DE3816608A1 - HYDRAULIC CYLINDER - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder, insbeson dere Geberzylinder für die hydraulische Kupplungsbetäti gung von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Kunststoff zylindergehäuse und einem Kunststoffkolben.The invention relates to a hydraulic cylinder, in particular master cylinder for the hydraulic clutch actuation supply of motor vehicles, consisting of a plastic cylinder housing and a plastic piston.
Durch die Deutsche Patentanmeldung P 33 31 834.4 ist ein Geberzylinder, insbesondere für hydraulische Kupp lungsbetätigungen von Kraftfahrzeugen, mit einem aus Kunststoff hergestellten und mit einem Flansch versehenen Gehäuse mit einem in einer Bohrung von einer Betätigungs stange verschiebbaren Kolben, der gegenüber der Bohrung durch eine Dichtungsanordnung gedichtet ist und mit einer vom Kolben betätigbaren Ventilanordnung, die über einen bei Betätigung der Ventilanordnung schließbaren Kanal in Lösestellung des Geberzylinders einen Ausgleichsraum mit einem Druckraum verbindet, bekannt geworden.Through the German patent application P 33 31 834.4 a master cylinder, especially for hydraulic clutch actuation of motor vehicles, with one Made of plastic and provided with a flange Housing with one in a bore of one actuator rod slidable piston that is opposite the bore is sealed by a sealing arrangement and with a actuated by the piston valve assembly, which via a channel that can be closed when the valve arrangement is actuated in the release position of the master cylinder a compensation room connects with a pressure room, became known.
In dieser Deutschen Patentanmeldung wird vorgeschlagen, daß die Mantelfläche des Gehäuses im Bereich der Kolben dichtung von einer metallischen Hülse fest umschlossen ist und daß der Flansch aus Metall hergestellt und auf das Gehäuse aufgesetzt ist und von der Hülse gegen einen Anschlag am Gehäuse gedrückt wird.This German patent application proposes that the outer surface of the housing in the area of the piston gasket firmly enclosed by a metallic sleeve is and that the flange is made of metal and on the housing is attached and from the sleeve against one Stop on the housing is pressed.
Der Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde: The invention is based on the following objects:
Die Konstruktionen des Standes der Technik sollen verbes sert und verbilligt werden. Insbesondere sollen die Voraussetzungen für die Massenherstellung von Kunststoff hydraulikzylindern verbessert werden. Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, Metallteile weitgehend zu vermeiden. Dagegen sollen Kunststoffteile in größerer Zahl als bisher bekannt, eingesetzt werden.The constructions of the prior art are said to be verbes sert and cheaper. In particular, the Requirements for the mass production of plastic hydraulic cylinders can be improved. The invention makes the task is to largely avoid metal parts. In contrast, plastic parts should be in larger numbers than before known to be used.
Die Montage der Innenteile des Hydraulikzylinders, insbe sondere bei der Massenherstellung, soll vereinfacht werden. Durch die Erfindung soll es möglich werden, daß man von einer Seite in das offene Zylindergehäuse mög lichst alle Bauteile montieren kann. Schraubverbindungen sollen dabei weitgehend vermieden werden. Bei der Montage soll Montagezeit gespart werden.The assembly of the internal parts of the hydraulic cylinder, esp especially in mass production, should be simplified will. The invention is intended to make it possible for you can from one side into the open cylinder housing can assemble all components. Screw connections should be largely avoided. During installation assembly time should be saved.
Bei der Herstellung von Kunststoffkörpern, die Rohr oder Hülsen- oder Zylinderform haben, ist eine Konizität des Innenraums notwendig, um das Werkzeug einwandfrei aus dem Spritzgußteil herausziehen zu können. Diese Koni zität kann sich, insbesondere bei großen axialen Bau längen, störend auf die Funktion des Zylinders auswirken.In the manufacture of plastic bodies, the pipe or have a sleeve or cylinder shape is a taper of the interior necessary to get the tool working properly to be able to pull out of the injection molded part. This Koni tity can change, especially with large axial construction length, interfere with the function of the cylinder.
Außerdem besteht bei Kunststoffmaterialanhäufung die Gefahr ungewollter Deformationen während des Erstarrungs vorgangs. Die Praxis zeigt, daß Einfallungen und Verwer fungen vorkommen können.In addition, there is the Danger of unwanted deformation during solidification operation. Practice shows that ideas and rejections can occur.
Mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung soll Vor sorge getroffen werden, daß die oben geschilderten fer tigungsbedingten Faktoren keine nachteilige Wirkung auf den Aufbau und die Arbeitsweise eines Hydraulikzylinders haben.With the object of the present invention is intended ensure that the fer production-related Factors have no adverse effect on the structure and have the operation of a hydraulic cylinder.
In diesem Zusammenhang gehört es zur Aufgabe der Erfin dung, konstruktive Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß die Länge des Kolbens auf das spritztechnisch mögliche Maß gekürzt wird bei gleichem Hub des Kolbens.In this context, it is the task of the Erfin to create constructive conditions for that the length of the piston to the technically possible Dimension is reduced with the same stroke of the piston.
In Hinsicht auf die eingangs zitierte Deutsche Patentan meldung des Standes der Technik soll beim vorliegenden Gegenstand der Erfindung erreicht werden, daß der Kolben nicht mehr, wie in der zitierten Patentanmeldung beschrie ben, an zwei Teilen geführt wird, sondern nur noch an einem Teil.With regard to the German patent cited at the beginning State-of-the-art message is said to be present The object of the invention can be achieved that the piston no longer, as described in the cited patent application ben, is performed on two parts, but only on a part.
Die Führung an zwei Teilen hat den Nachteil, daß ein glattes Laufen des Kolbens nicht gewährleistet ist. Bei der Führung an zwei Teilen treten Kraftkomponenten auf, die nicht mehr in der Kolbenachse liegen. Diese Kraftkom ponenten führen zu Störungen während des Betriebs und zu vorzeitigem Verschleiß.The leadership on two parts has the disadvantage that one smooth running of the piston is not guaranteed. At Power components appear on the guide on two parts, which are no longer in the piston axis. This Kraftkom components lead to malfunctions during operation and for premature wear.
Im Vergleich zum Stand der Technik in Form der eingangs erwähnten Deutschen Patentanmeldung sollen durch die vorliegende Erfindung der dort gezeigte Metallflansch 41 und der Metalltopf 36 vermieden werden.In comparison to the prior art in the form of the German patent application mentioned at the outset, the present invention is intended to avoid the metal flange 41 and the metal pot 36 shown there.
Die gestellten Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Führung des Kolbens im wesentlichen ein aus Kunststoff hergestelltes, hülsenförmiges Führungsteil vorgesehen ist, das im Zylindergehäuse durch mindestens eine Druckfeder positioniert wird. The tasks set according to the invention solved that to guide the piston essentially a made of plastic, sleeve-shaped guide part is provided in the cylinder housing by at least a compression spring is positioned.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschla gen, daß im Zylindergehäuse eine Baugruppe, bestehend aus dem Führungsteil und anderen Bauteilen, wie Dichtun gen, einer Scheibe mit, vorzugsweise radial angeordneten, Hydraulikkanälen, untergebracht und durch mindestens eine Druckfeder positioniert ist.In a further embodiment of the invention, it is proposed gene that an assembly in the cylinder housing from the guide part and other components, such as seals gene, a disc with, preferably radially arranged, Hydraulic channels, housed and by at least a compression spring is positioned.
Eine gedrängte Bauweise ergibt sich dadurch, daß das Zylindergehäuse einen Bereich mit einem kleineren Radius (Druckraumbereich) aufweist, in dem bei Vorwärtsbewegung des Kolbens hydraulischer Druck aufgebaut wird, und einen Bereich mit einem größeren Radius (Baugruppenbereich) aufweist, in dem die Bauteile der Baugruppe inklusive Führungsteil koaxial zueinander angeordnet sind.A compact construction results from the fact that Cylinder housing an area with a smaller radius (Pressure chamber area), in the case of forward movement hydraulic pressure is built up, and one Area with a larger radius (assembly area) has, in which the components of the assembly included Guide part are arranged coaxially to each other.
Eine besondere Montageerleichterung wird dadurch erzielt, daß eine erste Druckfeder im Baugruppenbereich und eine zweite Druckfeder außerhalb des Hydraulikzylinders vorge sehen sind, daß beide Druckfedern so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie die Baugruppe positionieren.This makes assembly easier, that a first compression spring in the assembly area and a second compression spring outside the hydraulic cylinder can be seen that both compression springs are designed and are arranged so that they position the assembly.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein im Kraftfahrzeug montierter Hydraulikzylinder vorgeschlagen, dessen Aufbau durch folgendes Montageverfahren im Fahrzeug geprägt wird: erster Montageschritt: spielfreies Vorspan nen der Bauteile der Baugruppe inklusive Führungsteil im Zylindergehäuse mittels erster Druckfeder, zweiter Montageschritt: Fesselung der Bauteile der Baugruppe inklusive Führungsteil durch die zweite Druckfeder und einen Blechtopf bei gleichzeitiger Montage des Hydraulik zylinders gegen die Spritzwand des Kraftfahrzeugs. In a preferred embodiment, an im Motor vehicle mounted hydraulic cylinder proposed its construction using the following assembly procedure in the vehicle is shaped: first assembly step: backlash-free preload components of the assembly including the guide part in the cylinder housing using the first compression spring, second Installation step: capturing the components of the assembly including guide part through the second compression spring and a tin pot with simultaneous assembly of the hydraulics cylinder against the bulkhead of the motor vehicle.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß ein Druckabgangskör per mit Metallgewinde am Zylindergehäuse, insbesondere durch Einschallen mittels Ultraschall, befestigt wird.It is also proposed that a pressure outlet per with metal thread on the cylinder housing, in particular is ultrasonically attached.
Ein besonders einfacher Aufbau des Geberzylinders wird dadurch erreicht, daß eine Manschette vorgesehen ist, die als Ventilmanschette ausgebildet ist und die Funktion eines Sperrventils gegenüber dem Vorratsbehälter ausübt.A particularly simple construction of the master cylinder is achieved in that a cuff is provided, which is designed as a valve sleeve and the function a check valve against the reservoir.
Für eine unkomplizierte Befestigung der Kolbenstange im Kolben wird vorgeschlagen, daß die Kolbenstange mittels eines Gummielements im Kolben gefesselt angeordnet ist.For an uncomplicated fastening of the piston rod in the piston it is proposed that the piston rod by means of a rubber element is arranged tied up in the piston.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Das Ausführungsbeispiel wird anhand von einer Figur erläu tert.Further details of the invention are as follows Description of an embodiment can be found. The embodiment is explained with reference to a figure tert.
Die Figur zeigt einen hydraulischen Zylinder in einer Schnittdarstellung. Der Schnitt ist axial geführt.The figure shows a hydraulic cylinder in one Sectional view. The cut is made axially.
Das Zylindergehäuse 1 und der Kolben 2 sind aus Kunststoff hergestellt. Im Innern des Gehäuses ist ein hülsenförmiges Führungsteil 3 zur Führung des Kolbens angeordnet. Dieses Führungsteil ist ebenfalls aus Kunststoff hergestellt. Das Zylindergehäuse hat einen Bereich mit einem kleineren Radius und einen Bereich mit einem größeren Radius. Der Bereich des kleineren Radius besteht im wesentlichen aus dem Druckraum 4. Bei einer Bewegung des Kolbens 2 nach links wird im Raum 4 Druck aufgebaut. Druckmittel wird über den Anschluß 5 zum Nehmerzylinder weitergelei tet. The cylinder housing 1 and the piston 2 are made of plastic. A sleeve-shaped guide part 3 for guiding the piston is arranged in the interior of the housing. This guide part is also made of plastic. The cylinder housing has an area with a smaller radius and an area with a larger radius. The area of the smaller radius essentially consists of the pressure chamber 4 . When the piston 2 moves to the left, pressure is built up in space 4 . Pressure medium is passed on via port 5 to the slave cylinder.
Im Bereich des Zylindergehäuses mit dem größeren Radius ist eine Gruppe von Einzelbauteilen untergebracht.In the area of the cylinder housing with the larger radius is a group of individual components.
Diese Baugruppe besteht aus den koaxial zueinander ange ordneten Bauteilen: Ventilmanschette 6, ringförmige und gewellte Scheibe 7 mit radial angeordneten Kanälen 8, Dichtung 9, Führungsteil 3. Die Bauteile der Baugruppe stehen unter dem Druck der ebenfalls koaxial angeordneten Druckfeder 10, die ihre Kraft über den Profilring 11 auf die Baugruppe überträgt.This assembly consists of the coaxially arranged components: valve sleeve 6 , annular and corrugated disc 7 with radially arranged channels 8 , seal 9 , guide part 3rd The components of the assembly are under the pressure of the likewise coaxially arranged compression spring 10 , which transmits its force to the assembly via the profile ring 11 .
Eine zweite Druckfeder ist außerhalb des Zylinders ange ordnet und mit 12 bezeichnet. Diese Druckfeder 12 übt eine Kraft auf den Blechtopf 13 aus, der wiederum über den Absatz 14 des Führungsteils 3 auf die Bauteile der Gruppe wirkt. Die Baugruppe wird also durch die beiden Druckfedern 10, 12 zusammengehalten.A second compression spring is arranged outside the cylinder and designated 12 . This compression spring 12 exerts a force on the tin pot 13 , which in turn acts via the shoulder 14 of the guide part 3 on the components of the group. The assembly is thus held together by the two compression springs 10 , 12 .
Bei der Montage des Geberzylinders im Kraftfahrzeug wird wie folgt verfahren:When mounting the master cylinder in the motor vehicle proceed as follows:
Zunächst werden die Bauteile der Baugruppe inklusive Führungsteil im Zylindergehäuse durch die Druckfeder 10 spielfrei vorgespannt. Anschließend folgt gleichzeitig einerseits die Fesselung der Bauteile der Baugruppe inklusive Führungsteil durch die Feder 12 und den Blech topf 13 und andererseits die Montage des gesamten Hydrau likzylinders gegen die Spritzwand des Fahrzeugs.First, the components of the assembly including the guide part in the cylinder housing are preloaded by the compression spring 10 without play. This is followed at the same time by capturing the components of the assembly including the guide part by means of the spring 12 and the sheet metal pot 13, and on the other hand by assembling the entire hydraulic cylinder against the bulkhead of the vehicle.
Die Arbeitsweise des Geberzylindes ist wie folgt:The operation of the master cylinder is as follows:
Wenn eine Fußkraft auf die Druckstange 15 ausgeübt wird, bewegt sich der Kolben 2 nach links. Vor dieser Bewegung nach links ist Druckmittel aus dem nicht dargestellten Vorratsbehäl ter über den Druckmittelanschluß 16, den Kanal 21 und durch die in der gewellten Scheibe 7 angebrachten radialen Kanäle 8, durch die Schlitze 17 des Kolbens in den Druck raum 4 gelangt.When a foot force is applied to the push rod 15 , the piston 2 moves to the left. Before this movement to the left, pressure medium from the storage container, not shown, via the pressure medium connection 16 , the channel 21 and through the radial channels 8 provided in the corrugated disk 7 , passes through the slots 17 of the piston into the pressure chamber 4 .
Bei einer Bewegung des Kolbens nach links werden die radial angeordneten Kanäle 8 in der gewellten Scheibe 7 durch die Kante 18 des Kolbens überfahren. Die Dichtlip pe der Manschette 6 legen sich durch den im Raum 4 entste henden Druck dichtend gegen den Kolbenschaft.When the piston moves to the left, the radially arranged channels 8 in the corrugated disk 7 are run over by the edge 18 of the piston. The sealing lip pe of the cuff 6 lie against the piston skirt by the pressure arising in the space 4 .
Damit erfüllt die Manschette 6 eine Ventilfunktion. Sie schließt die Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter und dem Druckraum 4 bei Beginn des Druckanstiegs.The cuff 6 thus fulfills a valve function. It closes the connection between the reservoir and the pressure chamber 4 at the beginning of the pressure increase.
Bei weiterer Bewegung des Kolbens 2 nach links, erhöht sich der Druck im Druckraum 4. Druckmittel wird über den Anschluß 5 zum Verbraucher, beispielsweise zu einem Nehmerzylinder, weitergeleitet. Der Anschluß 5 wird durch einen Anschlußkörper oder Druckabgangskörper 20 gebildet. Der Körper 20 ist mit einem Metallgewinde für die anzu schließende Hydraulikleitung versehen. Der Körper 20 ist durch Einschallen mittels Ultraschall am Kunststoff zylindergehäuse befestigt. Die Kolbenstange 15 wird durch ein Gummielement 19 am Kolben 2 gehalten.As piston 2 moves further to the left, the pressure in pressure chamber 4 increases . Pressure medium is forwarded via connection 5 to the consumer, for example to a slave cylinder. The connection 5 is formed by a connection body or pressure outlet body 20 . The body 20 is provided with a metal thread for the hydraulic line to be closed. The body 20 is ultrasonically attached to the plastic cylinder housing. The piston rod 15 is held on the piston 2 by a rubber element 19 .
Liste der Einzelteile:List of items:
1 Zylindergehäuse
2 Kolben
3 Führungsteil
4 Druckraum
5 Anschluß
6 Ventilmanschette
7 gewellte Scheibe
8 Kanal
9 Dichtung
10 Druckfeder
11 Profilring
12 Druckfeder
13 Blechtopf
14 Absatz
15 Druckstange
16 Anschluß
17 Schlitz
18 Kante
19 Gummielement
20 Anschlußkörper
21 Kanal 1 cylinder housing
2 pistons
3 guide part
4 pressure room
5 connection
6 valve sleeve
7 corrugated washer
8 channel
9 seal
10 compression spring
11 profile ring
12 compression spring
13 tin pot
14 paragraph
15 push rod
16 connection
17 slot
18 edge
19 rubber element
20 connecting bodies
21 channel
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