專利名稱：控制缸的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于機動車液壓離合器系統或制動系統的控制缸，它至少由一個缸套、一個可在缸套內軸向移動地設置的、構成一個充有液壓流體的高壓室邊界、并可以在操作控制缸時借助一個作用于活塞上的活塞桿軸向移動并由此對液壓流體加壓的活塞構成。
這類控制缸是早就公知的，它一般如 DE-OS19755548所述地具有兩個定位安裝的密封圈，這兩個密封圈使活塞與缸套隔開。密封圈具有這樣的性能，即在操作控制缸時，由于缺少液動膜結構如由于缺少潤滑，所以促使如由鋼、鋁、塑料制成的且帶金屬活塞套的活塞或全塑料活塞振動，這造成了讓人討厭或使人不舒服的刺耳聲音。在現有技術中，通過在活塞表面使用特殊潤滑介質來對付這個問題，但不能長期且尤其是不能超過控制缸使用壽命地解決這個問題。
另外，這種控制缸例如在摩擦離合器中由于被動缸振動激勵(這主要由發動機振動引起)而承受液壓沖擊，其中這種液壓沖擊通過壓力介質環路被傳遞給控制缸活塞并又從這里通過活塞桿被傳遞給操作機構如離合器踏板或執行元件，這一方面可能不利地影響了駕駛員的舒適感，另一方面可能導致執行元件承受負荷。
因此，本發明的任務就是提供這樣一種控制缸，即為了在其使用壽命中減輕或消除振動的傳遞和激勵而對該控制缸進行減振處理，并且至少減輕或有利地消除相應的噪音或材料振動。本發明的任務還在于，能夠部件少和材料損耗少地實現上述目的并且提出了一套成本低廉的解決方案。
通過一種用于機動車液壓離合器系統或制動系統的控制缸而完成了本發明的任務，即它至少由一個缸套、一個可在缸套內軸向移動地設置的、構成一個填充有液壓流體的高壓室邊界的、并可以在控制缸工作時借助一個作用于活塞上的活塞桿軸向移動并由此對液壓流體加壓的活塞以及至少一個設置在缸套和活塞之間的密封件構成，其中活塞和至少一個密封件在操作控制缸時相對轉動。由于在操作活塞時改變了運動方向，所以在密封件與活塞表面之間的接觸面上實現了從靜摩擦到滑動摩擦的過渡，從而盡可能不發生所謂爬行現象的過程，而這樣的過程可能導致活塞和整個液壓操作裝置的刺耳的振動激勵。除了相對密封件軸向運動外，活塞還相對其徑向移動，這就是本發明的構想，其中活塞在這里是否繞其縱軸線轉動并且密封件及缸套抗轉動地保持靜止，是否密封件轉動并且活塞抗轉動地固定，或者是否這兩部分轉向相同或轉向相反地相對轉動是不重要的。
但是，實踐證明特別有利的是，缸套是固定不動的，這意味著它抗轉動地固定在車殼部上，并且密封件抗轉動地設置在所述車殼上，其中活塞相對控制缸缸套并因而相對密封件轉動。另外，活塞桿同樣被設置成可相對活塞轉動是有利的，其中在特殊情況下，活塞桿無相對轉動地與活塞相連并且最好在活塞桿與加載件之間的連接部位補償由此帶來的活塞桿相對于對活塞桿加載件、如離合器踏板的轉動，這也是有利的。
一個根據本發明構想的實施例規定了，活塞或其所屬部件至少具有一個徑向增大的凸肩，所述凸肩至少形狀配合地嚙合到一個設置于控制缸缸套中的陡螺紋形對應槽中，從而在活塞軸向偏移時，它可以同時沿陡螺紋線轉動。事實有利地表明了，至少兩個且最好是三個分布于圓周上的凸肩和對應的槽確保了活塞能夠相對缸套良好正常運轉地轉動，其中例如由于成本的原因，一個陡螺紋槽對應唯一的凸肩也是有利的。徑向形成的凸肩可以如在使用通過注塑技術制成的全塑料活塞時直接由活塞構成，如由一個被活塞套環繞的活塞體或直接由活塞套形成。另外，不僅在活塞套上，而且在活塞體上設置了一個徑向成型的凸肩，這可能是有利的，從而這兩個部分不會相對轉動，這通常是借助一個形狀配合地相互嚙合作用的且用于避免這兩部分轉動的異形件實現的，而在該實施例中可以省去它。
另一個根據本發明構想的實施例規定了，當活塞軸向移動時，借助軸向伸入活塞的螺紋結構進行相對缸套的轉動。因此，活塞可以具有一個帶內陡螺紋的盲孔，它環繞活塞縱軸線設置并且一個軸向成形的且與缸套相連的帶外陡螺紋的銷插入其中，其中螺紋線至少可以在活塞與缸套之間提供形狀吻合的連接。當活塞可以由全塑料制成且在活塞端側區內的對應孔是借助注塑法形成的時候，這樣的結構是特別有利的。一個具有互補陡螺紋的對應銷可以同樣地借助注塑法成型于或粘接或超聲波焊接在缸套上。裝在缸套上的螺紋銷還可以對中地作用于在軸向上起作用的蓄能器件上，所述蓄能器件作為活塞復位件地設置在活塞與缸套之間。操作活塞時的壓力介質平衡可以通過螺紋如盲螺紋線(Blindgewindegang)和／或對應的孔完成。在此所示的實施例最好在遠離活塞側的活塞區端側具有在缸套與活塞之間起作用的螺紋連接，其中螺紋連接設置在面向活塞桿的背面區域內，這可能是有利的。在這種情況下，根據本發明的構想，活塞桿固定在缸套上可能是有利的，所謂固定是指無相對轉動地與踏板或執行元件接頭相連并且在活塞桿中如以外陡螺紋的形式設置，并在活塞中設置了相應的對應螺紋，從而在通過活塞桿軸向加壓活塞時，同時通過活塞桿引起活塞相對同樣無相對轉動安置的缸套轉動。最好在兩個轉向上通過擋塊來限制這種轉動。
根據本發明的構想，活塞相對密封件的轉角可以是隨意的直至多轉，但最好通過選擇螺紋螺距而將其限定到最大為360°，以便減小轉動力或轉動功，并且最好定在5°-45°的范圍內。這導致了輕巧的活塞缸裝置。
根據本發明的構想，作為替換方式或附加方式，通過一個實施例還可以減輕或消除因爬行現象或液壓流體的液壓沖擊而造成的刺耳噪音，它提出了一種用于機動車的液壓離合器系統或制動系統的控制缸，它至少由一個缸套、一個可在缸套內軸向移動地設置的、構成一個填充有液壓流體的高壓室邊界并可以在操作控制缸時借助一個作用于活塞上的活塞桿軸向移動并由此對液壓流體加壓的活塞以及至少一個設置在缸套和活塞之間的密封件構成，其中活塞在至少一個密封件的一個移動區域內具有一個結構化表面。這樣一來，可以減輕密封件與活塞表面之間的粘性接觸，從而由于從靜摩擦轉變為滑動摩擦而造成的振動激勵可以被減輕或消除。
一個所示的有利實施例為此提出了一種塑料活塞，它例如借助注塑方法制成并且可以在其表面上形成一個壓印成型的結構化表面。另外，可以設置一個金屬的活塞或活塞套，它具有符合本發明構想的加工結構，其中這種結構是在精加工過程中如借助滑動磨削、噴砂、磨削或珩磨方法或在制造過程如壓鑄過程中形成的。另外，可以在表面上借助涂層形成構成結構的層，其中涂層由塑料例如含氟聚合物如PTFE、FEP、PVDF等或塑料與金屬(最到是電鍍沉積金屬)的混合物制成，其中最好是制成最好以10％-15％的重量百分比混有重量百分比為15％-30％的PTFE的鎳。事實還有利地證明了，如由涂覆在活塞表面上的無定形碳以及通過磷酸鋅處理方法形成的層構成的復合層結構可以很有效地被用于形成抑制振動。顯然，這種涂層對所有易受振動影響部件且尤其是在其外周面上借助密封件而相對于另一個物體密封的且壁厚小于5毫米的金屬管管件是有利的。通過涂覆活塞，可以在密封件與活塞表面之間實現摩擦學上的分離效果，其中這種層的厚度應與涂層種類相匹配。為此已經證明了，涂覆厚1微米-10微米且最好是1微米-5微米的無定形碳層、涂覆厚2微米-15微米且最好是5微米-10微米的金屬／塑料混合涂層、在用磷酸鋅處理法涂覆2微米-7微米且最好是3微米-5微米厚的涂層是有效的。在為保護層而進行乳化液加工后的層處理尤其是用磷酸鋅加工法形成的層中明顯地提高了層質量。
表面的結構或紋路在根據本發明構想的層中例如是幾何形狀確定的鱗片結構、菱形結構、圓形結構或四角形結構，或者盡可能沒有結構，例如是帶有在側向上按照統計學分布的高度輪廓的不定形結構。另外，結構的深度即平均高度輪廓小于5微米且最好是小于1微米，這可能是有利的。另外，尤其是在設計幾何形狀時，如此設計重復結構元素的側向偏移程度是有利的，即在活塞相對密封件軸向移動和／或轉動時，沒有導致共振。由此有利地實現了上述目的，即結構元素的側向偏移程度小于1毫米且最好是在1微米-100微米之間并且根據活塞上的密封件接觸面如根據密封唇厚度和／或密封唇直徑來確定所述偏移程度。
根據本發明的構想，缸套和活塞克服蓄能器件作用地被軸向相互張緊，其中軸向作用的蓄能器件例如作為螺旋壓簧最好被設置在缸套與遠離活塞桿的活塞端側之間。彈性常數或力常數最好適應于液壓裝置的力狀況，從而例如在使用液壓裝置來脫開離合器時，該螺旋壓簧可以起到超死點彈簧的作用，從而可以在離合器的整個脫開行程上獲得最佳的就是說近似不變的力變化曲線。
另一個有利的設計特點涉及活塞且最好是全塑料活塞，但它也被設計成具有一個環繞它的活塞套的活塞體并可以具有空心結構，以便尤其是在利用熱塑材料壓鑄方法制造時確保無褶皺的平坦表面。為了活塞的靜態穩定性，在活塞中設置了撐條，例如在活塞縱軸線方向和／或縱軸線的橫向上設置了撐條。從成本角度出發，為了制造活塞而使用價格低廉的材料可能是有利的，其中在活塞桿的支承面區域內有利地安裝了由在高品質塑料構成的墊板，它可以是通過超聲波焊接、粘接或借助自鎖件如卡接連接結構與活塞固定地連接起來。
根據本發明的設想，另一個用于避免或消除振動激勵或液壓沖擊的實施例是這樣一種用于機動車的液壓離合器系統或制動系統的控制缸，它至少由一個缸套、一個可在缸套內軸向移動地設置的、構成一個填充有液壓流體的高壓室邊界并可以在操作控制缸時借助一個作用于活塞上的活塞桿軸向移動并由此對液壓流體加壓的活塞構成，其中在活塞的活塞面與活塞桿之間的傳力路線內設置了一個減振器。借助這樣的減振器，隔絕了活塞桿以及操作踏板或一個相應設置的執行元件相對控制缸缸套或相對密封件和／或液壓流體的振動。因此，活塞桿相對壓力介質如液壓流體的壓力波動得到抑制，以及抑制或消除了振動激勵，其中，活塞、活塞桿和／或操作踏板或離合器執行元件例如起到共振體作用。一個有利的設計方案規定了，所述減振器被設置在位于至少一個容納活塞桿的活塞體與一個環繞該活塞體的活塞套之間的傳力路線內。在這種情況下，活塞套(最好是金屬的)可以克服減振器作用地沿軸向相對移向活塞體，其中活塞桿相對活塞體與活塞套之間的軸向剛性而在軸向上比較固定地但最好是可以擺動偏離開活塞縱軸線地設置。活塞體可以克服軸向作用的蓄能器件如減振件如壓簧、拉簧、彈性體和／或類似件的作用而沿軸向移向活塞套。另外，活塞相對活塞套沿軸向地在兩個端面上設有減振件，這可能是有利的，其中減振件可以被張緊在活塞套與活塞體之間，或者說可以實現一種偏壓的減振器。在把彈性體用作減振件的情況下，使用這樣的材料可能是有利的，即它表現出高反彈能力，如氟化橡膠(FPM)、硅化橡膠和／或類似材料。在朝向活塞桿的活塞端側區域內，活塞套為了活塞桿的插入而具有一個孔，一個可能被裝入這里的密封件可以有利地在軸向中間設置了墊片的情況下支承在徑向向內形成的成型部分上。
除了活塞套與活塞體之間的減振件外，還可以在這兩部分之間設置一個摩擦裝置，它例如可以通過在活塞套與活塞體之間表面上的摩擦點起作用。為了強化摩擦點，可以將活塞體在偏壓下裝入活塞套中，而活塞體由多個部分如兩部分構成并且活塞體部分借助蓄能器件相互隔開并因而相對活塞套徑向張緊，這也是有利的。為了調整摩擦接觸，活塞體可以在其外周區域內具有一個異形結構以便改變摩擦面，另外，張緊活塞體的蓄能器的力常數和摩擦力可以被調節。
一個利于成本的變形實施例可局限于只使用一個軸向設置在活塞套一端與活塞體一端之間的減振件，其中提供了與活塞桿相反的端側來容納減振件，它例如為軸向有彈性的墊片形式。
根據本發明的構想，尤其是軸向上的減振作用替代地或附加地可以借助一個液墊和／或氣墊實現，其中液體可以沒有包含氣體地工作或具有氣墊地阻尼作用。液體墊或氣墊可以由一個注入空腔中的液體和／或空氣形成，所述空腔的邊界由活塞桿、活塞體和／或直接或間接地由活塞桿構成。液體減振尤其是可以借助一個隨時間而變的空腔體積變化來減輕所產生的振動如液壓流體中的壓力波動以及改變活塞的共振性能，從而可以減小或消除控制缸噪音。因此，例如活塞體被設置成可以移向活塞套并且在這兩部分之間形成了一個空腔，其中活塞體可以克服流體壓縮能力地移向活塞套。另一個有利的實施例規定了一個空腔，它被一個彈性減振件封閉，其中活塞桿可以軸向移動地作用于所述彈性減振件上。該空腔只由活塞體或由活塞體和活塞套形成，活塞桿可以與減振件固定連接或與之接觸。減振件有利地例如一方面通過一個空心圓柱形且設置在活塞體內的壁并且另一方面通過一個空心圓柱形墊板而被軸向位置固定，其中這兩個部分可以軸向支承在活塞套上。
一個控制缸的實施例可以有利地具有這樣的特點，其中活塞起到了用于所產生振動的減振質量作用，其中活塞或活塞體為此可以由一個高密度材料如金屬制成。活塞或活塞體可以彈性或非彈性地接觸活塞桿或者在兩個軸方向上與之固定連接。在把活塞體設計成減振質量時，可以特別有利地通過活塞體克服軸向作用的蓄能器件和可能在接入摩擦裝置的情況下而相對活塞套進行的相對軸向運動來減輕軸向振動。
結合
圖1-圖12來詳細描述本發明，其中圖1表示一個控制缸的實施例；圖2、3表示圖1所示實施例的細節；圖4、5表示一個控制缸的實施例；圖6表示與圖5不同的局部變形結構；圖7以局部截面圖表示一個控制缸的實施例；圖8-圖10表示圖7實施例的局部變形結構；圖11、12表示一個控制缸活塞的局部變形結構。
圖1所示的控制缸1主要由缸套2、由活塞套7與活塞體3a組成的活塞3構成，其中缸套2由外殼部2、活塞導向部2b構成，這兩個部分2a、2b如通過超聲波焊、粘接和卡接結構和／或類似方式密封相連。缸套的這兩個部分2a、2b可以由塑料制成并因而有利地通過壓鑄方法制成。
也最好通過壓鑄方法由塑料制成的活塞體3a可以由兩個(在這里沒有示出)活塞半件組成，并且在形成球節4的情況下可轉動地容納活塞桿5(只示出了一部分)，所述活塞桿與操作裝置如離合器踏板、剎車踏板或一個執行元件如電動執行件傳遞力地連接。活塞體3被一個活塞套7包圍著，其中它例如可以利用卡接接頭8與活塞體3a軸向固定地連接。作為替換方式或者作為補充，活塞體3a和活塞套7可以彼此粘接、焊接和／或壓接，還可以通過軸向槽或借助一個在活塞套7底部的異形部造成這兩個部分3a、7不能相對轉動，所述異形部分形成了和與之形狀互補的活塞體3a異形部的形狀配合連接。
缸套2具有一個軸向孔或盲孔9，在其壁9a上活塞3的活塞套表面7b被導向。作為活塞3相對缸套2的密封件，設置了兩個軸向間隔的、在缸套2中定位的帶槽密封環11a、11b。與活塞3端側相連的缸套2限定出了一個壓力腔12，所述壓力腔在控制缸1裝配狀態下填充有液壓流體。缸套2還具有一個用于連接管的壓力接頭13，它將來自控制缸1的壓力例如傳遞給設置在摩擦離合器中的液壓脫開裝置或帶液壓被動缸的制動裝置。另外，缸套2具有一個伺服管接頭14，通過該管接頭形成了與在圖1中未表示的儲備容器的連接。一旦在壓力腔12中的壓力小于儲備容器中的壓力時，如小于大氣壓或預定壓力時，設計并配置這樣的儲備容器以及伺服管接頭14，在需要時實現了給液壓系統補充液壓流體。主要沿徑向伸出控制缸1缸套2的伺服管接頭14在其自由端上設置了一個管接頭15，并且支承著用于連接儲備容器的對應管子16。伺服管接頭14可以牢固地或適應于安裝環境而可轉動地安裝在缸套2內。伺服軟管16可以由一個公知的橡膠管、波紋管或一個根據本發明部分的設想并可以有利地用于所有液壓裝置中的軟管構成，它在其縱向上至少由兩個軟管段構成，它們可以由不同材料制成。為了獲得軟管的撓性，例如其位于接頭區如管接頭14和／或儲備容器接頭區內的部分由彈性橡膠材料制成，因而在軟管與接頭如管接頭15之間形成了耐高壓的連接結構和／或在軟管縱向上并在軟管兩端之間接合了彈性軟管部，其中另一個軟管部分可以由更硬的材料如尼龍、聚丙烯等制成。在這種情況下，軟管部分彼此通過塑料連接方法如粘接、熱粘接、焊接、超聲波焊接、擠壓過程連接相連，例如利用兩個在交替供應兩種不同材料的情況下形成這樣軟管的擠壓機，其中在兩種材料之間的過渡部分可以是流暢的，軟管部分可以被另一個軟管部分沿軸向和／或沿徑向地覆蓋住，例如在端區如接頭區內的彈性軟管部分可以被更硬的材料在徑向外部沿軸向覆蓋，從而可以省去軟管16用的卡圈。
在外殼部2b中，加工上一條軸向槽20，它作為陡螺紋構成。活塞3或活塞套7的一個徑向成型部(在這里是徑向形成的活塞體3a的凸肩21)嚙合入該陡螺紋20中，由此活塞3軸向運動時被迫在圓周方向上沿陡螺紋曲線被導向。
圖2具體地示出了具有徑向壓制的成型部21的活塞體3a的徑向成型區域。在外殼部2b中，陡螺紋20是作為單螺紋膛線而成形的。凸肩21嚙合入螺紋膛線20中，其中活塞3在軸向移動時同時受到螺紋線20的強迫引導并繞活塞3的縱軸轉動。活塞在活塞行程上的轉角有利地等于5度-360度，其中為了使操作力最佳化，例如避免太大的徑向旋轉功，小的轉角如5度-45度的轉角是有利的。在操作活塞3時，活塞表面7b相對密封面的轉動、即活塞套7相對密封圈11a、11b(圖1)的轉動造成積極地改變這兩部分的靜摩擦／滑動摩擦的摩擦過渡，從而令人不舒服的控制缸的刺耳噪音能盡可能地得到抑制。顯然，可以利用其他設計形式如通過轉動缸套而造成如密封圈11a、11b相對活塞3轉動，這也是有利的。
在圖1、2所示的控制缸1實施例中，活塞桿5是固定地、就是說不能轉動地與操作裝置相連，從而必須在操作過程中使活塞桿5相對活塞3轉動。這是通過用球節接頭4把活塞桿5球形支承在活塞體3a中而實現的，其中活塞桿5還可以擺離開活塞3的縱軸線。球節4可以在活塞體3a或活塞桿5的接觸面3b、5a上使其摩擦阻力最佳化，就是說，所述部分3b、5a材料的摩擦系數是相互協調的和／或可以給接觸面涂油脂和／或為了減小摩擦系數而用氟代烴聚合物、石墨、陶瓷和／或等類似材料涂覆所述表面。顯然，為了在這兩個部分3a、5相對運動時減小摩擦，也可以提供減小摩擦值的其它附件，例如可以借助相應設計的滾動軸承來相對支承這兩個部分。活塞體3a或外殼2b的接觸面20a、21a同樣可以被設計或處理來減小接觸摩擦。
通過活塞3相對缸套2的轉動行程運動，可以盡可能地省掉附加潤滑密封圈11a、11b與活塞套表面7b的接觸部位。
除了圖1、2的成型部21以外(或例如在另一個未示出的實施例中，作為替換方式)，在圖3中為活塞套7設置了一個成型部23，它一方面作為卡接頭8或卷邊使活塞體3a與活塞套7軸向固定地相連，而另一方面，它徑向地嚙合入形成縱螺紋的槽20中，由此，活塞套7同樣經歷被迫由陡螺紋導向的過程并且可以刪去活塞套7與活塞體3a之間的抗轉結構。
活塞3完全可以由塑料并例如借助壓鑄方法制成，其中嚙合入槽20中的徑向增大凸肩21可以直接成型于活塞3上。
圖4示出了一個類似于圖1的第一實施例的控制缸101實施例，它具有不同的被迫導向結構以便使活塞103相對缸套102轉動。活塞103沒有活塞套并且例如由全塑料并最好通過壓鑄法制成。與此相應地，密封圈111a、111b直接在表面即活塞103表面上進行密封。活塞103在缸套102的一個軸向孔104中被導向并且活塞桿105例如借助踏板或執行元件對所述活塞軸向加載。在與活塞桿105相反的那端上，在活塞103中設置了一個軸向孔121，一個固定在缸套上的軸向銷120軸向插入上述孔中。孔121與銷120相互形成了為陡螺紋123形式的形狀配合連接，從而在活塞103在缸套102中軸向移動時，同時引起了活塞103相對缸套102的轉動，因此相對軸向運動地實現了積極地改變在活塞103表面上的密封圈111a、111b的靜摩擦系數／滑動摩擦系數。
控制缸101如圖所示地處于其施壓終端位置并且克服軸向作用的蓄能器(在此被設計成螺旋壓簧124)的力，并且在松開活塞桿105時返回其卸壓終端位置，其中蓄能器124一方面軸向支承在一個固定安裝在缸套上的擋塊125上而另一方面支承在成型于活塞103上的環形支承區126上，并且借助一個成錐形向著活塞103收縮的并支承著銷120的凸模127而軸向上被導向。凸模127和支承環125具有一個優選位于中央的孔128，壓力介質可以在密封時通過該孔流入壓力通道113a中。
活塞103與缸套102之間的轉角與圖1的實施例相同地最好位于5度-45度的范圍內，從而相對行程功可以忽略轉動功。由于活塞103借助軸向作用的蓄能器124自動返回，所以原則上可以停止活塞103與活塞桿105的軸向固定連接，其中至少為了安裝的緣故，活塞桿105防丟失地與缸套102和／或活塞103相連是有利的，其中借助一個波紋管(未示出)而在缸套102與活塞桿105之間形成連接。在所示的控制缸101中，活塞桿105在此沒有被設計成借助球節支承在為形成鉸接軸套而必須被設計成由兩部分組成的活塞中，而是可以在形成一個凹透鏡形支承面130的情況下被設計成是由一個部分組成的，而活塞桿105可以借助一個與之互補地形成的支承面131并可相對活塞103縱軸線可轉動地形狀匹配地支承在所述支承面上。
與圖4的控制缸101不同地，示出了一個控制缸201活塞203沒有相對缸套203的轉動。為了抑制可能出現的刺耳噪音，在該實施例中，最好由壓鑄法制成的活塞203具有一個表面紋路203a，它與密封圈211a、211b有關地至少減小或消除了所謂的爬行現象，而這種爬行現象可能是操作控制缸時發出噪音的主要起因。所述紋路可以成鱗片狀、菱形、圓形和／或類似形狀，該圖案組成部分的重復頻率從小于密封圈211a、211b密封唇211-C厚度、到為密封唇厚度的許多倍。紋路的空間尺寸是如此壓制而成的，即鱗片形、菱形、圓形或其它基本上成兩維的面在其臨界線或連接線上形成了活塞表面并且這些面的內部區域被壓入活塞表面中或凸出于該表面地成形。另外，僅僅兩維結構的臨界線或連接線是突出地或放入活塞面地形成的，這是有利的，其中，臨界線的被稱為在活塞表面內或之外的延長距離的厚度和／或高度相對活塞直徑或密封件211a、211b的密封唇直徑、密封唇厚度、液壓液體與溫度有關的粘稠度靠經驗地根據要補償的噪音的共振頻率被最佳化。事實還證明了，組成結構的花紋的圖案元素的重復率最好大于密封唇厚度且最好是每個密封唇厚度內設置2-100個圖案元素。顯然，這種活塞表面設計方案不局限于控制缸，而是可以出現在被動缸、蠕動過濾器等類似部件中。因此，中央分離裝置的被動缸的環形活塞或借助杠桿或壓緊板在分離過程中對摩擦離合器軸向加載的一個被動缸的圓柱形活塞可以如上所述地設有紋路以便減少或消除刺耳噪音或難通行性。
活塞203可以由熱固樹脂制成并最好采用熱塑材料，其中為了減少皺縮下陷，活塞可以具有一個空心橫截面，它利于提高穩定性。在圖6中表示出了一個由熱樹脂制成的活塞的相應橫截面。該活塞203＇也具有一個有利的表面紋路203a＇以及一個沿縱軸線且最好設置在中心的連接撐條203b＇，在所述撐條上支承著一個滑蓋204＇，它形成了用于未示出的活塞桿的支承面230＇。滑蓋204＇最好在其外周面區域內借助卡接頭230a＇與活塞套203＇固定相連并且可以由比活塞套203b＇高價值的材料如熱樹脂、氟代烴聚合物、鋁等類似材料制成。
圖5的控制缸201具有一個復位彈簧224，它對應于圖4實施例地在缸套側軸向支承在支承件225上并在活塞側軸向支承在一個徑向增大的成型支承面226上并使活塞返回定位于卸壓終端位置上。作為軸向作用的蓄能器的螺旋壓簧224對中在錐體227上并可以具有這樣的特性，即它具有眾所周知地位于離合器踏板區內的超死點彈簧(Uebertotpunktfeder)的特性。這樣的超死點彈簧補償了不均勻的、且例如由一個離合器脫開裝置的盤簧引起的并與踏板行程有關的踏板力，從而在踏板與離合器之間的傳力路線內接入這樣的超死點彈簧后，形成了一條在所述踏板行程上均勻分布的力特性曲線。
在所示實施例中，在活塞203與缸套202之間接入了這樣一個在特性曲線上匹配的超死點彈簧，從而可以省去安裝在踏板和車身前板或固定在殼體上的部件之間的彈簧。另外，設置在控制缸內是有利的，因此使超死點彈簧不會腐蝕并不需要額外的結構空間。
圖7-圖10表示了控制缸的活塞303、403、503、603的其它實施例，它們在減少或消除噪音狀況方面具有有利的結構。為此，活塞相對活塞套是隔震的，所述活塞套與向外密封活塞腔的密封件連接。
為此，圖7以局部截面圖示出了帶活塞303的控制缸301的一個實施例，所述活塞與一個可擺離活塞縱軸線的活塞桿305相連。活塞303被一個活塞套307包住，而用于密封活塞303的密封圈311a、311b支承在所述活塞套上。密封圈311a、311b位置固定地被安裝在缸套302內，其中，軸向上在這兩個密封圈之間安裝了支承環或墊圈380。
在所示實施例中，活塞303由兩部分構成地被實施成活塞半殼303a、303b形式，其中兩個活塞半殼在形成球節304的情況下環繞活塞桿305并借助一個蓄能器、如在此是螺旋壓簧381、彼此徑向間隔開。因此，這兩個活塞半殼303a、303b被壓向活塞套307的內表面并取決于蓄能器381的彈性常數地與之形成了摩擦連接。在活塞303的軸向兩側設置了減振件382、383，它們減緩了活塞303相對活塞套307的軸向相對運動。為了軸向固定減振件383，活塞套307在其朝向活塞桿305的端部徑向向內地成型，可以在這些成型部388與減振件383之間軸向設置一個墊片384。
減振件382、383可以是軸向作用的蓄能器如象橡膠片這樣的彈性體、螺旋壓簧或螺旋拉簧和／或類似件。為了調整預壓力，減振件382、383被偏壓，螺旋壓簧381也如此，它同樣由彈性體或其它形成的蓄能器構成。通過提供這樣的減振器，即它一方面可以通過用減振件382、383來軸向減振并作為替換方式或附加地通過相對活塞套307的活塞303的摩擦裝置而克服蓄能器381作用地形成，可以實現活塞桿305與活塞套307的脫聯，由此在活塞套307與密封圈311a、311b相反地軸向運動時，至少減少了或有利地消除了刺耳噪音。活塞303基本上不可撓曲地與活塞桿305相連并且提供了一個活塞套可相對其軸向移動的減振質量，這是特別有利的。此外，活塞部分303a、303b由密度不同于塑料的材料如金屬制成，也會是有利的。
該實施例301的另一個優點是，具有蠕動過濾器的作用，其中在相應地調節減振件382、383以及通過部件303、307、381構成的摩擦裝置時，阻尼了由未示出的被動缸帶入液壓路線中的發動機振動并因而不再將發動機振動傳遞給活塞桿305以及與之相連的踏板或由此可能干擾其功能的執行元件。
圖8示意地示出了一個用于控制缸的活塞403的實施例，該控制缸具有一個可沿活塞403縱軸線擺動地安裝的活塞桿405以及一個環繞活塞體403a的活塞套407。活塞體403a在活塞套407中僅從套底起占據套407體積的一部分并且在其靠近活塞桿405的端部具有一個構成空腔403b的槽形凹部。槽形凹部403b還在活塞桿405的方向上借助減振件481被封閉住并且它可以填充有粘度適應于要調節的減振性能的阻尼流體如油脂、膠或高彈性材料如硅化橡膠。活塞桿405借助球缺形壓凸404必要時以偏壓軸向貼靠在減振件481上，其中球缺形成型部404在相對側支撐在一個墊板482上而墊板482又軸向支承在活塞套407的徑向收縮成型部407a上。為確保轉動性，墊板482的由活塞桿穿過的孔與活塞桿405之間是有間隙的，其中密封圈如墊圈483阻止或限制了活塞桿405可能擺離活塞縱軸并且至少粗略地不使臟物進入導槽。為了增強減振件的軸向強度，同樣通過其它墊板或彈性材料填充圖8所示的在活塞體403a與墊板482之間的空間。
通過圖8所示的結構，可以減輕或消除由爬行現象引起的振動激勵和由此產生的有害噪音及活塞桿405及后置的操作踏板或執行元件的蠕動(從被動缸傳給液壓段并再從那里傳給活塞)。
圖9示意地示出了活塞503，其中空心圓柱形活塞部503a被裝在活塞套507內并且借助盤形減振件581與活塞套507和外界密封，從而形成了填充有阻尼流體的封閉腔585。減振件581借助間隔套586必要時被張緊地軸向支承在活塞套507的徑向定向的成型部507a上。
活塞桿505固定地并且傳力地與減振件581連接，從而在通過液壓流體而對活塞套507帶入振動時，活塞桿505與振動隔離開。
圖10相對圖7的活塞303示出了活塞603的一個簡化結構，它具有一個容置在活塞套607內、并借助活塞套607的徑向成型部607a軸向固定、且只借助柔軟的減振件681支承在活塞套607的底部區域內的活塞體603a。活塞桿605如上所述地借助球節604容納在活塞603中。活塞桿605與活塞套607之間的振動隔絕是借助活塞體603a與活塞套607之間的相對運動實現的，其中在活塞體603a與活塞套607之間的接觸面上，可能出現摩擦并因此消除振動能，活塞體603a的軸向偏移受到了也被張緊地裝入的減振件681的限制。
圖7-圖10的減振件382、383、481、581、681最好由塑料制成，它具有低回彈性、如氟化橡膠(FPM)、硅化橡膠或類似材料。圖8、9的阻尼流體403b、585可以根據一定的減振性能而由粘度不同的流體構成，如稠化油、ATF、水、液壓流體和／或類似材料，其中為獲得特殊的減振性能，流體可以以乳化液的形式存在并含有氣體成分如空氣，并且由于夾雜有空氣而獲得了特別軟的阻尼流體性能。在利用相應設置的減振件481，581的非常特殊的應用場合中，可以在整個空腔403b，585中填充空氣。
圖11示出了一個控制缸的活塞703，尤其是為了減少或消除噪音，活塞完全由金屬如鋁制成。活塞703的表面703a可以是有光澤的、精車削和／或經過表面處理的。因此，例如鋁陽極氧化處理、硬化調質和／或用含氟聚合物如PTFE涂層可以改善滑動性能和噪音狀況。活塞桿705與活塞703象帽子一樣相連。在與活塞桿705相反的活塞703端部上設置了一個收縮部726(與圖4的226相同)，它在控制缸內與圖4的控制缸101一樣可以使液壓流體在控制缸靜止時隨后流動。為了保證并強化來自儲備容器的液壓流體的跟隨，還在成型部726中設置了槽726a。另外，活塞具有軸向凸起727，它使活塞的復位彈簧對中，所述彈簧對應于圖4地安裝在活塞703與缸套之間。
圖12在只局部示出的活塞703中示出了與圖11的活塞703相比有改變的活塞桿705容納部。在這里，球缺形活塞桿705端部704被卷邊包入活塞703中，環口卷邊703a在軸向上固定了活塞桿，從而可以省去復位彈簧以及圖11的凸起727。
本申請提出的權利要求書是沒有預見到獲得盡可能寬的專利保護范圍的撰寫建議，申請人保留了請求保護其它的、迄今只在說明書和／或附圖中公開的技術特征組合方案的權利。
從屬權利要求所用的回引關系通過各自從屬權利要求特征而具有獨立權利要求主題的其它設計結構。它們不應被認為是放棄了對獲得獨立的所引用的從屬權利要求技術特征組合方案的主題保護的權利。
由于從屬權利要求的主題就優先權日前的現有技術來說可以構成獨立發明，所以本申請人保留修改成獨立權利要求主題或分案申請的權利。它們還包含了獨立的構想，這些構想具有與前述從屬權利要求的主題無關的設計結構。
實施例不應被視為是對本發明的限制。在現公開范圍內，可以做出許多種修改和改進，尤其是這樣的變形方案、元件和組合方案和／或材料，即本領域技術人員就完成上述發明任務來說例如可以通過不同地組合或改變一般說明書和實施例以及權利要求書所述的且包含在附圖中的特征、元件或方法步驟而獲得上述改進并且可以通過可組合的特征獲得新主題或新方法步驟或方法工序，只要它們涉及制造、檢查和加工方法。
權利要求
1．一種用于機動車的液壓離合器系統或制動系統的控制缸，它至少由一個缸套、一個可在缸套內軸向移動地設置的、構成一個填充有液壓流體的高壓室邊界的活塞以及至少一個設置在缸套和活塞之間的密封件構成，該活塞可以在控制缸操作時借助一個作用于活塞上的活塞桿軸向移動并由此對液壓流體加壓，其特征在于，活塞和至少一個密封件在控制缸操作時彼此之間相對轉動。
2．尤其是如權利要求1所述的控制缸，其特征在于，在操作時，缸套是位置固定的，而活塞相對缸套轉動。
3．尤其是如權利要求1和／或2所述的控制缸，其特征在于，活塞桿可相對轉動地與活塞相連。
4．尤其是如權利要求1-3之一所述的控制缸，其特征在于，至少一個在活塞上徑向增大的凸肩形狀配合地嚙合在至少一個作為陡螺紋線設置在缸套內的槽中。
5．尤其是如權利要求4所述的控制缸，其特征在于，凸肩由一個構成活塞的活塞體和／或一個環繞活塞體的活塞套構成。
6．尤其是如權利要求1-3之一所述的控制缸，其特征在于，活塞和缸套相互構成了螺紋連接結構。
7．尤其是如權利要求6所述的控制缸，其特征在于，活塞繞其縱軸線具有一個帶內陡螺紋的盲孔，一個軸向成型的、與缸套相連且帶外陡螺紋的銷嚙合作用在所述盲孔中。
8．尤其是如權利要求7和／或8所述的控制缸，其特征在于，在活塞的與活塞桿相反的端側設置了螺紋連接結構。
9．一種用于機動車的液壓離合器系統或制動系統的控制缸，它至少由一個缸套、一個可在缸套內軸向移動地設置的、構成一個填充有液壓流體的高壓室邊界的活塞以及至少一個設置在缸套和活塞之間的密封件構成，該活塞在操作控制缸時借助一個作用于活塞上的活塞桿軸向移動并由此對液壓流體加壓，其特征在于，活塞在至少一個密封件的一個移動區域內具有一個結構化表面。
10．尤其是如權利要求9所述的控制缸，其特征在于，活塞由具有用注塑法壓印形成的結構化表面的塑料制成。
11．尤其是如權利要求9所述的控制缸，其特征在于，活塞由具有加工上的結構化表面的金屬制成。
12．尤其是如權利要求9所述的控制缸，其特征在于，為活塞涂覆了一個構成結構化表面的涂層。
13．尤其是如權利要求12所述的控制缸，其特征在于，所述涂層由塑料構成。
14．尤其是如權利要求13所述的控制缸，其特征在于，塑料是含氟聚合物如PTFE、FEP、PVDF等。
15．尤其是如權利要求12所述的控制缸，其特征在于，所述涂層由塑料與金屬的混合物構成。
16．尤其是如權利要求15所述的控制缸，其特征在于，所述金屬是鎳。
17．尤其是如權利要求15所述的控制缸，其特征在于，所述塑料是PTFE。
18．尤其是如權利要求15-17之一所述的控制缸，其特征在于，所述混合物含有重量百分比為5％-30％的且優選地是10％-15％的塑料成分。
19．尤其是如權利要求12所述的控制缸，其特征在于，所述層由無定形碳制成。
20．尤其是如權利要求12所述的控制缸，其特征在于，所述層是借助磷酸鋅處理法制成的。
21．尤其是如權利要求12-20之一所述的控制缸，其特征在于，所述層的厚度為1微米-50微米。
22．尤其是如權利要求15-18之一所述的控制缸，其特征在于，所述層的厚度為2微米-15微米。
23．尤其是如權利要求15-18之一所述的控制缸，其特征在于，所述層厚度為2微米-15微米。
24．尤其是如權利要求19所述的控制缸，其特征在于，所述層厚度為1微米-10微米。
25．尤其是如權利要求20所述的控制缸，其特征在于，所述層厚度為2微米-7微米。
26．尤其是如權利要求9-25之一所述的控制缸，其特征在于，表面的結構是鱗片結構、菱形結構、圓形結構或四角形結構。
27．尤其是如權利要求9-26之一所述的控制缸，其特征在于，所述結構的深度小于5微米且優選地小于1微米。
28．尤其是如權利要求9-27之一所述的控制缸，其特征在于，形成所述結構的結構元素的長度和／或寬度小于1毫米且優選地為1微米-100微米。
29．尤其是如權利要求1-28之一所述的控制缸，其特征在于，一個軸向作用的蓄能器件被軸向張緊在缸套與活塞之間。
30．尤其是如權利要求29所述的控制缸，其特征在于，軸向作用的蓄能器件是一個超死點彈簧。
31．尤其是如權利要求1-30之一所述的控制缸，其特征在于，活塞具有空心結構。
32．尤其是如權利要求31所述的控制缸，其特征在于，活塞是借助壓鑄法由塑料制成的。
33．尤其是至少如權利要求31或32所述的控制缸，其特征在于，活塞沿著其縱軸線和／或垂直于其縱軸線具有至少一個撐條。
34．尤其是如權利要求31-33之一所述的控制缸，其特征在于，活塞具有一個與活塞牢固連接以便支承一個活塞桿的墊板。
35．尤其是如權利要求34所述的控制缸，其特征在于，墊板是由一種比活塞更硬的材料制成的。
36．一種用于機動車的液壓離合器系統或制動系統的控制缸，它至少由一個缸套、一個可在缸套內軸向移動地設置的、構成一個填充有液壓流體的高壓室的邊界、并可以在操作控制缸時借助一個作用于活塞上的活塞桿軸向移動并由此對液壓流體加壓的活塞構成，其特征在于，在活塞的活塞表面與活塞桿之間的傳力路線內設置了一個減振器。
37．尤其是如權利要求36所述的控制缸，其特征在于，所述減振器被設置在位于至少一個容納活塞桿的活塞體與一個環繞該活塞體的活塞套之間的傳力路線內。
38．尤其是如權利要求37所述的控制缸，其特征在于，至少一個軸向作用的減振件軸向地設置在活塞套與至少一個活塞體之間。
39．尤其是如權利要求37所述的控制缸，其特征在于，在至少一個活塞體的兩側，分別設置了支承于活塞套端側上的減振件。
40．尤其是至少如權利要求37-39之一所述的控制缸，其特征在于，在至少一個活塞體與活塞套之間，一個摩擦裝置在這兩個部分相對軸向移動時起作用。
41．尤其是如權利要求37所述的控制缸，其特征在于，摩擦裝置借助這兩部分在其圓周面上的一個摩擦點而起作用。
42．尤其是至少如權利要求37-41之一所述的控制缸，其特征在于，兩個大致成鏡像對稱結構的活塞體在這兩個活塞體的支承觸點形成于活塞套上的情況下通過一個蓄能器件被張緊。
43．尤其是至少如權利要求37-42之一所述的控制缸，其特征在于，至少一個活塞體構成了減振器的緩沖物質。
44．尤其是如權利要求43所述的控制缸，其特征在于，活塞體一體地形成了活塞并且它是由金屬制成的。
45．尤其是如權利要求36所述的控制缸，其特征在于，借助一個軸向設置在活塞桿與活塞之間的減振件形成了所述減振器，該減振件封閉了設置在活塞內的且填充有阻尼流體的空腔。
46．尤其是如權利要求45所述的控制缸，其特征在于，活塞體成空心圓柱形并且它在其內腔中形成了空腔，其中該空腔在端側被活塞套和減振件封閉。
47．尤其是如權利要求45和／或46所述的控制缸，其特征在于，減振件在端側軸向支承在活塞體和／或活塞套上。
48．尤其是如權利要求38-42以及44-48至少之一所述的控制缸，其特征在于，優選地在中間設有墊片的情況下，減振件沿軸向支承在沿徑向向內指向的活塞套的成型部上。
全文摘要
本發明涉及最好是在機動車中的用于液壓裝置的控制缸。
文檔編號B60T11/18GK1293320SQ00129919
公開日2001年5月2日 申請日期2000年10月13日 優先權日1999年10月18日
發明者路德維希·溫克爾曼, 賴納·文茲, 烏爾里希·黑爾夫梅爾, 迪特爾·阿德勒, 烏韋·斯特拉蒂爾, 托馬斯·貝特爾紹夫爾, 卡爾－路德維希·格賴爾, 哈拉爾德·佩施克, 羅蘭·韋爾特 申請人:盧克摩擦片和離合器有限公司