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Die
Erfindung betrifft ein Befüllventil
für einen Nehmerzylinder
mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
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Ein
derartiges Befüllventil
ist aus der Patentanmeldung
DE 195 42 766 A1 bekannt.
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Das
dort beschriebene Befüllventil
dient zur Befüllung
eines Arbeitszylinders mit zwei Hydraulikkammern und einer Messkammer
und eines Nehmerzylinders. Die Befüllung des Arbeitszylinders
und des Nehmerzylinders erfolgt hier über die mit dem Nehmerzylinder
hydraulisch verbundene Sekundärkammer
und die Messkammer. Die mit dem Wegeventil hydraulisch verbundene
Primärkammer
wird nicht befüllt.
Somit sind für
den Befüllvorgang
zwei gesonderte Anschlüsse
für die
Sekundär-
und Messkammer erforderlich.
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Aufgabe
der Erfindung ist es nun ein Befüllventil
für einen
Nehmerzylinder zu liefern, wobei die bereits vorhandenen hydraulischen
Arbeitsleitungen verwendet werden sollen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Befüllventil
mit den Merkmalen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der
Gleitkolben ist zur Aufnahme des Rückschlagventils vorzugsweise
hülsenförmig ausgebildet und
das Rückschlagventil
im wesentlichen zylinderförmig.
Der Gleitkolben ist auf der Seite der befüllungsseitigen Ventilkammer
verschlossen und weist an seinem steuerungsseitigen Ende eine umlaufende Anlagefläche für eine mit
dieser korrespondierenden und am Rückschlagventil ausgebildeten
Anschlagfläche
auf. Die Drosseleinrichtung ist auf einfache Weise durch die Ausbildung
eines radialen und axialen Spiels zwischen dem Rückschlagventil und dem Gleitkolben
gebildet. Das Rückschlagventil
ist in Richtung auf die befüllungsseitige
Ventilkammer federkraftbeaufschlagt angeordnet. In der steuerungsseitigen
Endstellung des Gleitkolbens ist das Rückschlagventil über ein
im Gleitkolben an dessen befüllungsseitigen
Ende angeordnete radialgerichtete Bohrung und eine in der Gehäuseinnenwandung
angeordnete umlaufende Nut mit der befüllungsseitigen Ventilkammer
verbunden.
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Der
Gleitkolben kann an seinem Umfang zur Abdichtung gegenüber dem
Gehäuse
des Befüllventils
umlaufende Dichtelemente tragen.
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Die
Fixierung des Gleitkolbens in seiner steuerungsseitigen Endstellung
für eine
erste Befüllung
kann auf einfache Weise durch die Anordnung eines Sprengringes erfolgen,
der nach dem Befüllvorgang
an einem Anschlag auf der Befüllungsseite der
befüllungsseitigen
Ventilkammer in Ruhestellung fixiert ist.
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Das
Rückschlagventil
kann eine axial durchgehende, abgesetzte Bohrung, die ihren kleineren Durchmesser
befüllungsseitig
hat, mit einer an dem gebildeten Absatz federkraftbeaufschlagten
Dichtkugel aufweisen, wobei die eingesetzte beaufschlagende Druckfeder
ihr andernendiges Widerlager an der Rückseite der Anschlagfläche des
Gleitkolbens in Verbindung mit einem Sprengring hat. Das Rückschlagventil
kann weiterhin befüllungsseitig
im Bereich der im Gleitkolben angeordneten radialen Bohrung eine
im wesentlichen konische Gestalt mit einer radialgerichteten Öffnung aufweisen,
um bei der Befüllung
einen Durchgang zur befüllungsseitigen
Ventilkammer zu schaffen.
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Um
die Versorgung des Nehmerzylinders auch bei Hydraulikflüssigkeitsverlusten
sicherzustellen, kann das Befüllventil
so gestaltet sein, dass in der befüllungsseitigen Endstellung
des Gleitkolbens eine die steuerungsseitige Ventilkammer mit einem Nachfüllbehälter verbindende Öffnung freigegeben ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In
der zugehörigen
Zeichnung zeigen:
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1: eine Vorrichtung zur
Betätigung
einer Reibungskupplung mit dem erfindungsgemässen Befüllventil, schematisch, und
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2: das Befüllventil
im Längsschnitt.
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung
umfasst eine Reibungskupplung 17, die einen Verbrennungskraftmotor
eines Kraftfahrzeuges mit einem nicht dargestellten Getriebe verbindet.
Die Reibungskupplung 17 ist von einem Betätigungsmechanismus 18 ein-
und ausrückbar.
Dieser wiederum wird über ein
Stellelement 16, das in einem Nehmerzylinder 19 gleitet,
betätigt.
Der Nehmerzylinder ist über
eine Steuerleitung 5a und 5 und ein Wegeventil 20 mit
einer hydraulischen Steuereinrichtung 6 verbindbar. Diese
weist eine über
einen Motor 21 antreibbare Druckmittelpumpe 22 auf,
die mit einem Nachfüllbehälter 23 in
Verbindung steht und über
das Wegeventil 20 den Nehmerzylinder 19 beaufschlagt.
Zwischen der Druckmittelpumpe 22 und dem Wegeventil 20 sind
im Druckmittelkreislauf ausserdem ein Rückschlagventil 24 sowie
ein Druckspeicher 26 vorgesehen.
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Zur
Regelung des Reibungseingriffs der Reibungskupplung 17 ist
eine elektronische Steuereinrichtung 27 vorgesehen, die
in Abhängigkeit
sensierter bzw. vorgegebener Grössen
eine Stellgrösse
zur Kupplungsbetätigung
an das Wegeventil 20 abgibt. Die sensierten Grössen sind
unter anderem die Motordrehzahl, die Drosselklappeneinstellung und
der Kupplungsbetätigungsweg
bzw. der Kupplungseingriffszustand. Für die Ermittlung des Kupplungsbetätigungsweges
ist in der Steuerleitung 5-5a des Nehmerzylinders 19 ein
als Wegsensor ausgebildeter hydraulischer Arbeitszylinder 2a angeordnet.
Dieser weist zwei durch einen Kolben getrennte Hydraulikkammern 3a und 4a auf,
von denen die Hydraulikkammer 3a über die Steuerleitung 5 und
das Wegeventil 20 mit der hydraulischen Steuereinrichtung 6 und
die Hydraulikkammer 4a über
die Steuerleitung 5a mit dem Nehmerzylinder verbunden sind,
wobei die Steuerleitung 5a einer hydraulischen Stange entspricht,
die das Fluidvolumen zwischen dem Nehmerzylinder 19 und
dem Arbeitszylinder 2a verschiebt. Der Kolben 12a des
Arbeitszylinders 2a ist so gestaltet und angeordnet, dass
die Hydraulikkammer 4a über
die Hydraulikkammer 3a befüllbar und im Zusammenwirken
mit dem Kolben 12a hydraulisch beaufschlagbar ist.
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Zwischen
dem Wegeventil 20 und dem Ausgleichsbehälter 31, an den eine
Befülleinrichtung 8 anschliessbar
ist, ist ein erfindungsgemässes
Befüllventil 50 angeordnet,
das zusätzlich
mit dem in der Steuereinrichtung 6 angeordneten Nachfüllbehälter 23 über die
Leitung 35 verbunden ist. Zwischen dem Wegeventil 20 und
dem Befüllventil 50 ist
die Leitung 30 angeordnet, in der bei nicht betätigter Reibungskupplung 17 der
gleiche hydraulische Druck wie in der Steuerleitung 5 gegeben
ist. Im Anschluss an den Befüllvorgang
und eine erste Betätigung
der Reibungskupplung 17 wird dadurch der Gleitkolben 53 in die
befüllungsseitige
Endstellung verschoben.
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Das
Befüllventil 50 ist
in 2 dargestellt und
weist eine befüllungsseitige
Ventilkammer 51 und eine steuerungsseitige Ventilkammer 52 auf,
die durch einen Gleitkolben 53 getrennt sind. Die befüllungsseitige
Ventilkammer 51 ist mit dem Ausgleichsbehälter 31 hydraulisch
verbunden. Die steuerungsseitige Ventilkammer 52 ist über die
Leitung 30 und das Wegeventil 20, und über die
Steuerleitung 5 mit dem hydraulischen Arbeitszylinder 2a verbunden.
In der befüllungsseitigen
Endstellung des Gleitkolbens 53 – in der Darstellung gemäss 2 rechts im Gehäuse des
Befüllventils 50 – ist die steuerungsseitige Ventilkammer 52 zusätzlich über die
Leitung 35 mit dem Nachfüllbehälter 23 verbunden.
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Der
Gleitkolben 53 ist hülsenförmig ausgebildet,
befüllungsseitig
verschlossen, am befüllungsseitigen
Ende mit einer radialgerichteten Bohrung 54 versehen, weist
an seinem steuerungsseitigen Ende eine umlaufende Anlagefläche 55 auf
und ist für
eine erste Befüllung
mit einem Sprengring 56 in seiner steuerungsseitigen Endstellung
(Anschlag links) fixiert. Gegenüber
dem Gehäuse
ist der Gleitkolben 53 durch Dichtringe 57 abgedichtet.
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Im
Innern des Gleitkolbens 53 ist ein zylinderförmiges Rückschlagventil 58 angeordnet,
das den Durchgang in Richtung auf die befüllungsseitige Ventilkammer 51 sperrt.
Es weist steuerungsseitig eine mit der Anlagefläche 55 korrespondierende
Anschlagfläche 59 auf
und ist mit radialem und axialem Spiel im Gleitkolben 53 angeordnet.
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Das
Rückschlagventil 58 ist
in der steuerungsseitigen Endstellung des Gleitkolbens 53 über die
Bohrung 54 und eine in der Gehäuseinnenwandung angeordnete
umlaufende Nut 60 mit der befüllungsseitigen Ventilkammer 51 verbunden.
In seinem Innern weist es eine axial durchgehende, abgesetzte Bohrung 61 auf,
deren Abschnitt 61a mit dem kleineren Durchmesser befüllungsseitig
ausgebildet ist. An der durch den Absatz gebildeten Schulter 62 liegt eine
Dichtkugel 63 an, die durch eine Druckfeder 64 beaufschlagt
ist. Diese Druckfeder ist an einem an der Rückseite der Anschlagfläche 59 fixierten
Sprengring 65 abgestützt.
Befüllungsseitig
hat das Rückschlagventil 58 eine
im wesentlichen konische Gestalt und ist mit einer radialgerichteten Öffnung 66 versehen.
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Am
Gehäuse
des Befüllventils 50 ist
eine weitere Öffnung 67 für die Verbindung
des Befüllventils 50 mit
der zum Nachfüllbehälter 23 führenden
Leitung 35 angeordnet, die in der befüllungsseitigen Endstellung
des Gleitkolbens 53 in die steuerungsseitige Ventilkammer 52 mündet.
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Für eine erste
Befüllung
des Nehmerzylinders 19 befindet sich der Gleitkolben 53 des
Befüllventils 50 in
seiner steuerungsseitigen Endstellung und wird von dem Sprengring 56 in
dieser Stellung fixiert. An den Ausgleichsbehälter 31 wird die Befülleinrichtung 8 angeschlossen
und anschliessend Luft aus dem Nehmerzylinder 19 und dem
hydraulischen Arbeitszylinder 2a sowie aus dem Befüllventil 50 durch
den im Gleitkolben 53 zwischen diesem und dem Rückschlagventil 58 gebildeten
Drosselspalt D abgesaugt, wobei das Rückschlagventil 58 befüllungsseitig
am Gleitkolben 53 anliegt. Anschliessend werden die unter
Vakuum stehenden Bauteile mit einem Druck von etwa 3 bar mit Hydraulikflüssigkeit befüllt. Bei
diesem Befüllvorgang
strömt
Hydraulikflüssigkeit über die
Nut 60, die Bohrung 54, die Öffnung 66 und die
von der Schulter 62 weggedrückte Dichtkugel 63 durch
das Rückschlagventil 58,
das nun mit der Anschlagfläche 59 an
der Anlagefläche 55 dicht
anliegt, bis in den Nehmerzylinder 19.
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Bei
dem Lösen
der Kupplung im Anschluss an eine erste Kupplungsbetätigung wird
der Gleitkolben 53 über
das Wegeventil 20 druckbeaufschlagt. Dabei wird die Anlagekraft
des Sprengringes 56 überwunden,
und der Gleitkolben 53 wird in seine befüllungsseitige
Endstellung gedrückt.
In dieser Endstellung ist die Bohrung 54 ausser Eingriff
mit der Nut 60, so dass die Verbindung zum Ausgleichsbehälter 31 unterbrochen
ist. In der steuerungsseitigen Ventilkammer 52 ist in dieser
Gleitkolbenstellung eine Verbindung zum Nachfüllbehälter 23 durch die
freigegebene Öffnung 67 hergestellt,
und Hydraulikflüssigkeitsverluste
können
ausgeglichen werden. Der Sprengring 56 verbleibt dauerhaft
am befüllungsseitigen
Ende in der befüllungsseitigen
Ventilkammer 51.
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Im
Servicefall kann der Ausgleichsbehälter 31 zum Zwecke
einer Entlüftung
und Befüllung
an die Befülleinrichtung 8 angeschlossen
und unter Druck gesetzt werden. Dabei wird der Gleitkolben 53 in
seine steuerungsseitige Endstellung gedrückt, so dass die Verbindung
zum hydraulischer Arbeitszylinder 2a und zum Nehmerzylinder 19 hergestellt
ist. Die im System befindliche Luft wird durch die Hydraulikflüssigkeit
herausgedrückt.
Wird die Kupplung nach der Entlüftung
wieder betätigt
und anschliessend gelöst, so
wird der Gleitkolben 53 wieder in seine befüllungsseitige
Endstellung geschoben.
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- 2a
- hydraulischer
Arbeitszylinder
- 3a
- Hydraulikkammer
- 4a
- Hydraulikkammer
- 5
- Steuerleitung
- 5a
- Steuerleitung
- 6
- Steuereinrichtung
- 8
- Befülleinrichtung
- 12a
- Kolben
- 16
- Stellelement
- 17
- Reibungskupplung
- 18
- Betätigungsmechanismus
- 19
- Nehmerzylinder
- 20
- Wegeventil
- 21
- Motor
- 22
- Druckmittelpumpe
- 23
- Nachfüllbehälter
- 24
- Rückschlagventil
- 25
- Druckspeicher
- 27
- Steuereinrichtung
- 30
- Leitung
- 31
- Ausgleichsbehälter
- 35
- Leitung
- 50
- Befüllventil
- 51
- befüllungsseitige
Ventilkammer
- 52
- steuerungsseitige
Ventilkammer
- 53
- Gleitkolben
- 54
- Bohrung
- 55
- Anlagefläche
- 56
- Sprengring
- 57
- Dichtring
- 58
- Rückschlagventil
- 59
- Anschlagfläche
- 60
- Nut
- 61
- abgesetzte
Bohrung
- 61a
- abgesetzte
Bohrung
- 62
- Schulter
- 63
- Dichtkugel
- 64
- Druckfeder
- 65
- Sprengring
- 66
- Öffnung
- 67
- Öffnung
- D
- Drosselspalt