DE102014226753A1

DE102014226753A1 - Kolben-Zylinder-Anordnung für eine hydraulische Ausrückeinrichtung, insbesondere einen Geberzylinder einer Kupplungsbetätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE102014226753A1
Application number: DE102014226753.6A
Authority: DE
Inventors: Yvonne Schmidt; Julien Oster
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung für eine hydraulische Ausrückeinrichtung, insbesondere einem Geberzylinder (5) einer Kupplungsbetätigungseinrichtung (1), umfassend ein zylinderförmiges Gehäuse (6), in welchem ein Kolben (7) axial beweglich gelagert ist, wobei vor dem Kolben (7) in dessen Betätigungsrichtung ein Primärraum (8) aufgespannt ist, welcher gegen einen Sekundärraum (16) zwischen dem Gehäuse (6) und dem Kolben (7) abgedichtet ist, und ein Nachsaugventil (14), welches in Abhängigkeit eines, sich in dem Primärraum (8) einstellenden Druckes eine Verbindung zwischen dem Primärraum (8) und dem Sekundärraum (16) freigibt. Bei einer Kolben-Zylinder-Anordnung, welche unempfindlich gegenüber magnetischen Wegmesssystemen ist, ist das Nachsaugventil (14) annähernd formschlüssig in einen unmagnetischen, trichterähnlichen Dichtkörper (15) eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung für eine hydraulische Ausrückeinrichtung, insbesondere einem Geberzylinder einer Kupplungsbetätigungseinrichtung, umfassend ein zylinderförmiges Gehäuse, in welchem ein Kolben axial beweglich gelagert ist, wobei vor dem Kolben in dessen Betätigungsrichtung ein Primärraum aufgespannt ist, welcher gegen einen Sekundärraum zwischen dem Gehäuse und dem Kolben abgedichtet ist, und ein Nachsaugventil, welches in Abhängigkeit eines sich in dem Primärraum einstellenden Druckes eine Verbindung zwischen dem Primärraum und dem Sekundärraum freigibt.
Die DE 196 52 486 A1 offenbart einen Unterdruckausgleich für einen Geberzylinder eines hydraulischen Kupplungsausrücksystems. Ein solcher Geberzylinder umfasst ein Gehäuse, in dem ein Kolben axial verschiebbar geführt ist, wobei der Kolben über eine Kolbenstange mit einem insbesondere manuell zu betätigenden Pedal verbunden ist und der Kolben stirnseitig mit einem Gehäuse einen Druckraum bildet, der unmittelbar mit einem Druckanschluss und mittelbar mit einem Ansauganschluss in Verbindung steht. Der Geberzylinder umfasst eine Primärdichtung, deren radial äußere Dichtlippe in eine Umlaufnut des Gehäuses eingreift, deren Nutbreite bzw. Nuttiefe eine Wanddicke der Dichtlippe übertrifft und die Dichtlippe abhängig von einem, sich im Druckraum einstellenden Druck eine Abdichtung des Druckraumes bzw. eine Strömungsverbindung zwischen dem Nachsauganschluss und dem Druckraum ermöglicht. Die Dichtlippe wirkt dabei als Nachsaugventil.
Es sind weitere Geberzylinder bekannt, bei welchen das Nachsaugventil als Topfdichtung ausgebildet ist, welche auf einem Stahltopf aufsitzen, welcher der mechanischen Stabilisierung des Nachsaugventils dient. Da bei einem solchen Geberzylinder als Wegmesseinrichtung zur Bestimmung der Position des Kolbens ein Magnetsystem zum Einsatz kommt, wird die Funktionalität des Nachlaufventils durch dieses Magnetsystem stark beeinflusst, da das von dem Magneten aufgespannte Magnetfeld den Stahltopf anzieht. Solche Fehlfunktionen führen zu Änderungen des Öffnungsdruckes des Nachsaugventils.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Kolben-Zylinder-Anordnung für eine hydraulische Ausrückeinrichtung anzugeben, bei welcher der Durchfluss der Hydraulikflüssigkeit durch das Nachsaugventil durch den Magneten nicht beeinflusst wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Nachsaugventil annähernd formschlüssig in einen unmagnetischen, trichterähnlichen Dichtkörper eingesetzt ist. Dies hat den Vorteil, dass der Magnet der Wegmesseinrichtung keinen Einfluss auf das Nachsaugventil ausübt und die Funktion des Nachsaugventils zuverlässig gewährleistet wird. Die trichterähnliche Gestaltung des Dichtkörpers erlaubt eine gute Fokussierung der, durch das Nachsaugventil strömenden Hydraulikflüssigkeit. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine bauraumsparende Ausbildung der Kolben-Zylinder-Anordnung.
Vorteilhafterweise weist das Nachsaugventil zwei radial überstehende Lippen mit unterschiedlichen Durchmessern auf, wobei die erste Lippe mit einem größeren Durchmesser dem Kolben abgewandt auf dem Dichtkörper aufliegt und die zweite Lippe in einem Abschnitt eines Innenraumes des Dichtkörpers an diesem anliegt, dessen Innendurchmesser annähernd dem Außendurchmesser der zweiten Lippe entspricht. Eine solche Ausgestaltung ist sehr kostengünstig, da ein Stahltopf entfällt.
In einer Ausgestaltung weist der Abschnitt des Innenraumes des Dichtkörpers einen Absatz auf, auf welchem die zweite Lippe des Nachsaugventils aufsitzt. Dieser Absatz vereinfacht die durchflussorientierte Montage des Nachlaufventils in dem Dichtkörper.
In einer Variante weist der Dichtkörper an einem Boden annähernd zentrisch eine, von einem Gitter abgedeckte Hauptöffnung zur Ausbildung eines Hauptdurchströmungskanals für eine zwischen dem Primärraum und dem Sekundärraum austauschbare Hydraulikflüssigkeit auf. Das Gitter verhindert somit zuverlässig, dass das Nachsaugventil bei der Durchströmung des Nachsaugventils auf Grund des Drucks der Hydraulikflüssigkeit durch den Dichtkörper hindurchrutschen kann, so dass ein ausreichender Durchfluss immer gegeben ist. Gleichzeitig schützt das Gitter das Nachsaugventil gegen Spaltextrusion.
In einer Ausführungsform ist das Gitter integraler Bestandteil des Dichtkörpers. Bei der Montage muss nur ein einziges Bauteil in Form des Dichtkörpers verbaut werden, was die Montagezeit verkürzt. Gleichzeitig werden zusätzliche Bauteile eingespart.
In einer Weiterbildung sitzt das Nachsaugventil auf dem Boden des Dichtkörpers auf, wobei die Hauptöffnung mit einem Durchflusskanal des Nachsaugventils in Überdeckung gebracht ist. Dadurch wird eine kontinuierliche Strömung der Hydraulikflüssigkeit gewährleistet.
In einer Weiterbildung ist die annähernd zentrisch ausgebildete Hauptöffnung radial von mehreren, in einer Innenwandung des Dichtkörpers ausgebildeten Nebendurchströmungskanälen umgeben, welche in Richtung des Nachsaugventils axial beabstandet zu der Hauptöffnung positioniert sind. Diese Nebendurchströmungskanäle erlauben eine Reduktion des, durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit auftretenden Widerstandes, wodurch ein besseres Durchströmen des Dichtkörpers durch die Hydraulikflüssigkeit ermöglicht wird.
Eine baulich besonders einfache Ausgestaltung besteht darin, dass die an der Innenwandung des Dichtkörpers nach innen offen ausgebildeten Nebendurchströmungskanäle von dem Nachsaugventil begrenzt sind. Dies hat den Vorteil, dass an dem Innenraum des Dichtkörpers nur längliche Ausnehmungen erzeugt werden müssen, wobei die Nebendurchströmungskanäle erst durch den Einbau des Nachsaugventils seitlich begrenzt werden.
In einer Ausführungsform besteht der Dichtkörper aus einem Kunststoff. Durch die Verwendung des Kunststoffes wird nicht nur ein kostengünstiges Material verwendet, welches die Ausbildung der Nebendurchströmungskanäle überhaupt erst ermöglicht, sondern auch zu einer Gewichtsverringerung des Geberzylinders führt.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung eines hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems,
2: eine schematische Darstellung eines Geberzylinders des Kupplungsbetätigungssystems nach 1,
3: einen Ausschnitt aus dem Geberzylinder gemäß 2,
4: ein Ausführungsbeispiel für ein Nachsaugventil,
5: eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Dichtkörpers.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 1 ist eine Prinzipdarstellung eines hydraulischen Kupplungsbetätigungssystems 1 dargestellt. Dabei ist eine Geberseite 2 über eine Druckleitung 3 mit einer Nehmerseite 4 verbunden. Die Geberseite 2 umfasst einen Geberzylinder 5, welcher ein zylinderförmiges Gehäuse 6 aufweist, in dem ein Kolben 7 axial beweglich gelagert ist. Der Kolben 7 wird dabei von einem nicht weiter dargestellten Stellglied angetrieben, welches durch eine Steuereinrichtung oder ein Fahrpedal realisiert ist. Der Geberzylinder 5 umfasst einen Primärraum 8, in welchem eine Hydraulikflüssigkeit angeordnet ist, die durch die Druckleitung 3 zu einem Nehmerzylinder 10 auf der Nehmerseite 4 durch eine Bewegung des Kolbens 7 des Geberzylinders 5 transportiert wird. Durch die, über den Geberzylinder 5 bewegte Hydraulikflüssigkeit 9 wird ein Kolben 11 des Nehmerzylinders 10 bewegt, welcher über ein Ausrücklager 12 eine Kupplung 13 betätigt.
Ein Ausführungsbeispiel des Geberzylinders 5, wie er in 1 verwendet wird, ist in 2 gezeigt. Der Geberzylinder 5 umfasst an der, dem Primärraum 8 zugewandten Seite des Kolbens 7 ein Nachlaufventil 14, welches in einen Dichtkörper 15 eingesetzt ist. Je nachdem, welcher Druck sich in dem Primärraum 8 einstellt, öffnet oder schließt dieses Nachsaugventil 14 die Verbindung des Primärraumes 8 zum Sekundärraum 16, welcher über einen Nachlaufzugang 17 mit einem Nachlaufreservoir 18 verbunden ist.
3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Geberzylinder 5 gemäß 2, mit dem Nachsaugventil 14 und dem Dichtkörper 15. Das Nachsaugventil 14 ist dabei eine elastische Topfdichtung, welche, wie in 4 gezeigt, eine zylindrische Ausgestaltung aufweist, die mittig einen Durchflusskanal 19 aufweist, durch welchen die Verbindung zwischen Primärraum 8 und Sekundärraum 16 herstellbar ist. In seiner axialen Erstreckung weist das Nachsaugventil 14 zwei Bereiche A, B mit unterschiedlichen Außendurchmessern auf. Der Bereich A ist dem Kolben 7 abgewandt und weist den kleineren Außendurchmesser auf. An diesen Bereich A schließt sich eine erste Lippe 20 an, welche sich radial ausdehnt und einen solchen Außendurchmesser aufweist, dass die erste Lippe 20 den Dichtkörper 15 abschließt, indem diese auf dem Dichtkörper 15 aufliegt.
Dem Dichtkörper 15 zugewandt ist an dem Nachlaufventil 14 eine zweite, radial sich erstreckende Lippe 21 ausgebildet, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der ersten Lippe 20. An die zweite Lippe 21 schließt sich ein zweiter Abschnitt B des Nachsaugventiles 14 an, welcher nach dem Einsatz des Nachsaugventiles 14 in den Dichtkörper 15 auf einem Boden 22 des Dichtkörpers 15 aufsitzt.
Wie aus 3 ersichtlich, weist ein Innenraum 23 des Dichtkörpers 15 einer Stufe 24 auf, welche Abschnitte 27, 28 unterschiedlicher Innendurchmesser begrenzt. Der Bereich B des Nachsaugventiles 14 liegt auf dem Boden 22 des Dichtkörpers 15 auf, welcher den geringsten Durchmesser aufweist. Dieser Boden 22 weist eine zentrisch angeordnete Hauptöffnung 25 auf. Die Hauptöffnung 25 ist in Überdeckung mit dem Durchlasskanal 19 des Bereiches B des Nachsaugventiles 14 gebracht. Diese Hauptöffnung 25 ist mit einem Gitter 26 versehen, um zu verhindern, dass das Nachsaugventil 14 durch die Strömung der Hydraulikflüssigkeit 9 in den Dichtkörper 15 hineingezogen wird. An den Boden 21 schließt sich der erste Abschnitt 27 des Innenraumes 23 des Dichtkörpers 15 mit einem Innendurchmesser an, der stufenförmig in den zweiten Abschnitt 28 mit einem zweiten Innendurchmesser übergeht, wobei der zweite Innendurchmesser größer ist als der erste Innendurchmesser. Auf der, die beiden Abschnitte 27, 28 trennenden Stufe 24 liegt die zweite Lippe 21 des Nachlaufventiles 14 auf. Axial verläuft des Nachlaufventil 14 im Abschnitt 27 beabstandet zu dem Dichtkörper 15, in welchem nach innen offene Nebendurchströmungskanäle 29 radial zur Hauptöffnung 24 ausgebildet sind. Diese Nebendurchströmungskanäle 29 durchlaufen diesen gesamten Abschnitt 27 des Dichtkörpers 15 und enden jeweils in einem Aufnahmeelement 30, welches im Bereich der Stufe 24 des Dichtkörpers 15 ausgebildet ist.
Eine Draufsicht auf einen solchen Innenraum 23 des Dichtkörpers ist in 5 näher dargestellt. Der Dichtkörper 15 besteht aus einem Kunststoff und ist somit unempfindlich gegenüber einem als Wegmesseinrichtung genutzten Magnetsystem, weshalb die Funktionsweise des Nachsaugventils 14 von einem solchen Magnetsystem unbeeinflusst bleibt.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsbetätigungssystem
2: Geberseite
3: Druckleitung
4: Nehmerseite
5: Geberzylinder
6: Gehäuse
7: Kolben
8: Primärraum
9: Hydraulikflüssigkeit
10: Nehmerzylinder
11: Kolben
12: Ausrücklager
13: Kupplung
14: Nachlaufventil
15: Dichtkörper
16: Sekundärraum
17: Nachlaufzugang
18: Nachlaufreservoir
19: Durchlasskanal
20: Erste Lippe
21: Zweite Lippe
22: Boden des Dichtkörpers
23: Innenraum
24: Stufe
25: Hauptöffnung
26: Gitter
27: Abschnitt
28: Abschnitt
29: Nebendurchströmungsöffnung
30: Aufnahmeelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19652486 A1 [0002]

Claims

Kolben-Zylinder-Anordnung für eine hydraulische Ausrückeinrichtung, insbe sondere einem Geberzylinder (5) einer Kupplungsbetätigungseinrichtung (1), umfassend ein zylinderförmiges Gehäuse (6), in welchem ein Kolben (7) axial beweglich gelagert ist, wobei vor dem Kolben (7) in dessen Betätigungsrichtung ein Primärraum (8) aufgespannt ist, welcher gegen einen Sekundärraum (16) zwischen dem Gehäuse (6) und dem Kolben (7) abgedichtet ist, und ein Nach saugventil (14), welches in Abhängigkeit eines, sich in dem Primärraum (8) ein stellenden Druckes eine Verbindung zwischen dem Primärraum (8) und dem Sekundärraum (16) freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachsaug ventil (14) annähernd formschlüssig in einen unmagnetischen, trichterähnlichen Dichtkörper (15) eingesetzt ist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachsaugventil (14) zwei radial überstehende Lippen (20, 21) mit unter schiedlichem Durchmesser aufweist, wobei die erste Lippe (20) mit einem grö ßeren Durchmesser dem Kolben (7) abgewandt auf dem Dichtkörper (15) auf liegt und die zweite Lippe (21) in einem Abschnitt eines Innenraumes (23) des Dichtkörpers (15) an diesem anliegt, dessen Innendurchmesser annähernd dem Außendurchmesser der zweiten Lippe (21) entspricht.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass der Abschnitt des Innenraumes (23) des Dichtkörpers (15) eine Stufe (24) aufweist, auf welchem die zweite Lippe (21) des Nachsaugventils (14) auf sitzt.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Dichtkörper (15) in einem Boden (22) annähernd zentrisch eine, von einem Gitter (26) abgedeckte Hauptöffnung (25) zur Ausbildung eines Hauptdurchströmungskanals für eine zwischen dem Primär- (8) und dem Se kundärraum (16) austauschbare Hydraulikflüssigkeit (9) aufweist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (26) integraler Bestandteil des Dichtkörpers (15) ist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachsaugventil (14) auf dem Boden (22) des Dichtkörpers (15) aufsitzt, wobei die Hauptöffnung (25) mit ei nem Durchflusskanal (19) des Nachsaugventils (14) in Überdeckung gebracht ist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die annähernd zentrisch ausgebilde te Hauptöffnung (25) radial von mehreren, in einer Innenwandung des Dicht körpers (15) ausgebildeten Nebendurchströmungskanälen (29) umgeben ist.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Innenwandung des Dichtkörpers (15) nach innen offen ausgebildeten Nebendurchströmungskanäle (29) von dem Nachsaugventil (14) begrenzt sind.
Kolben-Zylinder-Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (15) aus einem Kunststoff besteht.