专利名称：具有环形缸和环形活塞的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求I前序部分所述的、具有环形缸和同中心地布置在所述环形缸上的环形活塞的装置。
背景技术：
由DE 103 23 953 Al公开了具有环形缸和环形活塞的依据类属的装置。这种类型的装置例如用作用于车辆离合器的操作装置。这种具有环形活塞构件和缸构件的活塞/缸装置的结构允许按照有利方式节约空间地将 以这种方式构造的离合器操作缸装设在车辆传动系中。环形结构允许传动装置轴引导穿过环形缸，从而可以节约空间地装设环形缸。在DE 103 23 953 Al中提出不仅在活塞的外周边还在活塞的内周边上分别设置有密封件。该密封件在那里具有双重功能，即一方面对压力介质腔进行密封以及另一方面的刮擦功能，通过该密封件例如能够实现将来自外部环境的灰尘刮除。但是，这种组合式密封和刮擦元件制造复杂并且因而是昂贵的。
发明内容
因此，本发明所基于的任务在于提供一种具有环形缸和环形活塞的装置的改进实施方式，所述装置在廉价制造的情况下还具有很高的抗疲劳强度和耐久性。该任务通过权利要求I中说明的本发明得以解决。从属权利要求给出本发明的有利实施方式。根据本发明，环形活塞附加于刮擦环地具有与刮擦环隔开间距地布置的环绕式的密封环以作为密封元件，其中，通过刮擦环防止颗粒从周围环境侵入压力介质室中，通过密封环使压力介质室密封，以防压力介质流出。将这样的独立的元件用于刮擦功能和密封功能具有的优点是相比于在由仅一种材料制成的共同的元件的情况，可以更好地根据相应的应用目的优化要使用的材料。于是，刮擦环可以材料适宜地适合于其功能(刮除灰尘和刮除润滑介质)。密封环可以材料适宜地被设计用于对压力介质室以最佳的方式进行密封，以便使泄漏损失最小化。在此，在周围环境中掉落的灰尘通过刮擦环被有效地保持远离密封环。因此，根据本发明的装置特别适于具有灰尘量高的使用地点，例如在车辆的摩擦离合器附近。根据本发明的装置按照有利方式为气动操作而设。压力介质室相应可以填充压缩空气。根据本发明的装置尤其适合作为货车(也就是载重车)或者大巴车中车辆离合器的操作装置。根据本发明的有利的改进方案，密封环布置在刮擦环与压缩介质室之间。因此，密封环布置在刮擦环的朝向压缩介质室的侧上。根据本发明的有利的改进方案，在刮擦环与密封环之间形成有环形腔。在环形腔中设置有润滑介质，例如油脂。通过润滑介质提高了根据本发明的装置的使用寿命。有利地，将环形腔用于安置润滑介质，这具有如下优点润滑介质可以在所期望的部位处被封装式地安置，而为此无需附加的结构元件。根据本发明的有利改进方案，所有在所述环形活塞与所述环形缸之间起作用的密封和刮擦元件直接固定在所述环形活塞上。这样优点在于，仅环形缸上的工作面关于其表面必须通过阳极氧化得到调质。另一优点是，简化了密封和刮擦元件的装配，这是因为仅须在一个构件(即环形活塞)上执行装配。由此，根据本发明的装置的制造简化地而且更廉价地构造。直接在环形活塞上的固定具有另一优点，即无需附加的例如中间件或者附加的保持元件。由此，可以更为廉价地制造和装配根据本发明的装置。根据本发明的有利的改进方案，刮擦环在两个缸工作方向上起作用。通过所述刮擦环防止来自外部环境的颗粒进入所述压力介质室，并且同时防止润滑介质从所述压力介质室流出。因而，所述刮擦环具有有利的双重功能。一方面，所述刮擦环保护缸工作面以防灰尘，灰尘例如在车辆离合器区域中愈发强烈地由于离合器磨损而增多。由此，有效避免缸 工作面上不期望的磨损。附加地，所述刮擦环使得压力介质室内所设置的润滑介质(例如油月旨)不会流出并且保持在压力介质室中。此外，按照有利方式避免环形活塞与环形缸之间的空气交换，也就是说在环形活塞在环形缸上往复移动时不会出现不期望的泵效应。根据有利的改进方案，所述刮擦环具有至少一个起双重作用的刮擦唇或者两个刮擦唇的系统。所述刮擦环例如可以呈一种类似于已知的唇式密封环的构件形式地实施，但具有指向两个方向的唇片。按照有利方式，所述刮擦环也可以呈两个唇式密封环的形式地实施，这两个唇式密封环彼此反向定向地布置，从而唇片分别指向该系统的外侧。因此可以说，可以应用两个唇式密封环的“背靠背”方式布置。根据本发明的有利改进方案，所述刮擦环在未装配在所述装置中的状态下具有比所述环形活塞在设置用于布置所述刮擦环的区域中的外直径更大的内直径。这具有的优点在于，所述刮擦环并未紧密贴合环形活塞的装配槽上，而是相对于环形活塞是松动的。由此，将刮擦环与环形活塞之间的摩擦力降至最低。按照有利方式，刮擦环的外直径还可以大于环形缸在用于刮擦环的工作面区域中的内直径。由此，刮擦环在已装配在根据本发明的装置中的状态下承受一定的沿径向向外作用的预紧，刮擦唇通过这种预紧而压向环形缸的工作面。根据本发明的有利改进方案，所述刮擦环在周向上具有中断部。弹性插入件设置在所述中断部中。在有利实施方案中，所述插入件具有与刮擦环(例如起双重作用的刮擦唇或者两个刮擦唇的系统)相同的密封断面。由此可以更简单地装配刮擦环，方式为首先仅将刮擦环布置在环形缸上，然后，将刮擦环在中断部处扩开，并且将插入件插入到中断部中。按照有利方式，所述插入件可以由弹性体材料制成。根据本发明的有利的改进方案设置为，环形缸由铝制铸件构成并且缸工作面设有阳极氧化部。本发明的改进方案由此有利地允许由铝制铸件制造环形缸并且借助合适的设备相应切削地加工。由此可以相对成本低廉地制造用于活塞在缸上的比较高品质的平滑的工作面。通过使用铝，可以有利地对表面进行阳极氧化处理，从而例如不必施加漆层。通过阳极氧化处理，使表面硬化并且附加地平滑化。相对于涂漆，阳极氧化处理具有另外的优点该工艺在制造中可以更快地实施，例如通过电解方法来实施。尤其是不必有等待漆涂层的干燥阶段。表面变得更硬并且更耐磨。使用铝制铸件替代板材件的优点是可以减轻重量。有利地，环形活塞也可以由铝制铸件制造。结合由相同的材料(即铝制铸件)制造的环形缸，根据本发明的装置提供了在整个温度范围中提高的功能可靠性，这是因为环形缸和环形缸通过使用统一的材料而具有相同的温度膨胀系数。由此，由温度引起的公差改变可以最小化，并且预防了部件可能出现的变形。根据本发明的有利改进方案，所述装置设计成机动车离合器的离合器促动器。根据另一有利改进方案，在所述环形活塞上布置有用于离合器的、相对于所述环形活塞绕所述环形活塞的纵轴线能转动地支承的操作板。在对压力介质室施加压力时，所述操作板压向离合器，这在相应施加压力情况下促使离合器分离。通过可转动地支承的操作板，根据本发明的装置可以有效地与如下转动运动脱开关联，所述转动运动是由离合器的与操作板保持嵌接的构件执行的。由此，根据本发明的环形缸能够以简单方式固定地装配在机动车的一个构件上。根据本发明的有利改进方案，所述环形缸在外周边上具有绕所述环形缸纵轴线环 绕式的径向的加强肋。通过所述加强肋可以有效地使得由于在缸的整个轴向长度上施加压力而导致的缸扩宽降至最低。由此可以在较长使用寿命内保证环形活塞/环形缸系统的功能和密封性。根据本发明一个有利改进方案，环绕式的加强肋沿着环形缸的轴向延伸变化。从环形缸后壁出发，所述加强肋之间的间距减小。另选或者附加地可以是，从后壁出发加强肋的宽度增加。这允许加强肋视距后壁的间距而定地相适配地设定尺寸，并且进而在材料需求以及重量较小的情况下有效避免环形缸在任意位置上扩宽。于是，加强肋例如可以在后壁附近更细窄地设置或者彼此设置有较大间距，这是因为在后壁附近由压力施加导致的扩宽风险较低。随着距后壁间距的增加，加强肋可以更宽地设置和/或彼此以较小间距来设置，这是因为在那里由压力施加导致的潜在扩宽效应更强烈地表现。根据本发明的有利改进方案，所述环形缸的内直径在所述环形缸的纵轴线方向上预定位置处从第一直径扩大到第二直径。根据本发明的有利改进方案，在从第一直径至第二直径的过渡部上布置有薄片式加强肋，所述薄片式加强肋具有在径向且沿纵轴线走向的方向上的延伸。所述加强肋使得环形缸的结构得到加强。通过薄片式加强肋，局部的应力可以均匀分布在环形缸的材料中，从而即便在材料厚度相对较小的情况下，仍可以实现环形缸的很高的机械负荷能力。按照有利方式，薄片式加强肋可以设置在环形缸的较小的第一直径的整个周边上。
下面，结合应用附图的实施例详细阐释本发明。其中图I以剖面图示出根据本发明的装置；以及图2以剖面图示出刮擦环；以及图3以透视图示出刮擦环。在图中，相同附图标记用于彼此相应的元件。
具体实施例方式图I以剖面图示出根据本发明的装置，其中，仅示出该装置的一半，这是因为该装置是对称的而且未示出的另一半被相同地构造。可以看到具有大致圆柱形的、在中心沿着环形缸I纵轴线L方向贯通的开口 28的环形缸I。在环形缸用作为车辆离合器操作装置时，传动装置轴可以引导穿过开口 28。环形缸I在开口 28的区域内具有第一直径。在过渡区域26中，环形缸的直径扩大为较大的第二直径直至达到壁29。环形壁29例如充当传动装置的定中心凸缘的容纳部。由此，图I所示装置可以快速地经定中心地装配在传动装置上。环形缸I继续在后壁24上延伸。在后壁24的外置法兰区域中，设有固定开口 25，通过固定开口 25可以将环形缸拧接到传动装置的保持板上。此外，环形缸I在构造为外壁的区域31中又从后壁24向前延伸。由此，环形缸在界定开口 28的壁32与外壁31之间形成环形空腔。此外，可以看到，在从环形缸I的第一内直径到第二内直径的过渡部的区域中设 有薄片式加强肋27，这些加强肋27沿着纵轴线L以及还沿径向方向自界定开口 28的壁32向外延伸。加强肋27相对细窄构造地实施，其中，两个加强肋之间的间距例如大约可以实施为一个加强肋宽度的三倍。同样在图I中可见，加强肋27具有如下形状，通过该形状，从直径较小的环形缸区域至直径较大的环形缸区域的力传递均匀分布在材料中。环形活塞2布置在环形缸I上。环形活塞2与环形缸I的侧向壁31、32以及后壁
24—起构成压力介质室3,压力介质室3通过压力介质供应开口 4可以被加载压力介质,例如压缩空气。操作板9布置在环形缸2上，在对压力介质室3施加压力时，通过操作板9向离合器分离件10施加力。操作板9通过球轴承8和球容纳环7与环形缸2相连。在此，球容纳环7与环形缸2固定相连，例如以压接或者拧接的方式相连接。在压力介质室3内部，设置有压缩弹簧30。通过压缩弹簧30，环形活塞2在轻微预紧情况下通过操作板9压向离合器分离件10。通过压缩弹簧30，环形活塞2在无压力状态下保持在限定的位置处。环形缸I具有用于环形活塞2的内工作面5和外工作面6。所有在环形活塞2与环形缸I之间起作用的密封和刮擦元件11、12、13、14、15、16直接固定在环形活塞2上，也就是说没有附加构件(例如中间件或者附加保持元件)地得到固定。在环形缸2的内侧上设置有环形密封件11、12、13、14，环形密封件11、12、13、14与内工作面5接触。在环形缸2的外周边上，在环形缸2的环绕式外槽19中设置有刮擦环15，刮擦环15具有起双重作用的刮擦唇。附加地在环形缸2的环绕式的第二外槽20中布置有唇式密封环16。刮擦环15和唇式密封环16以其相应的密封唇紧贴在环形缸I的外工作面6上。在刮擦环15与唇式密封环16之间构成环形腔33，该环形腔33适合容纳润滑介质(油脂)。环形缸I和环形活塞2由铝制铸件制成。在环形缸I上，内工作面5还有外工作面6设有阳极氧化部。在区域31中，环形缸I具有绕环形缸纵轴线L环绕式的径向的加强肋21、22、23、47、48。图2以横截面图示出刮擦环15的有利实施方式。如所示地,刮擦环15具有刮擦唇17和第二刮擦唇18，刮擦唇17从环形缸I的后壁24向前指向，第二刮擦唇18指向后壁24的方向。
图3以透视图示出刮擦唇15的另一实施方式。刮擦唇15沿周向具有中断部34，其例如呈缝隙形式。插入件35可以插入该中断部34中。插入件35按照有利方式由弹性 体材料(例如橡胶)制成。插入件35具有与刮擦环15 (尤其是刮擦唇17、18)相同的外密封断面。
权利要求
1.具有环形缸(I)和同中心地布置在所述环形缸上的环形活塞(2)的装置，其中，在所述环形缸(I)与所述环形活塞(2)之间形成有大致呈环形的压力介质室(3)，其中，在对所述压力介质室(3 )施加压力时，所述环形活塞(2 )能相对于所述环形缸(I)运动，其特征在于，所述环形活塞(2)具有环绕式的刮擦环(15)来作为刮擦元件，通过所述刮擦环(15)防止来自外部环境的颗粒侵入所述压力介质室(3)中，并且所述环形活塞(2)具有与所述刮擦环(15)隔开间距地布置的环绕式的密封环(16)来作为密封元件，通过所述密封环(16)使所述压力介质室(3)密封，以防压力介质流出。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所有在所述环形活塞(2)与所述环形缸(I)之间起作用的密封和刮擦元件(11、12、13、14、15、16)直接固定在所述环形活塞(2)上。
3.根据上述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述刮擦环(15)在两个缸工作方向上起作用，由此，防止来自周围环境的颗粒侵入所述压力介质室(3)中，并且同时防止润滑介质从所述压力介质室(3)中渗出。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述刮擦环(15)具有至少一个起双重作用的刮擦唇(17、18)或两个刮擦唇(17、18)的系统。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述刮擦环(15)在未装配于所述装置中的状态下具有比所述环形活塞(2)在设置用于布置所述刮擦环(15)的区域(19)中的外直径更大的内直径。
6.根据权利要求3至5中的至少一个所述的装置，其特征在于，所述刮擦环(15)在周向上具有中断部(34)，并且弹性插入件(35)布置在所述中断部(34)中。
7.根据上述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述环形缸(I)由铝制铸件构成，并且缸工作面(5、6 )设有阳极氧化部。
8.根据上述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述装置构造成用于机动车离合器的离合器促动器。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述环形活塞(2)上布置有用于离合器(10)的、相对于所述环形活塞绕所述环形活塞的纵轴线(L)能转动地支承的操作板(9)。
10.根据上述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述环形缸(2)在外周边上具有绕所述环形缸的纵轴线(L)环绕式的径向的加强肋(21、22、23、7、48)。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述大致呈环形的压力介质室(3)形成于所述环形活塞(2)与所述环形缸(I)的后壁(24)之间，其中，从所述后壁(24)出发，所述加强肋(21、22、23)之间的间距减小和/或所述加强肋(21、22、23)的宽度增加。
12.根据上述权利要求中的至少一项所述的装置，其特征在于，所述环形缸(I)的内直径在所述环形缸(I)的纵轴线(L)方向上预定位置(26)处从第一直径扩大到第二直径，并且在从第一直径过渡到第二直径的过渡部上布置有薄片式加强肋(27)，所述薄片式加强肋(27)具有在径向且沿所述纵轴线(L)走向的方向上的延伸。
全文摘要
本发明涉及一种具有环形缸(1)和同中心地布置在环形缸上的环形活塞(2)的装置，其中，在环形缸(1)与环形活塞(2)之间形成有大致呈环形的压力介质室(3)，其中，在对压力介质室(3)施加压力时，环形活塞(2)能相对于环形缸(1)运动。由此出发，给出这种装置的改进的实施方案，这种装置在成本低廉的制造的情况下，具有很高的抗疲劳强度和耐久性。为此设置为环形活塞(2)具有环绕式的刮擦环(15)来作为刮擦元件，通过刮擦环(15)防止来自外部环境的颗粒侵入压力介质室(3)中，并且环形活塞(2)具有与刮擦环(15)隔开间距地布置的环绕式的密封环(16)来作为密封元件，通过该密封环(16)使压力介质室(3)密封，以防压力介质流出。
文档编号F16D25/12GK102770679SQ201080064746
公开日2012年11月7日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年2月24日
发明者哈拉尔德·博尔歇斯, 弗兰克-彼得·克卢克, 斯特凡·克利克 申请人:威伯科有限公司