DE10049457A1

DE10049457A1 - Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung

Info

Publication number: DE10049457A1
Application number: DE10049457A
Authority: DE
Inventors: Hubert Beitler; Falk Schumann; Ernst Tscheplak; Guenter Woerner
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2002-04-11

Abstract

Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung für eine Kupplung oder eine Bremse, insbesondere ein Zentralausrücker, welche mindestens eine Kunststoff-Komponente (2) zwischen einem Hydraulikflüssigkeitsbereich (4, 22) und einem Umgebungsbereich aufweist. Die Kunststoff-Komponente (2) enthält eine Sperrschicht (26) zwischen Umgebungsbereich und Hydraulikflüssigkeitsbereich (4, 22), die für Wasser und Wasserdampf nicht durchgängig ist oder mindestens eine wesentlich größere Sperrwirkung hat als das Kunststoffmaterial der Kunststoff-Komponente (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung dieser Art ist aus der DE 197 16 473 A1 bekannt in Form eines Zentralausrückers für eine hydraulische Kupplungsbetätigung.

Die zur Erzeugung des Kupplungdruckes oder Bremsdruckes üblicherweise verwendete Hydraulikflüssigkeit ist stark hygroskopisch und besitzt häufig ein Wasseraufnahmevermögen von mehr als 100% ihres Volumens. Ein Nachteil ist, dass durch die Wasseraufnahme der Siedepunkt der wasserhaltigen Hydraulikflüssigkeit von anfangs ca. 270°C (unter Normalbedingungen) immer weiter absinkt. Seit einigen Jahren werden in der Kupplungshydraulik Kunststoff-Komponenten aus Polyamid verwendet, z. B. Geberzylinder, Nehmerzylinder sowie Zentralausrücker. Dieser Kunststoff hat die nachteilige Eigenschaft, Wasser aus der Umgebungsluft aufzunehmen und an die Bremsflüssigkeit im Bremshydrauliksystem abzugeben.

Die genannte DE 197 16 473 A1 beschreibt die heute häufig verwendete Aluminium-Bauweise von Zentralausrückern. Dieselbe Konstruktion von Zentralausrückern gibt es inzwischen auf dem Markt auch mit Kunststoff-Komponenten in Form von Anschlußrohren oder auch in Vollkunststoffbauweise. Ebenso gibt es von verschiedenen Herstellern Kunststoff-Geberzylinder sowie Kunststoffleitungen. Alle diese üblicherweise aus Polyamid gefertigten Kunststoff-Komponenten haben den genannten Nachteil, Wasser aus der Umgebungsluft aufzunehmen und an die Bremshydraulikflüssigkeit abzugeben.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Möglichkeit zu schaffen, durch welche für Kraftfahrzeug- Hydraulikeinrichtungen von Kupplungen und Bremsen, beispielsweise für Geberzylinder, Nehmerzylinder und Leitungen und insbesondere Zentralausrücker Kunststoffteile verwendet werden können, welche gegenüber Blechkonstruktionen und Metallgußkonstruktionen ein niedrigeres Gewicht haben und preisgünstiger sind, jedoch ohne den Nachteil, dass die im Kraftfahrzeug benutzte Hydraulikflüssigkeit Wasser aufnimmt. Die Lösung soll derart sein, dass die Hydraulikeinrichtung kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Demgemäß betrifft die Erfindung eine Kraftfahrzeug- Hydraulikeinrichtung einer Kupplung oder einer Bremse, mit mindestens einer Kunststoff-Komponente zwischen einem Hydraulikflüssigkeitsbereich einerseits und einem Umgebungsbereich andererseits, wobei die Kunststoff-Komponente mit einer Sperrschicht versehen ist, die für Wasser und Wasserdampf nicht durchgängig ist oder mindestens eine wesentlich größere Sperrwirkung hat als das Kunststoffmaterial der Kunststoff-Komponente.

Durch die Sperrschicht läßt sich der Gewichtsvorteil und Preisvorteil von Kunststoffkomponenten gegenüber Blechkonstruktionen und Gußkonstruktionen ohne den Nachteil der Wasseraufnahme der Hydraulikflüssigkeit im Kraftfahrzeug nutzen. Die Herstellung der Hydraulikeinrichtung kann sich trotz der Sperrschicht in einem kostengünstigen Rahmen bewegen.

Kunststoff-Komponenten, auch als Kunststoffteile bezeichenbar, können insbesondere Teile oder Gesamteinheiten von Zentralausrücker einer Fahrzeugkupplung und Geberzylinder und Hydraulikleitungen hierfür sein, oder Geberzylinder, Nehmerzylinder und Hydraulikleitungen von Bremsanlagen des Kraftfahrzeuges sein. Ebenso können dies die kompletten Schlauchumfänge sein, die in der Hydraulikanlage Verwendung finden, also auch die drucklosen Leitungen, die zur Zuführung des Hydraulikmediums an die druckbehafteten Teile der gesamten Hydraulikanlage dienen. Kunststoff-Komponenten von Hydrauliksystemen, welche hygroskopische Hydraulikflüssigkeiten enthalten, z. B. Bremsflüssigkeit oder Kupplungsbetätigungsflüssigkeit, werden gemäß der Erfindung mit einer als Oberflächenbeschichtung aufgebrachten oder zwischen Hydraulikflüssigkeit und Umgebung in sie implantierten Sperrschicht versehen, die für Wasser und Wasserdampf weniger durchgängig ist als die Kunststoff-Komponente oder vorzugsweise nicht durchgängig ist. Hierfür wird gemäß der Erfindung z. B. PVDF (Polyvinylidenfluorid) vorgeschlagen, welches eine Permeabilität für Wasser von 2,4 g/m² pro Tag bei einer 0,09 mm dicken PVDF-Sperrschichtfolie aufweist. Die Sperrschicht kann in jeder bekannten Art von Beschichtungsverfahren auf die Kunststoff-Komponente aufgebracht oder als Folie darauf befestigt werden, beispielsweise aufgeklebt oder aufgedampft werden.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Je nach Ausführungsform wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass das Kunststoffmaterial der Kunststoff- Komponente Polyamid ist; dass die Sperrschicht aus Kunststoff besteht; dass die Sperrschicht vorzugsweise Polyvinylidenfluorid (PVDF) ist; dass die Sperrschicht auf die Kunststoff-Komponente aufgebracht und/oder in sie integriert ist; dass die Sperrschicht auf die dem Hydraulikflüssigkeitsbereich zugewandte Seite und/oder auf die dem Umgebungsbereich zugewandte Seite der Kunststoff-Komponente aufgebracht ist; dass die Kunststoff-Komponente allseitig von der Sperrschicht umgeben ist; dass ein Druckgeberzylinder und/oder ein Drucknehmerzylinder und/oder Hydraulikleitungen einer Kupplung oder einer Bremse oder ein Zentralausrücker hierfür die Kunststoff-Komponente mit der Sperrschicht aufweist oder aus dieser Kunststoff-Komponente mit der Sperrschicht besteht.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 schematisch einen Zentralausrücker gemäß der Erfindung für eine Kraftfahrzeugkupplung (oder Kraftfahrzeugbremse), wobei in der oberen Hälfte die Druckstellung, bei welcher die nicht gezeigte Kupplung geöffnet ist, und in der unteren Hälfte in der Grundstellung, bei welcher die nicht gezeigte Kupplung geschlossen ist, im Axialschnitt dargestellt ist,

Fig. 2 einen Axialschnitt wie in Fig. 1, jedoch einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Zentralausrücker für Kraftfahrzeugkupplungen haben je ein Gehäuse 2, welches in einem Stück eine Gehäusewand 2-2, ein davon rechtwinkelig wegragendes Trägerrohr 2-4 und ein relativ zum Trägerrohr 2-4 kürzeres und dieses mit radialem Abstand umgebendes Außenmantelrohr 2-6 bildet, die zusammen einen Zylinderraum 4 begrenzen. In dem konzentrisch zu einer Mittellinie 6 angeordneten ringförmigen Zylinderraum 4 befindet sich ein entsprechend ringförmiger Kolben 8, der auf seiner der Gehäusewand 2-2 zugewandten Seite mit einer an den Zylinderwänden dichtend anliegenden Dichtung 10 versehen ist und an seinem davon abgewandten Ende mit einer Schiebehülse 12 axial bewegungsfest verbunden ist.

Die Schiebehülse 12 ragt aus dem von der Gehäusewand 2-2 entfernten Ende des Zylinderraumes 4 hinaus und ist an ihrem hinausragenden Ende mit einem Ausrücklager 14 verbunden und wirkt über dieses Ausrücklager 14 mit einer nicht gezeigten Kupplung zusammen, um diese entgegen der Kraft von mindestens einer nicht gezeigten Kupplungsfeder von der Kupplungsschließstellung in die Kupplungsöffnungsstellung zu bewegen (auszurücken).

Eine Rückdruckfeder 16 in Form einer Schraubenfeder, die axial eingespannt ist und dadurch als Druckfeder wirkt, ist zwischen einen über das Außenmantelrohr 2-6 radial hinausragenden Gehäusewandabschnitt 2-8 und das Ausrücklager 14 mit Vorspannung eingespannt, damit die Anordnung nicht "klappert".

Die Rückdruckfeder 16 befindet sich radial zwischen dem Außenmantelrohr 2-6 und einem Faltenbalg 20.

Durch die Gehäusewand 2-2 erstreckt sich ein Hydraulikflüssigkeitskanal 22, dessen inneres Ende 22-2 am Boden des Zylinderraumes 4 in den Zylinderraum 4 mündet und dessen äußeres Ende 22-4 über eine Hydraulikleitung 24 mit einem Hydraulikdruckgeberzylinder 25 verbunden ist.

Bei der in Fig. 1 und 2 unten gezeigten Situation wird der Kolben 8 von der Federkraft von mindestens einer Feder der nicht gezeigten Kupplung entgegen der Kraft der Rückdruckfeder 16 in der Grundstellung gehalten, bei welcher der Kolben 8 der Gehäusewand 2-2 angenähert ist und die Kupplung geschlossen ist. Bei der in den Fig. 1 und 2 oben gezeigten Situation drückt die Hydraulikflüssigkeit den Kolben 8 mit dem Ausrücklager 14 in Richtung von der Gehäusewand 2-2 weg, so dass die nicht gezeigte Kupplung entgegen der Kraft von ihrer nicht-gezeigten Feder in Offenstellung gehalten wird.

Das Gehäuse 2 ist mit einer Sperrschicht 26 versehen, die für Wasser und Wasserdampf eine wesentlich größere Sperrwirkung hat als das aus Kunststoff bestehende Gehäuse 2 und vorzugsweise nicht durchgängig ist. Das Gehäuse 2 besteht beipielsweise aus Polyamid. Die Sperrschicht besteht beispielsweise aus PVDF (Polyvinylidenfluorid). Jedoch sind für das Gehäuse 2 und die Sperrschicht 26 auch andere Kunststoffe verwendbar. In Fig. 1 ist das Gehäuse 2 auf allen mit dem Umgebungsbereich in Verbindung stehenden Oberflächen mit der Sperrschicht 26 beschichtet, was durch eine dicke Oberflächenlinie gezeichnet ist. Die Sperrschicht 26 kann durch jedes bekannte Beschichtungsverfahren aufgebracht werden, beispielsweise im Sprühbeschichtungsverfahren, Tauchverfahren, Sputtering usw. Ferner kann sie auch in Form eines dünnen Filmes oder einer Folie aufgebracht sein. Ihr Permeabilität für Wasser beträgt bei einer 0,09 mm dicken Schichtdicke oder Foliendicke beispielsweise 2,4 g/m² pro Tag. Ihr Permeabilitätsbereich für Wasser und Wasserdampf liegt vorzugsweise bei 0,0 g/m² pro Tag, jedoch sind auch Werte über 2,4 g/m² pro Tag je nach Art der Hydraulikflüssigkeit ebenfalls akzeptabel, beispielsweise 6,0 g/m² pro Tag.

Gemäß der Erfindung kann die Sperrschicht 26 auf die dem Hydraulikflüssigkeitsbereich zugewandte Seite und/oder auf die dem Umgebungsbereich zugewandte Seite des Gehäuses 2 aufgebracht sein. Auch die Schiebehülse und/oder der Kolben 8 kann mit einer solchen Sperrschicht 26 versehen werden zur Bildung einer Sperre für Wasser und Wasserdampf zwischen der Umgebung und dem Zylinderraum 4. Die Sperrschicht 26 ist mindestens in einem den Zylinderraum 4 umgebenden Bereich des Gehäuses 2 vorgesehen.

Der Zentralausrücker von Fig. 2 ist gleich ausgebildet wie der von Fig. 1, jedoch ist die Sperrschicht 26 nicht als Beschichtung auf das Gehäuse 2 aufgebracht, sondern in das Gehäuse 2 implantiert, vorzugsweise in deren Kunststoffmaterial eingegossen. Die implantierte Sperrschicht 26 von Fig. 2 erstreckt sich vorzugsweise um den gesamten Zylinderraum 4 und vorzugsweise auch um den Hydraulikflüssigkeitskanal 22.

Claims

1. Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung einer Kupplung oder einer Bremse, mit mindestens einer Kunststoff-Komponente (2) zwischen einem. Hydraulikflüssigkeitsbereich (4, 22)einerseits unt einem Umgebungsbereich andererseits, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Komponente (2) mit einer Sperrschicht (26) versehen ist, die für Wasser- und Wasserdampf nicht durchgängig ist oder mindestens eine wesentlich größere Sperrwirkung hat als das Kunststoffmaterial der Kunststoff- Komponente (2).

2. Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial der Kunststoff-Komponente Polyamid ist.

3. Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung nach Anpruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (26) ein Kunststoff ist.

4. Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (26) Polyvinylidenfluorid (PVDF) ist.

5. Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (26) auf die Kunststoff-Komponente (2) aufgebracht ist.

6. Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (26) auf die dem Hydraulikflüssigkeitsbereich zugewandte Seite und/oder auf die dem Umgebungsbereich zugewandte Seite der Kunststoff- Komponente (2) aufgebracht ist.

7. Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Komponente (2) allseitig von der Sperrschicht (26) umgeben ist.

8. Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (26) in die Kunststoff-Komponente (2) integriert ist.

9. Kraftfahrzeug-Hydraulikeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckgeberzylinder und/oder ein Drucknehmerzylinder und/oder eine Hydraulikleitung und/oder ein Zentralausrücker einer Kupplung oder einer Bremse die Kunststoff-Komponente mit der Sperrschicht aufweist oder aus dieser Kunststoff-Komponente mit der Sperrschicht besteht.