Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Zylinder mit einem innerhalb des hydraulischen Zylinders durch ein Hydraulikfluid versetzbaren Kolben, wobei an dem Kolben eine Dichtungsanordnung angeordnet ist, welche den Kolben gegenüber dem hydraulischen Zylinder so abdichtet, dass das Hydraulikfluid einerseits der Dichtungsanordnung an einem ersten Kolbenabschnitt ansteht, und anderseits der Dichtungsanordnung ein Luftraum definiert ist.

Hydraulische Zylinder werden in verschiedensten technischen Anwendungen zum Aufbringen und zur Übertragung von hydraulischen Drücken verwendet. Ein häufiges Problem derartiger hydraulischer Zylinder und deren hydraulischen Systeme ist das Eindringen von Luft, wodurch die hydraulische Kraftübertragung massiv gestört werden kann.

Daher ist in derartigen hydraulischen Systemen mit einem hydraulischen Zylinder regelmäßig üblich, eine Entlüftung vorzusehen, damit die Funktionsfähigkeit des Systems erhalten werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen hydraulischen Zylinder mit einer integrierten Entlüftung vorzusehen, die kostengünstig herstellbar ist und eine sichere Entlüftung eines hydraulischen Systems über den hydraulischen Zylinder bereitstellen kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen hydraulischen Zylinder mit einem innerhalb des hydraulischen Zylinders durch ein Hydraulikfluid versetzbaren Kolben, wobei an dem Kolben eine Dichtungsanordnung angeordnet ist, welche den Kolben gegenüber dem hydraulischen Zylinder so abdichtet, dass auf das Hydraulikfluid einerseits der Dichtungsanordnung an einem ersten Kolbenabschnitt ansteht, und anderseits der Dichtungsanordnung ein Luftraum definiert ist, wobei die Dichtungsanordnung einen dynamischen Dichtungsabschnitt umfasst, welcher an dem hydraulischen Zylinder dichtend anliegt und einen statischen, nicht an dem hydraulischen Zylinder anliegenden Dichtungsabschnitt, der Entlüftungsmittel aufweist, welche bei Überschreiten einer vordefinierten Druckdifferenz zwischen dem Luftraum und dem an der Dichtungsanordnung anstehenden Hydraulikfluid einen Durchlass von Luft aus dem Hydraulikfluid in den Luftraum ermöglichen.

Hierdurch kann eine effektive Entlüftung bei gleichzeitig sehr geringen Leckageraten an einem erfindungsgemäßen hydraulischen Zylinder bereitgestellt werden. Ferner wird die Entlüftung mittels bereits in einem hydraulischen Zylinder verwendeten Bauteilen realisiert, wodurch diese kostengünstig und konstruktiv einfach ausgebildet werden kann.

Bevorzugt sind der dynamische Dichtungsabschnitt und der statische Dichtungsabschnitt der Dichtungsanordnung aus einem elastomeren Material gefertigt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der dynamische Dichtungsabschnitt und der statische, nicht an dem hydraulischen Zylinder anliegender Dichtungsabschnitt der die Dichtungsanordnung zweiteilig ausgebildet sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der dynamische Dichtungsabschnitt und der statische Dichtungsabschnitt auf ihre jeweiligen Einsatzfall hin individuell optimierbar sind. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Material des dynamischen Dichtungsabschnitts von dem Material des statischen Dichtungsabschnitts verschieden ist.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Kolben stirnseitig einen mit dem Luftraum verbundenen kegelstumpfförmigen Abschnitt aufweist, in dem ein korrespondierend kegelstumpfförmiger statische Dichtungsabschnitt aufgenommen ist. Es kann hierdurch zum einen ein statischer Dichtungsabschnitt formschlüssig mit dem Kolben verbunden werden und zum anderen ein axial sehr kompakt bauender Kolben realisiert werden. Bevorzugt sind der statische Dichtungsabschnitt und der dynamische Dichtungsabschnitt koaxial zueinander angeordnet. Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der kegelstumpfförmiger statische Dichtungsabschnitt an seiner kleinen Stirnseite ein Schlitzventil aufweist, welches eine gute Öffnungscharakteristik und Steuerbarkeit der Entlüftung bereitstellt.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der kegelstumpfförmiger statische Dichtungsabschnitt an seiner Mantelfläche in radialer Richtung aus der Mantelfläche herausstehende, sich in axialer Richtung erstreckende Rippen aufweist. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass durch die Rippen ein geringer Summenanpressdruck des statischen Dichtungsabschnitt erreichbar ist, was zu einer besseren Regulierbarkeit des Öffnungsdrucks des Schlitzventils führt.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der dynamische Dichtungsabschnitt und der statische, nicht an dem hydraulischen Zylinder anliegender Dichtungsabschnitt der die Dichtungsanordnung einteilig ausgebildet ist, was die Bauteilkomplexität des hydraulischen Zylinders reduziert.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Kolben wenigstens einen Kanal zwischen dem Luftraum und dem am Kolben anstehenden Hydraulikfluid aufweist, wobei der statische Dichtungsabschnitt den Kanal verschließt oder freigibt, wodurch eine gute und effiziente Entlüftung des hydraulischen Zylinders bewirkt werden kann.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der statische Dichtungsabschnitt als eine gegenüber dem dynamischen Dichtungsabschnitt schwenkbare Dichtlippe ausgeführt ist, wodurch eine sichere Entlüftung bei geringen Leckageraten realisierbar ist. Ferner hat sich diese Ausführungsform als besonders langlebig herausgestellt. Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass der Kanal wenigsten einen radial durch den Kolben verlaufenden Kanalabschnitt aufweist, an dessen Ende der statische Dichtungsabschnitt den Kanalabschnitt verschließt oder freigibt.

Hierdurch kann erreicht werden, dass sich in dem Hydraulikfluid befindliche Luft gut sammeln und abführen lässt, was insbesondere auch dadurch noch verbessert werden kann, wenn der radial verlaufende Kanalabschnitt in Schwerkraftrichtung ausgerichtet ist.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Kanal einen Kanaleingang aufweist, welcher in Schwerkraftrichtung oben an dem Kolben ausgebildet ist, was ebenfalls das Sammeln von Luft aus dem Hydraulikfluid erleichtert.

Der erfindungsgemäße hydraulische Zylinder ist insbesondere dazu geeignet, innerhalb eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs eingesetzt zu werden. Ganz besonders bevorzugt ist eine Verwendung innerhalb einer Getriebeinnenschaltung eines Doppelkupplungsgetriebes, bei der der hydraulisch betätigte Kolben des hydraulischen Zylinders Synchroneinheiten schaltet, wodurch ein Gangwechsel ermöglicht wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.

Es zeigen:

Figur 1 eine Axialschnittansicht einer ersten Ausführungsform eines hydraulischen Zylinders, Figur 2 eine Axialschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines hydraulischen Zylinders,

Figur 3 eine Axialschnittansicht einer dritten Ausführungsform eines hydraulischen Zylinders,

Figur 4 eine Axialschnittansicht einer vierten Ausführungsform eines hydraulischen Zylinders, und

Figur 5 eine Axialschnittansicht einer fünften Ausführungsform eines hydraulischen Zylinders.

Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines hydraulischen Zylinders 1 mit einem innerhalb des hydraulischen Zylinders 1 durch ein Hydraulikfluid 2 versetzbaren Kolben 3. An dem Kolben 3 ist eine Dichtungsanordnung 4 angeordnet, welche den Kolben 3 gegenüber dem hydraulischen Zylinder 1 so abdichtet, dass das Hydraulikfluid 2 einerseits der Dichtungsanordnung 4 an einem ersten Kolbenabschnitt 5 ansteht, und anderseits der Dichtungsanordnung 5 ein Luftraum 6 definiert ist.

Die Dichtungsanordnung 4 umfasst einen dynamischen Dichtungsabschnitt 7, welcher an dem hydraulischen Zylinder 1 dichtend anliegt und einen statischen, nicht an dem hydraulischen Zylinder 1 anliegenden Dichtungsabschnitt 8, der Entlüftungsmittel 9 aufweist, welche bei Überschreiten einer vordefinierten Druckdifferenz zwischen dem Luftraum 6 und dem an der Dichtungsanordnung 4 anstehenden Hydraulikfluid 2 einen Durchlass von Luft 10 aus dem Hydraulikfluid 2 in den Luftraum 6 ermöglichen.

In der in der Figur 1 gezeigten Ausführungsform sind der dynamische Dichtungsabschnitt 7 und der statische, nicht an dem hydraulischen Zylinder 1 anliegender Dichtungsabschnitt 8 der Dichtungsanordnung 4 zweiteilig ausgebildet. Der Kolben 3 weist stirnseitig einen mit dem Luftraum 6 verbundenen kegelstumpfförmigen Abschnitt 11 auf, in dem ein korrespondierend kegelstumpfförmiger statische Dichtungsabschnitt 8 aufgenommen ist. Der kegelstumpfförmiger statische Dichtungsabschnitt 8 besitzt an seiner kleinen Stirnseite 12 ein Schlitzventil 13.

Die Figur 2 zeigt eine zu der aus Figur 1 bekannten Ausführungsform eine etwas abgewandelte Ausgestaltung der Dichtungsanordnung 4 des hydraulischen Zylinders 1 auf. In der in der Figur 2 gezeigten Ausführung weist der kegelstumpfförmiger statische Dichtungsabschnitt 8 an seiner Mantelfläche 14 in radialer Richtung aus der Mantelfläche 14 herausstehende, sich in axialer Richtung erstreckende Rippen 15 auf. Durch die Rippen 15 ist ein geringer Summenanpressdruck des statischen Dichtungsabschnitt 8 erreichbar ist, was zu einer besseren Regulierbarkeit des Öffnungsdrucks des Schlitzventils 13 führt.

In den Figuren 3-5 sind Ausführungsformen des hydraulischen Zylinders 1 gezeigt, bei denen der dynamische Dichtungsabschnitt 7 und der statische, nicht an dem hydraulischen Zylinder 1 anliegender Dichtungsabschnitt 8 der Dichtungsanordnung 4 einteilig ausgebildet ist. Die Dichtungsanordnung 4 ist hierbei drehfest mit dem Kolben 3 verbunden.

In diesen Ausführungsbeispielen besitzt der Kolben 3 wenigstens einen Kanal 16 zwischen dem Luftraum 6 und dem am Kolben 3 anstehenden Hydraulikfluid 2, wobei der statische Dichtungsabschnitt 8 den Kanal 16 verschließt oder freigibt. Der statische Dichtungsabschnitt 8 ist jeweils als eine gegenüber dem dynamischen Dichtungsabschnitt 7 schwenkbare Dichtlippe 17 ausgeführt. Der Kanal 16 weist wenigsten einen radial durch den Kolben 3 verlaufenden Kanalabschnitt 18 auf, an dessen Ende der statische Dichtungsabschnitt 8 den Kanalabschnitt 18 verschließt oder freigibt. Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele der Figuren 3-5 näher erläutert.

Die Figur 3 zeigt eine als Nutdichtring ausgebildete Dichtungsanordnung 4 mit einer Membranfunktion der inneren Dichtlippe 17. Die Dichtungsanordnung 4 weist eine V-förmige Querschnittskontur auf, wobei ein freier Schenkel der V-förmigen Querschnittskontur an der inneren Mantelfläche als statischer Dichtungsabschnitt 8 des hydraulischen Zylinders 1 anliegt, während der andere freie als Dichtlippe 18 ausgeformte Schenkel der V-förmigen Querschnittskontur den Kanalabschnitt 18 überdeckt und so abdichtet. Überschreitet der Druck in dem Kanalabschnitt 18 einen vordefinierten Schwellenwert, so schwenkt die Dichtlippe 17 aufgrund des auf sie einwirkenden Drucks von der Öffnung des Kanalabschnitts 18 weg und in dem Kanalabschnitt 18 befindliche Luft 10 kann in den Luftraum 6 entweichen.

Figur 4 zeigt bei gleicher Funktionsweise eine Abwandlung des aus der Figur 3 bekannten Dichtungskonzepts, bei dem die Dichtungsanordnung 4 eine als Massivdichtung ausgeführten, in einer Nut des Kolbens 3 aufgenommenen dynamischen Dichtungsabschnitt 7 und eine sich in axialer Richtung des Kolbens 3 erstreckende Membranartigen statischen Dichtungsabschnitt 8 aufweist.

Figur 5 zeigt eine Weiterentwicklung der aus Figur 4 bekannten Variante, bei der der Kanal 16 einen Kanaleingang 19 aufweist, welcher in Schwerkraftrichtung oben an dem Kolben 3 ausgebildet ist. Durch diese alternative Ausgestaltung des Kanals 16 kann die Größe der Luftfalle wirksam reduziert werden.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen. Bezuqszeichenliste

1 Zylinder

2 Hydraulikfluid 3 Kolben

4 Dichtungsanordnung

5 Kolbenabschnitt

6 Luftraum

7 Dichtungsabschnitt 8 Dichtungsabschnitt

9 Entlüftungsmittel

10 Luft

11 Abschnitt

12 Stirnseite 13 Schlitzventil

14 Mantelfläche

15 Rippen

16 Kanal

17 Dichtlippe 18 Kanalabschnitt

19 Kanaleingang

20 Kanalabschnitt