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Die Erfindung betrifft einen Nehmerzylinder für ein Kupplungs- oder Bremssystem eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse, einem hohlzylinderförmigen Kolbenelement, einer Schiebehülse und einem Ausrücklager.
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Üblicherweise weisen Nehmerzylinder, insbesondere Kupplungsnehmerzylinder, einen Druckraum auf, um Hubbewegungen eines Kolbens zu realisieren.
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Zur Verwendung des Nehmerzylinders muss der Druckraum mit einem druckbeaufschlagten Fluid versorgt werden, damit der Kolben sich relativ zu einem Gehäuse des Nehmerzylinders bewegt.
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Für den Einsatz in schmutzträchtigen Bereichen umfassen Kupplungsnehmerzylinder einen Schmutzschutz, der in der Regel am Außendurchmesser des Druckraums in Form eines Faltenbalgs oder eines sogenannten „Schmutzkragens“ angebracht ist. Ein derartiger Schutz am Außendurchmesser des Druckraums ist effektiv und schützt das System lange Zeit vor Verunreinigungen/Schmutzeinträgen.
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Schmutzeinträge am Innendurchmesser des Druckraums bzw. im Spalt zwischen Kolben und dessen innerer Führungsfläche führen jedoch dazu, dass der gesamte Kupplungsnehmerzylinder ausfallen kann.
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So ist es am Innendurchmesser des Druckraums üblich entweder keinen spezifischen Schmutzschutz zu verwenden oder aber einen Gleitring einzusetzen, der Schmutzeinträge im Spalt zwischen Kolben und dessen Führungsfläche verhindern soll.
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Mit einem Gleitring wird der Schmutz zum großen Teil am Gleitring angehalten, ein vollständiger Schmutzschutz ist jedoch nicht belegbar. Zudem ist diese Lösung sehr kostenintensiv, da montageaufwändig.
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Dieses Problem betrifft nicht nur Kupplungsnehmerzylinder, sondern allgemein Nehmerzylinder für Kupplungs- oder Bremssysteme eines Fahrzeuges.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Nehmerzylinder für ein Kupplungs- oder Bremssystem anzugeben, der kostengünstig einen Schmutzschutz für den Spalt zwischen Kolben und einer zugehörigen Führungsfläche realisiert und dabei eine einfache Montage gewährleistet.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Nehmerzylinder für ein Kupplungs- oder Bremssystem eines Kraftfahrzeuges ein Gehäuse, ein hohlzylinderförmiges Kolbenelement, eine Schiebehülse und ein Ausrücklager.
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Dabei weist das Gehäuse vorzugsweise ein hohlzylinderförmiges Wandungsteil und eine Gehäusebasis auf.
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Vorzugsweise erstreckt sich das Wandungsteil von der Gehäusebasis entlang einer Achse hin zum Ausrücklager und weist eine Stirnseite auf der Seite des Ausrücklagers auf.
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Bevorzugterweise ist die Schiebehülse entlang der Mantelfläche, insbesondere der äußeren Mantelfläche, des hohlzylinderförmigen Wandungsteils verschiebbar angeordnet.
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Vorzugsweise weist die Schiebehülse eine hohlzylinderförmige Gestalt auf, deren erste Stirnseite mit dem Kolbenelement und deren zweite Stirnseite mit dem Ausrücklager verbunden ist. Somit verursacht also eine Bewegung des Kolbenelements eine Bewegung des Ausrücklagers.
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Günstigerweise ist ein Dichtungselement an der Stirnseite des Wandungsteils des Gehäuses angeordnet. Vorzugsweise wird durch dieses Dichtungselement ein Spalt abgedichtet, der sich zwischen dem hohlzylinderförmigen Wandungsteil des Gehäuses und der Schiebehülse und/oder dem Kolbenelement erstreckt.
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Bevorzugterweise ist die Schiebehülse ausgebildet, zumindest einen Teil des Dichtungselements in ihrem Inneren verfahrbar aufzunehmen. Das Dichtungselement ist günstigerweise rotationssymmetrisch ausgestaltet. Mithilfe eines derart ausgestalteten Dichtungselements ist es möglich, einen effektiven Schmutzschutz für den Spalt zwischen dem hohlzylinderförmigen Wandungsteil des Gehäuses und der Schiebehülse zu bilden. Selbstverständlich ist es somit auch möglich, einen Schmutzschutz für den Spalt zwischen dem inneren Wandungsteil und dem Kolbenelement zu realisieren.
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Vorzugsweise bildet das Dichtungselement ein geschlossenes Ende auf Seiten des Ausrücklagers bzw. ausrücklagerseitig aus und verhindert somit und günstigerweise mittels Labyrinthprinzip das Eindringen von Schmutz. Folglich ist ein erfindungsgemäßer Nehmerzylinder in schmutzträchtigen Bereichen einsetzbar. Ferner erhöht ein derartiger Schmutzschutz in Form eines Dichtungselements, das unter anderem auf dem Labyrinthprinzip beruht, die Ausfallsicherheit eines Nehmerzylinders.
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Bevorzugterweise weist die Schiebehülse eine umlaufende Nut zur Aufnahme zumindest eines Teils des Dichtungselements auf. Somit kann ein Teil des Dichtungselements versenkbar in der Nut aufgenommen werden.
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Vorzugsweise hat diese Nut eine Öffnung auf Seiten des Dichtungselements und zwar insbesondere auf der Seite des Ausrücklagers.
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Dabei ist es von Vorteil, wenn die zweite Stirnseite der Schiebehülse die umlaufende Nut aufweist. Somit kann die Schiebehülse günstigerweise z. B. in axialer Richtung bzw. in Richtung der hohlzylinderförmigen Schiebehülse mit zumindest einem Teil des Dichtungselements teleskopierbar ausgebildet werden.
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Des Weiteren umfasst das Dichtungselement idealerweise ein inneres Wandteil, ein äußeres Wandteil und ein Bodenteil, wobei vorzugsweise das Bodenteil die beiden Wandteile miteinander verbindet. Somit ist ein im Querschnitt U-förmig ausgebildetes Dichtungselement realisierbar, das aufgrund seiner Form in z. B. eine Nut zur Aufnahme zumindest eines Teils des Dichtungselements verfahrbar bzw. einfahrbar bzw. anordenbar ist.
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Ferner ist es günstig, wenn ein Wandteil des Dichtungselements - insbesondere das äußere Wandteil - in einer Nut der Schiebehülse bzw. in der weiter oben erwähnten Nut verfahrbar anordenbar ist. Somit ist ein Spalt bzw. ein Dichtspalt zwischen der Schiebehülse bzw. auch zwischen dem Kolbenelement und einem hohlzylinderförmigen Wandungsteil des Gehäuses auf einfache Weise effektiv und sicher abdichtbar.
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Auch ist es bevorzugt, dass ein radial zur Achse nach innen vorspringender Klemmhaken an der Stirnseite des hohlzylinderförmigen bzw. inneren Wandungsteils des Gehäuses angeordnet ist. Dieser bildet eine einfache Maßnahme ein Bauteil daran zu befestigen.
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Vorteilhafterweise ist das innere Wandteil des Dichtungselements klemmbar ausgebildet, um an einem Klemmhaken des Gehäuses zu klemmen. Somit kann das Dichtungselement lösbar befestigbar bzw. dessen Wandteil am Gehäuse angeordnet werden.
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Darüber hinaus ist es günstig, dass besagter, innerer Wandteil federnd ausgebildet ist. Die federnde Ausbildung erlaubt einen sicheren Halt sowie eine einfache Montage ohne weitere Befestigungsmittel.
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Vorzugsweise sind das Kolbenelement und die Schiebehülse einteilig ausgebildet. Dies erlaubt eine erleichterte Montage, die Reduzierung von Teilen bei der Montage sowie eine einfache und robuste Ausgestaltung eines Nehmerzylinders.
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Günstigerweise umfasst das Kolbenelement und/oder die Schiebehülse und/oder das Dichtungselement ein Kunststoffmaterial. Vorzugsweise ist das Kolbenelement und/oder die Schiebehülse und/oder das Dichtungselement ausschließlich aus einem Kunststoffmaterial gefertigt bzw. hergestellt. Kunststoff erlaubt eine einfache und schnelle Massenproduktion, wodurch die Kosten für die Herstellung eines Nehmerzylinders reduzierbar sind.
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Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke mit anderen Worten ausgedrückt.
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Dieser Gedanke betrifft vorzugsweise - vereinfacht dargestellt - eine Auslegung mit einer Abdeckung des Spalts zwischen einem inneren Wandungsteil eines Gehäuses eines Nehmerzylinders und einer Schiebehülse /einem Kolbenelement eines Nehmerzylinders.
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Dadurch kann ein vollständiger Schmutzschutz am Druckrauminnendurchmesser gewährleistet werden.
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Anders ausgedrückt, wird idealerweise ein Anschlagring verlängert, so dass dieser günstigerweise einen Kragen umfasst, der in einer Nut an einem Kolbenelement oder einer Schiebehülse eintaucht.
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Vorzugsweise ist die Nut am Kolbenelement oder in der Schiebehülse umlaufend ausgebildet.
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Günstigerweise wird der Spalt zwischen dem inneren Wandungsteil und der Schiebehülse /dem Kolbenelement durch den Kragen abdeckt. Damit kann vermieden werden, dass Schmutz in diesen Bereich einfließen kann.
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Auch wenn durch Beschränkung des Axialbauraums nicht der gesamte Kolbenhub vom Kragen abgedeckt werden kann, entsteht eine Abdichtung durch die lokale starke Spaltreduzierung (Labyrinthprinzip).
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Zusammengefasst kann festgehalten werden, dass mittels der oben vorgestellten Lösung der Spalt zwischen dem inneren Wandungsteil und der Schiebehülse /dem Kolbenelement und somit der Druckraum vor Schmutz geschützt werden kann.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen schematisch:
- 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Nehmerzylinders für ein Kupplungs- oder Bremssystem eines Kraftfahrzeuges nach einem ersten Ausführungsbeispiel; und
- 2 eines erfindungsgemäßen Nehmerzylinders für ein Kupplungs- oder Bremssystem eines Kraftfahrzeuges nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Gegenstände verwendet.
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1 zeigt eine Schnittansicht eines Nehmerzylinders 1 für ein Kupplungs- oder Bremssystem eines Kraftfahrzeuges nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Dabei weist der Nehmerzylinder 1 ein Gehäuse 2, ein hohlzylinderförmiges Kolbenelement 3, eine Schiebehülse 4 und ein Ausrücklager 5 auf, welches mit dem Kolbenelement 3 in Wirkverbindung steht.
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Im vorliegenden Beispiel sind das Kolbenelement 3 und die Schiebehülse 4 einteilig ausgebildet, wobei am Kolbenelement 3 ein ringförmiges Dichtelement 25 zur Abdichtung eines Druckraums 11 angeordnet ist.
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Das Gehäuse 2 umfasst ein hohlzylinderförmiges Wandungsteil 6 bzw. ein inneres Wandungsteil 6 und ein äußeres hohlzylinderförmiges Wandungsteil 7. Ferner hat das Gehäuse 2 eine Gehäusebasis 8, welche die beiden Wandungsteile 6, 7 miteinander verbindet.
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Das innere Wandungsteil 6 sowie das äußere Wandungsteil 7 erstrecken sich von der Gehäusebasis 8 entlang einer Achse A hin zum Ausrücklager 5.
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Dabei umfasst ausrücklagerseitig bzw. auf Seiten des Ausrücklagers 5 das innere Wandungsteil 6 die Stirnseite 9, wohingegen das äußere Wandungsteil 7 die Stirnseite 10 hat.
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Zwischen den Wandungsteilen 6, 7, der Gehäusebasis 8 und dem hohlzylinderförmigen Kolbenelement 3, welches axial in Richtung der Achse A verschieblich zwischen den Wandungsteilen 6, 7 angeordnet ist, wird ein Druckraum 11 gebildet.
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Bei der Achse A handelt es sich um eine Arbeitsachse des Nehmerzylinders 1, entlang welcher sich das Kolbenelement 3 relativ zum Gehäuse 2 unter Druckbeaufschlagung im Druckraum 11 bewegt.
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Die Schiebehülse 4 bzw. das Kolbenelement 3 bzw. die einteilige Ausbildung beider ist entlang der äußeren Mantelfläche des hohlzylinderförmigen, inneren Wandungsteils 6 verschiebbar angeordnet. Somit sind also Schiebehülse 4/Kolbenelement 3 und das Gehäuse 2 bzw. dessen Wandungsteil 6 entlang der Achse A relativ zueinander bewegbar.
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Auch weist die Schiebehülse 4 eine hohlzylinderförmige Gestalt auf, deren erste Stirnseite 12 mit dem Kolbenelement 3 bzw. mit dem Dichtelement 25 und deren zweite Stirnseite 13 mit dem Ausrücklager 5 verbunden ist.
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An der Stirnseite 9 des Wandungsteils 6 des Gehäuses 2 ist ein Dichtungselement 14 zum Abdichten eines Spalts S zwischen dem inneren Wandungsteil 6 und der Schiebehülse 4/dem Kolbenelement 3 angeordnet.
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Das Dichtungselement 14 realisiert kostengünstig einen Schmutzschutz für den Spalt S zwischen dem inneren Wandungsteil 6 und der Schiebehülse 4/dem Kolbenelement 3.
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Dabei ist Schiebehülse 4 ausgebildet, zumindest einen Teil des Dichtungselements 14 in ihrem Inneren verfahrbar aufzunehmen.
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Hierzu weist die Schiebehülse 4 eine umlaufende Nut 15 zur Aufnahme zumindest eines Teils des Dichtungselements 14 auf.
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Zweckmäßigerweise hat die Nut 15 eine Öffnung auf Seiten des Dichtungselements 14 bzw. auf Seiten des Ausrücklagers 5.
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Das Dichtungselement 14 besteht aus einem inneren Wandteil 16, einem äußeren Wandteil 17 und einem Bodenteil 18, wobei das Bodenteil 18 die beiden Wandteile 16, 17 miteinander verbindet, sodass das Dichtungselement 14 im Querschnitt eine U-förmige Gestalt aufweist.
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Wie 1 ferner zeigt, ist das äußere Wandteil 17 des Dichtungselements 14 in der Nut 15 der Schiebehülse 4 bzw. des Kolbenelements 3 bzw. der Kombination von Schiebehülse 4 und Kolbenelement 3 verfahrbar angeordnet.
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Mit anderen Worten beschrieben, bilden die Schiebehülse 4 Kolbenelement 3 mithilfe der Nut 15 und dem Dichtungselements 14 ein Labyrinth, welches das Eindringen von Schmutz in den Spalt S verhindert.
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Darüber hinaus ist in 1 ein radial zur Achse A nach innen vorspringender Klemmhaken 19 an der Stirnseite 9 des inneren Wandungsteils 6 des Gehäuses 2 angeordnet.
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Um an dem Klemmhaken 19 des Gehäuses 2 zu klemmen, ist das innere Wandteil 16 des Dichtungselements 14 klemmbar ausgebildet. Ferner ist das innere Wandteil 16 federnd ausgebildet. Die federnde Ausbildung erlaubt einen sicheren Halt des Dichtungselements 14 an der Stirnseite 9 des Wandungsteils 6 sowie eine einfache Montage ohne weitere Befestigungsmittel.
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Des Weiteren zeigt 1 weitere Details des Nehmerzylinders 1, wie zum Beispiel einen Wälzkörper des Ausrücklagers 5, einen Faltenbalg 20 als Schmutzschutz sowie einen Energiespeicher 21 in Form einer Feder, der eine Kraft vom Gehäuse 2 zum Ausrücklager 5 übertragen kann, um das Kolbenelement 3 in eine vorbestimmte Position zu stellen.
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Es wird zusätzlich darauf hingewiesen, dass das Gehäuse 2, das Kolbenelement 3, die Schiebehülse 4 und das Ausrücklager 5 rotationssymmetrisch zur Achse A ausgebildet sind.
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2 zeigt eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Nehmerzylinders 1 für ein Kupplungs- oder Bremssystem eines Kraftfahrzeuges.
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Der Nehmerzylinder 1 umfasst identisch zum ersten Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 2, ein hohlzylinderförmiges Kolbenelement 3, eine Schiebehülse 4 und ein Ausrücklager 5, das mit dem Kolbenelement 3 in Wirkverbindung steht.
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Das Gehäuse 2 umfasst ein hohlzylinderförmiges Wandungsteil 6 bzw. ein inneres Wandungsteil 6 und ein äußeres hohlzylinderförmiges Wandungsteil 7. Ferner hat das Gehäuse 2 eine Gehäusebasis 8, welche die beiden Wandungsteile 6, 7 miteinander verbindet.
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Betreffend die weiteren Ausführungen wird zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf das erste Ausführungsbeispiel nach 1 verwiesen, die hier analog anwendbar sind.
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Daher wird nachstehend lediglich auf die Unterschiede zwischen dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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Dabei ist bei Vergleich der 1 und 2 festzuhalten, dass 2 über keinen Faltenbalg als Schmutzschutz verfügt, sondern stattdessen einen überstehenden Kragen 22 als Schmutzschutz hat.
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Ferner ist mit Blick auf die Schiebehülse 4 und das Kolbenelement 3 zu erkennen, dass diese in 2 als einzelne Bauteile ausgeführt sind. Im Ausführungsbeispiel nach 1 sind das Kolbenelement 3 und die Schiebehülse 4 einteilig ausgebildet.
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Um eine Bewegung der Schiebehülse 4 zusammen mit dem Kolbenelement 3 zu ermöglichen, weist das Kolbenelement 3 einen Rasthaken 23 auf, der einen Absatz 24 der Schiebehülse 4 mit dem Kolbenelement 3 verrastet. Somit wird also bei einer Bewegung des Kolbenelements 3 in den Druckraum 11 die Schiebehülse ebenfalls in Bewegungsrichtung des Kolbenelements 3 bewegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nehmerzylinder
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kolbenelement
- 4
- Schiebehülse
- 5
- Ausrücklager
- 6
- hohlzylinderförmiges, inneres Wandungsteil
- 7
- äußeres Wandungsteil
- 8
- Gehäusebasis
- 9
- Stirnseite des inneren Wandungsteils
- 10
- Stirnseite des äußeren Wandungsteils
- 11
- Druckraum
- 12
- erste Stirnseite der Schiebehülse
- 13
- zweite Stirnseite der Schiebehülse
- 14
- Dichtungselement
- 15
- Nut
- 16
- inneres Wandteil
- 17
- äußeres Wandteil
- 18
- Bodenteil
- 19
- Klemmhaken
- 20
- Faltenbalg
- 21
- Energiespeicher
- 22
- Kragen
- 23
- Rasthaken
- 24
- Absatz der Schiebehülse
- 25
- ringförmiges Dichtelement
- A
- Achse
- S
- Spalt
