專利名稱：用于液壓離合器分離系統(tǒng)的輔助油缸的制作方法
發(fā)明的背景本發(fā)明涉及液壓缸，更具體地是涉及專門適用于汽車離合器分離系統(tǒng)的液壓輔助油缸。
液壓離合器分離系統(tǒng)一般包括一個離合器、一個分離軸承、一根分離杠桿、一個輔助油缸和一個由離合器踏板操縱的主油缸。為了得到高效率，希望消除離合器分離軸承、分離杠桿和輔助油缸之間的竄動。這通常通過在輔助油缸內(nèi)提供一預(yù)加載彈簧來實現(xiàn)的。
典型的輔助油缸包括一個缸體，它有一個帶有一封閉前端和開放尾端的圓柱狀缸膛；一個以可滑動方式安裝在缸膛內(nèi)的活塞；一根具有與該活塞相關(guān)聯(lián)的前端并從缸膛的開放尾端伸出的推桿；和一個預(yù)加載彈簧。該預(yù)加載彈簧通常要安裝在缸膛的封閉前端與活塞之間。因此該彈簧給活塞提供一個載荷，給推桿及依次是分離杠桿、軸承和離合器以預(yù)壓力。
當(dāng)輔助油缸未安裝到汽車上時，該預(yù)加載彈簧使活塞和推桿伸展出來。在裝配到汽車上的過程中，在將輔助油缸安裝到離合器箱上之前必須要壓回推桿和活塞。這一操作是困難的，因為在平常所用的預(yù)注滿液壓系統(tǒng)中，液體必須要從輔助油缸排放到主油缸中，且最終到貯液器內(nèi)。為了節(jié)省組裝時間，實際中通常是給輔助油缸配裝一個可撕斷的發(fā)貨條，以將推桿限制在適于裝配的良好位置上。但是，此發(fā)貨條顯著增加了該系統(tǒng)的成本，因為必須要制造出該發(fā)貨條，將其安裝在預(yù)注滿的輔助油缸上，而后在將輔助油缸裝配到離合器箱上之后還要通過壓下離合器踏板而將其撕斷。
典型的輔助油缸還包括一個密封裝置，其位于活塞上且與圓柱缸膛密封接合，防止液壓液體或空氣通過活塞泄漏。該密封裝置一般由一個圓環(huán)構(gòu)成，圓環(huán)包括一個接觸缸膛的外緣和一個接觸活塞的內(nèi)徑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在活塞和密封裝置內(nèi)徑之間可能發(fā)生液體泄漏或空氣吸入，如果該密封裝置在活塞上的載荷的作用下可以軸向緩動時尤其如此。為了限制這一軸向緩動，通常在活塞上設(shè)置一個臺肩，但是對于所有的公差組合均不可能實現(xiàn)零軸向運動。這樣即在活塞和密封裝置的內(nèi)徑之間提供了一泄漏通路，使液體能流過密封裝置，或空氣能吸入液體腔，結(jié)果使液壓缸的可靠性降低。
發(fā)明的概要本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)過改進的外部輔助油缸。
更具體地，本發(fā)明的目的是提供一種專門適用于汽車離合器分離系統(tǒng)的外部輔助油缸。
本發(fā)明涉及一種壓力缸組件，其形式是它包括一個缸體，有一個帶有一封閉前端和一開放尾端的缸膛；一個以可滑動形式承納于缸膛內(nèi)的活塞，它有一個帶有一面向缸膛的封閉端的前端面的前端，和一根推桿，它具有與活塞相關(guān)聯(lián)的前端并從缸膛的開放尾端伸出，使推桿的尾端處于缸膛尾端之后。
根據(jù)本發(fā)明的一個重要特點，在缸膛的外部提供有一個預(yù)加載螺簧，其尾端支撐在推桿上，且其前端支撐在缸體上。這種結(jié)構(gòu)只要簡單地壓下推桿而不需將液體從缸膛內(nèi)排出即可使彈簧運動到預(yù)加載狀態(tài)，因此就不需要用發(fā)貨條或限位條將組件保持在發(fā)貨和安裝的預(yù)加載狀態(tài)下。這種外彈簧結(jié)構(gòu)還將彈簧從液壓液體中移出，因此避免了金屬顆?；蚬に嚿a(chǎn)油污染液壓液體的可能。這種外彈簧結(jié)構(gòu)還避免了在運轉(zhuǎn)過程中由于彈簧磨擦缸膛而使液壓缸膛損壞而造成的泄漏問題。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特點，活塞有一個具有面向缸膛的封閉端的前端面的前端，且該組件還包括彈性材料制成的一密封裝置，該裝置包含一個套在活塞的前端上覆蓋活塞的前端面的主體部分和一與圓柱缸膛以可滑動形式密封接合的外周緣部分。這種結(jié)構(gòu)消除了活塞和密封裝置的內(nèi)圓周之間的泄漏通道，從而提高了液壓缸組件的可靠性，還允許在密封裝置的制造中有較大的公差，因為密封裝置的缺陷、凹陷和接合線不會構(gòu)成活塞和密封裝置之間的泄漏通道。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特點，將預(yù)加載彈簧置于缸膛外部還便于使用完全覆蓋住活塞的前端的全底面杯形密封裝置，因為該杯形密封裝置不需要再為彈簧的一端提供錨定點，即如在典型形式中彈簧處于液壓缸的缸膛內(nèi)、活塞和缸膛的封閉端之間的情況下那樣。
附圖的簡要說明

圖1是采用了本發(fā)明輔助油缸的汽車離合器分離系統(tǒng)的橫截面圖2是圖1所示的輔助油缸中所用的活塞和密封裝置的細(xì)部零件分解圖；圖3和圖4是密封裝置的透視圖；圖5是輔助油缸中所用彈簧的透視圖；以及圖6是沿圖1中6-6線截取的橫截面圖。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明自圖1中可見，本發(fā)明的輔助油缸組件10用作液壓式汽車離合器分離系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)包括一個離合器踏板12、一個主油缸14、一根聯(lián)接主油缸的出口和輔助油缸的入口的導(dǎo)管16、一根由輔助油缸操縱的離合器分離杠桿18、一個離合器分離軸承20和離合器隔膜簧的彈簧夾22?？梢岳斫?，壓下離合器踏板12，將使加壓液壓液體從主油缸14中排出，通過導(dǎo)管16傳送到輔助油缸10，它伸展后使分離杠桿18轉(zhuǎn)動且使分離軸承20抵抗彈簧夾22的偏置向與離合器脫離接合的方向運動。所示的輔助油缸組件10安裝在一個自離合器的鐘狀罩體26向上凸出的凸緣24上，而所示的主油缸14安裝在汽車的防火壁28上。
輔助油缸組件10包括一個液壓缸體30、一個活塞32、一個密封裝置34、一個推桿組件36、一根彈簧38和一個保護套40。
缸體30有一個圓柱缸膛30a，它具有一個封閉前端30b和一個開放尾端30d，高壓液體通過一個孔32c穿過前端從主油缸排出。缸體30在靠近缸體的尾端處還有一個環(huán)繞缸膛30a的環(huán)形支座30e。缸體30還包括一個凸緣30e，以便于將輔助油缸安裝在例如凸緣24上。缸體30可以用合適的剛性材料制成，例如合適的塑料。
活塞32以可滑動的方式承納于缸膛30a內(nèi)，且具有與缸膛30a的直徑相當(dāng)?shù)目傮w直徑?；钊?2包括一圓柱狀主體部分32a、一錐形中空尾部32b和一個自主體32a的中心向前凸出的鼻部32c。
鼻部32c包括一前端面32d、一環(huán)形側(cè)壁32e和一個直徑縮小的頸部32f。主體部分32a有一環(huán)繞鼻部32c的環(huán)形表面32g。環(huán)形表面32g和鼻部的前端面共同起作用形成活塞面向缸膛30a的封閉端的前端面?；钊?2可用合適的剛性材料制成，例如塑料。
密封裝置34用一種彈性材料制成，它具有后端開放的杯形結(jié)構(gòu)，且其尺寸適合于套裝在活塞的鼻部32c上。密封裝置34包括一底部34a，一環(huán)形側(cè)壁部分34b和一凸緣部分34c。底部34a與側(cè)壁部34b共同起作用形成膛孔34d，凸緣部分34c有一底部密封34e和一唇緣密封34f。凸緣部分34c還有一面向尾部的環(huán)形表面34g和一個有環(huán)形向內(nèi)延伸的脊部34i的埋頭孔34h，。
密封裝置34以可拆裝的形式置于活塞的前端面上，而其環(huán)形側(cè)壁部分34b位于環(huán)繞活塞鼻部的環(huán)形側(cè)壁部分32e上，底部34a抵靠在活塞鼻部的前端面32d上，脊部34i位于活塞鼻部的頸部32f內(nèi)，且環(huán)形尾端面34g的位置是抵靠在活塞的前端上形成的環(huán)形前端面32g上。
隨著活塞和密封裝置組裝到缸膛30a內(nèi)，活塞尾部32b的圓柱狀外表面32h和活塞主體部分的外圓周32i以可滑動形式與缸膛接合，而密封裝置34的底部密封34e和唇緣密封34f與缸膛以可滑動形式密封接合，以防止液壓液體向后通過活塞泄漏或空氣向前通過活塞吸入液壓液體。
推桿組件36包括一根推桿42、一個前端帽44和一個尾端帽46。前端帽44位于推桿的前端42a上，且有一弧形前表面44a，適合于安置在活塞尾部的中空部分內(nèi)的中心弧形表面32i上。后端帽46套裝在推桿的尾端42b上，且有一弧形表面46a，該面裝配在離合器分離杠桿18的上端上形成的弧形表面18a內(nèi)。
彈簧38是一錐形螺簧，其包括一個小尾端38a，安置在帽46的前端處形成的環(huán)形支座46c內(nèi)，其還包括一個大前端38b，位于缸體30上的環(huán)繞缸膛30a的尾端的一個支座30e內(nèi)。
保護套40具有摺式結(jié)構(gòu)，用合適的彈性材料制成。保護套40包括一個前環(huán)形卷邊40a，處于缸體30的外表面上靠近缸體的尾端的一個槽40f內(nèi)，且它還包括一個后卷邊40b，處于由尾帽46所確定的一外部環(huán)形槽46d內(nèi)。從裝配關(guān)系中可以看出，螺簧38與推桿36呈環(huán)繞關(guān)系，而保護套40與螺簧38呈環(huán)繞關(guān)系。
可以看到，本發(fā)明的輔助油缸不需要用發(fā)貨條，同時還能在輔助油缸內(nèi)保留預(yù)加載彈簧，以消除離合器分離軸承、分離杠桿和輔助油缸之間的竄動。當(dāng)本發(fā)明的輔助油缸以預(yù)注滿方式提供時，推桿由于彈簧而伸展，但活塞處在易于組裝的合適位置上。當(dāng)輔助油缸組件裝配到離合器分離系統(tǒng)中時，需要向前移動推桿并壓縮彈簧，以使尾端帽46置于離合器分離杠桿的凹坑18a內(nèi)。但是，這個操作不需要將液壓液體通過路線16和通過主油缸14排回到貯液器內(nèi)。相反，活塞12是處于易于裝配的合適位置上的，且更具體講是位于缸膛38內(nèi)，與推桿的前端呈向前相間隔開的位置關(guān)系，因此推桿向前運動壓迫彈簧38，使輔助油缸縮短，以抵住離合器分離杠桿安裝是不需要將任何液體排出輔助油缸的。更確切地說，在推桿向前運動和彈簧38的壓縮過程中，由于在缸膛38上的密封摩擦作用，活塞在缸膛30內(nèi)保持在其位置上。當(dāng)輔助油缸以所述方式安裝好之后，所要做的只是使離合器踏板12動作幾次，為了調(diào)節(jié)輔助活塞與推桿的前端接觸和為離合器分離組件提供正常操作這是必須的。
圖1中推桿的位置是處于一伸展位置，其中離合器踏板12已壓下，將液壓液體從主油缸輸送到輔助油缸，以使活塞和推桿向后伸出，向使離合器脫離接合的方向轉(zhuǎn)動離合器分離杠桿18。為了能將輔助油缸裝配到離合器分離系統(tǒng)上，彈簧38已經(jīng)被壓縮了，當(dāng)推桿向后伸出時，彈簧可以伸展或松弛，但是當(dāng)離合器踏板松開時，彈簧移動到一壓縮的預(yù)加壓狀態(tài)，使離合器再次接合，隨著離合器的再次接合，該彈簧再次起到預(yù)加載彈簧的作用，以消除離合器分離系統(tǒng)中的間隙。
在輔助油缸操作使離合器接合和脫離接合的過程中，密封裝置34發(fā)揮作用，防止液壓液體向后通過密封裝置泄漏或防止空氣向前通過密封裝置泄漏。這種對泄漏的預(yù)防是通過提供一全底面杯形密封裝置以消除密封裝置的內(nèi)徑和活塞之間的內(nèi)漏通道而實現(xiàn)的。再有，出于成本的原因，希望使用塑料來模制活塞，例如帶纖維加強的尼龍6/6。但是，由于模制工藝本身固有的特性，在活塞的密封直徑上會產(chǎn)生小缺陷、凹痕或模具接合線，采用常用的環(huán)形密封裝置時在活塞和密封裝置之間會造成泄漏或空氣吸入。但是，用全杯形密封裝置，這些缺陷、凹痕、或模具接合線不再影響密封的效果，因此允許使用低成本的塑料模制工藝制造活塞而不降低密封裝置的性能。
盡管已對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了詳細(xì)的圖示和說明，但是很明顯，在不背離本發(fā)明的范圍或?qū)嵸|(zhì)的情況下，可對所公開的實施例進行多種改進。
權(quán)利要求
1.一種壓力缸組件，其包括一個有圓柱缸膛的缸體；一個以可滑動形式承納于該缸膛內(nèi)且有一個帶前端面的前端的活塞；和一個彈性材料制成的密封裝置，它包括一個底部，該底部抵住活塞的前端，覆蓋于活塞的前端面上，和一個與圓柱缸膛以可謂動方式密封接合的外周緣部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力缸組件，其中，該密封裝置具有向后開放的杯形結(jié)構(gòu)，且套裝在活塞的前端上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力缸組件，其中，活塞的前端包括一個向前延伸的鼻部，其有一環(huán)形側(cè)壁和前端面；該密封裝置包括一環(huán)形側(cè)壁部分，其套裝在鼻部的環(huán)形側(cè)壁上，同時密封裝置的底部貼靠在鼻部的前端面上，且密封裝置的外周緣部分環(huán)繞密封裝置的環(huán)形側(cè)壁并與其同心設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力缸組件，其中，鼻部的環(huán)形側(cè)壁部分包括一個直徑減小的環(huán)形頸部，且該密封裝置包括一個徑向向內(nèi)延伸的環(huán)形脊部，其規(guī)格是與鼻部的環(huán)形頸部相配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的壓力缸組件，其中，活塞的前端面包括一環(huán)繞鼻部的環(huán)形表面，且該密封裝置有一個尾部環(huán)形表面，它座靠在該環(huán)形表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的壓力缸組件，其中，一根推桿從活塞的尾端伸出缸膛之外，一個位于缸膛外部的螺簧，其尾端支撐在推桿上，其前端支撐在缸體上；且該彈簧為一錐形彈簧，它具有小尾端和大前端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力缸組件，其中，缸體有一個靠近缸膛的一端并環(huán)繞缸膛的環(huán)形支座，彈簧的前端支撐在該環(huán)形支座上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓力缸組件，其中，在靠近推桿的一端有一環(huán)繞推桿的環(huán)形支座，彈簧的尾端支撐在推桿上的環(huán)形支座上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項所述的壓力缸組件，其中，該壓力缸組件還包括一柔性材料制成的保護套，其套在推桿上，且包括一支撐在缸體上環(huán)繞相鄰接的缸膛端部的第一環(huán)形端，和一靠近且環(huán)繞推桿的一端并支撐在其上的第二環(huán)形端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓力缸組件，其中，該保護套具有摺式結(jié)構(gòu)。
11.一種壓力缸組件，其包括一個缸體，它有一帶一封閉前端和一開放尾端的圓柱缸膛；一個活塞，它以可滑動方式承納于缸膛內(nèi)且有一帶有一面向缸膛的封閉端的前端面的前端；一個彈性材料制成的密封裝置，它包括位于活塞的前端且覆蓋活塞前端面的底部和一與圓柱缸膛密封接合的外周緣部；以及一根推桿，它有一與活塞相關(guān)聯(lián)的前端，且從活塞的開放尾端伸出缸膛之外，使推桿的尾端定位于缸膛的尾端之后。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓力缸組件，其中，一個螺簧位于缸膛的外部，該彈簧的尾端支撐在推桿上而其前端支撐在缸體上。
13.一種壓力缸組件，其包括一個缸體，它有一帶一封閉前端和一開放尾端的圓柱缸膛；一個活塞，它以可滑動方式承納于缸膛內(nèi)；一根推桿，它有一與活塞相關(guān)聯(lián)的前端，且從活塞的開放尾端伸出缸膛之外，使推桿的尾端定位于缸膛尾端之后；以及一個位于缸膛外部的螺簧，其尾端支撐在推桿上，而其前端支撐在缸體上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的壓力缸組件，其中，該螺簧將其尾端于推桿的尾端附近支撐在推桿上，且將其前端于靠近缸膛的尾端之處支撐在缸體上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的壓力缸組件，其中，推桿相對于活塞可在軸向上自由運動。
16.一種彈性材料制成的活塞密封裝置，其包括一設(shè)計為套裝在活塞的前端的底部和一與相應(yīng)的活塞缸膛呈密封接合的外周緣部。
17.一種壓力缸組件，其結(jié)構(gòu)和布置大體如前面參照附圖所述及如附圖所示。
全文摘要
一種專門適用于汽車液壓離合器分離系統(tǒng)的外部輔助油缸(10)。該油缸包括一個具有缸膛(30a)的缸體(30),一個以可滑動形式安裝在缸膛內(nèi)的活塞(32),一個位于活塞和缸膛之間的密封裝置(34),一根與活塞的尾端(32j)相接合且伸出缸膛外的推桿(42)和一個預(yù)加載的彈簧(38)。彈簧(38)包括一位于缸膛外部的錐形螺簧,其小直徑的尾端(38a)支撐在推桿的尾端(46c)上,其大直徑的前端(38b)支撐在環(huán)繞推桿的缸體尾端(38e)上。密封裝置(34)具有一杯形結(jié)構(gòu),且套裝在設(shè)置于活塞的前端的鼻部(32c)上。密封裝置包括一與缸膛密封接合的外周緣唇部分(34c),一封閉外周緣唇部分內(nèi)區(qū)域且支座在活塞的前端(32d)上的底部(34a)。密封裝置的這種全杯形結(jié)構(gòu)消除了密封裝置的內(nèi)圓周和活塞之間常有的內(nèi)漏。
文檔編號F16D25/12GK1198806SQ97191033
公開日1998年11月11日 申請日期1997年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月4日
發(fā)明者R·A·尼克斯, L·P·布拉盧姆 申請人:機動車產(chǎn)品(美國)有限公司