DE69611891T2

DE69611891T2 - Hydraulische Kraftfahrzeug-Kupplungsbetätigung eingliedernd einen Zylinder mit einem metallischen Kolben

Info

Publication number: DE69611891T2
Application number: DE69611891T
Authority: DE
Inventors: Frederic Rey
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2016-12-05
Also published as: DE69611891D1; FR2741921A1; EP0778426B1; EP0778426A1; FR2741921B1

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungsvorrichtung einer Kraftfahrzeugkupplung, die wenigstens einen Geber- oder Nehmerzylinder mit einem Metallkolben umfaßt.
Die Erfindung betrifft im einzelnen eine hydraulische Betätigungsvorrichtung einer Kraftfahrzeugkupplung, die wenigstens einen Betätigungszylinder enthält, wobei der Zylinder einen in etwa rohrförmigen Zylinderkörper umfaßt, in dem ein Kolben axial gleitend verschiebbar gelagert ist, der über eine vordere Querfläche eine zylindrische Hydraulikkammer begrenzt und der über eine rückseitige Fläche mit einer Kolbenstange zusammenwirkt, wobei eine Anschlußöffnung für einen Kanal in der Hydraulikkammer mündet und wobei der Zylinderkörper aus Kunststoff ausgeführt ist.
Nach dem bisherigen Stand der Technik ist es bekannt, einen solchen Zylinder vollständig aus Kunststoff auszuführen, was sowohl für den Zylinderkörper als auch für den Kolben gilt.
Außerdem erfolgt nach dem bisherigen Stand der Technik die Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Zylinderkörper zur Begrenzung der Hydraulikkammer in der Regel durch die Anordnung einer Elastomerringdichtung am Kolben, wobei die Dichtung dazu bestimmt ist, mit einer zylindrischen Fläche des Zylinderkörpers zusammenzuwirken, im allgemeinen mit der zylindrischen Fläche, die die Hydraulikkammer im Zylinderkörper begrenzt.
Diese Lösung setzt daher voraus, daß eine dynamische Abdichtung zwischen zwei Flächen aus Kunststoff sichergestellt werden muß, was besonders schwierig ist.
Denn aufgrund des hohen Reibungskoeffizienten der Dichtung auf der Kunststofffläche neigt die im allgemeinen als Lippendichtung ausgeführte Dichtung zum Auftreten einer Rupferscheinung, wenn sie sich entlang der Fläche verschiebt.
Diese ruckartige Bewegung verursacht unerwünschte Ablösungen der Dichtlippe von der zylindrischen Fläche, wodurch die angestrebte Abdichtung unterbrochen wird. Um eine einwandfreie Abdichtung herbeizuführen, ist es ferner notwendig, daß die Fläche, an der die Dichtung entlang reibt, besonders gut definierte Maß- und Rauhigkeitseigenschaften aufweist, was an konkaven zylindrischen Innenflächen, wie sie nach dem St and der Technik bekannt sind, relativ schwer zu erzielen ist.
In der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 345 451 ist ein Zylinder der vorgenannten Art vorgeschlagen worden, bei dem die Ringdichtung am Zylinderkörper angebracht und dazu bestimmt ist, mit einer zylindrischen Außenfläche des Kolbens zusammenzuwirken, der aus Kunststoff ausgeführt ist.
Die in dieser Druckschrift vorgeschlagene Vorrichtung läßt jedoch das Rupfproblem bestehen, das aufgrund des Zusammenwirkens einer Dichtung aus Elastomer mit einer Fläche aus Kunststoff auftreten kann.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Nach anderen Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:
- Der Zylinderkörper ist aus wenigstens zwei Teilen ausgeführt, die einen Hauptkörper in Form eines abgestuften Rohrs und ein hinteres Führungsrohr umfassen, die Hydraulikkammer ist in einem vorderen Teil des Hauptkörpers ausgebildet, und das hintere Führungsrohr ist koaxial in einem hinteren Teil mit größerem Innendurchmesser des Hauptkörpers, axial hinter der Dichtung, aufgenommen, so daß der Kolben wenigstens teilweise im hinteren Rohr geführt ist.
- Die Dichtung ist im Hauptkörper des Zylinderkörpers angeordnet.
- Die Dichtung ist am vorderen axialen Ende des hinteren Führungsrohrs angebracht.
- Die Außenfläche des hinteren Führungsrohrs und/oder die gegenüberliegende Innenfläche des hinteren Teils des Hauptkörpers sind mit ringförmigen Auskehlungen versehen, die Dichtungsschikanen bilden.
Der Zylinderkörper trägt eine zweite Dichtung, die von der ersten Dichtung axial versetzt ist und die mit der Seitenwand des Kolbens zusammenwirkt.
- Die zweite Dichtung ist in einer Aufnahme aufgenommen, die im vorderen axialen Ende des hinteren Rohrs ausgebildet ist, und im Hauptkörper ist eine Scheibe anstoßend an das vordere axiale Ende des hinteren Rohrs angeordnet, um eine hintere axiale Auflagefläche für die erste Dichtung zu bilden.
- Die zwei Dichtungen sind am vorderen axialen Ende des hinteren Führungsrohrs angebracht.
- Die zylindrische Innenfläche des vorderen axialen Endes des hinteren Rohrs ist abgestuft, so daß zwei axial versetzte Aufnahmen gebildet werden, utn die beiden Dichtungen aufzunehmen, wobei die hintere Aufnahme einen kleineren Durchmesser als die vordere Aufnahme aufweist, so daß eine radiale Schulter begrenzt wird, wobei eine Scheibe an die Schulter anstößt, um eine hintere Auflagefläche für die Dichtung zu bilden, die in der vorderen Aufnahme aufgenommen ist, und wobei die vordere Aufnahme am vorderen axialen Ende des Rohrs mündet.
- Wenigstens eine Dichtung ist ein Lippendichtungsteller mit radialer Reibung.
- Wenigstens eine der Dichtungen ist eine Verbunddichtung.
- Der Innendurchmesser des hinteren Führungsrohrs ist gleich dem Innendurchmesser der Hydraulikkammer, und der hintere Teil des Hauptkörpers des Zylinderkörpers, in dem das Führungsrohr aufgenommen ist, weist einen Durchmesser auf, der größer als der Durchmesser der Hydraulikkammer ist.
- Der Kolben umfaßt einen rohrförmigen Abschnitt, der sich axial über die vordere Querfläche des Kolbens hinaus erstreckt, um eine Druckfeder zu führen, die in der Hydraulikkammer zwischen der vorderen Querfläche des Kolbens und einer vorderen Querwand der Kammer angeordnet ist.
- Der Kolben umfaßt einen rohrförmigen Abschnitt, ·der sich axial über die rückseitige Fläche des Kolbens hinaus erstreckt und in dem ein vorderes Ende der Kolbenstange aufgenommen ist.
- Wenigstens eines der axialen Enden des Kolbens wirkt mit einer zylindrischen Innenfläche des Zylinderkörpers zusammen, die mit Längsnuten versehen ist.
- Die axialen Nuten sind einstückig mit dem Zylinderkörper ausgeführt.
- Die axialen Nuten sind in der Hydraulikkammer angeordnet.
- Die axialen Nuten sind winklig in Übereinstimmung mit Versteifungsrippen angeordnet, die außen am Zylinderkörper ausgebildet sind.
- Der Kolben ist aus Aluminiumlegierung ausgeführt.
- Der Kolben ist aus Stahl ausgeführt.
- Der Kolben ist durch Schmieden ausgeführt.
- Der Kolben ist durch Tiefziehen ausgeführt.
- Der Kolben ist im Zylinderkörper durch wenigstens zwei, vordere und hintere, ringförmige Segmente geführt, die in Form von Buchsen aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten ausgeführt sind und die jeweils in einer an jedem der axialen Enden der Seitenwand des Kolbens angeordneten ringförmigen Auskehlung aufgenommen sind.
- Die Dichtung wirkt mit einem Teilstück der Seitenwand des Kolbens zusammen, das zwischen den beiden Führungssegmenten enthalten ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird. Darin zeigen im einzelnen:
- die Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsart eines gemäß den Lehren der Erfindung ausgeführten Nehmerzylinders, wobei der Kolben in einer vorgezogenen ersten Position bzw. in einer zurückgefahrenen zweiten Position dargestellt ist;
die Fig. 3 und 4 sowie 6 und 7 ähnliche Ansichten wie die Fig. 1 und 2, wobei eine zweite und eine dritte Ausführungsart eines erfindungsgemäßen Nehmerzylinders dargestellt sind;
Fig. 5 eine Variante der zweiten Ausführungsart;
- Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht eines Details von Fig. 6; und
- Fig. 9 eine Ausführungsvariante, bei der die Hydraulikkammer mit axialen Nuten versehen ist.
In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsart eines Nehmerzylinders 10 einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung einer Kraftfahrzeugkupplung dargestellt.
Eine solche (nicht dargestellte) Vorrichtung umfaßt im wesentlichen einen Geberzylinder, der einen ähnlichen Aufbau wie der hier dargestellte Nehmerzylinder aufweist und dessen Kolben sich unter der Einwirkung einer Betätigungsstange verschiebt, die beispielsweise mit einem Kupplungspedal verbunden ist, das durch den Fahrer betätigt wird. Der Kolben des Geberzylinders ist dazu bestimmt, eine Hydraulikflüssigkeit, wie etwa Öl, das in einer Hydraulikkammer enthalten ist, in Richtung einer Leitung 12 zu verdrängen, die den Geberzylinder mit dem Nehmerzylinder 10 verbindet.
Die Leitung 12 mündet durch eine Einlaßöffnung 14 im Innern einer Hydraulikkammer 16 mit veränderlichem Volumen, die in einem Zylinderkörper 17 des Nehmerzylinders 10 begrenzt ist, um die Verschiebung eines Kolbens 20 zu bewirken, der über eine Betätigungsstange 22 beispielsweise auf eine (nicht dargestellte) Ausrückgabel einer Kupplung einwirkt, um das Auskuppeln herbeizuführen. Der Zylinderkörper 17 ist aus Kunststoff ausgeführt.
In dem Ausführungsbeispiel, das in den Figuren dargestellt ist, umfaßt der Zylinderkörper 17 einen aus Kunststoff ausgeführten Hauptkörper 18, der eine abgestufte Rohrform mit der Achse A1 aufweist und der einen vorderen Teil 24 umfaßt, dessen Durchmesser im Verhältnis zu einem hinteren Teil 26 kleiner ausfällt.
Es ist zu beachten, daß dies auch bei allen anderen Ausführungsarten der Fall ist.
Die Innenbohrung des Hauptkörpers 18 weist daher eine Durchmesseränderung auf, wobei ihr vorderer Teil 24 einen kleineren Innendurchmesser als ihr hinterer Teil 26 aufweist.
Um den Zylinderkörper 17 zu versteifen, sind um den gesamten vorderen Teil 24 des Hauptkörpers 18 herum Versteifungsrippen 25 vorgesehen.
Die Hydraulikkammer 16 ist im vorderen Teil 24 des Zylinderkörpers 17 begrenzt, während sie axial an der Vorderseite durch eine vordere Querwand 28, in der die Einlaßöffnung 14 ausgebildet ist, und an der Rückseite durch eine vordere Querfläche 30 des Kolbens 20 begrenzt ist.
In dieser ersten Ausführungsart mündet die Einlaßöffnung 14 axial in der Hydraulikkammer 16, wobei sie als Verschraubung ausgeführt ist.
Das Volumen der Hydraulikkammer 16 kann sich in Abhängigkeit von der Position des Kolbens 20 im Zylinderkörper 17 verändern, wobei sich der Kolben 20 axial zwischen einer in Fig. 1 dargestellten vorgezogenen ersten Position und einer in Fig. 2 dargestellten zurückgefahrenen zweiten Position gleitend verschieben kann.
Der Kolben 20 besteht im wesentlichen aus einer Querwand 32, deren vordere Fläche 30 die Hydraulikkammer 16 begrenzt und deren rückseitige Fläche 34 mit der Betätigungsstange 22 zusammenwirkt, und aus einer zylindrischen seitlichen Einfassung 36, die für die Führung des Kolbens 20 im Zylinderkörper 17 sorgt.
In einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung einer Kupplung kann der Druck der Hydraulikflüssigkeit Werte in einer Größenordnung von 30 bis 40 bar erreichen, so daß es notwendig ist, einerseits eine einwandfreie Führung des Kolbens 20 im Zylinderkörper 17 zu gewährleisten, um jedes Verstrebungs- und Verkantungsrisiko auszuschließen, und andererseits eine Abdichtung mit sehr guter Qualität sicherzustellen, die derartigen Drücken standhalten kann.
Im Hinblick auf eine Verbesserung der Führung des Kolbens 20 erstreckt sich die ringförmige Einfassung 36 axial auf einer Länge, deren Wert zwischen dem drei- und vierfachen Wert ihres Durchmessers liegt, wobei sie beiderseits der Querwand 32 des Kolbens 20 ein vorderes rohrförmiges Teilstück 38 und ein hinteres rohrförmiges Teilstück 40 umfaßt.
Das vordere rohrförmige Teilstück 38 der Einfassung 36 ist dazu bestimmt, im einzelnen mit einer zylindrischen Innenfläche 42 des vorderen Teils 24 des Zylinderkörpers 17 zusammenzuwirken, der die Hydraulikkammer 16 begrenzt.
Um die Reibfläche des Kolbens 20 im Zylinderkörper 17 zu begrenzen, trägt das vordere axiale Ende 44 der Einfassung 36 des Kolbens 20 ein ringförmiges Führungssegment 46, hier in Form eines Rings, das in einer entsprechenden Auskehlung aufgenommen ist, die in der zylindrischen Außenfläche 48 des vorderen rohrförmigen Teilstücks 38 der Einfassung 36 ausgebildet ist.
Das ringförmige Führungssegment 46 wirkt mit der zylindrischen Innenfläche 42 des Zylinderkörpers 17 zur Führung des Kolbens 20 zusammen, so daß die Möglichkeit besteht, ein geringes radiales Spiel zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinderkörper 17 vorzusehen, wodurch die Kontaktfläche dieser zwei Elemente erheblich verringert werden kann.
Das hintere Teilstück 40 der Einfassung 36 des Kolbens 20 ist axial gleitend verschiebbar im hinteren Teil 26 des Zylinderkörpers 17 gelagert.
Im einzelnen wirkt das hintere Teilstück 40 mit einem hinteren Führungsrohr 50 zusammen, das axial im hinteren Teil 26 des Hauptkörpers 18 eingepaßt ist und dessen zylindrische Innenfläche 52 einen Durchmesser aufweist, der in etwa gleich dem Durchmesser der zylindrischen Innenfläche 42 des vorderen Teils 24 des Hauptkörpers 18 ist. Das hintere Rohr 50 ist aus Kunststoff ausgeführt. Dies ist vorteilhafterweise auch in den anderen Ausführungsbeispielen der Fall. Das hintere Rohr 50 ist im Hauptkörper (in dessen hinterem Teil 26) mittels der inneren Durchmesseränderung aufgenommen.
Ebenso wie das vordere axiale Ende 44 trägt auch das hintere axiale Ende 54 der Einfassung 36 ein anderes ringförmiges Führungssegment 46, das dazu bestimmt ist, die Reibungen zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinderkörper 17 zu begrenzen.
In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist das hintere Rohr 50 im Hauptkörper 18 durch eine Bajonettmontage- Vorrichtung 56 befestigt, wobei sein hinteres axiales Ende 58 bündig mit dem vorderen axialen Ende 60 des Hauptkörpers 18 abschließt und einen inneren radialen Bund 62 umfaßt, der es ermöglicht, die axiale Bewegung des Kolbens 20 nach hinten im Zylinderkörper 17 zu begrenzen.
Dank der Baj onettmontage wird das hintere Rohr axial in den Hauptkörper eingesetzt, woraufhin, da das Rohr 50 rampenförmige Vorsprünge und der Hauptkörper 18 dazu passende rampenförmige Ausnehmungen aufweist, eine Drehung ausgeführt wird, um die Fertigungstoleranzen und die verschiedenen Spiele auszugleichen und eine Einspannung herbeizuführen.
Das vordere Teilstück 38 der ringförmigen Einfassung 36 des Kolbens 20 begrenzt eine zylindrische Aufnahme, die die Führung einer Druckfeder 64 ermöglicht, die in der Hydraulikkammer 16 zwischen der vorderen Querwand 28 des Hauptkörpers 18 und der vorderen Querfläche 30 des Kolbens 20 eingefügt ist, um den Kolben 20 in Kontakt mit der Betätigungsstange 22 anzudrücken.
In ähnlicher Weise begrenzt das rohrförmige hintere Teilstück 40 der ringförmigen Einfassung 36 eine zylindrische Aufnahme, in der das vordere axiale Ende der Betätigungsstange 22 aufgenommen ist.
Wie man erkennen kann, ist in dieser ersten Ausführungsart die rückseitige Fläche 34 der Querwand 32 des Kolbens 20 konisch ausgeführt, wobei sie mit dem vorderen axialen Ende 23 der Betätigungsstange 22 zusammenwirkt, die kugelförmig ausgebildet ist, so daß die durch den Kolben 21 an die Betätigungsstange 22 übertragenen Beanspruchungen entlang der Achse A1 des Zylinderkörpers 17 gerichtet sind.
Die Abdichtung der Hydraulikkammer 16 nach außen erfolgt durch zwei axial zueinander versetzte Dichtungen, eine Primär- 66 und eine Sekundärdichtung 68, die gemäß den Lehren der Erfindung am Zylinderkörper 17 angebracht sind und mit der zylindrischen Außenfläche 48 der ringförmigen Einfassung 36 des Kolbens 20 zusammenwirken, der erfindungsgemäß aus einem Metallwerkstoff ausgeführt ist.
Der Kolben 20 kann beispielsweise aus Stahl, durch Schmieden, oder aus Aluminiumlegierung ausgeführt sein, wobei jedoch auch andere Herstellungsarten und andere Werkstoffe verwendet werden können.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist die Primärdichtung 66 ein Lippendichtungsteller und an der zylindrischen Innenfläche 70 des hinteren Teils 26 des Hauptkörpers 18 angebracht, der, wie man in den Figuren erkennen kann, glatt ausgeführt ist, mit Ausnahme der für die Bajonettmontage-Vorrichtung 56 erforderlichen Nuten. Die Dichtungen 66, 68 sind aus Elastomermaterial ausgeführt.
Der Primärdichtungsteller 66 umfaßt eine Dichtlippe mit radialer Reibung, die an einem mittleren Teilstück der Einfassung 36 aufliegt, das zwischen den beiden Führungssegmenten 46 des Kolbens 20 enthalten ist.
Der Dichtungsteller 66 ist daher am vorderen Ende des hinteren Teils 26 des Hauptkörpers 18 angeordnet, Wobei im übrigen seine axiale Position nach hinten durch eine ringförmige Auflagescheibe 72 vorgegeben ist, die ihrerseits an das vordere axiale Ende 74 des hinteren Führungsrohrs 50 anstößt.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist die Sekundärdichtung 68 in einer zylindrischen Aufnahme 76·angeordnet, die in der zylindrischen Innenfläche 52 des hinteren Rohrs 50 ausgebildet ist und die am vorderen Ende 74 dieses Rohrs 50 mündet, wobei die Sekundärdichtung 68 in Form eines Lippendichtungstellers ausgeführt ist. Die Sekundärdichtung 68 hat daher einen Außendurchmesser, der kleiner als derjenige der Primärdichtung 66 ist. Diese Sekundärdichtung 68 bildet ein Sicherheitselement für den Fall einer Undichtigkeit an der ersten Dichtung 66.
Eine solche Gestaltung eines Nehmerzylinders 10 ermöglicht daher die Ausführung einer besonders zuverlässigen und leistungsfähigen Abdichtung, da die Dichtungsteller 66, 68 an einer Metallaußenfläche entlang reiben, die mit einer sehr guten Oberflächenbeschaffenheit einfach herzustellen ist.
Darüber hinaus gewährleistet die sehr große Führungslänge des Kolbens 20 eine leichtgängige verschiebbare Lagerung des Kolbens im Zylinderkörper 17, die durch die vorderen und hinteren Führungssegmente 46 mit niedrigem Reibungskoeffizienten, etwa aus "Teflon", begünstigt wird.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt, bei welcher der Kolben 20 ebenfalls durch Schmieden aus Metall ausgeführt ist.
Ein erster Unterschied zwischen diesen beiden ersten Ausführungsarten ist in der Form der rückseitigen Fläche 34 der Querwand 32 des Kolbens 20 zu erkennen, die einen kugelförmigen Mittelabschnitt umfaßt, der für eine präzisere Führung des vorderen Endes 23 der Betätigungsstange 22 sorgt.
Wie in den Figuren zu erkennen ist, besitzt der kugelförmige Mittelabschnitt den gleichen Krümmungsradius wie das Ende 23 der Betätigungsstange 22; die Innenfläche 77 des hinteren Teilstücks 40 der Einfassung 36 weist jedoch eine Konizität auf, die eine leichte Winkelauslenkung der Betätigungsstange 22 um ihr vorderes Ende 23 herum ermöglicht.
Nach einem zweiten Unterschied zwischen den beiden ersten Ausführungsarten der Erfindung sind die Primär- 66 und Sekundärdichtungsteller 68 beide am hinteren Führungsrohr 50 angebracht, dessen vorderes axiales Ende 78 an der Vorderseite den hinteren Teil 26 des Hauptkörpers 18 begrenzt.
Der Primärdichtungsteller 66 ist in einer vorderen ersten zylindrischen Aufnahme 80 aufgenommen, die am vorderen axialen Ende 74 des Rohrs 50 mündet, während der Sekundärdichtungsteller 68 in einer zweiten zylindrischen Aufnahme 82 aufgenommen ist, die axial hinter der ersten Aufnahme 80 angeordnet ist und einen kleineren Außendurchmesser als diese besitzt. Die Sekundärdichtung 68 weist daher einen kleineren Außendurchmesser als die Primärdichtung 66 auf.
Eine axiale Schulterfläche begrenzt die beiden Aufnahmen 80, 82 und bildet einen Anschlag für die Auflagescheibe 72 des Primärdichtungstellers 66. Wie in der Ausführungsart der Fig. 1 und 2 sind vordere und hintere Führungsansätze 46 vorgesehen.
In dieser zweiten Ausführungsart ist das hintere Rohr 50 schließlich axial im hinteren Teil 26 des Hauptkörpers 18 durch einen Querstift 84 befestigt, der in Queröffnungen 86 eingesetzt ist, die am hinteren · axialen Ende 60 des Hauptkörpers 18 angeordnet sind, und der mit dem hinteren axialen Ende 58 des hinteren Führungsrohrs 50 zusammenwirkt, das außerdem mit einem inneren radialen Bund zur Begrenzung der axialen Bewegung des Kolbens 20 versehen ist.
In Fig. 5 ist eine Ausführungsvariante der zweiten Ausführungsart der Erfindung dargestellt, in der die zylindrische Außenfläche 110 des hinteren Rohrs 50 und/oder die zylindrische Innenfläche 70 des hinteren Teils 26 des Hauptkörpers 18 eine Reihe von ringförmigen Auskehlungen 112 umfaßt, die Dichtungsschikanen bilden.
Dadurch werden Austritte zwischen dem hinteren Rohr 50 und dem Hauptkörper 18 verhindert.
Es ist jedoch auch möglich, die Abdichtung zwischen dem Hauptkörper 18 und dem hinteren Rohr 50 dadurch zu verstärken, daß eine (nicht dargestellte) zusätzliche Dichtung in der Ausführung als Elastomer- Runddichtring in einer ringförmigen Auskehlung angeordnet wird, die auf der zylindrischen Außenfläche 110 des hinteren Rohrs ausgebildet ist, wobei die Dichtung dann auf der zylindrischen Innenfläche 70 des Hauptkörpers 18 anliegt.
Dadurch wird jede Undichtigkeit zwischen dem Rohr 50 und dem Hauptkörper 18 ausgeschlossen. Dies gilt für jede beliebige Ausführungsart.
In den Fig. 6, 7 und 8 ist eine dritte Ausführungsart der Erfindung dargestellt, die einen Metallkolben 20 und Dichtungen 66, 68 umfaßt, die am Zylinderkörper 17 angebracht sind.
Der in diesen Figuren dargestellte Kolben 20 ist durch Tiefziehen eines Metallblechs ausgeführt und umfaßt keine Führungssegmente; es könnte aber auch ein Kolben der vorangehenden Art verwendet werden. In dieser Ausführungsart der Erfindung mündet die Einlaßöffnung 14 radial, und nicht mehr axial, in der Hydraulikkammer 16, wodurch der axiale Bauraumbedarf des Nehmerzylinders 10 entsprechend verringert werden kann.
Im Unterschied zu den zuvor dargelegten Ausführungsarten ist die Primärdichtung 66 ferner in Form einer Verbunddichtung ausgeführt, wobei sie einen Außendurchmesser hat, der kleiner als derjenige der Sekundärlippendichtung 68 ist.
Wie insbesondere in Fig. 8 zu erkennen ist, umfaßt die Verbunddichtung 66 im wesentlichen eine ringförmige innere Buchse 88 aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten wie etwa "Teflon" und einen Außenring 90 aus Elastomermaterial, und sie ist für die eingespannte Lagerung in einer zylindrischen Aufnahme 92 bestimmt, die in der vorderen Querwand 78 ausgebildet ist, die den vorderen 24 und den hinteren Teil 26 des Hauptkörpers 18 begrenzt.
Die zylindrische Aufnahme 92 hat einen Durchmesser, der zwischen dem der zylindrischen Innenflächen 70, 42 des hinteren 26 bzw. vorderen Teils 24 des Hauptkörpers 18 liegt, und sie mündet im hinteren Teil 26 über eine Abschrägung 95.
Wenn sie sich in der Einbauposition befindet, kommt die Verbunddichtung axial nach vorn an einer vorderen axialen Fläche 94 der Aufnahme 92 zum Anschlag, wobei sie radial zwischen der zylindrischen Seitenfläche der Aufnahme 92 und der zylindrischen Außenfläche 48 des Kolbens 20 eingespannt wird.
Der Außenring 90 aus Elastomermaterial ermöglicht durch seine Verformung eine gute Kontrolle der auf die innere Buchse 88 ausgeübten Einspannkraft sowie den Ausgleich eines etwaigen Koaxialitätsfehlers zwischen dem Kolben 48 und dem Zylinderkörper 17.
Dadurch erhält man einen Kontaktdruck zwischen der inneren Buchse 88 und dem Kolben 48, der auf dem gesamten Kreisumfang des Kolbens 48 gleichmäßig ausfällt, und es ergibt sich eine einwandfreie Abdichtung, ohne daß dadurch größere Reibkräfte zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinderkörper 17 herbeigeführt werden.
Für die einwandfreie Funktionsweise der Verbunddichtung 66 ist es notwendig, daß die innere Buchse 88 und der Außenring 90 axial in der gleichen Ebene angeordnet sind, wozu eine besondere ringförmige Auflagescheibe 96 vorgesehen ist.
Die ringförmige Auflagescheibe 96 kommt durch den äußeren Umfang 98 ihrer Vorderseite an der, rückseitigen Fläche 100 der Querwand 78 zur Auflage, während der innere Umfang ihrer Vorderseite einen Vorsprung besitzt, der die Einspannung der Verbunddichtung 66 an der vorderen axialen Fläche 94 der zylindrischen Aufnahme 92 ermöglicht.
Die Auflagescheibe 96 wird ihrerseits axial an der Querwand 78 durch das vordere axiale Ende 74 des hinteren Führungsrohrs 50 gehalten, das an ihrer rückseitigen Fläche 104 zur Anlage kommt. Der innere 98 und der äußere Umfang 102 der vorderen Fläche der Auflagescheibe 96 sind durch ein der Abschrägung 95 entsprechendes Profil verbunden, so daß sich durch ihr Zusammenwirken eine sehr gute Zentrierung der Auflagescheibe 96 im Hauptkörper 18 erzielen läßt.
Wie in der ersten Ausführungsart der Erfindung ist die Sekundärdichtung 68 als Lippendichtungsteller ausgeführt, der in einer im vorderen axialen Ende 74 des hinteren Führungsrohrs 50 ausgebildeten zylindrischen Aufnahme 76 aufgenommen ist.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist das hintere Führungsrohr 50 durch Schweißen oder durch Verkleben im hinteren Teil 26 des Hauptkörpers 58 befestigt. Dadurch wird jede Undichtigkeit zwischen dem Hauptkörper 18 und dem hinteren Rohr 50 ausgeschlossen. Daher braucht keine Schikane vorgesehen zu werden.
Im Unterschied zu den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsarten steht im übrigen das hintere axiale Ende 58 des Rohrs 50 axial nach hinten über das hintere Ende 60 des Hauptkörpers 18 über, und es umfaßt einen äußeren radialen Bund 106, der gegenüber dem hinteren Ende 60 des Hauptkörpers 18 angeordnet ist.
Darüber hinaus ist der innere radiale Bund 162 des hinteren Endes 58 des Rohrs 50 hier in Form eines angefügten unabhängigen Teils ausgeführt.
Die zweite Ausführungsart eines erfindungsgemäßen Zylinders ermöglicht eine einfache Montage sämtlicher Bestandteile.
So kann man zunächst im hinteren Rohr 50 nacheinander den Sekundärdichtungsteller 68, die Auflagescheibe 72, den Primärdichtungsteller 66 und dann den Kolben 20 anordnen.
Anschließend wird die Feder 64 in der zylindrischen Aufnahme angeordnet, die durch den vorderen rohrförmigen Abschnitt der Einfassung 36 des Kolbens 20 begrenzt ist, und der Hauptkörper 18 kann axial um diese Baueinheit herum geführt werden.
Nach einem besonders bemerkenswerten Aspekt der Erfindung können alle diese Vorgänge nacheinander in der gleichen Richtung ausgeführt werden, was im Hinblick auf die Automatisierung der Montage besonders interessant ist.
Die dritte Ausführungsart ermöglicht ebenfalls eine solche Montage entlang einer einzigen Richtung.
In diesem Fall werden die Sekundärdichtung 68 und der Kolben 20 nacheinander im Rohr 50 angeordnet, woraufhin die besondere Auflagescheibe 96 und die Verbunddichtung um den Kolben 20 herum in Anlage an das vordere axiale Ende 74 des hinteren Rohrs 50 eingesetzt werden.
Der Hauptkörper 18 wird dann axial um diese vormontierten Elemente herum eingepaßt.
Wenn die Verbunddichtung 66 mit der Abschrägung 95 ihrer zylindrischen Aufnahme 92 in Kontakt kommt, wird sie durch den inneren Umfangsvorsprung 102 der Auflagescheibe 96 in das Innere der Aufnahme 92 bis zum Boden der Aufnahme 92 gedrückt.
Die Abschrägung 95 ermöglicht es vor allem, das Einsetzen der Dichtung 66 in der Aufnahme 92 zu vereinfachen.
In Fig. 9 ist eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Zylinders 10 dargestellt, in der die zylindrische Fläche 42 der Hydraulikkammer 16 eine Reihe von axialen Nuten 114 umfaßt, die auf dem gesamten Umfang der Kammer 16 gleichmäßig verteilt sind und die es ermöglichen, eine bessere Verteilung der Kontaktdrücke zwischen dem Kolben 20 und der zylindrischen Fläche 42 der Kammer 16 sowie eine gute Führung des Kolbens 20 trotz der Schrumpferscheinungen des Werkstoffs zu erzielen, die in Höhe der Rippen 25 auftreten (es bildet sich keine Überdicke).
Diese Nuten 114 haben vorzugsweise einen halbkreisförmigen oder zumindest abgerundeten Querschnitt, und keinen Querschnitt mit scharfen Kanten, um die Risiken des Auftretens von Anrissen zu begrenzen.
Diese Nuten 114 werden vorteilhafterweise einstückig mit dem Hauptkörper 18 ausgeführt, wenn dieser als Formteil aus Kunststoff hergestellt wird.
Es kann dann vorgesehen werden, daß die Nuten 114 winklig in Übereinstimmung mit den äußeren Versteifungsrippen 25 des Hauptkörpers 18 angeordnet sind. Dadurch entfallen die durch die Rippen 25 bedingten etwaigen Probleme im Zusammenhang mit Materialüberdicken, so daß sich die geometrischen Eigenschaften der hergestellten Formteile verbessern lassen.
Ebenso kann in Betracht gezogen werden, die zylindrische Innenfläche 52 des hinteren Rohrs 50 mit axialen Rippen zu versehen.
Die Erfindung ist zwar im Rahmen eines Nehmerzylinders beschrieben worden; die Lehren der Erfindung können jedoch problemlos auf einen Geberzylinder zur Betätigung der Kupplungsvorrichtung übertragen werden.
Insoweit es sich um eine Anwendung bei einer Kraftfahrzeugkupplung handelt, drückt, wie verständlich geworden sein dürfte, die Membranfeder, die üblicherweise zu der Kupplung gehört, die Betätigungsstange 22, wenn sich der Kolben 20 bei eingerückter Kupplung in seiner vorgezogenen Position befindet, über die Ausrückgabel zurück, wobei die Feder 64 zusammengedrückt wird. Dabei wird der Druck in der Hydraulikkammer 16 abgebaut. Die Feder 64 übt dann eine Vorspannung aus, die es ermöglicht, das Ausrücklager ständig in Kontakt mit der Membranfeder anzudrücken.
Bei der Druckbeaufschlagung der Hydraulikkammer 16 werden der Kolben und damit auch die Betätigungsstange 22, die Ausrückgabel und das Ausrücklager verschoben. Wenn der Kolben 30 seine zurückgefahrene Position einnimmt, wird die Kupplung ausgerückt.
Das hintere Rohr kann natürlich aus Metall ausgeführt sein.
Es ist jedoch vorteilhaft, dieses Rohr aus Kunststoff auszuführen, damit es sich ebenso wie der Hauptkörper 18 ausdehnen kann. Außerdem dienen in den Fig. 6 bis 9 das hintere Rohr 50 sowie der Hauptkörper 18 zur Führung des Kolbens.
In diesem Fall sind der Hauptkörper und das hintere Rohr vorteilhafterweise aus Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten ausgeführt. Ferner ist zu beachten, daß der axiale Bauraumbedarf verringert wird, wenn der Kolben durch Tiefziehen ausgeführt ist ( Fig. 6 bis 9), da die Betätigungsstange wenigstens in das Innere der Abschlußwindung der Feder 64 eindringt.
In allen Fällen greift das hintere Rohr 50 wie ein Stopfen in den Hauptkörper 18 ein und ermöglicht es, die axiale Bewegung des Kolbens direkt (durch seinen Bund (62) oder indirekt (durch das fest an ihm angebrachte Teil 162) zu begrenzen.

Claims

1. Hydraulische Betätigungsvorrichtung einer Kraftfahrzeugkupplung, die wenigstens einen Betätigungszylinder (10) enthält, wobei der zylinder (10) einen allgemein rohrförmigen Zylinderkörper (17) umfaßt, in dem ein Kolben (20) axial gleitend verschiebbar gelagert ist, der über eine vordere Querfläche (30) eine zylindrische Hydraulikkammer (16) begrenzt und der über eine rückseitige Fläche (34) mit einer Kolbenstange (22) zusammenwirkt, wobei eine Anschlußöffnung (14) für einen Kanal (12) in der Hydraulikkammer (16) mündet und wobei der zylinderkörper (17) aus Kunststoff ausgeführt ist und wenigstens eine Dichtung (66) trägt, die mit der zylindrischen Seitenwand (36) des Kolbens (20) zusammenwirkt, um die Abdichtung der Hydraulikkammer (16) sicherzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zylindrische Seitenwand (36) des Kolbens (20) beiderseits der vorderen (30) und rückseitigen (34) Flächen des Kolbens (20) erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderkörper (17) aus wenigstens zwei Teilen ausgeführt ist, die einen Hauptkörper (18) in Form eines abgestuften Rohrs und ein hinteres Führungsrohr (50) umfassen, daß die Hydraulikkammer (16) in einem vorderen Teil (24) des Hauptkörpers (18) ausgebildet ist und daß das hintere Führungsrohr (50) koaxial in einem hinteren Teil (26) mit größerem Innendurchmesser des Hauptkörpers (18), axial hinter der Dichtung (66), aufgenommen ist, so daß der Kolben (20) wenigstens teilweise im hinteren Rohr (50) geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (66) im Hauptkörper (18) des Zylinderkörpers (17) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (66) am vorderen axialen Ende (74) des hinteren Führungsrohrs (50) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (110) des hinteren Führungsrohrs (50) und/oder die gegenüberliegende Innenfläche (70) des hinteren Teils (26) des Hauptkörpers (18) mit ringförmigen Auskehlungen (112) versehen sind, die Dichtungsschikanen bilden.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (17) eine zweite Dichtung (68) trägt, die von der ersten Dichtung (66) axial versetzt ist und die mit der Seitenwand (36) des Kolbens (20) zusammenwirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 in Kombination mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtung (68) in einer Aufnahme (76) aufgenommen ist, die im vorderen axialen Ende (74) des hinteren Rohrs (50) ausgebildet ist, und daß im Hauptkörper (18) eine Scheibe (72) anstoßend an das vordere axiale Ende (74) des hinteren Rohrs (50) angeordnet ist, um eine hintere axiale Auflagefläche für die erste Dichtung (66) zu bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 in Kombination mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Dichtungen (66, 68) am vorderen axialen Ende (74) des hinteren Führungsrohrs (50) angebracht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Innenfläche (52) des vorderen axialen Endes des hinteren Rohrs (50) abgestuft ist, so daß zwei axial versetzte Aufnahmen (80, 82) gebildet werden, um die beiden Dichtungen (66, 68) aufzunehmen, daß die hintere Aufnahme (82) einen kleineren Durchmesser als die vordere Aufnahme (80) aufweist, so daß eine radiale Schulter begrenzt wird, daß eine Scheibe (72) an die Schulter anstößt, um eine hintere Auflagefläche für die Dichtung (66) zu bilden, die in der vorderen Aufnahme (80) aufgenommen ist, und daß die vordere Aufnahme (80) am vorderen axialen Ende (74) des Rohrs (50) mündet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Dichtung (66, 68) ein Lippendichtungsteller mit radialer Reibung ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Dichtungen (66, 68) eine Verbunddichtung ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des hinteren Führungsrohrs (50) gleich dem Innendurchmesser der Hydraulikkammer (16) ist und daß der hintere Teil (26) des Hauptkörpers (18) des Zylinderkörpers (17), in dem das Führungsrohr (50) aufgenommen ist, einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser der Hydraulikkammer (16) ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) einen rohrförmigen Abschnitt (38) umfaßt, der sich axial über die vordere Querfläche (30) des Kolbens (20) hinaus erstreckt, um eine Druckfeder (64) zu führen, die in der Hydraulikkammer (16) zwischen der vorderen Querfläche (30) des Kolbens (20) und einer vorderen Querwand (28) der Kammer (16) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) einen rohrförmigen Abschnitt (40) umfaßt, der sich axial über die rückseitige Fläche (34) des Kolbens (20) hinaus erstreckt und in dem ein vorderes Ende (23) der Kolbenstange (20) aufgenommen ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der axialen Enden (44, 54) des Kolbens (20) mit einer zylindrischen Innenfläche (42, 52) des Zylinderkörpers (17) zusammenwirkt, die mit Längsnuten (114) versehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Nuten (114) einstückig mit dem Zylinderkörper (17) ausgeführt sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Nuten (114) in der Hydraulikkammer (16) angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Nuten (114) winklig in Übereinstimmung mit Versteifungsrippen (25) angeordnet sind, die außen am Zylinderkörper (17) ausgebildet sind.

19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) aus Aluminiumlegierung ausgeführt ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) aus Stahl ausgeführt ist.

21. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) durch Schmieden ausgeführt ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) durch Tiefziehen ausgeführt ist.

23. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) im Zylinderkörper (17) durch wenigstens zwei, vordere und hintere, ringförmige Segmente (46) geführt ist, die in Form von Buchsen aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten ausgeführt sind und die jeweils in einer an jedem der axialen Enden (44, 54) der Seitenwand (36) des Kolbens (20) angeordneten ringförmigen Auskehlung aufgenommen sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (66) mit einem Teilstück der Seitenwand (36) des Kolbens (20) zusammenwirkt, das zwischen den beiden Führungssegmenten (46) enthalten ist.