DE4428072A1

DE4428072A1 - Befülleinrichtung für eine hydraulische Kupplungsbetätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE4428072A1
Application number: DE4428072A
Authority: DE
Inventors: Hanns Dipl Ing Seegers
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1995-10-19
Also published as: DE4428074A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Kupplungsbetäti gungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem Vordruckventil, das zwischen einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder angeordnet ist, wobei das Vordruckventil zu dem Nehmerzylinder und dem Geberzylinder hin geöffnete Druckkammern aufweist, zwischen denen wenigstens ein mittels eines Federelementes gegen seinen Schließsitz angefederter Schließkörper angeordnet ist, und wobei eine Einrichtung zum Halten des Schließkörpers in einer von dem Schließsitz beabstandeten Stellung vorgesehen ist. In dieser Stellung ist eine Evakuierung für die daran anschließende Befüllung mit Hydrauliköl möglich.

Eine derartige hydraulische Kupplungsbetätigungseinrichtung ist bei spielsweise aus dem DE-GM 93 12 968 bekannt. Der Nehmer- und der Geberzylinder sind über Rohr- oder Schlauchleitungen unter Zwischen schaltung des Vordruckventils miteinander verbunden. Bei der Erst befüllung derartiger Kupplungsbetätigungseinrichtungen ist die Hal teeinrichtung aktiviert, so daß die Luft durch das Vordruckventil hindurch abgesaugt wird. Die Halteeinrichtung weist zu diesem Zweck eine Klebefolie oder einen Schnappring auf, die so eingesetzt sind, daß der Schließkörper von seinem Schließsitz beabstandet ist. Diese Halteeinrichtung ist im Anschluß an die Befüllung außer Kraft gesetzt. Eine erneute Aktivierung der Halteeinrichtung ist nicht ohne weiteres möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die gattungsgemäße hydraulische Kupplungsbetätigungseinrichtung derart weiterzubilden, daß ein mehrmaliges Evakuieren der hydraulischen Kupplungsbetätigungs einrichtung auf einfache Art und Weise möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die an einen Druckraum angeschlossene Einrichtung ein Betätigungselement aufweist das bei einem vorbestimmten Druckgefälle von dem Druckraum zu wenig stens einer der beiden Druckkammern eine Lage einnimmt, in der das Betätigungselement den Schließkörper von seinem Schließsitz beabstan det hält. Wenn beispielsweise der Schließkörper als Kugel und das Betätigungselement kolbenförmig ausgebildet ist, und das vorbestimmte Druckgefälle erreicht ist, drückt das kolbenförmige Betätigungselement die Kugel aus ihren Schließsitz. Bei Unterschreitung dieses vorbe stimmten Druckgefälles wird dann die Kugel unter Einwirkung des Feder elementes wieder in ihren Schließsitz gedrückt. Diese Vorgänge sind beliebig oft reproduzierbar.

Gemäß Anspruch 2 ist es zweckmäßig, daß ein in einer Bohrung angeord neter Kolben mit seiner einen Stirnseite dem Schließkörper und mit seiner anderen Stirnseite dem Druckraum zugewandt ist, wobei zwischen dem Kolben und dem Schließkörper eine der beiden Druckkammern bzw. ein an eine der Druckkammern angeschlossener Raum vorgesehen ist. Der Kolben wird in seiner Bohrung einwandfrei geführt, wobei der Kolben in Abhängigkeit von der Richtung des Druckgefälles, bzw. von dem Betrag des Druckgefälles in die eine oder die andere Richtung längs verscho ben wird. Je nachdem, wie die Ausbildung von Kolben und Schließkörper erfolgt, wird der Schließkörper aus seinem Schließsitz entweder her ausgezogen oder herausgedrückt.

Gemäß Anspruch 3 ist es zweckmäßig, daß der Kolben umfangsseitig mit wenigstens einer gegen die Wand der Bohrung angedrückten Dichtlippe versehen ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß eine sichere Trennung der einen oder beider Druckkammern von dem Druckraum gewähr leistet ist.

Die Dichtung ist an dem im wesentlichen zylindrisch ausgeführten Kolben gemäß Anspruch 4 dadurch gebildet, daß dieser stirnseitig mit wenigstens einer ringförmigen Ausnehmung und umfangsseitig mit wenig stens einer Einschnürung versehen, wobei die Dichtlippe von der Ein schnürung und der ringförmigen Ausnehmung begrenzt ist. In diesem Fall ist die Dichtlippe in vorteilhafter Weise einstückig mit dem Kolben ausgebildet, was insbesondere im Spritzgießverfahren eine preiswerte Herstellung erlaubt.

Gemäß Anspruch 5 ist es zweckmäßig, daß die Einrichtung eine Membran aufweist, die zwischen dem Druckraum und wenigstens einer der beiden Druckkammern angeordnet ist, wobei eine von beiden Membranseiten mit dem Betätigungselement versehen ist. Im einfachsten Fall ist die Membran an ihren Rändern fest eingespannt und mit ihren Membranseiten zwischen in Richtung auf den Druckraum und in Richtung auf wenigstens eine der beiden Druckkammern unter gummielastischer Verformung beweg bar. Das Betätigungselement kann gemäß Anspruch 6 als in einer Bohrung längsverschieblich geführter Stößel ausgebildet sein, dessen freies Stößelende dem Schließkörper zugewandt ist. Die eine oder beide Druck kammern sind mittels der Membran von dem Druckraum getrennt, so daß der Stößel weder gas- noch flüssigkeitsdicht an der Bohrungswand anliegen muß.

Gemäß Anspruch 7 ist es zweckmäßig, daß die scheibenförmig ausgebilde te Membran im Querschnitt gesehen ein Sinusprofil aufweist. Diese Ausbildung gewährleistet eine leichte Verformbarkeit der Membran in ihren Arbeitsrichtungen. Die Membran kann beispielsweise aus Blech gebildet sein.

Gemäß den Ansprüchen 8 und 9 ist die Membran an ihrem äußeren Umfang mit einer Ringdichtung versehen, die einstückig mit der Membran ver bunden sein kann. Wenn sowohl die Ringdichtung als auch die Membran aus Elastomer gebildet ist, eignet sich zu deren Herstellung bei spielsweise das Spritzgießverfahren.

Gemäß Anspruch 10 ist es zweckmäßig, daß die Membran in einem Raum angeordnet ist, dessen den Membranseiten zugewandte Wände Membran auslenkungen begrenzen. Wenn beispielsweise in Folge eines zu hohen Druckgefälles die Gefahr besteht, daß die Membran aufgrund zu großer Verformungen reißt, ist durch diese Wände sichergestellt, daß der artige unzulässige Verformungen nicht auftreten, weil die Membran gegen eine dieser Wände gedrückt wird und nicht weiter ausgelenkt werden kann.

Gemäß Anspruch 11 ist es zweckmäßig, daß ein zweiteiliges Gehäuse des Vordruckventils mittels einer hülsenförmigen Klammer zusammengehalten wird, wobei eine die Gehäusewand durchdringende Ausnehmung axial innerhalb der hülsenförmigen Klammer einerseits zu dem Druckraum hin und andererseits zu einem zwischen dem zweiteiligen Gehäuse und der Klammer gebildeten Spalt hin geöffnet ist. In diesem Fall ist die Druckquelle die Atmosphäre, wobei durch den Spalt sichergestellt ist, daß keine unerwünschten Fremdteile von außen in den Bereich der Ein richtung - beispielsweise die Membran - gelangt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von drei in insgesamt drei Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zei gen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Vordruckventil der erfin dungsgemäßen hydraulischen Kupplungsbetätigungsein richtung,

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch ein weiteres Vordruckven til,

Fig. 3 einen Ausschnitt des Vordruckventils aus der Fig. 2, jedoch mit geänderter Membran.

Das in Fig. 1 abgebildete erfindungsgemäße Vordruckventil weist zwei axial benachbarte und zueinander konzentrisch angeordnete, aus Kunst stoff gebildete Gehäusehälften 1, 2 auf, an deren voneinander abge wandten Stirnseiten ein Anschluß 3 und ein Anschluß 4 ausgebildet sind. Mit diesen Anschlüssen 3, 4 sind nicht dargestellte Rohr- bzw. Schlauchleitungen verbunden, wobei der Anschluß 3 einem ebenfalls nicht dargestellten Geberzylinder, und wobei der Anschluß 4 einem ebenfalls nicht dargestellten Nehmerzylinder zugeordnet ist. Zwischen einander zugewandten Stirnseiten der beiden Gehäusehälften 1, 2 ist eine Scheibe 5 angeordnet. Die aus Kunststoff gebildete Scheibe 5 ist in einer Bohrung 6 der Gehäusehälfte 2 flüssigkeits- und gasdicht eingefügt. Die Gehäusehälfte 1 ist mit seinem kolbenförmigen Ende 7 in eine Bohrung 8 der Gehäusehälfte 2 eingefügt. Das kolbenförmige Ende 57 weist eine Umfangsnut 9 auf, in der ein Dichtring 10 eingelegt ist, wobei der Dichtring 10 zwischen der Bohrung 8 und einem Nutgrund 11 der Umfangsnut 9 derart eingespannt ist, daß das Ventilinnere gegen über der Umgebung abgedichtet ist. Die beiden Gehäusehälften 1, 2 sind mittels einer Klammerhülse 12 fest zusammengehalten. Die Klammerhülse 12 weist an ihren axialen Enden nach innen ragende Radialborde 13 auf. Die Gehäusehälfte 1 weist eine stirnseitige Haltefläche 14 und die Gehäusehälfte 2 weist eine stirnseitige Haltefläche 15 auf, die von den Radialborden 13 enganliegend hintergriffen werden.

Die Scheibe 5 weist zwei radial benachbarte Durchgangsöffnungen 16, 17 auf. An einander abgewandten Stirnseiten der Scheibe 5 sind kegelige Ventilsitze 18, 19 ausgebildet, die an die Durchgangsöffnungen 16, 17 anschließen. Zu jedem der beiden kegeligen Ventilsitze 18, 19 gehört eine Kugel 20, 21, die je durch eine Schraubendruckfeder 22, 23 gegen ihren Ventilsitz 18, 19 angedrückt ist. Die eine Schraubendruckfeder 22 ist an der Gehäusehälfte 1 und die andere Schraubendruckfeder 23 ist an der Gehäusehälfte 2 abgestützt. Die Gehäusehälfte 1 ist mit einer Bohrung 24 versehen, wobei ein Kolben 25 in dieser Bohrung 24 axialbeweglich geführt ist. Die Bohrung 24 und der Kolben 25 begrenzen dabei einen Druckraum 26. Über eine Belüftungsbohrung 27 kann der Druckraum be- bzw. entlüftet werden. An seinen beiden axialen Enden ist der Kolben mit umlaufenden, Dichtlippen 28, 29 versehen, deren radial äußere freie Enden gegen die Bohrung 24 angedrückt sind. In der gezeigten Darstellung drückt der Kolben 25 mit seinem der Kugel 21 zugewandten Ende diese Kugel 21 aus ihren Ventilsitz 19, so daß Luft über einen Axialkanal 31 der Gehäusehälfte 2 durch die Durchgangsöff nung 17 in einen Axialkanal 30 der Gehäusehälfte 1 abgesaugt werden kann.

Nach dem Evakuieren kann das komplette System mit Hydraulikflüssigkeit befüllt werden, die dabei das Vakuum im System auffüllt. Sobald das Vakuum völlig aufgefüllt ist, ist ein Druckausgleich auf beiden Seiten des Kolbens 25 eingetreten. Spätestens bei der ersten Kupplungsbetäti gung wird der Kolben 25 in seine Ruhestellung zurückgeschoben, da dann gegenüber dem Druckraum 26 ein Überdruck im System erzeugt wird. Erst bei einer Neubefüllung unter Zuhilfenahme eines Vakuums wird der Kolben 25 erneut gegen die Kugel 21 geschoben und öffnet somit wieder die Durchgangsöffnung 17.

Wird der Druck auf Seiten des Anschlusses 3 weggenommen - wenn das Kupplungspedal losgelassen wird - strömt zunächst Hydrauliköl von der Seite des Anschlusses 4 über den Axialkanal 31 unter Überwindung der Federkraft der Schraubendruckfeder 22 durch die Durchgangsöffnung 16 in den Axialkanal 30 der Gehäusehälfte 1. Bei Erreichen eines Vor druckes auf der Seite des Anschlusses 4 drückt diese Schraubendruckfe der 22 die Kugel 20 gegen ihren Ventilsitz 18, so daß kein weiteres Hydrauliköl durch die Durchgangsöffnung 16 hindurchströmen kann. Dieser Vordruck ist größer als der in dem Druckraum 26 herrschende Druck. Infolge des Vordrucks und der Unterstützung der Schraubendruck feder 23 wird die Kugel 21 gegen ihren Ventilsitz 19 gedrückt. Sobald der Druck in einer der Druckkammern 30, 31 größer ist als der Druck im Druckraum 26, wird der Kolben 25 in diese rückwärtige Position ge bracht.

Zu der Ausbildung des Kolbens 25 ist noch anzumerken, daß dieser umfangsseitig mit einer Einschnürung 32 und stirnseitig mit einer ringförmigen Ausnehmung 33 versehen ist, die an die Dichtlippe 29 angrenzen.

Fig. 2 zeigt ausschnittsweise ein ähnliches Vordruckventil wie die Fig. 1, jedoch mit einer modifizierten Halteeinrichtung, die nach stehend näher beschrieben wird. Ein zylindrischer Membranträger 34 ist in Bohrungen 6, 35 der Gehäusehälften 1, 2 unter Zwischenschaltung von Dichtringen 36 eingefügt, wobei die Dichtringe 36 in Nuten 37 des Membranträgers 34 angeordnet sind. An seiner der Scheibe 5 zugewandten Stirnseite weist der Membranträger 34 eine zylindrische Ausnehmung 38 auf, in die eine Deckscheibe 39 eingepaßt ist. Zwischen dem Boden der zylindrischen Ausnehmung und der Deckscheibe 39 ist eine scheibenför mige Membran 40 mit einer an ihrem Umfang ausgebildeten Ringdichtung 41 derart angeordnet, daß beide Stirnseiten der Membran 40 gas- und flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind. An ihrer einen Stirnseite ist die Membran 40 mit einem senkrecht dazu und einstückig mit ihr verbundenen Stößel 42 versehen, der in einer Bohrung 43 der Deckschei be 39 längsverschieblich geführt ist. Das freie Ende des Stößels 42 ist dabei in ähnlicher Art und Weise wie bei dem weiter oben beschrie benen Ausführungsbeispiel der Kugel 21 zugewandt. Die andere Stirnsei te der Membran 40 liegt am Boden der zylindrischen Ausnehmung 38 an, wobei der Membranträger 34 eine Radialbohrung 44 und eine daran an schließende Axialbohrung 45 aufweist, die am Boden der Membran 40 endet. Die Radialbohrung 44 mündet in einen Ringspalt 46, der zwischen einander zugewandten Mantelflächen des Membranträgers 34 und der Gehäusehälften 1, 2 gebildet ist. Zwischen den einander zugewandten axialen Enden der Gehäusehälften 1, 2 und zwischen der Klammerhülse 12 und der Gehäusehälfte 2 sind Schlitze 47, 48 ausgebildet. Unter den Voraussetzungen, daß außerhalb des Vordruckventils atomsphärischer Druck herrscht, und daß beispielsweise von der Seite der Gehäusehälfte 1 her ein Vakuum an das Vordruckventil gelegt wird, ist folgende Wirkungsweise dieses erfindungsgemäßen Vordruckventils zu beobachten. Das Vakuum gelangt durch den Axialkanal 30 und die Bohrung 43 bis zu der Membran 40. Auf die Membran 40 wirkt von der anderen Seite der atmosphärische Druck, der über die Schlitze 48, 47 und die Radialboh rung 44 und die Axialbohrung 45 zu der Membran 40 gelangt. Infolge des Druckgefälles wird die Membran 40 derart ausgelenkt, daß der Stößel 42 die Kugel 21 aus ihren Ventilsitz 19 herausdrückt. Auf diese Weise kann Luft von der Seite der Gehäusehälfte 1 her zur Seite der Gehäu sehälfte 2 so lange abgesaugt werden, bis das komplette hydraulische Kupplungsbetätigungssystem evakuiert ist. Die Auslenkungen der Membran 40 sind einerseits durch den Boden der zylindrischen Ausnehmung 38 und andererseits durch eine kegelige Mantelfläche der Deckscheibe 39 begrenzt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Membran 40 keine Risse infolge zu großer Dehnungen bekommt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante für die Membran 40, die in diesem Fall gewellt ist, und bei der die Ringdichtung 41 ein separates Bau teil darstellt. Die Begrenzungsfläche für die Membran 40 an der Deck scheibe 39 ist gegenüber Fig. 2 an die gewellte Form der Membran 40 angepaßt.

Bezugszeichenliste

1 Gehäusehälfte
2 Gehäusehälfte
3 Anschluß
4 Anschluß
5 Scheibe
6 Bohrung
7 kolbenförmiges Ende
8 Bohrung
9 Umfangsnut
10 Dichtung
11 Nutgrund
12 Klammerhülse
13 Radialbord
14 Haltefläche
15 Haltefläche
16 Durchgangsöffnung
17 Durchgangsöffnung
18 kegeliger Ventilsitz
19 kegeliger Ventilsitz
20 Kugel
21 Kugel
22 Schraubendruckfeder
23 Schraubendruckfeder
24 Bohrung
25 Kolben
26 Druckraum
27 Belüftungsbohrung
28 Dichtlippe
29 Dichtlippe
30 Axialkanal
31 Axialkanal
32 Stift
33 Axialbohrung
34 zylindrischer Membranträger
35 Bohrung
36 Dichtring
37 Nut
38 Ausnehmung
39 Deckscheibe
40 scheibenförmige Membran
41 Ringdichtung
42 Stößel
43 Bohrung
44 Radialbohrung
45 Axialbohrung
46 Ringspalt
47 Schlitz
48 Schlitz.

Claims

1. Hydraulische Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Vordruckventil, das zwischen einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder angeordnet ist, wobei das Vordruckventil zu dem Nehmer zylinder und dem Geberzylinder hin geöffnete Druckkammern (30, 31) aufweist, zwischen denen wenigstens ein mittels eines Federelementes (22, 23) gegen seinen Schließsitz (18, 19) angefederter Schließkörper (20, 21) angeordnet ist, und wobei eine Einrichtung (25, 40, 42) zum Halten des Schließkörpers (21) in einer von dem Schließsitz (19) beabstandeten Stellung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an einen Druckraum (26, 45) angeschlossene Einrichtung ein Betäti gungselement (25, 42) aufweist, das bei einem vorbestimmten Druckge fälle von dem Druckraum (26, 45) zu wenigstens einer der beiden Druck kammern (30, 31) eine Lage einnimmt, in der das Betätigungselement (40, 25) den Schließkörper (21) von seinem Schließsitz (19) beabstan det hält.

2. Vordruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einer Bohrung (24) angeordneter Kolben (25) mit seiner einen Stirnsei te dem Schließkörper (21) und mit seiner anderen Stirnseite dem Druck raum (26) zugewandt ist.

3. Vordruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (25) umfangsseitig mit wenigstens einer gegen die Wand der Bohrung (24) angedrückten Dichtung (28, 29) versehen ist.

4. Vordruckventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen zylindrisch ausgeführte Kolben (25) stirnseitig mit wenigstens einer ringförmigen Ausnehmung (33) und umfangsseitig mit wenigstens einer Einschnürung (32) versehen ist, wobei die als Dicht lippe (28, 29) ausgebildete Dichtung von der Einschnürung (32) und der ringförmigen Ausnehmung (33) begrenzt ist.

5. Vordruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (40, 42) eine Membran (40) aufweist, die zwischen dem Druckraum (45) und wenigstens einer der beiden Druckkammern (30) angeordnet ist, wobei eine von beiden Membranseiten mit dem Betäti gungselement (42) versehen ist.

6. Vordruckventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als in einer Bohrung (43) längsverschieblich ge führter Stößel (42) ausgebildet ist, dessen freies Stößelende dem Schließkörper (21) zugewandt ist.

7. Vordruckventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmig ausgebildete Membran ein gewelltes Profil aufweist.

8. Vordruckventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (40) an ihrem äußeren Umfang mit einer Ringdichtung (41) versehen ist.

9. Vordruckventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung (41) einstückig mit der Membran (40) verbunden ist.

10. Vordruckventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (40) in einem Raum angeordnet ist, dessen den Membranseiten zugewandte Wände Membranauslenkungen begrenzen.

11. Vordruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiteiliges Gehäuse (1, 2) des Vordruckventils mittels einer hülsen förmigen Klammer (12) zusammengehalten wird, wobei axial innerhalb der hülsenförmigen Klammer (12) eine die Gehäusewand durchdringende Aus nehmung (47) einerseits zu dem Druckraum (45) hin und andererseits zu einem zwischen dem zweiteiligen Gehäuse (1, 2) und der hülsenförmigen Klammer (12) gebildeten Spalt (48) geöffnet ist.