DE102009034402A1

DE102009034402A1 - Hydraulikzylinder

Info

Publication number: DE102009034402A1
Application number: DE102009034402A
Authority: DE
Inventors: Marcelo-Henrique Sorocaba Ribeiro
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2010-02-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder mit einem in einem Zylindergehäuse geführten und mittels einer Kolbenstange bewegbaren Kolben und mit wenigstens einem zwischen Kolben und Zylindergehäuse vorgesehenen Dicht-/Abstreifelement. Erfindungsgemäß ist das Dicht-/Abstreifelement einstückig an den Kolben angeformt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder mit einem in einem Zylindergehäuse geführten und mittels einer Kolbenstange bewegbaren Kolben und mit wenigstens einem zwischen Kolben und Zylindergehäuse vorgesehenen Dicht-/Abstreifelement.
Gattungsgemäße Hydraulikzylinder finden beispielsweise in Kupplungsausrücksystemen zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges Anwendung. Ein in Kupplungsausrücksystemen eingesetzter Geberzylinder umfasst einen Kolben, der in einem mit Fluid durchströmbaren Zylindergehäuse geführt und über eine Kolbenstange bewegbar ist. Üblicherweise ist das Zylindergehäuse aus Kunststoff gefertigt und weist einen Zulaufanschluss und einen Druckanschluss sowie einen als Sackloch gestalteten Druckraum auf, in dem der Kolben axial verschiebbar angeordnet ist. Der Druckraum wird durch eine Führungshülse gebildet, welche den Kolben umschließt. An einem Ende ist der Kolben mit der Kolbenstange verbunden, durch die der Kolben betätigt wird. Dabei besteht insbesondere im Bereich des der Kolbenstange zugewandten Endes des Kolbens die Gefahr, dass Schmutzpartikel in den Druckraum gelangen können. Dies kann zu Beschädigungen an den Reibflächen zwischen dem Kolben und der Innenwand der Führungshülse und somit zu Betriebsstörungen bei den bekannten Hydraulikzylindern führen.
Aus dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt, die diesen Nachteil beseitigen und ein Eindringen von Schmutzpartikeln in den Druckraum verhindern sollen. Zu diesem Zweck weisen gattungsgemäße Hydraulikzylinder Dichtelemente auf, die neben einer Abdichtung zwischen der Umfangsfläche des beweglichen Kolbens bzw. der Kolbenstange und einer zylindrischen Fläche des ortsfesten Zylindergehäuses auch als Abstreifelement fungieren. Ein derartiger Dicht- und Abstreifring wird beispielsweise in DE 36 01 746 C2 beschrieben.
Aus DE 44 35 260 A1 ist ein Geberzylinder für die Betätigung einer Fahrzeugkupplung bekannt, der mit zwei axial versetzten Buchsen versehen ist, in denen ein Kolben verschiebbar geführt ist. Dabei sind die Buchsen aus Stahl gefertigt, wobei der Kolben gegenüber jeder der Buchsen durch separate Dichtungen abgedichtet ist. Durch den Einsatz von zwei Buchsen soll erreicht werden, dass die Kolbendichtungen unabhängig von der Kolbenbewegung den Übergangsbereich zwischen den Buchsen nicht erreichen und so eine wirkungsvolle Abdichtung sicherstellen. Allerdings bedeutet dies einen großen Fertigungsaufwand bei gleichzeitiger Vergrößerung des Gewichtes sowie des Bauraumes des Geberzylinders.
Auch die in DE 696 11 891 T2 offenbarte hydraulische Kraftfahrzeug-Kupplungsbetätigung mit einem metallischer Kolben weist einen in seiner Herstellung ebenfalls aufwendigen Hydraulikzylinder auf, dessen aus Kunststoff ausgeführter Zylinderkörper aus wenigstens zwei Teilen besteht und wenigstens eine Dichtung trägt, die mit dem Kolben zusammenwirkt.
Ein aus DE 10 2005 041 418 A1 bekannter Geberzylinder für eine hydraulische Kupplungsbetätigung weist ein Dichtelement auf, das an dem Kolben befestigt und mit diesem mitbewegbar ist. Durch das mit der Bewegung des Kolbens mitgeführte Dichtelement soll ein Eindringen von Schmutzpartikeln in den Spalt zwischen dem Kolben und der Innenwand des Zylindergehäuses verhindert werden. Dieses Dichtelement ist formschlüssig mit dem Kolben verbunden, indem beispielsweise der Kolben an seinem der Kolbenstange zugewandten Ende eine radiale Hinterschneidung oder dergleichen aufweist, in der das Dichtelement lösbar gehalten ist. Dadurch erschwert sich aber die Fertigung dieses bekannten Geberzylinders, da das Dichtelement entsprechend befestigt werden muss.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Hydraulikzylinder zu entwickeln, der sich durch eine bauraum- und gewichtsreduzierte Bauweise und funktionssichere Arbeitsweise auszeichnet sowie einen geringen Fertigungsaufwand aufweist.
Diese Aufgabe wird mit einem Hydraulikzylinder mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist das Dicht-/Abstreifelement einstückig an den Kolben angeformt. Dabei ist das Dicht/Abstreifelement vorzugsweise durch Spritzgießen an den Kolben angeformt. Der Kolben und das Dicht-/Abstreifelement sind in einem Zwei-Phasen-Spritzgießverfahren hergestellt. Der Kolben besteht vorzugsweise aus dem Werkstoff Vyncolit und das Dicht-/Abstreifelement aus dem Werkstoff EPDM.
Das Dicht-/Abstreifelement ist ringförmig ausgebildet, wobei das Dicht-/Abstreifelement nahe dem kolbenstangenseitigen Ende des Kolbens an den Kolben angeformt ist. Der Innendurchmesser des Dicht-/Abstreifelementes ist kleiner als der Durchmesser des Kolbens und der Außendurchmesser des Dicht-/Abstreifelementes ist etwas größer als der Durchmesser des Kolbens. An dem Außendurchmesser des Dicht-/Abstreifelementes ist eine als Abstreifkante ausgebildete Durchmesservergrößerung vorgesehen. Vorzugsweise ist der Hydraulikzylinder ein Geberzylinder eines hydraulischen Ausrücksystems.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines Hydraulikzylinders mit der erfindungsgemäßen Weiterentwicklung
2a eine schematische Darstellung eines Kolbens mit einem Dicht-/Abstreifelement
2b eine Schnittdarstellung von 2a.
In 1 ist als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders ein Geberzylinder eines Kupplungsausrücksystems in einer Schnittdarstellung gezeigt, wobei die einzelnen Bauteile nur schematisch dargestellt sind.
In an sich bekannter Art und Weise wird in einem Zylindergehäuse 1 des Geberzylinders ein aus einem Kunststoff bestehender Kolben 2 axial verschiebbar geführt. Der Kolben 2 begrenzt dabei auf einer Seite einen hier nicht gezeigten Druckraum, während er mit seiner gegenüberliegenden Stirnseite an einer Kolbenstange 3 befestigt ist, mittels der die Betätigung des Kolbens 2 erfolgt. Die Kolbenstange 3 greift hierbei in eine Aufnahme 2.1 des Kolbens 2 ein.
Nahe der Aufnahme 2.1 ist umfangsseitig an dem bewegbaren Kolben 2 ein Dicht- und Abstreifelement 4 vorgesehen, das mit der Innenwand des ortsfesten Zylindergehäuses 1 zusammenwirkt. Dieses Dicht-/Abstreifelement 4 besteht ebenfalls aus einem Kunststoff und ist an den Kolben 2 vorzugsweise durch Spritzgießen angeformt. In den 2a und 2b ist der Kolben 2 mit angeformtem Dicht-/Abstreifelement 4 dargestellt.
Als Werkstoff findet der Kunststoff EPDM für das Dicht-/Abstreifelement 4 und für den Kolben 2 der Kunststoff Vyncolit Anwendung. Es ist aber auch der Einsatz eines anderen spritzgießbaren Kunststoffes möglich.
Das Dicht-/Abstreifelement 4 ist ringförmig ausgebildet, wobei der Durchmesser Kd des Kolbens 2 etwas kleiner als der Außendurchmesser D des Dicht-/Abstreifelementes 4 aber größer als der Innendurchmesser d des Dicht-/Abstreifelementes 4 ist. Der Außendurchmesser D zeigt zudem einen sich in Richtung Kolbenstange 3 leicht vergrößernden Wert. Die sich dadurch an dem dem Zylindergehäuse 1 zugewandten Außenumfang des Dicht-/Abstreifelementes 4 ausgebildete Schräge hat die Funktion einer Abstreifkante 4.1.
Die Herstellung des Hydraulikzylinders mit dem Kolben 2 mit angeformtem Dicht-/Abstreifelement 4 wird vorzugsweise mittels Spritzgießverfahren verwirklicht. Hierbei wird in einer ersten Phase der Kolben 2 mit dem Werkstoff Vyncolit gespritzt. In einer zweiten Phase erfolgt dann das Spritzgießen des Dicht-/Abstreifelementes 4.
Voraussetzung für den Erhalt eines einzigen, aus zwei Komponenten bestehenden Bauteiles (Kolben 2 und Dicht-/Abstreifelement 4), ist das Vorhandensein eines Einspritzwerkzeuges mit zwei verschiedenen Einspritzpunkten.
Der im Ergebnis des Fertigungsprozesses erhaltene Kolben 2 mit integriertem Dicht-/Abstreifelement 4 benötigt gegenüber den bekannten Hydraulikzylindern des Standes der Technik, welche beispielsweise, um eine bessere Abdichtung zu erzielen, zwei axial versetzte Buchsen oder Metallkolben einsetzen, weniger Bauraum bzw. weniger Gewicht.
Durch die Ausbildung des Kolbens 2 mit angeformtem Dicht-/Abstreifelement 4 ist der Hydraulikzylinder leichter montierbar, da nicht mehr separate Bauteile sondern ein einziges kompaktes Bauteil in Form des Kolbens 2 vorhanden ist. Es besteht auch nicht die Gefahr, dass sich das Dicht-/Abstreifelement 4 von dem Kolben 2 löst und es dadurch zu Betriebsstörungen bei dem Hydraulikzylinder kommt.

1: Zylindergehäuse
2: Kolben
2.1: Aufnahme für Kolbenstange
3: Kolbenstange
4: Dicht-/Abstreifelement
4.1: Abstreifkante
D: Außendurchmesser des Dicht-/Abstreifelementes
d: Innendurchmesser des Dicht-/Abstreifelementes
Kd: Durchmesser des Kolbens

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3601746 C2 [0003]
- DE 4435260 A1 [0004]
- DE 69611891 T2 [0005]
- DE 102005041418 A1 [0006]

Claims

Hydraulikzylinder mit einem in einem Zylindergehäuse (1) geführten und mittels einer Kolbenstange (3) bewegbaren Kolben (2) und mit wenigstens einem zwischen Kolben (2) und Zylindergehäuse (1) vorgesehenen Dicht-/Abstreifelement (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Dicht-/Abstreifelement (4) einstückig an den Kolben (2) angeformt ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dicht/Abstreifelement (4) durch Spritzgießen an den Kolben (2) angeformt ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) und das Dicht-/Abstreifelement (4) in einem Zwei-Phasen-Spritzgießverfahren hergestellt sind.
Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) aus dem Werkstoff Vyncolit besteht.
Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dicht-/Abstreifelement (4) aus dem Werkstoff EPDM besteht.
Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dicht-/Abstreifelement (4) ringförmig ausgebildet ist.
Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dicht-/Abstreifelement (4) nahe dem kolbenstangenseitigen Ende des Kolbens (2) an den Kolben (2) angeformt ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (d) des Dicht-/Abstreifelementes (4) kleiner als der Durchmesser (Kd) des Kolbens (2) und der Außendurchmesser (D) des Dicht-/Abstreifelementes (4) etwas größer als der Durchmesser (Kd) des Kolbens (2) ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Außendurchmesser (D) des Dicht-/Abstreifelementes (4) eine als Abstreifkante (4.1) ausgebildete Durchmesservergrößerung vorgesehen ist.
Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder ein Geberzylinder eines hydraulischen Ausrücksystems ist.