CN206299793U - 具有锥状成形的支撑环的压力缸单元、如离合器主动缸 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于压力缸单元(10)的密封组件(1)，密封组件具有密封元件(2)，密封元件具有一环形的凸缘区段(3)，凸缘区段设有多个密封唇(5)，密封唇指向共同的径向方向且分别构成了准备用于贴靠在压力活塞(11)或壳体(12)上的密封面(4)，以及密封组件具有支撑环(6)，支撑环由背离密封面(4)的径向侧面进行支撑地以及沿径向与密封面(4)间隔开地布置在凸缘区段(3)上，其中，支撑环(6)在未负载状态下锥状地成形有一在运行中贴靠在凸缘区段(3)上的支撑面(7)；本实用新型还涉及一种具有这种密封组件(1)的压力缸单元 (10)、如离合器主动缸。

Description

具有锥状成形的支撑环的压力缸单元、如离合器主动缸
技术领域
本实用新型涉及一种用于压力缸单元的密封组件，所述密封组件优选用于操纵离合器，所述密封组件具有密封元件，所述密封元件具有一环形的凸缘区段，所述凸缘区段设有多个密封唇，所述密封唇指向密封元件的共同的径向方向并且分别构成了准备用于贴靠在该压力缸单元的压力活塞或壳体上的密封面，以及所述密封元件具有一支撑环，所述支撑环由所述密封元件的背离所述密封面的径向侧面进行支撑地以及在径向上与所述密封面间隔开地布置在所述凸缘区段上。此外，本实用新型涉及一种压力缸单元本身，该压力缸单元优选设计为离合器主动缸(Kupplungsgeberzylinder)或离合器从动缸(Kupplungsnehmerzylinder)并且具有这种密封组件。
背景技术
所述类型的密封组件由现有技术已经充分已知。因此，例如DE 10 2013 200986A1公开了一种活塞缸单元的密封组件，起具有环形密封件，环形密封件具有静态密封唇和运动密封唇，它们彼此连接。该密封件被接收在一接收部中，该接收部具有至少一个周向壁部和至少一个轴向壁部，并且密封件在该接收部中以静态密封唇在径向上支撑在周向壁部上。运动密封唇在能滑动支撑的情况下贴靠在邻接到所述接收部上的另一壁部上，并且静态密封唇的轴向端部能够贴靠在所述轴向壁部上。此外，设置有用于减少密封件在静态密封唇的轴向端部区域上和/或在轴向壁部上的扭转的器件。
由此，由现有技术已知密封组件，这些密封组件尤其也被使用在分离式离合器***中。尤其在这些压力缸单元的领域中(经常构造为离合器主动缸(英文：“Clutch MasterCylinder”/CMC)已证实为不利的是，在这些压力缸单元的使用中应用相对低价值的流体介质时可能通过密封元件在对应壳体或压力活塞上的彼此贴靠滑动而发生不舒服的噪声增长。尤其在大 约80℃或80℃以上的运行温度下，经常产生这类运动噪声，这些运动噪声可以被机动车的使用者不舒服地感知到。在此，大多也同时在密封面的范围内产生相对高的摩擦。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的是消除由现有技术已知的缺点并尤其是提供一种密封组件，该密封组件当在使用相对低价值的流体介质时也要确保压力缸单元的尽可能没有噪声的运行。
根据本实用新型，该目的通过如下方式实现：支撑环在(密封组件的)未负载状态下锥状地(也就是相对密封组件的轴向方向倾斜地)成形有在运行中贴靠在所述凸缘区段上的支撑面。
由此，密封组件在运行中以其凸缘区段尽可能均匀地密封式贴靠在活塞或壳体上，在该运行中，密封组件以一定的预紧力被挤压在压力活塞与壳体之间的径向中间腔中。通过支撑环的锥状构造，明显改善了噪声行为，这是因为在所有运行状态下有目的地避免邻接到密封唇上的区域与壳体或压力活塞的接触。
其他的有利实施方式在从属权利要求中要求权利并在下面详细阐释。
如果凸缘区段此外与密封元件的基体连接以及能够沿径向方向弹性变形，那么所述凸缘区段特别高效地起作用。
此外，在该上下文中也是有利的是，凸缘区段与基体材料一件式地/整体地构造。由此能够在整体上特别成本有利地制造所述密封元件。
此外符合目的的是，凸缘区段由弹性的/能弹性变形的塑料材料、例如优选适于作为密封介质的弹性体制成，这是因为因此有利地影响了密封效果。所述支撑环也有利地由弹性的/能弹性变形的塑料材料，例如弹性体、热塑性塑料或热固塑料制成。
也有利的是，凸缘区段在其轴向延伸尺寸方面在未负载状态下构造得比支撑环在其轴向延伸尺寸方面(在该未负载状态下)更大。由此避免了：优选由不同于凸缘区段或密封元件的塑料材料制成的支撑环与壳体上的区域或压力活塞上的区域出现触碰。尤其地由此避免了支撑环材料的磨损。
当凸缘区段在其整个轴向延伸尺寸上在密封组件的负载状态下被支撑面支撑时，支撑环特别有效地作用到所有数量的密封唇上。
此外有利的是，凸缘区段在未负载状态下相对于密封元件的轴向方向倾斜延伸地构造/走向，由此，所述密封元件在运行中特别有效以及稳定地贴靠在压力活塞或壳体上的相应贴靠面上。
如果支撑面以如下方式构造/走向，即，支撑面从密封元件的基体出来地朝凸缘区段的自由端部去地在其尺寸/其直径上变大，那么特别有效地实现所述密封。
此外，本实用新型也涉及一种压力缸单元，该压力缸单元具有：壳体；以能在所述壳体中移动的方式被接收的以及与所述壳体围出一流体的、优选液压的压力腔的压力活塞；以及根据之前所描述的实施方案中的至少一项所述的密封组件，所述密封组件以如下方式布置，使得所述压力腔相对于周围环境(在流体、优选在液压方面)被密封。由此，也特别有效地构造了所述压力缸单元。
在此情况下，压力缸单元优选构型为离合器主动缸或进一步优选地构型为离合器从动缸。
此外有利的是，凸缘区段以如下方式构型并通过支撑环被支撑，即，该凸缘区段与压力缸单元的运行温度相关地借助其密封唇在数目和/或贴靠力上可变地贴靠在压力活塞或壳体上。由此可与压力缸单元的运行温度相关地特别有效地控制密封效果。
在该上下文中也符合目的的是，凸缘区段以如下方式构型并通过支撑环被支撑，即，凸缘区段在压力缸单元的运行温度在-60℃与-30℃之间时、优选在大约-40℃的运行温度下，仅以这些密封唇的一部分通过其密封面、优选以两个密封唇的两个密封面密封式贴靠在压力活塞或壳体上，而至少一个另外的密封唇(以其密封面)在该运行温度/该运行温度范围下布置得与压力活塞或壳体间隔开。
此外有利的是，凸缘区段以如下方式构型并通过支撑环被支撑，即，凸缘区段在压力缸单元的运行温度在0℃与40℃之间时、优选在大约室温/大约15℃的运行温度下，仅以这些密封唇的一部分通过其密封面、优选以两个密封唇的两个密封面密封式贴靠在压力活塞或壳体上，而至少一个另外的密封唇(以其密封面)在该运行温度/该运行温度范围下布置得与压力活塞或壳体间隔开。
此外有利的是，凸缘区段以如下方式构型并通过支撑环被支撑，即， 凸缘区段在压力缸单元的运行温度在+40℃与+100℃之间时、优选在大约80℃的运行温度下，以所有密封唇通过其密封面、优选以三个密封唇的三个密封面密封式贴靠在压力活塞或壳体上。由此可以特别噪声少地构造与独立于温度的密封行为。
此外有用的是，凸缘区段以其密封唇密封式地、即在流体方面、优选在液压方面密封式地贴靠在壳体的内周面上，这是因为在该区域中，密封件特别有效地起作用。
换句话说，由此根据本实用新型设置：在密封组件/初级密封组件/初级密封件的一所谓的增能器(Energizer)(支撑环)上设置一锥状贴靠面/支撑面并由此锥状地构造所述增能器。由此，将密封唇按压到壳体上的所述增能器锥状地构造并以如下方式改型，使得该增能器仅还以密封唇贴靠在壳体上且不再与另外的接触区域贴靠。
附图说明
现在，在下面根据附图详细阐释本实用新型。
附图示出：
图1示出了按照一个优选实施例的根据本实用新型的压力缸单元的纵向截面图，在该优选实施例中使用了根据本实用新型的密封组件，其中，能够特别好地在压力缸单元中识别出尤其所述密封组件的位置；
图2示出了在图1中使用的密封组件的示意性纵截面图，其中，所述密封组件连同他的密封元件以及支撑环被示出在一未负载的状态下，在该状态中，该密封组件还没有***在压力缸单元壳体的以及压力活塞的以虚线简示的表面之间；
图3示出了按照图2的密封组件的纵截面图，其中，该密封组件现在处在一负载状态下，在该状态中，该密封组件被夹入到压力活塞的外周侧与壳体内侧之间的径向中间腔中以及以其凸缘区段密封式地贴靠在壳体的内周面上；以及
图4-6示出了不同密封唇的密封面的挤压压力与运行温度相关(图4在-40℃下，图5在室温(RT)下并且图6在80℃下)的曲线图并且示出了相对于周围环境的、在压力腔中的不同压力值。
这些图仅仅是示意性质并仅用于本实用新型的理解。相同的元件设有 同样的附图标记。
具体实施方式
根据本实用新型的密封组件1的结构在图3中能够特别好地识别。密封组件1在这里处在负载状态下，在该负载状态中，该密封组件被压入/挤入在压力缸单元10的壳体12与压力活塞11之间的径向中间腔15中。所述密封组件1一方面具有一环形密封元件2。密封元件2又具有一环形基体8。在该基体8的轴向端侧面上一体式/材料一件式地成形出一凸缘区段3。凸缘区段3也连续环形地沿着基体8的整个周缘延伸。所述凸缘区段3基本上沿轴向方向从基体8延伸离开并因此被设计为沿轴向方向从基体8伸出的板条/环形板条。此外，密封元件2/凸缘区段3以及基体8由能弹性变形的塑料材料来制造。
在凸缘区段3的一径向侧上，在这里在径向外周侧18上，在该凸缘区段3上构造有三个密封唇5。这些密封唇5分别构造为也称作突出部的突起部，所述突起部构造了沿径向方向向外延伸的、平面的环形密封面4。在按照图3的密封组件1的负载状态中，密封唇5按照压力缸单元10中占主导的运行温度要么全部要么部分地密封式地贴靠在壳体12的内周面14上。但是在此情况下要始终确保：总是有至少一个密封唇5以其密封面4、或者说有两个密封唇5以其密封面4以液压密封方式贴靠在内周面14上。
在密封装置1的所述负载状态下，一支撑环6面式地贴靠在凸缘区段3的背离密封唇5的径向侧上并构成一支撑面7，该支撑面朝背离所述密封唇5的径向侧去地、在这里沿径向方向向内地支撑所述凸缘区段3。
此外，图2中示出了在未负载状态下的密封组件1，其中，所述密封元件2以及支撑环6没有像图3中那样被挤入到中间腔15中，而是被放松，没有外部运行负载和预夹紧力起作用。支撑环6在未负载状态下又梯形地构造。尤其地，所述支撑面7锥状地构造/延伸。换句话说，支撑环6的支撑面7相对于密封组件1的轴向方向观察以倾斜方式延伸，即基本上以大致5°至20°倾斜。凸缘区段3在该未负载状态下也相对于密封组件1的轴向方向以倾斜方式延伸。
支撑面7的轴向延伸尺寸、在这里甚至支撑环6的整个轴向延伸尺寸在该未负载状态下小于在该未负载状态下的凸缘区段3从基体8离开的轴 向延伸尺寸。在按照图3的负载状态下，支撑环6以及凸缘区段3又以如下方式相对彼此变形/布置，即，支撑环6在它的整个轴向延伸尺寸/长度上以它的支撑面7在径向上从内部支撑所述凸缘区段3。在此，支撑面7的锥状延伸尺寸以如下方式来选择，即，支撑环6沿轴向方向从基体8离开地(沿如下这样的方向，凸缘区段3也沿该方向从基体8延伸离开)扩展/在外直径上扩宽/变大。
通过支撑环6在未负载状态下的锥状变形获得了各个密封唇5的密封面4(在压力腔13中压力恒定情况下)在壳体12上的特别适合的、与温度相关的贴靠，该贴靠在图4至6内的曲线视图中简示。在此，凸缘区段3以如下方式构型并通过支撑环6被支撑，即，凸缘区段3在压力缸单元10的-40℃的运行温度(在第一运行状态下)以及压力腔13内的40bar的压力(图4；实线)下，以两个密封唇5(第一密封唇5a和第二密封唇5b)的密封面4密封式贴靠在壳体12上，而另一密封唇5(第三密封唇5c)以其密封面4在该运行温度和(压力腔13内)该压力下布置得与壳体12间隔开或布置得相对该壳体无压力。在凸缘区段3以及壳体12之间出现的摩擦力在这些值的情况下是19N。同时，凸缘区段3也以如下方式构型并通过支撑环6被支撑，即，凸缘区段3在压力缸单元10的15℃的(在第二运行状态下的)运行温度以及压力腔13内的40bar的压力(图5；实线)下，同样以两个密封唇5(第一和第二密封唇5a、5b)的密封面4密封式贴靠在壳体12上，而另一密封唇5(第三密封唇5c)以其密封面4在该运行温度和(压力腔13内的)该压力下布置得与壳体12间隔开或布置得相对于该壳体无压力。在凸缘区段3以及壳体12之间出现的摩擦力在这些值的情况下为18N。此外，凸缘区段3也以如下方式构型并通过支撑环6以如下方式被支撑，即，凸缘区段3在压力缸单元10的80℃的(在第三运行状态下的)运行温度以及压力腔13内的40bar的压力(图6；实线)下，以三个密封唇5(第一、第二和第三密封唇5a至5c)的所有密封面4密封式贴靠在壳体12上。在凸缘区段3以及壳体12之间出现的摩擦力在这些值的情况下为23N。
凸缘区段3也以如下方式构型并通过支撑环6被支撑，即，凸缘区段3在压力缸单元10的-40℃的(在第四运行状态下的)运行温度以及压力腔13内的20bar的压力(图4；虚线)下，以及在压力缸单元10的15℃的(在 第五运行状态下的)运行温度下以及在压力腔13内的20bar的压力(图5；虚线)下，以仅一个密封唇5(第一密封唇5a)的密封面4密封式贴靠在壳体12上，而另外的密封唇5(第二和第三密封唇5b、5c)以其密封面4在该运行温度和该压力下布置得与壳体12间隔开或布置得相对于该壳体无压力。此外，凸缘区段3也以如下方式构型并通过支撑环6被支撑，即，凸缘区段3在压力缸单元10的80℃的(在第六运行状态下的)运行温度以及压力腔13内的20bar的压力(图6；虚线)下，以三个密封唇5(第一、第二和第三密封唇5a至5c)的所有密封面4密封式贴靠在所述壳体12上。
再次地，凸缘区段3以如下方式构型并通过支撑环6被支撑，即，凸缘区段3在压力缸单元10的-40℃的(在第七运行状态下的)运行温度以及压力腔13内的0bar的压力(图4；点线)下，以及在压力缸单元10的15℃的(在第八运行状态下的)运行温度以及压力腔13内的0bar的压力(图5；点线)下，以仅一个密封唇5(第一密封唇5a)的密封面4密封式贴靠在所述壳体12上，而另外的密封唇5(第二和第三密封唇5b、5c)以其密封面4在该运行温度和(压力腔13内的)该压力下布置得与壳体12间隔开或布置得相对于该壳体无压力。此外，凸缘区段3也以如下方式构型并通过支撑环6被支撑，即，凸缘区段3在压力缸单元10的80℃的(在第九运行状态下的)运行温度以及压力腔13内的0bar的压力(图6；点线)下，以两个密封唇5(第一和第二密封唇5a、5b)的密封面4密封式贴靠在所述壳体12上，而另外的密封唇5(第三密封唇5c)以其密封面4在该运行温度和该压力下布置得与壳体12间隔开或布置得相对于该壳体无压力。
凸缘区段3的每个其他的区域在这些运行状态下始终布置得与壳体12间隔开。
鉴于完整性而提及的是，支撑环6同样由能弹性变形的塑料材料来制造，该塑料材料是与密封元件2的材料不同的材料。
根据本实用新型的压力缸单元10在整体上可以在图1中特别好地被识别出。在此情况下，涉及形式为离合器主动缸9的压力缸单元10，该离合器主动缸的压力活塞11以惯常形式能移动地与机动车的离合器踏板连接。压力活塞沿壳体12的轴向方向以能在壳体12中移动的方式被支承，在该压力活塞11与壳体12之间按照常见方式构成一流体的、即液压的压力腔 13。在压力活塞11上设置有多个密封件，其中，一初级密封件16构造为根据本实用新型的密封组件1。此外，压力活塞11也具有形式为次级密封件17的第二密封件，其中，不仅初级密封件而且次级密封件16、17具有这样的任务，即，使压力腔13相对于周围环境是密封的。密封组件11又以已经描述过的方式被夹入/挤入在压力活塞11的径向外侧面/外周侧与壳体12的内周面14之间的径向中间腔15中。尤其地，密封元件2连同支撑环6沿轴向方向固定在压力活塞11中并利用凸缘区段3通过其密封唇5滑动式贴靠在所述内周面14上。
换句话说，由此提供了一种密封组件1，该密封组件具有也称作/构造为“增能器”的、具有锥状型廓的支撑环6，使得避免了在塑料密封件(初级密封件16)的密封唇5之外的挤压力并也进一步减小了密封唇5的挤压力以及摩擦。
附图标记列表
1 密封组件
2 密封元件
3 凸缘区段
4 密封面
5 密封唇
5a 第一密封唇
5b 第二密封唇
5c 第三密封唇
6 支撑环
7 支撑面
8 基体
9 离合器主动缸
10 压力缸单元
11 压力活塞
12 壳体
13 压力腔
14 内周面
15 中间腔
16 初级密封件
17 次级密封件
18 外周侧。

Claims (10)

1.用于压力缸单元(10)的密封组件(1)，所述密封组件具有密封元件(2)，所述密封元件具有一环形的凸缘区段(3)，所述凸缘区段设有多个密封唇(5)，所述密封唇指向共同的径向方向并且分别构成了准备用于贴靠在一压力活塞(11)或壳体(12)上的密封面(4)，以及所述密封组件具有一支撑环(6)，所述支撑环由背离所述密封面(4)的径向侧面进行支撑地以及在径向上与所述密封面(4)间隔开地布置在所述凸缘区段(3)上，其特征在于，所述支撑环(6)在未负载状态下锥状地成形有一在运行中贴靠在所述凸缘区段(3)上的支撑面(7)。
2.根据权利要求1所述的密封组件(1)，其特征在于，所述凸缘区段(3)与所述密封元件(2)的基体(8)连接以及能够沿径向方向弹性变形。
3.根据权利要求2所述的密封组件(1)，其特征在于，所述凸缘区段(3)与所述基体(8)材料一件式地构造。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封组件(1)，其特征在于，所述凸缘区段(3)由弹性的塑料材料制成。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的密封组件(1)，其特征在于，所述凸缘区段(3)在其轴向延伸尺寸方面在所述未负载状态下构造得比所述支撑环(6)在其轴向延伸尺寸方面更大。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的密封组件(1)，其特征在于，所述凸缘区段(3)在其整个轴向延伸尺寸上在所述密封组件(1)的负载状态下被所述支撑面(7)支撑。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的密封组件(1)，其特征在于，所述凸缘区段(3)在所述未负载状态下相对于所述密封元件(2)的轴向方向倾斜地延伸。
8.压力缸单元(10)，其具有壳体(12)、具有以能在所述壳体(12)中移动的方式被接收的以及与所述壳体(12)围出一流体压力腔(13)的压力活塞(11)以及具有根据权利要求1至7中任一项所述的密封组件(1)，所述密封组件以如下方式布置，使得所述压力腔(13)相对于周围环境被密封。
9.根据权利要求8所述的压力缸单元(10)，其特征在于，所述凸缘区段(3)以如下方式构型并通过所述支撑环(6)被支撑，使得所述凸缘区段与压力缸单元(10)的运行温度相关地借助其密封唇(5)在数目上和/或在贴靠力上可变地贴靠在所述压力活塞(11)或所述壳体(12)上。
10.根据权利要求8或9所述的压力缸单元(10)，其特征在于，所述凸缘区段(3)以其密封唇(5)密封式贴靠在所述壳体(12)的内周面(14)上。
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