DE202009010239U1 - Clutch Actuator - Google Patents
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Abstract
Kupplungsbetätigungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen einer Kupplung, die eine Hydraulikeinrichtung mit einer Gebereinheit (1) und einer Nehmereinheit (2) umfasst, zwischen welchen sich eine Hydraulikstrecke (3) befindet, wobei die Gebereinheit (2) mittels eines Kupplungsaktivators (8) mit Druck beaufschlagbar ist, der über die Hydraulikstrecke auf die Nehmereinheit (2) übertragbar ist, und in der Hydraulikstrecke (3) zumindest eine Blende (4) zur Reduktion der Druckübertragung auf die Nehmereinheit (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kupplungsaktivator (8) und der Blende (4) wenigstens ein Energiespeicherelement (7; 14) angeordnet ist, in dem zumindest ein Teil der von dem Kupplungsaktivator (8) erzeugten Druckenergie speicherbar ist.Clutch actuation device for opening and closing a clutch, which comprises a hydraulic device with a transmitter unit (1) and a slave unit (2), between which a hydraulic section (3) is located, wherein the transmitter unit (2) can be pressurized by means of a clutch activator (8) is on the hydraulic unit on the slave unit (2) is transferable, and in the hydraulic line (3) at least one aperture (4) for reducing the pressure transmission to the slave unit (2) is arranged, characterized in that between the clutch activator (8 ) and the diaphragm (4) at least one energy storage element (7; 14) is arranged, in which at least a part of the pressure energy generated by the clutch activator (8) can be stored.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen einer Kupplung, insbesondere zum Ein- und Auskuppeln einer Kraftfahrzeugkupplung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a clutch actuating device for opening and closing a clutch, in particular for engaging and disengaging a motor vehicle clutch, according to the preamble of claim 1.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Zur
Schaltung von Kupplungen, die im Grundzustand im Eingriff für
eine kraftschlüssige Verbindung stehen, also in einem geschlossenen
Zustand vorgespannt sind, wie sie etwa bei manuellen Schaltgetrieben
von Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen, sind hydraulische Schaltsysteme
bekannt. Die Schaltsysteme übertragen von einem Betätigungspedal
die Entkupplungskraft auf die andernorts angeordnete Kupplung, insbesondere
aus dem Fahrgastraum zu der im Antriebsstrang sitzenden Kupplung.
Dabei wird ein Kupplungsgeber zum Beispiel durch Betätigung
eines Pedals beaufschlagt und die Druckkraft über eine
Hydraulikstrecke auf den Kupplungsnehmer übertragen, der
ein Öffnen der Kupplung veranlasst. Entfällt die
Betätigung des Pedals, erfolgt ein umgekehrter Kraftfluss
aufgrund der Kupplungsvorspannung und die Kupplung wird wieder geschlossen.
Zur Reduktion der Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung,
bzw. zur Verzögerung der Kraftübertragung vom
Kupplungsnehmer zum Kupplungsgeber ist es bekannt, in der Hydraulikstrecke
z. B. eine Drossel vorzusehen, welche den Durchfluss limitiert und
somit das Schließen der Kupplung beeinflusst. Eine beispielhafte
Darstellung ist der
Bei
derartigen Kupplungen kann es bei einem schnellen Öffnen
der Kupplung zum Phänomen des „Auskuppelschlags” kommen.
Dieses Phänomen tritt z. B. dann auf, wenn das Öffnen
der Kupplung zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem ein Triebstrang
des Kraftfahrzeugs auf Grund eines gerade anliegenden Drehmomentes
stark verspannt ist. Typische Situationen hierfür sind
z. B. abgebrochene Anfahrvorgänge, bei welchen ein eben
begonnener Anfahrvorgang z. B. auf Grund einer unerwarteten Verkehrssituation vom
Fahrer schlagartig beendet wird. Eine dabei schlagartig stattfindende
Betätigung der Kupplung entspannt den zum Anfahren verspannten Triebstrang.
Die dabei frei werdende Energie führt im Wesentlichen zu
einer Schwingung der Getriebewellen bzw. der damit verbundenen Trägheiten
mit einer so genannten Triebstrangeigenfrequenz. Dieses Ausschwingen
ist meist mit deutlich hörbaren unerwünschten
Umschlaggeräuschen verbunden, die auch als Auskuppelschlag
bekannt sind. Neben den erwähnten Geräuschen führen
die beschriebenen Schwingungen beim schnellen Auskuppeln von vorgespannten
Antriebssträngen auch zu schwankenden und damit schlecht
vorhersagbaren Relativdrehzahlen an den Schaltelementen, den Bauteilen
der Synchronisierungen. Insbesondere im Nutzfahrzeugbereich findet
man auf Grund dieser Schwankungen das sog. Schwingungskratzen im
Schaltvorgang. Maßnahmen, die Torsion irgendwie zu begrenzen, kann
z. B. der
Die vorgenannten Veröffentlichungen gelten in Bezug auf mögliche Hydraulikkreise zwischen Geberzylinder und Nehmerzylinder durch ihre Referenzierungen als in den Offenbarungsumfang der vorliegenden Beschreibung inkorporiert.The the above publications apply with respect to possible publications Hydraulic circuits between master cylinder and slave cylinder their references than in the scope of disclosure of the present Description incorporated.
Ferner kann bei schnellen Schaltvorgängen mit einer stoßartigen Betätigung des Kupplungspedals ein Verhärten oder Blockieren des Pedals, eigentlich der Krafteinleitung von Pedal auf den Geberzylinder, eintreten, da der Kupplungsgeber die aufgebrachte Kraft z. B. auf Grund der Drossel nicht mit gleicher Geschwindigkeit an den Kupplungsnehmer abgeben kann. Für den Fahrer ergibt sich daraus ein unangenehmes, unregelmäßiges Verhalten des Kupplungspedals bei der Durchführung eines Schaltvorgangs.Further can with fast switching operations with a jerky Actuation of the clutch pedal a hardening or Blocking the pedal, actually the force of pedal on the master cylinder, enter, as the clutch encoder applied Force z. B. due to the throttle not at the same speed can deliver to the clutch slave. For the driver results this results in an unpleasant, irregular behavior the clutch pedal in the implementation of a switching operation.
PROBLEMSTELLUNGPROBLEM
Es wäre gut, die oben genannten Nachteile beim Betätigen einer Kupplung zu vermeiden, zumindest aber deren Einfluss verringern zu können. Hierbei sollten Umschlaggeräusche möglichst gut reduziert werden. Ein gleichmäßiges Verhalten bei Betätigung einer Kupplung sollte möglichst eingehalten werden. Weiterhin wäre es gut, wenn die Kraftübertragung von Kupplungsnehmer auf Kupplungsgeber regulierbar bzw. steuerbar ist. Im Automobilbau herrscht eine Maxime vor, dass nämlich jegliche vorgeschlagene Lösung eine einfache, zuverlässige und kostengünstige Bauweise der entsprechenden Baugruppe mit sich bringen soll. Zwischen den zahlreichen Anforderungen ist ein vorteilhafter Ausgleich zu bilden.It would be good, the above-mentioned disadvantages when pressing To avoid a clutch, but at least reduce their influence to be able to. This should envelope noise as possible be well reduced. A uniform behavior When operating a clutch should be possible be respected. Furthermore, it would be good if the power transmission from clutch slave to clutch master adjustable or controllable is. In the automotive industry, there is a maxim that namely Any proposed solution is a simple, reliable and cost-effective design of the corresponding module should bring with it. Between the numerous requirements is to form an advantageous balance.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird von der Erfindung durch eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object of the invention is achieved by the invention by a Kupplungsbetätigungsvorrich achieved according to claim 1. Advantageous embodiments and embodiments are described in the dependent claims.
Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen, bzw. zum Ein- und Auskuppeln, einer Kupplung vorgesehen, die eine Hydraulikeinrichtung mit einer Gebereinheit und einer Nehmereinheit aufweist, die auf die Kupplung wirkt. Zwischen der Gebereinheit und der Nehmereinheit befindet sich eine Hydraulikstrecke. Die Gebereinheit ist mittels eines Kupplungsaktivators mit Druck beaufschlagbar, der über die Hydraulikstrecke auf die Nehmereinheit übertragbar ist. In der Hydraulikstrecke ist zumindest eine Blende angeordnet, die als Reduktionselement zur Reduktion der Druckübertragung auf die Nehmereinheit dient. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Kupplungsaktivator und der Blende ein Energiespeicherelement angeordnet, in dem zumindest ein Teil der vom Kupplungsaktivator erzeugten Druckenergie speicherbar ist und aus dem vorzugsweise der gespeicherte Teil der Druckenergie in die Hydraulikstrecke abgebbar ist.To The present invention is a clutch actuating device for opening and closing, or for engaging and disengaging, a clutch provided, which is a hydraulic device with a Encoder unit and a Nehmereinheit has, on the clutch acts. Located between the transmitter unit and the receiver unit a hydraulic circuit. The transmitter unit is by means of a clutch activator pressurized by the hydraulic section is transferable to the receiving unit. In the hydraulic section At least one aperture is arranged, which serves as a reduction element for Reduction of pressure transmission to the slave unit is used. According to the invention is between the coupling activator and the diaphragm arranged an energy storage element, in which at least a portion of the pressure energy generated by the clutch activator storable is and preferably from the stored part of the pressure energy is deliverable in the hydraulic system.
Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung ist für den Einsatz bei manuellen Schaltgetrieben von Kraftfahrzeugen geeignet, kann jedoch auch bei anderen hydraulisch schaltbaren Kupplungen eingesetzt werden. Die vorliegende Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft bei langen Antriebssträngen in einem Kraftfahrzeug verwenden, insbesondere bei Hecklängstriebsträngen in Limousinen; die Erfindung zeigt ihre Vorteile bei Hecklängstriebsträngen, bei denen aufgrund der Länge des Triebstrangs das Triebstrangverhalten als weich bezeichnet werden darf. In einer Ausgestaltung, arbeitet die Kupplungsbetätigungsvorrichtung vorteilhaft in Kraftfahrzeugen mit Hecklängstriebsträngen.The Clutch actuator is for use suitable for manual transmissions of motor vehicles, can but also used in other hydraulically shiftable couplings become. The present invention is particularly advantageous use in long drive trains in a motor vehicle, especially in rear-wheel drive trains in sedans; the invention shows its advantages in rear longitudinal drive trains, where due to the length of the driveline, the drivetrain behavior may be called soft. In one embodiment, works the clutch operating device advantageous in motor vehicles Rear longitudinal knob strands.
Nach der vorliegenden Erfindung wird zum Öffnen einer Kupplung der Kupplungsaktivator betätigt, der auf die Hydraulikeinheit wirkt. Als Kupplungsaktivator dient meist ein Pedal. Es kann aber auch ein von Hand zu betätigender Griff oder Hebel verwendet werden. Bei Betätigung des Kupplungsaktivators wird somit Druck auf die Gebereinheit übertragen, die wiederum einen Druck in der Hydraulikstrecke erzeugt. Die Hydraulikstrecke wird von der Blende in eine Primärleitung zwischen Gebereinheit und Blende und in eine Sekundärleitung zwischen Blende und Nehmereinheit unterteilt. Die Blende weist vorzugsweise einen variabel einstellbaren Durchflussquerschnitt auf. Der Querschnitt kann beispielsweise in Abhängigkeit unterschiedlicher Fahrsituationen, bzw. Kupplungssituationen, vergrößert oder verkleinert werden, so dass der in der Primärleitung anliegende Druck mehr oder weniger oder auch gar nicht in verzögernder Weise übertragen werden kann. Grundsätzlich können auch andere Bauteile zur Reduktion des Drucks verwendet werden, wie z. B. eine einfache Drossel. Bei Druckbeaufschlagung der Hydraulikstrecke durch die Gebereinheit wird also ein in der Primärleitung erzeugter Primärdruck durch die Blende verzögert auf einen Sekundärdruck in der Sekundärleitung übertragen, insbesondere in Bezug auf den dynamischen Druckverlauf in reduzierender bzw. zeitlich limitierender Weise. Der Sekundärdruck kann somit auf die Anforderungen der zu schaltenden Kupplungen angepasst werden. Damit der Betätigungsvorgang des Kupplungsaktivators zumindest weitgehend von den Druckverhältnissen in Primär- und Sekundärleitung unabhängig ist, ist erfindungsgemäß zwischen dem Kupplungsaktivator und dem Reduktionselement ein Energiespeicherelement vorgesehen, das die von dem Kupplungsaktivator erzeugte Druckenergie ganz oder teilweise zwischenspeichern kann. Wird also durch mehr oder weniger starkes, bzw. schnelles Betätigen des Kupplungsaktivators ein mehr oder weniger hoher Druck erzeugt, wird die dabei entstehende Druckenergie vollständig oder ab einem bestimmten Mindestdruck in das Energiespeicherelement geleitet. Sobald der Primärdruck in der Primärleitung auf eine vorbestimmte Höhe abgenommen hat, gibt das Energiespeicherelement die gespeicherte Druckenergie wieder an die Hydraulikeinrichtung ab und die Nehmereinheit wird weiter mit Druck beaufschlagt.To The present invention is used to open a clutch the clutch activator operates on the hydraulic unit acts. The clutch activator is usually a pedal. But it can Also, a hand-operated handle or lever can be used. Upon actuation of the clutch activator is thus pressure transferred to the encoder unit, which in turn gives a pressure generated in the hydraulic circuit. The hydraulic line is from the Aperture in a primary line between transmitter unit and Aperture and in a secondary line between aperture and receiver unit divided. The aperture preferably has a variably adjustable Flow area on. The cross section may, for example, depending on different driving situations, or clutch situations, increased or be reduced so that the voltage applied in the primary line pressure more or less or not at all delayed can be. Basically, others can Components are used to reduce the pressure, such. Legs simple throttle. When pressurizing the hydraulic section through the transmitter unit is thus generated in the primary line Primary pressure through the shutter is delayed to one Transfer secondary pressure in the secondary line, especially in terms of the dynamic pressure curve in reducing or temporally limiting manner. The secondary pressure can thus adapted to the requirements of the couplings to be switched. Thus, the actuation process of the clutch activator at least largely from the pressure ratios in primary and secondary line is independent, according to the invention between the clutch activator and the reduction element an energy storage element provided that the pressure energy generated by the clutch activator can cache completely or partially. Will therefore more or less strong, or fast actuation of the clutch activator produces a more or less high pressure, the resulting Pressure energy completely or above a certain minimum pressure directed into the energy storage element. Once the primary pressure in the primary line to a predetermined level has decreased, the energy storage element gives the stored Pressure energy back to the hydraulic device and the slave unit will continue to be pressurized.
Vorteilhafte weitergehende Aspekte und Details der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend erörtert.advantageous further aspects and details of the present invention discussed below.
Die Kupplungsbetätigungsvorrichtung mit einem Energiespeicherelement nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine zeitliche Verzögerung der Druckabgabe durch den Kupplungsaktivator auf die Nehmereinheit der Hydraulikeinheit. Dadurch wird z. B. bei schnellem, bzw. kräftigem Betätigen des Kupplungsaktivators ein Verhärten oder gar Blockieren des Kupplungsaktivators vermieden, da zunächst überschüssige Energie an das Energiespeicherelement abgegeben werden kann. Zudem werden unangenehme Umschaltgeräusche unterbunden. Es wird somit ein weiches Ein- und Auskuppeln der Kupplung ermöglicht, auch wenn der Kupplungsaktivator schnell betätigt wird. Für den Fahrer ergibt sich daraus ein angenehmes regelmäßiges Verhalten des Kupplungsaktivators bei dessen Betätigung. Es ergibt sich ein gleichmäßiger Kupplungspedalweg, ohne dass aufwendige Steuerungseinrichtungen in der Hydraulik, wie etwa aktiv betriebene Pumpen notwendig sind.The Clutch actuating device with an energy storage element according to the present invention allows a temporal Delay of the pressure output by the clutch activator on the receiving unit of the hydraulic unit. This z. B. at fast or vigorous actuation of the clutch activator hardening or even blocking of the coupling activator avoided, because initially excess Energy can be delivered to the energy storage element. moreover unpleasant switching noise is prevented. It will thus allows a smooth engagement and disengagement of the clutch, even if the clutch activator is pressed quickly. For the driver, this results in a pleasant regular Behavior of the clutch activator when it is actuated. The result is a uniform clutch pedal travel, without that elaborate controls in hydraulics, such as actively operated pumps are necessary.
Nach der Erfindung kann das Energiespeicherelement z. B. durch eine oder mehrere Federn, wie etwa Schraubenfedern, gebildet werden. Auch die Verwendung von Gasdruckfedern ist denkbar. Mehrere Federn können dabei parallel oder in Reihe geschaltet werden. Es können auch Federn mit unterschiedlicher Federstärke verwendet werden. Es kann eine Feder mit einem bestimmten Federkoeffizienten eingesetzt werden. Anhand des Federkoeffizienten lässt sich das Speicherverhalten einstellen. Die Federn können je nach Bauart der Kupplungsbetätigungsvorrichtung durch eine Zugkraft oder durch eine Druckkraft gespannt werden. Das Energiespeicherelement kann auch eine Hydraulikeinheit aufweisen. Die Hydraulikeinheit kann einen Kolben oder auch eine Membran aufweisen, die zur Aufnahme der Energie bewegt werden. Der Kolben oder die Membran können z. B. mittels einer Feder vorgespannt sein. Durch die Wahl der Vorspannkraft des Energiespeicherelements kann der Mindestdruck bei Betätigung des Kupplungsaktivators definiert werden, ab dem Druckenergie in das Energiespeicherelement eingeleitet wird. Die Vorspannkraft kann z. B. durch die Anzahl der Federn oder durch die Wahl der Federsteifigkeit definiert werden. Je nach Art des Kupplungsaktivators, der Hydraulikeinheit oder der zu schaltenden Kupplung wird eine geeignete Federanzahl oder Federsteifigkeit gewählt. Für Kupplungen in Personenkraftwagen, die über ein Kupplungspedal geschalten werden, kann beispielsweise eine Feder mit einer Federsteifigkeit zwischen 5 und 30 N/mm gewählt werden, vorzugsweise zwischen 9 und 18 N/mm. Vorzugsweise ist eine möglichst weiche Feder in Verbindung mit einer Vorspannung im Bereich der maximalen Kupplungsbetätigungskraft zur Erzeugung des Drucks anzustreben.According to the invention, the energy storage element z. B. by one or more springs, such as coil springs are formed. The use of gas springs is conceivable. Several springs can be connected in parallel or in series. It can also feathers with un be used different spring strength. It can be used a spring with a certain spring coefficient. Based on the spring coefficient, the storage behavior can be adjusted. Depending on the design of the clutch actuating device, the springs can be tensioned by a tensile force or by a compressive force. The energy storage element may also have a hydraulic unit. The hydraulic unit may comprise a piston or a membrane, which are moved to receive the energy. The piston or the membrane may, for. B. be biased by a spring. By selecting the biasing force of the energy storage element, the minimum pressure can be defined upon actuation of the clutch activator, is introduced from the pressure energy into the energy storage element. The biasing force may, for. B. be defined by the number of springs or by the choice of spring stiffness. Depending on the type of clutch activator, the hydraulic unit or the clutch to be switched a suitable number of springs or spring stiffness is selected. For clutches in passenger cars, which are switched via a clutch pedal, for example, a spring with a spring stiffness between 5 and 30 N / mm can be selected, preferably between 9 and 18 N / mm. Preferably, the softest possible spring in conjunction with a bias in the range of maximum clutch actuation force to generate the pressure is desirable.
Bei einer ersten Variante einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann das Energiespeicherelement zwischen dem Kupplungsaktivator und der Hydraulikeinrichtung, bzw. der Gebereinheit vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Kupplungsaktivator als Pedal ausgebildet sein und auf eine Feder wirken, die ihrerseits auf die Gebereinheit wirkt. Bei Betätigung, d. h. beim Drücken des Pedals wirkt die Druckkraft auf das Energiespeicherelement in Form der Feder und komprimiert diese, wodurch die Druckenergie zumindest zum Großteil von der Feder gespeichert wird. Die Feder gibt die Druckenergie verzögert an die Gebereinheit ab, wodurch diese mit Druck beaufschlagt wird. Dabei wirkt auf die Gebereinheit eine Kraft entsprechend der Federstärke. Von der Gebereinheit wird der Druck über das Reduktionselement an die Nehmereinheit weitergeleitet und die Kupplung betätigt.at a first variant of a clutch actuator According to the present invention, the energy storage element between the clutch activator and the hydraulic device, or be provided the encoder unit. For example, the coupling activator be designed as a pedal and act on a spring, in turn acts on the encoder unit. When operated, d. H. at the Pressing the pedal, the pressure force acts on the energy storage element in the form of the spring and compresses it, reducing the pressure energy at least for the most part is stored by the spring. The spring gives the pressure energy delayed to the encoder unit from, whereby this is pressurized. It acts on the Encoder unit a force corresponding to the spring strength. From the transmitter unit becomes the pressure via the reduction element forwarded to the receiver unit and actuates the clutch.
In der Ausgangssituation, in der die Kupplung geschlossen ist, ist die Feder vorzugsweise mit einer Vorspannkraft vorgespannt. Die Vorspannkraft der Pedalfeder ist dabei so gewählt, dass ab einer gewissen Pedalbetätigungskraft die Feder weiter gespannt wird, d. h. Energie gespeichert wird, und eine weitere Überhöhung der Pedalbetätigungskraft verhindert wird. Dadurch wird ein Verhärten des Pedals vermieden. Die in der Pedalfeder gespeicherte Energie leitet nun verzögert die Energie aus der Pedalbetätigungskraft an die Gebereinheit weiter. Die Vorspannung der Feder ist zudem vorzugsweise so gewählt, dass schließlich die gesamte Vorspannung, die während der Betätigung in die Feder eingebracht wurde, wieder abgegeben wird. Die Feder wird also ausreichend steif gewählt, bzw. vorgespannt, um die vollständige Betätigung der Kupplung bei getretenem Pedal zu gewährleisten.In the initial situation in which the clutch is closed is preferably biasing the spring with a biasing force. The Preload of the pedal spring is chosen so that from a certain pedal actuation force the spring on is tense, d. H. Energy is stored, and another elevation the pedal operation force is prevented. This will hardening of the pedal avoided. The in the pedal spring stored energy now dissipates the energy delayed the Pedalbetätigungskraft to the encoder unit on. The Bias of the spring is also preferably chosen that eventually the entire bias that during the actuation was introduced into the spring, discharged again becomes. The spring is thus chosen sufficiently rigid or biased, to complete the operation of the clutch to ensure pedaling.
In einer Ausführungsform einer solchen Kupplungsbetätigungsvorrichtung kann eine als Energiespeicherelement vorgesehene Feder derart zumindest annähernd parallel zu einer Längsrichtung des Pedals angeordnet sein, dass eine Federkraft der Feder annähernd parallel zur dieser Längsrichtung wirkt. Das Pedal ist üblicherweise ein Länglicher, schwenkbeweglicher Hebel. Die Längsrichtung erstreckt sich in seiner längsten Erstreckung. Dadurch wird eine kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Kupplungsbetätigungsvorrichtung erzielt.In an embodiment of such a clutch actuating device For example, at least one spring provided as an energy storage element can be used approximately parallel to a longitudinal direction of the Pedals arranged to approximate a spring force of the spring acts parallel to this longitudinal direction. The pedal is common an elongated, pivoting lever. The longitudinal direction extends in its longest extent. This will be a compact design of the clutch actuating device according to the invention achieved.
Bei einer zweiten Variante einer erfindungsgemäßen Kupplungsbetätigungsvorrichtung kann das Energiespeicherelement zwischen der Gebereinheit und der Blende vorgesehen sein. Hierfür kann an die Primärleitung eine Hydraulikeinheit angeschlossen werden, die vorzugsweise durch eine Feder vorgespannt ist, sodass ein Kolben der Hydraulikeinheit gegen die Kraft der Feder arbeiten muss. Sobald der Kupplungsaktivator z. B. in Form eines Pedals auf die Gebereinheit der Hydraulikeinrichtung wirkt, entsteht ein Druck in der Primärleitung. Der durch die Blende entstehende Strömungswiderstand bewahrt den höheren Druck während der Pedalbetätigung in der Primärleitung. Insbesondere bei einer schnellen Pedalbewegung steigt der primärseitige Druck entsprechend stark an. Ab einem vorbestimmten Mindestdruckwert tritt das Hydraulikmedium in die Hydraulikeinheit des Energiespeicherelements ein und der Druck in der Primärleitung kann diesen Druckwert nicht übersteigen. Der Mindestdruckwert bildet somit gleichzeitig den Maximaldruckwert in der Primärleitung. Die Druckenergie wird u. a. in der Feder des Energiespeicherelements gespeichert, die sich an den Kolben der Hydraulikeinheit anschließt. Dadurch wird eine Überhöhung des primärseitigen Drucks vermieden. Diese Limitierung des primärseitigen Maximaldrucks ermöglicht es, die für den Fahrer am Pedal spürbare Kraft ebenfalls zu limitieren. Es tritt also trotz einer mittels der Blende reduzierten Druckkraft in der Sekundärleitung, bzw. einer verlangsamten Kupplungsöffnungsgeschwindigkeit, kein Verhärten des Pedals auf. Der maximale Gegendruck, den der Fahrer spürt bzw. der im Pedal auftritt, ist begrenzt.at a second variant of an inventive Clutch actuating device may be the energy storage element be provided between the encoder unit and the aperture. Therefor can be connected to the primary line a hydraulic unit be, which is preferably biased by a spring, so a piston of the hydraulic unit work against the force of the spring got to. Once the clutch activator z. B. in the form of a pedal the encoder unit of the hydraulic device acts, creates a pressure in the primary line. The resulting from the aperture Flow resistance preserves the higher pressure during pedal operation in the primary line. Especially with a fast pedal movement increases the primary side Pressure accordingly strong. From a predetermined minimum pressure value the hydraulic medium enters the hydraulic unit of the energy storage element and the pressure in the primary line can not exceed this pressure value. The minimum pressure value thus simultaneously forms the maximum pressure value in the primary line. The pressure energy is u. a. in the Spring of the energy storage element stored, attached to the piston the hydraulic unit connects. This will cause an overshoot avoided the primary-side pressure. This limitation the primary-side maximum pressure allows the force felt by the driver on the pedal as well to limit. It thus occurs despite reduced by means of the aperture Pressing force in the secondary line, or a slowed clutch opening speed, no hardening of the pedal. The maximum back pressure, the driver feels or occurs in the pedal is limited.
Das in das Energiespeicherelement eingetretene Hydraulikmedium wird auf Grund der in der Speicherfeder vorliegenden Energie in Form von Kraft dem Hydraulikkreislauf wieder zugeführt. Somit liegt ab einem gewissen Zeitpunkt nach der Pedalbetätigung die Situation vor, dass das Energiespeicherelement wiederum entleert ist und das in der Gebereinheit verdrängte Hydraulikvolumen vollständig zum Betätigen der Nehmereinheit genutzt wurde. Vorzugsweise wird hierfür die Vorspannung der Feder so gewählt, dass der damit in der Hydraulikeinheit des Energiespeicherelements erzeugte Druck größer ist, als der für die Kupplungsbetätigung an der Nehmereinheit benötigte Druck. Somit kann ab Anliegen eines vorbestimmten Mindestprimärdrucks in der Primärleitung das Energiespeicherelement Druckenergie aufnehmen und unterhalb dieses Mindestprimärdrucks Druckenergie in die Primärleitung einspeisen.The hydraulic medium which has entered the energy storage element is fed back to the hydraulic circuit due to the energy present in the storage spring in the form of force. Thus, at some point after the Pedalbe actuation of the situation that the energy storage element is in turn emptied and the displaced in the encoder unit hydraulic volume has been fully used to operate the slave unit. Preferably, for this purpose, the bias of the spring is selected so that the pressure generated in the hydraulic unit of the energy storage element is greater than the pressure required for the clutch operation on the slave unit. Thus, from the application of a predetermined minimum primary pressure in the primary line, the energy storage element can absorb pressure energy and feed pressure energy into the primary line below this minimum primary pressure.
Nach der Erfindung ist es auch möglich bei einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung eine Kombination der beiden vorher beschriebenen Varianten eines Energiespeicherelements zu verwenden. Es ist also möglich, ein Energiespeicherelement sowohl zwischen dem Kupplungsaktivator und der Gebereinheit als auch zwischen der Gebereinheit und der Blende einzusetzen.To It is also possible with the invention in a clutch actuating device a combination of the two variants of a previously described To use energy storage element. So it's possible an energy storage element both between the clutch activator and the encoder unit as well as between the transmitter unit and the aperture use.
Wie vorher erwähnt, ist die Blende als Reduktionsmittel zur Reduzierung des Primärdrucks vorgesehen. Durch geeignete Wahl des Durchlassquerschnitts der Blende wird ein verlangsamtes Öffnen der angeschlossenen Kupplung erzielt. Dies ist vor allem bei langsamer Fahrt oder Bergauffahrt, insbesondere in niedrigem Gang vorteilhaft. In Situationen einer starken Torsion im Antriebsstrang fördert die durch die Blende hervorgerufene Verzögerung ein sanfteres Auskuppeln. Der Blendenquerschnitt kann variabel eingestellt werden, wobei vorzugsweise ein Querschnitt zwischen 0,5 und 1,2 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,8 und 1,0 mm, gewählt wird. Versuche haben z. B. gezeigt, dass bei einem Blendenquerschnitt von 0,8 mm, bzw. 1,0 mm, die Verzögerungszeit zwischen dem Erreichen des Endanschlags des Pedals und dem Erreichen der Endposition beim Öffnen der Kupplung ca. 0,33 Sekunden, bzw. 0,18 Sekunden, beträgt. Bei dem kleineren Querschnitt wird somit die Verzögerungszeit um ca. 0,15 Sekunden verlängert.As previously mentioned, the aperture is as a reducing agent for Reduction of the primary pressure provided. By suitable Selecting the passage cross-section of the aperture will slow opening achieved the connected coupling. This is especially slower Ride or uphill, especially in low gear advantageous. In situations of a strong torsion in the drivetrain promotes the Delay caused by the aperture a gentler Disengage. The aperture cross-section can be set variably, preferably a cross section between 0.5 and 1.2 mm, especially preferably between 0.8 and 1.0 mm, is selected. tries have z. B. shown that at a diaphragm cross-section of 0.8 mm, or 1.0 mm, the delay time between reaching the end stop of the pedal and the reaching of the end position when opening The clutch is about 0.33 seconds, or 0.18 seconds. With the smaller cross section, therefore, the delay time extended by about 0.15 seconds.
In diesem Querschnittsbereich der Blende ist die Funktion der Kupplungsbetätigungsvorrichtung in einem Temperaturbereich zwischen –20°C und +55°C gewährleistet. Die Verzögerungszeiten der Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach der Erfindung erhöhen sich bei tiefen Temperaturen gegenüber denjenigen bei Raumtemperatur. Ein weiterer Einfluss auf die Verzögerungszeiten kann durch die Wahl, ob Drossel oder Blende in der Entwurfsphase der hydraulischen Betätigungsstrecke gewählt werden.In This cross-sectional area of the diaphragm is the function of the clutch actuator in a temperature range between -20 ° C and + 55 ° C guaranteed. The delay times of the clutch actuator according to the invention increase at low temperatures versus those at room temperature. Another influence on the delay times can by choosing whether throttle or aperture in the design phase of the hydraulic actuation section to get voted.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach der Erfindung ist in der Hydraulikstrecke der Hydraulikeinrichtung ein Bypass mit einem Rückschlagventil vorgesehen. Der Bypass dient zur Umgehung der Blende. Das Rückschlagventil ist derart angeordnet, dass es beim Öffnen der Kupplung durch Druckbeaufschlagung an der Gebereinheit, d. h. in der Primärleitung, verschlossen ist und somit der in der Sekundärleitung erzeugte Druck durch die Blende reduziert werden kann. Beim Schließen der Kupplung, d. h. beim Entlasten des Kupplungsaktivators, wobei die Nehmereinheit, die in dem Fall als Geber funktioniert, durch die Vorspannung der Kupplung mit Druck beaufschlagt wird, wird das Rückschlagventil geöffnet und der Druck in dem Hydraulikmedium kann sich über den Bypass zurück zur Gebereinheit ausgleichen ohne die Blende zu durchlaufen.at a preferred embodiment of a clutch actuator According to the invention is in the hydraulic circuit of the hydraulic device a bypass provided with a check valve. The bypass serves to bypass the aperture. The check valve is arranged so that when opening the clutch by Pressurization on the encoder unit, d. H. in the primary line, closed is and thus the pressure generated in the secondary line can be reduced through the aperture. While closing the clutch, d. H. while relieving the coupling activator, wherein the slave unit, which functions as a donor in the case, through the Preload the clutch is pressurized, the check valve opened and the pressure in the hydraulic medium can over the Bypass back to encoder unit balance without the bezel to go through.
Weiter kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach der Erfindung zwischen der Gebereinheit und der Nehmereinheit der Hydraulikeinrichtung eine elektrisch schaltbare Umschalteinheit, z. B. in Form eines Umschaltventils vorgesehen sein. Die Umschalteinheit ist zumindest zwischen einer Sperrstellung und einer Durchlassstellung umschaltbar. Die Durchlassstellung kann als vollständig geöffnete Stellung des Ventils oder auch als Drossel mit verringertem Querschnitt oder als Blende, insbesondere als Blende mit variablem Querschnitt, realisiert sein. Die Umschalteinheit wird vorzugsweise mit der Blende parallel geschaltet, etwa mittels eines Bypasses um die Blende. Besonders bevorzugt werden in der Hydraulikstrecke die Blende, das Rückschlagventil und die Umschalteinheit zueinander parallel geschaltet. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung stellen die Bauteile Blende, Rückschlagventil und Umschalteinheit eine Baugruppe, insbesondere eine einteilige Baugruppe, dar.Further can in an advantageous embodiment of a clutch actuator according to the invention between the encoder unit and the receiver unit the hydraulic device an electrically switchable switching unit, z. B. be provided in the form of a switching valve. The switching unit is at least between a blocking position and a passage position switchable. The passage position can be considered complete open position of the valve or as throttle with reduced cross-section or as a diaphragm, in particular as a diaphragm with variable cross section, be realized. The switching unit is preferably connected in parallel with the diaphragm, for example by means of a bypass around the aperture. Particularly preferred are in the Hydraulic line the orifice, the check valve and the Switching connected to each other in parallel. In a special advantageous embodiment, the components diaphragm, check valve and switching unit an assembly, in particular a one-piece Assembly, dar.
Zur Steuerung der Umschalteinheit kann eine Steuereinheit vorgesehen sein. Die Steuereinheit kann die Stellung der Umschalteinheit z. B. in Abhängigkeit einer vorliegenden Fahrsituation, bzw. in Abhängigkeit des Betriebszustandes eines mit der Kupplung arbeitenden Antriebsstranges steuern. Liegt z. B. ein hoher Schlupf im Antriebsstrang vor, ist ein schnelles Auskuppeln erforderlich. Hierfür wird die Umschalteinrichtung in Durchlassstellung gebracht, um eine schnelle Krafteinwirkung in der Nehmereinheit zu erzielen. Bei langsamer Fahrt, in Bergauffahrt oder bei niedrigen Gängen hingegen wird die Umschalteinrichtung in die Sperrstellung gebracht, sodass ein Volumenstrom des Hydraulikmediums zum Öffnen der Kupplung nur durch die Blende möglich ist, sodass die Nehmereinheit nur langsam mit beaufschlagt und somit die Kupplung verlangsamt geöffnet wird.to Control of the switching unit can be provided a control unit be. The control unit can change the position of the switching z. B. depending on a present driving situation, or depending on the operating condition of one with the clutch control working drivetrain. Is z. B. a high slip in the drive train, a quick disengagement is required. For this purpose, the switching device in passage position brought about a rapid force in the receiving unit to achieve. When driving slowly, in uphill or at low Gears, however, the switching device is in the blocking position brought, so that a volume flow of the hydraulic medium to open the coupling is only possible through the aperture, so that the Receiver unit acted only slowly and thus the clutch slowed down.
Es ist ein Vorteil der Kupplungsbetätigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, dass der durch die Betätigung des Kupplungsaktivators erzeugte hydraulische Druck direkt auf die Nehmereinheit übertragen werden kann, d h. unmittelbar durch die Druckkraft aus der Betätigung des Kupplungsaktivators oder verzögert durch die Druckkraft aus dem Energiespeicherelement. Eine zusätzliche Aktivierung des Hydraulikmediums, z. B. mit Hilfe einer Pumpe, ist nicht erforderlich. Das Energiespeicherelement dient somit als passives Verzögerungsmittel zur Verzögerung der Druckbeaufschlagung der Nehmereinheit. Der gesamte Hydraulikkreis kann als passiver Hydraulikkreis beschrieben werden. Der Hydraulikkreis ist pumpenlos. Der Hydraulikkreis zeichnet sich durch seine Einfachheit aus. Der Hydraulikkreis hat eine Energiequelle, den Geberzylinder. Der Hydraulikkreis kommuniziert mit einem Energiespeicher. Der Hydraulikkreis hat eine Energiesenke, den Nehmerzylinder. Der Hydraulikkreis hat in Arbeitsrichtung, das ist die Druckentfaltungsrichtung zur Entkupplung der Kupplung, ein Verzögerungselement. Zwischen den Elementen des Hydraulikkreises sind keine weiteren druckbeeinflussenden Elemente vorhanden.It is an advantage of the clutch actuating device according to the present invention, that he by the operation of the clutch activator witnessed hydraulic pressure can be transmitted directly to the slave unit, d h. directly by the pressure force from the actuation of the clutch activator or delayed by the pressure force from the energy storage element. An additional activation of the hydraulic medium, z. B. by means of a pump is not required. The energy storage element thus serves as a passive delay means for delaying the pressurization of the receiving unit. The entire hydraulic circuit can be described as a passive hydraulic circuit. The hydraulic circuit is pumpless. The hydraulic circuit is characterized by its simplicity. The hydraulic circuit has an energy source, the master cylinder. The hydraulic circuit communicates with an energy store. The hydraulic circuit has an energy sink, the slave cylinder. The hydraulic circuit has in the working direction, which is the pressure unfolding direction for disengaging the clutch, a delay element. There are no further pressure-influencing elements between the elements of the hydraulic circuit.
Die vorliegende Erfindung kann auch anhand der Energien und der Kräfte charakterisiert werden. Es handelt sich um eine Kupplungsbetätigungsstrecke, die insbesondere hydraulisch zu realisieren ist. Die Kraft, die vorzugsweise von einer Person eingeleitet wird, zur Betätigung einer angeschlossenen Kupplung wird aufgeteilt bzw. zwischengespeichert. Die aus der Kraft stammende Energie wird in einem Energiespeicher gespeichert. Der Energiespeicher nimmt einen Teil der aus der Betätigungskraft eingeleiteten Energie auf; ein weiterer Teil der eingeleiteten Energie wird als Betätigungskraft für einen Nehmerzylinder genutzt. Der Energiespeicher gibt seine gespeicherte Energie ab. Der Energiespeicher liefert für eine nachträgliche Phase Energie für den Nehmerzylinder. An dem Nehmerzylinder ist die Kupplung, insbesondere eine Lamellenkupplung, angeschlossen.The The present invention can also be understood in terms of energies and forces be characterized. It is a clutch actuation path, which is particularly hydraulic to implement. The power, the is preferably initiated by a person to operate a connected clutch is split or cached. The Energy derived from the energy is stored in an energy store. The energy storage takes part of the operating force initiated energy; another part of the energy introduced is used as actuating force for a slave cylinder used. The energy store releases its stored energy. The energy storage supplies for a subsequent Phase energy for the slave cylinder. At the slave cylinder is the coupling, in particular a multi-plate clutch, connected.
In den zuvor dargelegten Ausführungen wurde überwiegend von der Verwendung einer Blende berichtet. An Stelle der Blende lässt sich auch eine Drossel verwenden. Die Blende zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine geringere Abhängigkeit von der Temperatur des Hydraulikmediums hat. Bei Verwendung einer Drossel steigt die Einflussnahme der Hydraulikmitteltemperatur.In The previously described embodiments became predominant reported on the use of an aperture. In place of the aperture can also use a throttle. The aperture draws characterized by the fact that they have a lower dependence from the temperature of the hydraulic medium. When using a Throttle increases the influence of the hydraulic fluid temperature.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen dargestellt, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. Aus den Zeichnungen offenbar werdende Merkmale der Erfindung sollen einzeln und in jeder Kombination als zur Offenbarung der Erfindung gehörend betrachtet werden. In den Zeichnungen zeigen:preferred Embodiments of the invention will be described below of the drawings, for explanation only serve and are not to be construed restrictively. From the drawings Apparent features of the invention are intended to be individual and in every respect Combination as belonging to the disclosure of the invention to be viewed as. In the drawings show:
In den Figuren werden gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen benannt. Ferner werden lediglich die für die Darstellung der Erfindung wesentlichen Bauteile erwähnt. Weitere Bauelemente eines Kupplungsschaltsystems, die Verständnis der Erfindung jedoch eine nachgeordnete Bedeutung haben, können in den gezeigten Kupplungsbetätigungsvorrichtungen enthalten sein, auch wenn sie nicht zeichnerisch dargestellt sind.In the figures are named the same components with the same reference numerals. Furthermore, only those for the representation of the invention mentioned essential components. Further components of a clutch switching system, however, the understanding of the invention is a subordinate one May have meaning in the clutch actuation devices shown be included, even if they are not shown graphically.
In
An
den Kupplungsgeberkolben
In
der schematischen Darstellung der
An
den Kolben
Bei
einem Auskuppelvorgang wird das Pedal
Hierzu
kann ein Fahrzeugsteuergerät (nicht eingezeichnet) vorgesehen
sein, das die Blendenwirkung der Blende
Auf
die Betätigung des Pedals
In
Bei
der Ausführungsform der
Beim Öffnen
der Kupplung wird je nach Fahrsituation, wie etwa Anfahrsituation,
Langsamfahrt, Bergfahrt, Beschleunigungsfahrt oder auch Schnellfahrt,
von der Steuereinheit die geeignete Stellung der Umschalteinheit
Bei
Langsamer Fahrt wird beispielsweise die Umschalteinheit
Soll
die Kupplung schnell geöffnet werden, wie etwa bei kontinuierlicher
schneller Fahrt, kann die Umschalteinheit
Beim
Herabdrücken des Pedals
Mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Energiespeicherelements
Beim
Schließen der Kupplung wird das Hydraulikmedium vom Kupplungsnehmer
Die
Ausführungsformen einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung
nach den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kupplungsgeber bzw. Gebereinheitclutch Master or encoder unit
- 1'1'
- Geberreservoirdonor reservoir
- 1''1''
- Geberkolbenmaster piston
- 22
- Kupplungsnehmer bzw. Nehmereinheitclutch slave or recipient unit
- 2'2 '
- Nehmerreservoirtakers reservoir
- 2''2 ''
- Nehmerkolbenslave piston
- 33
- Hydraulikstreckehydraulic track
- 44
- Blendecover
- 55
- Bypass, insbesondere erster BypassBypass, in particular first bypass
- 66
- Rückschlagventilcheck valve
- 77
- Federfeather
- 88th
- Pedalpedal
- 99
- Bypass, insbesondere zweiter BypassBypass, especially second bypass
- 1010
- Umschalteinheitswitching
- 1111
- Sperrstellungblocking position
- 1212
- DurchlassstellungPassage position
- 1313
- Elektromagnetelectromagnet
- 1414
- EnergiespeicherelementEnergy storage element
- 1515
- HydraulikspeichereinheitHydraulic storage unit
- 15'15 '
- Reservoirreservoir
- 15''15 ''
- Kolbenpiston
- 1616
- Federfeather
- L1L1
- PrimärteitungPrimärteitung
- L2L2
- Sekundärleitungsecondary line
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102008058674 A1 [0002] - DE 102008058674 A1 [0002]
- - DE 3628774 A1 [0003] - DE 3628774 A1 [0003]
- - JP 62270834 [0003] - JP 62270834 [0003]
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Legal Events
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|
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|
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