DE102008059787A1

DE102008059787A1 - Hydrauliksystem

Info

Publication number: DE102008059787A1
Application number: DE102008059787A
Authority: DE
Inventors: Eugen Kremer; Marco Grethel
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2009-06-25
Also published as: CN101509510A; CN101509510B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder, die durch eine hydraulische Strecke miteinander verbunden sind, in der eine Pumpe und eine Servoventileinrichtung so angeordnet sind, dass die Wirkung einer auf den Geberzylinder aufgebrachten Betätigungskraft auf den Nehmerzylinder verstärkt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in der hydraulischen Strecke eine zusätzliche Pumpenflut mit einem Eingang und einem Ausgang und eine Schaltventileinrichtung so angeordnet sind, dass die Wirkung einer auf den Geberzylinder aufgebrachten Betätigungskraft auf den Nehmerzylinder bedarfsabhängig zusätzlich verstärkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder, die durch eine hydraulische Strecke miteinander verbunden sind, in der eine Pumpe und eine Servoventileinrichtung so angeordnet sind, dass die Wirkung einer auf den Geberzylinder aufgebrachten Betätigungskraft auf den Nehmerzylinder verstärkt wird.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 041 419 A1 ist ein Hydrauliksystem bekannt, bei dem ein Ventil, das als Servoventil bezeichnet werden kann, eine erste Ventilstellung hat, in welcher der Geberzylinder und der Nehmerzylinder direkt miteinander verbunden sind, sowie eine zweite Ventilstellung hat, in welcher der Geberzylinder und der Nehmerzylinder über die Pumpe miteinander verbunden sind. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 056 442 A1 ist ein ähnliches Hydrauliksystem bekannt, bei dem in der hydraulischen Strecke zwischen Geberzylinder und Nehmerzylinder ein Notöffnungsmechanismus für eine Kupplung vorgesehen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hydrauliksystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das eine lange Lebensdauer aufweist und kostengünstig betrieben werden kann.
Die Aufgabe ist bei einem Hydrauliksystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder, die durch eine hydraulische Strecke miteinander verbunden sind, in der eine Pumpe und eine Servoventileinrichtung so angeordnet sind, dass die Wirkung einer auf den Geberzylinder aufgebrachten Betätigungskraft auf den Nehmerzylinder verstärkt wird, dadurch gelöst, dass in der hydraulischen Strecke eine zusätzliche Pumpenflut mit einem Eingang und einem Ausgang und eine Schaltventileinrichtung so angeordnet sind, dass die Wirkung einer auf den Geberzylinder aufgebrachten Betätigungskraft auf den Nehmerzylinder bedarfsabhängig zusätzlich verstärkt wird. Durch die bedarfsabhängige, insbesondere von der Pedalgeschwindigkeit abhängige, Zuschaltung der zusätzlichen Pumpenflut kann eine unerwünschte Erhitzung des Hydrauliksystems vermieden werden. Darüber hinaus kann durch die bedarfsabhängige, insbesondere von der Pedalgeschwindigkeit abhängige, Zuschaltung der zusätzlichen Pumpenflut der Energieverbrauch der Pumpe deutlich reduziert werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventileinrichtung so zwischen den Eingang und den Ausgang der zusätzlichen Pumpenflut geschaltet ist, dass der Ausgang der zusätzlichen Pumpenflut in einer ersten Schaltstellung der Schaltventileinrichtung mit dem Eingang der zusätzlichen Pumpenflut verbunden ist. In dieser Schaltstellung fördert die zusätzliche Pumpenflut im Kreis über den Geberzylinder, wobei nur wenig Energie verbraucht wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventileinrichtung so zwischen den Ausgang der zusätzlichen Pumpenflut und den Nehmerzylinder geschaltet ist, dass der Ausgang der zusätzlichen Pumpenflut in einer zweiten Schaltstellung der Schaltventileinrichtung mit dem Nehmerzylinder verbunden ist. In dieser Schaltstellung bewirkt die zusätzliche Pumpenflut eine zusätzliche Unterstützung der Betätigungskraft, insbesondere eine zusätzliche Pedalkraftunterstützung einer mit Hilfe des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems betätigten Kupplung eines Kraftfahrzeugs.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventileinrichtung über ein hydraulisches Widerstandselement angesteuert ist. Durch das hydraulische Widerstandselement wird eine Druckdifferenz in dem Volumenstrom zwischen Nehmerzylinder und Geberzylinder erzeugt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventileinrichtung einen Schaltventilkolben umfasst, der mit dem Druck vor und dem Druck nach dem hydraulischen Widerstandselement beaufschlagt ist. Die Schaltventileinrichtung ist vorzugsweise als 3/2-Wegeventil ausgeführt, dessen Schaltventilkolben über das hydraulische Widerstandselement angesteuert ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Schaltventilkolbens zusätzlich durch die Vorspannkraft einer Feder beaufschlagt ist. Durch die Feder ist der Schaltventilkolben vorzugsweise in die Schaltstellung vorgespannt, in der die zusätzliche Pumpenflut im Kreis fördert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Widerstandselement dem Geberzylinder nachgeschaltet ist. Vorzugsweise ist das hydraulische Widerstandselement direkt nach dem Geberzylinder angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Widerstandselement eine Blende umfasst. Die Blende ist vorzugsweise als Volumenstrommessblende ausgeführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Servoventileinrichtung so mit der Pumpe verschaltet ist, dass ein in einem Servoventilgehäuse hin und her bewegbarer, federvorgespannter Servoventilkolben unterschiedliche Servoventilöffnungsquerschnitte freigibt. Die Verschaltung der Servoventileinrichtung mit der Pumpe ist zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 041 419 A1 , insbesondere in den 3 und 4 sowie in der zugehörigen Figurenbeschreibung, offenbart.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydrauliksystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine erste Pumpenflut und die zusätzliche Pumpenflut umfasst, die der ersten Pumpenflut zuschaltbar ist. Alternativ können die beiden Pumpenfluten auch von zwei Pumpen bereitgestellt werden, die miteinander gekoppelt sein können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
1 einen Hydraulikschaltplan eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems mit einem Schaltventil in einer ersten Stellung und
2 den Hydraulikschaltplan aus 1 mit dem Schaltventil in einer zweiten Stellung.
In den 1 und 2 ist ein servounterstütztes Hydrauliksystem zur Kupplungsbetätigung dargestellt. Durch die Servounterstützung wird die vom Fahrer eines Kraftfahrzeugs gespürte Pedalkraft reduziert. Das Hydrauliksystem umfasst einen nur einen angedeuteten Geberzylinder 1, der über ein (nicht dargestelltes) Kupplungspedal betätigt wird. Der Geberzylinder 1 steht über eine hydraulische Strecke 4, in der eine Pumpe 5 angeordnet ist, mit einem Nehmerzylinder 2 in Verbindung, der mit einer (nicht dargestellten) Kupplungsausrückvorrichtung zusammenwirkt.
Der Geberzylinder 1 umfasst ein Gehäuse und einen in diesem axial verschiebbaren Kolben, der einen mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Druckraum begrenzt und bei Betätigung des Geberzylinders axial verschoben wird, wodurch die Hydraulikflüssigkeit mit Druck beaufschlagt wird. Die Funktion des Nehmerzylinders 2 ist im Prinzip identisch. Die Pumpe 5 dient dazu, den von dem Geberzylinder 1 über die hydraulische Strecke 4 auf den Nehmerzylinder 2 ausgeübten Druck zu erhöhen.
Die Pumpe 5 umfasst gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung zwei Pumpenfluten 11, 12, deren Eingänge an eine Verbindungsleitung 14 angeschlossen sind, die mit dem Nehmerzylinder 2 und mit dem Geberzylinder 1 in Verbindung steht. Der Ausgang der Pumpenflut 11 steht über eine Bypassleitung 15 mit der Verbindungsleitung 14 in Verbindung. Die Bypassleitung 15 mündet an einer Verzweigung 16 in die Verbindungsleitung 14. Zwischen die Verzweigung 16 und den Eingang der ersten Pumpenflut 11 ist ein Hauptventil 18 geschaltet.
Zwischen einer Leitungsverzweigung 21 und einer Leitungskreuzung 22 verläuft eine weitere Bypassleitung 23, in der ein Sicherheitsventil 24 angeordnet ist, das als Rückschlagventil ausgeführt ist. Die Leitungsverzweigung 21 ist zwischen dem Nehmerzylinder 2 und der Verzweigung 16 angeordnet. Zwischen der Verzweigung 16 und der Leitungskreuzung 22 sind, ausgehend von der Verzweigung 16, das Hauptventil 18, der Eingang der ersten Pumpenflut 11 und der Eingang der zweiten Pumpenflut 12 an die Verbindungsleitung 14 angeschlossen. Durch die weitere Bypassleitung 23 werden die Eingänge der Pumpenfluten 11, 12 und das Hauptventil 18 überbrückt. Durch eine gestricheltes Rechteck 25 ist ein ähnliches Teilsystem eingerahmt, wie es in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 041 419 A1 offenbart ist.
Die Leitungskreuzung 22 steht über eine Geberleitung 28 mit dem Geberzylinder 1 in Verbindung. In der Geberleitung 28 ist zwischen zwei Verzweigungsstellen 31, 32 eine Messblende 34 angeordnet. Von der Verzweigung 31 erstreckt sich eine Steuerleitung 35 zu einem Schaltventil 40. Von der Verzweigung 32 erstreckt sich eine weitere Steuerleitung 36 ebenfalls zu dem Schaltventil 40.
Das Schaltventil 40 umfasst ein Schaltventilgehäuse, in dem ein Schaltventilkolben 42 hin und her bewegbar aufgenommen ist. Der Schaltventilkolben 42 ist an einem Ende durch die Vorspannkraft einer Feder 44 beaufschlagt. An demselben Ende ist der Schaltventilkolben 42 über die Steuerleitung 35 mit dem Druck vor der Messblende 34 beaufschlagt. An seinem entgegengesetzten Ende ist der Schaltventilkolben 42 über die weitere Steuerleitung 36 mit dem Druck nach der Messblende 34, das heißt mit dem Druck beaufschlagt, der sich zwischen der Messblende 34 und dem Geberzylinder 1 einstellt.
An das Schaltventil 40 sind drei Anschlussleitungen 45, 46, 47 angeschlossen. Die Anschlussleitung 45 verbindet das Schaltventil 40 mit dem Ausgang der zusätzlichen Pumpenflut 12, die auch als zweite Pumpenflut bezeichnet wird. Die Anschlussleitung 46 geht über in die Verbindungsleitung 14, welche die Leitungskreuzung 22 mit dem Schaltventil 40 verbindet. Die Anschlussleitung 47 mündet an einer weiteren Verzweigung 49 in die Verbindungsleitung 14. Die Verzweigung 49 ist zwischen den beiden Verzweigungen 16 und 21 angeordnet.
In der in 1 dargestellten Schaltstellung des Schaltventils 40 wird die zweite Pumpenflut 12 über die Anschlussleitungen 45, 46 in die Verbindungsleitung 14, also zum Eingang der zweiten Pumpenflut 12, gefördert. Dadurch wird erreicht, dass die zweite Pumpenflut 12 nur wenig Energie benötigt.
In der in 2 dargestellten Schaltstellung des Schaltventils 40 wird die zweite Pumpenflut 12 über die Anschlussleitungen 45 und 47 zum Nehmerzylinder 2 gefördert und ermöglicht damit eine zusätzliche Pedalkraftunterstützung.

Das Umschalten beziehungsweise die Betätigung des Schaltventils 40 wird über die Messblende 34, die vorzugsweise als Volumenstrommessblende ausgeführt ist, und somit von der Pedalgeschwindigkeit gesteuert, mit welcher der Geberzylinder 1 tätig wird. Wenn die Pedalgeschwindigkeit und somit der Volumenstrom durch die Messblende 34 eine bestimmte Schwelle überschreitet, dann erreicht die Druckdifferenz bei der Messblende 34 eine Umschaltgrenze des Schaltventils 40. Die in 1 dargestellte Schaltstellung des Schaltventils 40 wird bei relativ niedrigen Schaltgeschwindigkeiten und die in 2 dargestellte Schaltstellung des Schaltventils 40 wird bei relativ hohen Pedalgeschwindigkeiten eingenommen. Bezugszeichenliste

1	Geberzylinder
2	Nehmerzylinder
4	hydraulische Strecke
5	Pumpe
11	Pumpenflut
12	Pumpenflut
14	Verbindungsleitung
15	Bypassleitung
16	Verzweigung
18	Hauptventil
21	Leitungsverzweigung
22	Leitungskreuzung
23	Bypassleitung
24	Sicherheitsventil
25	Rechteck
28	Geberleitung
31	Verzweigungsstellen
32	Verzweigungsstellen
34	Messblende
35	Steuerleitung
36	Steuerleitung
40	Schaltventil
42	Schaltventilkolben
44	Feder
45	Anschlussleitung
46	Anschlussleitung
47	Anschlussleitung
49	Verzweigung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005041419 A1 [0002, 0012, 0020]
- DE 102005056442 A1 [0002]

Claims

Hydrauliksystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Geberzylinder (1) und einem Nehmerzylinder (2), die durch eine hydraulische Strecke (4) miteinander verbunden sind, in der eine Pumpe (5) und eine Servoventileinrichtung (18) so angeordnet sind, dass die Wirkung einer auf den Geberzylinder (1) aufgebrachten Betätigungskraft auf den Nehmerzylinder (2) verstärkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der hydraulischen Strecke (4) eine zusätzliche Pumpenflut (12) mit einem Eingang und einem Ausgang und eine Schaltventileinrichtung (40) so angeordnet sind, dass die Wirkung einer auf den Geberzylinder (1) aufgebrachten Betätigungskraft auf den Nehmerzylinder (2) bedarfsabhängig zusätzlich verstärkt wird.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventileinrichtung (40) so zwischen den Eingang und den Ausgang der zusätzlichen Pumpenflut (12) geschaltet ist, dass der Ausgang der zusätzlichen Pumpenflut (12) in einer ersten Schaltstellung der Schaltventileinrichtung (40) mit dem Eingang der zusätzlichen Pumpenflut (12) verbunden ist.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventileinrichtung (40) so zwischen den Ausgang der zusätzlichen Pumpenflut (12) und den Nehmerzylinder (2) geschaltet ist, dass der Ausgang der zusätzlichen Pumpenflut (12) in einer zweiten Schaltstellung der Schaltventileinrichtung (40) mit dem Nehmerzylinder (2) verbunden ist.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventileinrichtung (40) über ein hydraulisches Widerstandselement (34) angesteuert ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventileinrichtung (40) einen Schaltventilkolben (42) umfasst, der mit dem Druck vor und dem Druck nach dem hydraulischen Widerstandselement (34) beaufschlagt ist.
Hydrauliksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Schaltventilkolbens (42) zusätzlich durch die Vorspannkraft einer Feder (44) beaufschlagt ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Widerstandselement (34) dem Geberzylinder (1) nachgeschaltet ist.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Widerstandselement (34) eine Blende umfasst.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Servoventileinrichtung (18) so mit der Pumpe (5) verschaltet ist, dass ein in einem Servoventilgehäuse hin und her bewegbarer, federvorgespannter Servoventilkolben unterschiedliche Servoventilöffnungsquerschnitte freigibt.
Hydrauliksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (5) eine erste Pumpenflut (11) und die zusätzliche Pumpenflut (12) umfasst, die der ersten Pumpenflut (11) zuschaltbar ist.