-
Die
Erfindung betrifft ein hydraulisches System, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder,
die durch eine hydraulische Strecke miteinander verbunden sind,
in der eine Pumpe angeordnet ist.
-
Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2005 041 419 A1 ist
ein hydraulisches System mit einem Geberzylinder, einem Nehmerzylinder
und einer diese verbindenden Druckmediumsleitung bekannt, bei dem
eine kostengünstige Druckerhöhung erzielt wird,
indem das hydraulische System eine Pumpe mit einem Eingang und einem
Ausgang und ein Ventil umfasst, die in der Druckmediumsleitung zwischen
Geberzylinder und Nehmerzylinder angeordnet sind.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein hydraulisches System gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das einfach aufgebaut und kostengünstig
herstellbar ist.
-
Die
Aufgabe ist bei einem hydraulischen System, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder,
die durch eine hydraulische Strecke miteinander verbunden sind,
in der eine Pumpe angeordnet ist, dadurch gelöst, dass
die Pumpe insbesondere direkt durch einen Antriebsstrang angetrieben
ist. Dadurch kann beispielsweise zum Betrieb einer elektrischen
Pumpe benötigte Energie eingespart werden.
-
Die
Aufgabe ist bei einem hydraulischen System gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 auch dadurch gelöst, dass ein
hydraulischer Speicher in der hydraulischen Strecke parallel zu
der Pumpe geschaltet ist. Der hydraulische Speicher wird vorzugsweise
während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs, das mit dem hydraulischen
System ausgestattet ist, aufgeladen und übernimmt bei stehendem
Kraftfahrzeug die Funktion der Pumpe, bevor der Motor des Kraftfahrzeugs
die Pumpe ausreichend antreibt.
-
Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Systems
ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückschlagventileinrichtung
so in Reihe zwischen die Pumpe und den hydraulischen Speicher geschaltet
ist, dass eine Strömung nur in einer Richtung von der Pumpe
in den hydraulischen Speicher ermöglicht wird. Eine Strömung
in der umgekehrten Richtung von dem hydraulischen Speicher zur Pumpe
wird durch die Rückschlagventileinrichtung verhindert.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen
Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den hydraulischen
Speicher und den Nehmerzylinder eine erste Schaltventileinrichtung
geschaltet ist, die bei einer Betätigung des Geberzylinders öffnet.
Der Geberzylinder wird zum Beispiel durch ein Pedal betätigt,
das mit einem Geberkolben in dem Geberzylinder gekoppelt ist.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen
Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltventileinrichtung
durch den Differenzdruck einer ersten Messblende gesteuert ist,
die in Reihe zwischen den Geberzylinder und den hydraulischen Speicher
geschaltet ist. Die erste Messblende reagiert auf eine Betätigung
des Geberzylinders mit einer Druckdifferenz, welche die erste Schaltventileinrichtung
steuert.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen
Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltventileinrichtung
einen federvorgespannten Schaltventilkolben umfasst, der mit dem
Differenzdruck der ersten Messblende beaufschlagt ist. Der Schaltventilkolben
ist vorzugsweise mit dem Druck auf der Nehmerzylinderseite und dem
Druck vor der Pumpe beaufschlagt.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen
Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Schaltventileinrichtung
in Reihe zwischen die Pumpe und den Nehmerzylinder geschaltet ist.
Die zweite Schaltventileinrichtung dient dazu, die Strömung
von der Pumpe in den Nehmerzylinder zu beeinflussen.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen
Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schaltventileinrichtung
vom Speicherweg des hydraulischen Speichers gesteuert ist. Wenn
der hydraulische Speicher geladen ist, dann lässt die zweite
Schaltventileinrichtung eine Strömung von der Pumpe zu
dem Nehmerzylinder zu.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen
Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Messblende
in Reihe zwischen die erste Schaltventileinrichtung den Nehmerzylinder
geschaltet ist. Die zweite Messblende dient dazu, die Rückschlagventileinrichtung
zwischen der Pumpe und dem hydraulischen Speicher geschlossen zu
halten, wenn die beiden Schaltventileinrichtungen geschlossen sind.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen
Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Ventileinrichtung
in der hydraulischen Strecke parallel zu der Pumpe und dem hydraulischen
Speicher geschaltet ist. Bei der Ventileinrichtung handelt es sich
vorzugsweise um eine Steuerventileinrichtung und/oder eine Rückschlagventileinrichtung.
Besonders vorteilhaft sind sowohl eine Steuerventileinrichtung als
auch eine Rückschlagventileinrichtung parallel zu der Pumpe und
dem hydraulischen Speicher geschaltet.
-
Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen
Systems ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerventileinrichtung
in der hydraulischen Strecke parallel zu der Pumpe und dem hydraulischen
Speicher geschaltet ist. Vorzugsweise wird die Ventilstellung der
Steuerventileinrichtung durch den Druck auf der Geberzylinderseite
gesteuert. Zu diesem Zweck umfasst die Steuerventileinrichtung zum
Beispiel einen Steuerventilkolben, der durch eine Steuerventilfederkraft
beaufschlagt ist, die entgegen der Druckbeaufschlagung durch die
Geberzylinderseite wirkt.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben
sind. Es zeigen:
-
1 einen
prinzipiellen Hydraulikplan eines erfindungsgemäßen
hydraulischen Systems und
-
2 ein
Beispiel für eine Ausführung des Hydrauliksystems
aus 1.
-
In 1 ist
der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen
hydraulischen Systems 4 beschrieben, das auch als Hydrauliksystem
bezeichnet wird. Das Hydrauliksystem 4 umfasst einen Geberzylinder
G sowie einen Nehmerzylinder N, die über eine hydraulische Übertragungsstrecke 5 miteinander
verbunden sind. Der Geberzylinder, der nur durch den Buchstaben
G angedeutet ist, umfasst einen Geberzylinderkolben, der in einem
Geberzylindergehäuse verschiebbar angeordnet ist und mit
diesem zusammen einen Geberzylinderdruckraum begrenzt. Der Geberzylinderkolben
kann zum Beispiel mittels einer Kolbenstange über ein Pedal
betätigt werden. Der Nehmerzylinder, der nur durch den
Buchstaben N angedeutet ist, umfasst einen Nehmerzylinderkolben, der
zusammen mit einem Nehmerzylindergehäuse einen Nehmerzylinderdruckraum
begrenzt. Bei dem Nehmerzylinder kann es sich beispielsweise um
einen Zentralausrücker handeln oder um eine Kolben/Zylinder-Anordnung,
die jeweils über weitere nicht dargestellte Übertragungsmittel
mit einem nicht dargestellten Ausrücklager einer Kupplungsbetätigungsvorrichtung
zusammenwirken. Derartige Zentralausrücker oder Nehmerzylinderkolben
sind an sich bekannt und werden daher hier nicht näher dargestellt.
Ebenso ist der Geberzylinder samt Betätigung durch ein
Pedal an sich bekannt, so dass dieser hier ebenfalls nicht näher
dargestellt ist.
-
Die
hydraulische Übertragungsstrecke 5 umfasst eine
geberzylinderseitige Anschlussleitung 8 sowie eine nehmerzylinderseitige
Anschlussleitung 9. In der geberzylinderseitigen Anschlussleitung 8 ist zwischen
dem Geberzylinder G und einer geberzylinderseitigen Verzweigungsstelle 10 eine
erste Messblende 11 angeordnet, die auf Pedalbetätigung
mit einer Druckdifferenz delta pB reagiert.
Zwischen der Verzweigungsstelle 10 und einer weiteren Verzweigungsstelle 12 ist
ein hydraulischer Speicher 14 angeordnet. Der hydraulische
Speicher 14 umfasst ein Speichergehäuse 15 mit
einem ersten Druckraum 16, der mit der Verzweigungsstelle 10 in
Verbindung steht und in dem eine Speicherfeder 17 angeordnet ist.
Die Speicherfeder 17 ist als Druckfeder ausgeführt
und zwischen einer Stirnseite des vorzugsweise als Zylinder ausgeführten
Speichergehäuses 15 und einem Speicherkolben 18 eingespannt.
Der Speicherkolben 18 unterteilt das Speichergehäuse 15 in den
ersten Druckraum 16 und einen zweiten Druckraum 19,
der auch als Speicherdruckraum bezeichnet wird. Durch den zweiten
Druckraum 19 erstreckt sich eine an dem Speicherkolben 18 befestigte
Speicherkolbenstange 20 aus dem Speichergehäuse 15 heraus.
Der zweite Druckraum 19 steht mit der Verzweigungsstelle 12 in
Verbindung.
-
Zwischen
der Verzweigungsstelle 12 und einer nehmerzylinderseitigen
Verzweigungsstelle 22 ist, ausgehend von der Verzweigungsstelle 12,
zunächst eine erste Schaltventileinrichtung 24 angeordnet,
die, wie durch eine gestrichelte Linie 25 angedeutet ist, über
den Differenzdruck delta pB gesteuert wird.
Zwischen der ersten Schaltventileinrichtung 24 und der
nehmerzylinderseitigen Verzweigungsstelle 22 ist eine zweite
Messblende 28 angeordnet, deren Funktion später
erläutert wird.
-
Zwischen
die geberzylinderseitige Verzweigungsstelle 10 und die
nehmerzylinderseitige Verzweigungsstelle 22 ist parallel
zu dem hydraulischen Speicher 18, der auch als Hydraulikspeicher
bezeichnet wird, ein System 30 geschaltet, das eine Pumpe 31,
eine Steuerventileinrichtung 32 und eine Rückschlagventileinrichtung 33 umfasst,
die auch als Sicherheitsventileinrichtung bezeichnet wird. Die Pumpe 31 ist
gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden
Erfindung durch den Triebstrang eines Kraftfahrzeugs mechanisch
angetrieben. Die Rückschlagventileinrichtung 33,
die auch als Sicherheitsventileinrichtung bezeichnet wird, ist parallel
zu der Pumpe 31 zwischen die geberzylinderseitige Verzweigungsstelle 10 und
die nehmerzylinderseitige Verzweigungsstelle 22 geschaltet.
Bei dem Sicherheitsventil 33 handelt es sich zum Beispiel
um ein federkraftbeaufschlagtes Rückschlagventil, das öffnet, sobald
der Druck in der geberzylinderseitigen Anschlussleitung 8 um
einen Öffnungsdruck höher ist als in der nehmerzylinderseitigen
Anschlussleitung 9. Durch die Sicherheitsventileinrichtung 33 wird
ein Bypass für die Pumpe 31 realisiert, der wirksam
wird, wenn zum Beispiel die Pumpe 31 ausfällt.
-
Parallel
zu der Pumpe 31 und parallel zu dem Sicherheitsventil 33 ist
zwischen die geberzylinderseitige Verzweigungsstelle 10 und
die nehmerzylinderseitige Verzweigungsstelle 22 die Steuerventileinrichtung 32 geschaltet.
Bei der Steuerventileinrichtung 32 handelt es sich um ein
2-Wegeventil mit einem Ventilkolben, der über eine (nicht
dargestellte) Steuerleitung zwischen dem Ventilkolben und einer geberzylinderseitigen
Anschlussstelle der Steuerventileinrichtung 32 druckbetätigt
ist. Der Ventilkolben der Steuerventileinrichtung 32 ist
zum Beispiel durch eine Ventilfeder beaufschlagt, welche die Steuerventileinrichtung 32 in
eine Grundstellung mit maximalem Durchfluss vorspannt. Bei einer
Druckerhöhung auf der Geberzylinderseite wird der Steuerkolben über
die Steuerleitung entgegen der Kraft der Ventilfeder kontinuierlich
abhängig von dem Druck auf der Geberzylinderseite in eine
Ventilstellung gedrückt, in der ein Minimaldurchfluss gegeben
ist. Es handelt sich also um eine druckabhängige Drossel. Aus
Sicht der Geberzylinderseite handelt es sich um ein Druckbegrenzungsventil,
das den Maximaldruck auf der Geberzylinderseite begrenzt.
-
Auf
der Nehmerzylinderseite der Pumpe 31 ist zwischen der Pumpe 31 und
der nehmerzylinderseitigen Verzweigungsstelle 22 eine zweite
Schaltventileinrichtung 35 vorgesehen. Zwischen der Pumpe 31 und
der zweiten Schaltventileinrichtung 35 ist eine weitere
Verzweigungsstelle 36 vorgesehen, die über eine
Leitung, in der eine Rückschlagventileinrichtung 38 vorgesehen
ist, mit der Verzweigungsstelle 12 verbunden ist.
-
Durch
das erfindungsgemäße Hydrauliksystem 4 wird
eine hydraulische Kupplungspedalservounterstützung mit
Direktantrieb und startunterstüztem hydraulischem Speicher
geschaffen. Ziel einer Kupplungspedalservounterstützung
ist eine Reduzierung der vom Fahrer gespürten Pedalkraft
mit Hilfe der Pumpe 31. Dabei stellt die Pumpe 31 eine
Quelle hydraulischer Energie dar. Durch den direkten Antrieb der
Pumpe 31 vom Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs können
erhebliche Kosten eingespart werden. Durch das erfindungsgemäße
Hydrauliksystem 4 wird eine komfortable Pedalbetätigung
auch bei stehendem Motor gewährleitstet. Dabei ist die
Rückschlagventileinrichtung 38 so in Reihe mit
dem hydraulischen Speicher 14 geschaltet, dass eine Hydraulikströmung
nur von der Pumpe 31 in den Speicher 14 möglich
ist, und nicht umgekehrt. Die mit der ersten Messblende 11 gekoppelte
erste Schaltventileinrichtung 24 öffnet, wenn
das Pedal auf der Geberzylinderseite betätigt wird. Die
zweite Messblende 28 dient dazu, dass die Rückschlagventileinrichtung 38 aufgrund
des Widerstands der Messblende 28 geschlossen ist, wenn
die erste Schaltventileinrichtung 24 und die zweite Schaltventileinrichtung 35 geschlossen
sind. Dadurch kann bei geladenem Speicher 14 zwischen den
Pedalbetätigungen Energie der Pumpe 31 gespart
werden.
-
In 2 ist
ein Ausführungsbeispiel des in 1 prinzipiell
dargestellten Hydrauliksystems 4 in Form eines Hydrauliksystems 40 dargestellt,
das auf das Hydrauliksystem 4 zurückgeht. Zur
Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden gleiche
Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf
die vorangegangene Beschreibung der 1 verwiesen.
Im Folgenden wird hauptsächlich auf die Unterschiede zwischen
den beiden Hydrauliksystemen 4 und 40 eingegangen.
-
Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sieht
man, dass die erste Schaltventileinrichtung 24 über
eine Leitung 41, in der die zweite Messblende 28 vorgesehen
ist, mit der nehmerzylinderseitigen Verzweigungsstelle 22 verbunden
ist. Über eine weitere Leitung 42 ist die erste
Schaltventileinrichtung 24 mit der Verzweigungsstelle 12 verbunden. Die
erste Schaltventileinrichtung 24 umfasst ein Ventilgehäuse 44,
in dem ein Schaltventilkolben 45 gegen die Wirkung einer
Schaltventilfeder 46 hin und her bewegbar ist. Eine Stirnseite
des Schaltventilkolbens 45 ist mit dem geberzylinderseitigen
Druck vor der ersten Messblende 11 beaufschlagt. Die andere Stirnseite
des Schaltventilkolbens 45 ist mit dem Druck nach der ersten
Messblende 11 beaufschlagt.
-
Die
zweite Schaltventileinrichtung 35 umfasst einen Schaltventilkolben 50,
der hin und her bewegbar in einem Schaltventilgehäuse angeordnet
ist, das über eine Ausgleichsleitung 51 druckausgeglichen
ist. Der Schaltventilkolben 50 ist über die Speicherkolbenstange 20 mit
dem Speicherkolben 18 des hydraulischen Speichers 14 gekoppelt.
An das Schaltventilgehäuse der zweiten Schaltventileinrichtung 35 sind
eine Leitung 52, die mit der Verzweigungsstelle 36 verbunden
ist, und eine weitere Leitung 53 angeschlossen, die mit
einer Verzweigungsstelle 54 verbunden ist, die wiederum
in einer Verbindungsleitung zwischen der Steuerventileinrichtung 32 und
der nehmerzylinderseitigen Verzweigungsstelle 22 vorgesehen
ist.
-
Die
Grundidee der Erfindung besteht darin, dass während der
Fahrt der hydraulischen Speicher 14 geladen wird, der dann
im Stand des Autos die Funktion der Pumpe 31 übernimmt,
bevor der Motor im Fahrbetrieb die Pumpe 31 antreibt. Gemäß einem wesentlichen
Aspekt der Erfindung wird ein hydraulisches System 4; 40 zur
Servounterstützung der Kupplungspedalbetätigung
geschaffen, das direkt vom Triebstrang des Kraftfahrzeugs angetrieben
ist.
-
- 4
- Hydrauliksystem
- 5
- hydraulische Übertragungsstrecke
- 8
- Anschlussleitung
- 9
- Anschlussleitung
- 10
- Verzweigungsstelle
- 11
- erste
Messblende
- 12
- Verzweigungsstelle
- 14
- hydraulischer
Speicher
- 15
- Speichergehäuse
- 16
- erster
Druckraum
- 17
- Speicherfeder
- 18
- Speicherkolben
- 19
- zweiter
Druckraum
- 20
- Speicherkolbenstange
- 22
- Verzweigungsstelle
- 24
- Schaltventileinrichtung
- 25
- gestrichelte
Linie
- 28
- zweite
Messblende
- 30
- System
- 31
- Pumpe
- 32
- Steuerventileinrichtung
- 33
- Rückschlagventileinrichtung
- 35
- zweite
Schaltventileinrichtung
- 36
- Verzweigungsstelle
- 38
- Rückschlagventileinrichtung
- 40
- Hydrauliksystem
- 41
- Leitung
- 42
- Leitung
- 44
- Ventilgehäuse
- 45
- Schaltventilkolben
- 46
- Schaltventilfeder
- 50
- Schaltventilkolben
- 51
- Ausgleichsleitung
- 52
- Leitung
- 53
- Leitung
- 54
- Verzweigungsstelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005041419
A1 [0002]