DE102017106486A1

DE102017106486A1 - Kolben-Zylinder-Anordnung

Info

Publication number: DE102017106486A1
Application number: DE102017106486.9A
Authority: DE
Inventors: Igor Cardozo Mendes Ribeiro; Renato R. Paula
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung, vorzugsweise für ein Kupplungsbetätigungssystem in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen als Gehäuse ausgebildeten Zylinder (3), in dem ein axial beweglicher Kolben (8) gelagert ist, an welchem eine Kolbenstange (9) anschließt, wobei ein Schmutzschutz (11, 15) am Zylinder (3) und an der Kolbenstange (9) anliegt. Bei einer Kolben-Zylinder-Anordnung ist der Schmutzschutz besonders einfach zu montieren, wenn der Schmutzschutz als angespritzte Dichtung (11, 15) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung, vorzugsweise für ein Kupplungsbetätigungssystem in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen als Gehäuse ausgebildeten Zylinder, in dem ein axial beweglicher Kolben gelagert ist, an welchen eine Kolbenstange anschließt, wobei ein Schmutzschutz am Zylinder und an der Kolbenstange anliegt.
Aus der EP 0 159 127 A1 ist ein Geberzylinder bekannt, wie er in einem Kupplungsbetätigungssystem Anwendung findet. Der Geberzylinder umfasst ein Gehäuse, das zylinderförmig ausgebildet ist und in welchem ein Kolben axial beweglich gelagert ist. Der Kolben wird dabei von einer Kolbenstange bewegt, die mit einem Kupplungspedal verbunden ist. Die Kolbenstange greift mit ihrem dem Kupplungspedal abgewandten Ende in das Gehäuse ein und ist dort mit einem Endteil des Kolbens verbunden. Um an dieser Stelle das Eindringen von Schmutz zu verhindern, ist ein Schmutzschutz vorgesehen, welcher das Gehäuse umfasst und von der Kolbenstange durchdrungen wird.
Die EP 0 728 087 B1 zeigt einen hydraulischen Hauptzylinder, bei welchem der Schmutzschutz als Faltenbalg ausgebildet ist. Die Verwendung eines solchen Schmutzschutzes hat den Nachteil, dass er in einem zusätzlichen Montageschritt an dem Geberzylinder angebracht werden muss. Darüber hinaus ist der Schmutzschutz sehr fragil und kann während des Montageprozesses beschädigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolben-Zylinder-Anordnung anzugeben, bei welcher der Schmutzschutz einfach montiert werden kann und trotzdem eine zuverlässige Schmutzabweisung ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Schmutzschutz als angespritzte Dichtung ausgebildet ist. Da die Dichtung an einem Element der Kolben-Zylinder-Anordnung fixiert und mit dieser in einem Montageschritt hergestellt wird, verkürzt sich die Montagezeit, da ein Montageschritt entfällt. Zusätzliche Fehlerquellen werden reduziert.
Vorteilhafterweise ist die Dichtung an der Kolbenstange nahe deren dem Zylinder zugewandten Ende angespritzt und berührt mit ihrem freien Ende eine Innenwandung des Zylinders. Dabei wird die Dichtung mit der Bewegung der Kolbenstange im Zylinder geführt und bildet eine zuverlässige Abdichtung gegenüber Verschmutzung von außen. Auf ein separates Dichtungsbauteil kann somit verzichtet werden, wodurch sich der Montageaufwand und somit die Montagekosten verringern.
In einer Ausgestaltung ist die Dichtung tellerförmig ausgebildet und weist eine konkave Wölbung auf. Diese konkave Wölbung hat den Vorteil, dass ein umfängliches Anliegen der Dichtung an der Zylinderinnenwand während der Bewegung der Kolbenstange gewährleistet ist, wodurch ein Eindringen von Verschmutzungen in die Kolben-Zylinder-Anordnung verhindert wird. Ein solcher Schmutzschutz wird dabei durch das Zusammenwirken von Zylinder und Kolbenstange gewährleistet.
In einer Variante ist die Dichtung im Zentrum zur Aufnahme der Kolbenstange geschlitzt und mit den Enden der Schlitzsegmente an einem Außenumfang der Kolbenstange angespritzt. Durch die Schlitzsegmente ist die Dichtung besonders elastisch ausgestaltet, so dass diese die Bewegung der Kolbenstange zuverlässig nachvollzieht, aber trotzdem einen ausreichenden Schmutzschutz gewährleistet.
Um eine stabile Anordnung der Dichtung an der Kolbenstange zu erlangen, ist die Dichtung im Zentrum kreuzgeschlitzt.
In einer Weiterbildung ist ein Außenumfang der Dichtung an einer Innenseite des Zylinders, der Kolbenstange zugewandt, befestigt, wobei ein Innenumfang der Dichtung den Außenumfang der Kolbenstange berührt. Die Dichtung bildet dabei eine Art „Vorhang“, durch welchen die Kolbenstange hindurchgleitet und schützt den Innenraum der Kolben-Zylinder-Anordnung vor dem Eindringen von Schmutzpartikeln.
In einer Ausgestaltung weist die tellerförmig ausgebildete Dichtung eine leicht konkave Wölbung auf, wobei die Außenseite der tellerförmigen Dichtung an die Innenseite des Zylinders angespritzt ist und die Wölbung an der Kolbenstange anliegt. Eine solche Dichtung lässt sich einfach mit dem aus Kunststoff bestehenden Zylinder der Kolben-Zylinder-Anordnung vorfertigen, wobei auch in diesem Fall ein zusätzlicher Montageschritt zum Anbringen eines Schmutzschutzes entfällt.
In einer Ausgestaltung ist am Außenumfang der tellerförmigen Dichtung zumindest ein radialer Zapfen ausgebildet, welcher in eine am Zylinder ausgebildete Ausnehmung eingreift. Dadurch wird die Stabilität der Dichtung gegenüber der Bewegung der Kolbenstange erhöht, da diese fest an dem Zylinder platziert ist. Durch die Wölbung ist die Dichtung aber flexibel genug, um sich der Bewegung der Kolbenstange anzupassen.
Vorteilhafterweise ist die Dichtung aus einem thermoplastischen Polyurethan gebildet. Ein solches Material ist besonders geeignet für die gleichzeitige Ausbildung und dem Anspritzen der Dichtung an der Kolbenstange bzw. dem Zylinder.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsbetätigungseinheit eines Kraftfahrzeuges,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Geberzylinders mit einem Schmutzschutz,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Geberzylinders mit einem Schmutzschutz.

In 1 ist ein Kupplungsbetätigungssystem 1 zur Betätigung einer Kupplung 2 eines Kraftfahrzeuges vereinfacht dargestellt. Das Kupplungsbetätigungssystem 1 umfasst einen Geberzylinder 3, der über eine, auch als Druckleitung bezeichnete Hydraulikleitung 4 mit einem Nehmerzylinder 5 verbunden ist. In dem Nehmerzylinder 5 ist ein Nehmerkolben 6 axial beweglich gelagert, der unter Zwischenschaltung eines Ausrücklagers 7 die Kupplung 2 betätigt. In dem Geberzylinder 3 ist ein Geberkolben 8 axial beweglich gelagert. Von dem Geberkolben 8 geht eine Kolbenstange 9 aus, die in Längserstreckung des Geberzylinders 3 zusammen mit dem Geberkolben 8 translatorisch bewegbar ist. Die Kolbenstange 9 des Geberzylinders 3 ist mit einem Kupplungspedal 10 verbunden, welches den Geberkolben 8 bewegt. Dadurch wird die hydraulische Flüssigkeit durch die Hydraulikleitung 4 in den Nehmerzylinder 5 verschoben, wodurch der Nehmerkolben 6 die Kupplung 2 über das Ausrücklager 7 betätigt.
In 2a ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Geberkolbens 3 dargestellt, welcher einen als Dichtung 11 ausgebildeten Schmutzschutz aufweist. Der Geberzylinder 3 ist dabei als zylinderförmiges Gehäuse ausgebildet, in welchen die Kolbenstange 9 eingreift. Die Dichtung 11 besteht aus einem thermoplastischen Polyurethan und ist an dem Ende der Kolbenstange 9 angespritzt, welches dem Geberzylinder 3 zugewandt ist. In 2b ist die Kolbenstange 9 gezeigt, wie sie ohne Dichtung 11 ausgebildet ist. Die Dichtung 11 ist daneben dargestellt. Diese weist eine tellerförmig ausgebildete konkave Wölbung 12 auf, in deren Mitte eine kreuzgeschlitzte Öffnung 13 vorgesehen ist, die vier in die Öffnung 13 mündende Schlitzsegmente 14 aufweist, die an der Kolbenstange 9 anliegen. Mittels dieser Schlitzsegmenten 14 ist die Dichtung 11 an der Kolbenstange 9 angespritzt. So ergibt sich eine Kolbenstange 9, wie sie in 2c dargestellt ist, die mit der vorgefertigten Dichtung 11 nur noch mit einem Montageschritt in den Geberzylinder 3 eingesetzt werden muss.
Eine weitere Möglichkeit zur Befestigung einer aus einem thermoplastischen Polyurethan bestehenden Dichtung 15 an den Geberzylinder 3 besteht in einem Anspritzen der Dichtung 15 an einer Innenseite des Geberzylinders 3, wie es in 3 gezeigt ist. Auch in diesem Fall ist die Dichtung 15 tellerförmig ausgebildet und weist eine leicht konkave Wölbung 16 auf ( 3b). Am Außenrand 17 der tellerförmigen Wölbung 16 sind in gleichmäßigen Abständen umfangsmäßig radiale Zapfen 18 angeordnet, wobei jeder Zapfen 18 in eine Ausnehmung 19 eingreift, die in gleichen Abständen über dem Umfang des Geberzylinders 3 ausgebildet sind (3c). Die tellerförmige Dichtung 15 besitzt im Zentrum eine Öffnung 20 für das Eingreifen der Kolbenstange 9, an welcher die Dichtung 15 anliegt.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsbetätigungssystem
2: Kupplung
3: Geberzylinder
4: Hydraulikleitung
5: Nehmerzylinder
6: Nehmerkolben
7: Ausrücklager
8: Geberkolben
9: Kolbenstange
10: Kupplungspedal
11: Dichtung
12: Wölbung
13: Öffnung
14: Schlitzsegment
15: Dichtung
16: Wölbung
17: Außenrand der Dichtung
18: Zapfen
19: Ausnehmung
20: Öffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0159127 A1 [0002]
EP 0728087 B1 [0003]

Claims

Kolben-Zylinder-Anordnung, vorzugsweise für ein Kupplungsbetätigungssystem in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen als Gehäuse ausgebildeten Zylinder (3), in dem ein axial beweglicher Kolben (8) gelagert ist, an welchem eine Kolbenstange (9) anschließt, wobei ein Schmutzschutz (11, 15) am Zylinder (3) und an der Kolbenstange (9) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmutzschutz als angespritzte Dichtung (11, 15) ausgebildet ist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) an der Kolbenstange (9) nahe dem dem Zylinder (3) zugewandten Ende angespritzt ist und mit ihrem freien Ende eine Innenwandung des Zylinders (3) umfänglich berührt.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) tellerförmig ausgebildet ist und eine konkave Wölbung (12) aufweist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) im Zentrum zur Aufnahme der Kolbenstange (9) geschlitzt ist und mit den Enden der Schlitzsegmente (14) an einem Außenumfang der Kolbenstange (9) angespritzt ist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) im Zentrum kreuzgeschlitzt ist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenumfang der Dichtung (15) an einer Innenseite des Zylinders (3), der Kolbenstange (9) zugewandt, befestigt ist, wobei ein Innenumfang der Dichtung (15) den Außenumfang der Kolbenstange (9) umschließend berührt.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die tellerförmig ausgebildete Dichtung (15) eine Wölbung (16) aufweist, wobei die Außenseite der tellerförmigen Dichtung (15) an die Innenseite des Zylinders (3) angespritzt ist und die Wölbung (16) an der Kolbenstange (9) anliegt.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang der tellerförmigen Dichtung (15) mindestens ein radialer Zapfen (18) ausgebildet ist, welcher in eine am Zylinder (3) ausgebildete Ausnehmung (19) eingreift.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11, 15) aus einem thermoplastischen Polyurethan besteht.