DE102017002384A1 - Kolben-Zylinder-Anordnung - Google Patents

Kolben-Zylinder-Anordnung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung (1), welche ein zweiteiliges Gehäuse (2) aufweist, dessen Gehäuseteile (3, 4) jeweils eine topfförmige Geometrie aufweisen sowie mit deren offenen Enden fest miteinander verbunden sind, bei der das zweite Gehäuseteil (4) radial innen einen hohlzylindrischen Fortsatz (5) aufweist, welcher mit einer mittels der Kolben-Zylinder-Anordnung (1) zu betätigenden Vorrichtung (6) fest verbindbar ist, bei der im Gehäuse (2) ein Kolben (7) axial verschiebbar aufgenommen ist, welcher den zylindrischen Innenraum des Gehäuses (2) in zwei Druckräume (8, 9) mit veränderlichem Volumen unterteilt, bei dem die Druckräume (8, 9) über im Gehäuse (2) ausgebildeten Gehäuseöffnungen (10, 11) mit einem Druckfluid befüllbar sowie entleerbar sind, bei welcher der Kolben (7) mit einer Kolbenstange (12) fest verbunden ist, bei der die Kolbenstange (12) koaxial im hohlzylindrischen Fortsatz (5) des zweiten Gehäuseteils (4) angeordnet sowie in diesem über zumindest ein Gleitlager (13, 14) axial verschiebbar gelagert ist, und bei der die Kolbenstange (12) mit einem Stellglied der zu betätigenden Vorrichtung (6) verbindbar ist. Bei dieser Kolben-Zylinder-Anordnung ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der Kolben (7) einen zur Kolbenstange (12) koaxialen Kolbenraum (17) aufweist, welcher zum Boden (18) des ersten Gehäuseteils (3) hin offen ist, dass in den Kolbenraum (17) koaxial ein Führungsabschnitt (19) hinein ragt, welcher druckraumseitig am Boden (18) des ersten Gehäuseteils (3) angeordnet ist, und dass der Führungsabschnitt (19) im ersten Druckraum (3) die gleiche Querschnittsfläche aufweist wie die Kolbenstange (12) im zweiten Druckraum (4).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine mittels eines Druckfluids betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnung, welche dazu geeignet ist, beispielsweise an einem Kraftfahrzeuggetriebe Gänge schalten zu können.
  • Derartige Kolben-Zylinder-Anordnungen sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Wenn eine solche Kolben-Zylinder-Anordnung als Gangsteller dient und dazu beispielsweise mit einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes verbunden ist, kann mit dieser das Getriebe von einer Gangstufe in eine dazu sequentiell benachbarte Gangstufe unter Überwindung einer Neutralstellung geschaltet werden. Um dementsprechend zwischen den drei genannten Schaltpositionen mit der gleichen Betätigungskraft hin und her schalten zu können, sind derartige Gangsteller üblicherweise als doppelt wirksame Kolben-Zylinder-Anordnungen ausgebildet. Bei diesen ist in einem weitgehend zylindrischen Gehäuse ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben angeordnet, welcher in dem Gehäuse zwei Druckräume mit im Betrieb variablen Volumen voneinander trennt. Da eine Stirnseite des Kolbens mit der Kolbenstange verbunden ist, weist diese Stirnseite eine geringere betätigungskraftwirksame Stirnfläche auf, so dass bei gleichem Fluiddruck auf den Kolben in den beiden Betätigungsrichtungen unterschiedlich große Betätigungskräfte wirken. Dies führt zu unterschiedlichen Stellkräften des Kobens und damit der Kolbenstange, was vermieden werden soll. Abhilfe ermöglichen Kolben-Zylinder-Anordnungen, bei denen die kolbenstangennahe Stirnfläche des Kolbens um die Querschnittsfläche der Kolbenstange größer ist als die kolbenstangenferne Stirnfläche des Kolbens.
  • Eine derartige, an sich bekannte Kolben-Zylinder-Anordnung 1.1 ist in 2 dargestellt. Sie weist ein zweiteiliges Gehäuse 2 auf, dessen erstes Gehäuseteil 3 und zweites Gehäuseteil 4 jeweils eine weitgehend topfförmige Geometrie haben. Zur Bildung des Gehäuses 2 sind diese beiden Gehäuseteile 3, 4 mit deren offenen Enden fest miteinander verbunden. Das zweite Gehäuseteil 4 weist radial innen einen weitgehend hohlzylindrischen Fortsatz 5 auf, welcher sich von dem ersten Gehäuseteil 3 weg erstreckt und mit einer mittels der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 zu betätigenden Vorrichtung 6 fest verbunden ist. Diese Vorrichtung ist in diesem Beispiel das Gehäuse eines Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs. In dem Gehäuse 2 der Kolben-Zylinder-Anordnung 1.1 ist ein Kolben 30 axial verschiebbar angeordnet, welcher den Innenraum des Gehäuses 2 in zwei Druckräume 8, 9 mit im Betrieb veränderlichem Volumen unterteilt. Die beiden Druckräume 8, 9 sind über in dem ersten Gehäuseteil 3 und in dem zweiten Gehäuseteil 4 ausgebildeten Gehäuseöffnungen 10, 11 wechselweise mit einem Druckfluid befüllbar sowie entleerbar. Der Kolben 30 ist mit einer Kolbenstange 12 fest verbunden, die aus dem zweiten Gehäuseteil 4 axial herausragt. Hierbei ist die Kolbenstange 12 koaxial in dem hohlzylindrischen Fortsatz 5 des zweiten Gehäuseteils 4 angeordnet sowie in diesem über zwei axial voneinander beabstandeten Gleitlager 13, 14 axial verschiebbar gelagert. Nahe an ihrem druckraumfernen Ende 27 trägt die Kolbenstange 12 einen Magneten 15 zu deren Positionsbestimmung, welcher dort mittels einer Schraube 16 befestigt ist. Dicht neben der Schraube 16 weist die Kolbenstange 12 an deren Unterseite eine Aufnahmeöffnung 38 auf, in die ein Stellglied 39 der zu betätigenden Vorrichtung eingreift.
  • Der Kolben 30 weist eine zur Kolbenstange 12 hin offene Aufnahmebohrung 23 auf, welche im axial weiteren Verlauf als Sacklochbohrung 28 ausgebildet ist. Das kolbenseitige axiale Ende 22 der Kolbenstange 12 ist in der Aufnahmebohrung 23 angeordnet und fest mit dem Kolben 30 verbunden. Der Kolben 30 weist axial mittig einen kreisförmigen, sich nach radial außen erstreckenden Kolbensteg 21 auf, der zwei weitgehend hohlzylindrische Hilfskolben 24, 25 axial voneinander trennt. Die beiden Hilfskolben 24, 25 sind auf der zweiteiligen zylindrischen Außenmantelfläche des Kolbens 30 axial verschiebbar aufgenommen. Der Kolbensteg 21 dient im Betrieb der Kolben-Zylinder-Anordnung 1.1 für die beiden Hilfskolben 24, 25 wechselweise als axiales Widerlager. Hierzu weisen die beiden Hilfskolben 24, 25 an deren kolbenstegnahen axialen Ende jeweils einen sich nach radial außen erstreckenden Abschnitt auf. Die beiden Hilfskolben 24, 25 sind außerdem mittels eines gehäuseseitigen Haltestegs 26 voneinander beabstandet, welcher zwischen den beiden Gehäuseteilen 3, 4 eingeklemmt ist und nach radial innen, hin zu dem Kolbensteg 21 ragt. Dieser Haltesteg 26 dient zur axialen Wegbegrenzung im Stellweg der beiden Hilfskolben 24, 25.
  • Die beiden Hilfskolben 24, 25 dienen wie bekannt dazu, die Stellkraft und im Ergebnis die Stellgeschwindigkeit des Kolbens 30 sowie der Kolbenstange 12 in jeder seiner beiden Stellrichtungen gestaffelt mit unterschiedlichem Betrag wirksam werden zu lassen. Hierzu wird zum Beispiel bei einer Druckbeaufschlagung des zweiten Druckraumes 9 und einer daraus resultierenden Kolbenbewegung hin zu dem Boden 18 des ersten Gehäuseteils 3 der erste Hilfskolben 24 von dem Kolbensteg 21 axial mitgenommen, während der zweite Hilfskolben 25 an dem Haltesteg 26 festgehalten wird. Bei einer Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes 8 werden der Kolben 30 und der erste Hilfskolben 24 von dem Boden 18 des ersten Gehäuseteils 3 weg bewegt. Wenn der Kolbensteg 21 den gehäuseseitigen Haltesteg 26 passiert, wird der erste Hilfskolben 24 dort festgehalten. Hierdurch ändert sich die für den Kolben 30 wirksame Stirnfläche und damit die auf den Kolben 30 wirkende Betätigungskraft. Anschließend bewegt sich der Kolben 30 bewegt weiter, wobei der zweite Hilfskolben 25 von dem Kolben 30 axial mitgenommen wird und sich der zweite Druckraum 9 verkleinert.
  • Zur Abdichtung der beiden Druckräume 8, 9 sind zunächst eine erste und eine zweite ringförmige Dichtung 31, 32 radial zwischen dem Kolben 30 und jeweils einem der beiden Hilfskolben 24, 25 angeordnet. Außerdem sind eine dritte und eine vierte ringförmige Dichtung 33, 34 radial jeweils zwischen den beiden Hilfskolben 24, 25 und der zugeordneten zylindrischen Innenmantelfläche der beiden Gehäuseteile 3, 4 angeordnet. Schließlich sei auf eine fünfte ringförmige Dichtung 35 hingewiesen, welche radial zwischen der Kolbenstange 12 und dem hohlzylindrischen Fortsatz 5 an dem zweiten Gehäuseteil 4 angeordnet ist und der kolbenstangenseitigen Abdichtung des zweiten Druckraumes 9 dient.
  • Zudem ist erkennbar, dass der Kolben 30 axial beidseitig von dem Kolbensteg 21 unterschiedliche Außendurchmesser aufweist, wobei die zum ersten Druckraum 8 weisende Kolbenhälfte einen kleineren Außendurchmesser hat als die zur Kolbenstange 12 weisende Kolbenhälfte. Dementsprechend hat der erste Hilfskolben 24 im Bereich seines hohlzylindrischen Abschnitts einen geringeren Innendurchmesser sowie einen geringer Außendurchmesser als der zweite Hilfskolben 25 an dessen hohlzylindrischen Abschnitt.
  • Die Herstellung dieser bekannten Kolben-Zylinder-Anordnung 1.1 ist wegen der radialen Stufung des Kolbens 30, der beiden Hilfskolben 24, 25 und der beiden Gehäuseteile 3, 4 vergleichsweise aufwendig und daher teuer. Dies liegt nicht nur an der notwendigen mechanischen Bearbeitung der genannten Bauteile, sondern auch daran, dass im Bereich des Kolbens 30 wegen der genannten Stufungen unterschiedlich große Hilfskolben 24, 25 und Dichtringe verwendet werden müssen, wie 2 leicht erkennen lässt.
  • Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die geschilderte gattungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung 1.1 derart zu verbessern, dass diese bei gleicher Wirksamkeit kostengünstiger herstellbar ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung erreicht, welche die Merkmale des Anspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Demnach betrifft die Erfindung eine Kolben-Zylinder-Anordnung, welche ein zweiteiliges Gehäuse aufweist, dessen erstes Gehäuseteil und zweites Gehäuseteil jeweils eine topfförmige Geometrie aufweisen sowie mit deren offenen Enden fest miteinander verbunden sind, bei der das zweite Gehäuseteil radial innen einen hohlzylindrischen Fortsatz aufweist, welcher mit einer mittels der Kolben-Zylinder-Anordnung zu betätigenden Vorrichtung fest verbindbar ist, bei der in dem Gehäuse ein Kolben axial verschiebbar aufgenommen ist, welcher den Innenraum des Gehäuses in zwei Druckräume mit im Betrieb veränderlichem Volumen unterteilt, bei dem die beiden Druckräume über in dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil ausgebildeten Gehäuseöffnungen wechselweise mit einem Druckfluid befüllbar sowie entleerbar sind, bei welcher der Kolben mit einer Kolbenstange fest verbunden ist, bei der die Kolbenstange koaxial in dem hohlzylindrischen Fortsatz des zweiten Gehäuseteils angeordnet sowie in diesem über zumindest ein Gleitlager axial verschiebbar gelagert ist, und bei der die Kolbenstange mit einem Stellglied der zu betätigenden Vorrichtung verbindbar ist.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei dieser Kolben-Zylinder-Anordnung vorgesehen, dass der Kolben einen zur Kolbenstange koaxialen Kolbenraum aufweist, welcher zum Boden des ersten Gehäuseteils hin offen ist, dass in den Kolbenraum koaxial ein Führungsabschnitt hinein ragt, welcher druckraumseitig am Boden des ersten Gehäuseteils angeordnet ist, und dass der Führungsabschnitt im Bereich des ersten Druckraumes die gleiche Querschnittsfläche aufweist wie die Kolbenstange im Bereich des zweiten Druckraumes.
  • Dadurch ist nicht nur im zweiten Druckraum mit der Kolbenstange ein Element angeordnet, welches dort ein bestimmtes Druckraumvolumen verdrängt, sondern auch im ersten Druckraum ist durch die dortige Anordnung des Führungsabschnitts das Druckraumvolumen identisch reduziert. Daher bedarf es abweichend vom Stand der Technik keiner kolbenstangenfernen Außendurchmesseranpassung des Kolbens und/oder Innendurchmesseranpassung des ersten Gehäuseteils, um an den beiden Stirnseiten des Kolbens bei gleichen Betätigungsdrücken die gleichen Stellkräfte zu erzeugen.
  • Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung kann vorgesehen sein, dass der Kolbenraum durch eine hohlzylindrische Führungsbohrung im Kolben gebildet ist, und dass die Kolbenstange mit deren kolbenseitigen, radial gestuften axialen Ende in einer radial gestuften Aufnahmebohrung des Kolbens befestigt ist sowie mit ihrem freien axialen Ende ein Stück weit in den Kolbenraum hinein ragt. Die feste Verbindung zwischen der Kolbenstange und dem Kolben kann beispielsweise durch eine Presspassung realisiert sein.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass der Führungsabschnitt des ersten Gehäuseteils hohlzylindrisch ausgebildet ist, und dass der Innendruchmesser des Führungsabschnitts größer ist als der Außendurchmesser der Kolbenstange an deren führungsabschnittnahen freien axialen Ende. Hierdurch kann das führungsabschnittnahe freie Ende der Kolbenstange bei einer Stellbewegung des Kolbens ein Stück weit in den hohlzylindrischen Führungsabschnitt axial eindringen. Im Ergebnis ist dadurch bei einer vergleichsweise großen Führungslänge des Führungsabschnitts für den Kolben eine relativ kurze Kolben-Zylinder-Anordnung geschaffen.
  • Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser des Führungsabschnitts kleiner ist als der Innendurchmesser der Führungsbohrung im Kolben. Hierdurch ist es möglich, radial zwischen dem Führungsabschnitt des ersten Gehäuseteils und der Führungsbohrung des Kolbens ein Gleitlager anzuordnen. Hierdurch ist eine leichtgängige Axialverschiebbarkeit des Kolbens auf dem Führungsabschnitt gewährleistet. Gegebenfalls kann wegen der Gleitlagerung des Kolbens und damit mittelbar auch der Kolbenstange am Führungsabschnitt des ersten Gehäuseteils die Kolbenstange an ihrem kolbenfernen Ende verkürzt und auf ein dort konventionell angeordnetes Gleitlager Kosten einsparend verzichtet werden.
  • Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung sieht bevorzugt vor, dass der Kolben an seiner Außenmantelfläche einen sich nach radial außen erstreckenden, kreisförmigen Kolbensteg aufweist, und dass der Koben axial beidseitig von diesem Kolbensteg den gleichen Außendurchmesser aufweist. Hierdurch lässt sich der Kolben vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellen, da er abweichend von dem eingangs beschriebenen bekannten Kolben nicht radial gestuft ausgebildet ist.
  • Im Zusammenhang mit dem erwähnten Kolbensteg kann vorgesehen sein, dass der Kolben radial außen, also an seiner Außenmantelfläche, zwei Hilfskolben trägt, welche an deren jeweiligen hohlzylindrischen Abschnitt die gleichen Innendurchmesser und Außendurchmesser aufweisen, und welche von dem Kolbensteg sowie von einem sich nach radial innen erstreckenden, gehäuseseitigen Haltesteg axial beabstandet sind. Diese Hilfskolben sind auf dem Kolben axial beweglich angeordnet und ermöglichen, wie bereits erläutert, unterschiedliche Stellkräfte des Kolbens und damit letztlich auch der Kolbenstange entlang deren Stellweg. Wegen der erfindungsgemäßen Konstruktion des Kolbens und der Anordnung des Führungsabschnitts am ersten Gehäuseteil können die beiden Hilfskolben identisch mit gleichen Durchmessern ausgebildet sein, wodurch sich über größere Fertigungslose und geringeren Lagerhaltungsaufwand die Herstellkosten weiter senken lassen.
  • Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung ermöglicht es auch, dass der druckraumseitige Innendurchmesser des ersten Gehäuseteils genauso groß ist wie der druckraumseitige Innendurchmesser des zweiten Gehäuseteils. Hierdurch lassen sich die beiden Gehäuseteile kostengünstiger herstellen als bei einer diesbezüglich radial gestuften Geometrie deren Innenseiten.
  • Schließlich weist die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung in Vergleich zu der eingangs beschriebenen, bekannten Kolben-Zylinder-Anordnung vorteilhaft mehrere Dichtringe mit identischer Geometrie und insbesondere identischen Durchmessern auf, wodurch wegen der Nutzung einer größeren Anzahl gleicher Bauteile die Herstellkosten einer solchen Kolben-Zylinder-Anordnung ebenfalls reduzierbar sind. So ist vorgesehen, dass axial endseitig radial zwischen dem Kolben und den jeweiligen Hilfskolben ein erster Dichtring beziehungsweise ein zweiter Dichtring angeordnet ist, dass zwischen den beiden Hilfskolben und dem jeweils zugeordneten ersten oder zweiten Gehäuseteil ein dritter Dichtring beziehungsweise ein vierter Dichtring angeordnet ist, und dass radial zwischen dem Kolben und dem Führungsabschnitt des ersten Gehäuseteils ein fünfter Dichtring angeordnet ist. Hierbei weisen die Dichtringe zwischen dem Kolben und den beiden Hilfskolben die gleiche Geometrie und die gleichen Durchmesser auf, und für die beiden Dichtringe, die zwischen den beiden Hilfskolben und den beiden Gehäuseteilen angeordnet sind, gilt das gleiche.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierzu zeigt
    • 1 einen axialen Längsschnitt durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung, welche die Merkmale der Erfindung aufweist, während die schon erläuterte
    • 2 einen axialen Längsschnitt durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung gemäß dem Stand der Technik zeigt.
  • Die in 1 dargestellte Kolben-Zylinder-Anordnung 1 unterschiedet sich von der bekannten Kolben-Zylinder-Anordnung 1.1 gemäß 2 lediglich im Bereich des zweiteiligen Gehäuses 2 sowie des darin angeordneten Kolbens 7. Daher wird nachfolgend weitgehend nur auf diese Unterschiede eingegangen.
  • Demnach ist am Boden 18 des ersten Gehäuseteils 3 ein in diesem Ausführungsbeispiel hohlzylindrischer Führungsabschnitt 19 ausgebildet, welcher sich koaxial zur Kolbenstange 12 durch den ersten Druckraum 8 erstreckt. Der Kolben 7 weist radial innen eine Führungsbohrung 37 auf, die in Richtung zu dem Boden 18 des ersten Gehäuseteils 3 offen ist. Der Innendruchmesser der Führungsbohrung 37 ist dabei größer als die Außendurchmesser des Führungsabschnitts 19. In der dargestellten Neutralstellung der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 greift der Führungsabschnitt 19 etwa bis zur axialen Mitte des Kolbens 7 in den durch die Führungsbohrung 37 gebildeten zylindrischen Kolbenraum 17 ein. Der Kolben 7 ist über ein Gleitlager 20, welches radial zwischen dem Kolben 7 und der Außenmantelfläche des Führungsabschnitts 19 angeordnet ist, axial leicht beweglich auf diesem gelagert. Außerdem ist der Kolben 7 mittelbar über die Kolbenstange 12 und die beiden schon eingangs genannten Gleitlager 13, 14 in dem hohlzylindrischen Fortsatz 5 des zweiten Gehäuseteils 4 gelagert.
  • Der Kolben 7 weist an seiner radialen Außenmantelfläche axial mittig einen kreisförmigen Kolbensteg 21 auf, der sich radial nach außen erstreckt. Der Kolben 7 hat dabei rechts und links neben diesem Kolbensteg 21 im Bereich seiner zylindrischen Außenmantelfläche den gleichen Außendurchmesser. Auch bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 gemäß 1 trägt der Kolben 7 auf seiner radialen Außenmantelfläche zwei hohlzylindrische Hilfskolben 24, 25, welche durch den Kolbensteg 21 voneinander getrennt sind. Außerdem sind die beiden Hilfskolben 24, 25 durch den schon im Zusammenhang mit der 2 erwähnten Haltemittel 26 voneinander getrennt, welches zwischen den beiden zusammengebauten Gehäuseteilen 3, 4 abgedichtet eingeklemmt ist und sich nach radial innen hin zu dem Kolbensteg 21 erstreckt. Hinsichtlich der Funktion und Wirkungsweise der beiden Hilfskolben 24, 25 im Zusammenwirken mit dem Kolben 7 und dem Haltemittel 26 wird auf die Ausführungen im Zusammenhang mit 2 verwiesen.
  • Weiter wird darauf hingewiesen, dass das erste Gehäuseteil 3 ähnlich wie das zweite Gehäuseteil 4 radial innen eine fast vollständig zylindrische Wand aufweist, wodurch diese kostengünstiger herstellbar ist als bei der radial stark gestuften Bauform gemäß dem Stand der Technik (siehe 2). Die Herstellkosten senkend wirkt bei der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung 1 auch, dass die beiden Dichtringe 31, 32, welche radial zwischen dem Kolben 7 und den jeweiligen Hilfskolben 24, 25 angeordnet sind, und die beiden Dichtringe 33, 34, welche radial zwischen den jeweiligen Hilfskolben 24, 25 sowie dem zugeordneten Gehäuseteil 3, 4 angeordnet sind, jeweils paarweise geometrisch identisch mit gleichen Durchmessern ausgebildet sind. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass zur kolbenstangenseitigen Abdichtung des zweiten Druckraumes 9 radial zwischen der Kolbenstange 12 und dem hohlzylindrischen Fortsatz 5 des zweiten Gehäuseteils 4 ein fünfter Dichtring 35 sowie zur Abdichtung des ersten Druckraumes 8 gegenüber dem Kolbenraum 17 ein sechster Dichtring 36 angeordnet sind.
  • 1 zeigt auch, dass das kolbenseitige axiale Ende 22 soweit durch eine diesbezügliche Aufnahmebohrung 23 im Kolben 7 gesteckt ist, dass dieses Ende 22 ein Stück in den Kolbenraum 17 hinein ragt. Da der Innendurchmesser des Führungsabschnitts 19 größer ist als der Außendurchmesser des freien Endes der Kolbenstange 12 kann letzteres bei einer Verschiebung des Kolbens 7 in Richtung zum Boden 18 des ersten Gehäuseteils 3 in dem im Führungsabschnitt 19 ausgebildeten zylindrischen Hohlraum 29 aufgenommen werden. Hierdurch kann der Kolben 7 bei einer Beaufschlagung des zweiten Druckraumes 9 mit einem Druckfluid axial bis hin zum Boden 18 des ersten Gehäuseteils 3 geschoben werden, während dies ohne die genannten Durchmesserverhältnisse nicht möglich wäre.
  • Weiter ist bei der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung 1 vorgesehen, dass der Führungsabschnitt 19 am ersten Gehäuseteil 3 im Bereich des ersten Druckraumes 3 die gleiche Querschnittsfläche aufweist wie die Kolbenstange 12 im Bereich des zweiten Druckraumes 4.
  • In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Gleitlager 20 zwischen dem Führungsabschnitt 19 und dem Kolben 7 ist es genau betrachtet so, dass die betätigungsdruckwirksame Stirnfläche für den Kolben 7 im Bereich des ersten Druckraumes 8 durch Summe der dortigen Stirnflächen des Kolbens 7, des ersten Hilfskolbens 24 und der drei Dichtringe 32, 34, 36 gebildet ist. Diese für den Kolben 7 betätigungswirksame Stirnfläche ist genauso groß wie die betätigungswirksame Stirnfläche im Bereich des zweiten Druckraumes 9, welche sich aus der Summe der dortigen Stirnflächen des Kolbens 7, des zweiten Hilfskolbens 25 und der beiden Dichtringe 31, 33 ergibt. Hierdurch sind den beiden Druckräumen 8, 9 gleichgroße betätigungswirksame Stirnflächen zugeordnet, so dass in jeder der beiden Betätigungsrichtungen des Kolbens 7 über die Kolbenstange 12 gleich große Kräfte auf das Stellglied der Vorrichtung 6 übertragen werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kolben-Zylinder-Anordnung (gemäß der Erfindung)
    1.1
    Kolben-Zylinder-Anordnung (gemäß Stand der Technik)
    2
    Gehäuse
    3
    Erstes Gehäuseteil
    4
    Zweites Gehäuseteil
    5
    Hohlzylindrischer Fortsatz am zweiten Gehäuseteil
    6
    Zu betätigende Vorrichtung
    7
    Kolben (gemäß der Erfindung)
    8
    Erster Druckraum
    9
    Zweiter Druckraum
    10
    Erste Gehäuseöffnung
    11
    Zweite Gehäuseöffnung
    12
    Kolbenstange
    13
    Erstes Gleitlager
    14
    Zweites Gleitlager
    15
    Magnet
    16
    Schraube
    17
    Kolbenraum
    18
    Boden des ersten Gehäuseteils
    19
    Führungsabschnitt am Boden des ersten Gehäuseteils
    20
    Kolbenseitiges Gleitlager
    21
    Kreisförmiger Kolbensteg
    22
    Führungsabschnittnahes axiales Ende der Kolbenstange
    23
    Aufnahmebohrung im Kolben für die Kolbenstange
    24
    Erster Hilfskolben
    25
    Zweiter Hilfskolben
    26
    Haltesteg am Gehäuse
    27
    Druckraumfernes Ende der Kolbenstange
    28
    Sacklochbohrung im Kolben 30
    29
    Hohlraum im Führungsabschnitt
    30
    Kolben (gemäß Stand der Technik)
    31
    Erster Dichtring
    32
    Zweiter Dichtring
    33
    Dritter Dichtring
    34
    Vierter Dichtring
    35
    Fünfter Dichtring
    36
    Sechster Dichtring
    37
    Führungsbohrung im Kolben 7
    38
    Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines Stellgliedes der Vorrichtung 6

Claims (9)

  1. Kolben-Zylinder-Anordnung (1), welche ein zweiteiliges Gehäuse (2) aufweist, dessen erstes Gehäuseteil (3) und zweites Gehäuseteil (4) jeweils eine topfförmige Geometrie aufweisen sowie mit deren offenen Enden fest miteinander verbunden sind, bei der das zweite Gehäuseteil (4) radial innen einen hohlzylindrischen Fortsatz (5) aufweist, welcher mit einer mittels der Kolben-Zylinder-Anordnung (1) zu betätigenden Vorrichtung (6) fest verbindbar ist, bei der in dem Gehäuse (2) ein Kolben (7) axial verschiebbar aufgenommen ist, welcher den Innenraum des Gehäuses (2) in zwei Druckräume (8, 9) mit im Betrieb veränderlichem Volumen unterteilt, bei dem die beiden Druckräume (8, 9) über in dem ersten Gehäuseteil (3) und dem zweiten Gehäuseteil (4) ausgebildeten Gehäuseöffnungen (10, 11) wechselweise mit einem Druckfluid befüllbar sowie entleerbar sind, bei welcher der Kolben (7) mit einer Kolbenstange (12) fest verbunden ist, bei der die Kolbenstange (12) koaxial in dem hohlzylindrischen Fortsatz (5) des zweiten Gehäuseteils (4) angeordnet sowie in diesem über zumindest ein Gleitlager (13, 14) axial verschiebbar gelagert ist, und bei der die Kolbenstange (12) mit einem Stellglied der zu betätigenden Vorrichtung (6) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) einen zur Kolbenstange (12) koaxialen Kolbenraum (17) aufweist, welcher zum Boden (18) des ersten Gehäuseteils (3) hin offen ist, dass in den Kolbenraum (17) koaxial ein Führungsabschnitt (19) hinein ragt, welcher druckraumseitig am Boden (18) des ersten Gehäuseteils (3) angeordnet ist, und dass der Führungsabschnitt (19) im Bereich des ersten Druckraumes (3) die gleiche Querschnittsfläche aufweist wie die Kolbenstange (12) im Bereich des zweiten Druckraumes (4).
  2. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenraum (17) durch eine hohlzylindrische Führungsbohrung (37) im Kolben (7) gebildet ist, und dass die Kolbenstange (12) mit deren kolbenseitigen, radial gestuften axialen Ende (22) in einer radial gestuften Aufnahmebohrung (23) des Kolbens (7) befestigt ist sowie mit ihrem freien axialen Ende ein Stück weit in den Kolbenraum (17) hinein ragt.
  3. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (19) des ersten Gehäuseteils (3) hohlzylindrisch ausgebildet ist, und dass der Innendruchmesser des Führungsabschnitts (19) größer ist als der Außendurchmesser der Kolbenstange (12) an deren führungsabschnittnahen, freien axialen Ende.
  4. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Führungsabschnitts (19) kleiner ist als der Innendurchmesser der Führungsbohrung (37) im Kolben (7).
  5. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Führungsabschnitt (19) des ersten Gehäuseteils (3) und der Führungsbohrung (37) des Kolbens (12) ein Gleitlager (20) angeordnet ist.
  6. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) an seiner Außenmantelfläche einen sich nach radial außen erstreckenden kreisförmigen Kolbensteg (21) aufweist, und dass der Koben (7) axial beidseitig von diesem Kolbensteg (21) den gleichen Außendurchmesser aufweist.
  7. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) radial außen zwei Hilfskolben (24, 25) trägt, welche an deren jeweiligen hohlzylindrischen Abschnitt die gleichen Innendurchmesser und Außendurchmesser aufweisen, und welche von dem Kolbensteg (21) sowie von einem sich nach radial innen erstreckenden, gehäuseseitigen Haltesteg (26) axial beabstandet sind.
  8. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der druckraumseitige Innendurchmesser des ersten Gehäuseteils (3) genauso groß ist wie der druckraumseitige Innendurchmesser des zweiten Gehäuseteils (4).
  9. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass axial endseitig radial zwischen dem Kolben (7) und den jeweiligen Hilfskolben (24, 25) ein erster Dichtring (31) beziehungsweise ein zweiter Dichtring (32) mit gleichen Durchmessern angeordnet ist, dass zwischen den beiden Hilfskolben (24, 25) und dem jeweils zugeordneten ersten oder zweiten Gehäuseteil (3, 4) ein dritter Dichtring (33) beziehungsweise ein vierter Dichtring (34) mit gleichen Durchmessern angeordnet ist, und dass radial zwischen dem Kolben (7) und dem Führungsabschnitt (19) des ersten Gehäuseteils (3) ein fünfter Dichtring (35) angeordnet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3820373A1 (de) 1988-06-15 1989-12-21 Nlw Foerdertechnik Gmbh Hydraulikzylinder flacher bauweise
DE112013004343T5 (de) 2012-10-03 2015-05-21 Scania Cv Ab Steuerzylinder für ein Getriebe, Getriebe mit einem solchen Steuerzylinder und Fahrzeug mit einem solchen Getriebe
DE102014018631A1 (de) 2014-12-13 2016-06-16 Wabco Gmbh Linearantrieb, insbesondere zur Bewegung eines Schalthebels in einem Getriebe

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