DE4304248A1 - Hydraulische Betätigungseinrichtung für eine Trennkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Be­ tätigungseinrichtung für eine Trennkupplung im Antriebs­ strang eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei extremer Fahrweise können ungewöhnlich hohe Ge­ schwindigkeiten für das Einkuppeln auftreten. Dadurch wird der gesamte Antriebsstrang bei bestimmten Be­ triebszuständen mit einem sehr hohen Drehmoment belastet. Alle Teile des Antriebsstranges müssen in ihren Festig­ keiten auf diese selten auftretenden Belastungen ausge­ legt werden.

Die DE-OS 37 36 584 zeigt eine Lösung, bei der die Ein­ kuppelgeschwindigkeit begrenzt werden kann. In der Hydraulikleitung ist bei dieser bekannten Lösung ein Drosselventil eingesetzt. In einer bevorzugten Aus­ führungsform wird hierfür ein Ventilkörper verwendet, in dem ein Verschlußkolben den Durchfluß der Hydraulik­ flüssigkeit mehr oder weniger hemmt. Der Verschlußkolben wird dabei von dem Flüssigkeitsdruck beaufschlagt.

Ausgehend von dieser bekannten Lösung ist es Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Ventil in die Hydraulikleitung einzusetzen, das bei hohen Einkupplungsgeschwindigkeiten die Rückflußgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit ver­ ringert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung weist also die Hydraulikleitung einen Abschnitt mit verjüngtem Durchflußquerschnitt auf. Nach den bekannten physikalischen Gesetzmäßigkeiten erhöht sich die Geschwindigkeit einer strömenden Flüssigkeit in einem solchen verjüngten Abschnitt. Mit der höheren Ge­ schwindigkeit fällt aber andererseits der Druck in der Flüssigkeit.

Diesen Umstand macht sich die Erfindung zunutze. Auf einen doppelseitig wirkenden Verschlußkolben wirkt auf der einen Seite des Kolbens der verminderte Druck, während der andere Abschnitt mit dem normalen Druck des unverjüngten Durchflußkanals beaufschlagt wird. Durch die Differenzdrücke wird der Kolben so in die Hydraulik­ leitung hineinbewegt und verkleinert stetig den Durch­ flußquerschnitt der Hydraulikflüssigkeit. Durch das da­ durch erzielte Verlangsamen der Durchflußgeschwindigkeit wird als Folge die Einrückgeschwindigkeit der Kupplung verringert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verschluß­ kolben im Bereich der Verjüngung des Durchflußquer­ schnittes angeordnet. Er läßt sich senkrecht zur Fließ­ richtung verlagern. Die eine Kolbenseite zeigt dabei in die Verjüngung und wird daher von dem dort herrschenden Druck beaufschlagt. Die andere Kolbenseite steht mit dem übrigen, nicht verjüngten Querschnitt der Durchlfuß­ leitung über eine Verbindungsbohrung in Kontakt. Auf diese Weise wird diese Seite des Verschlußkolbens mit dem dort herrschenden Druck beaufschlagt.

Um stabile Verhältnisse zu bekommen, ist in einer wei­ teren zweckmäßigen Ausführungsform eine Feder vorgesehen, die den Kolben in einer Ausgangslage hält. Die Ausgangs­ lage ist dabei die gegenüber dem Durchflußquerschnitt der verjüngten Stelle zurückgezogenen Stellung. Erst bei steigender Druckdifferenz wird der Verschlußkolben gegen die Kraft der Druckfeder in den verjüngten Durchflußquer­ schnitt hinein verlagert. Über die Federkonstante und die Auslegung der Feder läßt sich die Ansprechkraft ent­ sprechend der gewünschten maximalen Ein­ rückgeschwindigkeit der Kupplung einstellen.

In der Regel wird man den Rückfluß der Hydraulikflüssig­ keit nicht vollständig durch den Verschlußkolben unter­ binden wollen. Eine zweckmäßige Ausführung der Erfindung sieht daher vor, daß auch bei geschlossenem Verschluß­ kolben stets ein Restspalt für das Durchfließen der Hydraulikflüssigkeit offen bleibt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels mit der dazugehörigen Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer hydrauli­ schen Kupplungsbetätigung und

Fig. 2 die in Fig. 1 mit A bezeichnete Einzelheit in vergrößertem Maßstab und im Schnitt.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 in schematischer Weise die hydraulische Betätigungseinrichtung für eine Trenn­ kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Die Trennkupplung selbst ist nicht dargestellt, jedoch führt zu deren Ausrückmechanismus die Kolbenstange 1a eines Nehmerzylinders 1. Die Kolbenstange 1a führt innerhalb des Nehmerzylinders 1 zu einem verschiebbaren Kolben 2. Fährt der Kolben 2 bzw. die Kolbenstange 1a in der Zeichnungsebene nach links, so wird die Kupplung ge­ öffnet, das heißt die Antriebseinheit wird vom nach­ folgenden Schaltgetriebe getrennt.

Neben dem Nehmerzylinder 1 zeigt die Darstellung einen Geberzylinder 3 mit einer Kolbenstange 3a, die mit einem Kupplungspedal 4 verbunden ist. An ihrem anderen Ende weist die Kolbenstange 3a einen in dem Geberzylinder 3 verschiebbaren Kolben 5 auf. Durch Niederdrücken des Kupplungspedals 4 bewegt sich der Kolben 5 mit der Kol­ benstange 3a in der Zeichnungsebene ebenfalls nach links.

Der Geberzylinder 3 ist mit dem Nehmerzylinder 1 über eine Hydraulikleitung 6 verbunden. Dabei enthält die Hydraulikleitung 6 ein Ventil 7, das in Fig. 1 nur schematisch angedeutet ist. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß das Ventil 7 sowohl im Neh­ merzylinder 1 als auch im Geberzylinder 3 integriert sein könnte.

Die Fig. 2 zeigt diese mit dem Kreis A gekennzeichnete Ventileinheit 7 genauer. Es ist die Hydraulikleitung 6 erkennbar, die diesem Fall Teil der Ventileinheit 7 ist. Die Hydraulikleitung 6 weist einen Durchflußkanal 8 auf mit einer Einschnürung an einer Stelle 8a. An dieser ein­ geschnürten Stelle 8a sitzt ein Verschlußkolben 9, der senkrecht zur Flußrichtung der Hydraulikflüssigkeit in den verjüngten Durchflußkanal hineinbewegbar ist. Die Flußrichtung ist in Fig. 2 durch den Pfeil 10 darge­ stellt und zwar die Richtung beim Loslassen des Kupp­ lungspedals und damit Schließen der Trennkupplung.

Der Verschlußkolben 9 besteht aus einem Zylinder 9a, der innerhalb eines im Durchmesser verkleinerten Abschnitt 6a einer Bohrung 6 der Hydraulikleitung geführt ist. An seinem dem Durchflußkanal 8 abgewandten Seite geht der Zylinder 9a des Verschlußkolbens 9 in einen Ringbund 9b über. Dieser Ringbund 9b läßt sich innerhalb eines er­ weiterten Bohrungsabschnitts 6b der Verbindungsbohrung 6 bewegen. Der Bohrungsabschnitt 6b mündet nach außen, und ist über eine Verschlußschraube 11 verschlossen. Auf dem Boden der Verschlußschraube 11 drückt ein nippelförmiger Fortsatz 9c des Verschlußkolbens 9. Die Kraft hierzu bringt eine Druckfeder 12 auf, die zwischen dem Ringbund 9b und der Radialwand zwischen dem Stufensprung des Boh­ rungsabschnitts 6a und 6b eingespannt ist.

Durch den Fortsatz 9c bleibt zwischen dem Boden 11a der Verschlußschraube und dem Ringbund 9b ein Zwischenraum. In diesen Zwischenraum mündet eine Verbindungsbohrung 13, die ihrerseits zu einem Abschnitt 14 des Durchflußkanals führt, der jenseits der verjüngten Stelle 8a liegt und zwar in Bezug auf den die Flußrichtung vom Geberzylinder zum Nehmerzylinder angebenden Pfeiles 10 flußaufwärts.

Schließlich weist der Ringbund 9b eine Durchgangsbohrung 9d auf, die es der Hydraulikflüssigkeit erlaubt, aus dem Zwischenraum, in dem die Feder 12 angeordnet ist, nach unten abzufließen. In den Zwischenraum gelangt die Hydraulikflüssigkeit beispielsweise über den sich immer ausbildenden Ringspalt zwischen dem Zylinder 9a und der Innenwand des Bohrungsabschnitts 6a.

In Fig. 2 ist die Lage des Verschlußkolbens 9 gezeigt, die bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten der Hydraulik­ flüssigkeit vom Nehmerzylinder 1 zum Geberzylinder 3 (Fig. 1) gegeben ist. Die Flußgeschwindigkeit ist inner­ halb des verjüngten Bereichs 8a aufgrund der Einschnürung höher als in dem übrigen Durchflußkanal 8. Nach den phy­ sikalischen Gesetzmäßigkeiten herrscht demnach auch in dem verjüngten Abschnitt 8a ein geringer Druck als bei­ spielsweise an der Stelle 14 des Durchflußkanals 8. Der Druck an der Stelle 14 wirkt über die Verbindungsbohrung 13 auf die Unterseite des Ringbunds 9b des Verschluß­ kolbens 9, während der Druck in dem verjüngten Abschnitt 8a die Stirnseite des Zylinders 9a beaufschlagt. Der Kol­ ben 9 ist demnach einer Druckdifferenz ausgesetzt, die ihn normalerweise nach oben, also in den verjüngten Ab­ schnitt des Durchflußkanals 8 hineinbewegt. Die Druck­ feder 12 verhindert dies aber anfänglich. Steigt aller­ dings die Fließgeschwindigkeit an, wird die Druck­ differenz größer und die Kraft der Druckfeder 12 über­ wunden. Der Kolben 9 bewegt sich in den verjüngten Ab­ schnitt 8a des Durchflußkanals 8 hinein und verschließt ihn immer mehr.

In der Zeichnung nicht dargestellt, ist im Verschluß­ kolben im Bereich des Zylinders 9a eine Ausnehmung vor­ gesehen, die es der Hydraulikflüssigkeit erlaubt, auch bei Anliegen des Verschlußkolbens 9 an der gegen­ überliegenden Kanalwand eine Mindestmenge von Flüssigkeit hindurchtreten zu lassen. Eine derartige Ausnehmung kann aber auch alternativ oder in Ergänzung an der Kanalwand im Bereich des verjüngten Abschnitts vorgesehen sein. Eine solche Ausnehmung oder Mindest-Durchflußquerschnitt kann auch über die Lage des Ringbundes 9b zu der Stufe zwischen den Bohrungsabschnitten 6a, 6b eingestellt werden. In diesem Fall geht der Ringbund 9b auf Anschlag.

Claims (4)

1. Hydraulische Betätigungseinrichtung für eine Trenn­ kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem dem Kupplungspedal zugeordneten Geberzylinder, einem die Trennkupplung beaufschlagenden Nehmer­ zylinder und einer den Geberzylinder mit dem Nehmer­ zylinder verbindenden Hydraulikleitung, in der ein durch die Fließgeschwindigkeit der Hydraulikflüssig­ keit betätigbares Ventil angeordnet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Durchflußquerschnitt (8) der Hydraulikleitung (6) eine Einschnürung (8a) auf­ weist, daß das Ventil (7) einen doppelseitig beauf­ schlagbaren Verschlußkolben (9) enthält und daß der Verschlußkolben (9) bei fließender Hydraulikflüssig­ keit einerseits vom Flüssigkeitsdruck im Bereich der Einschnürung (8a) und andererseits vom Flüssigkeits­ druck jenseits (14) der Einschnürung beaufschlagbar ist.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verschlußkolben (9) des Ven­ tils (7) im Bereich der Einschnürung (8a) senkrecht zur Fließrichtung der Hydraulikflüssigkeit ver­ schiebbar angeordnet ist und mit einer Kolbenseite (Zylinder 9a) in die Einschnürung (8a) ragt und daß die andere Kolbenseite (Ringbund 9b) mit dem Durch­ flußkanal (8) im Bereich (14) normalen Durchfluß­ querschnittes in Verbindung steht.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verschlußkolben (9) durch Federkraft den verjüngten Durchflußquerschnitt (8a) der Hydraulikleitung (6) bei niedriger Fließ­ geschwindigkeit freigibt.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei vollständig betätigtem Verschlußkolben (9) ein Restspalt für den Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit offen bleibt.