Fluidpegelausgleich für einen Geberzylinder
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder für eine hydraulisch betätigte Kupp¬ lung oder Bremse von Fahrzeugen mit einer in einem Gehäuse angeordneten Führungshülse, die einen Abschnitt eines Zylinders bildet, in welchem ein über eine Kolbenstange mit einem manuell zu betätigenden Pedal oder mit einem elektromagnetisch/hydraulisch betätigter Aktor verbundener Kolben axial ver¬ schiebbar geführt ist, wobei der einen Druckraum begrenzende Kolben über lagepositionierte Nutringdichtungen, eine Primärdichtung und eine dazu axial beabstandete Sekundärdichtung abgedichtet ist, und in einer Endstellung des Kolbens bei der sich ein maximales Volumen des Druckraums einstellt, eine radial innere dynamisch beanspruchte Dichtlippe der Primärdichtung einen Ringspalt zum Kolben bildet, der eine Strömungsverbindung von einem Lei¬ tungsanschluß zu dem Druckraum ermöglicht.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 37 13 248 ist ein gattungsbildender Geberzylinder mit einer Füh¬ rungshülse bekannt, wobei der Kolben über eine begrenzte Länge in der Füh- rungshülse geführt ist. Pedalseitig ist zur Lagesicherung der Führungshülse in das Gehäuse eine die axiale Baulänge vergrößernde Sicherungshülse eingesetzt. An beiden Stirnseiten der Führungshülse sind Nutringdichtungen jeweils in eine umlaufende Ausnehmung eingesetzt zur Abdichtung eines Ringspaltes zwischen dem Kolben und der Führungshülse. Zur Abdichtung des sich zwischen dem Gehäuse und der Führungshülse einstellenden Ringspaltes sind in Umlaufnuten der Führungshülse angeordnete Dichtringe vorgesehen. Der Kolben ist druck- raumseitig mit einem radialen äußeren Bund versehen, der sich zur Schaffung eines Endanschlages in einer Endlage des Kolbens an einer Stirnseite der Füh-
rungshülse abstützt. Die sich in dieser Kolbenlage einstellende Strömungsver¬ bindung zwischen dem Druckraum und dem Leitungsanschluß sieht dazu Radialbohrungen sowie eine Umlaufnut und eine Längsbohrung im Kolben vor. Diese durch mechanische Bearbeitung in den Bauteilen Gehäuse, Führungs- hülse und Kolben einzubringenden Maßnahmen sind kostenintensiv. Außerdem stellt sich dadurch für das vom Reservoir drucklos in den Druckraum einströ¬ mende Druckmittel ein nachteiliger Strömungswiderstand ein.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geberzylinder in einer kom¬ pakten, bauteiloptimierten Bauweise zu schaffen, versehen mit einer langen Kolbenführung sowie mit einer einfachen, wirksamen Strömungsverbindung zwischen dem Reservoir und dem Druckraum. Der Geberzylinder soll außer- dem eine einfache Montage ermöglichen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Danach ist zur verbesserten Führung des Kolbens der Führungshülse im Gehäuse ein Dichtungsträger axial vorangestellt. Die axiale Länge der den Kolben führenden Bauteile, Führungshülse und Dichtungsträger ist dabei gleich oder größer der Kolben länge, wodurch eine gewünschte verlängerte Kolbenfüh¬ rung erzielbar ist, die sich insbesondere bei einer schrägen, d. h. unter einem Winkel angeordneten Anlenkung der Kolbenstange am Kolben positiv, d. h. verschleißmindernd auswirkt. Der Dichtungsträger ermöglicht außerdem eine relativ nahe axiale Beabstandung der Nutringdichtungen, der Primär- und der Sekundärdichtung, die jeweils stirnseitig zum Druckraum zeigend in einer umlaufenden, zur radialen Innenseite offenen Ausnehmung des Dichtungsträgers und der Führungshülse eingesetzt sind. Aufgrund des radial gestuft ausgebilde¬ ten Gehäuses, in dem die Führungshülse im Abschnitt mit dem größten Durch¬ messer des Gehäuses eingesetzt ist, ergibt sich eine Durchmesserübereinstim¬ mung zwischen dem Druckraum und der Führungshülse. Dadurch entsteht kein
Totraum im Vergleich zu bisherig gestalteten Kolben, der sich nachteilig auf den Bauraum des Geberzylindergehäuses auswirkt.
Der erfindungsgemäße, kompakt aufgebaute, insbesondere eine kurze axiale Baulänge aufweisende Geberzylinder zeichnet sich weiterhin durch eine Bauteiloptimierung sowie eine einfache Montage aus, wodurch der erfindungs¬ gemäße Geberzylinder einen Kostenvorteil gegenüber bisherigen Geberzylin¬ dern aufweist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung, zur Schaffung einer Strömungsverbindung, ist der Dichtungsträger auf der zur Führungsseite weisenden Stirnseite mit einer Radialnut versehen. Diese ist verbunden mit einer Längsnut, die innenseitig an der Bohrungswandung des Dichtungsträgers angeordnet ist und die sich über die gesamte Breite des Dichtungsträgers erstreckt. Im Vergleich zum bekannten Stand der Technik, bei dem zur Schaffung einer Strömungsverbindung in ins¬ gesamt drei Bauteilen, dem Gehäuse, der Führungshülse und dem Kolben Radialbohrungen, Umfangsnuten oder eine Querbohrung eingebracht sind, umfaßt der erfindungsgemäße Aufbau lediglich eine Nut am Dichtungsträger. Der ohne eine Lageorientierung einsetzbare, mit einer Radial- und Längsnut versehene Dichtungsträger begünstigt außerdem die Druckmitteleinströmung, so daß in der Neutralstellung bzw. Endstellung des Kolbens Druckmittel nahezu ungehindert vom Reservoir in den Druckraum einströmen kann, sobald der Druck im Reservoir bzw. im Leitungsanschluß höher ist als der im Druckraum vorherrschende Druck.
Als Maßnahme zur Schaffung einer verbesserten Dichtwirkung der Primärdich¬ tung ist die radial äußere Dichtlippe der Primärdichtung in einer Axialnut eines radial gestuften Abschnitts des Gehäuses geführt.
Im eingebauten Zustand stützt sich der Dichtungsträger mit einem druckraumsei- tig axial vorstehenden Bund an einem Ansatz des Gehäuses ab. Diese Maßnah¬ me begünstigt die Wirksamkeit der Primärdichtung, da folglich deren Dicht-
lippen ausschließlich vom Druck des Druckmittels im Druckraum ohne jegliche axiale Vorspannung beaufschlagt werden.
Als weitere Maßnahme zur Verringerung des Bauteileumfangs ist die Führungs- hülse pedalseitig mit einem einstückig radial nach innen gerichteten, umlaufen¬ den Bund versehen, der einen Kolbenanschlag bildet. Die Führungshülse besitzt dabei einen axial aus dem Gehäuse austretenden Abschnitt zur Vergrößerung der Kolbenführung.
Auf der vom Kolbenanschlag abgewandten Seite ist in einer stirnseitigen, zum Kolben offenen Ausnehmung die Sekundärdichtung eingesetzt, wobei ein axial vorstehender Bund der Führungshülse die statisch beanspruchte radial äußere Dichtlippe der Sekundärdichtung außenseitig umschließt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind nahezu alle Bauteile des Geberzylinders mit Ausnahme der Nutringdichtungen und der Kolbenschafthül¬ se aus einem Werkstoff, insbesondere einem hochfesten Kunststoff wie PA 66 GF 35 hergestellt. Damit ergibt sich vorteilhaft eine übereinstimmende Werk¬ stoffpaarung, wodurch die Bauteiltoleranzen auf einen Werkstoff abgestimmt werden können.
Die Führungshülse ist mit dem Gehäuse in der Einbaulage mittels einer Vibra- tions- oder Ultraschallschweißung unlösbar verbunden und gleichzeitig abge¬ dichtet. Mit dieser Befestigung kann auf eine sonst übliche Abdichtung zwi- sehen der Führungshülse und dem Gehäuse verzichtet werden, wodurch sich neben einer Verringerung der Bauteile auch gleichzeitig eine Montageverein¬ fachung ergibt. Der Aufbau der Führungshülse erfordert keinerlei Lageorientie¬ rung, was die Montage weiterhin vereinfacht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in einem Längsschnitt den Aufbau eines erfin- dungsgemäßen Geberzylinders.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Mit der Bezugsziffer 1 ist in der einzigen Figur ein insbesondere aus Kunststoff hergestellter Geberzylinder abgebildet, der ein Gehäuse 2 umfaßt. Über einen Leitungsanschluß 3, der mit einem nicht abgebildeten Druckmittelreservoir in Verbindung steht, kann dem Geberzylinder 1 ein Druckmittel drucklos zu¬ geführt werden. Das Gehäuse 2 verfügt über eine radial gestufte Sacklochboh¬ rung 4, in deren größtem Durchmesserbereich eine Führungshülse 5 eingesetzt ist, die durch eine Vibrations- oder Ultraschallschweißung unlösbar abgedichtet mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. In der Führungshülse 5 ist ein Kolben 6 axial verschiebbar geführt. Am Kolben 6 ist eine Kolbenstange 8 beweglich angeord¬ net, die eine Verbindung zu einer Pedaleinrichtung sicherstellt, über die der Geberzylinder 1 manuell betätigbar ist. Die Kolbenstange 8 ist endseitig mit einem Kugelkopf 9 versehen, der in Halbschalen 7a, 7b formschlüssig gehalten ist. Die Halbschalen 7a, 7b sind umschlossen von einer aus Stahlblech spanlos geformten Kolbenschafthülse 10. In der abgebildeten Kolbenstellung liegt der Kolben 6 an einem radial nach innen umlaufend angeordneten, einen Anschlag bildenden Bund 1 1 der Führungshülse 5 an. Auf der vom Bund 1 1 abgewand- ten Seite weist die Führungshülse 5 stirnseitig eine zum Kolben 6 offene Aus¬ nehmung 12 auf, in die eine Sekundärdichtung 13 eingepaßt ist, deren Dicht¬ lippen 19, 20 jeweils unter radialer Vorspannung an einem Bund 14 der Füh¬ rungshülse 5 bzw. auf einer Mantelfläche der Kolbenschafthülse 10 dichtend anliegen. Der axial vorstehende Bund 14 besitzt dabei eine die Sekundärdich- tung 1 3 vollständig umschließende axiale Erstreckung.
Der Führungshülse 5 ist in der Sacklochbohrung 4 in einem radial nach innen versetzten Abschnitt ein Dichtungsträger 1 5 axial vorangestellt, der sich stirnsei-
tig am Bund 14 der Führungshülse 5 abstützt. Auf der Gegenseite liegt der Dichtungsträger 1 5 an einem Ansatz 16 des Gehäuses 2 an. Der Dichtungs¬ träger 1 5 stellt für den Kolben 6 eine verlängerte Kolbenführung dar. Bei einer Verlagerung des Kolbens 6 in Pfeilrichtung verdrängt dieser das im Druckraum 1 7 des Gehäuses 2 eingeschlosse Druckmittel über einen Druckanschluß 28 in eine in der Figur nicht abgebildete Druckleitung zur Beaufschlagung einer Ausrückvorrichtung für eine Reibungskupplung. Zur Vermeidung eines den Bauraum des Geberzylinders nachteilig beeinflussenden Totraums ist der Durch¬ messer des Druckraums 1 7 nur unwesentlich größer als der Kolbendurchmesser. Im Dichtungsträger 15 ist druckraumseitig in einer Ausnehmung 27 eine Primär¬ dichtung 18 eingesetzt, deren radial äußere Dichtlippe 21 sich am Gehäuse 2 abstützt und dabei in eine Axialnut 29 eingreift. Die dynamisch wirkende Dichtlippe 22 liegt dagegen unter radialer Vorspannung bei betätigtem Kolben 6 an der Kolbenschafthülse 10 an. In der abgebildeten Kolbenstellung ergibt sich ein Axialversatz zwischen der Dichtlippe 22 und einer Stirnseite 23 des Kolbens 6. Dadurch bildet sich ein Ringspalt 24, der mit einer Längsnut 25 und einer Radialnut 26, jeweils eingebracht im Dichtungsträger 1 5, eine Strömungs¬ verbindung vom Druckraum 1 7 zum Leitungsanschluß 3 herstellt. Diese erfin¬ dungsgemäße Strömungsverbindung stellt ein für die Funktion des Geberzylin- ders 1 notwendiges strömungsgünstiges Einströmen des Druckmittels vom Reser¬ voir in den Druckraum 1 7 sicher, und schafft damit einen Fluidpegelausgleich in der Endstellung des Kolbens 6.
Bezugszahlenliste
1 Geberzylinder 15 Dichtungsträger
2 Gehäuse 16 Ansatz
3 Leitungsanschluß 1 7 Druckraum
4 Sacklochbohrung 18 Primärdichtung
5 Führungshülse 19 Dichtlippe
6 Kolben 20 Dichtlippe
7a Halbschale 21 Dichtlippe 7b Halbschale 22 Dichtlippe
8 Kolbenstange 23 Stirnseite
9 Kugel köpf 24 Ringspalt
10 Kolbenschafthülse 25 Längsnut
1 1 Bund 26 Radialnut
12 Ausnehmung 27 Ausnehmung
13 Sekundärdichtung 28 Druckanschluß
14 Bund 29 Axialnut