DE10145530B4

DE10145530B4 - Hydraulische Kupplungsbetätigung

Info

Publication number: DE10145530B4
Application number: DE10145530A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. Beringer (FH); Markus Dipl.-Ing. Seefried (FH); Herbert Dipl.-Ing. Plail (TU)
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2021-09-15
Also published as: DE10145530A1

Abstract

Hydraulische Kupplungsbetätigung für Kraftfahrzeuge, mit einem ersten geodätisch höher liegenden Zylinder und einem zweiten geodätisch tiefer liegenden Zylinder und einer Verbindungsleitung, die ansteigend vom zweiten Zylinder zum ersten Zylinder verläuft und mit Hydraulikfluid gefüllt ist, wobei der erste Zylinder mit einem Vorratsbehälter für das Hydraulifluid über eine im Ruhezustand offene Ausgleichsöffnung verbunden ist, wobei das Hydraulikfluid bei Betätigung des ersten Zylinders in der Verbindungsleitung vom ersten Zylinder zum zweiten Zylinder bewegt wird, und wobei das Hydraulikfluid beim Loslassen des ersten Zylinders in der Verbindungsleitung vom zweiten Zylinder zum ersten Zylinder wieder zurückgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (16) zumindest einen nicht ansteigenden und ggf. sogar abfallenden Leitungsabschnitt (16b) aufweist, dessen Volumen gleich oder kleiner dem bei einer Kupplungsbetätigung verdrängten Volumen an Hydraulikfluid ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kupplungsbetätigung für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige hydraulische Kupplungsbetätigungen werden häufig in Kraftfahrzeugen verwendet und zeichnen sich durch geringe Übertragungsverluste und Robustheit im Betrieb aus. Bei der Verbindungsleitung zwischen dem geodätisch höher liegenden Zylinder (dies ist gewöhnlich der Geberzylinder, es kann aber gemäß DE 42 39 703 C2 auch der Nehmerzylinder sein) und dem tiefer liegenden Zylinder ist darauf zu achten, dass die Verbindungsleitung ständig ansteigend zum höher liegenden Zylinder verläuft, weil dann ggf. im System befindliche Luft nach oben steigt und über die Ausgleichsöffnung und den Vorratsbehälter entweichen kann.

Nun kann es aber aus baulichen Gründen zweckmäßig sein, die Verbindungsleitung um Bauteile des Kraftfahrzeuges herum zu führen, wodurch ein Abschnitt in der Verbindungsleitung entsteht, der nicht ansteigend ist. Hier besteht die Gefahr, dass sich das System nicht mehr automatisch wie vorbeschrieben entlüften kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Kupplungsbetätigung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die sich auch bei hinsichtlich der Entlüftung ungünstiger Verlegung der Verbindungsleitung ohne jeglichen Mehraufwand zuverlässig automatisch entlüftet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass bei einer Verbindungsleitung mit zumindest einem nicht ansteigenden und ggf. sogar abfallenden Abschnitt das Volumen dieses Abschnittes gleich oder kleiner dem bei einer Kupplungsbetätigung vom Geberzylinder verdrängtem Volumen entspricht.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass bei Einhaltung dieser Bedingung die in diesem Abschnitt sich ansammelnde Luft bei der Rückströmung des Hydraulikfluids beim Einrücken der Kupplung des Kraftfahrzeuges automatisch in den angrenzenden, wieder ansteigenden Verbindungsleitungsabschnitt rückgefördert und dann automatisch ausgeschieden werden kann. Ggf. können sogar kaskadenartig mehrere solche Abschnitte angeordnet sein, die jeweils der formulierten Bedienung entsprechen.

Zur Einhaltung der Bedingung kann der Abschnitt in seiner Länge und/oder in seiner lichten Weite entsprechend abgestimmt sein. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, diesen Abschnitt in seiner lichten Weite gegenüber der lichten Weite der übrigen Verbindungsleitung zu verringern, um damit die Strömungsgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit in diesem Abschnitt zu erhöhen. Dies führt zu einer noch zuverlässigeren Rückförderung ggf. in diesem Abschnitt angesammelter Luft.

Häufig bestehen Verbindungsleitungen zwischen den beiden Zylindern aus einem Schlauchabschnitt, der der Schwingungsentkoppelung dient, und einem Rohrleitungsabschnitt, wobei – sofern sich dies baulich ermöglichen lässt – der Schlauch eine größere lichte Weite bzw. einen größeren Innendurchmesser aufweisen kann und unmittelbar vor dem besagten Abschnitt liegen sollte. Dies führt dazu, dass im System befindliche Luft innerhalb des Schlauches weniger behindert nach oben steigen kann und sich demzufolge vermehrt an den besagten Abschnitt ansammelt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt eine hydraulische Kupplungsbetätigung für ein Kraftfahrzeug mit einem Geber- und einem Nehmerzylinder und einer Verbindungsleitung mit einem nicht ansteigenden Abschnitt mit definiertem Volumen für das Hydraulikfluid.
Die dargestellte hydraulische Kupplungsbetätigung 10 für ein Kraftfahrzeug setzt sich im wesentlichen zusammen aus einem geodätisch höher liegendem ersten Zylinder bzw. Geberzylinder 12, einem geodätisch tiefer liegen den Zylinder, nämlich einem Nehmerzylinder 14, und einer Verbindungsleitung 16, die im wesentlichen ansteigend vom Nehmerzylinder 14 zum Geberzylinder 12 beispielsweise im Motorraum des Kraftfahrzeuges verlegt ist.
Der Geberzylinder 12 weist einen Kolben 18 auf, der über eine Betätigungsstange 20 mit einem Kupplungspedal 22 mechanisch verbunden und verschiebbar im zylindrischen Gehäuse 24 geführt ist. Das zylindrische Gehäuse 24 ist mit einer Ausgleichsöffnung 28 versehen, die mit einem Vorratsbehälter 26 für Hydraulikfluid verbunden ist. Bei nicht betätigten Kupplungspedal 22 ist die Ausgleichsöffnung 28 offen; d. h., dass der Kolben 18 die Ausgleichsöffnung 28 in dieser Position frei gibt, während sie bei betätigtem Kupplungspedal von dem Kolben 18 verschlossen ist.
Beim Betätigen des Kupplungspedales 22 verdrängt der Kolben 18 im Gehäuse 24 ein definiertes Volumen an Hydraulikflüssigkeit, welches über die Verbindungsleitung 16 entsprechend den Kolben 30 in dem zylindrischen Gehäuse 32 des Nehmerzylinders 14 verschiebt, wobei dieser über eine Betätigungsstange 34 und einen Ausrückhebel 36 (oder auch direkt) eine nicht dargestellte Kupplung des Kraftfahrzeuges gegen Federkraft ausrückt. Durch Loslassen des Kupplungspedales 22 wird beim Einrücken der Kupplung die um das definierte Volumen verdrängte Flüssigkeitssäule wieder zurückgeschoben.
Die Verbindungsleitung 16, deren geometrische Darstellung zur Veranschaulichung der Erfindung nur schematisch ist und nicht tatsächlichen Auslegungen entspricht, besteht aus rohrförmigen Leitungsabschnitten 16a, 16b und einem integrierten, druckfesten Schlauch 38.
Während der flexible Schlauch 38 und die rohrförmigen Leitungsabschnitte 16a vom Nehmerzylinder 14 zum Geberzylinder 12 hin ansteigend verlegt sind, ist der zwischen den Hilfslinien 40 liegende Abschnitt 16b – z. B. um einen definierten Freigang der Verbindungsleitung 16 herzustellen – abfallend verlegt.
Dadurch bildet sich wie ersichtlich ein etwa domartiger Luftsack aus, in dem sich in der Hydraulikflüssigkeit ggf. eingelagertes Gas bzw. Luft ansammeln kann. Anstelle des abfallenden Leitungsabschnittes 16b kann auch ein horizontaler Abschnitt oder eine Kombination daraus je nach erforderlicher Leitungsverlegung vorgesehen sein.
Um hier eine Luftansammlung zu vermeiden, ist der Leitungsabschnitt 16b so ausgelegt, dass dessen Volumen gleich, bevorzugt jedoch kleiner, als das vom Kolben 18 des Geberzylinders 12 verdrängte Volumen an Hydraulikflüssigkeit bei der vollen Betätigung des Kupplungspedales 22 (bzw. vollem Kolbenhub) ist.
Das Volumen des Leitungsabschnittes 16b kann durch dessen Länge und lichten Querschnitt bestimmt werden, wobei ein geringerer lichter Querschnitt zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in diesem Leitungsabschnitt 16b vorteilhaft ist.
Ferner ist bevorzugt der lichte Querschnitt des Schlauches 38 größer als der lichte Querschnitt der übrigen Verbindungsleitung 16 und ist der Schlauch 38 möglichst nahe an dem Leitungsabschnitt 16b auf der bei Kupplungsbetätigung (ausrücken) stromab liegenden Stelle angeordnet. Zudem ist sein Volumen an Flüssigkeitssäule größer dem bei einer Kupplungsbetätigung verdrängtem Volumen.
Damit kann in der Hydraulikflüssigkeit ggf. eingelagerte Luft schneller ansteigen bzw. zum Leitungsabschnitt 16b gelangen. Unterstützt wird dieser Auftrieb durch die Schwingungsbewegung des Schlauches 38, die dieser aufgrund mittel- oder unmittelbarer fester Verbindung mit dem Nehmerzylinder 14 und der dort anliegenden Aggregateschwingungen (von der Brennkraftmaschine) erfährt.
Es sei angenommen, dass sich in dem an dem Leitungsabschnitt 16b gebildeten Bereich in der Hydraulikflüssigkeit eingeschlossene Luftbläschen angesammelt haben. Diese werden beim Betätigen bzw. Ausrücken der Kupplung des Kraftfahrzeuges von der in der Verbindungsleitung 16 ausgebildeten Flüssigkeitssäule mitbewegt, wobei sie in etwa in den Bereich des Schlauches 38 gelangen. Im Moment der vollen Kupplungsbetätigung steigen diese Luftbläschen nach oben, wobei sie mehr oder weniger wieder in den Bereich des Leitungsabschnittes 16b gelangen. Wird zeitlich mehr oder weniger verzögert nunmehr die Kupplung wieder eingerückt, so bewirkt dies aufgrund des definierten Volumens im Leitungsabschnitt 16b, dass die Luftbläschen in den wieder ansteigenden, näher zum Geberzylinder 12 liegenden Leitungsabschnitt 16a gelangen und von dort in üblicher Weise über die Ausgleichsöffnung 28 und dem Vorratsbehälter 26 ausgeschieden werden.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die Verbindungsleitung 16 auch ohne Schlauch 38 und ggf. ohne unterschiedliche Querschnitte in der lichten Weite ausgeführt sein. Ggf. kann es auch erforderlich sein, dass mehrere Leitungsabschnitte 16b mit horizontaler oder abfallender Verlegung erforderlich sind, die kaskadenartig hintereinander geschaltet eine automatische Entlüftung der Verbindungsleitung 16 in den Vorratsbehälter 26 sicherstellen.

Claims

Hydraulische Kupplungsbetätigung für Kraftfahrzeuge, mit einem ersten geodätisch höher liegenden Zylinder und einem zweiten geodätisch tiefer liegenden Zylinder und einer Verbindungsleitung, die ansteigend vom zweiten Zylinder zum ersten Zylinder verläuft und mit Hydraulikfluid gefüllt ist, wobei der erste Zylinder mit einem Vorratsbehälter für das Hydraulifluid über eine im Ruhezustand offene Ausgleichsöffnung verbunden ist, wobei das Hydraulikfluid bei Betätigung des ersten Zylinders in der Verbindungsleitung vom ersten Zylinder zum zweiten Zylinder bewegt wird, und wobei das Hydraulikfluid beim Loslassen des ersten Zylinders in der Verbindungsleitung vom zweiten Zylinder zum ersten Zylinder wieder zurückgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (16) zumindest einen nicht ansteigenden und ggf. sogar abfallenden Leitungsabschnitt (16b) aufweist, dessen Volumen gleich oder kleiner dem bei einer Kupplungsbetätigung verdrängten Volumen an Hydraulikfluid ist.
Hydraulische Kupplungsbetätigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (16b) in seiner Länge entsprechend abgestimmt ist.
Hydraulische Kupplungsbetätigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (16b) in seiner lichten Weite entsprechend abgestimmt ist.
Hydraulische Kupplungsbetätigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Leitungsabschnitt (16b) eine geringere lichte Weite als ein bei Kupplungsbetätigung stromab liegender, benachbarter Leitungsabschnitt (38) aufweist.
Hydraulische Kupplungsbetätigung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt größerer lichter Weite ein flexibler Schlauch (38) ist.
Hydraulische Kupplungsbetätigung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des stromab liegenden, benachbarten Leitungsabschnitts (38) gleich oder größer dem bei einer Kupplungsbetätigung verdrängtem Volumen ist.
Hydraulische Kupplungsbetätigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (16) eine mit einem Schlauch (38) kombinierte Rohrleitung (16a, 16b) ist.
Hydraulische Kupplungsbetätigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abschnitte (16b) vorgesehen sind, zwischen denen jeweils ansteigende Abschnitte (16a, 38) angeordnet sind.