DE3247116A1

DE3247116A1 - Geberzylinder

Info

Publication number: DE3247116A1
Application number: DE19823247116
Authority: DE
Inventors: Hermann 8722 Lülsfeld Bauer; Werner 8623 Staffelstein Kestel; Eckhart 8603 Ebern Rüdiger; Norbert 8603 Ebern Spielmann
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1984-06-20
Also published as: DE3247116C2

Description

Geberzylinder
Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder nach dem Oberbegriff de.s Anspruchs 1.
Bisher wurden und werden üblicherweise Metallzylinder und Metallkolben verwendet. Bei dieser Kombination muß konstruktiv kein großes Passungsspiel vorgegeben werden, da sich im Einsatzbereichbei Temperaturunterschieden von -40°C bis +110°C zwischen metallischen Werkstoffpaarungen mit gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten der vorgegebene Dichtspalt nur unwesentlich ändert und somit immer sicher durch die Dichtmanschette überbrückt wird. Leichtbau und Kostendruck sowohl für Material und in der Fertigung führen zu einer verstärkten Hinwendung zum relativ billigen Kunststoff, der eine nacharbeitsfreie Herstellung durch Spritzgießen ermöglicht und somit wesentlich kostengünstiger ist als Metallteile.
Bei Verwendung von Kunststoffkolben, die vorzugsweise aus Thermoplasten gefertigt sind (s. z. B. P 31 49 628.8 der Anmelderin) muß jedoch einerseits die Quellung des Kunststoffs in der Hydraulikflüssigkeit und andererseits der große Ausdehnungskoeffizient in Kälte und Wärme berücksichtigt werden, was beides zusammengefaßt die Vorgabe eines relativ großen Radialspiels zwischen Kolben und Zylinderwandung erfordert. Dies gilt nicht nur für Kunststoffkolben, die In Metallzylindern eingesetzt sind, sondern auch für die Verwendung von Duroplastzylindern in die thermoplastische Kolben eingesetzt sind, da beide Kunststoffe ebenfalls unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Auch quillt der Zylinder im Gegensatz zum vollständig von Bremsflüssigkeit umgebenen Kolben nicht so stark.
Bei schräger Krafteinleitung am Kunststoffkolben - bedingt durch die auslenkende Kolbenstange - läuft dieser außermittig und das Radialspiel verlagert sich einseitig und führt zu doppelter Spaltweite. In Verbindung mit tiefen Temperaturen erweitert sich zusätzlich das Dichtspaltgrößtspiel um den erhöhten Temperaturschwund des Kunststoffkolbens, was durch ein gummielastisches Dichtelement nicht mehr wirksam überbrückt werden kann, da auch die Gummidichtmanschetten bei Kälte ihre Elastizität verlieren. Der Geberzylinder wird funktionsunfähig.
Es sind gebräuchliche zweiteilige armierte Dichtungen bekannt, welche dieses Problem jedoch nur unbefriedigend lösen. Dabei wirkt eine im Gummiprofil radial angeordnete metallische Profilfeder als statisches Vorspannelement.
Die Dichtwirkung entsteht durch die Eigenvorspannung des Dichtkörpers sowie durch das Zusammenpressen beim Einbau der am Kolbennutgrund und der an der Bohrungswand anliegenden Dichtlippen. Jedoch benötigt diese teuere Dichtungsart, bedingt durch die geringe Aufweitbarkeit einen zweigeteilten Kolben oder einen Aufschiebesitz mit zusätzlicher axialer Sicherung. Andererseits muß über die im Dichtpro fil eingelagerte Profilfeder eine Vorspannung aufgebracht werden, die im Vergleich zur Paarung Metallkolben - Metallzylinder den Faktor 5 des Spaltes überbrücken muß und bei erhöhten Temperaturen im positiven Bereich durch die starke Aufweitung des Kunststoffkolbens zu einer vermehrten Anpressung der Dichtmanschette an die Zylinderwand führt, was den Schmierfilmabriß fördert und damit den unerwünschten Stick-Slip-Effekt begünstigt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Geberzylinder der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß trotzdes großen vorzusehenden Radialspiels eine sichereDichtungsfunktion gewährleistet ist und die durch die schräge Krafteinleitung bedingte Auslenkung des Kolbens vermieden wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ist aus dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs zu entnehmen. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung enthalten die Ansprüche 2 bis 6.
Durch die Anordnung der radial federnden Vorsprünge am Ringbund des Kolbens wird dieser unabhängig vom temperaturbedingten Radialspiel in der Zylinderbohrung zentriert und so das einseitige Verlagern mit der Folge der doppelten Spaltweite vermieden. Durch die Anordnung der Nut in der Zylinderbohrung, in die die radialen Vorsprünge des Kolbens einrasten, ist eine wirksame Haltefunktion des Kolbens in seinen Endstellungen gegeben, ohne daß weitere Teile (Sicherungsringe o. ä.) erforderlich sind.
Die Erfindung soll an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 einen Geberzylinder mit Kunststoffkolben im Schnitt Fig. 2 die Ausbildung des pedalseitigen Kolbenendes mit radial federnden Vorsprüngen Fig. 3 eine andere Ausbildung der federnden Vorsprünge am Kolbenende Fig. 4 eine Ausführung des Kolbenendes mit eingelegtem Spreizelement Fig. 5 eine Ausführung bei der die federnden Vorsprünge der Kolbenenden in die Nut der Zylinderbohrung eingerastet sind Fig. 6 eine Ausführung, bei der die federnden Vorsprünge mit Demontagenasen versehen sind.
In Fig. 1 ist das Zylindergehäuse mit 1 bezeichnet. In der Zylinderbohrung ist neben einer Rückstellfeder 2 und einem Zentralventil 3 ein Kolben 4 angeordnet, der eine Primärdichtmanschette 5 und eine Sekundärdichtmanschette 6 trägt. Der Kolben 4 weist weiterhin eine Bohrung auf, in der ein Stützelement 7 angeordnet ist, das die Kolbenstange 8 aufnimmt. Die Ausbildung des Stützelemente 7 ermöglicht eine Auslenkung der Kolbenstange um einige Grad, die funktionsbedingt sind. Eine Schutzkappe 9 dichtet die Kolbenstange 8 und die Zylinderbohrung gegen eindringenden Schmutz ab. Die Zylinderbohrung wird von einer Anschlagscheibe 10 und einem Sicherungsring 11 abgeschlossen, die eine axiale Fixierung für die in der Zylinderbohrung befindlichen Teile bilden. In Fig. 1 ist weiterhin der Nachlaufbehälteranschluß 12 dargestellt.
In Fig. 2 ist das pedalseitige Ende eines Kolbens 4 vergrößert dargestellt. Dabei ist der als Anschlag für die Dichtmanschette (nicht gezeigt) dienende Ringbund 13 mit radial federnden Vorsprüngen 14 versehen, die im eingebauten Zustand an der Zylinderbohrung unter Vorspannung anliegen und den Kolben 4 zentrieren.
In Fig. 3 ist eine andere Ausbildung der radial federnden Vorsprünge 14 dargestellt.
Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit, wie die radial federnden Vorsprünge 14 durch ein in der Bohrung des Ringbundes 13 angeordnetes Spreizelement 15 in ihrer Federung unterstützt werden. Die obere Bildhälfte zeigt dabei die Aus -führung der radialen Vorsprünge nach Fig. 2, die untere Bildhälfte nach Fig. 3.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung dargestellt. Dabei ist die Zylinderbohrung im Bereich der Kolbenendstellung mit einer Nut 17 ausgestattet in die die radialen Vorsprünge 14 des Kolbens 4 in ihrer Endstellung einrasten. Durch diese Lösung werden die in Fig. 1 dargestellten Anschlagscheiben 10 und der Sicherungsring 11 eingespart. Um den Kolben 4 demontieren zu können, ist die Zylinderbohrung mit axial bis zur Nut 17 verlaufenden Ausnehmungen 18 versehen, durch die ein Demontagewerkzeug zum Einfedern der radialen Vorsprünge 14 nach innen einsteckbar ist.
Fig. 6 zeigt eine Ausführung ähnlich wie Fig. 5, wobei jedoch zur Demontage an den radialen Vorsprüngen 14 Nasen 19 angeordnet sind, durch die es möglich ist, die radialen Vorsprünge 14 mit einem geeigneten Werkzeug einzufedern und den Kolben 4 aus der Zylinderbohrung herauszuziehen.

Claims

Ansprüche 1. Geberzylinder, vorzugsweise für hydraulisch betätigte Kupplungen in Kraftfahrzeugen, wobei in einem Zylindergehäuse ein Kolben aus Kunststoff axial verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4)zumindest am pedalseitigen Ende mit radial federnden Vorsprüngen (14) versehen ist, die unter Vorspannung an der Wand der Zylinderbohrung anliegen.
2. Gebergylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der am pedalseitigen Ende des Kolbens (4) angeordnete und als Anschlag für die Dichtmanschette (6) dienende Ringbund (13) mit radial federnden Vorsprüngen (14) versehen ist.
3. Geberzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der am pedalseitigen als auch am druckraumseitigen Ende des Kolbens (4) angeordnete und als Anschlag für die Dichtmanschetten (5, 6) dienende Rfngbund (13, 13') mit radial federnden Vorsprüngen versehen ist.
4. Geberzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Kolbenenden eine Bohrung aufweisen, in der Feder- bzw. Spreizelemente (16) angeordnet sind, welche die radial federnden Vorsprünge (14) radial nach außen drücken.
5. Geberzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbohrung im Bereich der jeweiligen Endstellung des Kolbens (4) mit einer Nut (17) ausgestattet ist, in die die radialen Vorsprünge (14) des Kolbens (4) in ihrer Endstellung einrasten.
6. Geberzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbohrung mit axial bis zur Nut (17) verlaufenden Ausnehmungen (18) versehen ist, durch die zur Demontage ein Werkzeug zum Einfedern der Vorsprünge (14) nach innen einsteckbar ist.
7. Geberzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung des Kolbenendes an den federnden Vorsprüngen (14) Nasen (9) zur Demontage angeordnet sind.