DE2749268A1 - Hydraulikzylinder - Google Patents

Description

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3. November 1977

Taten SWHcMiId

A 833 - Case 912/930

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Bee ch reibung

der Firma S.A. FRANCAISE DU FERODO Paris/Frankreich

betreffend

"Hydraulfeylinder"

Priorität: 3.11.1976 und 25.3.1977 FRANKREICH

Die Erfindung betrifft allgemein hydraulisch wirkende Arbeitszylinder und 1st insbesondere auf Arbeitszylinder gerichtet, die einen Teil einer hydraulischen Kupplungebetätigung bilden, wie sie in Kraftfahrzeugen benutzt wird.

Wie an sich bekannt» besteht eine hydraulische Kupplungs-

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betätigung im allgemeinen aus einem als Geberzylinder bezeichneten ersten Zylinder, dessen Kolben von irgendeinem Antriebsorgan, z.B. einem Kupplungspedal, bewegt wird, einem als Empfängerzylinder bezeichneten zweiten Zylinder, dessen Kolben auf irgendein Betätigungsorgan, beispielsweise eine Kupplungsgabel, einzuwirken vermag, und einer Rohrleitung als Verbindung zwischen dem Geberzylinder und dem Empfängerzylinder.

Die hydraulische Kupplungsbetätigung besitzt gegenüber den üblichen Seilzugbetätigungen die unleugbaren Vorteile eines besseren Wirkungsgrades, der auf eine Herabsetzung der Reibungseffekte zurückzuführen ist, und eines einfacheren Einbaus, da sich die Verbindungsleitung zwischen Geberzylinder und Empfängerzylinder leicht verlegen läßt.

Die Entwicklung solcher hydraulischen Kupplungsbetätigungen wurde jedoch durch das praktisch bedeutsame Problem beeinträchtigt, den Hydraulikkreis ausreichend abzudichten.

Nach der üblichen Methode erfolgt die Abdichtung mit Hilfe von Dichtungen.

Im praktischen Betrieb bilden diese Dichtungen aber trotz aller Sorgfalt bei der Herstellung die Ursache für erhebliche Flüssigkeitsverluste und machen eine häufige Überprüfung des hydraulischen Antriebs erforderlich.

Ausserdem verlangen derartige Dichtungen, wenn sie zuverlässig arbeiten sollen, eine genaue Führung des zugehörigen Kolbens, was neben der daraus resultierenden störenden Reibung auch erhebliche Herstellungskosten verursacht.

Schließlich sind aber auch die Dichtungen selbst die Ursache für Reibungsverluste, die umso weniger zu vernachlässigen sind, als sie, wenn sie vollständig dichtend einem hohen Druck stand-

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halten sollen, notwendigerweise ziemlich stark auf den zugehörigen Kolben gepreßt sind, und die Reibungskräfte, die noch zu den wegen der genauen Führung der Kolben entstehenden Reibungskräften hinzuzurechnen sind, setzen den Wirkungsgrad der Gesarotanordnung herab.

Der Erfindung liegt allgemein die Aufgabe zugrunde, diese Nach* teile zu vermelden.

Sie beruht auf der an sich bekannten Anwendung einer verformbaren Wand, die zur Abdichtung der Hydraulikkammer eines Arbeitszylinders dienen soll.

Genauer gesagt 1st der Gegenstand der Erfindung ein Arbeitszylinder mit einem Kolben, der in einem Hohlkörper beweglich angeordnet ist und darin eine hydraulische Druckkammer abteilt und der mit dem genannten Hohlkörper durch eine verformbare Wand ringförmig verbunden ist, die die genannte Hydraulikkammer dichtend abschließt und der ferner mit mindestens einer querstehenden ringförmigen Führungsfläche versehen ist; der Hydraulikzylinder ist dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Führungsfläche sich im Inneren der genannten Hydraulikkammer befindet.

Auf diese Weise werden die Führungsflächen des Kolbens, an denen Reibung auftreten kann, vorteilhafterweise von der Flüssigkeit umgeben, im praktischen Betrieb von einem 01, das sich in der Hydraulikkammer des Arbeitszylinder« befindet, und auf diese Weise läßt sich die Reibung noch herabsetzen und der Wirkungsgrad der Gesamtanordnung verbessern, was schon dadurch bewirkt wurde, daß eine verformbare Wand anstelle der Dichtungen verwendet wird.

Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung, die ebenfalls Nutzen aus der durch die Anwendung der verformbaren Wand ge-

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gebenen Möglichkeit zieht, den Kolben auf seiner Achse zu neigen, wodurch eine sehr genaue Führung des Kolbens entbehrlich wird, verbleibt gemäß der Erfindung zwischen der Führungsfläche des Kolbens und der Hohlkörperbohrung, in der die Führungsfläche sich verlagert, ein merkliches ringförmiges Spiel.

Unter einem merklichen Spiel soll hier ein Spiel verstanden werden, das beispielsweise zwischen 0,5 % und 2 % der entsprechenden mittleren Quererstreckung des Kolbens ausmacht.

Die Besonderheit dieses Spiels wird dann offenkundiger, wenn man bedenkt, daß bei sonst unveränderten Bedingungen dieses Spiel üblicherweise unter 0,1 % des Durchmessers des zugehöriges Kolbens gehalten wird.

Ein merkliches Spiel gemäß der Erfindung hat vorteilhafterweise eine zusätzliche Verminderung der Reibung zur Folge, die zwischen der FÜhrungsfläche des Kolbens und der Hohlkörperbohrung auftreten kann, in der der Kolben verschiebbar angeordnet ist.

Ausserdem kann der Kolben vorteilhafterweise mit verhältnismässig geringen GenauigkeltsansprUchen und daher wirtschaftlich hergestellt werden, er läßt sich beispielsweise durch Formpressen herstellen und erfordert keine zusätzliche Bearbeitung.

Schließlich kann der erfindungsgemäße Hydraulikzylinder vorteilhafterweise als Geberzylinder oder/und als Empfängerzylinder eines Hydraulikantriebs für Kupplungen eingesetzt werden.

Die in dem erfindungsgemäßen Hydraulikzylinder angewandte verformbare Wand kann aus einer einfachen Membran bestehen, beispielsweise einer aus nachgiebigem Material, etwa aus Kautschuk bestehenden Membran, so daß die Wand eine U-förmige

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Gestalt annehmen kann.

Bei der Entwicklung von Hydraulikzylindern dieser Art hat sich herausgestellt, daß in bestimmten Anwendungsfällen, und dazu gehören vor allem Kupplungsbetatigungen, bei denen die Betriebsdrücke 25 bar übersteigen können, die Dehnungen, die wegen derartiger Drücke bei einer aus nachgiebigem Werkstoff bestehenden Membran auftreten können, Beträge erreichen, die mit den anderen Forderungen, die im übrigen an derartige Hydraulikzylinder gestellt werden müssen, schwerlich verträglich sind, insbesondere was das Flüssigkeitsvolumen betrifft, das bei einem Betätigungsvorgang verdrängt werden muß.

Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung ist im vorliegenden Falle vorgesehen, die verformbare Wand derartiger Arbeitszylinder als Balg au« einem Werkstoff auszubilden, der nur eine geringe Dehnung erfährt, etwa aus Metall oder einem gewebten oder ungeliebten Metalltuch, das in geeigneter Welse, beispielsweise mit Kunststoffen, gedichtet 1st.

Abgesehen davon, daß ein solcher Balg in der Lage ist, bei ganz geringer Dehnung seiner Wand einen hohen Druck aufzunehmen, besitzt er seinerseits in axialer Richtung eine nicht cu vernachlässigende Elastizität, die vorteilhafterweise zur Folge hat, daß auf besondere elastische Mittel verzichtet werden kann, die Üblicherweise für die Rückführung des zugehörigen Kolbens In eine vorgegebene Ruhelage eingesetzt werden.

Das hat unter sonst unveränderten Bedingungen vorteilhafterweise zur Folge, daB zur Herstellung des erfindungegemäBen Arbeitszylinder« weniger Einzelteile als sonst verwendet werden müssen. ,

Daaifc der In dem genannten Arbeitszylinder verwendete Balg in jedem Fall· flie RÜckfUhrbewegung gegenüber dem Kolben aus-

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führen kann, an dem er befestigt ist, wird gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Balg in seiner Ruhestellung unter einer Vorkompression steht, die so hoch ist, daß er im Betrieb zumindest über einen Teil seiner Abwicklung unter Druck bleibt.

Vorteilhafterweise führt gerade eine derartige Vorkompression zu Betriebsbedingungen, die für den Balg, auf den diese Vorkompression einwirkt, besonders günstig sind, wobei ein gewisser Zug ihn jedoch nicht beeinträchtigt.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich im übrigen aus der nachstehenden Beschreibung, in der als Ausführungsbeispiel einige Ausführungsformen anhand von Schemazeichnungen .erläutert werden, die folgendes darstellen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Geberzylinder für eine erfindungsgemäße hydraulische Kupplungssteuerung;

Fig. 2 eine Endansicht dieses Zylinders inRichtung des Pfeils II in Fig. 1;

Fig. 3 einen weiteren axialen Teilschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt durch den einzigen in einem derartigen Geberzylinder enthaltenen Kolben, geschnitten längs der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 das in Fig. 1 durch das Rechteck V umgrenzte Gebiet in grosserem Maßstab;

Fig. 6 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Empfängerzylinder für die hydraulische Kupplungsbetätigung, geschnitten länge der Linie VI-VI in Fig. 7;

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Fig. 7 einen Querschnitt durch diesen Empfängerzylinder längs der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 eine Teilansicht als Axialschnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht einer abgeänderten AusfUhrungsform der Erfindung;

Flg. 10 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 einen Axialschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Geberzylinder für die hydraulische Kupplungsbetätigung;

Fig. 12 bzw. 13 die in Fig. 11 durch das Rechteck XII bzw. XIII umgrenzten Gebiete in grösserem Maßstab;

Fig. 14 eine der Flg. 13 entsprechende Ansicht einer abgeänderten AusfUhrungsform der Erfindung;

Fig. 15 einen Axialschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäasen Empfängerzylinder zur hydraulischen Kupplungsbetätigung ;

Fig. 16 das in Fig. 15 durch das Rechteck XVI umgrenzte Gebiet in grösserem Maßstab;

Fig. 17 eine der Fig. 15 entsprechende Ansicht einer abgeänderten AusfUhrungsform der Erfindung;

Fig. 18 das in Fig. 17 durch das RechteckXVIII umgrenzte Gebiet in grösserem Maßstab;

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Fig. 19 eine der Fig. 18 entsprechende Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung.

Bei der in den Fig. 1 bis 5 wiedergegebenen Ausführungsform der Erfindung weist der insbesondere als Geberzylinder für eine hydraulische Kupplungsbetätigung ausgebildete erfindungsgemässe Arbeitszylinder einen Hohlkörper 10 aus Kunststoff auf, der über ein Stück Metallrohr 11 gespritzt ist, das dort eine Innenbohrung 12 definiert.

An seinem durch einen Boden 13 abgeschlossenen Ende besitzt der Hohlkörper 10 einen Anschlußstutzen 14, der die Innenbohrung 12 mit einer irgendwie gearteten Leitung verbindet.

In seinem mittleren Abschnitt ist der Hohlkörper 10 mit einer Ausgleichskammer 16 versehen, die die Verbindung zwischen der Innenbohrung 12 des Hohlkörpers mit einer nicht gezeichneten FlUssigkeitsquelle, bei der praktischen Ausführung mit einem ölbehälter, herstellt, gesteuert durch ein Klappenventil 17, dessen Endstück 18 etwas in die genannte Innenbohrung 12 hineinragt, wie es bei dem Hauptzylinder einer Öldruckbremsanlage üblicherweise auch der Fall ist.

Da derartige Anordnungen an sichbekannt und auch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, werden sie hier nicht näher erläutert.

An seinem dem mit dem Rohrstutzen 14 versehenen Ende gegenüberliegenden Ende besitzt der Hohlkörper 10 zwei aussenliegende radiale Laschen 20, die ösen 21 bilden, mit denen er an einem geeigneten Halter befestigt werden kann.

In der Innenbohrung 12 des Hohlkörpers 10 verschiebbar ist ein Kolben 23 angeordnet, der einerseits zusammen mit dem

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Boden 13 und andererseits in Verbindung mit einer verformbaren Wand, die ihn in einer ringförmigen Verbindung an den Hohlkörper 10 in einer später näher zu beschreibenden Weise anschließt, in diesem eine hydraulische Druckkammer 25 bildet, die über den Rohrstutzen 14 an eine Rohrleitung irgendwelcher Art angeschlossen werden kann und die von der verformbaren Wand 24 dicht abgeschlossen wird.

Bei der in den Fig. 1 bis 5 gezeichneten Ausführungsform ist der Kolben 23 einstückig als insgesamt rohrförmiges Kunststoff teil ausgebildet; er weist in seinem Inneren eine ihn verschliessende Querwand 27 auf.

Die Querwand 27 ist insgesamt vorgewölbt, und ihre Hohlfläche zeigt nach aussen, so daß die Wand selbst einen kugelförmigen Auflagebereich für die in Fig. 1 strichliert angedeutete Betätigungsstange 28 bildet, die die Betätigung des in Betracht kommenden Geberzylinders durch das zugehörige Betätigungsorgan, üblicherweise ein Kupplungspedal, vermittelt; diese Betätigungsstange 28 kann somit auf den Vortriebsmittelpunkt des Kolbens 23 einwirken.

Die Querwand 27 des Kolbens 23 im Inneren der Hydraulikkammer 25 dient als Auflage für eine RückfUhrfeder 29, die sich andererseits an dem Boden 13 des Hohlkörpers 10 abstützt und den Kolben 23 ständig in einer von dem Boden 13 wegewandten Richtung druckbeaufschlagt.

Bei der in den Fig. 1 bis 5 wiedergegebenen AusfUhrungsform besteht die verformbare Wand 24 aus einer nachgiebigen Membran, deren Querschnitt insgesamt die Form eines umgeklappten U hat, dessen Hohlseite dem Boden 13 zugewandt ist, und die an ihrem Innenrand einen Wulst 30 aufweist, mit dem sie in •ine Nut 31 an dem Kolben 23 eingreift.

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Ein aufgeschrumpfter Metallring 32, der kreisförmig im Bereich der Nut 31 um den Kolben 23 gelegt ist, sichert die Verbindung zwischen dem Kolben 23 und der verformbaren Wand 24.

An ihrem Aussenrand besitzt die die verformbare Wand 24 bildende Membran einen Wulst 34, mit dem sie zwischen zwei Bauteilen eingespannt ist, von denen der Hohlkörper 10 der eine ist, der dazu im Abstand von seiner äusseren Ausmilndung 35 eine quer verlaufende Schulter 36 aufweist, die sich an dem genannten Wulst 34 abstützen kann.

Bei der in den Fig. 1 bis 5 gezeichneten Ausführungsform dient als das andere Klemmteil für die Befestigung des Aussenrandes der die.verformbare Wand 24 bildenden Membran eine Schutzkappe 37, die in das offene Ende des Hohlkörpers 10 eingreift und in geeigneter Weise mit ihm verbunden ist.

Bei der in den Fig. 1 bis 5 wiedergegebenen Ausführungsform wird die Kappe 37 an dem Hohlkörper 10 durch Einrasten festgehalten; die aus Kunststoff bestehende Kappe 37 besitzt an ihrer äusseren Mantelfläche eine Ringrippe 38 (Fig. 1 und 5) von insgesamt trapezförmigem Querschnitt, die in eine entsprechend geformte Nut 39 eingreifen soll, die dazu an der Innenfläche des offenen Endes des Hohlkörpers 10 angebracht ist.

Damit die Kappe 37 leichter in den Hohlkörper 10 eingreifen kann, ist die Ausmündung 35 des Hohlkörpers 10 innen abgeschrägt, und in entsprechender Weise ist an der eingreifenden Fläche der Kappe 37 eine äussere Abschrägung vorgenommen.

Beim Einrasten der Kappe 37 in den Hohlkörper 10 erfolgt notwendigerweise, damit die Rippe 38 der Kappe 37 eintreten kann und bis die Rippe 36 in dem Hohlkörper 10 die Nut 39 erreicht hat, eine elastische Verformung der genannten beiden Teile,

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also der Kappe 37 und des Hohlkörpers 10.

Am Boden 40 der Kappe 37 ist eine öffnung 41 angebracht, durch die die Betätigungsstange 28 eintritt, und an dieser öffnung dient die Kappe selbst als Ruheanschlag für den Kolben 23, gegen welchen Anschlag der Kolben 23 von der ihm zugeordneten RUckfUhrfeder 29 gedrückt wird.

Im übrigen ist der Kolben in üblicher Weise mit mindestens einer ringförmig umlaufenden FUhrungsflache versehen.

Nach einem speziellen Merkmal der Erfindung ist diese Führungsfläche im Inneren der Hydraulikkammer 25 ausgebildet und wird daher von der in dieser Kammer enthaltenen Flüssigkeit umspült.

Bei der in den Fig. 1 bis 5 wiedergegebenen AusfUhrungsform besitzt der Kolben 23 zwei zylindrische Führungsflächen mit Abstand voneinander, nämlich eine erste Lauffläche 43, die sich an dem am weitesten innenliegenden freien Ende des Kolbens 23 befindet, und eine zweite Lauffläche 44, die sich praktisch am Ort der Querwand 27 befindet, die an diesem Kolben angeordnet ist; diese zweite Lauffläche ist bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel in zwei einzelne, benachbarte Laufflächen 44A, 44B unterteilt.

Die FUhrungsflachen 43, 44 des Kolbens 23 weisen in Umfangerichtung von Ort zu Ort Längseinkerbungen 45 auf, die für eine axiale Flüssigkeltsbewegung in der Hydraulikkammer 25 zwischen diesen Führungsflächen sorgen.

Nach einem weiteren bestimmenden Merkmal der Erfindung ist ein merkliches Spiel J in Umfangsrichtung zwischen jeder Führungsfläche 43, 44 des Kolbens 23 und der Bohrung 12 des Hohlkörpers 10 vorgesehen, in dem sich eine solche Führungs-

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fläche bewegt (Fig. 4).

Wie bereits erwähnt, liegt ein derartiges Spiel praktisch zwischen 0,5 % und 2 % der entsprechenden mittleren Quererstreckung des Kolbens 23, d.h. für den Fall eines zylindrischen Kolbens mit Kreisquerschnitt der oben beschriebenen Art zwischen 0,5 % und 2 t des Durchmessers dieses Kolbens.

Durch das Spiel wird vorteilhafterweise eine Herabsetzung der Reibung zwischen den FUhrungsflachen 43, 44 des Kolbens 23 und der Innenbohrung 12 des Hohlkörpers 10 herbeigeführt; diese Reibung war im übrigen schon dadurch vermindert, daß die FUhrungsflachen von einer Flüssigkeit, praktisch von Ul, umspült sind.

Dank des Spiels J läßt sich ausserdem der Kolben 23 verhältnismässig wenig maßhaltig und daher billig, etwa durch Formpressen, herstellen.

Jedoch wird der Kolben ausreichend klein gehalten, damit im Hinblick auf den Abstand zwischen den an ihm ausgebildeten Laufflächen 43, 44 die mögliche Neigung des Kolbens 23 gegenüber seiner Achse nicht zum Einklemmen der die verformbare Wand 24 bildenden Membran, etwa bei einer unbeabsichtigten Auslenkung des Kolbens 23 vor allem bei der Lagerung vor dem Einbau, führen kann, wodurch die Lebensdauer der Membran beeinträchtigt werden kann.

Bei der in Fig. 1 gezeichneten praktischen Ausführung greift das Endstück 18 des Kieppenventils 17 radial zwischen die Laufflächen 43 und 44 des Kolbens 23 und liegt damit auf der Bahn» die die Lauffläche 43 durchfährt, wenn der Kolben 23 an seinen Ruheanschlag zurückkehrt, so daß der Kolben 23 in seiner Ruhelage, wie in Fig. 1 gezeichnet, die Ventilklappe 17 in die Offenstellung kippen läßt.

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In dieser Ruhelage wird somit systematisch Flüssigkeit in die Hydraulikkammer 25 und in die von ihr versorgte Nutzleitung eingeführt.

Wenn die Betätigungsstange 28 einen Druck auf den Kolben 23 ausübt, wird dieser in Richtung des in Fig. 1 gezeichneten Pfeils F von seinem Ruheanschlag abgehoben, die Ventilklappe 17 wird von der Lauffläche 43 freigegeben und kippt in Schließstellung, und der Kolben 23 verdrängt die in der Hydraulikkammer 25 befindliche Flüssigkeit durch den Anschlußstutzen 14 hindurch in Richtung auf die angeschlossene Nutzleitung.

Wegen der kugelförmigen Abstutzfläche an dem Kolben 23 und der Möglichkeit, den Kolben gegenüber seiner Achse zu kippen, kann die Betätigungsstange 28 unbehindert den Drehbewegungen des Betätigungsorgans, d.h. im allgemeinen des Kupplungspedals, mit dem sie verbunden ist, folgen.

Im Hinblick auf die herabgesetzte innere Reibung - einerseits wegen der Anwendung einer verformbaren Wand 24 für die Abdichtung der Hydraulikkammer 25 und andererseits wegen der Einrichtungen, die gemäß der Erfindung die Reibung an dem Kolben 23 herabsetzen - und im Hinblick darauf, daß der Druck in der Hydraulikkammer 25 seine Wirkung in ersterLinie gegen die verformbare Wand 24 richtet, wodurch wiederum die Folgen etwaiger Reibung an dem Kolben 23 herabgesetzt werden, hat der erfindungsgemäße Arbeitszylinder einen ausgezeichneten Wirkungsgrad, d.h. am Ausgang des Anschlußstutzens 14 steht ein erheblicher Teil, praktisch die gesamte Energie zur Verfügung, die auf den Kolben 23 ausgeübt worden ist.

Bei der praktischen Anwendung, beispielsweise bei einer hydraulischen Kupplungsbetatigung» ist einem derartigen Geberzylinder ein Empfangerzylinder zugeordnet« der ein beliebiges ausführendes Organ, beispielsweise «in« Kupplungegabel, an-

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zutreiben vermag.

Einen solchen Empfängerzylinder zeigen die Fig. 6 bis 9.

Die Gesamtkonstruktion ist vergleichbar mit der des beschriebenen GeberZylinders.

Er weist daher einen Hohlkörper 50 auf, der einerseits radiale Laschen besitzt, die zu Befestigungsösen 51 geformt sind, und andererseits einen Anschlußstutzen 52 zur Verbindung mit dem zugehörigen Geberzylinder.

Ausserdem ist bei dem gezeichneten AusfUhrungsbeispiel der Hohlkörper 50 des EmpfängerZylinders gemäß der Erfindung mit einem Reinigungsstutzen 53 versehen.

Im Hohlkörper 50 ist eine Hydraulikkammer abgeteilt, mit der der Anschlußstutzen 52 in Verbindung steht und die dichtend von einer verformbaren Wand 56 abgeschlossen wird, die ringförmig zwischen dem Hohlkörper und einem Kolben 57 verläuft, der sich in Achsenrichtung des Hohlkörpers verlagern läßt.

Wie oben beschrieben, besitzt auch der Kolben eine in Querrichtung verlaufende ringförmige FUhrungsfläche.

Bei dem gezeichneten Beispiel handelt es sich um eine insgesamt kugelförmige FUhrungsflache 58 an dem ganz innen liegenden Ende des Kolbens 57, und diese insgesamt kugelförmig· FUhrungsflache befindet lieh, wie zuvor, im Inneren dar Hydraulikkammer 55.

Bei der gezeichneten, praktisch ausgeführten Form der Vorrichtung läuft die kugelförmige FUhrungsfläche 58 in den Hohlkörper hinein von dessen Boden, d.h. von der der verformbaren Wand 56 gegenüberliegenden Querwand 62 der Hydraulikkammer 55 aus vorspringenden Kamin 60.

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Wie zuvor ist die verformbare Wand 24 als Membran ausgeführt.

Mit seinem Rand ist die Membran zwischen zwei Ringschalen 63, 64 eingeklemmt, die mit ihren Rücken aneinanderliegen, d.h. mit ihren Hohlflächen in entgegengesetzte Richtung zeigen und auf jeweils einer Seite der Membran stehen; sie werden einfach auf Lagerflächen 65, 66 des Kolbens 57 gepreßt und haben vorzugsweise den gleichen Durchmesser wie dieser.

Die von dem Boden 62 der Hydraulikkammer 55 weiter entfernte Schale 63 stützt sich an einer Querschulter 68 des Kolbens 57 ab und schließt mit der entsprechenden Lauffläche 66 des Kolbens ab, während die dem Boden 62 näherstehende Schale 64 als Widerlager für die wie zuvor dem Kolben 57 zugeordnete RUckfUhrfeder 69 dient, die auf diese Weise zum Festklemmen der die verformbare Wand 56 bildenden Membran beiträgt.

Die Lagerflächen 66, 67 des Kolbens 57, auf die die Schalen 63, 64 gepreßt sind, klemmen die die verformbare Wand 56 bildende Membran ein und grenzen eine Nut 70 ab, die zur Aufnahme eines Wulstes 72 bestimmt ist, der sich am Innenrand der Membran befindet.

Der Durchmesser der Schale 64, die sich auf der der Hydraulikkammer 55 zugewandten Seite der verformbaren Wand 56 befindet, ist insgesamt größer als der Durchmesser der Schale 63, die sich auf der anderen Seite der Membran befindet, wodurch die Möglichkeit einer Kippung des Kolbens 57 gegenüber seiner Achse eingeschränkt ist und damit das mögliche Einklemmen der Membran verhindert wird.

Mit einer der oben beschriebenen Anordnung vergleichbaren Konstruktion wird die die verformbare Wand 56 bildende Membran mit ihrem Aussenrand zwischen dem Hohlkörper 50 und einem anderen Bauteil eingespannt, bei dem es sich nach dem in den

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Fig. 6 bis 8 gezeichneten Ausführungsbeispiel um eine beispielsweise aus Metall oder Kunststoff bestehende Tülle 74 handelt, die durch Einrasten in der oben beschriebenen Weise mit dem Hohlkörper 50 starr verbunden wird und zu diesem Zweck in das offene Ende des Hohlkörpers eingeführt wird.

An ihrem Aussenende ist die TUlIe 74 mit einem radialen Kragen 75 versehen, der nach aussen vorspringt und mit dem sie einen Staubschutz 76 festhalten kann, der im übrigen in eine Nut 77 an dem Kolben 57 eingreift.

Wenn Flüssigkeit in die Hydraulikkammer 55 gedrückt wird, bewegt sich der Kolben 57 aus dem Hohlkörper 50 heraus, und mit seinem freien Ende betätigt er daher das ausübende Organ, üblicherweise eine Kupplungsgabel, an der er angebracht ist, wobei seine kugelgelenkartige Anbringung in dem Hohlkörper 50 ihm erlaubt, der Bewegung dieses ausübenden Organs zu folgen.

Nach der in Fig. 9 gezeichneten Ausführungsvariante besteht der Hohlkörper 50 selbst aus Metall, und die ihm zum Festhalten des äusseren Randes der die verformbare Wand 56 bildenden Membran zugeordneten Tülle 74 ist in den Hohlkörper gedrückt.

Der Hohlkörper 50 besitzt beispielsweise, wie in der Figur angegeben, eine Lippe 78, die gegen einen Kragen 79 gedrückt ist, in den das entsprechende Ende der Tülle 74 ausläuft.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Empfangerzylinders, die insbesondere für den Fall geeignet ist, daß der Kolben 23 des Zylinders mit der ihm zugeordneten Betätigungsstange 20 in der gezeichneten Weise verschraubt oder auf andere Weise fest verbunden ist.

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In diesem, der Zeichnung entsprechenden Fall besitzt der Kolben 23 im Inneren der Hydraulikkammer 25 nur eine ringförmige Führungsfläche 43, und diese ist im wesentlichen kugelförmig ausgeführt, um eine kugelgelenkartige Beweglichkeit des Kolbens 23 in dem Hohlkörper 10 auf einfache Weise zu gewährleisten.

Wie zuvor und wie es im übrigen auch für die insgesamt kugelförmige Führungsfläche 58 des Kolbens 57 in den oben beschriebenen Empfängerzylindern gilt, ist ein praktisch ringförmiges Spiel zwischen einer derartigen kugelförmigen Führungsfläche und der Bohrung, in der die Führungsfläche gleitend verschiebbar ist, vorgesehen.

Bei der in Fig. 10 gezeichneten Ausführungsform ist der Hohlkörper 10 einstückig beispielsweise aus Metall ausgeführt und ist auf die Schutzkappe 37 gedrückt, die in sein offenes Ende eingeführt ist, um dort den Aussenrand der verformbaren Membran 24 einzuspannen.

Die weiteren Konstruktionseinzelheiten dieser Ausführungsvariante sind mit den entsprechenden Einzelheiten der in den Fig. 1 bis 5 gezeichneten Ausführungsform vergleichbar.

Wie man sieht, wird die Führungsfläche des Kolbens, wenn sie insgesamt kugelförmig ausgebildet ist, wie in den Fig. ,6, 9 und 10 gezeichnet, vorteilhafterweise am freien Innenende des Kolbens angeordnet, d.h. in grösserer Entfernung von dem anderen Kolbenende, das mit dem Betätigungsorgan oder dem ausführenden Organ zusammenwirkt, mit dem es verbunden ist; auf diese Weise wird vorteilhafterweise die Neigung verringert, die der Kolben gegenüber «einer Achse annehmen kann, um der Bewegung dies·· Organa zu folgen.

Fig. 11 zeigt einen Geberzylinder mit einem Hohlkörper 10

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aus Kunststoff, der über einen Rohrabschnitt 11 aus Metall gesprlttt ist, der dort eine Innenbohrung 12 definiert, mit der «in Anschlußstutzen 14 und eine Kammer 15 verbunden sind.

In der Innenbohrung 12 1st ein Kolben 23 verschiebbar angeordnet, der in dem gezeichneten AusfUhrungsbeispiel aus Metall besteht.

In Verbindung mit dem Hohlkörper 10 einerseits und einer den Kolben ringförmig umgebeneen verformbaren Wand 24 andererseits definiert der Kolben 23 in dem Hohlkörper 10 eine hydraulische Druckkammer 25.

Wie schon oben erwähnt, besitzt der Kolben 23 an seiner äusseren Mantelfläche zwei mit Abstand voneinander angeordnete FUhrungsflachen 43, 44 im Inneren der Hydraulikkammer 25.

Bei dem gezeichneten AusfUhrungsbelspiel besteht die verformbare Wand 24 aus einem Balg, der aus Metall oder einem anderen Material mit geringer Dehnung hergestellt 1st.

Derartige Bälge sind an eich bekannt; sie können mit einfacher Wand oder doppelwandig ausgeführt sein und/oder aus einem StUck gefertigt oder aus getrennten Windungen hergestellt sein» die in passender Weise paarweise zusammengesetzt, beispielsweise miteinander verschweißt sind.

Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt der die verformbare Wand 24 bildende Balg an seinem einen Ende einen radial weg von seiner Achse gerichteten Kragen 80, mit dem er zwischen zwei Bauteilen eingespannt ist, nämlich dem Hohlkörper 10 einerseits und der Schutzkappe 37 andererseits; die Schutzkappe 17 ist, wie bereits oben beschrieben, bei dem vorliegenden Beispiel durch Einrasten und damit in axialer Richtung ■tarr mit dem Hohlkörper 10 verbunden.

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An seinem anderen Ende läuft der Balg In eine Im wesentlichen lylindriache Führungafluche 81 aus, die mit dem Kolben 33 starr verbunden» etwa mit ihm verlötet, verschwelet, verklebt, verschraubt oder auf ihn gedruckt 1st.

Vorzugsweise steht der die verformbare Wand 24 bildende Balg in seiner in Fig. 11 gezeichneten Ruhelage unter einer Vorkompression, die so stark 1st, dafl er im vorliegenden Fall den Kolben 23 gegen den Boden der Schutzkappe 37 gedrückt halt.

Aus diesem Grunde bleibt der Balg im Betrieb immer unter Druck.

Nach der in Fig. 14 wiedergegebenen Ausführungsform besteht der Kolben 23 aus Kunststoff, und am Kolbenende, durch das der die verformbare Wand 24 bildende Balg mit diesem Kolben fest verbunden werden soll, ist die zylindrische Führungsfläch« 81 des Balgs zwischen dem Kolben 23 einerseits und einem auf den Kolben aufgesetzten Haltering 83 eingespannt.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel besitzt der Ring 83 eine ringförmige Aussparung 84, mit der er an der entsprechenden Schnittfläche am Ende des Kolbens 23 anliegt, und die starre Verbindung zwischen Ring 83 und Kolben 23 erfolgt durch Einrasten in der bereits oben beschriebenen Welse: Kolben 23 oder Haltering 83 besitzen eine Ringnut, in die eine ' Rippe eingreifen kann, die zu diesem Zweck an dem jeweils anderen der beiden Organe angebracht ist) wie in der Figur dargestellt, wird die zylindrische FUhrungsflache 81 des die verformbar· Wand 24 bildenden Balgs zwischen dem Vorsprung und der Nut der Rastung eingeklemmt, aber natürlich sind auch andere Formen der starren Befestigung denkbar.

Flg. 13 zeigt einen Empfängerzylinder. Wie schon oben erwähnt, ist der Boden des Hohlkörpers 50 die-

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ses Empfängerzylinders mit einem vorspringenden Kamin 60 versehen, der als Führung für einen Kolben 57 dient, der dazu an seinem Ende mit einer insgesamt kugelförmigen FUhrungsflache 58 versehen ist.

Wie schon frUher, besteht auch hier die verformbare Wand 56, die die in dem Hohlkörper 50 gebildete Hydraulikkammer 55, die ausserdem Verbindung zu einem Anschlußstutzen 52 hat, dicht abschließt, aus einem Balg, der aus einem Material mit geringer Dehnung, vorzugsweise aus Metall, gefertigt ist.

Bei dem wiedergegebenen AusfUhrungsbeispiel setzt der Hohlkörper. 50 sich aus zwei Teilen 5OA, 5OB zusammen, die beide aus Kunststoff bestehen und die in axialer Richtung starr miteinander verbunden, beispielsweise in der gezeichneten Weise miteinander verrastet sind.

Dank dieser zweiteiligen Ausbildung des Hohlkörpers 50 läßt sich der die verformbare Wand 56 bildende Balg mit seinem •inen Ende an dem Hohlkörper festlegen.

Dazu besitzt der Balg an seinem in Frage kommenden Ende einen radial in Richtung von der Achse des Balgs weg vorspringenden Kragen 86; der Randteil des Kragens 1st wieder axial umgebogen und bildet einen Ringrand 87.

Der Balg 56 liegt mit diesem Kragen 86 an der Bndschnittfläche des Teils 5OA des Hohlkörpers 50 an, und mit seinem umgebogenen Ringrand 87 wird der Balg in radialer Richtung zwischen dem genannten Teil 5OA des Hohlkörpers 5O und dem anderen Hohlkörperteil 5OB eingespannt; nötigenfalls kann •ine Dichtung vorgesehen werden, wie sie In Flg. 16 bei 18 angedeutet ist; man kann aber auch eine einfach· Abdichtung mit Hilf· «ines Harzes vornehmen.

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An seinem anderen Ende zeigt der die verformbare Wand 56 bildende Balg «inen radial verlaufenden Kragen 89, der zur Achse hin gerlohtet let und an dem der Balg zwischen einer Schulter 90 de· Kolbens 57 einerseits und einer an dem Kolben 57 in geeigneter Welse durch Drücken oder Stauchen angebrachten Ringscheibe 91 andererseits eingespannt 1st.

Wie oben beschrieben, steht der Balg im Ruhezustand unter Vorkompression, und diese wird so hoch gewühlt, daß der Balg auch im Betrieb Immer unter Druck verbleibt.

Nach der in den flg. 17 und 18 wiedergegebenen abgewandelten AusfUhrungsform 1st ein derartiger Balg innen durch eine Hülse.92 aufgedoppelt, gegen die er von dem in der Hydraulikkammer 55, die er verschließt, herrschenden Druck gepreßt wird.

Die beispieleweite aus Metall bestehende Hülse 92 ist mit ihrem einen Ende mit dem Kolben 57 starr verbunden·

Dazu besitzt die Htise 92, wie in dem Ausführungsbeispiel gezeichnet, einen verjüngten Abschnitt 93, mit dem sie auf den Kolben 57 gedrückt 1st, bis sie an einer abgerundeten Schulter 94 des Kolbens anliegt.

Mit ihrem anderen Ende ist die Hülee 92 eterr mit dem ihr zugeordneten Balg verbunden.

Der Balg 1st dazu, wie aus den Flg. 17 und 18 zu entnehmen, mit einem radial vorspringenden, zur Achse des Balgs hin gerichteten Kragen 95 versehen, der an der entsprechenden Endfläche der Hülse befestigt 1st, beispielsweise aufgelötet oder aufgeklebt.

Mit Beinen anderen Ende let der die verformbare Wand bilden-

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de Balg 56, der insgesamt zwischen der Hülse 92 und dem Hohlkörper 50 um die Hülse 92 herum verläuft, mit dem genannten Hohlkörper 50 fest verbunden.

Dazu ist der Balg, wie auch in Fig. 17 gezeichnet, beispielsweise an dem entsprechenden Ende mit einem von seiner Achse weg führenden radialen Kragen 96 versehen, mit dem er zwischen dem Hohlkörper 50 einerseits und einem in axialer Richtung starr mit dem Hohlkörper 50 verbundenen Verlängerungerohr 97 andererseits eingespannt; das Verlängerungsrohr 97 ist mit dem Hohlkörper 50 beispielsweise in der schon früher beschriebenen Weise verrastet.

Natürlich ist der Korpusdurchmesser der Hülse 92 so groß gewählt, daß sie den Führungekamin 60, der an dem Hohlkörper 50 zur Führung des Kolbens 57 angeordnet ist, reibungsfrei umgibt.

Nach der in Fig. 19 gezeichneten AusfUhrungsvariante wird der die verformbare Wand 56 bildende Balg durch eine Ringführung 98 an dem entsprechenden Ende der Hülse 92 festgehalten, etwa an das Ende geklebt oder gelötet.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und gezeichneten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt auch alle Ausführungsvarianten und/oder Kombinationen ihrer verschiedenen Elemente untereinander.

Insbesondere let es, wenn die verformbare Wand von einem Balg gebildet wird, ohne besondere Bedeutung, zwischen welchem der beiden Elemente Hohlkörper und Kolben des zugehörigen Arbeitszylinder· der Balg unter Umständen mit seinem einen Ende eingespannt let.

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Neben Metall oder Kunststoff kann ausserdem jedes Material mit geringer Dehnung zur Herstellung eines derartigen Balgs verwendet werden} ein gewebtes oder ungewebtes Metalltuch, das beispielsweise mit geeigneten Kunststoffen gedichtet ist, kann ebenfalls eingesetzt werden.

Wenn es auch zweckmässlg ist, den Balg immer unter Druck arbeiten zu lassen, so ist es auch möglich, daß er immer unter leichtem Zug arbeitet, beispielsweise mit einer unter 5 % liegenden Dehnung gegenüber seiner Ruheform.

Ansprüche i

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Claims (24)

1. Ansprüche ι

   ( 1.!Hydraulikzylinder, insbesondere für die hydraulische Kupplungsbetatigung, mit einem Kolben, der in einem Hohlkörper beweglich angeordnet ist und darin eine hydraulische Druckkammer abteilt und der mit dem genannten Hohlkörper durch eine verformbare Hand ringförmig verbunden 1st, die die genannte Hydraulikkammer dichtend abschließt und. der ferner mit mindestens einer querstehenden ringförmigen Führungsflache versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Führungsfläche (43, 44; 58) sich im Inneren der genannten Hydraulikkammer (25; 55) befindet.
2. 2. Hydraulikzylinder nac h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein merkliches ringförmiges Spiel (J) zwischen der FUhrungsfläche (43, 44; 58) des Kolbens (23; 57) und der Innenbohrung (12) des Hohlkörpers (10) besteht, in dessen Innerem die Führungsflache verschiebbar angeordnet 1st.
3. 3. Hydraulikzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Spiel (J) zwischen 0,5 % und 2 t der mittleren Quereretreckung des Kolbens (23) betrugt.
4. 4. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dafi die FührungsflXche (43, 44) des Kolbens (23) zylindrisch ist.

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   ORiGiWAL !NSPEClT
5. 5. Hydraulikzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23) zwei Führungaflachen (43, 44) in gegenseitigem Abstand besitzt.
6. 6. Hydraulikzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine zylindrische Führungsfläche (44) des Kolbens (23) in mindestens zwei einzelne Führungselemente (44A, 44B) unterteilt 1st.
7. 7. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23, 57) nur eine Führungsfläche (43, 58) aufweist, die insgesamt kugelförmig ausgeführt ist.
8. 8. Hydraulikzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die insgesamt kugelförmig ausgeführte Führungsfläche (58) des Kolbens (57) in einem Kamin (60) des Hohlkörpers (50) verläuft, welcher Kamin aus der der verformbaren Membran gegenüberliegenden Querwand (62) der Hydraulikkammer (55) vorspringt.
9. 9. Hydraulikkammer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Insgesamt kugelförmige Führungsfläche (43, 58) des Kolbens (23, 37) an dessen Innerem Ende ausgebildet ist.
10. 10. Hydraulikzylinder nach einem der Anspruch· 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dl· verformbar· Hand (241 56) al«

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    Membran ausgebildet ist, deren Aussenrand zwischen zwei Bauteilen eingespannt ist, von denen das eine der Hohlkörper (10; 50) ist und die in geeigneter Weise starr miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Verrasten, Kerbverbindung oder auf andere Weise.
11. 11. Hydraulikzylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das andere zum Einspannen der verformbaren Membran bestimmte Bauteil eine Schutzkappe (37) darstellt, die ihrerseits als Anschlag für den Kolben (23) dient.
12. 12. Hydraulikzylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das andere zum Einspannen der verformbaren Membran bestimmte Bauteil eine Hülse (74; 97) ist.
13. 13. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbare Membran an ihrem Innenrande zwischen zwei ringförmigen Schalen (63, 64) eingespannt ist, die mit ihren Rückenteilen aneinander ge legt sind, d.h. mit ihren Hohlflächen in entgegengesetzte Richtung zeigen, und die einfach auf Lagerflächen (66, 67) des Kolbens (57) gepreßt sind, wobei die eine Schale (63) sich an einer Querschulter (68) des Kolbens (57) abstützt, die die entsprechende Kolbenlagerfläche (66) begrenzt, während die andere Schale (64) als Widerlager für die dem Kolben (57) üblicherweise zugeordnete Rückführfeder (69) dient.
14. 14. Hydraulikzylinder nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen (66, 67) des Kolbens (57), auf

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    die die verformbare Membran (56) einspannenden Schalen (63, 64) gedruckt sind, eine Nut (70) begrenzen, die als Aufnahme für einen Wulst (72) dient, der den Innenrand der verformbaren Membran (56) darstellt.
15. IS. Hydraulikzylinder nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (64) , die sich auf der der Hydraulikkammer (55) zugewandten Gelte der verformbaren Membran (56) befindet, einen grösseren Durchmesser hat als die Schale (63), die auf der anderen Seite der Membran (56) steht.
16. 16. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbare Wand als Balg ausgebildet 1st, der aus Metall oder einem anderen Material geringer Dehnung besteht.
17. 17. Hydraulikzylinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg in seiner Ruhelage unter einer Vorkompres* slon steht, die so groß ist, daß er im Betriebszustand auf tumlndest einem Teil seiner Bewegung unter Druck verbleibt.
18. It. Hydraulikzylinder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die etwaige Zugdehnung des !alge auf höchstens S !seiner Ruhefons begrenzt ist.
19. 19. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (56) alt seinen einen

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    Ende (86, 87) zwischen zwei Bauteilen (5OA, 60B) eingespannt ist, die beide einem der beiden Organe Hohlkörper (50) und Kolben (57) angehören und die in axialer Richtung miteinander starr verbunden sind.
20. 20. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg mit seinem einen Ende an dem Hohlkörper oder dem Kolben durch Kleben, Schwelβββη, Schrauben, Löten, Drücken oder auf andere Weise befestigt Jet.
21. 21. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daB der Balg innen durch eine HUlse (92) aufgedoppelt 1st, gegen die er durch den Druck der von ihm verschlossenen Hydraulikkammer (55) gepreßt wird.
22. 22. Hydraulikzylinder nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die HUlse (92) mit ihrem einen Ende an den Kolben (57) und mit ihrem anderen Ende an einem der Enden des Balgs festgelegt ist, der mit seinen anderen Ende an dem Hohlkörper (50) befestigt 1st.
23. 23. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daa sein Hohlkörper (10; 50) aus Kunststoff besteht, der über einen Metallrohrabschnitt (11) gespritzt ist, der die Innenbohrung (12) des Hohlkörpers definiert.
24. 24. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 23,

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    dadurch gekennzeichnet, daß er den Geberzylinder oder den Empfängerzyllnder eines Hydraulikantriebs fUr eine Kupplung darstellt.

    Für: S.A. FRANCAISE DU FERODO

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