DE29822706U1 - Hydraulic cylinders, in particular master cylinders for hydraulic systems in motor vehicles - Google Patents

Description

INA Wälzlager Schaeffler oHG, 91072 HerzogenaurachINA Rolling Bearings Schaeffler oHG, 91072 Herzogenaurach

ANR 91 50 099ANR 91 50 099

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Hydraulikzylinder, insbesondere Geberzylinder für Hydraulikanlagen vonHydraulic cylinders, in particular master cylinders for hydraulic systems of KraftfahrzeugenMotor vehicles Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikzylinder, insbesondere Geberzylinder für Hydraulikanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem einen Zylinderraum aufweisenden Zylindergehäuse, mit einem im Zylinderraum dichtend geführten und axial beweglichen Kolben, der eine topfartig gestaltete, zum Zylinderraum geschlossene Büchse aufweist, in der ein Innenkörper angeordnet ist, der eine im wesentlichen kugelförmige Ausnehmung beinhaltet, zur Aufnahme eines kugelförmigen Kopfes, wobei der Kopf einstückig mit einer aus dem Zylindergehäuse herausragenden verschwenkbaren Kolbenstange verbunden ist.The invention relates to a hydraulic cylinder, in particular a master cylinder for hydraulic systems of motor vehicles, with a cylinder housing having a cylinder chamber, with a piston which is guided in a sealing manner in the cylinder chamber and is axially movable, which has a pot-shaped bushing which is closed to the cylinder chamber and in which an inner body is arranged which contains an essentially spherical recess for receiving a spherical head, wherein the head is connected in one piece to a pivotable piston rod which protrudes from the cylinder housing.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein Hydraulikzylinder der zuvor genannten Bauart ist aus der DE 196 20 580 A1 bekannt. Dieser als Geberzylinder gestaltete Hydraulikzylinder umfaßt einen mehrteilig aufgebauten Kolben. In eine topfartig gestaltete, zum Druckraum geschlossene Büchse ist ein Innenkörper eingesetzt, der eine kalottenartige bzw. kugelförmige Ausnehmung aufweist, zur Aufnahme eines Kolbenstangenkopfes. Zur Festlegung des Innenkörpers ist die Büchse kolbenstangenseitig mit einem radial nach innen gerichteten Bördelbund versehen, der nach derA hydraulic cylinder of the type mentioned above is known from DE 196 20 580 A1. This hydraulic cylinder, designed as a master cylinder, comprises a piston constructed in several parts. An inner body is inserted into a pot-shaped bushing that is closed to the pressure chamber. The inner body has a dome-like or spherical recess for receiving a piston rod head. To secure the inner body, the bushing is provided on the piston rod side with a radially inwardly directed flanged collar that

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Montage des Innenkörpers angeformt wird. Dieser Aufbau umfaßt mehrere Montageschritte zur Fertigstellung des Kolbens.Assembly of the inner body is molded on. This structure includes several assembly steps to complete the piston.

Aus der DE 196 08 132 A1 ist ein Hydraulikzylinder, insbesondere Geberzylinder für Hydraulikanlagen von Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem der Kolben selbst eine kugelförmige Ausnehmung aufweist, in die der kugelförmige Kopf der Kolbenstange eingepreßt wird. Der Öffnungsbereich der kugelförmigen Ausnehmung weist einen Abstand zu der Kolbenwandung auf, so daß der kugelförmige Kopf eingedrückt werden kann. Um diesen daran zu hindern, bei Zugkräften, wenn der Kolben gegen einen Anschlag im Zylindergehäuse gezogen wird, die kugelförmige Ausnehmung zu verlassen, ist ein Ring vorgesehen, der zwischen Zylinderwandung und Endbereich der Ausnehmung gedrückt wird.From DE 196 08 132 A1, a hydraulic cylinder, in particular a master cylinder for hydraulic systems of motor vehicles, is known in which the piston itself has a spherical recess into which the spherical head of the piston rod is pressed. The opening area of the spherical recess is at a distance from the piston wall so that the spherical head can be pressed in. In order to prevent the head from leaving the spherical recess under tensile forces when the piston is pulled against a stop in the cylinder housing, a ring is provided which is pressed between the cylinder wall and the end area of the recess.

Ein derartiger Kolben ist, weil die kugelförmige Ausnehmung direkt im Kolben eingearbeitet ist und weil zwischen Kolbenwandung und der kugelförmigen Ausnehmung ein Ringraum hergestellt werden muß, aufwendig in der Herstellung. Desweiteren ist kein spielfreier Sitz des kugelförmigen Kopfes in der Ausnehmung gewährleistet, da der eingesetzte Ring nur den Ringraum ausfüllt, aber keine Vorspannung auf die Außenwand der Ausnehmung erzeugt, da keine Stelle vorgesehen ist, an der eine Verformung des Endbereichs der Ausnehmung möglich wäre.Such a piston is complex to manufacture because the spherical recess is incorporated directly into the piston and because an annular space must be created between the piston wall and the spherical recess. Furthermore, a play-free fit of the spherical head in the recess is not guaranteed, since the ring used only fills the annular space but does not create any preload on the outer wall of the recess, since no point is provided at which deformation of the end area of the recess would be possible.

In einem weiteren Ausführungsbeipiel desselben Dokuments, bei dem der KoI-ben in an sich bekannter Weise als Doppelkolben für zwei Hydraulikkreisläufe ausgebildet ist, liegt der kugelförmige Kopf nur an einer halbkugelförmigen Ausnehmung des Kolbens an, so daß die Kolbenstange, wenn Zug auf sie ausgeübt wird, von der Ausnehmung abhebt. Der Kolben wird daher nur durch eine Feder im Zylinderraum in die Ausgangsstellung zurück verschoben.
30In a further embodiment example of the same document, in which the piston is designed in a known manner as a double piston for two hydraulic circuits, the spherical head only rests against a hemispherical recess in the piston, so that the piston rod, when tension is exerted on it, lifts off the recess. The piston is therefore only moved back to the starting position by a spring in the cylinder chamber.
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Es ist weiterhin ein Geberzylinder für Hydraulikanlagen bekannt, DE 44 05 581 A1, bei dem tief im Kolbeninnenraum ein Lagerstück vorgesehen ist, das eine kugelförmige Ausnehmung aufweist, in der der kugelförmige Kopf der Kolben-A master cylinder for hydraulic systems is also known, DE 44 05 581 A1, in which a bearing piece is provided deep in the piston interior, which has a spherical recess in which the spherical head of the piston

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stange eingesetzt ist. Das Lagerstück ist dabei so tief im Kolben eingesetzt, daß eine Demontage nicht mehr möglich ist, wenn das Lagerstück einmal in den Kolben eingedrückt ist. Weiterhin ist auch hier die Herstellung des Kolbens sehr aufwendig, weil der Innenraum des Kolbens einer sehr aufwendigen Bearbeitung bedarf, zumal auch noch tief im Inneren eine Nut erforderlich ist, in der Nasen des Lagerstücks einrasten. Desweiteren hat der Endbereich der kugelförmigen Ausnehmung des Lagerstücks keinen definierten Bereich, in dem er elastisch nachgeben kann, so daß auch an die Toleranzen hohe Anforderungen gestellt werden müssen.
10rod is inserted. The bearing piece is inserted so deeply into the piston that it is no longer possible to dismantle it once it has been pressed into the piston. Furthermore, the manufacture of the piston is very complex because the interior of the piston requires very complex machining, especially since a groove is also required deep inside in which the lugs of the bearing piece engage. Furthermore, the end area of the spherical recess of the bearing piece has no defined area in which it can give way elastically, so that high demands must also be placed on the tolerances.
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Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, die Mangel der bekannten Lösungen zu vermeiden und einen Hydraulikzylinder, insbesondere Geberzylinder zu schaffen, der günstig in der Herstellung und Montage ist und mit geringem Aufwand zusammengebaut werden kann. Die Einzelteile sollen komplett ohne Nacharbeit vorgefertigt werden können. Darüber hinaus soll er für eine Massenfertigung geeignet sein.The aim of the invention is to avoid the shortcomings of the known solutions and to create a hydraulic cylinder, in particular a master cylinder, which is inexpensive to manufacture and assemble and can be assembled with little effort. The individual parts should be able to be completely prefabricated without rework. In addition, it should be suitable for mass production.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß der Kolben eine aus den Innenkörper und der Kolbenstange bestehende vormontierbare Einheit umfaßt, die in die Büchse einsetzbar ist. Bei der Montage, d. h. in der Endlage des Innenkörpers ist dieser durch eine selbsttätig wirkende Schnappverbindung in der Büchse lagefixiert befestigt. Damit ergibt sich eine vereinfachte Herstellung bzw. Montage des Kolbens, aufgrund reduzierter Montageschritte, die insbesondere für Großserien einen deutlichen Kostenvorteil bietet.The object of the invention is achieved in that the piston comprises a pre-assembled unit consisting of the inner body and the piston rod, which can be inserted into the sleeve. During assembly, i.e. in the end position of the inner body, it is fixed in position in the sleeve by an automatic snap connection. This results in simplified manufacture and assembly of the piston due to reduced assembly steps, which offers a significant cost advantage, especially for large series.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 13.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims 2 to 13.

In einer Ausgestaltung der Büchse ist vorgesehen, daß diese an ihrem derIn one embodiment of the rifle, it is intended that it is attached to its

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Kolbenstange zugewandten Ende nach innen gerichtete Vorsprünge oder einen nach innen gerichteten umlaufenden Bord aufweist. Die Formgebung und Ausrichtung des Bordes ist dabei so vorgesehen, daß einerseits ein ungehindertes Einführen des Innenkörpers in die Büchse gewährleistet ist und andererseits eine ausreichende Überdeckung zu einem elastisch ausgebildeten, radial vorgespannten Abschnitt des Innenkörpers besteht. Damit ist eine dauerhafte, selbsttätige Befestigung mittels einer Schnappverbindung realisiert, die keine Nacharbeit erfordert.The end facing the piston rod has inward-facing projections or an inward-facing circumferential rim. The shape and alignment of the rim is designed in such a way that, on the one hand, unhindered insertion of the inner body into the bushing is guaranteed and, on the other hand, there is sufficient overlap with an elastically designed, radially pre-stressed section of the inner body. This creates a permanent, automatic fastening by means of a snap connection that does not require any rework.

Zur Vereinfachung bzw. Verringerung der Montageschritte ist die aus Stahlblech durch ein Tiefziehverfahren hergestellte Büchse einschließlich der Borde vorgefertigt. Folglich entfällt im Vergleich zu bisherigen Kolben ein nach der Montage des Innenkörpers abschließendes Bördeln des Bordes an dem der Innenkörper festgelegt ist.To simplify or reduce the assembly steps, the bushing, which is made from sheet steel using a deep-drawing process, is prefabricated, including the flanges. As a result, in comparison to previous pistons, there is no need to finally flang the flange to which the inner body is attached after the inner body has been assembled.

Zur besseren Montage weist dabei die Büchse an ihrem der Kolbenstange zugewandten Ende einen Bereich auf, der einen größeren Innendurchmesser aufweist.To facilitate assembly, the bushing has an area with a larger inner diameter at its end facing the piston rod.

In vorteilhafter Weise weist der Innenkörper in Richtung der Kolbenstange über die kugelförmige Ausnehmung hinaus eine Hülse auf, die vorzugsweise einstückig mit dem Innenkörper hergestellt ist und am Außenumfang Erhebungen oder eine Ringschulter aufweist, mit denen der Innenkörper mit den Vorsprüngen oder dem Bord der Hülse in Wirkverbindung gebracht werden kann. Die Erhebungen oder die Ringschulter weisen dabei kegelförmige geneigte Flächen oder eine kegelförmig geneigte Ringfläche auf, die mit der Längsachse des Kolbens einen stumpfen, in Richtung der kugelförmigen Ausnehmung geneigten Winkel bilden und den Vorsprüngen oder dem Rand als Anlageflächen dienen. Durch diese kegelförmigen Flächen bzw. Ringfläche kann eine Spannkraft erzeugt werden, die eine Axialkomponente aufweist, um den Innenkörper fest zu verspannen, und eine Radialkomponente, die die Hülse und damit den kugelförmigen Kopf in der Ausnehmung festhält.Advantageously, the inner body has a sleeve in the direction of the piston rod beyond the spherical recess, which is preferably made in one piece with the inner body and has elevations or an annular shoulder on the outer circumference with which the inner body can be brought into operative connection with the projections or the edge of the sleeve. The elevations or the annular shoulder have conical inclined surfaces or a conical inclined annular surface that form an obtuse angle with the longitudinal axis of the piston, inclined in the direction of the spherical recess, and serve as contact surfaces for the projections or the edge. These conical surfaces or annular surfaces can generate a clamping force that has an axial component to firmly clamp the inner body and a radial component that holds the sleeve and thus the spherical head in the recess.

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Der Außenumfang der Erhebungen oder der Ringschulter hat eine oder mehrere kegelstumpfförmige Mantelflächen, die sich in Richtung der kugelförmigen Ausnehmung verjüngen und mit der Längsachse des Kolbens einen spitzen Winkel bilden. Dadurch kann der Innenkörper in vorteilhafter Weise durch die Vorsprünge oder den umlaufenden Bord hindurchgedrückt werden, ohne daß eine abrupte Verformung nötig wäre.The outer circumference of the projections or the annular shoulder has one or more frustoconical surfaces that taper in the direction of the spherical recess and form an acute angle with the longitudinal axis of the piston. This allows the inner body to be pushed through the projections or the surrounding rim in an advantageous manner without the need for abrupt deformation.

Weiterhin ist zwischen den Erhebungen oder der Ringschulter und der kugelförmigen Ausnehmung am Außenumfang des Innenkörpers eine Einschnürung vorgesehen, so daß ein Bereich geschaffen wird, in dem eine elastische Verformung möglich ist. Dadurch ist eine einfache Montage gewährleistet und es kann auf Dauer eine gewisse radiale Spannkraft auf die Erhebungen oder die Ringschulter ausgeübt werden, ohne das der kugelförmige Kopf in der kugelförmigen Ausnehmung verklemmt. Trotzdem ist ein fester Sitz des kugelförmigen Kopfes gewährleistet. Ähnlich wirkt auch die Maßnahme, daß die kugelförmige Ausnehmung auf der der Hülse zugewandten Hälfte zumindest einen Bereich aufweist, der einen größeren Radius hat als der Radius der anderen Hälfte. Dadurch kann auch der Bereich der kugelförmigen Ausnehmung federn, so daß ein leichteres Einführen des kugelförmigen Kopfes in die Ausnehmung gewährleistet ist und trotzdem nach fertiger Montage ein spielfreier Sitz sichergestellt ist.Furthermore, a constriction is provided between the elevations or the ring shoulder and the spherical recess on the outer circumference of the inner body, so that an area is created in which elastic deformation is possible. This ensures simple assembly and a certain radial clamping force can be exerted on the elevations or the ring shoulder over time without the spherical head jamming in the spherical recess. Nevertheless, a firm fit of the spherical head is guaranteed. The measure that the spherical recess on the half facing the sleeve has at least one area that has a larger radius than the radius of the other half also has a similar effect. This also allows the area of the spherical recess to be springy, so that the spherical head can be inserted into the recess more easily and a play-free fit is ensured after assembly is complete.

Besonders günstig läßt sich der Innenkörper herstellen und montieren, wenn er aus zwei Halbschalen besteht, die formgleich ausgeführt sind und eine Teilungsebene aufweisen, die durch die Mittellängsachse des Kolbens verläuft. Die Halbschalen haben dabei zumindest einen bolzenartigen Vorsprung, der in eine Öffnung der Gegenschale eingedrückt werden kann, so daß nach Einsetzen des kugelförmigen Kopfes die Halbschalen aneinander befestigt werden, da bei einem Bolzen und einer Öffnung pro Halbschale insgesamt eine Doppelverbindung entsteht.The inner body can be manufactured and assembled particularly conveniently if it consists of two half shells that are of the same shape and have a dividing plane that runs through the central longitudinal axis of the piston. The half shells have at least one bolt-like projection that can be pressed into an opening in the counter shell so that after inserting the spherical head, the half shells are fastened to one another, since with one bolt and one opening per half shell, a double connection is created.

Wenn die Hülse auf der den Erhebungen bzw. der Ringschulter abgewandten Seite der kugelförmigen Ausnehmung zumindest ein VerlängerungselementIf the sleeve has at least one extension element on the side of the spherical recess facing away from the elevations or the ring shoulder

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oder auch einen Verlängerungsrand aufweist, dann kann dieser in Verbindung mit einem Anschlag an dem Zylindergehäuse den Endanschlag für den Kolben bilden, ohne daß die Vorsprünge oder der umlaufende Rand an der Hülse in Verbindung mit den geneigten Flächen oder der kegelförmigen Ringfläche schlagartig belastet werden.or also has an extension edge, then this can, in conjunction with a stop on the cylinder housing, form the end stop for the piston without the projections or the peripheral edge on the sleeve in conjunction with the inclined surfaces or the conical ring surface being suddenly loaded.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Es zeigen:
10Show it:
10

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Hydraulikzylinder, inbesondereFigure 1 shows a longitudinal section through a hydraulic cylinder, in particular

Geberzylinder für Hydraulikanlagen von Kraftfahrzeugen,Master cylinders for hydraulic systems of motor vehicles,

Figur 2 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 durch den Kolben des Hydraulikzylinders undFigure 2 shows a section corresponding to Fig. 1 through the piston of the hydraulic cylinder and

Figur 3 einen Schnitt durch eine Halbschale des Innenkörpers des Kolbens. Figure 3 shows a section through a half-shell of the inner body of the piston.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In den Figuren 1 bis 3 ist, soweit im einzelnen dargestellt, mit 1 ein Hydraulikzylinder bezeichnet, der ein Zylindergehäuse 2 mit einem Zylinderraum 3 aufweist. Innerhalb des Zylinderraums 3 ist ein Kolben 4 axial beweglich gelagert und mittels Dichtungen 5, die im Zylindergehäuse 3 eingesetzt sind, abgedichtet. Mit 6 ist eine Kolbenstange bezeichnet, die einen im wesentlichen kugelförmigen Kopf 7 aufweist, der in einer kugelförmigen Ausnehmung 8 gelagert ist. Der Kolben 4 weist eine Büchse 9 auf, in der ein Innenkörper 10 gelagert ist. Die Büchse 9, die vorzugsweise aus Metall hergestellt ist, ist an dem der Kolbenstange 6 abgewandten Ende topfförmig verschlossen und weist am anderen Ende einen nach innen gerichteten umlaufenden Bord 11 auf, der vorzugsweise umgebördelt ist. Der Innenkörper 10, der auch als einstückiger Körper hergestellt sein kann, besteht im Ausführungsbeispiel aus Halbschalen 12,In Figures 1 to 3, as shown in detail, 1 designates a hydraulic cylinder which has a cylinder housing 2 with a cylinder chamber 3. A piston 4 is mounted axially movably within the cylinder chamber 3 and is sealed by means of seals 5 that are inserted in the cylinder housing 3. A piston rod 6 is designated, which has an essentially spherical head 7 that is mounted in a spherical recess 8. The piston 4 has a bush 9 in which an inner body 10 is mounted. The bush 9, which is preferably made of metal, is closed in a pot-shaped manner at the end facing away from the piston rod 6 and has an inwardly directed circumferential rim 11 at the other end, which is preferably flanged. The inner body 10, which can also be made as a one-piece body, consists in the exemplary embodiment of half shells 12,

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die vorzugsweise identisch ausgebildet und aus Kunststoff hergestellt sind. Der Einfachheit halber wird aber im folgenden überwiegend der Innenkörper als Einheit beschrieben, wobei sich die Merkmale des Innenkörpers gemäß dem Ausführungsbeispiel je zur Hälfte auf die Halbschalen erstrecken.
5which are preferably identically designed and made of plastic. For the sake of simplicity, however, the inner body is mainly described as a unit in the following, with the features of the inner body according to the exemplary embodiment extending half to the half shells.
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Wie insbesondere den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, weist der Innenkörper die kugelförmige Ausnehmung 8 auf, an der sich in Richtung der Kolbenstange 6 eine Hülse 13 erstreckt (je eine Hülsenhälfte an jeder Halbschale 12). Die Hülse 13 hat an ihrem Außenumfang eine Ringschulter 14, die wiederum hälftig an jeder Halbschale 12 angebracht ist. Die Ringschulter 14 weist an ihrer der kugelförmigen Ausnehmung 8 abgewandten Seite eine kegelstumpfförmig geneigte Ringfläche 15 auf, die mit der Längsachse des Kolbens einen stumpfen Winkel „&agr;" bildet, also relativ steil ist. Der Außenumfang der Ringschulter 14 weist eine kegelstumpfförmige Mantelfläche 16 auf, die sich in Richtung der kugelförmigen Ausnehmung verjüngt gekennzeichnet durch den Winkel „ß". Zwischen der Ringschulter und der kugelförmigen Ausnehmung, am Außenumfang der Hülse 13 ist eine Einschnürung 17 vorgesehen, so daß der Außenumfang des Innenkörpers in weiten Bereichen der Innenform der kugelförmigen Ausnehmung angepaßt ist. Weiterhin weist der Innenkörper 10 im Bereich der Hülse 13 und in einem Teilbereich der kugelförmigen Ausnehmung Schlitze 18 bzw. Einschnitte auf, die parallel zur Längsachse des Kolbens 4' ausgerichtet sind und sich, wie insbesondere Figur 3 zu entnehmen ist, auch auf die Halbschalen aufteilen, so daß dort an der Trennfuge Schlitze eingelassen sind, die jeweils hälftig in den Halbschalen eingearbeitet sind. Es sei noch darauf hingewiesen, daß der Innenkörper 10 in dem Bereich, der von der kugelförmigen Ausnehmung aus gesehen der Kolbenstange abgewandt ist, im wesentlichen kreuzförmig ausgebildet ist, so daß sich auf der Rückseite der Halbschalen 12 Stege 19 befinden, wobei sich diese und die Endbereiche der Flächen, die die Trennebene der Halbschalen bilden, an der Innenwand der Büchse 9 abstützen und mit ihrem stirnseitigen Ende am topfförmigen Boden der Büchse anliegen. Dadurch ist eine gute Abstützung bei minimalem Gewicht gewährleistet.As can be seen in particular from Figures 2 and 3, the inner body has the spherical recess 8, from which a sleeve 13 extends in the direction of the piston rod 6 (one sleeve half on each half shell 12). The sleeve 13 has an annular shoulder 14 on its outer circumference, which in turn is attached halfway to each half shell 12. The annular shoulder 14 has a truncated cone-shaped annular surface 15 on its side facing away from the spherical recess 8, which forms an obtuse angle "α" with the longitudinal axis of the piston, i.e. is relatively steep. The outer circumference of the annular shoulder 14 has a truncated conical surface 16, which tapers in the direction of the spherical recess, characterized by the angle "ß". A constriction 17 is provided on the outer circumference of the sleeve 13 between the annular shoulder and the spherical recess, so that the outer circumference of the inner body is adapted to the inner shape of the spherical recess in large areas. Furthermore, the inner body 10 has slots 18 or incisions in the area of the sleeve 13 and in a partial area of the spherical recess, which are aligned parallel to the longitudinal axis of the piston 4' and, as can be seen in particular from Figure 3, are also divided into the half-shells, so that slots are let in at the parting line, each half of which is incorporated into the half-shells. It should also be noted that the inner body 10 is essentially cross-shaped in the area facing away from the piston rod as seen from the spherical recess, so that there are webs 19 on the back of the half-shells 12, whereby these and the end areas of the surfaces that form the parting plane of the half-shells are supported on the inner wall of the sleeve 9 and rest with their front end on the cup-shaped base of the sleeve. This ensures good support with minimal weight.

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Es sei noch darauf hingewiesen, daß die kugelförmige Ausnehmung auf ihrer mit 20 bezeichneten Hälfte, die der Hülse 13 benachbart ist, zumindest einen Bereich aufweist, der einen größeren Radius hat als die übrige Ausnehmung. Die Hülse weist weiterhin an ihrem Innenumfang zwischen der kugelförmigen Ausnehmung und ihrem Ende eine öffnung auf, die kegelstumpfförmig ausgebildet ist, wobei sich der Innenumfang in Richtung der kugelförmigen Ausnehmung verjüngt. Die Hülse 13 hat weiterhin eine ringförmige Verlängerung, als Verlängerungselement 21 bezeichnet, die sich axial auf der Seite der Ringschulter 14 erstreckt, die der kugelförmigen Ausnehmung 8 abgewandt ist.It should also be noted that the spherical recess has at least one area on its half designated 20, which is adjacent to the sleeve 13, which has a larger radius than the rest of the recess. The sleeve also has an opening on its inner circumference between the spherical recess and its end, which is designed in the shape of a truncated cone, with the inner circumference tapering in the direction of the spherical recess. The sleeve 13 also has an annular extension, designated as extension element 21, which extends axially on the side of the annular shoulder 14 that faces away from the spherical recess 8.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kolbens und des Innenkörpers ergibt sich eine besonders günstige und einfache Herstellung des Kolbens. Dabei wird die Kolbenstange 6 mit ihrem kugelförmigen Kopf 7 von außen her in die Hülse 13 gedrückt, wobei die Hülse und ein wesentlicher Teil der kugelförmigen Ausnehmung durch die Schlitze 18 in der Lage sind, sich soweit zu dehnen, daß der kugelförmige Kopf 7 bis in die kugelförmige Ausnehmung 8 gelangt. Wenn der Innenkörper 10 aus zwei Halbschalen besteht, so ist die Montage der Kolbenstange noch einfacher, weil der kugelförmige Kopf 7 zwischen die Halbschalen gelegt wird und diese dann zusammengedrückt werden.The inventive design of the piston and the inner body results in a particularly inexpensive and simple manufacture of the piston. The piston rod 6 with its spherical head 7 is pressed into the sleeve 13 from the outside, whereby the sleeve and a significant part of the spherical recess are able to expand through the slots 18 to such an extent that the spherical head 7 reaches the spherical recess 8. If the inner body 10 consists of two half shells, the assembly of the piston rod is even easier because the spherical head 7 is placed between the half shells and these are then pressed together.

Anschließend wird der Innenkörper 10 bzw. der aus den beiden Halbschalen 12 gebildete Innenkörper in die Büchse 9, die bereits den Bord 11 aufweist, eingeschoben. Dies wird dadurch erleichtert, daß die Büchse an ihrem offenen Ende einen Bereich aufweist, der im Durchmesser erweitert ist und der Bord 11 nur soweit nach innen steht, daß der wesentliche Teil des Innenkörpers diesen passieren kann. Die Ringschulter 14 und damit der restliche Teil des Innnenkörpers 11 kann in die Büchse 9 durch den Bord 11 geschoben bzw. gedrückt werden, da die Außenmantelfläche 16 kegelstumpfförmig ausgebildet ist und sich beim Durchtritt zusammendrückt, wobei die Schlitze 18 ein Zusammendrücken erlauben. Die Ringschulter 14 und damit der Innenkörper 10 rastet schließlich mit der Ringfläche 15 an der Innenfläche des Bordes 11 ein, und bildet dabei eine Schnappverbindung 22. Zur Erzielung einer dauerhaften sicheren Befestigung ist die Ringfläche 15 um einen solchen Winkel geneigt ist, daß der Innenkörper 10 sicher in der Büchse 9 festgehalten wird, auchThe inner body 10 or the inner body formed from the two half shells 12 is then pushed into the sleeve 9, which already has the rim 11. This is made easier by the fact that the sleeve has an area at its open end that is enlarged in diameter and the rim 11 only extends inwards so far that the essential part of the inner body can pass through it. The annular shoulder 14 and thus the remaining part of the inner body 11 can be pushed or pressed into the sleeve 9 through the rim 11, since the outer surface 16 is frustoconical and compresses when passing through, with the slots 18 allowing compression. The ring shoulder 14 and thus the inner body 10 finally engages with the ring surface 15 on the inner surface of the rim 11, thereby forming a snap connection 22. To achieve a permanent secure fastening, the ring surface 15 is inclined at such an angle that the inner body 10 is securely held in the sleeve 9, even

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wenn auf die Kolbenstange Zugkräfte ausgeübt werden. Eine gewisse Neigung der Fläche 15 ist allerdings auch deshalb von Vorteil, weil bei auftretenden Zugkräften in der Kolbenstange die kugelförmige Ausnehmung in ihrem Endbereich zusammengedrückt wird.
5when tensile forces are exerted on the piston rod. A certain inclination of the surface 15 is also advantageous because when tensile forces occur in the piston rod, the spherical recess is compressed in its end region.
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Die Einschnürung 17 zwischen der kugelförmigen Ausnehmung und Ringschulter 14 stellt sicher, daß dieser Bereich elastisch ist, so daß die Hülse 13 auch dann noch zusammengedrückt werden kann, wenn die kugelförmige Ausnehmung am kugelförmigen Kopf anliegt. Dadurch, daß die Hälfte 20 der kugelförmigen Ausnehmung einen Bereich mit größerem Radius aufweist, bzw. daß der Kugelmittelpunkt in der kugelförmigen Ausnehmung tiefergelegt ist, kann auch dieser Bereich beim Zusammendrücken der Ringschulter noch etwas federnd nachgeben. Die Verlängerung bzw. das Verlängerungselement 21 dient dazu, daß nicht der Rand bzw. die Büchse an einen Endanschlag am Zylindergehäuse stößt, wenn der Kolben 4 bis zu seinem Endanschlag herausgezogen wird, da damit der feste Halt des Innenkörpers in der Hülse beeinträchtigt sein könnte. Bei Verwendung des Hydraulikzylinders als Geberzylinder für Hydraulikanlagen von Kraftfahrzeugen, beispielsweise zur Betätigung einer Kupplung, wird nämlich der Kolben bis zu seinem Endanschlag herausgezogen, da auf die Kolbenstange durch Einwirkung einer Feder Zugkräfte ausgeübt werden können, wenn der Fahrer des Fahrzeuges seinen Fuß vom Kupplungspedal nimmt.The constriction 17 between the spherical recess and the annular shoulder 14 ensures that this area is elastic, so that the sleeve 13 can still be compressed even when the spherical recess is in contact with the spherical head. Because the half 20 of the spherical recess has an area with a larger radius, or because the center of the ball is lowered in the spherical recess, this area can also give way somewhat when the annular shoulder is compressed. The extension or the extension element 21 serves to prevent the edge or the bush from hitting an end stop on the cylinder housing when the piston 4 is pulled out to its end stop, since this could impair the firm hold of the inner body in the sleeve. When the hydraulic cylinder is used as a master cylinder for hydraulic systems in motor vehicles, for example to operate a clutch, the piston is pulled out to its end stop, since tensile forces can be exerted on the piston rod by the action of a spring when the driver of the vehicle takes his foot off the clutch pedal.

·. « » «· ·· _#·*.·. « » «· ·· _# ·*. BezugszahlenlisteReference number list HydraulikzylinderHydraulic cylinder ·" · · · · ·..·
3360-11-DE 10 ·" · · · · ·..·
3360-11-EN 10 ZylindergehäuseCylinder housing ZylinderraumCylinder chamber 55 11 KolbenPistons 22 DichtungenSeals 33 KolbenstangePiston rod 44 KopfHead 55 AusnehmungRecess 1010 66 Büchserifle 77 InnenkörperInner body 88th BordBoard 99 HalbschalenHalf shells 1010 HülseSleeve 1515 1111 RingschulterRing shoulder 1212 RingflächeRing area 1313 MantelflächeShell surface 1414 EinschnürungConstriction 1515 SchlitzeSlots 2020 1616 StegeBridges 1717 Hälfte der AusnehmungHalf of the recess 1818 VerlängerungselementExtension element 1919 SchnappverbindungSnap connection 2020 2525 2121 2222

Claims (13)

INA Wälzlager Schaeffler oHG, 91072 Herzogenaurach ANR 91 50 099 3360-11-DE 5 ansprücheINA Wälzlager Schaeffler oHG, 91072 Herzogenaurach ANR 91 50 099 3360-11-DE 5 claims 1. Hydraulikzylinder, insbesondere Geberzylinder für Hydraulikanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem einen Zylinderraum (3) aufweisenden Zylindergehäuse (2), mit einem im Zylinderraum (3) dicht geführten und axial beweglichen Kolben (4), der eine topfartig gestaltete, zum Zylinderraum (3) geschlossene Büchse (9) aufweist in der ein Innenkörper (10) angeordnet ist, der eine im wesentlichen kugelförmige Ausnehmung (8) beinhaltet, zur Aufnahme eines kugelförmigen Kopfes (7), wobei der Kopf (7) einstückig mit einer aus dem Zylindergehäuse (2) herausragenden verschwenkbaren Kolbenstange (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Innenkörper (10) und der Kolbenstange (6) bestehende vormontierbare Einheit in die Büchse (9) einsetzbar und mittels einer Schnappverbindung (22) befestigt ist.1. Hydraulic cylinder, in particular master cylinder for hydraulic systems of motor vehicles, with a cylinder housing (2) having a cylinder chamber (3), with a piston (4) which is tightly guided in the cylinder chamber (3) and is axially movable, which has a pot-shaped bush (9) which is closed to the cylinder chamber (3) and in which an inner body (10) is arranged which contains an essentially spherical recess (8) for receiving a spherical head (7), the head (7) being integrally connected to a pivotable piston rod (6) protruding from the cylinder housing (2), characterized in that the pre-assembled unit consisting of the inner body (10) and the piston rod (6) can be inserted into the bush (9) and is fastened by means of a snap connection (22). 2. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (9) an ihrem der Kolbenstange (6) zugewandten Ende nach innen gerichtete Vorsprünge oder einen nach innen gerichteten umlaufenden Bord (11) aufweist.2. Hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that the bushing (9) has inwardly directed projections or an inwardly directed circumferential rim (11) at its end facing the piston rod (6). 3. Hydraulikzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Stahlblech durch ein Tiefziehverfahren hergestellte Büchse (9) einschließlich des spanlos angeformten Bordes (11) vorgefertigt ist.3. Hydraulic cylinder according to claim 2, characterized in that the bushing (9) made of sheet steel by a deep-drawing process, including the chiplessly formed rim (11), is prefabricated. 4. Hydraulikzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die4. Hydraulic cylinder according to claim 2, characterized in that the 3360-11-DE 23360-11-EN 2 Büchse (9) an ihrem der Kolbenstange (6) zugewandten Ende einen Bereich aufweist, der einen größeren Innendurchmesser aufweist als der übrige Bereich.Bushing (9) has an area at its end facing the piston rod (6) that has a larger inner diameter than the remaining area. 5. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (10) innerhalb der Büchse (9) unter Zuhilfenahme des topfartigen Verschlusses und der Vorsprünge oder des Bordes (11) festlegbar ist.5. Hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that the inner body (10) can be fixed within the sleeve (9) with the aid of the pot-like closure and the projections or the rim (11). 6. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (10) in Richtung der Kolbenstange (6) über die kugeförmige Ausnehmung (8) hinaus nach Art einer Hülse (13) verlängert ist und am Außenumfang Erhebungen oder eine Ringschulter (14) aufweist, die mit den Vorsprüngen oder dem Rand (11) in Wirkverbindung stehen.6. Hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that the inner body (10) is extended in the direction of the piston rod (6) beyond the spherical recess (8) in the manner of a sleeve (13) and has elevations or an annular shoulder (14) on the outer circumference which are in operative connection with the projections or the edge (11). 7. Hydraulikzlyinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen oder die Ringschulter (14) kegelförmig geneigte Flächen oder eine kegelförmig geneigte Ringfläche (15) aufweisen, die mit der Längsachse des Kolbens (4) einen stumpfen, in Richtung der kugelförmigen Ausnehmung (8) geneigten Winkel bilden und den Vorsprüngen oder dem Rand (11) als Anlageflächen dienen.7. Hydraulic cylinder according to claim 6, characterized in that the elevations or the annular shoulder (14) have conically inclined surfaces or a conically inclined annular surface (15) which form an obtuse angle with the longitudinal axis of the piston (4) inclined in the direction of the spherical recess (8) and serve as contact surfaces for the projections or the edge (11). 8. Hydraulikzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Erhebungen oder der Ringschulter (14) eine oder mehrere kegelstumpfförmige Mantelflächen (16) aufweist, die sich in Richtung der kugelförmigen Ausnehmung verjüngen und mit der Längsachse des Kolbens (4) einen spitzen Winkel bilden.8. Hydraulic cylinder according to claim 6, characterized in that the outer circumference of the elevations or the annular shoulder (14) has one or more frustoconical outer surfaces (16) which taper in the direction of the spherical recess and form an acute angle with the longitudinal axis of the piston (4). 9. Hydraulikzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwisehen den Erhebungen oder der Ringschulter (14) und der kugelförmigen Ausnehmung (8) am Außenumfang des Innenkörpers eine Einschnürung (17) vorgesehen ist.9. Hydraulic cylinder according to claim 6, characterized in that a constriction (17) is provided between the elevations or the annular shoulder (14) and the spherical recess (8) on the outer circumference of the inner body. 3360-11-DE 33360-11-EN 3 10. Hydraulikzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Hülse (13) und einem Teilbereich der kugelförmigen Ausnehmung (8) Schlitze (18) vorgesehen sind, die im wesentlichen parallel zur Längsachse des Kolbens (4) verlaufen.10. Hydraulic cylinder according to claim 6, characterized in that in the region of the sleeve (13) and a partial region of the spherical recess (8) slots (18) are provided which run essentially parallel to the longitudinal axis of the piston (4). 11. Hydraulikzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmige Ausnehmung (8) auf der der Hülse (13) zugewandten Hälfte (20) zumindest einen Bereich aufweist, der einen größeren Radius hat als der Radius der anderen Hälfte.11. Hydraulic cylinder according to claim 6, characterized in that the spherical recess (8) on the half (20) facing the sleeve (13) has at least one region which has a larger radius than the radius of the other half. 12. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (10) Halbschalen (12) aufweist, die aneinander befestigbar sind, wobei die Teilungsebene vorzugsweise durch den Mittelpunkt der kugelförmigen Ausnehmung (8) verläuft.12. Hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that the inner body (10) has half shells (12) which can be fastened to one another, the dividing plane preferably running through the center of the spherical recess (8). 13. Hydraulikzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (13) auf der Seite der Erhebungen bzw. der Ringschulter (14), die der kugelförmigen Ausnehmung (8) abgewandt ist, zumindest ein Verlängerungselement (21) aufweist, das die Vorsprünge oder den Rand13. Hydraulic cylinder according to claim 6, characterized in that the sleeve (13) has on the side of the elevations or the annular shoulder (14) facing away from the spherical recess (8) at least one extension element (21) which extends the projections or the edge (11) der Büchse (9) axial überragt, wenn der Innenkörper (10) in der Büchse (9) eingesetzt ist.(11) of the bushing (9) when the inner body (10) is inserted in the bush (9).