DE102015212103A1

DE102015212103A1 - Hydraulikzylinder

Info

Publication number: DE102015212103A1
Application number: DE102015212103.8A
Authority: DE
Inventors: Roland Engelhardt; Stefan Drumm
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder, mit einem im Gehäuse (4) des Hydraulikzylinders, translatorisch geführten Kolben (3) und einer zwischen dem Kolben (3) und dem Gehäuse (4) angeordneten elastischen Ringdichtung (6), die zur Abdichtung des Kolbens (3) im Gehäuse (4) in einen zwischen dem Kolben (3) und dem Gehäuse (4) vorgesehenen Ringspalt (1) ragt, wobei der Ringspalt (1) eine direkte Verbindung zu einem Partikelauffangraum (2) aufweist, der zwischen dem Kolben (3) und dem Gehäuse (4) angeordnet ist, um Schmutzpartikel von der Ringdichtung (6) fernzuhalten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder, insbesondere zur Druckmittelförderung und/oder Druckmittelspeicherung in einer hydraulischen Bremsanlage, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der US 2014/0028084 A1 ist bereits zur Pedalgefühlssimulation in einer Bremsanlage ein derartiger Hydraulikzylinder bekannt, mit einem im Gehäuse des Hydraulikzylinders geführten Kolben und einer zwischen dem Kolben und dem Gehäuse angeordneten Ringdichtung, die den Kolben im Gehäuse abdichtet. Durch Schmutzpartikel in der Hydraulikflüssigkeit kann die Dichtwirkung der Ringdichtung gefährdet sein, wobei lose vor der Dichtlippe liegende Schmutzpartikel unproblematisch sind, weil loser Schmutz von der Ringdichtung abgestreift werden kann. Bei einer engen Spielpassung zwischen dem Kolben und dem Gehäuse können jedoch größere Schmutzpartikel die beiden Wände eines durch die Spielpassung gebildeten Ringspalts gleichzeitig berühren und durch eine Relativbewegung zwischen dem Kolbenmantel und der Bohrung des Hydraulikzylinders unter die Ringdichtung gerollt werden, sodass der Ringspalt nicht mehr abgedichtet werden kann. Folglich gelangt in vorliegendem Anwendungsfall die Hydraulikflüssigkeit in eine unter Atmosphärendruck stehende Kammer des Hydraulikzylinders, in der eine den Kolben beaufschlagende Simulatorfeder angeordnet ist.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hydraulikzylinder der angegebenen Art derart zu gestalten, dass die eingangs beschriebene Undichtigkeit vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen Hydraulikzylinder der angegebenen Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Nachfolgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung hervor.
Es zeigen:
1 in einem Längsschnitt teilweise dargestellt einen Hydraulikzylinder, mit einem darin geführten Kolben nach dem bisher bekannten Konstruktionsstand, bei dem Schmutzpartikel unter die den Kolben im Gehäuse abdichtende Dichtlippe gelangen können,
2 in einem Längsschnitt teilweise dargestellt einen Hydraulikzylinder gemäß der beanspruchten Erfindung, der vor der Ringdichtung einen Partikelauffangraum aufweist.
Die 1 zeigt schematisch in einer abschnittsweisen Darstellung wesentliche Elemente eines standardisierten Hydraulikzylinders, der beispielhaft als hydraulischer Pedalsimulator in Bremssystemen verwendet wird, um ein vom Fahrer gewünschtes Pedalgefühl zu erzeugen, wozu bei einer Betätigung des Bremspedals eine definierte Menge Bremsflüssigkeit in den Hydraulikzylinder verdrängt wird, welche einen translatorisch bewegbaren Kolben beaufschlagt.
Die in das Gehäuse 4 des Hydraulikzylinders einströmende Bremsflüssigkeit verschiebt den Kolben 3 entgegen der Wirkung einer auf den Kolben 3 wirksamen Feder. Die nicht abgebildete Feder dient im vorliegenden Anwendungsfall zur Erzeugung einer Simulatorkraft entsprechend einer vorbestimmten nichtlinearen Federkennlinie. Die durch die Feder erzeugte Simulatorkraft steht hierbei im Gleichgewicht mit der hydraulisch erzeugten Gegenkraft, die zum Druck der Bremsflüssigkeit proportional ist.
In den vorliegenden Ausführungsbeispielen nach den 1 und 2 befindet sich die Feder jeweils auf der rechten Seite des Kolbens 3, der gemäß dem abgebildeten, hydraulisch beaufschlagten Ringspalt jeweils von der linken Seite hydraulisch beaufschlagt wird.
Grundsätzlich ist es notwendig, den Kolben 3 im Gehäuse 4 des Hydraulikzylinders mittels einer geeigneten Ringdichtung 6 abzudichten. Dabei muss der entsprechende Dichtring dem hydraulischen Druck standhalten.
In vorliegendem Ausführungsbeispiel nach 1 ist jedoch die Dichtheit durch Schmutzpartikel in der Bremsflüssigkeit gefährdet. Bei einer engen Spielpassung zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 4 können nämlich größere Schmutzpartikel die Kolbenund Gehäusewand innerhalb des Ringspalts 1 gleichzeitig berühren und durch eine Relativbewegung zwischen dem Kolbenmantel und dem Gehäuse 4 unter die Dichtlippe 8 der Ringdichtung 6 gerollt werden. Bereits ein einziger unter der Ringdichtung 6 feststeckendes Partikel 5 führt zu der in 1 dargestellten unerwünschten Undichtigkeit, sodass die Hydraulikflüssigkeit hinter der Ringdichtung 6 in eine unter Atmosphärendruck stehende Kammer 9 des Hydraulikzylinders gelangt, in der regulär die Feder angeordnet ist.
Daher ist unter Beachtung der Darstellung nach 2 nunmehr erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ringspalt 1 eine direkte Verbindung zu einem Partikelauffangraum 2 aufweist, der unmittelbar zwischen dem Kolben 3 und dem Gehäuse 4 angeordnet ist.
Wie aus der 2 hervor geht, ist der Partikelauffangraum 2 als ein Ringraum ausgeführt, der ausschließlich über den Ringspalt 1 hydraulisch beaufschlagt ist.
Über den engen Ringspalt 1 ist somit ein in einem hydraulischen Medium enthaltenes Partikel 5, insbesondere ein Schmutzpartikel, infolge der Relativbewegung des Kolbens 3 gegenüber dem Gehäuse 4 in Richtung des Partikelauffangraums 2 bewegbar und im großzügig bemessenen Partikelauffangraum 2 speicherbar.
Nach der 2 kontaktiert das Partikel 5 zwar unverändert wie in der Darstellung nach 1 im Ringspalt 1 sowohl den Außenmantel des Kolbens 3 als auch die Zylinderinnenwand des Gehäuses 4, jedoch gelangt das Partikel 5 infolge der Relativbewegung des Kolbens 3 gegenüber dem Gehäuse 4 zwangsläufig in den Partikelauffangraum 2, der vor der Ringdichtung 6 im hydraulisch beaufschlagten Bereich des Ringspalts 1 angeordnet ist, sodass das Partikel 5 nicht mehr unter die Ringdichtung 6 gelangt.
Wie die 2 verdeutlicht, ist der Partikelauffangraum 2 als Ringnut in der Innenwand des Gehäuses 4 integriert, die in vorliegendem Ausführungsbeispiel unmittelbar neben einer für die Ringdichtung 6 im Gehäuse 4 vorgesehenen Dichtungsnut 7 angeordnet ist.
Herstelltechnisch besonders vorteilhaft lässt sich der Partikelauffangraum 2 mittels eines Freistichs im Gehäuse 4 darstellen, mit der Besonderheit, dass die lichte Weite des Partikelauffangraums 2 zur Partikelaufnahme möglichst groß, in jedem Fall größer ist als die lichte Weite des Ringspalts 1, andererseits jedoch kleiner ist als die lichte Weite der Dichtungsnut 7, um eine präzise axiale Fixierung der Ringdichtung 6 in der Dichtungsnut 7 sicherzustellen.
Folglich gelangt das Partikel 5 ungehindert in den großzügig bemessenen Partikelauffangraum 2, wodurch gewährleistet ist, dass die bauartbedingt mit der elastischen Dichtlippe 8 versehen Ringdichtung 6 ungehindert am Mantel des Kolbens 3 abdichtet.
Die vorliegende Erfindung ist unabhängig davon, ob nun die Ringdichtung 6 und der Partikelauffangraum 2 entweder im Gehäuse 4 oder am Kolben 3 angebracht sind, universell anwendbar und eignet sich daher für alle Bauformen und Verwendungsmöglichkeiten bekannter Hydraulikzylinder, bevorzugt jedoch für die in schlupfgeregelten Bremsanlagen gebräuchlichen Hydraulikzylinder, die in der Regel zur Zwischenspeicherung und/oder Simulation der zu einer Radbremse förderbaren Bremsflüssigkeit benötigt werden.
Bezugszeichenliste

1: Ringspalt
2: Partikelauffangraum
3: Kolben
4: Gehäuse
5: Partikel
6: Ringdichtung
7: Dichtungsnut
8: Dichtlippe
9: Kammer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2014/0028084 A1 [0002]

Claims

Hydraulikzylinder, insbesondere zur Druckmittelförderung und/oder Druckmittelspeicherung in einer Bremsanlage, mit einem in einem Gehäuse des Hydraulikzylinders translatorisch bewegten Kolben und einer zwischen dem hydraulisch beaufschlagten Kolben und dem Gehäuse angeordneten elastischen Ringdichtung, die zur Abdichtung des Kolbens im Gehäuse in einen zwischen dem Kolben und dem Gehäuse vorgesehenen Ringspalt ragt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (1) eine direkte Verbindung zu einem Partikelauffangraum (2) aufweist, der unmittelbar zwischen dem Kolben (3) und dem Gehäuse (4) angeordnet ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelauffangraum (2) als ein Ringraum ausgeführt ist, der ausschließlich über den Ringspalt (1) hydraulisch beaufschlagt ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den Ringspalt (1) ein in einem hydraulischen Medium enthaltenes Partikel (5), insbesondere ein Schmutzpartikel, in Richtung des Partikelauffangraums (2) förderbar und im Partikelauffangraum (2) permanent speicherbar ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Partikel (5) im Ringspalt (1) sowohl den Außenmantel des Kolbens (3) als auch die Zylinderinnenwand des Gehäuses (4) kontaktiert, sodass infolge einer Relativbewegung des Kolbens (3) gegenüber dem Gehäuse (4) das Partikel (5) entlang dem Ringspalt (1) zum Partikelauffangraum (2) transportierbar ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelauffangraum (2) als Ringnut in der mantelförmigen Innenwand des Gehäuses (4) integriert ist, die unmittelbar neben und/oder vor einer für die Ringdichtung (6) im Gehäuse (4) vorgesehenen Dichtungsnut (7) angeordnet ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelauffangraum (2) mittels eines Freistichs innerhalb des Gehäuses (4) hergestellt ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite des Partikelauffangraums (2) größer ist als die lichte Weite des Ringspalts (1).
Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdichtung (6) mit einer elastischen Dichtlippe (8) versehen ist, die am Mantel des Kolbens (3) anliegt.
Verwendung des Hydraulikzylinders nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8 in einer schlupfgeregelten Bremsanlage zur Zwischenspeicherung einer zu einer Radbremse förderbaren Bremsflüssigkeit.