DE19516391B4 - Zylinder für hydraulische Anlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Zylinder für hydraulische Anlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Download PDFInfo
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Abstract
Zylinder
für hydraulische
Anlagen insbesondere für
Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gehäuse mit einer axialen Bohrung,
in der ein an einer Kolbenstange befestigter Kolben axial verschiebbar
geführt ist,
wobei eine Stirnseite des Kolbens mit hydraulischer Flüssigkeit
beaufschlagt ist, während
der Kolben gegenüber
dem Gehäuse
abgedichtet geführt
ist, wobei ferner der Zylinder mit Anschlüssen für mindestens eine Druckleitung, sowie
für eine
Verbindungsleitung zu einer Flüssigkeitskammer
versehen ist und Anschlüsse
zu seiner Befestigung vorgesehen sind, wobei schließlich mindestens
eine im Gehäuse
angeordnete Nutringdichtung das Gehäuse gegenüber der Außenfläche des Kolbens abdichtet,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) aus einem Innen- (1a)
und einem Außenteil
(1b) besteht, wobei die Kolbenstange (2) mit dem Innenteil verbunden
ist und eine Einrichtung zum Dämpfen
von Druckstößen zwischen
dem Innen- (1a) und dem Außenteil
(1b) des Kolbens (1) angeordnet ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinder für hydraulische Anlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gehäuse mit einer axialen Bohrung, in der ein an einer Kolbenstange befestigter Kolben axial verschiebbar geführt ist, wobei eine Stirnseite des Kolbens mit hydraulischer Flüssigkeit beaufschlagt ist, während der Kolben gegenüber dem Gehäuse abgedichtet geführt ist, wobei ferner der Zylinder mit Anschlüssen für mindestens eine Druckleitung, sowie für eine Verbindungsleitung zu einer Flüssigkeitskammer versehen ist und Anschlüsse zu seiner Befestigung vorgesehen sind, wobei schließlich mindestens eine im Gehäuse angeordnete Nutringdichtung das Gehäuse gegenüber der Außenfläche des Kolbens abdichtet.
- Es sind bereits Zylinder für hydraulische Anlagen bekannt (z.B.
DE-OS 42 12 107 ), die vorzugsweise für hydraulisch betätigte Kupplungs- oder Bremssysteme in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Es sollte mit einfachen Mitteln eine montagefreundliche und kostengünstige rückwärtige Anschlagbegrenzung erreicht werden. Hierzu werden die Kolbenstangenkugel und der Kolben durch zwei Halbschalen umschlossen. Nach der Montage der Kolbenschafthülse sind Kolben und die beiden Halbschalen untrennbar verbunden. Durch die konstruktive Gestaltung des Hinterschnitts am Kolben und durch die Noppen an den beiden Halbschalen wird bei der Montage der Baugruppe in die Kolbenschafthülse die Verbindung Kolbenstangenkugel/Kolbenpfanne spielfrei. Nachteilig ist hierbei, daß bei einer spielfreien Verbindung zwischen Kolbenstange und Kolben Druckstöße oder Vibrationen, die aus der hydraulischen Flüssigkeit resultieren direkt ü ber den Kolben auf die Kolbenstange und den Betätigungselementen übertragen werden. - Es sind außerdem Zyxlinder bekannt (DE-GM 71 22 529), bei denen der Kolben gegenüber der Kolbenstange in axialer Richtung nachgiebig federnd abgestützt ist, in dem auf mindestens einer Seite des Kolbens zwischen Kolben und Kolbenstange mindestens eine Tellerfeder angeordnet ist. Die axiale Beweglichkeit des Kolbens gegenüber der Kolbenstange erfordert jedoch eine Abdichtung an der Mittenbohrung um den Druck in den beiden Arbeitsräumen nicht zu beeinflussen.
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zylinder für hydraulische Anlagen so auszubilden, dass Schwingungen bzw. Druckstöße in der hydraulischen Flüssigkeit von den Betätigungselementen abgekoppelt werden können.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kolben aus einem Innen- und einem Außenteil besteht, wobei die Kolbenstange mit dem Innenteil verbunden ist und eine Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen zwischen dem Innen- und dem Außenteil des Kolbens angeordnet ist.
- Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, dass in der Übertragungsstrecke von den Betätigungselementen zur hydraulischen Flüssigkeit bis zu den zu betätigenden Elementen eine Einrichtung vorgesehen ist, die Vibrationen, Schwingungen oder Druckstöße aus dem Fahrzeug bzw. Motor des Fahrzeuges auf die Betätigungselemente des Bedieners dämpft.
- Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass die Einrichtung dem Innenteil als elastische Aufhängung zugeordnet ist und das Innenteil an seiner der Druckseite zugewandten Stirnfläche gegenüber dem Außenteil Ausnehmungen bzw. Erhöhungen aufweist.
- Wird der Kolben zweiteilig ausgebildet, z.B. wenn eine Stahlhülse einen Kunststoffkern umgibt, wobei ein Kolben bestehend aus einem Innen- und Außenteil verwendet wird, ist vorgesehen, dass zwischen dem Innen- und dem Außenteil eine elastische Aufhän gung angeordnet ist, wobei die elastische Aufhängung eine zentrale umlaufende Ausnehmung aufweist, in die ein Ansatz der Kolbenstange eingreift.
- Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass nach radial innen offene Kanäle entlang mindestens einer Mantellinie der Zylinderlaufbahn angeordnet sind, die den Hubraum am Kolben vorbei mit der Druckleitung verbinden, wobei der Querschnitt der Kanäle zwischen der Anschlußstelle der Druckleitung und der Stirnseite des Zylinders zur Erzielung einer definierten hydraulischen Dämpfung entsprechend gering bemessen sind.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt:
-
1 einen Zylinder für eine hydraulische Anlage im Schnitt, wobei es sich hier um einen Geberzylinder handelt -
2 einen weiteren Zylinder (Nehmerzylinder) für hydraulische Anlagen im Schnitt; -
3 eine weitere Ausführungsform eines Geberzylinders im Schnitt; -
4 einen Nehmerzylinder im Schnitt; -
5 eine weitere Ausführungsform des Geberzylinders im Schnitt. - Der in
1 dargestellte Zylinder besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse12 und dem Kolben1 . Das Gehäuse12 ist mit einem Anschluß für eine Druckleitung15 versehen. - Der Kolben
1 besteht aus einem Innenteil1a und einem das Innenteil umgebenden Rohr1b , wobei das Innenteil1a mit der Kolbenstange2 verbunden ist. Die obere Bildhälfte zeigt den Kolben1 in ausgefahrener, die untere Bildhälfte den Kolben in eingefahrener Position. Im Gehäuse12 sind in einer hinterschnittfreien Bohrung11 mindestens eine Nutringdichtung10 aufgenommen, wobei das Fixierungselement13 die Nutringdichtung10 axial fixiert und gleichzeitig über Rastnasen mit dem Gehäuse12 verrastbar ist. Dieses Fixierungselement13 trägt gleichzeitig einen Abstreifring14 , welcher auf der Kolbenstange2 gleitet und von außen eintretenden Schmutz fernhält. - Die Kolbenstange
2 ist mit dem Kolben1 über eine federnde Befestigung5 verbunden, so dass zwischen diesen beiden Teilen eine geringfügige Axialbewegung möglich ist. Als weitere Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen bzw. Vibrationen ist der Endbereich3 des Kolbens1 mit einer elastischen Aufhängung4b bzw. die Stirnseite6 des Kolbens1 gegenüber dem Boden7 des Kolbenaußenteiles1b ebenfalls mit einer elastischen Aufhängung4a versehen. Die elastische Aufhängung4a des Kolbeninnenteiles1a kann dabei aus Ausnehmungen bzw. Erhöhungen bestehen. Für den Fall, dass der Kolben1 ein rohrförmiges Außenteil1b aus Metall und ein Innenteil1a aus elastischem Material aufweist, wird durch die Ausnehmungen bzw. Erhöhungen der elastischen Aufhängung4a einer Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen bzw. Schwingungen erzielt. - Aus der
2 ist ein weiterer Zylinder für hydraulische Anlagen zu entnehmen, wobei das Gehäuse12 mit einer Druckleitung15 versehen ist, welche mit einem Geberzylinder gemäß1 verbunden sein kann. Der Kolben1 besteht wiederum aus einem Innenteil1a und einem topfförmigen Außenteil1b , wobei zwischen dem Gehäuse12 und dem topfförmigen Außenteil1b in Axialrichtung verlaufende Kanäle16 einen Zufluß von hydraulischer Flüssigkeit auf die Stirnseite6 des Kolbens1 gewährleisten. Die Kolbenstange2 wird bei einem Nehmerzylinder durch die Beaufschlagung der Stirnfläche6 des Kolbens1 axial ausgelenkt und dient z.B. der Betätigung einer Kupplungsscheibe bzw. Bremsanlage. - Der Kolben gemäß
2 ist zweiteilig ausgebildet, wobei zwischen dem Innenteil1a und dem Außenteil1b wiederum eine elastische Aufhängung4a zur einen Stirnseite6 bzw.4b zum Endbereich3 des Kolbens1 vorgesehen ist. Im Prinzip entspricht jedoch die technische Ausführung des Geberzylinders gemäß1 einer Nehmerzylinderausführung gemäß2 . - In der
3 ist eine weitere Ausführungsform eines Geberzylinders im Schnitt dargestellt, wobei wiederum im Gehäuse12 mindestens eine Nutringdichtung10 aufgenommen und über das Fixierungselement13 im Gehäuse12 gehalten ist. Auch bei dieser Ausführung trägt das Fixierungselement13 einen Abstreifring14 , der den Innenraum gegenüber der Atmosphäre abdichtet. Die Kolbenstange2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem radial nach außen sich erstreckenden Ansatz9 versehen, auf den eine zylindrisch ausgebildete elastische Aufhängung4c aufgeknöpft ist. Hierzu ist die elastische Aufhängung4c mit einer umlaufenden Ausnehmung8 versehen, deren Querschnitt dem radial sich erstreckenden Ansatz9 entspricht. Der Ansatz9 kann dabei auch aus mehreren einzelnen radial sich erstreckenden Ansätzen, die über dem Umfang der Kolbenstange2 verteilt sind, ausgebildet sein. Zur Fixierung der elastischen Aufhängung4c ist der Kolben1 bei dieser Ausführung mit einem topfförmigen Außenteil1b sowie mit einem Innenteil1a versehen, wobei das Innenteil1a im Bereich der elastischen Aufhängung4c zumindest teilweise über dem Umfang radial nach innen verlaufende Erstreckungen17 aufweist. - Aus der
4 ist eine Ausführung eines Nehmerzylinders zu entnehmen, bei der im Gehäuse12 der Kolben1 angeordnet ist, wobei die elastische Aufhängung4d zwischen der Stirnseite der Kolbenstange2 bzw. der Stirnseite6 des Kolbens1 angeordnet ist. Diese elastische Aufhängung4d ist in sich, durch entsprechende Materialwahl federnd ausgebildet. Der Kolben1 wird bei dieser Ausführungsform über eine Feder18 gegenüber der Kolbenstange2 in Eingriff gehalten. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel der Ausführung des Nehmerzylinders gemäß2 . - Der in
5 gezeigte Geberzylinder entspricht konstruktiv weitgehend demjenigen, der bereits zur3 beschrieben wurde, weshalb hier lediglich noch auf die konstruktiven Unterschiede eingegangen werden soll, die hauptsächlich in der Verbindung der Kolbenstange2 mit dem Kolben1 über eine Feder20 als elastisches Element4 ausgeführt ist. Die Feder stützt sich einerends an einem radial überstehenden Ring21 der Kolbenstange2 und anderenends an einer dieselbe umschließenden Buchse23 ab, die ihrerseits am Innenteil1a der Kolbenstange2 zur Anlage kommt. Die Buchse kann elastisch ausgebildet sein. - Der Ring
21 liegt mit seiner von der Feder20 abgewandten Seite an einem elastischen Dämpfelement24 an, das sich am Innenteil1a der Kolbenstange2 abstützt, und zwar am entgegengesetzten Ende als die Buchse23 . - Die Funktion ist derart, dass bei Einleitung einer Druckkraft über die Kolbenstange
2 das Innenteil1a in das Gehäuse12 des Zylinders eingefahren wird und, sobald es an einem vorbestimmbaren Anschlag desselben, wie beispielsweise am Gehäuseboden25 , in Anlage kommt, die Feder20 durch Verformung ein elastisches Abdämpfen der Druckbewegung der Kolbenstange2 bewirkt. Umgekehrt wird bei Einleitung einer Zugkraft an der Kolbenstange2 diese Kraft mit nur geringer elastischer Verformung über das Dämpfelement24 auf den Innenteil1a geleitet, so dass die Kolbenstange2 nahezu verzögerungsfrei gegen das dieser Bewegungsrichtung zugeordnete Ende des Innenteils1a und damit des Gehäuses12 gezogen wird. Die Elastizität zwischen Innenteil1a und Kolbenstange2 ist demnach durch Einsatz der Feder20 erheblich von der jeweiligen Wirkrichtung abhängig.
Claims (5)
- Zylinder für hydraulische Anlagen insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Gehäuse mit einer axialen Bohrung, in der ein an einer Kolbenstange befestigter Kolben axial verschiebbar geführt ist, wobei eine Stirnseite des Kolbens mit hydraulischer Flüssigkeit beaufschlagt ist, während der Kolben gegenüber dem Gehäuse abgedichtet geführt ist, wobei ferner der Zylinder mit Anschlüssen für mindestens eine Druckleitung, sowie für eine Verbindungsleitung zu einer Flüssigkeitskammer versehen ist und Anschlüsse zu seiner Befestigung vorgesehen sind, wobei schließlich mindestens eine im Gehäuse angeordnete Nutringdichtung das Gehäuse gegenüber der Außenfläche des Kolbens abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (
1 ) aus einem Innen- (1a ) und einem Außenteil (1b ) besteht, wobei die Kolbenstange (2 ) mit dem Innenteil verbunden ist und eine Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen zwischen dem Innen- (1a ) und dem Außenteil (1b ) des Kolbens (1 ) angeordnet ist. - Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung dem Innenteil (
1a ) als elastische Aufhängung (4a ) zugeordnet ist und das Innenteil (1a ) an seiner der Druckseite zugewandten Stirnfläche ge genüber dem Außenteil (1b ) Ausnehmungen bzw. Erhöhungen aufweist. - Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine federnde Befestigung (
5 ) zwischen Kolben (1 ) und Kolbenstange (2 ) vorgesehen ist. - Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innen- (
1a ) und dem Außenteil (1b ) eine elastische Aufhängung (4c ) angeordnet ist, wobei die elastische Aufhängung (4c ) eine zentrale umlaufende Ausnehmung (8 ) aufweist, in die ein Ansatz (9 ) der Kolbenstange (2 ) eingreift. - Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach radial innen offene Kanäle (
16 ) entlang mindestens einer Mantellinie der Zylinderlaufbahn angeordnet sind, die den Hubraum am Kolben (1 ) vorbei mit der Druckleitung (15 ) verbinden, wobei der Querschnitt der Kanäle zwischen der Anschlußstelle der Druckleitung (15 ) und der Stirnseite (6 ) des Zylinders zur Erzielung einer definierten hydraulischen Dämpfung entsprechend gering bemessen sind.
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