DE10320004A1 - Druckmittelantrieb - Google Patents

Abstract

Es wird ein Druckmittelantrieb, vorzugsweise ein Hydraulikzylinder, mit einer axial beweglichen Kolbenstange beschrieben, welche mit ihrem Ende über einen Gleitschutz an einem schwenkbeweglich angeordneten Ausrückelement angreift und wobei der Gleitschutz unter Ausbildung einer Reibstelle an der Kolbenstange verschwenkbar und an dem Ausrückelement lagefixiert angeordnet ist. Die Erfindung schlägt vor, an dem Gleitschutz ein Dichtelement auszubilden, welches mit einem Abschnitt am freien Ende der Kolbenstange zusammenwirkt und somit die Reibstelle der Kolbenstange mit dem Gleitschutz zumindest staubdicht verschließt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Druckmittelantrieb, insbesondere einen Hydraulikzylinder, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Ein solcher Druckmittelantrieb wird beispielsweise zur Einleitung einer Ausrückbewegung bei einer Kraftfahrzeugreibungskupplung benutzt. Ein gattungsgemäßer Druckmittelantrieb ist bereits aus der DE 195 16 392 C2 bekannt, wobei ein Gleitschutz relativ zu einer Kolbenstange eines Hydraulikzylinders bewegbar an einer Schutzhülle aufgenommen ist, welche die Kolbenstange zumindest auf einem Teil ihrer Länge umschließt.
• In bestimmten Einbausituationen, bei denen relativ große Übertragungsstrecken zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Ausrückelement auftreten, müssen die Kolbenstange und die sie umgebende Schutzhülle sehr lang ausgeführt werden, wodurch zumindest letztere einen erheblichen Kostenfaktor darstellt. Des weiteren bestehen generell in der unmittelbaren räumlichen Nähe einer Kraftfahrzeugreibungskupplung beträchtliche Temperaturen, die das Gummigewebe der Schutzhülle im Laufe der Lebensdauer porös und brüchig werden lassen und somit Eintrittsmöglichkeiten für Schmutz- und und insbesondere Staubpartikel gegeben sind. Diese können dadurch in die ursprünglich geschützt angeordnete Reibstelle von Kolbenstange und Gleitschutz eindringen und dort deren unerwünschte schmirgelnde Wirkung entfalten.
• Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Druckmittelantrieb bereitzustellen, der das Eindringen von Staub an die Reibstelle sicher verhindert.
• Die Erfindung löst die Aufgabe mit einem die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweisenden Druckmittelantrieb.
• Dadurch, dass an dem Gleitschutz selbst ein mit der Kolbenstange zusammenwirkendes Dichtelement ausgebildet ist, welches die Reibstelle an der der Kolbenstange zugewandten Seite staubdicht verschließt, kann auf eine separate, die gesamte Kolbenstange ummantelnde Schutzhülle verzichtet werden. Das Dichtelement ist gemäß der Erfindung nur an der Stelle vorgesehen, wo es wirklich von Nutzen ist, nämlich an einem Abschnitt am freien Ende der Kolbenstange im Bereich der Reibstelle. Für die überwiegend freiliegende Kolbenstange selbst und für deren Verbindung mit dem Kolben, welche starr oder auch schwenkbeweglich erfolgen kann, tritt durch diese Konstruktion gegenüber bisherigen Lösungen kein funktioneller Nachteil auf.
• In einer Weiterbildung der Erfindung wird zur Vereinfachung der Montage eines Druckmittelantriebs gemäß Anspruch 2 vorgeschlagen, dass das Dichtelement zusätzlich zu dessen Dichtfunktion eine Haltefunktion ausübt und den Gleitschutz an der Kolbenstange hält.
• Günstigerweise ist gemäß Anspruch 3 an dem Gleitschutz ein Rohransatz ausgebildet, welcher die Reibstelle an der der Kolbenstange zugewandten Seite axial überdeckt. Das Dichtelement kann insbesondere vor mechanischen Einflüssen geschützt innerhalb des Rohransatzes angeordnet werden, womit auch gleichzeitig eine gewisse Abschirmung vor den im Motorraum vorherrschenden hohen Betriebstemperaturen gegeben ist.
• Vorteilhafterweise ist der Gleitschutz nach Anspruch 4 formschlüssig an dem Ausrückelement festgelegt.
• Mit weiterem Vorteil lässt sich gemäß Anspruch 5 der Gleitschutz einstückig mit dem Ausrückelement ausführen. Das Ausrückelement mit integriertem Gleitschutz kann somit beispielweise aus einem hochfesten und temperaturbeständigen Kunststoff oder auch bei Bedarf aus faserverstärkten Kunststoff ausgeführt sein. Durch diese Maßnahme wird ein separater Gleitschutz eingespart, wodurch sich ebenso eine einfachere Montage ergibt.
• Als besonders günstig hat es sich nach Anspruch 6 erwiesen, die Kolbenstange mit einem Kugelkopf auszuführen und am Gleitschutz Halteelemente vorzusehen, welche den Kugelkopf hintergreifen. Bei der Montage des Druckmittelantriebs kann somit der Kolben mit dem Gleitschutz vormontiert und zur weiteren Montage am Ausrückelement als Baueinheit bereitgestellt werden.
• In einer weiteren hervorzuhebenden Weiterbildung gemäß Anspruch 7 wird das Dichtelement so am Gleitschutz angeordnet, dass dieses unmittelbar mit dem Kugelkopf der Kolbenstange zusammenwirken kann. Das Dichtelement kann im einfachsten Fall als O-Ringdichtung oder auch als Lippendichtung in einer umlaufenden Nut am Gleitschutz angeordnet werden und unterliegt bei dieser Anordnung keiner Formänderung während der Betätigung einer Reibungskupplung.
• Ein noch besserer Schutz der Reibstelle kann gemäß Anspruch 8 erzielt werden, wenn an dem Dichtelement mindestens ein Abstreifelement ausgebildet ist.
• Es hat sich gemäß Anspruch 9 auch als sinnvoll erwiesen, an dem Hydraulikzylinder ein Dichtelement zur Abdichtung des offenen Raumes zwischen der beweglichen Kolbenstange und dem Zylindergehäuse vorzusehen. Dieses Dichtelement trägt dafür Sorge, dass in einer besonders einfachen Weise, z.B. als axial kurz und die Kolbenstange zumindest auf einem Teil ihrer Länge überdeckenden Faltenbalg oder als O-Ring-Dichtung, der gesamte Zylinderinnenraum und insbesondere die Gleitflächen von Kolben und Zylinder vor eventuell eintretenden Schmutz geschützt werden.
• Im Nachfolgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die anliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine Übersichtsdarstellung eines Druckmittelantriebes;
• 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 mit einer Schnittdarstellung eines Gleitschutzes;
• 3 eine Schnittdarstellung einer unmittelbar am Kugelkopf der abgedichteten Reibstelle eines Gleitschutzes.
• 1 zeigt einen Druckmittelantrieb 10 für eine Kraftfahrzeugreibungskupplung, der einen Hydraulikzylinder 12 mit einem nicht dargestellten Kolben und einer daran angeordneten, axial beweglichen Kolbenstange 14 umfasst, welche mit ihrem freien Ende über einen im Wesentlichen zylinderförmigen Gleitschutz 16 an einem schwenkbeweglich angeordneten Ausrückelement 18 angreift. Der Gleitschutz 16 ist unter Ausbildung einer Reibstelle 20 zu der Kolbenstange 14 verschwenkbar und zu dem Ausrückelement 18 lagefixiert angeordnet. Der Hydraulikzylinder 12 weist weiterhin einen Faltenbalg 22 als Schutzhülle auf, die die Kolbenstange 14 auf einem Teil ihrer Länge ummantelt und mit einem als Dichtlippe 24 ausgeführten Endabschnitt gegenüber dem Eintritt von Staub, Abrieb und sonstigen Schmutz abdichtet. Anstelle des Faltenbalgs 22 kann auch eine am Hydraulikzylinder 12 angeordnete O-Ringdichtung ausgeführt sein, wobei die Kolbenstange 14 dann auf einem größeren Teil ihrer Länge äußeren Einflüssen ausgesetzt ist. Bei der Betätigung der Reibungskupplung werden in bekannter Weise durch einen eingeleiteten hydraulischen Druck der Kolben mit der Kolbenstange 14 bis zur Erreichung einer Endlage aus dem Zylinder 12 herausgeschoben. Am Gleitschutz 16 wird diese Axialbewegung in eine Schwenkbewegung des Ausrückelements 18 umgesetzt. Wie genauer in 2 zu erkennen, weist zur Ausführung dieser Schwenkbewegung die vorzugsweise aus Metall gefertigte Kolbenstange 14 einen angeformten Kugelkopf 26 auf, der von einer am Gleitschutz 16 ausgebildeten Kugelpfanne 28 aufgenommen wird. Der Gleitschutz 16 ist aus einem Kunststoff, z.B. aus Polyamid durch ein Spritzgussverfahren gefertigt und weist eine aus dem Grundkörper nach außen hervortretende Auswölbung auf, welche in eine korrespondierende Vertiefung 32 am Ausrückelement 18 eingreift. Der Gleitschutz 16 stützt sich mit einem ringförmigen Schulterbereich 34 an einer am Ausrückelement 18 ausgebildeten ebenen Anlagefläche 36 gegenüber einer Verkippung ab. Der Kugelkopf 26 wird von einer Mehrzahl zu dem Reibbereich benachbarter und in Umfangsrichtung angeordneter Halteelemente 38 hintergriffen. Die Halteelemente 38 sind durch Axialschlitze getrennt und können beim Einführen des Kugelkopfes 26 kurzzeitig aus ihrer Ausgangslage nach radial außen verschwenken, um danach unter Einschluß des Kugelkopfes 26 wieder zurückzuschnappen. Der durch die Halteelemente 38 definierte Innendurchmesser ist dabei kleiner als der Durchmesser des Kugelkopfes 26.
• Das Ausrückelement 18 steht mit einem zeichnerisch nicht dargestellten Federelement in Wechselwirkung, welches das mit dem Gleitschutz 16 in Wirkverbindung stehende Ende des Ausrückelementes 18 zum Kugelkopf 26 der Kolbenstange 14 hin vorspannt und dadurch den Gleitschutz 16 in Anlage zu den angrenzenden Elementen hält. Der Gleitschutz 16 kann selbstverständlich auch anstelle des hier dargestellten Formschlusses auch kraftschlüssig zu dem Ausrückelement 18 festgelegt sein. Es bietet sich ebenso an, den Gleitschutz 16 in das Ausrückelement 18 zu integrieren, das heißt, den Gleitschutz 16 einstückig mit dem Ausrückelement 18 auszubilden. Beispielsweise kann dazu das Ausrückelement 18 aus einem hochfesten und temperaturbeständigen Kunststoff oder aus einem tiefgezogenem oder geschmiedetem Metallteil mit einem angespritzten Kunststoffteil als Gleitschutz ausgeführt werden.
• Die gegenseitige Reibstelle 20 von Gleitschutz 16 und Kugelkopf 26 wird durch ein an einem axialen Rohransatz 40 des Gleitschutzes 16 radial innen angeordnetes Dichtelement 42 zumindest vor Staub geschützt. Der Rohransatz 40 ist dabei auf einer Länge ausgeführt, dass dieser die Reibstelle 20 axial überdeckt und das Dichtelement 42 innerhalb des Überdeckungsbereiches aufnimmt. Das Dichtelement 42 ist im vorliegenden Beispiel als ein bereits bekanntes Gummi-Metall-Ringelement ausgeführt und liegt dichtend sowohl am Rohransatz 40 als auch am Endabschnitt der Kolbenstange 14 an. Der Rohransatz 40 weist an der offen Seite eine nach radial innen gerichtete Randwulst 44 auf, die die Dichtung 42 axial sichert und damit auch die Kolbenstange 14 am Gleitschutz 16 zumindest zum Zweck der Montage unverlierbar zusammenhält. Das Dichtelement 42 kann generell auf unterschiedlichste Weise ausgeführt und am Gleitschutz 16 angeordnet sein. Als eine weitere Möglichkeit bietet es sich an, das Dichtelement 42 unmittelbar an der Kolbenstange 14 anzuvulkanisieren und/oder eine kegelzylindrischen Faltenbalg zwischen dem Endabschnitt der Kolbenstange 14 und dem Gleitschutz 16 vorzusehen.
• Eine weitere Variante eines mit einem Dichtelement ausgeführten Gleitschutzes 16 zeigt 3. Bei dem Gleitschutz 16 ist anstelle der Halteelemente 38 in 2 ein Hülsenabschnitt 46 mit einem in etwa zu dem Kugelkopf 26 identischen Durchmesser angeordnet. In diesem Hülsenabschnitt 46, der in der Figur zur rechten Kugelkopfhälfte zugeordnet ist, ist eine umlaufende Nut 48 eingearbeitet, in welche als Dichtelement eine Lippendichtung 50 mit einer Dichtlippe 52 und einer Abstreiflippe 54 engesetzt ist. Das Dichtelement 50 steht damit unmittelbar mit dem Kugelkopf 26 in Dichtverbindung und bedarf beim Betätigen des Druckmittelantriebs 10 keiner Verspannung bzw. unterliegt keiner Formveränderung. Mit dieser Ausgestaltung kann der gesamte Gleitschutz 16 außerordentlich kompakt und kostengünstig ausgebildet werden. Das Dichtelement 50 weist einen gegenüber dem Kugelkopf 26 kleineren Innendurchmesser auf, wodurch das Dichtelement 50 neben dessen Dichtfunktion gleichzeitig eine Haltefunktion zur Halterung des Gleitschutzes 16 an der Kolbenstange 14 zukommt. Anstelle der Lippendichtung 50 können auch mehrere mit unterschiedlichen Durchmesser ausgebildete O-Ringdichtungen oder Lamellendichtungen zum Einsatz kommen. Die Reibstelle 20 selbst ist zur Verschleißhemmung mit einer Lebensdauerschmierung, z.B. mit Fett oder mit einem im Kunststoff des Gleitschutzes 16 enthaltenen Feststoffschmiermittel versehen.

10

Druckmittelantrieb

12

Hydraulikzylinder

14

Kolbenstange

16

Gleitschutz

18

Ausrückelement

20

Reibstelle

22

Faltenbalg

24

Dichtlippe

26

Kugelkopf

28

Kugelpfanne

30

Auswölbung

32

Vertiefung

34

Schulterbereich

36

Anlagefläche

38

Halteelement

40

Rohransatz

42

Dichtelement

44

Randwulst

46

Hülsenabschnitt

48

Nut

50

Lippendichtung

52

Dichtlippe

54

Abstreiflippe

Claims (9)

1. Druckmittelantrieb (10), vorzugsweise Hydraulikzylinder (12), mit einer axial beweglichen Kolbenstange (14), die mit ihrem freien Ende über einen Gleitschutz (16) an einem schwenkbeweglich angeordneten Ausrückelement (18) angreift, wobei der Gleitschutz (16) unter Ausbildung einer Reibstelle (20) an der Kolbenstange (14) verschwenkbar und an dem Ausrückelement (14) lagefixiert angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschutz (16) ein Dichtelement (42, 50) aufweist, welches mit dem freien Ende der Kolbenstange (14) zusammenwirkt und die Reibstelle (20) an der der Kolbenstange (14) zugewandten Seite zumindest staubdicht verschließt.
2. Druckmittelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (42, 50) den Gleitschutz (16) an der Kolbenstange (14) hält.
3. Druckmittelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschutz (16) einen Rohransatz (40) umfasst, welcher die Reibstelle (20) an der der Kolbenstange (14) zugewandten Seite axial überdeckt und das Dichtelement (42, 50) innerhalb des Rohr ansatzes (40) angeordnet ist.
4. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschutz (16) formschlüssig an dem Ausrückelement (18) angeordnet ist.
5. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschutz (18) einstückig mit dem Ausrückelement (16) ausgeführt ist.
6. Druckmittelantrieb nach einem der Ansprüche 1–5 dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (14) einen Kugelkopf (26) und der Gleitschutz (16) Halteelemente (38) aufweist, welche den Kugelkopf (26) hintergreifen.
7. Druckmittelantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (50) mit dem Kugelkopf (26) der Kolbenstange (14) zusammenwirkt.
8. Druckmittelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (50) mindestens ein Abstreifelement (54) aufweist.
9. Druckmittelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (12) ein Dichtelement (24) zur Abdichtung des offenen Raumes zwischen der axial beweglichen Kolbenstange (14) und dem Hydraulikzylinder (12) aufweist.