip is used as a dynamic seal. The dynamic seal is then slidable on the cylinder side. For SSC and / or CSC versions, a two-sided installation may be desired. The seal is ensured by pressure through a so-called "décolleté". A self-reinforcing effect is wanted.

Allerdings weisen die vorliegenden Lösungen gravierende Nachteile auf. So ist bisher aufgrund der Aggressivität von Flüssigkeiten, die durch die Dichtung zurückgehalten werden sollen, wie in Kupplungs- oder Bremssystemen eingesetzte Hydraulikflüssigkeiten, eine nur begrenzte Werkstoffwahl sinnvoll einsetzbar. So wird zwischen dem Zylinder und dem Kolben häufig eine Materialpaarung aus Polyamid und Ethylen-Propylen-Dien (EPDM) eingesetzt. Dabei ist das Polyamid nach Art eines Gehäuses für die EPDM-Dichtung genutzt. Trotzdem treten im Betrieb sog. „Stick-Slip“-Effekte auf, was für eine ungewollte Geräuschentstehung verantwortlich ist. Zwar könnten andere Werkstoffe bessere Reibeigenschaften zeigen, also keine Stick-Slip-Effekte zeitigen, doch sind diese üblicherweise nicht zu den eingesetzten Hydraulikflüssigkeiten, wie Bremsflüssigkeiten kompatibel. Es entstehen dann Vorspannungsverluste, welche dann zu Undichtigkeiten führen. Ein chemischer Zersatz des Gummimaterials wird nämlich durch einige Bestandteile der Bremsflüssigkeit bewirkt. However, the present solutions have serious disadvantages. So far, due to the aggressiveness of liquids that are to be retained by the seal, as used in clutch or brake systems hydraulic fluids, a limited choice of materials is useful. Thus, a material pairing of polyamide and ethylene-propylene-diene (EPDM) is often used between the cylinder and the piston. The polyamide is used in the manner of a housing for the EPDM seal. Nevertheless, so-called "stick-slip" effects occur during operation, which is responsible for an unwanted generation of noise. Although other materials could show better frictional properties, ie do not have any stick-slip effects, these are usually not compatible with the hydraulic fluids used, such as brake fluids. It then creates bias losses, which then lead to leaks. A chemical replacement of the rubber material is namely caused by some components of the brake fluid.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen oder zumindest zu mindern. So soll die Dichtung so ausgelegt werden, dass selbst bei über die Lebensdauer auftretenden Vorspannungsverlusten bzw. „plastischen“ Verformungen, die Dichtung noch die Abdichtung gewährleistet.It is the object of the present invention to eliminate or at least mitigate these disadvantages. Thus, the seal should be designed so that even when over-life occurring bias losses or "plastic" deformations, the seal still ensures the seal.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ausnehmung so geometrisch auf das Volumen der (undeformierten / deformierten) Dichtung abgestimmt ist, dass ein auf Setzvorgänge zurückzuführender Vorspannungsverlust der Dichtung auf die Dichtwirkung auswirkungslos ist / bleibt. This object is achieved in a generic device according to the invention in that the recess so geometrically to the volume of the (undeformed / deformed) seal is agreed that a attributable to setting operations bias loss of the seal on the sealing effect is / remains.

Die Lösung besteht also aus der Bildung eines geschlossenen Sitzes für die Dichtung. Die geringen Spalten zwingen sozusagen die Dichtung im geschlossenen Sitz zu bleiben, womit vermieden wird, dass die Dichtung schnell ihre Vorspannung verlieren darf, ohne dass undichtigkeitsprobleme zu beklagen wären, was insbesondere bei der Nutzung von grundsätzlich als inkompatibel zum eingesetzten Dichtmaterial angesehenen Flüssigkeiten zielführend ist. Dabei lassen sich sowohl „drucklose“ Dichtungen, d.h. solche Dichtungseinbauten, bei denen eine Hydraulikdruck nicht den Anpressdruck des Dichtmittels auf die Zylinderwandung verstärkt, als auch „druckverstärkt arbeitende“ Dichtungen einsetzen, d.h. bei solche Dichtungseinbauten, bei denen eine Hydraulikdruck den Anpressdruck des Dichtmittels auf die Zylinderwandung verstärkt. The solution thus consists of the formation of a closed seat for the seal. The small gaps force, so to speak, the seal to remain in a closed seat, thus avoiding that the seal may lose its bias quickly without likelihood problems would be complained of, which is particularly useful when using basically considered incompatible with the sealing material used liquids. Both "non-pressurized" seals, i. Such gaskets, where hydraulic pressure does not increase the contact pressure of the sealant on the cylinder wall, as well as "pressure-enhanced" gaskets, i. e. in such gaskets where a hydraulic pressure increases the contact pressure of the sealant on the cylinder wall.

Diese „druckverstärkt arbeitenden“ Dichtungen können auch als druckbeaufschlagte Abdichtungen bezeichnet werden. Grundsätzlich ist eine Dichtung, wie sie in der erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbar ist, sowohl als Primärdichtung, als auch als Sekundärdichtung einsetzbar. These "pressure-enhanced" seals can also be referred to as pressurized seals. In principle, a seal which can be used in the device according to the invention can be used both as a primary seal and as a secondary seal.

Eine drucklose Dichtung, etwa bei Einsatz als Sekundärdichtung eines Geberzylinders, benötigt dann keine zusätzliche Abstützung. Eine Dichtung, die andererseits als druckbeaufschlagte Abdichtung ausgelegt ist, soll zwar herkömmlich durch eine Armierung unterstützt werden, aber nun so, dass der Druck der Vorspannung auf die Abdichtung erhöht wird und die Abdichtung im Sinne eines Selbstverstärkungseffektes verbessert ist.A non-pressurized seal, such as when used as a secondary seal of a master cylinder, then requires no additional support. A seal, on the other hand designed as a pressurized seal, although conventionally supported by a reinforcement, but now so that the pressure of the bias voltage is increased to the seal and the seal in the sense of a self-reinforcing effect is improved.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.

So ist es von Vorteil, wenn die Dichtung zu einer durch die Mitte der Dichtung verlaufenden Transversalebene unsymmetrisch ausgestaltet ist. Auf diese Weise kann entweder ein Luftziehen in den abzudichtenden Hydraulikraum hinein und gleichzeitig eine besonders gute Leckage-Sicherung gewählt / gezielt eingestellt werden, oder andererseits kann auch eine gewisse Schmierung über die Hydraulikflüssigkeit, also das in Kauf nehmen des Austritts von Hydraulikflüssigkeit in geringem Maße, gewählt / gezielt eingestellt werden.Thus, it is advantageous if the seal is configured asymmetrically to a transverse plane extending through the middle of the seal. In this way, either a draft in the sealed hydraulic chamber and at the same time a particularly good leakage-protection can be selected / targeted, or on the other hand, a certain lubrication on the hydraulic fluid, so accept the leakage of hydraulic fluid in a small extent, be selected / targeted.

Es ist daher von Vorteil, wenn die Lage der Dichtung im Einbau in die Ausnehmung so gewählt ist, dass die Reib- und/oder Gleiteigenschaften der Dichtung am Zylinder gezielt eingestellt sind. Eine punktgenaue Beeinflussung des Gleit- und Dichtverhaltens ist dann die Folge.It is therefore advantageous if the position of the seal in the recess in the recess is chosen so that the friction and / or sliding properties of the seal are set on the cylinder targeted. A precise influence on the sliding and sealing behavior is then the result.

Es ist zweckmäßig, wenn die Ausnehmung als über den Umfang des Kolbens, vorzugsweise vollständig, umlaufende Nut, Kerbe oder Riefe ausgestaltet ist. Eine über den Umfang gesehen gleich gute Dichtwirkung ist dann die Folge. Zumindest das Vorhalten eines Absatzes oder besserer zweier Absätze ist angestrebt.It is expedient if the recess is designed as over the circumference of the piston, preferably completely, circumferential groove, notch or groove. An equally good sealing effect over the circumference is then the result. At least the holding of a paragraph or better two paragraphs is sought.

Die Fertigung wird vereinfacht, wenn die Nut einen im Wesentlichen in Axialrichtung verlaufenden Boden und davon eine möglichst orthogonal abstehende Seitenwandung oder zwei vom Boden möglichst orthogonal abstehende Seitenwände aufweist. The production is simplified if the groove has a substantially axially extending bottom and thereof a side wall extending as orthogonally as possible or two side walls protruding as orthogonally as possible from the bottom.

Es ist von Vorteil, wenn der Boden (als Teil des Dichtungsträgers / des Kolbens), die beiden Seitenwände (als Teil des Dichtungsträgers / des Kolbens) und die Innenumfangsfläche (des Zylinders) so voneinander beabstandet sind, dass eine radial von der Dichtung abstehende Dichtlippe, die axial außermittig positioniert ist, in allen Betriebszuständen in gleitender oder gleitbarer Anlage mit der Innenumfangsfläche des Zylinders steht.It is advantageous if the bottom (as part of the seal carrier / the piston), the two side walls (as part of the seal carrier / the piston) and the inner peripheral surface (of the cylinder) are spaced from each other so that a sealing lip projecting radially from the seal , which is axially eccentrically positioned, in all operating states in sliding or slidable contact with the inner peripheral surface of the cylinder.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung aus einem gleitreibungsoptimierten, aber nur bedingt bremsflüssigkeitsresistenten (weichen) Werkstoff, wie Polyamid, Polyurethan, Silikon oder Mischungen daraus aufgebaut ist. Flüssigsilikon-Kautschuk (LSR) bietet sich an.An advantageous embodiment is also characterized in that the seal is constructed of a friction-optimized, but only conditionally brake fluid-resistant (soft) material, such as polyamide, polyurethane, silicone or mixtures thereof. Liquid silicone rubber (LSR) is ideal.

Wenn der Dichtungsträger ein integraler Bestandteil des Kolbens ist, kann mit nur einem Bauteil eine doppelte Funktionserfüllung erreicht werden. Andererseits kann die Dichtwirkung optimiert werden, wenn ein vom Kolben separates Bauteil eingesetzt ist.If the seal carrier is an integral part of the piston, dual performance can be achieved with only one component. On the other hand, the sealing effect can be optimized if a separate component from the piston is used.

Es ist vorteilhaft, wenn zwischen dem Dichtungsträger und dem Kolben ein von der Dichtung separates Abdichtmittel eingesetzt ist. Ferner kann das Abdichtmittel aus einem gleichen oder vorzugsweise anderem Werkstoff als der Dichtung ausgebildet sein, etwa aus synthetischem Kautschuk, wie thermopolymeres Elastomer, insbesondere nach Art eines Ethylen-Propylen-Diens oder alternativ aus Gummi.It is advantageous if a sealing means separate from the seal is inserted between the seal carrier and the piston. Furthermore, the sealing means may be formed of a material which is the same or preferably different from the gasket, for example of synthetic rubber, such as a thermopolymeric elastomer, in particular in the manner of an ethylene-propylene diene or alternatively of rubber.

Die Erfinder haben herausgefunden, dass der Dichtungsträger auch so angeordnet sein kann und geometrisch sowie stofflich so geschaffen sein kann, dass ein davon innenseitiger hydrostatischer Druck durch Verwindung des Dichtungsträgers eine zusätzliche Druckaufbringung der Dichtung auf den Zylinder nach sich zieht, etwa durch Vorhalten eines Verbiegungsabschnittes, was positive Dichtungseffekte nach sich zieht. The inventors have found that the seal carrier may also be arranged and geometrically and materially created so that an inboard hydrostatic pressure by twisting of the seal carrier causes an additional pressure application of the seal on the cylinder, such as by providing a bending section, which results in positive sealing effects.

Die Dichtung kann insbesondere als Primär- und/oder Sekundärdichtung ausgestaltet sein. The seal can be designed in particular as a primary and / or secondary seal.

Die Kolben-Zylinder-Anordnung ist insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschinen erwünscht.The piston-cylinder arrangement is particularly desirable in motor vehicles with internal combustion engines.

Mit anderen Worten werden in Geberzylindern oder Nehmerzylindern bisher Elastomere-Nutdichtringe eingesetzt, die in der Regel aus einem statischen und einem dynamischen Dichtungsteil bestehen, wobei die im Stand der Technik verwendeten Materialpaarungen von Zylindergehäuse und Dichtung zu unerwünschten Geräuschbildungen führen. Bei der Verwendung anderer Materialien besteht aber die Gefahr, dass diese nicht mit Bremsflüssigkeit kompatibel sind, was zu Undichtigkeit führen kann. In other words, elastomeric groove sealing rings have hitherto been used in master cylinders or slave cylinders, which as a rule consist of a static and a dynamic sealing part, the material combinations of cylinder housing and seal used in the prior art resulting in undesired noise. When using other materials but there is a risk that they are not compatible with brake fluid, which can lead to leaks.

Um die Abdichtung im letzten Fall dennoch zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, einen geschlossenen Sitz für die Dichtung vorzusehen, um den Vorspannungsverlusten vorzubeugen. Eine druckbeaufschlagte Dichtung wird durch eine Armierung gestützt. Die Abdichtung besteht hierbei aus einer Armierung, die sich am Kolben und am Gehäuse abstützt, einer inneren Dichtung (statische Abdichtung) und einer äußeren Abdichtung (dynamische Abdichtung), wobei letztere aus einem Material besteht, das nicht zu Geräuschbildungen neigt. Die innere Dichtung kann auch als Abdichtung oder Abdichtmittel bezeichnet werden, wohingegen die äußere Dichtung vereinfacht als Dichtung bezeichnet werden kann. Bei einem Druckaufbau wird die Armierung gegen das Gehäuse gedrückt, wodurch eine höhere Vorspannung auf die äußere Dichtung aufgebaut wird, die die Dichtheit garantiert.In order to ensure the seal in the latter case nevertheless, it is proposed to provide a closed seat for the seal in order to prevent the Vorspannungsverlusten. A pressurized seal is supported by a reinforcement. The seal here consists of a reinforcement, which is supported on the piston and the housing, an inner seal (static seal) and an outer seal (dynamic seal), the latter consists of a material that does not tend to form noise. The inner seal may also be referred to as a seal or sealant, whereas the outer seal may be referred to simply as a seal. When pressure builds up, the armor is pressed against the housing, creating a higher preload on the outer seal, which guarantees tightness.

Bei drucklosen Dichtungen (Sekundärdichtungen im Geberzylinder) wird keine zusätzliche Armierung benötigt. Hier wird die Dichtung in eine Nut im Kolben eingesetzt und kann sich in dem kleinen Spalt zwischen dem Kolben und dem Gehäuse nur sehr geringfügig verformen. Die Dichtung ist in einem Master-Zylinder oder einem Slave-Zylinder eingebracht. Wenigstens ein Teil der Dichtung besteht aus einem Material, der inkompatibel mit dem hydraulischem Medium in dem Zylinder ist, wobei eine geschickte Abmessung des Dichtungssitzes auf das Volumen der Dichtung hin abgestimmt gewählt ist.For non-pressurized seals (secondary seals in the master cylinder), no additional reinforcement is required. Here, the seal is inserted into a groove in the piston and can only very slightly deform in the small gap between the piston and the housing. The seal is incorporated in a master cylinder or a slave cylinder. At least a portion of the seal is made of a material that is incompatible with the hydraulic medium in the cylinder, with a skilful dimension of the seal seat being tuned to the volume of the seal.

Die Dichtung kann zwischen dem Gehäuse und dem Kolben also eingesetzt sein. Die Dichtung sitzt in einer kleinen Nut im Kolben. Durch das Setzen bzw. „plastische Verformen“, wird die Dichtung nicht in Richtung vom kleinen, hydraulikraumfernen Spalt fließen / sich verlagern können, da der Widerstand des Dichtmaterials zu hoch wäre. Der Spalt bildet eine Verformungsmöglichkeit, um die Vorspannung der Dichtung nicht zu hoch vorhalten zu müssen. The seal can thus be inserted between the housing and the piston. The seal sits in a small groove in the piston. By setting or "plastic deformation", the seal will not flow in the direction of the small, distant from the hydraulic chamber gap / shift, because the resistance of the sealing material would be too high. The gap forms a deformation possibility in order not to have to hold the bias of the seal too high.

Für diese Erfindung gilt die Bauweise der Dichtung, die in einem Sitz liegt, und durch die Geometrie des Sitzes in Zusammenhang mit dem Gehäuse steht, als richtungsweisend. Nur eine kleine Verformungsmöglichkeit gibt daher die Möglichkeit, hohe Vorspannungsverluste durch Setzen der Dichtung zu vermeiden.For this invention, the construction of the seal, which is located in a seat, and is related by the geometry of the seat in connection with the housing, as pointing the way. Therefore, only a small deformation possibility gives the possibility to avoid high preload losses by setting the seal.

Es kann auch eine Armierung eingesetzt sein, die bei hohen Drücken als Versteifung bzw. Abstützung dient. Diese Armierung kann ein separater Dichtungsträger sein. Eine radial weiter innen angeordnete Abdichtung als die Dichtung besteht aus EPDM und ist als statische Abdichtung eingesetzt. Die radial äußere Dichtung dient der dynamischen Abdichtung und ist aus einem Material gefertigt, das wenige oder gar keine Stick-Slip-Effekte hervorruft. Flüssigsilikon-Kautschuk (LSR) ist hierfür gut geeignet. Die innere Dichtung unterliegt keiner Relativbewegung und benötigt deswegen kein Sondermaterial mit guten Reibeigenschaften. Dadurch können Kosten reduziert werden. Beim Druck aufbauen wird die Armierung gegen das Gehäuse gedrückt, wodurch höhere Vorspannwerte bei der äußeren Dichtung festzustellen sind, was die Dichtheit bei höheren Drücken gewährleistet.It can also be used a reinforcement that serves as a stiffening or support at high pressures. This reinforcement can be a separate seal carrier. A seal arranged radially further inward than the seal is made of EPDM and is used as a static seal. The radially outer seal is used for dynamic sealing and is made of a material that causes little or no stick-slip effects. Liquid silicone rubber (LSR) is well suited for this purpose. The inner seal is not subject to any relative movement and therefore requires no special material with good friction properties. This can reduce costs. As the pressure builds up, the armouring is forced against the housing, which results in higher preload values in the outer seal, ensuring tightness at higher pressures.

Die Geometrie der äußeren Dichtung ist auf einen Sitz in der Armierung abgestimmt. Die Führung soll auf einer hydraulikkammerfernen Seite vorhanden sein, so dass die äußere Dichtung durch den Druck nicht aus ihrem Sitz gedrückt werden kann.The geometry of the outer seal is matched to a seat in the reinforcement. The guide should be present on a side remote from the hydraulic chamber, so that the outer seal can not be pushed out of its seat by the pressure.

Geräuschunauffällige Ausrücksysteme, insbesondere durch den Einsatz günstiger Materialpaarungen, werden dadurch möglich. Ein robustes Design, das selbst mit Vorspannungsverlusten bei Einsatz aggressiver Medien leben kann, und trotzdem ausreichend gute Abdichtung hervorruft, wird erreicht. Bipolare Laufbahnenverdichtungen, die zu einem 2K-Werkzeug führen, mit nachteilig hohen Kosten und einem immer noch nicht ausgeräumten Undichtigkeitsrisiko, können vermieden werden.Noise-prone disengagement systems, in particular through the use of favorable material pairings, thereby become possible. A sturdy design that can live even with preload losses when using aggressive media while still providing a sufficiently good seal is achieved. Bipolar raceway compactors that result in a 2K tool with disadvantageously high costs and a still unresolved leakage risk can be avoided.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with the aid of a drawing, in which different embodiments are shown. Show it:

1 eine Kolben-Zylinder-Anordnung einer ersten Ausführungsform im Längsschnitt, und 1 a piston-cylinder arrangement of a first embodiment in longitudinal section, and

2 eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit vom Kolben separatem Dichtungsträger einer zweiten Ausführungsform im Längsschnitt. 2 a piston-cylinder assembly with the piston separate seal carrier of a second embodiment in longitudinal section.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals. Characteristics of each Embodiments can be interchanged.

In der 1 ist eine erste erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung 1 dargestellt. Diese Darstellung ist nur ausschnittsweise und nur nach Art einer Prinzipskizze. In the 1 is a first piston-cylinder arrangement according to the invention 1 shown. This representation is only partial and only in the manner of a schematic diagram.

Ein Kolben 2 ist dabei in einem (Hohl-)Zylinder 3 längsbeweglich gelagert. Der Zylinder 3 kann auch als Gehäuse bezeichnet werden. Der Kolben 2 weist in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 einen als integralen Bestandteil ausgeformten Dichtungsträger 4 auf. Im Dichtungsträger 4 ist eine Ausnehmung 5 vorhanden, in die eine Dichtung 6 eingesetzt ist. Die Dichtung 6 weist eine als Spitze 7 ausgebildete Dichtlippe 8 auf. A piston 2 is in a (hollow) cylinder 3 mounted longitudinally movable. The cylinder 3 can also be called a housing. The piston 2 has in the embodiment according to the 1 a molded as an integral part seal carrier 4 on. In the seal carrier 4 is a recess 5 present in which a seal 6 is used. The seal 6 has one as a tip 7 trained sealing lip 8th on.

Zu einer gestrichelt angedeuteten Transversalebene 9, die senkrecht zu einer Axialrichtung A steht und durch die Mitte der Dichtung 6 verläuft, ist die Spitze 7 außermittig angeordnet, nämlich auf der Seite eines abzudichtenden Hydraulikraumes 10. Die Dichtung 6 ist zum Abdichten eines kleinen Spaltes 11 vorgesehen.To a transverse plane indicated by dashed lines 9 which is perpendicular to an axial direction A and through the center of the seal 6 runs, is the top 7 arranged eccentrically, namely on the side of a sealed hydraulic chamber 10 , The seal 6 is for sealing a small gap 11 intended.

Die Ausnehmung 5 weist einen Boden 12 und zwei exakt orthogonal in Radialrichtung R verlaufende Seitenwände 13 und 14 auf.The recess 5 has a floor 12 and two sidewalls exactly orthogonal in the radial direction R. 13 and 14 on.

Die Dichtung 6 ist so auf das zwischen dem Boden 12 und den beiden Seitenwänden 13 und 14 sowie der Innenumfangsfläche 15 definierten Volumen abgestimmt, dass ein auf Setzvorgänge zurückzuführender Vorspannungsverlust der Dichtung 6 auf die Dichtwirkung auswirkungslos bleibt. Von der Transversalebene 9 aus gesehen, ist auf der von der Dichtlippe 8 abgewandten Seite ein Hochdruckraum 16 vorgesehen, der über einen im Vergleich zum kleinen Spalt 11 großen Spalt 16 zur Dichtung 6 führt.The seal 6 is so on the ground between 12 and the two side walls 13 and 14 and the inner peripheral surface 15 defined volume that a attributable to setting operations bias loss of the seal 6 on the sealing effect remains without effect. From the transverse plane 9 seen from, is on the of the sealing lip 8th facing away from a high-pressure room 16 provided that over one in comparison to the small gap 11 big gap 16 to the seal 6 leads.

Die Dichtung 6 hat im Querschnitt eine um die Rotationsachse des Kolbens 3 umlaufende Trapezform, die zu einem Fünfeck führt. The seal 6 has a cross-section around the axis of rotation of the piston 3 circumferential trapezoidal shape leading to a pentagon.

Die Ausnehmung 5 ist als Nut 18 ausgestaltet. Sie ist auf der Mantelfläche des Kolbens 3 vorhanden. The recess 5 is as a groove 18 designed. It is on the lateral surface of the piston 3 available.

Dazu abgewandelt weist die Kolben-Zylinder-Anordnung 1 aus 2 einen separaten Dichtungsträger 4 auf, der in einer als Einbuchtung oder Absatz 19 ausgebildeten Ausnehmung 5 positioniert ist. Der Dichtungsträger 4 in 2 kann auch als Armierung bezeichnet werden. Modified thereto, the piston-cylinder arrangement 1 out 2 a separate seal carrier 4 on, in as a dents or heels 19 trained recess 5 is positioned. The seal carrier 4 in 2 can also be referred to as reinforcement.

Dort ist auch auf Seiten des Hochdruckraumes eine Abdichtung / ein Abdichtmittel 20 vorhanden. Die Abdichtung 20 ist also eine innere Dichtung, die unempfindlich gegen Setzen ist und aus Gummi, Kautschuk oder EPDM aufgebaut ist. Die Dichtung 6 ist eine dazu radial äußere Dichtung, die aus PA, PUR oder Silikon aufgebaut ist. Der Dichtungsträger 4 weist auch einen Verbiegungsabschnitt 21 auf. There is also on the part of the high-pressure chamber, a seal / a sealant 20 available. The seal 20 is therefore an inner seal that is insensitive to setting and made of rubber, rubber or EPDM is constructed. The seal 6 is a radially outer seal made of PA, PUR or silicone. The seal carrier 4 also has a bending section 21 on.

Im Hydraulikraum 10 kann in beiden Ausführungsformen auch Luft enthalten sein. In the hydraulic room 10 may be included in both embodiments, air.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kolben-Zylinder-Anordnung Piston-cylinder arrangement
22: Kolben piston
33: Zylinder cylinder
44: Dichtungsträger seal carrier
55: Ausnehmung recess
66: Dichtung poetry
77: Spitze top
88th: Dichtlippe sealing lip
99: Transversalebene transverse plane
1010: Hydraulikraum hydraulic chamber
1111: Spalt gap
1212: Boden ground
1313: Seitenwand der Ausnehmung Side wall of the recess
1414: Seitenwand Side wall
1515: Innenumfangsfläche Inner circumferential surface
1616: Hochdruckraum High-pressure chamber
1717: großer Spalt big gap
1818: Nut groove
1919: Einbuchtung / Absatz Indentation / heel
2020: Abdichtung seal
2121: Verbiegungsabschnitt Verbiegungsabschnitt

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014208085 A1 [0002]
WO 2012/107015 A2 [0003]
DE 102013226290 A1 [0003]

Claims

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) with a seal ( 6 ) for placement within a hydraulic line for clutch or brake actuation, a piston ( 2 ) axially movable in a cylinder ( 3 ) is arranged, wherein on an axially fixed to the piston ( 2 ) connected seal carrier ( 4 ) a recess ( 5 ) is present, in which the seal ( 6 ) is arranged so that during operation of the piston-cylinder arrangement ( 1 ) a gap ( 11 . 17 ) between a lateral surface of the piston ( 2 ) and an inner peripheral surface ( 15 ) of the cylinder ( 3 ), characterized in that the recess ( 5 ) geometrically on the volume of the seal ( 6 ) that a preload loss of the gasket ( 6 ) has no effect on the sealing effect.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the seal ( 6 ) to one through the middle of the seal ( 6 ) transverse plane ( 9 ) is designed asymmetrically.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the recess ( 5 ) than over the circumference of the piston ( 2 ) circumferential groove ( 18 ) is configured.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the groove ( 18 ) an axially aligned (A) bottom ( 12 ) and side walls ( 13 . 14 ) having.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the floor ( 12 ) the two side walls ( 13 . 14 ) and the inner peripheral surface ( 15 ) are spaced from each other so that one radially from the seal ( 6 ) projecting sealing lip ( 8th ) which is positioned axially eccentrically, in all operating states in sliding or slidable engagement with the inner peripheral surface ( 15 ) of the cylinder ( 3 ) stands.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the seal ( 6 ) is constructed of a friction-optimized but only partially brake fluid-resistant material.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the seal carrier ( 4 ) an integral part of the piston ( 2 ) or one from the piston ( 2 ) separate component.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that between the seal carrier ( 4 ) and the piston ( 2 ) one of the seal ( 6 ) separate sealant ( 20 ) is used.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the sealing means ( 20 ) of a material other than the gasket ( 6 ) is trained.

Piston-cylinder arrangement ( 1 ) according to one of claims 7 to 9, characterized in that the seal carrier ( 4 ) is arranged and geometrically designed such that one of them inside hydrostatic pressure by twisting of the seal carrier ( 4 ) an additional pressure application of the seal ( 6 ) on the cylinder ( 3 ).