DE102011082820A1

DE102011082820A1 - Kupplungsbetätigungssystem

Info

Publication number: DE102011082820A1
Application number: DE102011082820A
Authority: DE
Inventors: Marco Grethel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2031-09-17
Also published as: DE102011082820B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsbetätigungssystem mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder, die durch eine hydraulische Strecke miteinander verbunden sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Nehmerzylinder einen Entlüftungsanschluss aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsbetätigungssystem mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder, die durch eine hydraulische Strecke miteinander verbunden sind.
Aus der deutschen Auslegeschrift DE 1 132 446 A1 ist eine hydraulische Kupplung mit einem Dämpfungszylinder bekannt, der ein während eines Ausrückvorgangs wirksames und eine Drosselöffnung überbrückendes Entlüftungsventil aufweist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 15 779 A1 ist eine Vorrichtung zur Belüftung einer hydraulisch betätigbaren Kupplung mit Kupplungsräumen bekannt, die beim Bremsen schlagartig mit Öl befüllt werden, wobei die im Kupplungsraum befindliche Luft komprimiert wird. Dadurch entstandene Lufteinschlüsse werden mit ansteigendem Druck während eines Schaltvorgangs durch ein spezielles Entlüftungsventil abgebaut.
Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache Art und Weise eine Entlüftung einer hydraulischen Strecke in einem Kupplungsbetätigungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu ermöglichen.
Die Aufgabe ist bei einem Kupplungsbetätigungssystem mit einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder, die durch eine hydraulische Strecke miteinander verbunden sind, dadurch gelöst, dass der Nehmerzylinder einen Entlüftungsanschluss aufweist. Bei dem Entlüftungsanschluss handelt es sich um einen zusätzlichen Anschluss des Nehmerzylinders. Bei dem Kupplungsbetätigungssystem handelt es sich vorzugsweise um ein hydrostatisches Kupplungsbetätigungssystem, mit dem eine Kupplung semihydraulisch angesteuert wird. Dabei wird ein Kupplungspedal der Kupplung durch eine elektromechanische Aktorik ersetzt, durch welche die Kupplung automatisiert betätigt wird. In dem Geberzylinder ist ein Geberkolben hin und her bewegbar aufgenommen, der unter Zwischenschaltung eines Getriebes vorzugsweise durch einen Elektromotor zum Betätigen der Kupplung bewegt wird. Dabei hat der Aktor je Funktion nur eine hydraulische Strecke, das heißt, es herrscht kein permanenter Durchfluss von Hydraulikmedium am Aktor. Diese Art der Ansteuerung wird auch als hydrostatische Ansteuerung bezeichnet. Durch den zusätzlichen Entlüftungsanschluss am Nehmerzylinder wird auf einfache Art und Weise eine aktive Entlüftung der hydraulischen Strecke zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder ermöglicht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungsanschluss so ausgeführt und bemessen ist, dass der Entlüftungsanschluss nur Luft, nicht aber Hydraulikmedium, einen ungehinderten Durchtritt ermöglicht. Der Entlüftungsanschluss hat einen sehr geringen Durchtrittsquerschnitt und ist daher für ein permanentes Durchströmen mit Hydraulikmedium nicht geeignet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungsanschluss an einer, bezogen auf eine Wirkungslinie der Erdschwerkraft, hoch beziehungsweise höchst gelegenen Stelle des Nehmerzylinders angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass möglichst nur Luft und kein oder nur wenig Hydraulikmedium am Entlüftungsanschluss austritt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventileinrichtung an den Entlüftungsanschluss angeschlossen ist. Da der Entlüftungsanschluss für ein permanentes Durchströmen mit Hydraulikmedium nicht geeignet ist, werden nur relativ kleine Kräfte benötigt, um den Entlüftungsanschluss mit Hilfe der Ventileinrichtung im normalen Betrieb des Kupplungsbetätigungssystems zuzuhalten. Die Ventileinrichtung verschließt im normalen Betrieb des Kupplungsbetätigungssystems den Entlüftungsanschluss und wird vorzugsweise nur zum Entlüften geöffnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als Sitzventil ausgeführt ist und/oder elektrisch betätigbar ist. Dabei kann die Ventileinrichtung relativ einfach ausgeführt sein. Die elektrische Betätigung der Ventileinrichtung erfolgt vorzugsweise über ein elektrisches beziehungsweise elektronisches Steuergerät.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung zwischen dem Entlüftungsanschluss und einem Vorratsbehälter für Hydraulikmedium angeordnet ist. Die beim Entlüften am Entlüftungsanschluss austretende Luft wird dem Vorratsbehälter, vorzugsweise oberhalb eines Hydraulikmediumspiegels in dem Vorratsbehälter, zugeführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein Entlüftungsventil umfasst. Das Entlüftungsventil ist vorzugsweise als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt. Dabei ist das Entlüftungsventil vorzugsweise in seine Schließstellung vorgespannt, in welcher der Entlüftungsanschluss verschlossen ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein Nachlaufventil umfasst. Das Nachlaufventil ist vorzugsweise als 2/2-Wegeventil mit einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung ausgeführt. Über das geöffnete Nachlaufventil kann die leere Hydraulikstrecke, zum Beispiel bei einer Erstinbetriebnahme des Kupplungsbetätigungssystems, nach und nach mit Hydraulikmedium befüllt werden. Nach einem Befüllhub, der bei geöffnetem Nachlaufventil durchgeführt wird, wird ein Entlüftungshub durchgeführt, in welchem Luft bei geöffnetem Entlüftungsventil entweichen kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung zwischen dem Geberzylinder und einem beziehungsweise dem Vorratsbehälter angeordnet ist. Um die Nachlauffunktion zu ermöglichen, kann die Ventileinrichtung an eine beliebige Stelle der hydraulischen Strecke angeschlossen werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als 4/3-Wegeventil mit einer Entlüftungsventilfunktion und einer Nachlaufventilfunktion ausgeführt ist. Alternativ können die Entlüftungsventilfunktion und die Nachlaufventilfunktion auch durch separate Ventile dargestellt werden. Die Verwendung von separaten Ventilen kann bei der Realisierung der Dichtheit der jeweiligen Ventile Vorteile bringen.
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum in Betrieb nehmen und/oder zum Betreiben eines vorab beschriebenen Kupplungsbetätigungssystems. Die Erfindung betrifft darüber hinaus gegebenenfalls eine Ventileinrichtung für ein vorab beschriebenes Kupplungsbetätigungssystem.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 ein Kupplungsbetätigungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem relativ einfachen Entlüftungsventil an einem Entlüftungsanschluss eines Nehmerzylinders und
2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Kupplungsbetätigungssystems mit einer Ventileinrichtung, die sowohl eine Entlüftungsventilfunktion als auch eine Nachlaufventilfunktion ermöglicht.
In den 1 und 2 ist jeweils ein erfindungsgemäßes Kupplungsbetätigungssystem 1; 41 in Form eines Hydraulikschaltplans dargestellt. Das Kupplungsbetätigungssystem 1; 41 umfasst einen hydraulischen Geberzylinder 3 und einen hydraulischen Nehmerzylinder 4. Der Geberzylinder 3 und der Nehmerzylinder 4 sind durch eine hydraulische Strecke 5 hydraulisch miteinander verbunden. Der Druck der hydraulischen Strecke 5 wird durch einen Drucksensor 8 erfasst. Der Drucksensor 8 ist an ein elektronisches Steuergerät 10 angeschlossen.
Der Geberzylinder 3 stellt zusammen mit einem Elektromotor 12, einem Getriebe 14 und einem Geberaktor 15 eine hydrostatische Kupplungsaktoreinheit dar. Der Nehmerzylinder 4 und eine (nicht dargestellte) Kupplung stellen eine Kupplungseinheit dar, die über die hydraulische Strecke 5 mit der Aktoreinheit verbunden ist.
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, dass der Nehmerzylinder 4 zusätzlich zu dem Anschluss der hydraulischen Strecke 5 einen Entlüftungsanschluss 20 aufweist. Der Entlüftungsanschluss 20 ist dabei so gestaltet, dass lediglich Luft durch ihn passieren kann. Für ein permanentes Durchströmen mit Hydraulikmedium ist der Entlüftungsanschluss 20 nicht geeignet. Das liefert den Vorteil, dass die Entlüftungsöffnung sehr klein ausgeführt werden kann. Das wiederum hat den Vorteil, dass die Entlüftungsöffnung auch bei großen Arbeitsdrücken in der hydraulischen Strecke 5 mit relativ kleinen Kräften zugehalten werden kann.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Ventileinrichtung 25 mit einem Entlüftungsventil 26 an den Entlüftungsanschluss 20 des Nehmerzylinders 4 angeschlossen. Bei dem Entlüftungsventil 26 handelt es sich um ein relativ einfaches, elektrisch aktivierbares 2/2-Wegeventil in Sitzventilbauweise. Das Entlüftungsventil 26 ist zwischen dem Entlüftungsanschluss 20 und den Vorratsbehälter 18 geschaltet.
Durch eine Feder ist das Entlüftungsventil 26 in seine Schließstellung vorgespannt, in welcher der Entlüftungsanschluss 20 des Nehmerzylinders 4 geschlossen ist. Wenn das Entlüftungsventil 26 über das Steuergerät 10 elektrisch betätigt wird, dann öffnet das Entlüftungsventil 26, um den Entlüftungsanschluss 20 mit dem Vorratsbehälter 18 zu verbinden. In der Öffnungsstellung des Entlüftungsventils 26 kann im System befindliche Luft in den Vorratsbehälter 18 abgelassen werden.
Durch zwei strichpunktierte Linien A und B ist angedeutet, dass im Normalbetrieb nur ein Teil des maximal möglichen Hubes des Geberzylinders 3 ausgenutzt wird. Das maximale oder absolute Verdrängervolumen des Geberzylinders 3 wird vorzugsweise nur dann benötigt, wenn der Geberzylinder 3, die hydraulische Strecke 5 und der Nehmerzylinder 4 nach einer Montage oder bei einer Erstinbetriebnahme mit Hydraulikmedium befüllt werden muss. Die Verwendung des Entlüftungsventils 26 liefert den Vorteil, dass auf eine ansonsten erforderliche Vakuumbefüllung verzichtet werden kann. Darüber hinaus kann das System jederzeit im Betrieb aktiv entlüftet werden.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine relativ aufwendige Ventileinrichtung 65 zwischen den Vorratsbehälter 18 und den Geberzylinder 3 und den Nehmerzylinder 4 geschaltet. Die Ventileinrichtung 65 ist als 4/3-Wegeventil 66 ausgeführt. Das 4/3-Wegeventil 66 weist an seiner Oberseite in 2 einen Hydraulikmediumanschluss auf, über den Hydraulikmedium aus dem Vorratsbehälter 18 zugeführt werden kann. Darüber hinaus weist das 4/3-Wegeventil 66 einen Entlüftungsanschluss auf, über den Luft in den Vorratsbehälter 18 abgelassen werden kann. An seiner Unterseite weist das 4/3-Wegeventil 66 einen Anschluss für die hydraulische Strecke 5 sowie einen weiteren Entlüftungsanschluss auf, der die Ventileinrichtung 65 mit dem Entlüftungsanschluss 20 des Nehmerzylinders 4 verbindet.
Die Ventileinrichtung 66 ermöglicht eine sukzessive Befüllung des Systems 41 mit Hydraulikmedium. Im normalen Betrieb des Kupplungsbetätigungssystems 41 befindet sich die Ventileinrichtung 65 in der dargestellten Schließstellung, in welcher alle Anschlüsse geschlossen sind. Durch eine Feder ist die Ventileinrichtung 66 in die dargestellte Schließstellung vorgespannt.
Wenn die Ventileinrichtung 66 durch elektrische Betätigung über das elektronische Steuergerät 10 in seine Mittelstellung bewegt wird, dann wird eine Verbindung zwischen dem Entlüftungsanschluss 20 und dem Vorratsbehälter 18 freigegeben, so dass bei einem Befüllhub Luft über die Ventileinrichtung 65 aus dem Nehmerzylinder 4 entweichen kann.
Bevor der Geberaktor 15 zurückfährt, wird die Ventileinrichtung 65 in ihre in 2 linke Stellung gebracht, in welcher eine Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter 18 und der hydraulischen Strecke 5 freigegeben wird. Gleichzeitig wird die Verbindung zwischen dem Entlüftungsanschluss 20 und dem Vorratsbehälter 18 unterbrochen, so dass Hydraulikmedium aus dem Vorratsbehälter 18 über die hydraulische Strecke 5 in den Verdrängerraum des Geberzylinders 3 nachziehen kann, ohne dass gleichzeitig Luft aus dem Vorratsbehälter 18 zurückströmen kann. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis das System 41 vollständig mit Hydraulikmedium befüllt ist. Durch die Ventileinrichtung 65 wird auf einfache Art und Weise die Befüllung großer Volumina ermöglicht.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsbetätigungssystem
3: Geberzylinder
4: Nehmerzylinder
5: hydraulische Strecke
8: Drucksensor
10: elektronisches Steuergerät
12: Elektromotor
14: Getriebe
15: Geberaktor
18: Vorratsbehälter
20: Entlüftungsanschluss
25: Ventileinrichtung
26: Entlüftungsventil
41: Kupplungsbetätigungssystem
65: Ventileinrichtung
66: 4/3-Wegeventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1132446 A1 [0002]
DE 10015779 A1 [0002]

Claims

Kupplungsbetätigungssystem mit einem Geberzylinder (3) und einem Nehmerzylinder (4), die durch eine hydraulische Strecke (5) miteinander verbunden sind, dadurch ge kennzeichnet, dass der Nehmerzylinder (4) einen Entlüftungsanschluss (20) aufweist.
Kupplungsbetätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungsanschluss (20) so ausgeführt und bemessen ist, dass der Entlüftungsanschluss (20) nur Luft, nicht aber Hydraulikmedium, einen ungehinderten Durchtritt ermöglicht.
Kupplungsbetätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungsanschluss (20) an einer, bezogen auf eine Wirkungslinie der Erdschwerkraft, hoch beziehungsweise höchst gelegenen Stelle des Nehmerzylinders (4) angeordnet ist.
Kupplungsbetätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventileinrichtung (25; 65) an den Entlüftungsanschluss (20) angeschlossen ist.
Kupplungsbetätigungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (25; 65) als Sitzventil ausgeführt ist und/oder elektrisch betätigbar ist.
Kupplungsbetätigungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (25; 65) zwischen dem Entlüftungsanschluss (20) und einem Vorratsbehälter (18) für Hydraulikmedium angeordnet ist.
Kupplungsbetätigungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (25; 65) ein Entlüftungsventil umfasst.
Kupplungsbetätigungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (65) ein Nachlaufventil umfasst.
Kupplungsbetätigungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (65) zwischen dem Geberzylinder (3) und einem beziehungsweise dem Vorratsbehälter (18) angeordnet ist.
Kupplungsbetätigungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (65) als 4/3-Wegeventil (66) mit einer Entlüftungsventilfunktion und einer Nachlaufventilfunktion ausgeführt ist.