DE3331834A1 - Geberzylinder - Google Patents

Description

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Geberzylinder

Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder, insbesondere für hydraulische Kupplungsbetätigungen von Kraftfahrzeugen, mit einem aus Kunststoff hergestellten und mit einem Flansch versehenen Gehäuse mit einem in einer Bohrung von einer Betätigungsstange verschiebbaren Kolben, der gegenüber der Bohrung gedichtet ist und mit einer vom Kolben betätigbaren Ventilanordnung/ die über bei Betätigung der Ventilanordnung schließbaren Kanal in Lösestellung des Geberzylinders einen Ausgleichsraum mit einem Druckraum verbindet.

Ein derartiger Geberzylinder ist in der britischen Patentanmeldung 20 76 095 beschrieben. Um Verschleiß, Gehäusedehnung und Undichtigkeiten während des Betriebs des Geberzylinders an dem aus Kunststoff hergestellten Gehäuse im Bereich der Kolbendichtungen zu vermeiden, ist eine metallische Hülse in die Bohrung eingesetzt. Eine derartige Ausbildung erfordert verhältnismäßig große Maßgenauigkeiten der betroffenen Teile, erhöht den Montageaufwand und führt zu einer verhältnismäßig komplizierten und teueren Ausführung.

Eine die metallische Hülse an ihrem aus dem Gehäuse herausragenden Ende umschließende zweite metallische Hülse dient zur axialen Sicherung der Druckstange, der Dichtung und der in die Gehäusebohrung eingelassenen Hülse. Die zweite Hülse liegt mit ihrem radial nach außen sich erweiternden Abschnitt am Flansch des Gehäuses an und ist somit im eingebauten Zustand des Geber-

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Zylinders über die Befestigungsschrauben fest mit dem Flansch und der in der Zeichnung nicht dargestellten fahrzeugfesten Wand verbunden. Die zweite Hülse ist ein aus Blech ausgestanztes und gebogenes Teil und trägt zur Vereinfachung des Geberzylinders bei.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen aus Kunststoff gefertigten Geberzylinder so auszubilden, daß Undichtigkeiten auch bei höherem Druckaufbau ausgeschlossen sind.

: Der Geberzylinder soll darüber hinaus bei einfachstem Aufbau problemlos an der Haltewand befestigbar sein,

; wobei die auf den Geberzylinder von außen her einwirkenden Betätigungskräfte auf das Gehäuse schadlos übertragen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mantelfläche des Gehäuses im Bereich der Kolbendichtung von einer metallischen Hülse fest umschlossen : ist und daß der Flansch aus Metall hergestellt und auf : das Gehäuse aufgesetzt ist und von der Hülse gegen einen ^; Anschlag am Gehäuse gedruckt wird. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird so bei höher auftretenden • Drücken in dem Druckraum eine unzulässige radiale Er-

■ Weiterung des aus Kunststoff hergestellten Gehäuse im Bereich der Kolbendichtung vermieden, wodurch die im

: Gehäuse befestigte Kolbendichtung stets zuverlässig am

■ Kolben anliegt und somit Undichtigkeiten nicht auftreten können. Da während des Betriebs des Geberzylinders die auf den Flansch einwirkenden Kräfte verhältnismäßig groß

^M sein können, so ist, um einen dauerhaften Geberzylinder j zu erhalten, gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der j Flansch aus Metall besteht und durch die Hülse

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formschlüssig am Gehäuse gehalten wird. Der Flansch, der aus einem aus Blech ausgestanzten und gebogenen Teil besteht ist leicht und preisgünstig herstellbar. Das gleiche gilt für die Hülse. Die Hülse und der Flansch können aber auch im Sinter-Druckgußverfahren oder duh:h spanabhebende Bearbeitungsvorgänge hergestellt werden.

Eine besonders einfache und leicht herzustellende Befestigung des Flansches am Gehäuse des Geberzylinders wird dadurch erreicht, daß die Hülse im wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und mit dem Gehäuse über einen ^: Bajonettverschluß kraftschlüssig verbunden ist, wobei das radial innere Ende des Flansches zwischen den Anschlägen des Bajonettverschlusses verspannt ist und wobei der ; Boden der Hülse die Ventilanordnung und die Kolben- ^: dichtung gegen Herausfallen sichert. Die Hülse dient j hierbei.nicht nur als Versteifungs- und Befestigungsele- j

ment, sondern sie stellt gleichzeitig den Deckel des GeberZylinders dar. Die einfache Befestigung des aus Blech hergestellten Flansches ergibt eine sichere und biegesteife Verbindung.

Damit die Einbaulage des Geberzylinders im Betrieb nicht verändert wird, ist es vorteilhaft, daß der Flansch durch eine Verdrehsicherung am Gehäuse arretierbar ist. Dies kann beispielsweise eine Aussparung am Gehäuse sein, in die ein Vorsprung des Flansches eingreift.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Feder außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und auf der einen Seite am Gehäuse und auf der anderen Seite an einer

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Anschlagscheibe des aus dem Gehäuse herausragenden Kolbens abgestützt ist. Durch diese Maßnahme wird die axiale Baulänge des Gehäuses des Geberzylinders verkürzt, da bei einer Plungerkolbenausführung, bei der die Kolbendichtung im Gehäuse befestigt ist und die Gleit- bzw. Dichtfläche der Kolben bildet, die Möglichkeit besteht, die Feder aus der Bohrung des Gehäuses zu entfernen, so daß sie gemäß des Erfindungsgedankens den Kolben außerhalb des Gehäuses umschließt.

Damit der erfindungsgemäße Geberzylinder in verschiedenen, mit oft unterschiedlichen Kupplungsbetätigungswegen ausgerüsteten Fahrzeugen verwendet werden kann, ist es für die Hubbegrenzung vorteilhaft, daß am geschlossenen Ende der Bohrung ein Stopfen befestigbar ist. Es ist aber auch möglich anstelle des Stopfens eine in die Arbeitskammer hineinragende Hülse zu verwenden. Die Hülse kann bei innenliegender Feder gleichzeitig die Führung der Feder übernehmen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnug dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt in Längsrichtung des Geberzylinders gemäß der Erfindung,

Fig. 2 Teilschnitt eines weiteren Auführungsbeispiels eines Geberzylinders im Bereich der Befestigung des Flansches

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Pig. 3 Draufsicht auf den Geberzylinder in Pfeilrichtung X gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 Teillängsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels im Bereich des geschlossenen Endes der Bohrung des GeberZylinders.

In Fig. 1 der Zeichnung besteht der Geberzylinder 1 aus einem aus Kunststoff hergestellten Gehäuse 2 mit einer in Längsrichtung des Gehäuses 2 verlaufenden Bohrung 3, in der ein aus Kunststoff hergestellter Kolben 4 axial verschiebbar geführt wird und der aus dem offnen Ende 5 des Geberzylinders 1 hervorragt. Der Kolben 4 weist eine Sacklochbohrung 6 auf/ die zur Aufnahme einer in der Zeichnung nicht dargestellten, von einem Kupplungspedal eines Fahrzeugs verschiebbaren Betätigungsstange dient. Die Bohrung 3 bildet mit dem Kolben 4 und dem Gehäuse 2 die Arbeitskammer 7, die an ihrem geschlossenen Ende 8 einen Druckanschluß 9 aufweist, der die hydraulische Verbindung zu einem eine Kupplung betätigbaren hydraulischen Nehmerzylinder herstellt. Der Druckanschluß 9 wird von einem mit dem Gehäuse 2 einteilig ausgeführten Rohranschluß gebildet, der am Ende an seiner zylindrischen Außenfläche ein zur Befestigung der Anschlußleitung dienendes Gewinde 10 trägt und der von dem Kanal 11 durchdrungen wird.

Die Bohrung 3 besteht aus einem Abschnitt 12 kleineren Durchmessers und einem Abschnitt 13 größeren Druchmessers. Der Abschnitt 12 kleineren Durchmessers

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bildet die Arbeitskammer 7 und kann zur Führung des arbeitskammerseitigen Endes 14 des Kolbens 4 dienen. Der Übergang zwischen den Abschnitten 13 und 14 wird von einer Stufe 15 gebildet, in die stirnseitig ein Kanal 16 mündet, der über einen am Gehäuse 2 angespritzten Anschlußstutzen 17 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausgleichsbehälter verbunden ist. Zum offenen Ende 5 des Geberzylinders 1 hin wird in der Bohrung 3 im Abschnitt 13 die Ventilanordnung 18 und die Dichtungsanordnung 19 geführt.

Die Ventilanordnung 18 besteht aus einem auf einer Ringscheibe 20 stirnseitig aufvulkanisierten Dichtungsring 21, aus dem sich zum offenen Ende 5 hin an die Ringscheibe 20 anschließenden Dinstanzring 22 und aus der Ventilfeder 23. Die Ventilfeder 23 umgibt den Distanzring 22 konzentrisch. Am Ende des Distanzrings 22 und der Ventilfeder 23 liegt ein Führungsteller 24 an, der auf der anderen Seite an die Dichtungsanordnung 19 angrenzt und eine Verschiebung der Ventilanordnung 18 zum offenen Ende 5 hin verhindert. Der Führungsteller 24 weist zur Arbeitskammer 7 hin gerichtete, auf gleichem Durchmesser verlaufende Vorsprünge 25 auf, die mit ihrer radial, äußeren Mantel- fläche an der radial inneren Mantelfläche der Ventilfeder 23 anliegen und somit zur Führung der Ventilfeder 23 dienen. Der "Führungsteller 24 wird an der Wandung des Bohrungsabschnittes 13 größeren Durchmessers geführt.

Am arbeitskammerseitigen Ende 14 weist der Kolben 4 eine Stufe 26 auf, an der der Dichtungsring 21 anliegt. In der in Fig. 1 dargestellten Losesteilung des Geberzylinders 1

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verläuft die Dichtfläche 26 des Dichtrings 21 kurz vor der Stufe 15, in die der Kanal 16 einmündet, so daß eine Flüssigkeitsverbindung von dem unter Atmosphärendruck stehenden Ausgleichbehälter zur Arbeitskammer 7 besteht. Die Flüssigkeitsverbindung verläuft von dem Kanal 16 über den sich zwischen der Stufe 15 und der Dichtfläche 26 anschließenden Ringraum 27 hin zu dem vom Kolben 4 und der Bohrung 3 gebildeten Spalt 28.

Die Dichtungsanordnung 19 besteht aus in diesem Ausführungsbeispiel einer aus Kunststoff hergestellten pistanzhülse 29, die im Bohrungsabschnitt 13 geführt wird und die an ihrem, an der Ventilanordnung 18 angrenzendem Ende eine Axialnut 30 mit einer darin befindlichen Kolbendichtung 31 trägt, die auf der Mantelfläche 32 des Kolbens 4 druckdicht anliegt. In Betätigungsrichtung des Geberzylinders 1 ist vor der Axialnut 30 an der radial äußeren Mantelfläche der Distanzhülse 29 eine Radialnut 33 ausgebildet, die einen Dichtring 34 trägt. Der Dichtring 34 dichtet die Wandung des Bohrungsabschnittes 13 gegenüber der Distanzhülse 29 ab. Die Dichtungsanordnung 19 stellt eine Abdichtung der Arbeitskammer 7 gegenüber der Atmosphäre her.

Auf der radial äußeren Mantelfläche im Bereich des offenen Endes 5 ist am Gehäuse 2 ein Gewinde 35 ausgebildet, auf das eine im wesentlichen topffÖrmige Hülse 36 aufgeschraubt ist. Die im Boden 37 der Hülse 36 ausgebildete Bohrung 38 wird von dem Schaft 39 des Kolbens 4 durchdrungen. Infolge der Kraft der Ventilfeder 23 liegt die Hülse 36 an der der Arbeitskammer 7 zugewandten

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Stirnfläche 40 des Bodens 37 stets an. Durch die Hülse werden die Ventil- und Dichtungsanordnung 18,19 im Bohrungabschnitt 13 ortsfest gehalten.

Das Gehäuse 2 des Geberzylinders 1 ist von einem aus Blech hergestellten Flansch 41 umgeben, der auf dem Gehäuse 2 zentriert ist und der von der Hülse 36 gegen die am Gehäuse 2 ausgebildete Anschlagfläche 42 fest verspannt ist. An der zur Zentrierung des Flansches 41 am Gehäuse 2 ausgebildeten Zentrierfläche 43 ist eine radial nach innen gerichtete Vertiefung 44 ausgebildet, in die ein entsprechender Vorsprung 45 des Flansches 41 eingreift. Der Flansch 41 weist am Umfang verteilte Bohrungen 46 auf, die zur Aufnahme von in der Zeichnung nicht dargestellten Befestigungsschrauben dienen, wodurch der Geberzylinder 1 beispielsweise an einer Spritzwand eines Kraftfahrzeugs befestigt werden kann.

An dem aus dem offenen Ende 5 herausragenden Ende des mit dem Kolben 4 einstückig verbundenen Schaftes 3 ist mittels eines Sicherungsrings 47 die Anschlagscheibe 48 befestigt. An der Anschlagscheibe 48 und an der Hülse 36 stützt sich die Feder 49 ab, die dazu dient, den Kolben nach jeder Betätigung des Geberzylinders 1 in die dargestellte Ausgangsstellung zu bringen.

Im Bohrungsabschnitt 12 kleineren Durchmessers ist in der Zeichnung im oberen Abschnitt der Wandung eine in Längsrichtung des Geberzylinders 1 verlaufende Längsnut 50 ausgebildet. Die Längsnut 50 dient dazu, daß ein einwandfreies Nachsaugen beim Rückhub des Kolbens 4 gewähr-

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leistet wird. Die Längsnut 50 ist dann erforderlich/ wenn aufgrund einer einwandfreien Führung des Kolbens 4 in den Abschnitt 12 kleineren Durchmessers der Spalt 28 sehr klein sein muß. Die Längsnut 50 kann aber auch durch am Umfang des arbeitskammerseitigen Endes 14 des Kolbens 4 verteilte Schlitze ersetzt werden, die von der Arbeitskammer 7 aus bis zur Stufe 52 am Kolben 4 verlaufen.

Dadurch, daß der Kolben 4 die Ventilanordnung 19 durchdringt und mit seinem arbeitskammerseitigen Ende 14 diese hintergreift, so ist es möglich, daß der Kolben 4 über die Stufe 51 die Ventilanordnung 18 betätigt.

Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausschnitte von Geberzylindern weichen in ihren Ausführungsformen nur geringfügig von den entsprechenden Bauteilen gemäß Fig. ab, so daß für gleiche Bauteile gleiche Positionsnummern aus Fig. 1 entnommen wurden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb nur auf die Unterschiede eingegangen.

In den Fig. 2 und 3 der Zeichnung ist die Hülse 36 ein aus Blech gestanztes und geformtes Teil, das die radial äußere Mantelfläche 52 des zylindrischen Endabschnitts des Gehäuses 2 mit Vorspannung umschließt und das mit seinem Boden 37 an der Stirnfläche 40 der Distanzhülse 29 ; anliegt. Die Hülse 36 weist zwei diametral gegenüberliegende Haltearme 53,54 auf, die sich im wesentlichen in ; Richtung des geschlossenen Endes 8 des Geberzylinders 1 ^: erstrecken und an ihren Enden 57,58 an der Mantelfläche

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52 des Gehäuses 2 radial nach außen hervorstehende Vorsprünge 55,56 hintergreifen. Zwischen den Enden 57,58 und den Vorsprüngen 55,56 ist der radial innere Bereich des Flansches 41 verspannt, der somit über die Hülse 36 fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist.

Die in Fig 2 dargestellte Bajonettverbindung ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, um 90° in die Zeichenebene gedreht dargestellt. Damit der Flansch 41 über die Vorsprünge 55,56 geschoben werden kann, sind in der senkrechten Ebene der Zeichnung Kreisringausschnitte 59,60 ausgebildet. Eine derartige Bajonettverschlußanordnung ist einfach und leicht herstellbar.

In Fig. 4 der Zeichnung erhebt sich vom Boden des geschlossenen Endes 8 in die Arbeitskammer 7 ein zylindrischer Zapfen 61 hinein, der von dem Kanal 11 durchdrungen wird. Auf den zylindrischen Zapfen 61 ist der Stopfen 62 aufgesetzt, der über einen Fortsatz 63 im Kanal 11 geführt und gehalten wird.Damit die Flüssigkeit vom Kanal 11 in die Arbeitskammer 7 einströmen kann, bildet beispielsweise der Stopfen 62 einen kreuzförmigen Querschnitt»

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Geberzylinders ist folgende.

Durch die Betätigung des Kolbens 4 gemäß Fig. 1 nach links wandert ebenfalls der Dichtungsring 21 nach links, bis dieser an der Stufe 15 zur Anlage gelangt und den Kanal 16 dichtend verschließt. Bei weiterer Betätigung

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des Kolbens 4 hebt nun der Kolben 4 mit seiner Stufe 51 von der Dichtfläche 26 ab und es wird Druckmittel in den Kanal 11 zu dem in der Zeichnung nicht dargestellten Nehmerzylinder einer Kupplungsbetätigung gefördert, wodurch ein Trennen der Kupplungsbeläge erreicht wird. Der in der Arbeitskammer 7 herrschende Druck kann bei aus Kunststoff hergestellten Gehäusen 2 dazu führen, daß eine radiale Aufweitung erfolgt. Um im Bereich der Dichtungsanordnung 19 eine derartige Aufweitung zu vermeiden, die zu Undichtigkeiten führen könnte, umschließt die metallische Hülse 36 den Endabschnitt des Gehäuses 2.

Beim Rückwärtshub erfolgen die Bewegungsabläufe in umgekehrter Reihenfolge. Ein Nachstellen des Nehmerzylinders, beispielsweise infolge von Reibbelagverschleiß, erfolgt durch Nachsaugen von Flüssigkeit über den Kanal 16 in die Arbeitskammer 7. Dieser Vorgang verläuft in den meisten Fällen erst dann, wenn der Kolben 4 den Dichtungsring 21 bereits von der Stufe 15 abgehoben hat. Sollte jedoch ein Nachsaugen früher erforderlich sein, so bewirkt der in der Arbeitskammer 7 entstehende Unterdruck ein selbsttätiges Öffnen der Ventilanordnung 18 entgegen der Kraft der Ventilfeder 23. Dieser Vorgang kann bei einer vorgegebenen Ventil'feder 23 dadurch begünstigt werden, daß der Querschnitt des in die Stufe 15 einlaufenden Kanals vergrößert wird. Die in dem Bohrungsabschnitt 12 kleineren Durchmessers ausgebildete Längsnut vergrößert den Strömungsquerschnitt zwischen Bohrung 3 und Kolben 4. Die Feder 49 sorgt beim Rückhub des Kolbens 4 für ein sicheres Öffnen der Ventilanordnung 18.

Claims (6)

ΟΛΟΙ Ο O Λ ALFRED TEVES GMBH 12. August 1983 Frankfurt am Main ZL/Fe/be P 5406 / 0916P H.-D. Reinartz - 55 H. Steffes - 23 D. Lowe - 10 Patentansprüche

1.} Geberzylinder insbesondere für hydraulische -^ Kupplungsbetätigungen von Kraftfahrzeugen, mit einem aus Kunststoff hergestellten und mit einem Flansch versehenen Gehäuse mit einem in einer Bohrung von einer. Betätigungsstange verschiebbaren Kolben, der gegenüber der Bohrung durch eine Dichtungsanordnung gedichtet ist und mit einer vom Kolben betätigbaren Ventilanordnung, die über bei Betätigung der Ventilanordnung schließbaren Kanal in Losestellung des Geberzylinders einen Ausgleichsraum mit einem Druckraum verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (52) des Gehäuses (2) im Bereich der Kolbendichtung (31) von einer metallischen Hülse (36) fest umschlossen ist und daß der Flansch (41) aus Metall hergestellt und auf das Gehäuse (2) aufgesetzt ist und von der Hülse (36) gegen einen Anschlag (55/56) am Gehäuse (2) gedruckt wird.

2. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (36) im wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und mit dem Gehäuse (2) über einen Bajonettverschluß (55,56 und 57,58) kraftschlüssig verbunden ist, wobei das

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radial innere Ende des Flansches (41) zwischen den Anschlägen des Bajonettverschlusses (55,56 und 57,58) verspannt ist und wobei der Boden (37) der Hülse (36) die Ventilanordnung (18), die Dichtungsanordnung (19) und den Kolben (4) gegen Herausfallen sichert.

3. Geberzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (41) durch eine Verdrehsicherung (44,45) am Gehäuse (2) arretierbar ist.

4. Geberzylinder nach Anspruch 2, mit einer den Kolben in seine Lösestellung zurückdrückende Feder, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (49) außerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist und auf der einen Seite am Gehäuse (2) und auf der anderen Seite an einer Anschlagscheibe (48) des aus dem Gehäuse (2) herausragenden Kolbens (4) abgestützt ist.

5. Geberzylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß am geschlossenen Ende (8) der Bohrung (3) ein Stopfen (62) befestigbar ist.

6. Geberzylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß am geschlossenen Ende (8) der Bohrung (3) ein in die Arbeitskammer (7) hineinragende Hülse ausgebildet ist*