[0001] Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.
[0002] Gattungsgemäße Geberzylinder weisen ein hohlzylindrisch gestaltetes Gehäuse auf,
welches mit einem Zulaufanschluss und einem Druckanschluss verbunden ist und zur Aufnahme
eines längsverschiebbaren Kolbens dient. Am Kolben wird üblicher Weise eine schwenkbar
angelenkte Kolbenstange befestigt, die eine Verbindung zu einer Pedalvorrichtung herstellt.
Der Kolben begrenzt einen auf einer Primärseite des Geberzylinders befindlichen mit
einem Druckmittel befüllbaren Primärdruckraum, welcher mit einem Nachlaufbehälter
zum Ausgleich von Druckmittel mittels einer Nachlaufleitung auf einer Sekundärseite
des Geberzylinders mit einem Sekundärdruckraum verbindbar ist, und mit einer zwischen
dem Kolben und dem Gehäuse wirksamen Dichtung, die die Primärseite gegenüber der Sekundärseite
abdichtet.
[0003] Aus
DE 298 22 705 U1 ist ein Geberzylinder für Fahrzeughydraulik bekannt, bei welchem die Abdichtung des
Kolbens über eine ortsfest angeordnete Primärdichtung und eine ortsfest angeordnete
Sekundärdichtung erfolgt, wobei die Dichtungen axial zueinander versetzt angeordnet
sind. Zwischen beiden Dichtungen sitzt eine Distanzscheibe, welche radial ausgerichtete
Durchtritte aufweist, die in einen Ringspalt zwischen Kolben und Distanzscheibe mündet
und in Neutrallage eine Verbindung zum Druckraum herstellt. In dieser Neutrallage
des Kolbens wird zwischen der radial inneren Dichtlippe der Primärdichtung und dem
Kolben ein Ringspalt gebildet, der eine Strömungsverbindung vom Zulauf (der Nachlaufleitung)
zum Druckraum sicherstellt.
[0004] Die Distanzscheibe weist axial ausgerichtete Vorsprünge auf, die über den Umfang
verteilt angeordnet sind und zwischen denen sich die Durchtritte erstrecken. Nachteilig
ist der komplizierte mehrteilige Aufbau des Geberzylinders.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Geberzylinder zu entwickeln, der einen einfachen
konstruktiven Aufbau aufweist und sowohl eine zuverlässige Abdichtung zwischen Primär-
und Sekundärdruckraum gewährleistet, als auch in einer Neutrallage des Kolbens einen
Druckausgleich zwischen Primär- und Sekundärdruckraum sicherstellt.
[0006] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0007] Danach weist der Geberzylinder einen in einem Gehäuse axial verschiebbaren Kolben
auf, wobei der Kolben einen auf einer Primärseite des Geberzylinders befindlichen,
mit einem Druckmittel befüllbaren Primärdruckraum begrenzt und wobei ein Sekundärdruckraum
des Geberzylinders mit einer Nachlaufleitung in Verbindung steht und mit einer zwischen
dem Kolben und dem Gehäuse wirksamen Dichtung der Primärdruckraum gegenüber dem Sekundärdruckraum
abdichtbar ist und in einer Neutrallage des Kolbens zwischen Primärdruckraum und Sekundärdruckraum
eine druckausgleichende Strömungsverbindung vom Sekundärdruckraum zum Primärdruckraum
herstellbar ist, wobei die Dichtung eine innere dynamische Dichtlippe, die gegen einen
ersten Außendurchmesser des Kolbens abdichtet, und eine äußere statische Dichtlippe,
die gegen den Innendurchmesser des Gehäuses abdichtet, aufweist.
[0008] Erfindungsgemäß
ist der Kolben an seinem in Richtung zum Primärdruckraum weisenden Ende, auf welchem
die Dichtung sitzt, mit einer oder mehreren Ausnehmungen versehen,
ist zwischen beiden Dichtlippen ein mit Durchbrüchen versehener Vorsprung eines Dichtungsanschlages
eingreifbar, wobei von der in Richtung zur Dichtung weisenden Seite des Dichtungsanschlages
zum Primärdruckraum eine Durchströmöffnung reicht,
ist in Neutrallage des Kolbens bei einem im Primärdruckraum geringeren Druck als im
Sekundärraum die dynamische Dichtlippe vom Außendurchmesser des Kolbens abhebbar,
so dass über die Ausnehmungen im Kolben , die Durchbrüche im Vorsprung des Dichtungsanschlages
und die Durchströmöffnung die druckausgleichende Strömungsverbindung zwischen Primärdruckraum
und Sekundärdruckraum gebildet wird.
[0009] Die Dichtung liegt dabei bevorzugt mit ihrer den Dichtlippen gegenüber liegenden
Seite an einer Anlagefläche eines radial nach außen gerichteten Kragens des Kolbens
an. Dabei werden die Ausnehmungen im Kolben z.B. durch am Umfang verteilte Rillen
gebildet, die sich vom ersten Durchmesser axial bis zur Anlagefläche des Kragens erstrecken
und in der Anlagefläche radial nach außen weiterlaufen. Alternativ ist es möglich,
dass die Ausnehmungen im Kolben durch umfangsseitig verteilte Bohrungen gebildet werden,
die von dem Bereich der Stirnfläche, der sich an den ersten Durchmesser anschließt,
radial nach außen führen.
[0010] Die im Vorsprung des Dichtungsanschlages vorhandenen Durchbrüche können als nutenförmig
in axialer Richtung eingebrachte Schlitze oder als Bohrungen ausgebildet sein. Die
Bohrungen werden bevorzugt radial in den Vorsprung eingebracht. Die Schlitze oder
Bohrungen werden ebenfalls vorteilhafter Weise über den Umfang verteilt in den Vorsprung
eingebracht.
[0011] Die Durchströmöffnung von der in Richtung zur Dichtung weisenden Seite des Dichtungsanschlages
zum Primärdruckraum kann z.B. als ein Spalt zwischen einem Außendurchmesser des Dichtungsanschlages
und dem Innendurchmesser des Gehäuses ausgebildet sein. Es ist jedoch ebenfalls möglich,
die Durchströmöffnung von der in Richtung zur Dichtung weisenden Seite des Dichtungsanschlages
zum Primärdruckraum als eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen im Dichtungsanschlag
auszuführen.
[0012] Der Dichtungsanschlag weist in Richtung zur Dichtung eine flanschartig ausgebildete
Durchmessererweiterung auf, an deren in Richtung zur Dichtung weisenden Stirnseite
sich der in die Dichtung eingreifbare Vorsprung anschließt.
[0013] Die als ein Spalt zwischen einem Außendurchmesser des Dichtungsanschlages und dem
Innendurchmesser des Gehäuses ausgebildete Durchströmöffnung erstreckt sich dann bevorzugt
zwischen dem Außendurchmesser der Durchmessererweiterung und dem Innendurchmesser
des Gehäuses.
[0014] In einer weiteren Gestaltungsvariante kann die Durchströmöffnung in Form von mehreren
Durchtrittsöffnungen (z.B. Bohrungen) von der in Richtung zur Dichtung weisenden Seite
des Dichtungsanschlages zum Primärdruckraum in der flanschartigen Durchmessererweiterung
ausgebildet sein. Dabei reichen mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Durchtrittsöffnungen
durch die flanschartige Durchmessererweiterung.
[0015] Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Geberzylinder geschaffen, der eine geringe
Anzahl von Bauteilen und einen äußerst einfachen und kompakten Aufbau aufweist. Bei
einem im Primärdruckraum höheren Druck wird durch die Dichtung, die sich an den Außendurchmesser
des Kolbens und an den Innendurchmesser des Gehäuses mit ihren Dichtlippen anlegt,
eine zuverlässige Abdichtung zwischen Primär- und Sekundärdruckraum gewährleistet.
Weiterhin wird in einer Neutrallage des Kolbens ein Druckausgleich zwischen Primär-
und Sekundärdruckraum sichergestellt, wenn der Druck im Primärdruckraum geringer ist
als im Sekundärdruckraum. Damit wird ein Nachfließen des Druckmediums (Nachschnüffeln)
in den Primärdruckraum sichergestellt. Es ist somit möglich, sowohl eine Dichtwirkung
als auch eine Ventilwirkung mit dem neuartigen erfindungsgemäßen Aufbau zu erzielen.
[0016] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: Längsschnitt eines Geberzylinders,
Fig. 2: Detail A mit Rillen 9 im Kolben 2 und abdichtender innerer dynamischer Dichtlippe
3,
Fig. 3: Detail A mit Rillen 9 im Kolben 2 und abgehobener innerer dynamischer Dichtlippe
3,
Fig. 4: Detail A mit Bohrungen 10 im Kolben 2 und abdichtender innerer dynamischer
Dichtlippe 3.1,
Fig. 5: Detail A mit Bohrungen 10 im Kolben 2 und abgehobener innerer dynamischer
Dichtlippe 3.1,
Fig. 6: dreidimensionale Einzelteildarstellung eines Kolbens 2 gem. Fig. 2,
Fig. 7: dreidimensionale Einzelteildarstellung eines Dichtungsanschlages 12 gem. Fig.
2.
[0017] Figur 1 zeigt den Längsschnitt eines Geberzylinders, welcher ein Gehäuse 1 mit einem
darin axial geführten Kolben 2 aufweist. Am Kolben 2 ist eine Kolbenstange K schwenkbar
angelenkt, die eine Verbindung zu einer nicht dargestellten Pedalvorrichtung herstellt.
Eine Dichtung 3, dichtet mit einer dynamischen Dichtlippe 3.1 am Außendurchmesser
2.1 des Kolbens 2 und mit einer statischen Dichtlippe 3.2 am Innendurchmesser 1.1
des Gehäuses 1 ab. Das Gehäuse 1 weist eine Nachlaufleitung 4 und einen Druckanschluss
5 auf. Durch die Dichtung 3 wird der Innenraum des Gehäuses 1 in einen Primärdruckraum
6 und einen Sekundärdruckraum 7 unterteilt, wobei in den Primärdruckraum 6 der Druckanschluss
5 und in den Sekundärdruckraum 7 die Nachlaufleitung 4 mündet.
[0018] Der Kolben 2 begrenzt somit den auf der Primärseite des Geberzylinders befindlichen,
mit einem Druckmittel befüllbaren Primärdruckraum 6, wobei der Sekundärdruckraum 7
des Geberzylinders mit der Nachlaufleitung in Verbindung steht und über die zwischen
dem Gehäuse 1 und dem Kolben 2 wirksamen Dichtung 3 der Primärdruckraum 6 gegenüber
dem Sekundärdruckraum 7 abdichtbar ist.
[0019] Die Figuren 2 bis 5 zeigen das Detail A gem. Fig. 1. Daraus ist ersichtlich, dass
in eine Ausnehmung zwischen der dynamischen Dichtlippe 3.1 und der statischen Dichtlippe
3.2 ein Vorsprung 11 eines Dichtungsanschlages 12 eingreift. Der Dichtungsanschlag
12 wird über eine Druckfeder F in Richtung zum Kolben 2 vorgespannt, so dass die Dichtung
3 in axialer Richtung gegen den Vorsprung 11 des Dichtungsanschlages wirkt. Die Dichtung
3 wirkt mit ihrer dynamischen Dichtlippe 3.1 gegen den Außendurchmesser 2.1 des Kolbens
2 und dichtet mit ihrer statischen Dichtlippe 3.2 am Innendurchmesser 1.1 des Gehäuses
1 ab. Der Dichtungsanschlag 12 weist in Richtung zur Dichtung 3 eine flanschartig
ausgebildete Durchmessererweiterung 12.2 auf, an deren in Richtung zur Dichtung 3
weisenden Stirnseite 12.3 sich der in die Dichtung 3 eingreifbare Vorsprung 11 anschließt.
Die Dichtung 3 unterteilt den Innenraum des Gehäuses 1 in den Primärdruckraum 6, der
in Richtung zum in Fig. 2 bis 5 nicht dargestellten Druckanschluss liegt, und in den
Sekundärdruckraum 7 in den die hier nicht dargestellte Nachlaufleitung mündet. Die
Dichtung 3 liegt in Richtung zur nicht dargestellten Kolbenstange mit ihrer, den Dichtlippen
3.1 und 3.2 gegenüber liegenden, Seite 3.3 an einer Anlagefläche 2.2 eines radial
nach außen gerichteten Kragens 2.3 des Kolbens 2 an.
[0020] Gemäß Figur 2 und 3 werden die Ausnehmungen im Kolben 2 durch am Umfang verteilte
Rillen 9 gebildet, die sich vom ersten Durchmesser 2.1 axial bis zur Anlagefläche
2.2 des Kragens 2.3 erstrecken und in der Anlagefläche 2.2 radial nach außen weiterlaufen.
Der Vorsprung 11 am Dichtungsanschlag 12 weist axial verlaufende Schlitze 11.1 auf.
Zwischen dem Innendurchmesser 1.1 des Gehäuses 1 und der flanschartig ausgebildeten
Durchmessererweiterung 12.2 des Dichtungsanschlages 12 ist ein Spalt S vorhanden.
[0021] In Fig. 2 dichtet die innere dynamische Dichtlippe 3.1 am Außendurchmesser 2.1 des
Kolbens 2 ab, wodurch im Primärdruckraum 6 ein höherer Druck als im Sekundärdruckraum
7 aufbaubar ist.
[0022] In Fig. 3 ist eine Neutrallage dargestellt, bei welcher ein "Nachschnüffeln" möglich
ist. Im Primärdruckraum 6 ist dabei der Druck geringer als im Sekundärdruckraum 7,
wodurch sich die innere dynamische Dichtlippe 3.1 vom Außendurchmesser 2.1 des Kolbens
2 abhebt. Nun kann gemäß des eingezeichneten Pfeils Druckmedium aus dem Sekundärdruckraum
7 über die Rillen 9, den Spalt zwischen der angehobenen Dichtlippe 3.1 und dem Außendurchmesser
2.1 des Kolbens 2, durch die Schlitze 11.1 des Dichtungsanschlages 12 und durch den
Spalt S in den Primärdruckraum 6 strömen.
[0023] In Fig. 4 und 5 werden die Ausnehmungen im Kolben 2 durch umfangsseitig verteilte
Bohrungen 10 gebildet, die sich von dem Bereich der Stirnfläche 2.2, der sich an den
ersten Durchmesser 2.1 anschließt, radial nach außen führen. Die im Vorsprung 11 des
Dichtungsanschlages 12 vorhandenen Durchbrüche sind als Bohrungen 11.2 ausgebildet
und umfangsseitig verteilt angeordnet.
[0024] Durch die flanschartige Durchmessererweiterung 12.2 reichen mehrere Durchtrittsöffnungen
12.1, die ebenfalls umfangsseitig verteilt angeordnet sind.
[0025] Gemäß Fig. 4 dichtet die innere dynamische Dichtlippe 3.2 am Außendurchmesser 2.1
des Kolbens 2 ab, wodurch im Primärdruckraum 6 ein höherer Druck als im Sekundärdruckraum
7 aufbaubar ist.
[0026] Fig. 5 zeigt ähnlich wie Fig.3 eine Neutrallage, bei welcher ein "Nachschnüffeln"
gewährleistet ist. Bei einem im Primärdruckraum 6 geringeren Druck als im Sekundärdruckraum
7, hebt sich die innere dynamische Dichtlippe 3.1 vom Außendurchmesser 2.1 des Kolbens
2 ab, wodurch gemäß des eingezeichneten Pfeils Druckmedium aus dem Sekundärdruckraum
7 über die Bohrungen 10 im Kolben 2, die Bohrungen 11.2 im Vorsprung 11 des Dichtungsanschlages
11, die Durchtrittsöffnungen 12.1 in der flanschartigen Durchmessererweiterung 12.2
des Dichtungsanschlages in den Primärdruckraum 6 strömen kann.
[0027] Eine dreidimensionale Einzelteildarstellung eines Kolbens 2 gem. Fig. 2 wird in Figur
6 gezeigt. Es sind hier deutlich die Rillen 9 erkennbar, die sich von dem Außendurchmesser
2.1 im Bereich der hier nicht dargestellten Dichtung 3 axial bis zur Anlagefläche
2.2 erstrecken und in dieser radial nach außen weiterlaufen.
[0028] Fig. 7 zeigt die dreidimensionale Einzelteildarstellung des Dichtungsanschlages 12
gem. Fig. 2. An die flanschartige Durchmessererweiterung 12.2 schließt sich ein Vorsprung
11 an, der umfangsseitig verteilte Schlitze 11.1 aufweist.
[0029] Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein sehr einfacher Aufbau eines Geberzylinders
realisiert, bei welchem durch eine geringe Anzahl von Einzelteilen sowohl eine Dichtfunktion
als auch eine Ventilfunktion gewährleistet ist.
Bezugszeichenliste
[0030]
- 1
- Gehäuse
- 1.1
- Innendurchmesser des Gehäuses 1
- 2
- Kolben
- 2.1
- Außendurchmesser des Kolbens 2
- 2.2
- Anlagefläche
- 2.3
- Kragen
- 3
- Dichtung,
- 3.1
- dynamische Dichtlippe
- 3.2
- statische Dichtlippe
- 3.3
- der Dichtlippe 3.1 und 3.2 gegenüberliegende Seite
- 4
- Nachlaufleitung/Zulaufanschluss
- 5
- Druckanschluss
- 6
- Primärdruckraum
- 7
- Sekundärdruckraum
- 9
- Rillen
- 10
- Bohrungen
- 11
- Vorsprung
- 11.1
- Schlitze
- 11.2
- Bohrungen
- 12
- Dichtungsanschlag
- 12.1
- Durchtrittsöffnungen
- 12.2
- flanschartig ausgebildete Durchmessererweiterung des Dichtungsanschlages 12
- 12.3
- Stirnseite des Dichtungsanschlages
- F
- Druckfeder
- K
- Kolbenstange
- S
- Spalt
1. Geberzylinder, unter Verwendung eines in einem Gehäuse (1) axial verschiebbaren Kolbens
(2), wobei der Kolben (2) einen auf einer Primärseite des Geberzylinders befindlichen,
mit einem Druckmittel befüllbaren Primärdruckraum (6) begrenzt, wobei ein Sekundärdruckraum
(7) des Geberzylinders mit einer Nachlaufleitung in Verbindung steht und mit einer
zwischen dem Kolben (2) und dem Gehäuse (1) wirksamen Dichtung (3) der Primärdruckraum
(6) gegenüber dem Sekundärdruckraum (7) abdichtbar ist und in einer Neutrallage des
Kolbens (2) zwischen Primärdruckraum (6) und Sekundärdruckraum (7) eine Strömungsverbindung
vom Sekundärdruckraum (7) zum Primärdruckraum (6) herstellbar ist, wobei die Dichtung
(3) eine innere dynamische Dichtlippe (3.1), die gegen einen ersten Außendurchmesser
(2.1) des Kolbens (2) abdichtet, und eine äußere statische Dichtlippe (3.2), die gegen
den Innendurchmesser (1.1) des Gehäuses (1) abdichtet, aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Kolben (2) an seinem in Richtung zum Primärdruckraum (6) weisenden Ende, auf
welchem die Dichtung (3) sitzt, mit einer oder mehreren Ausnehmungen versehen ist,
- dass zwischen den beiden Dichtlippen (3.1, 3.2) ein mit Durchbrüchen (11.1) versehener
Vorsprung (11) eines Dichtungsanschlages (12) eingreifbar ist,
- dass von der in Richtung zur Dichtung (3) weisenden Seite des Dichtungsanschlages (12)
zum Primärdruckraum (6) eine Durchströmöffnung reicht,
- dass in Neutrallage des Kolbens (2) bei einem im Primärdruckraum (6) geringeren Druck
als im Sekundärraum (7) die dynamische Dichtlippe (3.1) vom Außendurchmesser (2.1)
des Kolbens (2) abhebbar ist,
- so dass über die Ausnehmungen im Kolben (2), die Durchbrüche (11.1) im Vorsprung
des Dichtungsanschlages (12) und die Durchströmöffnung eine druckausgleichende Verbindung
zwischen Primärdruckraum (6) und Sekundärdruckraum (7) gebildet wird.
2. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (3) mit ihrer, den Dichtlippen (3.1) und (3.2) gegenüber liegenden Seite
(3.3) an einer Anlagefläche (2.2) eines radial nach außen gerichteten Kragens (2.3)
des Kolbens (2) anliegt.
3. Geberzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen im Kolben (2) durch am Umfang verteilte Rillen (9) gebildet werden,
die sich vom ersten Durchmesser (2.1) axial bis zur Anlagefläche (2.2) des Kragens
(2.3) erstrecken und in der Anlagefläche (2.2) radial nach außen weiterlaufen.
4. Geberzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen im Kolben (2) durch umfangsseitig verteilte Bohrungen (10) gebildet
werden, die sich von dem Bereich der Stirnfläche (2.2), der sich an den ersten Durchmesser
(2.1) anschließt, radial nach außen führen.
5. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Vorsprung (11) des Dichtungsanschlages (12) vorhandenen Durchbrüche als nutenförmige
in axiale Schlitze (11.1) ausgebildet sind.
6. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Vorsprung (11) des Dichtungsanschlages (12) vorhandenen Durchbrüche als Bohrungen
(11.2) ausgebildet sind.
7. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmöffnung von der in Richtung zur Dichtung (3) weisenden Seite des Dichtungsanschlages
(12) zum Primärdruckraum (6) als ein Spalt (S) zwischen einem Außendurchmesser (12.1)
des Dichtungsanschlages (12) und dem Innendurchmesser (1.1) des Gehäuses (1) ausgebildet
ist.
8. Geberzylinder Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmöffnung von der in Richtung zur Dichtung (3) weisenden Seite des Dichtungsanschlages
(12) zum Primärdruckraum (6) als eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen (12.3) im
Dichtungsanschlag (12) ausgebildet ist.
9. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsanschlag (12) in Richtung zur Dichtung (3) eine flanschartig ausgebildete
Durchmessererweiterung (12.2) aufweist, an deren in Richtung zur Dichtung (3) weisenden
Stirnseite (12.3) sich der in die Dichtung (3) eingreifbare Vorsprung (11) anschließt.
10. Geberzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die als ein Spalt (S) zwischen einem Außendurchmesser (12.1) des Dichtungsanschlages
(12) und dem Innendurchmesser (1.1) des Gehäuses (1) ausgebildete Durchströmöffnung
sich zwischen dem Außendurchmesser (12.1) der Durchmessererweiterung (12.2) und dem
Innendurchmesser (1.1) des Gehäuses (1) erstreckt.
11. Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung/en (12.1) von der in Richtung zur Dichtung (3) weisenden Seite
des Dichtungsanschlages (12) zum Primärdruckraum (6) in der flanschartigen Durchmessererweiterung
(12.2) ausgebildet ist/sind.
12. Geberzylinder nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Durchtrittsöffnungen (12.1) durch die
flanschartige Durchmessererweiterung (12.2) reichen.