DE19652179A1

DE19652179A1 - Piston for servo cylinder

Info

Publication number: DE19652179A1
Application number: DE1996152179
Authority: DE
Inventors: Uwe Hammerl
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1996-12-14
Filing date: 1996-12-14
Publication date: 1998-06-18

Abstract

The piston is for a servo cylinder (1) comprising a hollow cylindrical casing (2) in which a piston (3) can move. The piston is connected by a connecting rod (5) to a pedal device. As a seal, the piston has a groove (10) round it in the end region towards the compression chamber (4) for a groove ring (9). There are recesses (15) in the side wall (14) bounding the groove on the side towards the compression chamber. These may be in the form of borings in the side wall. The groove ring may have a V-shaped recess facing the side wall in a position corresponding to that of the borings.

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder, insbesondere Geberzylinder für eine hydraulische Kupplungs- oder Bremsbetätigung in Fahrzeugen, umfassend ein hohlzylindrisches Gehäuse, in dem ein einen Druckraum begrenzender Kolben verschiebbar geführt ist, wobei zur Aktivierung des Kolbens dieser über eine Kolbenstange mit einer manuell zu betätigenden Pedaleinrichtung in Verbindung steht und zur Abdichtung des Kolbens dieser druckraumseitig eine Umlaufnut aufweist, in die ein Nutring eingesetzt ist.The invention relates to a hydraulic cylinder, in particular a master cylinder for a hydraulic clutch or brake actuation in vehicles, comprising a hollow cylindrical housing in which a pressure chamber delimiting Piston is slidably guided, this to activate the piston a piston rod with a manually operated pedal device in Connection is established and to seal the piston on the pressure chamber side Has circumferential groove, in which a groove ring is inserted.

Background of the Invention

Ein gattungsbildender Geberzylinder ist aus der DE 37 31 118 A1 bekannt. Zur Abdichtung eines Ringspaltes zwischen dem Kolben des Geberzylinders und dessen Bohrungswandung dient ein mit zwei Dichtlippen versehener Nutring. Die äußere Dichtlippe liegt dabei dichtend an der Bohrungswandung und die radial innenliegende Dichtlippe stützt sich dichtend an einem Nutgrund der Umlaufnut ab, in der die Nutringdichtung eingesetzt sind. Übereinstimmend sind beide Wandungen der Umlaufnut einen klein bemessenen Ringspalt berücksichtigend bis an die Bohrungswandung des Zylinders geführt. Bei einer Druckbeaufschlagung dieser bekannten Nutringanordnung kann das ausschließ lich über einen Ringspalt in die Umlaufnut einströmende Druckfluid zu einer ungleich mäßigen Druckbeaufschlagung der äußeren Dichtlippe führen, wodurch sich diese Dichtlippe nach innen verlagern kann und damit die Dichtwirkung des Nutrings aufhebt. Bei dieser Dichtlippenverlagerung kann das Druckfluid den Nutring und den Kolben überströmen, wodurch sich kein Druckaufbau einstellt und damit die Funktion des Geberzylinders außer Kraft gesetzt ist.A generic master cylinder is known from DE 37 31 118 A1. For Sealing an annular gap between the piston of the master cylinder and the wall of the bore serves a grooved ring provided with two sealing lips. The outer sealing lip is sealing against the wall of the bore and radially inner sealing lip is sealingly supported on a groove base Circular groove in which the ring seal is inserted. Matching are both walls of the circumferential groove a small sized annular gap taking into account the bore wall of the cylinder. At a Pressurization of this known grooved ring arrangement can rule this out Lich flowing into an annular gap in the circulation groove to a pressure fluid unevenly apply pressure to the outer sealing lip, causing this sealing lip can shift inwards and thus the sealing effect of the feeding ring. With this shifting of the sealing lips, the pressure fluid can overflow the grooved ring and the piston, resulting in no pressure build-up sets and the function of the master cylinder is disabled.

Aus der WO 95/13206 ist ein Geberzylinder bekannt, dessen Kolben druck raumseitig eine Umlaufnut mit einem schräg verlaufenden Nutgrund aufweist. In die Umlaufnut ist ein zylindrisch gestaltetes Führungselement eingesetzt mit einem druckraumseitig radial nach innen umlaufenden Bund, an dem ein Runddichtring einen Anschlag erfährt. Das Führungselement liegt dabei mit seiner Mantelfläche dichtend an der Bohrungswandung des Zylinders an. Bei einer Verschiebung des Kolbens in Richtung des Druckraums verlagert sich das Führungselement an die dem Druckraum abgewandte Wandung der Umlaufnut. Gleichzeitig wird die Runddichtung an den schräg verlaufenden Nutgrund der Umlaufnut gedrückt, wobei zur verbesserten Druckfluidbeaufschlagung der Runddichtung die zum Druckraum gerichtete Wandung der Umlaufnut mit Bohrungen versehen ist. Diese Dichtung vergrößert nachteilig den Bauteileum fang und den erforderlichen Montageaufwand. Außerdem beeinflußt das dich tend an der Bohrungswandung geführte Führungselement nachteilig die erfor derliche Betätigungskraft des Geberzylinders, aufgrund größerer Reibung.From WO 95/13206 a master cylinder is known, the piston pressure has a circumferential groove on the room side with an obliquely running groove base. A cylindrical guide element is inserted into the circumferential groove a collar running radially inward on the pressure chamber side, on which a O-ring experiences a stop. The guide element lies with it its outer surface sealing against the bore wall of the cylinder. At a displacement of the piston in the direction of the pressure chamber that shifts Guide element on the wall of the circulation groove facing away from the pressure chamber. At the same time, the round seal on the sloping groove bottom of the Circulation groove pressed, the improved pressurized fluid Round seal with the wall of the circulation groove facing the pressure chamber Holes is provided. This seal disadvantageously increases the component area catch and the required assembly effort. It also affects you guiding element guided on the bore wall disadvantageously the required operating force of the master cylinder, due to greater friction.

Object of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionssicherheit der Nutringdichtung durch eine kostengünstige Maßnahme zu verbessern.The object of the present invention is functional reliability to improve the ring seal by an inexpensive measure.

Summary of the invention

Die zuvor genannte Problemstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zum Druckraum zeigende Seitenwand der Umlaufnut des Ringkolbens mit umfangsverteilt angeordneten Ausnehmungen versehen ist. Durch diese Aus nehmungen kann bei einer Kolbenverschiebung in Richtung des Druckraums und der damit verbundenen Druckerhöhung Druckfluid in die Umlaufnut einströmen und damit gezielt die Spreizwirkung der Dichtlippen erhöhen. Diese durch eine kostengünstige Maßnahme in die Seitenwand der Umlaufnut ein zubringenden Ausnehmungen begünstigen die Funktionssicherheit des Nutrings und damit des gesamten Geberzylinders. Um ein schnelles gleichmäßiges Einströmen von Druckfluid in die Umlaufnut zu erreichen, sind die Ausnehmun gen umfangsverteilt in die zum Druckraum zeigende Seitenwand der Umlaufnut eingebracht.The aforementioned problem is solved according to the invention in that the side wall of the circumferential groove of the annular piston facing the pressure chamber recesses arranged circumferentially distributed is provided. Through this out can take a piston displacement in the direction of the pressure chamber and the associated pressure increase pressure fluid in the circulation groove flow in and thus specifically increase the spreading effect of the sealing lips. This by an inexpensive measure in the side wall of the circulation groove Recesses to be made favor the functional reliability of the feeding and thus the entire master cylinder. To a quick even To achieve the inflow of pressurized fluid into the circulation groove are the recesses gene distributed circumferentially in the side wall of the circulation groove facing the pressure chamber brought in.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß als Ausnehmungen Bohrungen vorgesehen sind. Zur Optimierung einer Anströmung des Nutrings durch ein Druckfluid bietet es sich an, die Bohrungen so anzuordnen, daß diese mit einer Mitte, d. h. einer stirnseitigen, V-förmigen Ausnehmung der Nutringe in einer Einbaulage korrespondieren. Eine solche Bohrungslage wirkt sich unter stützend auf eine Spreizung der Dichtlippen und damit auf die Dichtwirkung der Dichtung aus.An advantageous development of the invention provides that as recesses Holes are provided. To optimize the inflow of nutrients by means of a pressure fluid it is advisable to arrange the holes so that they are with a middle, d. H. an end face, V-shaped recess of the grooved rings correspond in one installation position. Such a position of the bore affects based on a spreading of the sealing lips and thus on the sealing effect the seal.

Der Erfindungsgedanke schließt weiterhin ein, als Ausnehmungen Längsnuten vorzusehen. Diese Längsnuten sind dabei in die Mantelfläche der zum Druck raum gerichteten Wandung der Umlaufnut angeordnet, wobei diese achsparallel zu einer Längsachse des Kolbens verlaufen. Dabei kann es vorteilhaft sein, die Längsnuten halbrundförmig zu gestalten. Die Erfindung sieht dabei weiterhin alternativ geometrisch gestaltete Ausnehmungen ein.The idea of the invention also includes longitudinal grooves as recesses to provide. These longitudinal grooves are in the lateral surface of the pressure arranged space-oriented wall of the circumferential groove, these being axially parallel run to a longitudinal axis of the piston. It can be advantageous here To make longitudinal grooves semicircular. The invention continues to see alternatively, geometrically designed recesses.

Bedarfsabhängig kann die Wandung der Umlaufnut auch wechselweise sowohl mit Bohrungen als auch mit Längsnuten versehen sein, die vorzugsweise winkel versetzt angeordnet sind.Depending on requirements, the wall of the circulation groove can alternately both be provided with holes as well as with longitudinal grooves, which are preferably angular are staggered.

Brief description of the drawings

Ein Ausführungsbeispiel, das nachstehend näher erläutert wird, ist in drei Figuren abgebildet. Es zeigen: An embodiment, which is explained in more detail below, is in three Figures depicted. Show it:

Fig. 1 einen Geberzylinder in einem Längsschnitt, versehen mit einem erfindungsgemäß gestalteten Kolben; Figure 1 shows a master cylinder in a longitudinal section, provided with a piston designed according to the invention.

Fig. 2 in einer vergrößerten Darstellung den Kolben des Geberzylin ders gemäß Fig. 1; Figure 2 is an enlarged view of the piston of the Geberzylin according to FIG. 1.

Fig. 3 eine Vorderansicht des Kolbens gemäß Fig. 2. Fig. 3 is a front view of the piston of FIG. 2.

Detailed description of the drawings

Die Fig. 1 zeigt einen Geberzylinder 1 in einem Längsschnitt, der ein hohl zylindrisch gestaltetes Gehäuse 2 umfaßt, in dem ein Kolben längsverschiebbar geführt ist. Das Gehäuse 2 umschließt einen Druckraum 4, welcher an dem geöffneten Ende von dem Kolben 3 begrenzt ist. Zur Aktivierung des Geber zylinders 1 ist der Kolben 3 über eine Kolbenstange 5 mit einer in Fig. 1 nicht abgebildeten, manuell zu betätigenden Pedalvorrichtung verbunden. Ein Ver schieben des Kolbens 3 in Pfeilrichtung löst eine Druckbeaufschlagung des im Druckraum 4 eingeschlossenen Druckfluids aus, wobei dieser Druck über eine Verbindungsleitung auf eine mit dem Geberzylinder 1 verbundene Ausrückvor richtung einer Fahrzeugreibungskupplung übertragen wird. Zur wirksamen Abdichtung eines Ringspaltes 6, der sich zwischen einer Bohrungswandung 7 des Gehäuses 2 und einer Mantelfläche 8 des Kolbens 3 einstellt, ist ein Nutring 9 vorgesehen. Der Nutring 9 ist in eine Umlaufnut 10 des Kolbens 3 eingesetzt, die in einem druckraumseitigen Endbereich des Kolbens 3 eingebracht ist. Der Aufbau des Nutrings 9 umfaßt eine erste äußere Dichtlippe 11, die unter Vor spannung an der Bohrungswandung 7 anliegt sowie eine zweite Dichtlippe 12, die an einem Nutgrund 13 der Umlaufnut 7 dichtend anliegt. Stirnseitig zum Druckraum 4 zeigend weist der Nutring 9 eine um 90° verlagerte V-förmig gestaltete Ausnehmung 17 auf. Zur Sicherstellung eines funktionssicheren Einbaus des Nutrings 9 übertrifft eine axiale Breite der Umlaufnut 10 eine Längserstreckung des Nutrings 9, so daß auch bei einer kurzzeitigen radialen Verlagerung der Dichtlippe nach innen, die beispielsweise bei einer Befüllung des Geberzylinders auftreten kann, die Dichtlippe 11 sich nicht an einer Seiten wand 14 der Umlaufnut 10 verklemmen kann. Fig. 1 shows a master cylinder 1 in a longitudinal section, which comprises a hollow cylindrical housing 2 , in which a piston is guided to be longitudinally displaceable. The housing 2 encloses a pressure chamber 4 , which is delimited by the piston 3 at the open end. To activate the master cylinder 1 , the piston 3 is connected via a piston rod 5 to a manually operated pedal device (not shown in FIG. 1). A Ver push the piston 3 in the direction of arrow triggers a pressurization of the pressure fluid enclosed in the pressure chamber 4 , which pressure is transmitted via a connecting line to a device connected to the master cylinder 1 Ausrückvor direction of a vehicle friction clutch. A groove ring 9 is provided for the effective sealing of an annular gap 6 , which is set between a bore wall 7 of the housing 2 and a lateral surface 8 of the piston 3 . The grooved ring 9 is inserted into a circumferential groove 10 of the piston 3 , which is introduced in an end region of the piston 3 on the pressure chamber side. The structure of the grooved ring 9 comprises a first outer sealing lip 11 which bears against the bore wall 7 under tension and a second sealing lip 12 which bears sealingly against a groove base 13 of the circumferential groove 7 . Facing the pressure chamber 4 , the groove ring 9 has a V-shaped recess 17 which is displaced by 90 °. To ensure a functionally reliable installation of the grooved ring 9 , an axial width of the circumferential groove 10 exceeds a longitudinal extent of the grooved ring 9 , so that even with a brief radial displacement of the sealing lip inward, which can occur, for example, when the master cylinder is filled, the sealing lip 11 does not adhere to one another one side wall 14 of the circumferential groove 10 can jam.

Als erfindungsgemäße Maßnahme, mit der die Dichtwirkung des Nutrings 9 verbessert werden kann und damit die Funktionssicherheit des Geberzylinders 1, ist die Seitenwand 14 mit umfangsverteilt angeordneten, axial verlaufenden Ausnehmungen in Form von Bohrungen 15 versehen. Durch die Bohrungen 15 kann bei einer Betätigung des Geberzylinders 1 das Druckfluid schneller in die Umlaufnut 10 eindringen, wodurch die Dichtlippen 11, 12 gleichmäßig beauf schlagt und damit radial gespreizt werden zur Verbesserung der Dichtwirkung. Diese Maßnahme verhindert wirkungsvoll ein Überströmen des Nutrings 9 und eines damit verbundenen Druckverlusts und einer Funktionsbeeinträchtigung, die bei einer bisherigen Dichtungsanordnung auftreten konnte, bei der das Druckfluid ausschließlich über den Ringspalt 6 in die Umlaufnut 10 eintreten konnte, verbunden mit einer ungleich mäßigen Druckbeaufschlagung, insbeson dere der äußeren Dichtlippe 11.As a measure according to the invention, by means of which the sealing effect of the grooving 9 and thus the functional reliability of the master cylinder 1 can be improved, the side wall 14 is provided with axially extending recesses in the form of bores 15 arranged around the circumference. Through the bores 15 , when the master cylinder 1 is actuated, the pressurized fluid can penetrate the circumferential groove 10 more quickly, as a result of which the sealing lips 11 , 12 strike uniformly and are thus spread radially to improve the sealing effect. This measure effectively prevents overflow of the grooving 9 and an associated pressure loss and a functional impairment that could occur in a previous sealing arrangement in which the pressure fluid could only enter the circulation groove 10 via the annular gap 6 , combined with an uneven application of pressure, in particular the outer sealing lip 11th

In Fig. 2 ist der Kolben 3 vergrößert abgebildet. Diese Abbildung verdeutlicht die Anordnung der Bohrungen 15 in der Seitenwand 14, deren Lage weitestge hend übereinstimmt mit der Mitte einer Umlaufnuttiefe. In einer Einbaulage des Nutrings 9 begünstigt diese zuvor beschriebene Bohrungslage die Dichtlippen beaufschlagung, da die Bohrung 15 weitestgehend übereinstimmt mit einer Mitte der stirnseitigen umlaufenden Ausnehmung 17 im Nutring 9 zwischen den Dichtlippen 11, 12.In FIG. 2, the piston 3 is increased imaged. This figure illustrates the arrangement of the holes 15 in the side wall 14 , the position of which largely corresponds to the center of a circumferential groove depth. In an installed position of the grooved ring 9 , this previously described bore position favors the sealing lips, since the bore 15 largely corresponds to a center of the circumferential recess 17 in the groove ring 9 between the sealing lips 11 , 12 .

Die Fig. 3 zeigt eine Voransicht des Kolbens 3, aus der die umfangsverteilt angeordneten Ausnehmungen, die Bohrungen 15 sowie in der Mantelfläche 8 angeordnete Längsnuten 16 dargestellt sind. Erfindungsgemäß können sym metrisch angeordnete Bohrungen 15 oder Längsnuten 16 in den Kolben 3 einge bracht werden. Bei Bedarf bietet es sich an, diese Ausnehmungen gemeinsam anzuordnen, wobei die Bohrungen 15 vorzugsweise winkelversetzt zu den Längsnuten 16 angeordnet sind. Abweichend zu den in Fig. 3 abgebildeten Ausnehmungen schließt die Erfindung ebenfalls andere geometrische Formen von Ausnehmungen ein. FIG. 3 shows a front view of the piston 3 , from which the circumferentially distributed recesses, the bores 15 and longitudinal grooves 16 arranged in the lateral surface 8 are shown. According to the invention, symmetrically arranged bores 15 or longitudinal grooves 16 can be introduced into the piston 3 . If necessary, it is advisable to arrange these recesses together, the bores 15 preferably being arranged at an angle to the longitudinal grooves 16 . In a departure from the recesses shown in FIG. 3, the invention also includes other geometric shapes of recesses.

Reference list

11

Geberzylinder
Master cylinder

22nd

Gehäuse
casing

33rd

Kolben
piston

44th

Druckraum
Pressure room

55

Kolbenstange
Piston rod

66

Ringspalt
Annular gap

77

Bohrungswandung
Bore wall

88th

Mantelfläche
Lateral surface

99

Nutring
Grooved ring

1010th

Umlaufnut
Circulation groove

1111

Dichtlippe
Sealing lip

1212th

Dichtlippe
Sealing lip

1313

Nutgrund
Groove base

1414

Seitenwand
Side wall

1515

Bohrung
drilling

1616

Längsnut
Longitudinal groove

1717th

Ausnehmung
Recess

Claims

1. master cylinder ( 1 ) for a hydraulic clutch or brake actuation in vehicles, comprising a hollow cylindrical housing ( 2 ) in which a pressure chamber ( 4 ) delimiting piston ( 3 ) is slidably guided, with the piston being activated via a Piston rod ( 5 ) is connected to a pedal device to be operated manually, and the piston ( 3 ) is provided with a circumferential groove ( 10 ) for sealing on the pressure chamber side, into which a grooved ring ( 9 ) is inserted, characterized in that a circumferential groove ( 10 ) to the pressure chamber ( 4 ) delimiting side wall ( 14 ) with circumferentially distributed on ordered recesses.

2. Master cylinder according to claim 1, characterized in that bores ( 15 ) in the side wall ( 14 ) are introduced as recesses.

3. master cylinder according to claim 2, characterized in that the groove ring ( 10 ) in the direction of the side wall ( 14 ) pointing a V-shaped recess ( 17 ), the position of which corresponds to the bores ( 15 ).

4. master cylinder according to claim 1, characterized in that as recesses axially parallel to a longitudinal axis of the piston ( 3 ) extending longitudinal grooves ( 16 ) in a lateral surface ( 8 ) of the side wall ( 14 ) are introduced.

5. master cylinder according to claim 4, characterized in that the longitudinal grooves ( 16 ) have a semicircular shaped profile.

6. Master cylinder according to one of the preceding claims, characterized in that in the side wall ( 14 ) both bores ( 15 ) and longitudinal grooves ( 16 ) are introduced at an angle to each other.