DE4435260A1

DE4435260A1 - Geberzylinder

Info

Publication number: DE4435260A1
Application number: DE4435260A
Authority: DE
Inventors: Walter Parzefall
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1993-10-13
Filing date: 1994-10-01
Publication date: 1995-04-20
Also published as: DE9315503U1

Description

Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder insbesondere für eine hydraulische Kupplungsbetätigung von Kraftfahrzeugen nach den Merkma len des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Ein Geberzylinder dieser Bauart ist aus der DE-PS 26 15 986 bekannt. In das Gehäuse dieses bekannten Geberzylinders ist eine Buchse einge setzt als Führung des Kolbens. Die Buchse erstreckt sich über die gesamte Länge der Stellbewegung des Kolbens. Dabei erfährt die Buchse ausschließlich an den Stirnseiten eine Stützung zur Gehäusewandung und bildet zwischen den Abstützungen einen Hohlraum, der mit einem Vor ratsraum für das Druckmittel verbunden ist. Weiterhin sind im Druck raum der Kolben und das Einwegventil, über das Druckmittel z. B. bei einer Leckage vom Vorratsraum in den Druckraum nachströmen kann, räumlich voneinander getrennt angeordnet.

Dieser bekannte Aufbau eines Geberzylinders erfordert einen hohen Aufwand zur Erreichung einer dauerhaften Abdichtung der Buchse und erhöht weiter den erforderlichen axialen und radialen Bauraum des Geberzylinders.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen kompakt bauenden Geberzylinder zu schaffen, der eine sichere Abdichtung zwischen den aus verschiedenen Werkstoffen bestehenden Bauteilen Buchse und Gehäuse gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Danach ist der erfindungsgemäße Geberzylinder mit zwei axial vonein ander getrennt im Gehäuse eingesetzten Buchsen, vorzugsweise Stahl buchsen, versehen, in denen der Kolben geführt ist. Die Buchsen weisen einen gleichen Innendurchmesser auf, und zumindest eine der Buchsen ist mit einem radialen Spiel in das Gehäuse eingesetzt. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau ist vorteilhaft ein fertigungsbedingter Tole ranzausgleich möglich.

Durch die Verwendung eines Kunststoffkolbens, der über separate Dich tungen verfügt, in Verbindung mit den Stahlbuchsen ergeben sich opti male Gleitpaarungen zur Gewährleistung einer hohen Dichtsicherheit und Zuverlässigkeit des Geberzylinders. Alternativ ist ebenfalls ein metallischer Kolben einsetzbar, der mittels elastischer Dichtungen, z. B. TN-Gleitringe abgedichtet ist.

In Ausgestaltung der Erfindung sind gemäß Anspruch 2 die Buchsen in eine Stufenbohrung eingesetzt, wobei jede Stufe der Länge der jewei ligen Buchse entspricht. Nach Anspruch 3 besitzt der Kolben eine Läng serstreckung, die der Länge einer jeden Buchse übertrifft. Erfindungs gemäß ist damit erreichbar, daß sich der Druckraum ausschließlich über den Bereich der zweiten Buchse erstreckt und damit die Buchsenanord nung sowie Abdichtung innerhalb des Gehäuses unterschiedlich angepaßt an die jeweiligen Erfordernisse auslegt ist.

In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 ist vorgesehen, daß die Buchsen spanlos gefertigt sind, insbesondere als Tiefziehteil. Durch die spanlose Herstellung der Buchsen ergeben sich in vorteilhafter Weise keine Querriefen auf den Dichtringgleitflächen der Buchsen, wodurch sich neben einer kostengünstigen Fertigung der Hülsen weiter hin eine verbesserte standfeste Abdichtung ergibt.

Nach Anspruch 5 ist der Kolben, jeweils zu seinen Stirnseiten gerich tet, mit einer Kolbendichtung versehen, deren Lage derart ist, daß jede Kolbendichtung einer Buchse zugeordnet ist. Vorteilhaft bewirkt diese Gestaltung, daß die Kolbendichtungen unabhängig von der Kolben bewegung den Übergangsbereich zwischen den Buchsen nicht erreichen und so eine wirkungsvolle Abdichtung sicherstellen.

In der Weiterbildung der Erfindung ist nach Anspruch 6 der Kolben zur Bildung eines Füllraumes in einem mittleren Abschnitt mit einer radialen Einschnürung versehen, von dem aus selbsttätig Druckmittel als leckagebedingter Ausgleich in den Druckraum gelangen kann. Dazu ist der erfindungsgemäße Geberzylinder mit einem Einwegventil ver sehen, das stirnseitig am Kolben in den Druckraum zeigend, angeordnet ist. Dieses Einwegventil steht über eine Sacklochbohrung und Querboh rungen mit dem Füllraum in Verbindung und öffnet sich selbsttätig, sobald der Druck im Füllraum höher ist als der im Druckraum vorherr schende Druck.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist nach Anspruch 7 jede Buchse in Richtung der Eintrittsöffnung der Stufenboh rung mit einer Umbördelung oder einem Kragen versehen, die zur Schaf fung einer definierten Lageposition der Buchsen jeweils an einem Absatz anliegen. Die Buchsen sind von dem offenen Ende der als Sack bohrung ausgebildeten Stufenbohrung her in das Gehäuse eingesetzt, wobei der dem offenen Ende zugewandte Abschnitt der Stufenbohrung einen Durchmesser aufweist, der mit dem Durchmesser des Kragens der zweiten Buchse übereinstimmt.

Nach Anspruch 8 ist in der Stufenbohrung im Bereich des größten Innen durchmessers die Buchse zur Überbrückung des radialen Abstandes zur Bohrungswandung an einem Ende mit einer Umbördelung und am anderen Ende mit einer Dichtung versehen. Nach Anspruch 9 verfügt die Dichtung weiterhin über einen axialen Abschnitt, der einen Übergangsbereich zwischen den beiden Buchsen ausgleicht und damit eine Fixierung der Dichtung bewirkt und die weiterhin über einen Durchbruch ein Nach strömen von Druckmittel aus einem Reservoir in den Füllraum sicher stellt.

Gemäß Anspruch 10 ist stirnseitig an dem aus Kunststoff gefertigten Kolben ein kugelförmig gestaltetes Ende der aus Stahl gefertigten Kolbenstange als ein Einlegeteil von Kunststoff umspritzt. Durch diese Ausgestaltung wird eine wirksame Anbindung zwischen beiden Bauteilen erreicht, die keine weitere Halterung der Kolbenstange am Geberzylin der erfordert.

Schließlich soll nach den Ansprüchen 11 und 12 eine Abschlußkappe das offene Ende der Stufenbohrung abdecken. Diese Abschlußkappe bildet einen Endanschlag für den Kolben und nimmt in dieser Endstellung einen Teil von diesem auf. Außerdem fixiert ein Flansch dieser Abschlußkappe die erste Buchse im Gehäuse.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Geberzylinders wird nachfolgend anhand der Abbildungen und Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Geberzylinders;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen gemäß Fig. 1 ausgebildeten Geberzylinder;

Fig. 3 eine Ansicht A gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 den Geberzylinder gemäß Fig. 1 im eingebauten Zustand, das heißt, in Kombination mit einem Pedal.

Den Aufbau eines erfindungsgemäßen Geberzylinders 1 verdeutlicht die Fig. 1. Der Geberzylinder 1 umfaßt ein aus Kunststoff gefertigtes Gehäuse 2, in das eine konzentrisch zu einer Längsachse 3 verlaufende Stufenbohrung 4, ausgeführt als Sackbohrung, eingebracht ist. In die Stufenbohrung 4 sind zwei Buchsen 5, 6 mit übereinstimmenden Innen durchmessern eingesetzt. Die erste Buchse 5, die bis an eine Stirnsei te 7 des Gehäuses 2 reicht, ist in einen Abschnitt größten Durchmes sers der Stufenbohrung 4 eingesetzt. Zur Stirnseite 7 gerichtet be sitzt die Buchse 5 eine radial nach außen gerichtete Umbördelung 8, die zylindrisch koaxial zur Buchse 5 geordnet ist und in einen Absatz 9 am stirnseitigen Ende der Stufenbohrung 4 eingreift. Die ungefähr bis zur halben Längserstreckung der Stufenbohrung 4 reichende Buchse 5 ist an dem der Umbördelung 8 entgegengesetzten Ende mit einer Dich tung 10 versehen, deren radialer Bereich 11 den Abstand zur Stufenboh rung 4 überdeckt und deren axialer Abschnitt 12 sich an einem Kragen 13 der zweiten Buchse 6 abstützt und somit beide Buchsen 5, 6 zuein ander auf Abstand hält. Die im Abschnitt der Stufenbohrung 4 mit dem kleinsten Durchmesser eingesetzte zweite Buchse 6 erfährt eine Ab dichtung durch einen Dichtring 14, der zwischen dem Kragen 13 und einer im Gehäuse 2 vorgesehenen Stufe 15 eingesetzt ist.

In den Buchsen 5, 6 ist ein Kolben 16 axial verschiebbar, der in beiden Endbereichen eine Kolbendichtungen 17, 18 besitzt, wobei die Kolbendichtung 17, 18 unabhängig von der Kolbenstellung jeweils einer Buchse 5 bzw. 6 zugeordnet sind. Der Kolben 16 weist zwischen den Endbereichen eine Umfangsnut zur Bildung eines kreisringförmig gestal teten Freiraums 19 auf. An dem in der Buchse 5 geführten Kolbenende ist stirnseitig eine kalottenförmige Ausnehmung 20 eingebracht, in die eine Kugel eingreift; diese ist einstückig mit der Kolbenstange 21 verbunden. Durch eine am Kolben 16 durch eine Umbördelung befestigte Hülse 22 erfolgt eine Anbindung der Kolbenstange 21 am Kolben 16. Eine Abschlußkappe 23 die mittels einer Umbördelung in einer Umlaufnut im Gehäuse 2 befestigt ist und einen Hülsenabschnitt 48 aufweist, dient sowohl zur Lagefixierung der Buchse 5 als auch zur Stellwegbegrenzung des Kolbens 16. Zur Lagefixierung der Buchse 5 übergreift ein Flansch 47 die Umbördelung 8. An dem der Kolbenstange 21 abgewandten Ende des Kolbens 16 ist ein Einwegventil 24 angeordnet, das ein Formteil 25 aus einem elastischen Kunststoff umfaßt, und ein zylindrisches Mittelteil 26 aufweist, von dem eine membranartig gestaltete Scheibe 27 ausgeht. Das Formteil 25 ist über ein Ende des Mittelteils 26 in einer das Ein wegventil 24 umschließenden, am Kolben 16 angeschnappten Abdeckkappe 28 gehalten. Das gegenüberliegende Ende des zylindrischen Mittelteils 26 ist mit radialem Spiel in einem Formblech 50 eingesetzt, das wie derum in einer Sacklochbohrung 29 des Kolbens eingeführt ist, wobei die Sacklochbohrung 29 bis in den Bereich der Kolbendichtung 17 ge führt und in der Endzone mit Querbohrungen 31 versehen ist. Zur Errei chung eines Strömungsdurchtritts durch das Einwegventil 24, d. h. vom Füllraum 19 in den Druckraum 32, ist ein Längskanal 51 im Kolben 16 im Bereich des Formblechs 50 vorgesehen, der sich fortsetzt im Anlagebe reich der Scheibe 27 des Einwegventils 24. Weiterhin ist die Abdeck kappe 28 mit einer Aussparung 30 versehen.

Die durch ein Betätigen eines Pedals 35 (Fig. 4) verursachte Verlage rung der Kolbenstange 21 und des damit verbundenen Kolbens 16 bewirkt eine Komprimierung des im Druckraum 32 befindlichen Druckmittels. Die Druckbeaufschlagung setzt sich fort im Druckanschluß 33 und von dort in eine nicht dargestellte Druckleitung zur Betätigung einer in den Figuren der Erfindung ebenfalls nicht abgebildeten Reibungskupplung. Zur Erreichung der Ausgangsstellung des Kolbens 16 (Fig. 1) nach erfolgter Pedalbetätigung dient eine zwischen einem Anlenkpunkt 36 am Pedal 35 und einer Anlenkung 38 eines Rahmens 39 eingesetztes Feder element 37. Der Druckanschluß 33 ist innen mit einer Formfeder 40 versehen, die zur Lagefixierung einer Druckleitung dient.

Der Füllraum 19 ist während der Stellbewegung des Kolbens 16 von der Ausgangsstellung (Fig. 1) in die Endstellung, das heißt, während einer Betätigung des Pedals 35 (Fig. 4) über eine Stichbohrung 41 mit dem Anschluß 34 verbunden. Der Übertritt von der Stichbohrung 41 in den Füllraum 19 erfolgt dabei durch eine Ausnehmung 42 in der Dichtung 10.

Da der Weg des Kolbens 16 beim Ein- und Ausrücken der Kupplung jeweils gleich lang ist, entsteht im Druckraum 32 ein Unterdruck, falls wäh rend der Kupplungsbetätigung im Druckbereich eine Leckage aufgetreten ist. Durch den Druckunterschied am Einwegventil 24 öffnet sich dieses und läßt aus dem Füllraum 19 Druckmittel nachfließen. Nach abgeschlos senem Volumenausgleich schließt sich das Einwegventil 24 wieder.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Geberzylinder 1 in unterschiedlichen Ansichten, die insbesondere die Möglichkeit einer Befestigung am Rahmen 39 (Fig. 4) verdeutlichen, wozu der Flansch 43 dient. Zwei Bohrungen 45 sind zur Aufnahme von Schrauben vorgesehen, mit denen der Geberzylinder 1 am Rahmen 39 befestigt werden kann, wobei zwischen dem Flansch 43 und dem Rahmen 39 eine Dichtung 44 vorgesehen ist.

In Fig. 4 ist eine vormontierbare Einheit, bestehend aus dem Rahmen 39, dem Pedal 35 und dem Geberzylinder 1, abgebildet. Das Pedal 35, das um den Drehpunkt 49 schwenkbar ist, besitzt über eine schwenkbar im Anlenkpunkt 46 befestigte Kolbenstange 21 eine Verbindung mit dem Kolben 16, wobei die aus Stahl gefertigte Kolbenstange 21 im Kolben 16 kugelförmig gestaltet ist und als Einlegeteil im Kunststoffkolben angelenkt ist. Der Geberzylinder 1 ist starr am Rahmen 39 betestigt. Über elastische Leitungen, die am Druckanschluß 33 bzw. am Anschluß 34 angeschlossen werden, kann eine Verbindung mit der hydraulisch betä tigten Fahrzeugkupplung und einem Vorratsbehälter für ein Druckmittel reservoir geschaffen werden.

Bezugszeichenliste

1 Geberzylinder
2 Gehäuse
3 Längsachse
4 Stufenbohrung
5 Buchse
6 Buchse
7 Stirnseite
8 Umbördelung
9 Absatz
10 Dichtung
11 radialer Bereich
12 axialer Abschnitt
13 Kragen
14 Dichtring
15 Stufe
16 Kolben
17 Kolbendichtung
18 Kolbendichtung
19 Füllraum
20 Ausnehmung
21 Kolbenstange
22 Hülse
23 Abschlußkappe
24 Einwegventil
25 Formteil
26 Mittelteil
27 Scheibe
28 Abdeckkappe
29 Sacklochbohrung
30 Aussparung
31 Querbohrung
32 Druckraum
33 Druckanschluß
34 Anschluß
35 Pedal
36 Anlenkpunkt
37 Federelement
38 Anlenkung
39 Rahmen
40 Formfeder
41 Stichbohrung
42 Ausnehmung
43 Flansch
44 Dichtung
45 Bohrung
46 Anlenkpunkt
47 Flansch
48 Hülsenabschnitt
49 Drehpunkt
50 Formblech
51 Längskanal

Claims

1. Geberzylinder, insbesondere für eine hydraulische Kupplungsbetäti gung eines Kraftfahrzeuges, in dessen in einem Gehäuse vorgesehener Gehäusebohrung ein mit einem Pedal in Verbindung stehender Kolben dichtend verschiebbar geführt ist, der stirnseitig gemeinsam mit dem Gehäuse einen im Volumen variablen Druckraum bildet, wobei der Druck raum mit einem Druckanschluß und einem Nachsauganschluß in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) in zwei axial hintereinanderliegenden, einen gleichen Innendurchmesser aufweisenden Buchsen (5, 6) aus Stahl geführt ist und gegenüber jeder der Buchsen durch separate Dichtungen abgedichtet ist, wobei zumindest eine der Buchsen (5, 6) mit radialem Spiel im Gehäuse (2) angeordnet ist.

2. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (5, 6) in eine Stufenbohrung (4) eingesetzt sind, wobei jeder stufenförmige Abschnitt der Stufenbohrung (4) einer Länge der Buchse (5, 6) entspricht.

3. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) länger ist als jede der beiden Buchsen (5, 6).

4. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß spanlos gefertigte Buchsen (5, 6) vorgesehen sind.

5. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) im Bereich seiner beiden Enden jeweils eine Kolbendichtung (17, 18) aufweist, wobei über den gesamten Arbeitsbereich des Kolbens (16) jede der Kolbendichtungen (17, 18) mit einer der Buchsen (5, 6) zusammenwirkt.

6. Geberzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) in einem mittleren Abschnitt zumindest eine radiale Ein schnürung zur Bildung eines Füllraumes (19) aufweist und der Kolben (16) an seiner dem Druckraum (32) zugewandten Stirnseite mit einem Einwegventil (24) versehen ist.

7. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Buchsen (5, 6) mit einer Umbördelung (8) oder einem Kragen (13) in Richtung eines offenen Endes der als Sackbohrung ausgebildeten Stufen bohrung (4) weisen.

8. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem offenen Ende benachbarte erste Buchse (5) an ihrem der zweiten Buchse (6) zugewandten Ende ein radialer Abstand zwischen einer Mantelfläche der ersten Buchse (5) und der Stufenbohrung (4) durch eine Dichtung (10) überbrückt ist, während sie an ihrem gegenüberliegenden Ende mit der Umbördelung (8) im Gehäuse (2) fixiert ist.

9. Geberzylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (10) einen axialen Abschnitt (12) aufweist, der bis zum Kragen (13) der zweiten Buchse (6) reicht, und mit einer Ausnehmung (42) versehen ist zur Schaffung einer Verbindung zwischen dem Füllraum (19) und dem Anschluß (34).

10. Geberzylinder, der ortsfest angeordnet ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stirnseitig an dem aus Kunststoff gefer tigten Kolben (16) ein kugelförmig gestaltetes Ende der aus Stahl gefertigten Kolbenstange (21) als ein Einlegeteil von Kunststoff umspritzt ist.

11. Geberzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende der Stufenbohrung (4) von einer Abschlußkappe (23) abge deckt ist, wobei die Abschlußkappe (23) einen Hülsenabschnitt (48) aufweist, in dem ein Teil des Kolbens (16) hinein verlagerbar ist.

12. Geberzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende der Stufenbohrung (4) von einer Abschlußkappe (23) abge deckt ist, die einen als Flansch (47) ausgebildeten Abschnitt auf weist, der die Umbördelung (8) der ersten Buchse (5) übergreift.