DE19516391A1

DE19516391A1 - Zylinder für hydraulische Anlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19516391A1
Application number: DE19516391A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Grospietsch; Alfred Dipl Ing Eusemann
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-11-23
Filing date: 1995-05-04
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2015-05-05
Also published as: DE19516391B4

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinder für hydraulische Anlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gehäuse mit einer axialen Bohrung, in der ein an einer Kolbenstange befestigter Kolben axial verschiebbar geführt und auf der einen Stirnseite mit hydraulischer Flüssigkeit beaufschlagt und gegenüber dem Gehäuse abgedichtet geführt ist, wobei der Zylinder mit Anschlüssen für mindestens eine Druckleitung, einer Verbindung zu einer Flüssigkeitskammer und zur Befestigung versehen ist, und daß mindestens eine im Gehäuse angeordnete Nutringdichtung das Gehäuse gegenüber der Außenfläche des Kolbens abdichtet.

Es sind bereits Zylinder für hydraulische Anlagen bekannt (z. B. DE-OS 42 12 107), die vorzugsweise für hydraulisch betätigte Kupplungs- oder Bremssysteme in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Es sollte mit einfachen Mitteln eine montagefreundliche und kostengünstige rückwärtige Anschlagbegrenzung erreicht werden. Hierzu werden die Kolbenstangenkugel und der Kolben durch zwei Halbschalen umschlossen. Nach der Montage der Kolbenschafthülse sind Kolben und die beiden Halbschalen untrennbar verbunden. Durch die konstruktive Gestaltung des Hinterschnitts am Kolben und durch die Noppen an den beiden Halbschalen wird bei der Montage der Baugruppe in die Kolbenschafthülse die Verbindung Kolbenstangenkugel/Kolbenpfanne spielfrei. Nachteilig ist hierbei, daß bei einer spielfreien Verbindung zwischen Kolbenstange und Kolben Druckstöße oder Vibrationen, die aus der hydraulischen Flüssigkeit resultieren direkt über den Kolben auf die Kolbenstange und den Betätigungselementen übertragen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zylinder für hydraulische Anlagen so auszubilden, daß Schwingungen bzw. Druckstöße in der hydraulischen Flüssigkeit von den Betätigungselementen abgekoppelt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Kolben und/oder die Kolbenstange zwischen der hydraulischen Flüssigkeit und dem, dem Kolben abgewandten Endbereich der Kolbenstange mit einer Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen aus der hydraulischen Flüssigkeit versehen ist.

Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, daß in der Übertragungsstrecke von den Betätigungselementen zur hydraulischen Flüssigkeit bis zu den zu betätigenden Elementen eine Einrichtung vorgesehen ist, die Vibrationen, Schwingungen oder Druckstöße aus dem Fahrzeug bzw. Motor des Fahrzeuges auf die Betätigungselemente des Bedieners dämpft.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Einrichtung aus einer elastischen Aufhängung besteht, die zwischen Kolbenstange und Kolben angeordnet ist.

Eine günstige Ausgestaltung sieht vor, daß als Einrichtung eine federnde Befestigung zwischen Kolben und Kolbenstange vorgesehen ist.

Wird der Kolben zweiteilig ausgebildet, z. B. wenn eine Stahlhülse einen Kunststoffkern umgibt, so ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß bei Verwendung eines Kolbens bestehend aus einem Innen- und Außenteil die Einrichtung zwischen dem Innen- und Außenteil angeordnet ist.

Eine fertigungstechnisch einfache Ausführungsform sieht vor, daß der Kolben aus einem topfförmigen Außenteil und einem Innenteil besteht und mindestens eine Stirnseite des Innenteiles und/oder der Boden des topfförmigen Außenteiles mit Erhöhungen und/oder Vertiefungen versehen sind. Dabei lassen sich mit Vorteil die Erhöhungen aus elastisch verformbaren Material herstellen.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß ein topfförmiger Kolben in seinem Endbereich mit einer ringförmigen, mit Ausnehmungen versehenen elastischen Aufhängung versehen ist, wobei ein entsprechender Ansatz der Kolbenstange ein Einknöpfen in die Ausnehmungen gewährleistet.

Eine fertigungstechnisch einfache Montage läßt sich erzielen, indem mindestens eine Nutringdichtung in einer axial hinterschnittfreien Bohrung des Gehäuses aufgenommen ist und über ein, mit dem Gehäuse verrastbaren Fixierungselement axial gehalten ist. In vorteilhafter Weise trägt dabei das Fixierungselement einen mit der Kolbenstange in Eingriff stehenden Abstreifring.

Eine fertigungstechnisch kostengünstige Ausführungsform sieht vor, daß der Kolben topfförmig ausgeführt ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Zylinder für eine hydraulische Anlage im Schnitt, wobei es sich hier um einen Geberzylinder handelt;

Fig. 2 einen weiteren Zylinder (Nehmerzylinder) für hydraulische Anlagen im Schnitt;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Geberzylinders im Schnitt;

Fig. 4 einen Nehmerzylinder im Schnitt;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Geberzylinders im Schnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Zylinder besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 12 und dem Kolben 1. Das Gehäuse 12 ist mit einem Anschluß 15 für eine Druckleitung versehen.

Der Kolben 1 besteht aus einem Innenteil 1a und einem das Innenteil umgebenden Rohres 1b, wobei das Innenteil 1a mit der Kolbenstange 2 befestigt ist. Die obere Bildhälfte zeigt den Kolben 1 in ausgefahrener, die untere Bildhälfte den Kolben in eingefahrener Position. Im Gehäuse 12 sind in einer hinterschnittfreien Bohrung 11 mindestens eine Nutringdichtung 10 aufgenommen, wobei das Fixierungselement 13 die Nutringdichtung 10 axial fixiert und gleichzeitig über Rastnasen mit dem Gehäuse 12 verrastbar ist. Dieses Fixierungselement 13 trägt gleichzeitig einen Abstreifring 14, welcher auf der Kolbenstange 2 gleitet und von außen eintretenden Schmutz fernhält.

Die Kolbenstange 2 ist mit dem Kolben 1 über eine federnde Befestigung 5 verbunden, so daß zwischen diesen beiden Teilen eine geringfügige Axialbewegung möglich ist. Als weitere Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen bzw. Vibrationen ist der Endbereich 3 des Kolbens 1 mit einer elastischen Aufhängung 4b bzw. die Stirnseite 6 des Kolbens 1 gegenüber dem Boden 7 des Kolbenaußenteiles 1b ebenfalls mit einer elastischen Aufhängung 4a versehen. Die elastische Aufhängung 4a des Kolbeninnenteiles 1a kann dabei aus Ausnehmungen bzw. Erhöhungen bestehen. Für den Fall, daß der Kolben 1 ein rohrförmiges Außenteil 1b aus Metall und ein Innenteil 1a aus elastischem Material aufweist, wird durch die Ausnehmungen bzw. Erhöhungen der elastischen Aufhängung 4a einer Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen bzw. Schwingungen erzielt.

Aus der Fig. 2 ist ein weiterer Zylinder für hydraulische Anlagen zu entnehmen, wobei das Gehäuse 12 mit einer Druckleitung 15 versehen ist, welche mit einem Geberzylinder gemäß Fig. 1 verbunden sein kann. Der Kolben 1 besteht wie derum aus einem Innenteil 1a und einem topfförmigen Außenteil 1b, wobei zwi schen dem Gehäuse 12 und dem topfförmigen Außenteil 1b in Axialrichtung verlaufende Kanäle 16 einen Zufluß von hydraulischer Flüssigkeit auf die Stirn seite 6 des Kolbens 1 gewährleisten. Die Kolbenstange 2 wird bei einem Neh merzylinder durch die Beaufschlagung der Stirnfläche 6 des Kolbens 1 axial ausgelenkt und dient z. B. der Betätigung einer Kupplungsscheibe bzw. Brems anlage.

Der Kolben gemäß Fig. 2 ist zweiteilig ausgebildet, wobei zwischen dem Innenteil 1a und dem Außenteil 1b wiederum eine elastische Aufhängung 4a zur einen Stirnseite 6 bzw. 4b zum Endbereich 3 des Kolbens 1 vorgesehen ist. Im Prinzip entspricht jedoch die technische Ausführung des Geberzylinders gemäß Fig. 1 einer Nehmerzylinderausführung gemäß Fig. 2.

In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Geberzylinders im Schnitt dargestellt, wobei wiederum im Gehäuse 12 mindestens eine Nutringdichtung 10 aufgenommen und über das Fixierungselement 13 im Gehäuse 12 gehalten ist. Auch bei dieser Ausführung trägt das Fixierungselement 13 einen Abstreifring 14, der den Innenraum gegenüber der Atmosphäre abdichtet. Die Kolbenstange 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem radial nach außen sich erstreckenden Ansatz 9 versehen, auf den eine zylindrisch ausgebildete elastische Aufhängung 4c aufgeknöpft ist. Hierzu ist die elastische Aufhängung 4c mit einer umlaufenden Ausnehmung 8 versehen, deren Querschnitt dem radial sich erstreckenden Ansatz 9 entspricht. Der Ansatz 9 kann dabei auch aus mehreren einzelnen radial sich erstreckenden Ansätzen, die über dem Umfang der Kolbenstange 2 verteilt sind, ausgebildet sein. Zur Fixierung der elastischen Aufhängung 4c ist der Kolben 1 bei dieser Ausführung mit einem topfförmigen Außenteil 1b sowie mit einem Innenteil 1a versehen, wobei das Innenteil 1a im Bereich der elastischen Aufhängung 4c zumindest teilweise über dem Umfang radial nach innen verlaufende Erstreckungen 17 aufweist.

Aus der Fig. 4 ist eine Ausführung eines Nehmerzylinders zu entnehmen, bei der im Gehäuse 12 der Kolben 1 angeordnet ist, wobei die elastische Aufhängung 4d zwischen der Stirnseite der Kolbenstange 2 bzw. der Stirnseite 6 des Kolbens 1 angeordnet ist. Diese elastische Aufhängung 4d ist in sich, durch entsprechende Materialwahl federnd ausgebildet. Der Kolben 1 wird bei dieser Ausführungsform über eine Feder 18 gegenüber der Kolbenstange 2 in Eingriff gehalten. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel der Ausführung des Nehmerzylinders gemäß Fig. 2.

Der in Fig. 5 gezeigte Geberzylinder entspricht konstruktiv weitgehend demjenigen, der bereits zur Fig. 3 beschrieben wurde, weshalb hier lediglich noch auf die konstruktiven Unterschiede eingegangen werden soll, die hauptsächlich in der Verbindung der Kolbenstange 2 mit dem Kolben 1 über eine Feder 20 als elastisches Element 4 ausgeführt ist. Die Feder stützt sich einerends an einem radial überstehenden Ring 21 der Kolbenstange 2 und anderenends an einer dieselbe umschließenden Buchse 23 ab, die ihrerseits am Innenteil 1a der Kolbenstange 2 zur Anlage kommt. Die Buchse kann elastisch ausgebildet sein.

Der Ring 21 liegt mit seiner von der Feder 20 abgewandten Seite an einem elastischen Dämpfelement 24 an, das sich am Innenteil 1a der Kolbenstange 2 abstützt, und zwar am entgegengesetzten Ende wie die Buchse 23.

Die Funktion ist derart, daß bei Einleitung einer Druckkraft über die Kolbenstange 2 das Innenteil 1a in das Gehäuse 12 des Zylinders eingefahren wird und, sobald es an einem vorbestimmbaren Anschlag desselben, wie beispielsweise am Gehäuseboden 25, in Anlage kommt, die Feder 20 durch Verformung ein elastisches Abdämpfen der Druckbewegung der Kolbenstange 2 bewirkt. Umgekehrt wird bei Einleitung einer Zug kraft an der Kolbenstange 2 diese Kraft mit nur geringer elastischer Verformung über das Dämpfelement 24 auf den Innenteil 1a geleitet, so daß die Kolbenstange 2 nahezu verzögerungsfrei gegen das dieser Bewegungsrichtung zugeordnete Ende des Innenteils 1a und damit des Gehäuses 12 gezogen wird. Die Elastizität zwischen Innenteil 1a und Kolbenstange 2 ist demnach durch Einsatz der Feder 20 erheblich von der jeweiligen Wirkrichtung abhängig.

Bezugszeichenliste

1 Kolben
2 Kolbenstange
3 Endbereich
4 elastische Aufhängung
5 federnde Befestigung
6 Stirnseite
7 Boden
8 Ausnehmungen
9 Ansatz
10 Nutringdichtung
11 hinterschnittfreie Bohrung
12 Gehäuse
13 Fixierungselement
14 Abstreifring
15 Druckleitung
16 Kanäle
17 Erstreckungen
18 Feder
20 Feder
21 Ring
23 Buchse
24 Dämpfelement

Claims

1. Zylinder für hydraulische Anlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gehäuse mit einer axialen Bohrung, in der ein an einer Kolbenstange befestigter Kolben axial verschiebbar geführt und auf der einen Stirnseite mit hydraulischer Flüssigkeit beaufschlagt und gegenüber dem Gehäuse abgedichtet geführt ist, wobei der Zylinder mit Anschlüssen für mindestens eine Druckleitung, einer Verbindung zu einer Flüssigkeitskammer und zur Befestigung versehen ist, und daß mindestens eine im Gehäuse angeordnete Nutringdichtung das Gehäuse gegenüber der Außenfläche des Kolbens abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) und/oder die Kolbenstange (2) zwischen der hydraulischen Flüssigkeit und dem, dem Kolben (2) abgewandten Endbereich (3) der Kolbenstange (2) mit einer Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen aus der hydraulischen Flüssigkeit versehen ist.

2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einer elastischen Aufhängung (4) besteht, die zwischen Kolbenstange (2) und Kolben (1) angeordnet ist.

3. Zylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Aufhängung (4) durch eine zwischen Kolbenstange (2) und Kolben (1) wirksame Feder (20) gebildet wird.

4. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung eine federnde Befestigung (5) zwischen Kolben (1) und Kolbenstange (2) vorgesehen ist.

5. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Kolbens (1) bestehend aus einem Innen- (1a) und Außenteil (1b) die Einrichtung zwischen dem Innen- (1a) und Außenteil (1b) angeordnet ist.

6. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) aus einem topfförmigen Außenteil (1b) und einem Innenteil (1a) besteht und mindestens eine Stirnseite (6) des Innenteiles (1a) und/oder der Boden (7) des topfförmigen Außenteiles (1b) mit Erhöhungen und/oder Vertiefungen versehen sind.

7. Zylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen aus elastisch verformbaren Material bestehen.

8. Zylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein topfförmiger Kolben (1) in seinem Endbereich mit einer ringförmigen, mit Ausnehmungen (8) versehenen elastischen Aufhängung (4) versehen ist, wobei ein entsprechender Ansatz (9) der Kolbenstange (2) ein Einknöpfen in die Ausnehmungen (8) gewährleistet.

9. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Nutringdichtung (10) in einer axial hinterschnittfreien Bohrung (11) des Gehäuses (12) aufgenommen ist und über ein, mit dem Gehäuse (12) verrastbaren Fixierungselement (13) axial gehalten ist.

10. Zylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierungselement (13) einen mit der Kolbenstange (2) in Eingriff stehenden Abstreifring (14) trägt.

11. Zylinder nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Druckanschluß in einem Abstand vom Zylinderboden angeordnet ist, wobei zum Zylinderinnenraum über eine Nut, deren Querschnitt zusammen mit dem Abstand zum Zylinderboden eine definierte hydraulische Dämpfung vorsieht.

12. Zylinder für hydraulische Anlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gehäuse mit einer axialen Bohrung, in der ein an einer Kolbenstange befestigter Kolben axial verschiebbar geführt und auf der einen Stirnseite mit hydraulischer Flüssigkeit beaufschlagt und gegenüber dem Gehäuse abgedichtet geführt ist, wobei der Zylinder mit Anschlüssen für mindestens eine Druckleitung, einer Verbindung zu einer Flüssigkeitskammer und zur Befestigung versehen ist, und daß mindestens eine im Gehäuse angeordnete Nutringdichtung das Gehäuse gegenüber der Außenfläche des Kolbens abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (1) topfförmig ausgeführt ist.