DE102005026603B4 - Betätigungssystem für eine Fahrzeugkupplung - Google Patents
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Abstract
Betätigungssystem
für eine
Fahrzeugkupplung, umfassend eine Druckversorgungseinrichtung, an
der mindestens zwei einzeln ansteuerbare Schaltventile angeschlossen
sind, wobei mindestens ein erstes Schaltventil für einen kleineren Volumenstrom
zur Feindosierung einer Aktuatorbewegung und mindestens ein zweites
Schaltventil für
einen vergleichsweise größeren Volumenstrom
vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Schaltventil (11; 25) über ein Vorsteuerventil (9; 23) betätigt wird und das erste Schaltventil (7), das zweite Schaltventil (11) und das Vorsteuerventil (9) in einer Baueinheit (31) zusammengefasst sind, wobei das zweite Schaltventil (11; 25) einen Ventilsitz (37; 39) in Verbindung einer Schaltmembran (33; 35) aufweist, wobei das zweite Schaltventil (11) mit einer Doppelmembran ausgeführt ist, deren erste Membran (33) mit dem Ventilsitz (37) zusammenwirkt und deren zweite Membran (45) mit der ersten Membran (33) in Wirkverbindung steht, wobei die zweite Membran (45) eine Schließkraft auf die erste Membran (33) ausübt.
dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Schaltventil (11; 25) über ein Vorsteuerventil (9; 23) betätigt wird und das erste Schaltventil (7), das zweite Schaltventil (11) und das Vorsteuerventil (9) in einer Baueinheit (31) zusammengefasst sind, wobei das zweite Schaltventil (11; 25) einen Ventilsitz (37; 39) in Verbindung einer Schaltmembran (33; 35) aufweist, wobei das zweite Schaltventil (11) mit einer Doppelmembran ausgeführt ist, deren erste Membran (33) mit dem Ventilsitz (37) zusammenwirkt und deren zweite Membran (45) mit der ersten Membran (33) in Wirkverbindung steht, wobei die zweite Membran (45) eine Schließkraft auf die erste Membran (33) ausübt.
Description
- Betätigungssystem für eine Fahrzeugkupplung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
- Aus der
EP 0 371 975 B1 ist für eine Fahrzeugkupplung ein Betätigungssystem bekannt, das mindestens zwei Schaltventile aufweist, die an eine Druckluftversorgung angeschlossen sind. Für die Druckluftversorgung eines Aktuators wird ein erstes Schaltventil verwendet, das im Zusammenwirken mit einer Blende ein feindosiertes Einkuppelverhalten ermöglichen soll. Dieses Schaltventil muss nur vergleichsweise kleine Volumenströme ansteuern. - Ein zweites Schaltventil mit einer größeren Blende ist für einen größeren Volumenstrom konzipiert und dient der langhubigen Aktuatorbewegung. Bei dieser Ventilauslegung muss eine Druckversorgung stets gegen die Drosselwirkung der beiden Blenden ausgelegt sein. Die Blenden sind als Festblenden ausgelegt und folglich ist das Gesamtsystem fahrzeugspezifisch.
- Beispielhaft beschreibt die
DE 39 36 864 A1 ein Dualkupplungsystem, bei dem zwei Schaltventile für getrennte Kupplungsteile verwendet werden, wobei die Schaltventile jeweils Vorsteuerventile aufweisen. Der konkrete Aufbau der Schalt- oder Steuerventile wird nicht beschrieben. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Betätigungssystem für eine Fahrzeugkupplung zu realisieren, bei dem einerseits große Volumenströme für eine schnelle Kupplungsbetriebsbewegung und andererseits kleine, jedoch sehr fein regulierbare Volumenströme angesteuert werden können.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das zweite Schaltventil über ein Vorsteuerventil betätigt wird und das erste Schaltventil, das zweite Schaltventil und das Vorsteuerventil in einer Baueinheit zusammengefasst sind, wobei das zweite Schaltventil einen Ventilsitz in Verbindung einer Schaltmembran aufweist, wobei das zweite Schaltventil mit einer Doppelmembran ausgeführt ist, deren erste Membran mit dem Ventilsitz zusammenwirkt und deren zweite Membran mit der ersten Membran in Wirkverbindung steht, wobei die zweite Membran eine Schließkraft auf die erste Membran ausübt.
- Das erste Schaltventil und das Vorsteuerventil können beispielsweise baugleich ausgeführt sein, um die Teilevielfalt innerhalb des Betätigungssystems zu begrenzen.
- Im Hinblick auf geringstmögliche Leckagerisiken sind das erste Ventil, das zweite Ventil und das Vorsteuerventil in einer Baueinheit zusammengefasst.
- Der Vorteil der Doppelmembran besteht darin, dass man zur Erzeugung einer Schließkraft auf die Verwendung einer besonders stark ausgelegten Schließfeder verzichten kann.
- In der konventionellen Bauweise ist eine Fahrzeugkupplung selbstschließend, so dass man nur die Ausrückbewegung aktiv einleiten muss. Folglich könnte man Überlegungen anstellen, dass nur für die eine Betätigungsrichtung des Aktuators eine Ventilbestückung sinnvoll ist. Um jedoch insbesondere im Rangierbetrieb den optimalen Einkuppelzustand einstellen zu können, weist die Betätigungseinrichtung für beide Bewegungsrichtungen des Aktuators dieselbe Ventilbestückung auf.
- Die Schaltventile zur Ansteuerung beider Bewegungsrichtungen sind zu einer Baueinheit zusammengefasst. Deshalb reduziert sich der Bauaufwand von Versorgungs- und Steuerleitungen für das Betätigungssystem im Fahrzeug.
- Dabei ist vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung Luft als Betriebsmedium aufweist und die zweite Membran einerseits von einem durch das Vorsteuerventil einstellbaren Druck und andererseits von einem Abluftdruck beaufschlagt wird.
- Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
- Es zeigt:
-
1 Ersatzschaltbild des Betätigungssystems -
2 Schnittdarstellung durch eine Baueinheit mit den Schaltventilen - Die
1 zeigt ein Betätigungssystem1 für eine nicht dargestellte Fahrzeugkupplung. Eine mögliche Bauform einer Fahrzeugkupplung ist z. B. in derDE 197 16 600 A1 ,1 , dargestellt. Das Betätigungssystem umfasst eine Druckversorgungseinrichtung3 , die über eine Leitungsverbindung5 drei Schaltventile7 ;9 ;11 versorgt. Ein erstes magnetkraftangesteuertes 2/2-Wegeventil7 mit den Schaltstellungen "Durchlass" und "Geschlossen" ist direkt mit einem Aktuator13 verbunden, der auf die Kupplung15 eine Ausrückbewegung ausübt. Der Aktuator ist als ein einfachwirkender Stellzylinder ausgeführt. - Das Schaltventil
9 in der Bauform eines 3/2-Wegeventils ist ebenfalls magnetkraftangesteuert und dient als Vorsteuerventil für das Schaltventil11 . Der Arbeitsdruck am Ausgang des Vorsteuerventils wirkt zusammen mit einer Rückstellfeder auf das Schaltventil11 . Eine Steuerleitung15 , ausgehend von einer Leitungsverbindung17 , ist ebenfalls am Schaltventil11 angeschlossen, wobei der Steuerdruck, der dem Versorgungsdruck entspricht, der Steuerleitung19 , die ebenfalls mit dem Versorgungsdruck beaufschlagt ist, und der Rückstellfeder entgegenwirkt. Das Schaltventil11 ist als ein 3/2-Wegeventil ausgeführt. Die die beiden Schaltventile9 ;11 einrahmende gestrichelte Linie soll verdeutlichen, dass die beiden Schaltventile9 ;11 zu einer Baueinheit zusammengefasst sein können. - In Einfahrrichtung des Aktuators
13 stehen ebenfalls drei Schaltventile21 ;23 ;25 zur Verfügung, wobei das Ventil21 über die Leitungsverbindung27 den beiden Schaltventilen23 ;25 parallel geschaltet ist. Das Ventil21 entspricht im Aufbau und in der Funktion dem Schaltventil7 . Das Schaltventil23 ist als Vorsteuerventil dem Schaltventil9 gleichzusetzen, genauso wie Schaltventil25 dem Schaltventil11 . - Bei einer Ausrückbewegung werden die Schaltventile
7 ;9 ;11 mit Druckluft als Betriebsmedium versorgt. Je nach Betriebspunkt des Aktuators wird von einer nicht dargestellten Regeleinheit, die die Schaltventile7 ;9 ;11 mit Stellströmen beaufschlagt, für kleinere Volumenströme, die eine feindosierte Versorgung des Aktuators mit Betriebsmedium erfordert, nur das Schaltventil7 in eine Durchlassstellung bewegt. Das Vorsteuerventil9 ist geschlossen, so dass auch das Schaltventil11 die Blockierstellung einnimmt. Ebenso befinden sich die Schaltventile21 –25 in der Blockierstellung. Soll von dem Aktuator ein größerer Stellweg zurückgelegt werden, dann öffnet das Vorsteuerventil9 und das Schaltventil11 wird in die Durchlassstellung bewegt, wobei das Schaltventil11 einen deutlich größeren Volumenstromdurchsatz aufweist als das Schaltventil7 . - Bei einem Einkuppelvorgang verläuft die Ventilansteuerung entsprechend dem Vorbeschriebenen. Mit dem Schaltventil
21 lassen sich vergleichsweise kleine Volumenströme an einen Abluftanschluss29 regeln. Dann sind die Schaltventile7 bis11 geschlossen. Soll der Aktuator13 einen größeren Einkuppelweg zurücklegen, dann öffnet zusätzlich das Vorsteuerventil23 , das das Schaltventil25 ebenfalls in die Durchlassstellung bewegt. - Die
2 zeigt das Betätigungssystem1 mit einer Baueinheit31 , in der die gesamte Ventilbestückung mit den Schaltventilen7 –11 und21 –25 für beide Bewegungsrichtungen des Aktuators13 enthalten sind. In dieser Darstellung ist erkennbar, dass die mit den Vorsteuerventilen9 ,23 zusammenwirkenden Schaltventile11 ;25 eine Schaltmembran33 ,35 in Verbindung mit einem Ventilsitz37 ;39 aufweisen. In den Schaltmembranen sind Ventilkörper41 ,43 angeordnet, die auf den Ventilsitzen37 ;39 zur Anlage kommen. Die Schaltmembranen33 ,35 weisen eine druckbeaufschlagte Fläche auf, die einerseits von dem Steuerdruck der Vorsteuerventile7 ;21 und dem Abluftdruck beaufschlagt werden. Dazu ist das Schaltventil11 mit einer Doppelmembran ausgeführt, d. h., dass eine zweite Schaltmembran45 über den Ventilkörper41 mit der ersten Schaltmembran in Wirkverbindung steht, wobei der Druckunterschied zwischen dem Abluftanschluss29 und dem Druck in der Leitungsverbindung27 eine Schließkraft auf den Ventilkörper41 aufüben. Aus der bildlichen Darstellung wird sofort ersichtlich, dass die Schaltventile11 ;25 deutlich größere Ventilkörper41 ;43 aufweisen als die Schaltventile7 ;21 und deshalb einen größeren Volumenstrom passieren lassen können. - Bei einer Ausrückbewegung strömt das Betriebsmedium von der Druckversorgungseinrichtung
3 durch den Leitungsabschnitt47 zum ersten Schaltventil7 , das in der Durchlassstellung das Betriebsmedium über die Leitungsverbindung27 zum Aktuator13 gelangen lässt. Bei geöffnetem Vorsteuerventil, wie in der2 dargestellt ist, wirkt der Versorgungsdruck einerseits auf die von der Schaltmembran33 und dem Ventilkörper41 gebildete druckbeaufschlagte Fläche und von der Gegenseite nur auf die Schaltmembran33 . Der Druck in der Leitungsverbindung27 , der auf die Unterseite des Ventilkörper41 wirkt, liegt auch an der Schaltmembran45 an, wodurch der Druck kompensiert ist, so dass nur der Versorgungsdruck und die Kraft einer Schließfeder49 das Öffnungsverhalten des Ventilkörpers41 bestimmen. Wenn das Vorsteuerventil9 bestromt wird, ist die Verbindung mit der Druckversorgungseinrichtung unterbrochen, so dass ein Raum51 zwischen der Schaltmembran33 und der Oberseite des Ventilkörpers41 mit dem Abluftanschluss29 verbunden ist. Der Druckunterschied zwischen dem Versorgungsdruck und dem Abluftanschluss bewegt den Ventilkörper von seinem Ventilsitz37 in die Durchlassstellung und ermöglicht den weiteren Strömungsweg über die Leitungsverbindung27 zum Aktuator13 .
Claims (4)
- Betätigungssystem für eine Fahrzeugkupplung, umfassend eine Druckversorgungseinrichtung, an der mindestens zwei einzeln ansteuerbare Schaltventile angeschlossen sind, wobei mindestens ein erstes Schaltventil für einen kleineren Volumenstrom zur Feindosierung einer Aktuatorbewegung und mindestens ein zweites Schaltventil für einen vergleichsweise größeren Volumenstrom vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltventil (
11 ;25 ) über ein Vorsteuerventil (9 ;23 ) betätigt wird und das erste Schaltventil (7 ), das zweite Schaltventil (11 ) und das Vorsteuerventil (9 ) in einer Baueinheit (31 ) zusammengefasst sind, wobei das zweite Schaltventil (11 ;25 ) einen Ventilsitz (37 ;39 ) in Verbindung einer Schaltmembran (33 ;35 ) aufweist, wobei das zweite Schaltventil (11 ) mit einer Doppelmembran ausgeführt ist, deren erste Membran (33 ) mit dem Ventilsitz (37 ) zusammenwirkt und deren zweite Membran (45 ) mit der ersten Membran (33 ) in Wirkverbindung steht, wobei die zweite Membran (45 ) eine Schließkraft auf die erste Membran (33 ) ausübt. - Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (
1 ) für beide Bewegungsrichtungen des Aktuators (13 ) dieselbe Ventilbestückung aufweist. - Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile (
7 –11 ;21 –25 ) zur Ansteuerung beider Bewegungsrichtungen zu einer Baueinheit (31 ) zusammengefasst sind. - Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (
1 ) Luft als Betriebsmedium aufweist und die zweite Membran (45 ) einerseits von einem durch das Vorsteuerventil (7 ) einstellbaren Druck und andererseits von einem Abluftdruck beaufschlagt wird.
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- 2005-06-09 DE DE102005026603A patent/DE102005026603B4/de not_active Expired - Fee Related
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