DE102009054272A1

DE102009054272A1 - Druckbegrenzungseinrichtung in hydraulischer Strecke zur Kupplungsbetätigung

Info

Publication number: DE102009054272A1
Application number: DE102009054272A
Authority: DE
Inventors: Vadim Wagner; Christof Sester
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2010-07-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckbegrenzungseinrichtung in einer hydraulischen Strecke zur Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges. Diese umfasst einen Nehmerzylinder und einen Geberzylinder, die über zumindest eine mit einem Fluid durchströmte Druckleitung hydraulisch miteinander verbunden sind. Dabei ist mindestens ein Ende dieser Druckleitung mit einem als Stecker ausgebildeten Konnektor ausgeführt, der aus einem Grundkörper gebildet und von einer Durchgangsbohrung durchzogen wird. Diese Durchgangsbohrung wird in axialer Richtung von mindestens einer Sacklochbohrung erweitert, in der die als zumindest ein mit Druck beaufschlagbarer, becherförmiger Blendenkörper ausgebildete Druckbegrenzungseinrichtung aufgenommen ist, deren Bodenfläche eine konzentrisch angeordnete Blendenöffnung aufweist. Erfindungsgemäß liegt die Druckbegrenzungseinrichtung beim Einkuppelvorgang der Kupplung mit ihrer Bodenfläche an einem durch eine Stufe zwischen Durchgangsbohrung und Sacklochbohrung gebildeten Anschlag an.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckbegrenzungseinrichtung in einer hydraulischen Strecke zur Betätigung einer Kupplung eines Fahrzeuges, umfassend zumindest einen Nehmerzylinder und einen Geberzylinder, welche über eine mit einem Fluid durchströmte Leitung miteinander verbunden sind.
Die hydraulische Betätigung des Kupplungspedals führt, insbesondere wenn das Fahrzeug in den unteren Motorgängen betrieben wird, beim plötzlichen Zurücknehmen des Fußes vom Kupplungspedal zu Stottererscheinungen des Motors. Zur Lösung dieser Problematik ist aus der Druckschrift DE 1 785 882 eine Betätigungseinrichtung für Fahrzeugkupplungen bekannt, bei der von einer Lösung ausgegangen wird, bei der dem Nehmerzylinder ein Rückschlagventil vorgeschaltet ist, dessen Ventilspindel eine Rückströmbohrung für die Druckflüssigkeit aufweist, um so bei einem plötzlichen Loslassen des Kupplungspedals infolge der Drosselung durch die Rückstrombewegung eine Verlangsamung der Rückwärtsbewegung des im Nehmerzylinder angeordneten Kolbens zu erreichen. Die Verzögerung kann aber durch Drosselbohrungen dieser Art nur schlecht erzielt werden, da die Drosselbohrungen wegen der starken Kupplungsfederkräfte im Durchmesser sehr klein gehalten werden müssen. Aus diesem Grunde wird in der DE 1 785 882 eine Lösung aufgezeigt, wo im Nehmerzylinder zwischen dem die Zulaufbohrung aufweisenden Zylinderboden und dem Nehmerkolben eine vom Nehmerkolben her in Richtung auf den Zylinderboden unter der Wirkung eines Kraftspeichers stehende Drosselscheibe angeordnet ist. Diese weist mehrere radial verlaufende Drosselnuten auf, um die Fluidströmung zu verlangsamen, so dass bei plötzlichen Bewegungen des Kupplungspedals Stottererscheinungen des Motors vermieden werden.
Bei der Druckschrift DE 37 36 584 A1 wird die Aufgabe, eine hydraulische Betätigungseinrichtung so auszulegen, dass Belastungsspitzen auch bei extremer Fahrweise, die mit extremen Einkuppelgeschwindigkeiten und damit Drehmomentenspitzen verbunden sind, vermieden werden, dadurch gelöst, dass in der Hydraulikleitung zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder ein Drosselventil vorgesehen ist. Auf diese Weise wird der Fluidstrom gedrosselt.
Darüber hinaus offenbart die Druckschrift DE 43 34 551 C2 eine weitere hydraulische Betätigungseinrichtung für eine Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. In dieser Schrift wird die Aufgabe gelöst, dass in der mit der Betätigungseinrichtung verbundenen Hydraulikleitung zwischen Geberzylinder und Nehmerzylinder ein als Drosselventil ausgebildeter Ventilkörper vorgesehen ist, bei dem das Schließorgan beim Abheben von der Dichtfläche sicher verlagerbar ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Schließorgan einen becherförmigen Ansatz aufweist, innerhalb dessen die Druckfeder geführt ist und die Außenkontur des Schließorgans gegenüber der Innenwand des Ventilgehäuses so gestaltet ist, dass das Hydraulikfluid ungehindert dazwischen durchfließen kann.
Mit diesen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen für eine zusätzlich in der hydraulischen Strecke zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung angeordnete Einrichtung wird bei einem Einkuppeln bei extrem schneller Rückhubbewegung des Pedals die Einkuppelgeschwindigkeit der Kupplung gedrosselt. Dies geschieht dadurch, dass der Fluidstrom in Richtung des Geberzylinders gedrosselt wird, wodurch die Einkuppelgeschwindigkeit reduziert wird. Mit den vorgeschlagenen Lösungen für eine Drosselung können eventuell schnelle Rückhubbewegungen reduziert werden.
Diese so genannten Spitzenmomentbegrenzer werden derzeit als separate Einrichtungen in die hydraulische Strecke integriert oder sie finden als Zusatzfunktion in einem Adapter-, Geber- oder Nehmerzylindergehäuse Anwendung, indem sie in diese eingesetzt werden. Oft fehlt jedoch der Bauraum für einen separaten Spitzenmomentbegrenzer in der hydraulischen Strecke oder der zusätzliche Bauraum im Adapter-, Geber- oder Nehmerzylindergehäuse. Eine nachträgliche Änderung des Adapter-, Geber- oder Nehmerzylindergehäuses ist meist sehr kostspielig und kann nur in Ausnahmefällen ausgeführt werden.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Druckbegrenzungseinrichtung in der hydraulischen Strecke für eine Kupplung vorzuschlagen, die einen einfachen Aufbau aufweist und direkt in die Druckleitung integrierbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Druckbegrenzungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Somit umfasst diese Druckbegrenzungseinrichtung in einer hydraulischen Strecke zur Kupplungsbetätigung einen Nehmerzylinder und einen Geberzylinder, die über zumindest eine mit einem Fluid durchströmte Druckleitung hydraulisch miteinander verbunden sind. Dabei ist mindestens ein Ende dieser Druckleitung mit einem als Stecker ausgebildeten Konnektor ausge führt ist, der aus einem Grundkörper gebildet und von einer Durchgangsbohrung durchzogen wird. Diese Durchgangsbohrung wird in axialer Richtung von mindestens einer Sacklochbohrung erweitert, in der die als zumindest ein mit Druck beaufschlagbarer, becherförmiger Blendenkörper ausgebildete Druckbegrenzungseinrichtung aufgenommen ist. Die Bodenfläche der Druckbegrenzungseinrichtung weist außerdem eine konzentrisch angeordnete Blendenöffnung auf. Dadurch, dass die Druckbegrenzungseinrichtung beim Einkuppelvorgang der Kupplung mit ihrer Bodenfläche an einem durch eine Stufe zwischen Durchgangsbohrung und Sacklochbohrung gebildeten Anschlag anliegt, wird der Fluidstrom in Richtung des Geberzylinders und somit die Einkuppelgeschwindigkeit reduziert.
In vorteilhafter Weise wird die Mantelfläche der als Blendenkörper ausgebildeten Druckbegrenzungseinrichtung von Ausnehmungen unterbrochen. Durch diese Ausnehmungen kann zusätzlich Fluid in die Durchgangsbohrung geleitet werden.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die Blendenöffnung außerdem konzentrisch zur Durchgangsbohrung verläuft.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in den das Ende der Druckleitung aufnehmenden Bereich des Steckers ein Einpresskörper eingepresst.
Vorteilhaft ist es weiterhin, dass der Einpresskörper als Hohlzylinder ausgebildet ist, wobei dessen Innendurchmesser an den Außendurchmesser der Druckleitung angepasst ist.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass im Endbereich der Druckleitung eine Stauchung vorgesehen ist, die als Anschlag fungiert, so dass der Einpresskörper an dieser anliegt. Außerdem dient diese Stauchung in der Druckleitung dazu, dass der Grundkörper des Steckers hinter dieser umgebördelt werden kann.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Einpresskörper mit einem Bund versehen ist, der in einer Sacklochbohrung eingesetzt ist, wobei der übrige Teil des Einpresskörpers in der Sacklochbohrung eingepresst ist. Der Bund des Einpresselements liegt dabei an dem zur Sacklochbohrung gebildeten Absatz an der Ringfläche der Sacklochbohrung an.
In vorteilhafter Weise sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, den Grundkörper aus zwei spiegelbildlich zueinander ausgebildeten Grundkörperhälften zusammensetzbar zu gestalten. Auf diese Weise kann für den Stecker anstelle von Metall ein Kunststoff verwendet werden, da dieser in einem metallischen hülsenförmigen Anschlussgehäuse aufgenommen wird.
In vorteilhafter Weise weist dieses Anschlussgehäuse eine Sacklochbohrung auf.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, dass in diesem Falle die Druckbegrenzungseinrichtung in den durch die Sacklochbohrung gebildeten Raum zwischen einer Stufe und dem Ende der Druckleitung eingesetzt wird. Dabei ist es vorteilhaft, die Druckbegrenzungseinrichtung so in die Sacklochbohrung einzusetzen, dass deren Öffnung in die Richtung weist, die entgegen der durch den Pfeil gekennzeichneten Druckrichtung verläuft.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
1 bis 3 das Ende einer Druckleitung mit als Stecker ausgebildetem Konnektor, in dem eine Druckbegrenzungseinrichtung eingebracht ist, mit verschiedenen Abdichtungsmöglichkeiten des Druckleitungsendes,
4 und 5 das Ende einer Druckleitung mit einem als Hülse ausgebildeten Adapter zur Aufnahme eines Steckkonnektors, wobei die Druckbegrenzungseinrichtung in die Hülse in entsprechender Drosselungsrichtung eingesetzt ist eingesetzt ist.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der 1 bis 5 werden für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet.
Diese Figuren zeigen unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Druckbegrenzungseinrichtung 3.
In den 1 bis 3 ist somit die Druckbegrenzungseinrichtung 3 jeweils in einen als Stecker 10 ausgebildeten Konnektor eingebracht. Dieser Stecker 10, der aus einem einteili gen Grundkörper 4 besteht und vorzugsweise aus Metall hergestellt ist, weist im vorderen Bereich eine Nut auf, in die eine Dichtung 5 in Form eines O-Ringes eingebracht ist. Weiter wird dieser Stecker 10 von einer Durchgangsbohrung 7 durchzogen. Diese Durchgangsbohrung 7 geht in eine erste Sacklochbohrung 8 über, deren Durchmesser größer als der der Durchgangsbohrung 7 ist. In axialer Richtung geht diese erste Sacklochbohrung 8 in eine weitere Sacklochbohrung 9 mit wiederum größerem Durchmesser über, die aus dem Ende des Steckers 10 austritt. Wie aus den 1 bis 3 ersichtlich, liegt die als becherförmiger Einpresskörper ausgebildete Druckbegrenzungseinrichtung 3 mit ihrem Boden am Übergang des Durchmessers der Sacklochbohrung 8 zur Durchgangsbohrung 7 an, so dass dieser Übergang gleichzeitig als Anschlag fungiert. Weiter weist diese Druckbegrenzungseinrichtung 3 über ihren Umfang angeordnete segmentartige Ausnehmungen 3a auf, die die Mantelfläche der als Blendenkörper ausgebildete Druckbegrenzungseinrichtung 3 in einzelne Mantelflächensegmente unterteilt, die durch die Ausnehmungen 3a zueinander beabstandet sind. Die Bodenfläche des Blendenkörpers 3 ist mit einer konzentrisch zu dieser und vorzugsweise auch zur Durchgangsbohrung 7 eingebrachten Blendenöffnung 6 versehen.
Aus den 1 bis 3 ist ersichtlich, dass endseitig im Grundkörper 4 des Steckers 10 das Ende einer Druckleitung 1 aufgenommen ist. Zur Lagefixierung dieser Druckleitung 1 im Grundkörper 4 weist diese in ihrem Endbereich eine Stauchung 11 auf, hinter der der metallische Grundkörper 4 durch eine Umbördelung Halt findet. Zur Ausführung dieses Vorganges wird daher als Metall vorzugsweise Aluminium verwendet.
Dieser Grundaufbau ist bei allen 1 bis 3 gleich. Der Unterschied zwischen diesen besteht in der unterschiedlichen Abdichtung dieses Endes der Druckleitung 1 im Grundkörper 4.
In 1 erfolgt die Abdichtung des Endes der Druckleitung 1 dadurch, in dem ein hohlzylindrischer Einpresskörper 2, dessen Innendurchmesser vorzugsweise an den des Außendurchmessers der Druckleitung 1 angepasst ist. Dieser Einpresskörper 2 weist einen Bund auf, der sich am Durchmesser der Sacklochbohrung 9 abstützt, während dem sein hohlzylindrischer Fortsatz in der ersten Sacklochbohrung 8 eingepresst ist. Die auf diese Weise hergestellte ringförmige Fläche liegt an dem einen Anschlag bildenden Absatz auf, der infolge der unterschiedlichen Durchmesser der Sacklochbohrungen 8 und 9 gebildet wird.
In 2 ist dieser Einpresskörper 2 dagegen ohne Bund ausgebildet, so dass er als Hohlzylinder in der Sacklochbohrung 8 eingepresst ist.
Im Unterschied zu den vorangegangenen 1 und 2 ist in 3 anstelle eines starren Einpresskörpers ein weiteres elastisches Dichtelement 2 in der Sacklochbohrung 8 eingepresst. Dieses Dichtelement 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise als O-Ring ausgeführt.
Unabhängig davon, ob der Stecker 10 mit mehr als einer Sacklochbohrung 8 ausgeführt ist, wird zunächst der Blendenkörper 3 mit seiner Bodenfläche auf die eine Ringfläche zur Durchgangsbohrung 7 bildende Sacklochbohrung 8 eingesetzt. Danach wird der entsprechende Einpresskörper bzw. Dichtelement 2 je nach Ausführung des Grundkörpers 4 des Steckers 10 entweder in die Sacklochbohrung 9 oder in die Sacklochbohrung 8 eingepresst. Das Ende der Druckleitung 1 mit seinem Außendurchmesser wird nachfolgend in den Innendurchmesser des jeweiligen Einpressköpers bzw. Dichtelements 2 soweit in den Grundkörper 4 eingesteckt, bis es an der Stauchung 11 der Druckleitung 1. Anschließend wird der Grundkörper 4 hinter der Stauchung 11 der Druckleitung 1 umgebördelt, so dass diese fest vom Grundkörper 4 des Steckers 10 umschlossen ist.
Die 1 bis 3 zeigen jeweils die Stellung des Blendenkörpers 3 beim Einkuppelvorgang. Bei diesem Vorgang wird der Blendenkörper 3 gegen den Absatz zur Durchgangsbohrung 7 im Grundkörper 4 gedrückt und dessen Blendenöffnung 6 wird vom Fluid durchströmt. Der Druck des Fluids bewirkt somit, dass der Blenderkörper 3 mit seiner Bodenfläche derart an den Absatz zur Durchgangsbohrung 7 gedrückt wird, so dass das Fluid nur über die Blendenöffnung 6 weiter in die Durchgangsbohrung 7 gelangen kann.
Beim Auskuppelvorgang, der nicht dargestellt ist, würde sich dagegen durch die umgekehrte Richtung des Druckaufbaus der Blendenkörper 3 von seinem Anschlag abheben und gegen das Ende der Druckleitung 1 bzw. gegen den Einpresskörper bzw. gegen das Dichtelement 2 gedrückt, wobei gleichzeitig die Ausnehmungen 3a des Blendenkörpers durchströmt würden.
Die 4 und 5 zeigen ebenfalls einen als Stecker 10 ausgebildeten Konnektor, der in einen als Hülse ausgebildeten Adapter 12 eingesetzt ist. Dieser Adapter 12 kann beispielsweise ein Anschlussgehäuse 12 sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Druckbegrenzungseinrichtung 3 vor dem Ende des Steckers 10 angeordnet. Dieser Stecker 10, der in diesem Falle vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, wird hierbei aus zwei miteinander verbundenen Gehäuseschalen 4a gebildet. Dabei werden beide mit einer entsprechenden Nut versehenen Gehäuseschalen 4a durch die endseitig an der Druckleitung 1 ausgebildete Stau chung 11 lagefixiert. Das diesen Stecker 10 umhüllende Anschlussgehäuse 12 weist ebenfalls eine Durchgangsbohrung 7 auf, die auf ihrer Länge von mehreren Sacklochbohrungen unterschiedlicher Durchmesser erweitert wird, wobei im Anschluss an die Sacklochbohrung zur Aufnahme des Steckers 10 sich die Sacklochbohrung 8 anschließt.
Wie aus den 4 und 5 ersichtlich ist, ragt die Druckleitung 1 aus dem Ende des Steckers 10 heraus, so dass auf dieses zunächst ein Dichtelement 14 mit einem vor diesem angeordneten Zwischenring 13 aufgeschoben ist. Somit bildet die Ringfläche des Zwischenrings 13 das Ende der Druckleitung 1. Mit dieser radialen Erweiterung der Ringfläche der Druckleitung 1 durch das Zwischenelement 13 liegt dieses an einer Stufe zur Sackbohrung 8 an, die gleichzeitig einen Anschlag für die so gebildete Montageeinheit, die aus Stecker 10 und Ende der Leitung 1 besteht, bildet. In dieser Sacklochbohrung 8 ist eine becherförmig ausgebildete Druckbegrenzungseinrichtung 3 eingebracht, die wiederum vorzugsweise konzentrisch zu ihrer Bodenfläche und zur Durchgangsbohrung 7 mit einer Blendenöffnung 6 versehen ist. Diese auch als Blendenkörper ausgeführte Druckbegrenzungseinrichtung 3 ist in 4 so in das Anschlussgehäuse 12 eingesetzt, dass sie durch den in Pfeilrichtung 15 wirkenden Druck des Fluids mit ihrer Bodenfläche gegen den durch die Sacklochbohrung 8 erzeugten Anschlag gedrückt wird und somit das Fluid nur durch die Blendenöffnung 6 weiter die Durchgangsbohrung 7 durchströmen kann.
In 5 ist dagegen der Blenderkörper 3 in umgekehrter in die Sacklochbohrung 8 eingesetzt, da das Anschlussgehäuse 12 in umgekehrter Richtung in die hydraulische Strecke eingesetzt ist und somit zwangsläufig die Druckrichtung des Fluids, wiederum durch den Pfeil 15 angedeutet, entgegengesetzt verläuft.

1: Leitung
2: Einpresskörper/Dichtelement/O-Ring
3: Blendenkörper/Druckbegrenzungseinrichtung
3a: Ausnehmungen
4: Grundkörper
4a: Grundkörperhälfte
5: Dichtelement/O-Ring
6: Blendenöffnung
7: Durchgangsbohrung
8: erste Sacklochbohrung
9: zweite Sacklochbohrung
10: Stecker/Konnektor
11: Stauchung
12: Adapter/Hülse/Anschlussgehäuse
13: Zwischenring
14: Dichtelement
15: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 1785882 [0002, 0002]
- DE 3736584 A1 [0003]
- DE 4334551 C2 [0004]

Claims

Druckbegrenzungseinrichtung (3) in einer hydraulischen Strecke zur Kupplungsbetätigung, umfassend einen Nehmerzylinder und einen Geberzylinder, die über zumindest eine mit einem Fluid durchströmte Druckleitung (1) hydraulisch miteinander verbunden sind und mindestens ein Ende dieser Druckleitung (1) mit einem als Stecker (10) ausgebildeten Konnektor ausgeführt ist, der aus einem Grundkörper (4) gebildet und von einer Durchgangsbohrung (7) durchzogen wird, wobei diese Durchgangsbohrung (7) in axialer Richtung von mindestens einer Sacklochbohrung (8) erweitert wird, in der die als zumindest ein mit Druck beaufschlagbarer, becherförmiger Blendenkörper ausgebildete Druckbegrenzungseinrichtung (3) aufgenommen ist, deren Bodenfläche eine konzentrisch angeordnete Blendenöffnung (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbegrenzungseinrichtung (3) beim Einkuppelvorgang der Kupplung mit ihrer Bodenfläche an einem durch eine Stufe zwischen Durchgangsbohrung (7) und Sacklochbohrung (8) gebildeten Anschlag anliegt.
Druckbegrenzungseinrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche der als Blendenkörper ausgebildeten Druckbegrenzungseinrichtung (3) von Ausnehmungen (3a) unterbrochen ist.
Druckbegrenzungseinrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenöffnung (6) konzentrisch zur Durchgangsbohrung (7) verläuft.
Druckbegrenzungseinrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den das Ende der Druckleitung (1) aufnehmenden Bereich des Steckers (10) ein Einpresskörper (2) eingepresst ist.
Druckbegrenzungseinrichtung (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einpresskörper (2) als Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen Innendurchmesser an den Außendurchmesser der Druckleitung (1) angepasst ist.
Druckbegrenzungseinrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Endbereich der Druckleitung (1) eine Stauchung (11) vorgesehen ist.
Druckbegrenzungseinrichtung (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einpresskörper (2) an der Stauchung (11) anliegt.
Druckbegrenzungseinrichtung (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einpresskörper (2) mit einem Bund versehen ist, der in einer Sacklochbohrung (9) eingesetzt ist, wobei der übrige Teil des Einpresskörpers (2) in der Sacklochbohrung (8) eingepresst ist.
Druckbegrenzungseinrichtung (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund des Einpresselements (2) an dem zur Sacklochbohrung (8) gebildeten Absatz an der Ringfläche der Sacklochbohrung (9) anliegt.
Druckbegrenzungseinrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) des Steckers (10) hinter der Stauchung (11) der Druckleitung (1) umgebördelt ist.