DE112005001358B4

DE112005001358B4 - Hydraulische Stellglieder

Info

Publication number: DE112005001358B4
Application number: DE112005001358.8T
Authority: DE
Inventors: Filipe Franco
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2015-07-02
Anticipated expiration: 2025-06-14
Also published as: WO2006000907A1; DE112005001358T5; GB0414266D0

Abstract

Hydraulischer Geberzylinder (10), der Folgendes umfasst: ein Gehäuse (11), einen in dichtem Gleitkontakt mit einer Bohrung (12) im Gehäuse befindlichen Kolben (13), um vor einer Arbeitsfläche des Kolbens eine Arbeitskammer zu definieren, eine Schubstange (14), die an einem Ende (23) mit dem Kolben und am anderen Ende (15) mit einem pedalgesteuerten Gestänge verbunden ist, und einen in die Schubstrecke zwischen dem anderen Ende der Schubstange und der Arbeitsfläche des Kolbens angeordneten elastomeren Dämpfer (26), wobei der Geberzylinder dadurch gekennzeichnet, ist dass der Dämpfer einen Körper (26) aus elastomerem Material mit einem oder mehreren Spalten oder Hohlräumen (x, 31) umfasst, die normalerweise offen sind, wenn der Kolben (13) nicht durch die Schubstange (14) betätigt wird, um zwischen dem Pedal und dem Kolben eine erste Verbindung mit geringer Steifigkeit zu schaffen, und die geschlossen sind, wenn das Pedal betätigt wird, um in der Schubstrecke vom Pedal zum Kolben eine zweite Verbindung mit größerer Steifigkeit zu schaffen und wobei sich der Körper aus elastomerem Material (26) in einer Aussparung (25) befindet, wobei der Körper einen äußeren Umfangsbereich (28) aufweist, der über ein flexibles ringförmiges Netz (30) mit dem Rest des Körpers verbunden ist, und dieser äußere Umfangsbereich an einem Boden der Aussparung (25) anliegt und durch Durchbiegung des Netzes (30) zwischen dem Kolben (13) und dem Pedal eine erste Verbindung mit geringer Steifigkeit schafft, wobei das Netz durch die Betätigung des Geberzylinders durchgebogen wird und ein mittlerer Bereich (32) im Körper des elastomeren Materials in radialer Richtung innerhalb des Umfangsbereichs am Boden der Aussparung (25) anliegen kann, um zwischen dem Kolben und dem Pedal eine feste elastomere Verbindung mit der zweiten größeren Steifigkeit zu schaffen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft hydraulische Stellglieder und insbesondere, wenngleich nicht ausschließlich, Stellglieder, die als Geberzylinder in einem hydraulischen System zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung verwendet werden.
Bei solchen Systemen besteht eines der Probleme in der Dämpfung der Schwingungen, die durch die zugehörige Kupplung und die Kraftübertragung des Fahrzeugs in der unter Druck stehenden Flüssigkeit des Systems erzeugt werden, um die Übertragung lästiger Geräusche oder physischer Schwingungen über das Kupplungspedal zu verhindern.
Zur Dämpfung solcher Schwingungen in der Flüssigkeit des Systems sind viele Lösungen vorgeschlagen worden, zum Beispiel durch die Dämpfung der Bewegung der Flüssigkeit selbst oder durch Einbauen elastomerer Komponenten in die Verbindung zwischen dam Pedal und der Flüssigkeit. Mitunter können beide Dämpfertypen in ein und derselben Anordnung verwendet werden. Die DE 195 16 391 A1 zeigt eine solche Dämpfung mittels einer elastomeren Komponente gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die beschriebene Lösung bezieht sich auf ein Dämpfungssystem bestehend aus mehreren Bauteilen und ist aufgrund der Vielzahl der Einzelteile sowohl aufwendig zu montieren als auch aufwendig zu fertigen. Weiterhin zeigt die DE 43 25 913 A1 einen mit Hohlräumen versehenen elastischen Federkörper, der für das Abfedern von Schwingungen eingesetzt werden kann. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Geberzylinder bereitzustellen, der eine verbesserte Dämpfung beinhaltet und insbesondere für den Einsatz in einem Kupplungsbetätigungssystem geeignet ist.
Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein hydraulischer Geberzylinder bereitgestellt, der Folgendes umfasst: ein Gehäuse, einen in dichtem Gleitkontakt mit einer Bohrung im Gehäuse befindlichen Kolben, um vor einer Arbeitsfläche des Kolbens eine Arbeitskammer zu definieren, eine Schubstange, die an einem Ende mit dem Kolben und am anderen Ende mit einem vom pedalgesteuerten Gestänge verbunden ist, und einen in der Schubstrecke zwischen dem anderen Ende der Schubstange und der Arbeitsfläche des Kolbens angeordneten elastomeren Dämpfer, wobei der Geberzylinder dadurch gekennzeichnet ist, dass der Dämpfer einen Körper aus elastomerem Material mit einer oder mehrerer Spalten oder Hohlräumen umfasst, die normalerweise offen sind, wenn der Kolben nicht durch die Schubstange betätigt wird, um zwischen dem Pedal und dem Kolben eine erste Verbindung mit geringer Steifigkeit bereitzustellen, und die geschlossen sind, wenn das Pedal betätigt wird, um in der Schubstrecke vom Pedal zum Kolben eine zweite Verbindung mit größerer Steifigkeit bereitzustellen.
Eine solche Anordnung ist besonders zur Verwendung als Geberzylinder in einem Kupplungsbetätigungssystem geeignet.
Der Körper aus elastomerem Material befindet sich in einer Aussparung, wobei der Körper einen äußeren Umfangsbereich aufweist, der über ein flexibles ringförmiges Netz mit dem Rest des Körpers verbunden ist, und dieser äußere Umfangsbereich an einem Boden der Aussparung anliegt und durch Durchbiegung des Netzes zwischen dem Kolben und dem Pedal eine erste Verbindung mit geringer Steifigkeit schafft, wobei das Netz durch die Betätigung des Geberzylinders durchgebogen wird und ein mittlerer Bereich im Körper des elastomeren Materials in radialer Richtung innerhalb des Umfangsbereichs am Boden der Aussparung anliegen kann, um zwischen dem Kolben und dem Pedal eine feste elastomere Verbindung mit der zweiten größeren Steifigkeit zu schaffen.
Die Aussparung kann in einem ersten Teil des Kolbens gebildet sein, der die Arbeitsfläche des Kolbens bildet, und der Körper aus elastomerem Material wird in die Aussparung zwischen einen zweiten Teil des Kolbens gepresst, der mit der Schubstange und dem ersten Teil des Kolbens verbunden ist.
Im Folgenden wird eine Ausführungsart der vorliegenden Erfindung beispielhaft unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine Außenansicht eines Geberzylinders gemäß der vorliegenden Erfindung teilweise als Querschnitt ist;
2 den im Querschnitt dargestellten Teil von 1 in Vergrößerung zeigt; und
die 3, 4 und 5 das zunehmende Zusammendrücken eines im Geberzylinder von 1 eingesetzten elastomeren Dämpfungsblocks bei Betätigung des Geberzylinders zeigen.
Aus den Figuren geht hervor, dass der Geberzylinder 10 einen Körper 11 mit einer Bohrung 12 aufweist, in welchem ein abgedichteter Kolben 13 gleitet. Der Kolben 13 wird in der Bohrung 12 durch eine Schubstange 14 mit einem Kugelgelenk 15 und einem (nicht gezeigten) zugehörigen Kupplungspedal verschoben.
Der Geberzylinder weist eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Einlassöffnung 16 und eine Auslassöffnung 17 auf, die über eine (nicht gezeigte) Leitung mit einem zugehörigen Nehmerzylinder zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung verbunden ist.
Der Kolben 13 umfasst einen ersten Teil 18, der mit einer Dichtung 19 an der Bohrung 12 anliegt (und eine Arbeitsfläche schafft, welche die in den Figuren auf der linken Seite des Kolbenteils 18 befindliche Flüssigkeit komprimiert), und einen zweiten Teil 20 mit einer kugelförmigen konkaven Aussparung 21, die auf eine kugelförmige konvexe Fläche 22 passt, die auf einem Kopfteil 23 der Schubstange 14 gebildet ist. Die kugelförmigen Flächen 21 und 22 lassen in begrenztem Umfang eine Kippbewegung der Schubstange 14 gegenüber dem Kolben 18, 20 zu. Die Schubstange 14 wird durch einen Sprengring 24 im Körper 11 gesichert.
Der Kolbenteil 18 beinhaltet eine Aussparung 25, in welcher ein elastomerer Dämpfungsblock untergebracht ist. Außerdem erstreckt sich ein Vorsprung 17 am zweiten Kolbenteil 20 so in eine Aussparung 25, dass der elastomere Körper 26 zwischen den beiden Kolbenteilen 18 und 20 eingeschlossen ist.
Der elastomere Dämpfungsblock 26 weist einen äußeren ringförmigen Umfangsbereich 28 auf, der durch ein flexibles ringförmiges Netz 30 mit dem Hauptkörperteil 29 verbunden ist und somit hinter dem äußeren Umfangsbereich 28 einen ringförmigen Hohlraum 31 definiert.
Ein zentraler Bereich 32 befindet sich in radialer Richtung innerhalb des äußeren Umfangsbereichs 28. Der elastomere Körper ist am Vorsprung 27 durch einen in radialer Richtung nach innen zeigenden Flanschteil 33 angebracht, der in eine Nut 34 im Vorsprung 27 eingreift.
2 zeigt den Geberzylinder, während er nicht betätigt wird und der Fuß des Fahrers nicht auf dem zugehörigen Kupplungspedal ruht. Dies gilt auch für 3, welche den elastomeren Block 26 und die zusammenwirkenden Teile 18 und 20 des Kolbens zur Hälfte zeigt. In dieser Phase befindet sich der zentrale Teil 32 des elastomeren Körpers in einem Abstand (siehe Spalt „x”) vom Boden der Aussparung 25. Wenn der Fahrer nun den Fuß auf dem Pedal ruhen lässt, ohne das Pedal niederdrücken zu wollen, wie das viele Fahrer tun, verbiegt sich das ringförmige Netz 30 infolge der durch das Gewicht des Fußes auf das Pedal wirkenden Kraft, und es entsteht eine erste Verbindung mit geringer Steifigkeit zwischen dem Pedal und dem Kolbenteil 18, wodurch eine gute Dämpfung der Schwingungen in der Hydraulikflüssigkeit erreicht wird.
Wenn der Fahrer nun das Kupplungspedal durchtritt, bewirkt die zusätzlich auf die Schubstange 14 wirkende Kraft, dass der zentrale Teil 32 des elastomeren Körpers am Boden der Aussparung 25 anliegt (siehe 4) und nun eine stabile Gummiverbindung mit größerer Steifigkeit zwischen dem Kolbenteil 20 und dem Kolbenteil 18 besteht. Mit zunehmendem Pedaldruck wird der ringförmige Hohlraum zusammengedrückt (siehe 5).
Somit schafft der elastomere Körper 26 einen ersten, niedrigeren Steifigkeitsgrad, wenn der Fahrer seinen Fuß einfach auf das Pedal setzt und sich das ringförmige Netz 30 verbiegt, sodass der Fuß des Fahrers gut gegen Schwingungen in der Flüssigkeit isoliert ist, und einen zweiten, größeren Steifigkeitsgrad, wenn der zentrale Teil 32 des Körpers am Boden der Aussparung 25 anliegt und der Fahrer das Pedal aktiv niederdrückt.

Claims

Hydraulischer Geberzylinder (10), der Folgendes umfasst: ein Gehäuse (11), einen in dichtem Gleitkontakt mit einer Bohrung (12) im Gehäuse befindlichen Kolben (13), um vor einer Arbeitsfläche des Kolbens eine Arbeitskammer zu definieren, eine Schubstange (14), die an einem Ende (23) mit dem Kolben und am anderen Ende (15) mit einem pedalgesteuerten Gestänge verbunden ist, und einen in die Schubstrecke zwischen dem anderen Ende der Schubstange und der Arbeitsfläche des Kolbens angeordneten elastomeren Dämpfer (26), wobei der Geberzylinder dadurch gekennzeichnet, ist dass der Dämpfer einen Körper (26) aus elastomerem Material mit einem oder mehreren Spalten oder Hohlräumen (x, 31) umfasst, die normalerweise offen sind, wenn der Kolben (13) nicht durch die Schubstange (14) betätigt wird, um zwischen dem Pedal und dem Kolben eine erste Verbindung mit geringer Steifigkeit zu schaffen, und die geschlossen sind, wenn das Pedal betätigt wird, um in der Schubstrecke vom Pedal zum Kolben eine zweite Verbindung mit größerer Steifigkeit zu schaffen und wobei sich der Körper aus elastomerem Material (26) in einer Aussparung (25) befindet, wobei der Körper einen äußeren Umfangsbereich (28) aufweist, der über ein flexibles ringförmiges Netz (30) mit dem Rest des Körpers verbunden ist, und dieser äußere Umfangsbereich an einem Boden der Aussparung (25) anliegt und durch Durchbiegung des Netzes (30) zwischen dem Kolben (13) und dem Pedal eine erste Verbindung mit geringer Steifigkeit schafft, wobei das Netz durch die Betätigung des Geberzylinders durchgebogen wird und ein mittlerer Bereich (32) im Körper des elastomeren Materials in radialer Richtung innerhalb des Umfangsbereichs am Boden der Aussparung (25) anliegen kann, um zwischen dem Kolben und dem Pedal eine feste elastomere Verbindung mit der zweiten größeren Steifigkeit zu schaffen.
Geberzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (25) in einem ersten Teil (18) des Kolbens (13) gebildet ist, der die Arbeitsfläche des Kolbens bildet, und der Körper aus elastomerem Material (26) in der Aussparung zwischen einem mit der Schubstange (14) verbundenen zweiten Teil (20) des Kolbens und dem ersten Teil (18) des Kolbens zusammengedrückt wird.