DE102007026427B4

DE102007026427B4 - Hydraulikkupplung für ein Betätigungssystem zum Betätigen einer Kraftfahrzeugkupplung

Info

Publication number: DE102007026427B4
Application number: DE102007026427A
Authority: DE
Inventors: Boleslaw Tulaczko; Thomas Riess; Dieter Gebauer; Andre Gemeinhardt; Holger Wegner-Braun; Roland Morber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2027-06-07
Also published as: FR2917152A1; DE102007026427A1; US20080302618A1

Abstract

Hydraulikkupplung (24, 124) für ein Betätigungssystem zum Betätigen einer Kraftfahrzeugkupplung mit
– einem Aufnahmeteil (40; 140) mit einer Innenausnehmung (42; 142),
– einem Steckteil (48; 148), welches von dem Aufnahmeteil (40; 140) aufgenommen werden kann,
– einem zwischen dem Aufnahmeteil (40; 140) und dem Steckteil (48; 148) angeordneten Dichtelement (60; 160),
– einem in das Steckteil (48; 148) und in das Aufnahmeteil (40; 140) im montierten Zustand der Hydraulikkupplung (24; 124) eingreifenden Sicherungselement (68; 168), welches das Steckteil (48; 148) und das Aufnahmeteil (40; 140) verliersicher zusammenhält, und mit
– einem Dämpfungselement (72; 172) zum Dämpfen von unerwünschten, sich zwischen dem Aufnahmeteil (40; 140) und dem Steckteil (48; 148) ausbreitenden Schwingungen, wobei das Dämpfungselement (72, 172) in axialer Richtung zumindest mittelbar zwischen dem Sicherungselement (68; 168) und dem Steckteil (48; 148) angeordnet ist, so dass sich das Steckteil (48, 148) im montierten Zustand gegenüber dem...

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikupplung für ein Betätigungssystem zum Betätigen einer Kraftfahrzeugkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanpruchs 1.
Eine gattungsgemäße Hydraulikkupplung wird in der DE 103 52 943 A1 offenbart, welche dazu ausgebildet ist, eine Übertragung der von der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges ausgehenden Axialschwingungen auf den Fahrzeugführer als auch auf die Fahrzeuginsassen zu beseitigen bzw. zumindest wirksam zu reduzieren. Bei dieser Hydraulikkupplung ist das Steckteil zu dem Aufnahmeteil entgegen der Wirkung eines als Elastomerteil ausgeführten Dämpfungselementes axial verlagerbar angeordnet, wobei sich das Dämpfungselement unmittelbar axial benachbart an einem Sicherungsbügel und an dem Aufnahmeteil abstützen kann. Diese Hydraulikkupplung kann sowohl die Ausbreitung der vom Verbrennungsmotor eingeleiteten Körperschwingungen als auch dadurch hervorgerufene Druckpulsationen des hydraulischen Systems deutlich reduzieren und damit den Fahrkomfort spürbar erhöhen.
Es wird bei dieser Anordnung jedoch als nachteilig empfunden, dass die Montage des Sicherungsbügels durch ein fehlerhaft positioniertes Dämpfungselement behindert werden und dadurch relativ umständlich sein kann ist. Zum Weiteren ist bei einer unter Betriebsdruck stehenden Hydraulikkupplung die von einem, insbesondere im Wesentlichen an zwei Umfangspositionen am Dämpfungselement tangential eingreifen den Sicherungsbügels, auf das Dämpfungselement wirkende Flächenpressung lokal außerordentlich hoch, so dass sich der Sicherungsbügel in ein als Elastomerteil ausgebildetes Dämpfungselement einarbeiten und letzlich dessen Wirkung beeinträchtigen bzw. ganz aufheben kann.
Davon ausgehend liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu überwinden.
Die Erfindung löst die vorstehend genannte Aufgabe bei einer Hydraulikkupplung der eingangs genannten Art mit dem im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmal.
Es wird somit eine Hydraulikupplung für ein Betätigungssystem zum Betätigen einer Kraftfahrzeugkupplung bereitgestellt mit einem Aufnahmeteil mit einer Innenausnehmung, mit einem Steckteil, welches von dem Aufnahmeteil aufgenommen werden kann und wobei zwischen dem Aufnahmeteil und dem Steckteil ein Dichtelement vorgesehen ist. Die Hydraulikkupplung umfasst weiter ein in das Steckteil und in das Aufnahmeteil im montierten Zustand der Hydraulikkupplung eingreifendes Sicherungselement, welches das Steckteil und das Aufnahmeteil verliersicher zusammenhält, und ein Dämpfungselement zum Dämpfen von unerwünschten, sich zwischen dem Aufnahmeteil und dem Steckteil ausbreitenden Schwingungen, wobei das Dämpfungselement in axialer Richtung zumindest mittelbar zwischen dem Sicherungselement und dem Steckteil angeordnet ist, so dass sich das Steckteil im montierten Zustand gegenüber dem Aufnahmeteil axial verlagern kann.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, zwischen dem Dämpfungselement und dem Sicherungselement ein Stützelement vorzusehen. Durch dieses Stützelement wird das Dämpfungselement bei der Montage der Hydraulikkupplung zunächst sicher an dessen Position gehalten und der erforderliche Montageraum zum leichten Einfügen des Sicherungselementes freigehalten. Weiterhin wird nunmehr bei einer unter Druck stehender Hydraulikkupplung die an dem Dämpfungselement angreifende Stützkraft über das Stützelement auf das Dämpfungselement geleitet, wobei durch dessen konstruktive Gestaltung eine erhebliche Reduzierung der auf das Dämpfungselement wirkenden Flächenpressung erreicht werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Betätigungseinrichtung zum Betätigen einer Kraftfahrzeugkupplung;
2a eine Hydraulikkupplung mit einem Stützelement und einem separaten Dämpfungselement;
2b eine perspektivische Darstellung eines ringförmigen Stützelementes;
3 eine Hydraulikkupplung mit einem Stützelement und einem einstückig mit einem Dichtelement ausgeführten Dämpfungselement.
Gemäß 1 wird zunächst schematisch eine hydraulische Betätigungseinrichtung 10 zum Betätigen einer Kraftfahrzeugkupplung 12 gezeigt, welche an einem Chassis 14 eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und wobei ein Geberzylinder 16 mit einem Kolben 18 und ein Nehmerzylinder 20 mit einem Kolben 22 angeordnet sind, die miteinander über Hydraulikkupplungen 24 mit einer mit einem Fluid 25 befüllten Hydraulikleitung 26 verbunden sind und einen gemeinsamen Druckraum 28 ausbilden. Der Kolben 18 des Geberzylinders 16 kann durch ein Pedal 30 betätigt werden, woraufhin sich der Kolben 22 des Nehmerzylinders 20 verschiebt und eine Kupplungsgabel 32 zum Ausrücken der Kupplung 12 an einem als Verbrennungsmotor 34 ausgebildeten Antriebsaggregat steuert. Die Kupplung 12 ist eingangsseitig mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 34 und ausgangsseitig mit einem Schaltgetriebe 36 verbunden.
2a zeigt eine Hydraulikkupplung 24, die gleichzeitig zur Dämpfung von Körperschwingungen und zur Dämpfung von Druckpulsationen in dem hydraulischen Betätigungssystem gemäß 1 dient. Die Hydraulikkuppplung 24 umfasst ein gehäuseförmiges zylindrisches Aufnahmeteil 40 mit einer gestuften zylindrischen Innenausnehmung 42, die eine Innenumfangsfläche 44 und eine Bodenfläche 46 aufweist. In der Ausnehmung 42 ist ein dazu korrespondierend, ebenfalls zylindrisch gestuft ausgeführtes Steckteil 48 mit einer durchmessergestuften Außenumfangsfläche 50, einem konischen Übergangsbereich 51 und einer Stirnfläche 52 angeordnet. In dem Aufnahmeteil 40 und in dem Steckteil 48 sind Kanäle 54, 56 ausgeführt, welche nach dem Zusammenstecken der Teile 40, 48 eine Strömungsverbindung für ein in dem hydraulischen System befindliches Fluid herstellen. Das Steckteil 48 ist in 2a als Bestandteil einer Hydraulikleitung 26 ausgebildet, während das Aufnahmeteil 40 einteilig mit einem Gehäuse 59 eines hydraulischen Stellzylinders ausgeführt ist.
Zur Herstellung einer fluiddichten Verbindung zwischen den Teilen 40, 48 ist im axial vorderen Abschnitt des Steckteils 48 eine Ringnut 58 vorgesehen, die ein sich an der Innenumfangsfläche 44 unter Vorspannung abstützendes Dichtelement 60, bevorzugt eine aus einem Elastomer gefertigte O-Ringdichtung, mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften aufnimmt.
Die Hydraulikkupplung 24 verfügt weiter über eine Trennsicherung 62, die im montierten Zustand ein unbeabsichtigtes Lösen der Teile 40, 48 verhindert. Dazu ist im Steckteil 48 eine im Durchmesser gestufte Ringnut 64 und am Aufnahmeteil 40 ein in Umfangsrichtung unterbrochener Radialschlitz 66 ausgeführt, in welche ein aus rundem Federstahldraht geformtes Sicherungselement 68 unter dessen kurzzeitiger Aufweitung eingeschnappt werden kann. Das Sicherungselement 68 stützt sich einerseits axial an der zur Hydraulikleitung 26 weisenden Seite an der Wandung der Nut 64 und am Aufnahmeteil 40 ab und liegt mit der anderen Seite an einem Scheibenabschnitt 70a eines ringförmigen aus einem Kunststoff gefertigten Stützelementes 70 an.
Das Stützelement 70 ist gemeinsam mit einem als Elastomerring gefertigten Dämpfungselement 72 in einem gegenüber dem Sicherungselement 68 abgesetzten Abschnitt der Nut 64 eingebracht und kann sich dort an einem Absatz 74 abstützen.
2b zeigt eine perspektivische Darstellung des Stützelementes 70, wobei der Scheibenabschnitt 70a segmentiert ausgeführt und gemeinsam mit einem Rohrabschnitt 70b an einer Stelle durch einen zu Montagezwecken aufweitbaren Schlitz 76 unterbrochen ist. Das Stützelement 70 ist bevorzugt aus einem gegenüber dem Dämpfungsement härterem Material, beispielsweise einem dehnbaren Kunststoff oder einem metallischen Werkstoff, gefertigt. In 2a ist erkennbar, dass der Rohrabschnitt 70b das Dämpfungselement 72 axial übergreift und an der Außenumfangsfläche 50 des Steckteils 48 anliegt. Der Außendurchmesser des Stützelementes 70 ist so zum Innendurchmesser des Aufnahmeteils 40 gewählt, dass dadurch die Teile 40, 48 zueinander zentriert werden können.
Bei der Montage des Steckteils 48 wird zunächst das Dämpfungselement 72 in die Nut 64 eingelegt und der Stützring 70 am Absatz 74 eingeclipst, so dass der Stützring 70 dadurch das Dämpfungselement 72 sicher an der in 2a linken Wandung 75 der Nut 64 festlegt und den für das Sicherungselement 68 vorgesehenen Montagebereich freihält. Dadurch ist bei der Montage der Hydraulikkupplung 24 an einem Fahrzeug, d. h. beim Einführen der Hydraulikleitung 26 in den Geber- 16 und/oder den Nehmerzylinder 20, ein sicheres Einführen des Sicherungselementes 68 gewährleistet.
Bei einem durch eine Betätigung der Kraftfahrzeugkupplung 12 in dem hydraulischen Betätigungssystem gemäß 1 erzeugten Druckaufbau kann sich das Steckteil 48 unter einer Komprimierung des Dämpfungselements 72 geringfügig axial verlagern. Die Hydraulikkupplung 24 ist außerdem in der Lage, bei einer sich in dem hydrauli schen System ausbreitenden Druckpulsation eine dazu korrespondierende Änderung ihres Aufnahmevolumens durch eine kurzeitige und reversible Axialverschiebung von Steck- 48 und Aufnahmeteil 40 auszuführen und somit der Druckpulsation entgegenzuwirken. Bei Auswahl von schallabsorbierenden Werkstoffen für das Dämpfungselement 72 und den Stützring 70 werden auch von einem Verbrennungsmotor des Fahrzeuges ausgehende Körperschwingungen weitestgehend eleminiert bzw. zumindest merklich geschwächt.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Hydraulikkupplung 124, welche bis auf die nachfolgend beschrieben Besonderheiten des Steckteils 148 identisch zu derjenigen der 2a aufgebaut und funktionsgleich ist, so dass die vorgenannten Ausführungen hierbei gleichfalls zutreffen. Die Bezugsziffern von gleichen bzw. gleichwirkenden Teilen wurden hierbei jeweils um eine vorangestellte Ziffer „1” ergänzt.
Das in 3 dargestellte Dämpfungselement 172 ist wiederum aus einem Elastomerwerkstoff gefertigt, jedoch schlauchförmig ausgebildet und am Steckteil 148 mit einem Endabschnitt 172a in einer Ringnut 164 fixiert. Der andere Endabschnitt 172b weist eine äußere ringförmige Dichtwulst 160a zum Zusammenwirken mit der Innenumfangsfläche 144 und eine innere ebenfalls ringförmige Dichtwulst 160b auf, die in eine am Steckteil 148 ausgebildete umlaufende Nut 158 eingreift. Das Steckteil 148 ist im Bereich der Stirnfläche 152 mit einem Ringkragen 153 ausgeführt, an dem das Dämpfungselement 172 axial anliegt und diesem im Außendurchmesser entspricht. Es ist erkennbar, dass das Dämpfungselement 172 innerhalb der Nut 164 über den Nutgrund 164a bis zur Wandung 164b erstreckt, wobei ein ebenfalls nutförmiger Frei raum verbleibt. In diesen ist ein Stützelement 170 in Form eines Winkelringes so eingelegt, dass dessen axialer Schenkel 170b an der Nutwandung 164b und dessen radialer Schenkel 170a an einem Absatz des Dämpfungselementes 172 anliegt. Bei der Montage der Hydraulikkupplung 124 kann somit das Sicherungselement 168 mühelos in den dafür vorgesehenen Nutbereich eingeführt werden. Durch die flächenhafte Ausbildung des Dämpfungselementes 172 kann die Übertragung störender Schwingungen vom Steckteil 148 auf das Aufnahmeteil 140 noch weiter reduziert werden.
Anstelle in den 2a, 3 dargestellten separaten Dämpfungselementes 70, 170 kann dieses auch einteilig mit dem Steck- oder dem Aufnahmeteil, beispielsweise durch Anspritzen, ausgeführt werden. Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Hydraulikkupplung auch zwischen zwei Abschnitten der Hydraulikleitung 26 oder generell zwischen zwei beliebigen Komponenten eiens hydraulischen Betätigungssystems ausgeführt sein.

Claims

Hydraulikkupplung (24, 124) für ein Betätigungssystem zum Betätigen einer Kraftfahrzeugkupplung mit – einem Aufnahmeteil (40; 140) mit einer Innenausnehmung (42; 142), – einem Steckteil (48; 148), welches von dem Aufnahmeteil (40; 140) aufgenommen werden kann, – einem zwischen dem Aufnahmeteil (40; 140) und dem Steckteil (48; 148) angeordneten Dichtelement (60; 160), – einem in das Steckteil (48; 148) und in das Aufnahmeteil (40; 140) im montierten Zustand der Hydraulikkupplung (24; 124) eingreifenden Sicherungselement (68; 168), welches das Steckteil (48; 148) und das Aufnahmeteil (40; 140) verliersicher zusammenhält, und mit – einem Dämpfungselement (72; 172) zum Dämpfen von unerwünschten, sich zwischen dem Aufnahmeteil (40; 140) und dem Steckteil (48; 148) ausbreitenden Schwingungen, wobei das Dämpfungselement (72, 172) in axialer Richtung zumindest mittelbar zwischen dem Sicherungselement (68; 168) und dem Steckteil (48; 148) angeordnet ist, so dass sich das Steckteil (48, 148) im montierten Zustand gegenüber dem Aufnahmeteil (40; 140) axial verlagern kann, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dämpfungselement (72; 172) und dem Sicherungselement (68; 168) ein Stützelement (70; 170) vorgesehen ist.
Hydraulikkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Stützelement (70; 170) an dem Steckteil (48; 148) oder dem Aufnahmeteil (40; 140) und an dem Dämpfungselement (72; 172) abstützt.
Hydraulikkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement und das Dämpfungselement gegenseitig axial beabstandet gemeinsam an einem Teil ausgeführt sind.
Hydraulikkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (72) von einem Abschnitt (70b) des Sicherungselementes (70) axial übergriffen wird.
Hydraulikkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (72; 172) als Elastomerteil ausgeführt ist.
Hydraulikkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (70; 170) aus einem gegenüber dem Dämpfungsement (72; 172) härterem Material gefertigt ist.