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Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder und findet insbesondere für die Kupplungsbetätigung eines Fahrzeuges Anwendung.
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Bei bekannten hydraulischen Geberzylindern (CMC) bestehen die im Gehäuse angeordneten beweglichen Teile im Wesentlichen aus Kolben, Sekundärdichtung, Armierung, Primärdichtung und Zentrierring mit Tannenbaumgeometrie. Der Kolben wird dabei aus Kunststoff gefertigt. Zur Montage der Sekundärdichtung wird üblicherweise eine Montagehülse auf den Kolben gesetzt und die Sekundärdichtung durch elastische Dehnung über die Hülse geschoben bis diese auf den Dichtungssitz ihre endgültige Position und radiale Dehnung einnimmt. Der vordere Teil des Kolben-Unterzusammenbaus trägt das Primärdichtungspaket, bestehend aus Armierung und Primärdichtung. Dieses wird in einem Zwei-Schrittverfahren mit Hilfe von Matrizen auf den Zentrierpin montiert, der wiederum in den eigentlichen Kolben Grundkörper eingepresst wird.
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Die bisherig verwendete Sekundärdichtung aus Silikon (kurz: LSR-Dichtungen) weist gegenüber verschiedenen Bremsflüssigkeiten eine Materialunverträglichkeit auf, die über die Laufzeit des CMCs zu einem Versagen der Dichtung und damit Leckage führt. Durch das Tempern der bisherigen LSR-Dichtung wird diese Widerstandfähigkeit der Dichtung gegen diese Unverträglichkeit erhöht, wodurch die Lebensdauer des CMCs erhöht wird. Gleichzeitig hat der Temperprozess allerdings negative Auswirkungen auf die Reißdehnung des Dichtungsmaterials wodurch sich die Dichtung nicht nach dem bisherigen Verfahren montieren lässt. Bei Anwendung des bisherigen Montageverfahrens wird die Dichtung beschädigt bzw. zerstört.
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In der
WO 2015/086010 A1 wird ein Geberzylinder mit einem in einem Gehäuse entlang einer Längsachse axial beweglichen Kolben beschrieben, der eine Sekundärdichtung und eine dazu axial beabstandete, mittels einer Armierung fixierte, Primärdichtung aufnimmt, die mittels eines Zentrierrings am Kolben festgelegt ist, wobei der Kolben erfindungsgemäß zwischen der Sekundärdichtung und der Armierung der Primärdichtung eine, einen Grat vermeidende, axial entformbare Form aufweist. Sowohl zur Montage als auch zur axialen Fixierung der Sekundärdichtung wird eine Hülse als zusätzliches Bauteil benötigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Geberzylinder, insbesondere für die Kupplungsbetätigung eines Fahrzeuges zur Verfügung zu stellen, der eine einfache und sichere Montierbarkeit der getemperten Dichtung auf den Kolben gewährleistet, ohne dass es zu einer sichtbaren oder nicht sichtbaren Beschädigung der Dichtung auf dem Kolben kommt, sowie eine Vereinfachung und Verkürzung des Montageprozesses des Unterzusammenbaus ermöglicht. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Geberzylinder, insbesondere für die Kupplungsbetätigung eines Fahrzeuges, weist einen in einem Gehäuse entlang einer Längsachse axial beweglichen Kolben auf, der einer Sekundärdichtung in einem Aufnahmebereich und eine dazu axial beabstandete, insbesondere mittels einer Armierung fixierte, Primärdichtung aufnimmt, die mittels eines Zentrierpins am Kolben fixiert ist. Erfindungsgemäß weist der Kolben direkt benachbart zum Aufnahmebereich in Richtung zur Primärdichtung einen Vorsprung und einen sich in Richtung zur Primärdichtung zumindest bereichsweise verringernden und einen Grat vermeidenden Umfang auf und weiterhin erfindungsgemäß ist ein Distanzstück als Anschlag für die Armierung der Primärdichtung anordenbar.
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Der Kolben weist im Bereich der Sekundärdichtung einen ersten Außendurchmesser auf und ist in Richtung zur Primärdichtung mit einem radial nach außen weisenden Vorsprung versehen, welcher einen im Vergleich zum ersten Außendurchmesser größeren zweiten Außendurchmesser aufweist. Der Vorsprung dient der axialen Fixierung der Sekundärdichtung. Zur Primärdichtung hin verringert sich der Außendurchmesser des Kolbens insbesondere stetig, bevorzugt konisch.
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Insbesondere verringert sich der Umfang des Kolbens von dem Vorsprung in Richtung zur Primärdichtung zunächst im Wesentlichen konisch und verläuft anschließend im Wesentlichen zylindrisch.
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Bei der Montage kann die Sekundärdichtung vorteilhafterweise ohne die Verwendung weiterer Hilfsmittel über den Kolben geschoben werden. Sie wird anschließend durch den am Kolben befindlichen Vorsprung axial fixiert. Die Verwendung einer Hülse wird überflüssig.
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Es ist möglich, dass der Zentrierpin in eine Ausnehmung des Kolbens eingreift und darin fixiert ist oder dass der Zentrierpin eine Ausnehmung aufweist, in welche ein sich axial erstreckender Vorsprung des Kolbens eingreift, wodurch Kolben und Zentrierpin miteinander verbunden werden. Der Zentrierpin weist nach der Primärdichtung einen sich radial nach außen erstreckenden Absatz auf, der die Primärdichtung axial fixiert.
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In Axialer Richtung zwischen Kolben und Zentrierpin ist erfindungsgemäß ein Distanzstück anordenbar. Dieses ist bevorzugt ein Kunststoffring. Alternativ kann das Distanzstück ein Ringmagnet für einen hydraulischen Geberzylinder mit Sensor sein.
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Der Innendurchmesser des Distanzstückes korrespondiert dabei insbesondere mit dem Innendurchmesser des Kolbens an dem Ende, auf welchem das Distanzstück anordenbar ist.
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Das Distanzstück weist in Richtung zur Primärdichtung bevorzugt eine Auflagefläche für die Armierung auf.
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Durch die Neugestaltung des Kolbens wird die maximale radial Dehnung der Sekundärdichtung reduziert, die bei einer Verwendung einer separaten Hülse bei der Montage notwendig ist. Hierbei wird der Kolben selbst so gestaltet, dass er die Funktion der Hülse übernimmt. Durch die Verwendung des zusätzlichen Distanzstückes kann zudem der Kolben entscheidend im Durchmesser reduziert werden wodurch die Dehnung der Dichtung und damit die Montierbarkeit erreicht wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert, ohne dabei auf diese beschränkt zu sein.
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Dabei zeigen:
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1 einen Unterzusammenbau (UZSB) des Kolbens eines Geberzylinders nach dem Stand der Technik;
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2 einen erfindungsgemäßen UZSB des Kolbens eines Geberzylinders.
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Gemäß den 1 und 2 weist der UZSB eines Kolbens eines Geberzylinders die Einzelteile Kolben 1, Sekundärdichtung 2, Armierung 3, Primärdichtung 4 und Zentrierpin 5 auf.
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In 1 ist ein Unterzusammenbau (UZSB) des Kolbens eines Geberzylinders nach dem Stand der Technik dargestellt. Hier wird weiterhin eine Hülse 6 benötigt.
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Der Kolben 1 weist einen Bund 1.1 auf, an den sich ein erster Durchmesser D1S anschließt, auf dem die Sekundärdichtung 2 sitzt. Beabstandet von der Sekundärdichtung 2 befindet sich ein zweiter Durchmesser D2S des Kolbens 1, der kleiner ist als D1S. Die Armierung 3 und die Primärdichtung 4 sitzen auf einem dritten Durchmesser D3S des Zentrierpins 5, der sich an den zweiten Durchmesser D2S des Kolbens 1 anschließt.
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Der Kolben 1 weist an dem Ende mit dem kleineren Durchmesser D2 eine sich axial erstreckende Ausnehmung 1.3 auf, in welche der Zentrierpin 5 mit einem sich axial erstreckenden Vorsprung 5.1, der eine Tannenbaumgeometrie aufweist, eingreift und dadurch darin fest fixiert sitzt. Der Zentrierpin 5 weist nach der Primärdichtung 4 einen sich radial nach außen erstreckenden Absatz 5.2 auf, der die Primärdichtung 4 axial fixiert.
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Zwischen der Sekundärdichtung 2 und der Armierung 3 erstreckt sich die Hülse 6, die mit ihrem Innendurchmesser d6 über den ersten Durchmesser D1 greift, so dass die Hülse 6 durch den ersten Durchmesser D1 zentriert wird. An dem anderen Ende weist die Hülse 6 einen radial nach innen weisenden Bund 6.1 auf, dessen nicht bezeichneter Innendurchmesser mit dem zweiten Durchmesser D2 des Kolbens 1 korrespondiert und der an einem Absatz 1.2 des Kolbens 1 anliegt.
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Die Hülse 6 ist nach dem Stand der Technik als separates Bauteil notwendig, um die Sekundärdichtung 2 über den Kolben 1 in Position zu schieben und axial zu fixieren.
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Die Montage erfolgt nach dem Stand der Technik wie nachfolgend beschrieben:
Auf den Kolben 1 wird die Sekundärdichtung 2 entlang der Längsachse L bis über den Durchmesser D1 vorzugsweise unter Verwendung der Hülse 6 geschoben, so dass die Sekundärdichtung 2 am dem Absatz 1.1 des Kolbens 1 anliegt. Über den Kolben 1 wurde damit die Hülse 6 montiert, bis diese mit dem Bund 6.1 an dem Absatz 1.2 des Kolbens 1 anliegt, wobei der Innendurchmesser D6 der Hülse 6 mit dem ersten Außendurchmesser D1 des Kolbens 1 zusammenfällt. Die Armierung 3 und die Primärdichtung 4 werden über den dritten Durchmesser D3S des Zentrierpins 5 an den Zentrierpin 5 angepresst, woraufhin wird der Zentrierpin 5, samt Armierung 3 und Primärdichtung 4 an den Kolben aufgepresst wird.
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2 zeigt einen erfindungsgemäßen UZSB des Kolbens eines Geberzylinders. Auch hier weist der Kolben 1 einen Bund 1.1 auf, an den sich ein Aufnahmebereich 2.1 mit einem ersten Durchmesser D1 anschließt, auf dem die Sekundärdichtung 2 sitzt. In Richtung zur Primärdichtung 4 ist der Kolben 1 mit einem radial nach außen weisenden Vorsprung 1.4 versehen, welcher einen im Vergleich zum ersten Durchmesser D1 größeren zweiten Durchmesser D2 aufweist. Die Richtung „radial nach außen weisend“ wird in 2 mit einem Pfeil verdeutlicht. Der Vorsprung 1.4 dient der axialen Fixierung der Sekundärdichtung 2. Zur Primärdichtung 4 hin verringert sich der Durchmesser des Kolbens 1 bis zu einem dritten Durchmesser D3, der kleiner ist als der zweite Durchmesser D2. An der der Primärdichtung 4 zugewandten Stirnseite 1.5 des Kolbens 1 liegt ein Distanzstück 7 an.
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Der Kolben 1 weist an dem Ende mit dem kleineren dritten Durchmesser D3 eine sich axial erstreckende Ausnehmung 1.3 auf, in welche der Zentrierpin 5 mit einem sich axial erstreckenden Vorsprung 5.1, der eine Tannenbaumgeometrie aufweist, eingreift und dadurch darin fest fixiert sitzt. Die Armierung 3 und die Primärdichtung 4 sitzen auf einem vierten Durchmesser D4 des Zentrierpins 5, der dem dritten Durchmesse D3 des Kolbens 1 entspricht. Der Zentrierpin 5 weist nach der Primärdichtung 4 einen sich radial nach außen erstreckenden Absatz 5.2 auf, der die Primärdichtung 4 axial fixiert.
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In Axialer Richtung zwischen Kolben 1 und Zentrierpin 5 ist ein Distanzstück 7 angeordnet. Dieses ist bevorzugt ein Kunststoffring. Alternativ kann das Distanzstück 7 ein Ringmagnet für einen hydraulischen Geberzylinder mit Sensor sein. Der Innendurchmesser d7 des Distanzstückes 7 korrespondiert dabei insbesondere mit dem Innendurchmesser d3 des Kolbens 1 an dem Ende, auf welchem das Distanzstück 7 angeordnet ist. Das Distanzstück 7 weist eine Auflagefläche 7.1 für die Armierung 3 auf.
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Die Montage erfolgt wie nachfolgend beschrieben:
Auf den Kolben 1 wird die Sekundärdichtung 2 entlang der Längsachse L bis über den Durchmesser D1 geschoben, so dass die Sekundärdichtung 2 am dem Absatz 1.1 des Kolbens 1 anliegt. Die Armierung 3 und die Primärdichtung 4 werden über den vierten Durchmesser D4 des Zentrierpins 5 an dem Zentrierpin 5 positioniert, so dass die Primärdichtung 4 an dem radial nach außen weisenden Absatz 5.2 des Zentrierpins 5 anliegt. Dann wird das Distanzstück 7 an den Zentrierpin 5 vormontiert, so dass das Distanzstück 7 an die Armierung 3 der Primärdichtung 4 grenzt und an einer Schulter 5.3 des Zentrierpins 5 anliegt. Dann wird der Zentrierpin 5 mit der vormontierten Primärdichtung 4, der Armierung 3 und dem Distanzstück 7 mit der Schulter 5.1 in die Ausnehmung 1.3 des Kolbens 1 gepresst bis das Distanzstück 7 an der Stirnseite 1.5 des Kolbens 1 anliegt, wobei die Armierung 3 und die Primärdichtung 4 zwischen dem Distanzstück 7 und dem radial nach außen weisenden Absatz 5.2 des Zentrierpins 5 axial fixiert sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kolben
- 1.1
- Bund
- 1.2
- Absatz
- 1.3
- Ausnehmung
- 1.4
- Vorsprung
- 1.5
- Stirnseite
- 2
- Sekundärdichtung
- 2.1
- Aufnahmebereich für Sekundärdichtung
- 3
- Armierung
- 4
- Primärdichtung
- 5
- Zentrierpin
- 5.1
- Vorsprung des Zentrierpins
- 5.2
- Absatz des Zentrierpins
- 5.3
- Schulter des Zentrierpins
- 6
- Hülse
- 6.1
- Bund
- 7
- Distanzstück
- 7.1
- Auflagefläche
- D1S
- erster Durchmesser nach dem Stand der Technik
- D2S
- zweiter Durchmesser nach dem Stand der Technik
- D3S
- dritter Durchmesser nach dem Stand der Technik
- D1
- erster Durchmesser
- D2
- zweiter Durchmesser
- D3
- dritter Durchmesser
- d6
- Innendurchmesser der Hülse
- d7
- Innendurchmesser des Distanzstückes
- L
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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