DE102012110089A1

DE102012110089A1 - Hydraulic operating device for hydraulic operation of clutch in motor car, has surge tank provided for pressurizing hydraulic fluid and comprising pressurization element for external pressurization of hydraulic fluid

Info

Publication number: DE102012110089A1
Application number: DE201210110089
Authority: DE
Inventors: Werner Schiek; Frank Werschmöller
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2014-04-24

Abstract

The device (1) has a piston (3) displaced with a master cylinder, and an actuator (2) for operating the piston. A slave cylinder (6) is provided with an element to be actuated, and a hydraulic passage (13) is provided with hydraulic fluid and arranged between the master cylinder and the slave cylinder. A surge tank (14) is provided for pressurizing the hydraulic fluid. The surge tank comprises a pressurization element (16) for external pressurization of the hydraulic fluid. The surge tank is provided with a dual-piston with two spaced pistons, which are connected over a piston rod. An independent claim is also included for a surge tank for use in a hydraulic operating device.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungsvorrichtung, insbesondere zur hydraulischen Betätigung einer Kupplung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Auch betrifft die Erfindung einen Ausgleichsbehälter. The invention relates to a hydraulic actuating device, in particular for the hydraulic actuation of a clutch, in particular of a motor vehicle. The invention also relates to a surge tank.

Im Stand der Technik sind hydraulische Betätigungsvorrichtungen bekannt geworden, bei welchen ein Aktuator eine hydraulische Betätigungsstrecke betätigt, wobei ein Geberzylinderkolben durch den Aktuator in einem Zylinder verlagert wird, so dass ein Kolben in einem Nehmerzylinder, welcher mit dem Geberzylinder über eine Hydraulikleitung verbunden ist, ebenfalls verlagert wird, um ein zu betätigendes Element zu betätigen. In the prior art hydraulic actuators have become known in which an actuator actuates a hydraulic actuation path, wherein a master cylinder piston is displaced by the actuator in a cylinder, so that a piston in a slave cylinder, which is connected to the master cylinder via a hydraulic line, also is shifted to actuate an element to be actuated.

Aufgrund der doch vorhandenen Kompressibilität des Hydraulikfluids und der Elastizität im System, wie beispielsweise der Hydraulikleitung, kommt es zu Verfälschungen bei der Ansteuerung des zu betätigenden Elements, weil statt der Betätigung des zu betätigenden Elements eine Volumenvergrößerung der Hydraulikleitung oder eine Komprimierung des Hydraulikfluids stattfindet. Due to the existing compressibility of the hydraulic fluid and the elasticity in the system, such as the hydraulic line, there are distortions in the control of the element to be actuated, because instead of the actuation of the element to be actuated an increase in volume of the hydraulic line or a compression of the hydraulic fluid takes place.

Wird ein Ausgleichsbehälter verwendet, der eine gewisse Menge an Hydraulikfluid aufnehmen und abgeben kann, so steht auch die Hydraulikflüssigkeit unter dem Einfluss der Kompressibilität. Die diesbezügliche Problematik kann dadurch berücksichtigt werden, wenn der Ausgleichsbehälter seinerseits unter Druck steht, so dass das Hydraulikfluid im Betrieb unter Betriebsdruck steht und dadurch die Vorrichtung quasi durch das im Ausgleichsbehälter befindliche und unter Druck stehenden Hydraulikfluid vorgespannt wird. Dabei ist es insbesondere in der Startphase des Kraftfahrzeugs nach dem Motorstart problematisch, weil der Ausgleichbehälter noch nicht den nötigen Betriebsdruck aufweist. If a surge tank is used, which can absorb and release a certain amount of hydraulic fluid, so is the hydraulic fluid under the influence of the compressibility. The problem in this regard can be taken into account when the reservoir is in turn under pressure, so that the hydraulic fluid is in operation under operating pressure and thus the device is biased by the hydraulic fluid in the reservoir and pressurized quasi. It is particularly problematic in the starting phase of the motor vehicle after the engine start, because the expansion tank does not yet have the necessary operating pressure.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine hydraulische Betätigungsvorrichtung bereitzustellen, welche auch bei Betriebsbeginn bereits eine verbesserte Vorspannung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung erreicht. Auch ist es die Aufgabe, einen Ausgleichsbehälter zu schaffen, der eine effektive und dennoch kostengünstige Druckbeaufschlagung ermöglicht. It is therefore the object of the present invention to provide a hydraulic actuating device which already achieves an improved preloading of the hydraulic actuating device even at the start of operation. It is also the task of creating a surge tank, which allows an effective yet cost-effective pressurization.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu der hydraulischen Betätigungsvorrichtung wird durch eine hydraulische Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. The object of the present invention to the hydraulic actuator is achieved by a hydraulic actuator with the features of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungsvorrichtung mit einem Geberzylinder und einem darin verlagerbaren Kolben, einem Aktuator zur Betätigung des Kolbens, einem Nehmerzylinders mit einem zu betätigenden Element und einer zwischen Geberzylinder und Nehmerzylinder angeordnete Hydraulikleitung mit einem Hydraulikfluid, wobei ein Ausgleichsbehälter vorgesehen ist zur Druckbeaufschlagung des Hydraulikfluids, wobei der Ausgleichsbehälter ein Druckbeaufschlagungselement zur externen Druckbeaufschlagung des Hydraulikfluids aufweist. Dabei sorgt die externe Druckbeaufschlagung für den nötigen initialen Druck zur Vorspannung des Hydraulikfluids. An embodiment of the invention relates to a hydraulic actuator with a master cylinder and a piston displaceable therein, an actuator for actuating the piston, a slave cylinder with an element to be actuated and a hydraulic line arranged between master cylinder and slave cylinder with a hydraulic fluid, wherein a surge tank is provided for pressurizing of the hydraulic fluid, wherein the surge tank comprises a pressurizing member for externally pressurizing the hydraulic fluid. The external pressurization ensures the necessary initial pressure to bias the hydraulic fluid.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Ausgleichsbehälter einen Doppelkolben mit zwei beabstandeten Kolben aufweist, die über eine Kolbenstange miteinander verbunden sind, wobei die Kolbenstange durch eine Trennwand geführt ist, die den Innenraum des Ausgleichsbehälters in zwei Druckräume unterteilt und in jedem Druckraum ein Kolben verlagerbar angeordnet ist. Dadurch kann auf den einen Kolben eine Kraft ausgeübt werden, welche durch die Kolbenstange auf den anderen Kolben übertragen wird, so dass dieser wiederum einen Druck auf das Hydraulikfluid ausüben kann. It is advantageous if the expansion tank has a double piston with two spaced pistons, which are connected to each other via a piston rod, wherein the piston rod is guided by a partition which divides the interior of the expansion tank into two pressure chambers and disposed in each pressure chamber, a piston displaceable is. Thereby, a force can be exerted on the one piston, which is transmitted through the piston rod to the other piston, so that in turn can exert pressure on the hydraulic fluid.

Vorteilhaft ist es dabei weiterhin, wenn einer der Druckräume mit dem Hydraulikfluid in Fluidverbindung steht. Auch ist es zweckmäßig, wenn einer der Druckräume mit einem Unterdrucksystem in Fluidverbindung steht. Dadurch kann durch das Unterdrucksystem die Kraft auf den Kolben ausgeübt werden, um durch den anderen Kolben des Doppelkolbens einen Druck auf das Hydraulikfluid auszuüben. It is also advantageous if one of the pressure chambers is in fluid communication with the hydraulic fluid. It is also expedient if one of the pressure chambers is in fluid communication with a vacuum system. Thereby, by the vacuum system, the force can be exerted on the piston to exert a pressure on the hydraulic fluid through the other piston of the double piston.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Unterdrucksystem ein Element einer Ansaugseite eines Verbrennungsmotors (Ottomotor) ist. Dies ist daher vorteilhaft, weil das Unterdrucksystem im Kraftfahrzeug gegeben ist und eine Anbindung an dieses Unterdrucksystem keinen großen zusätzlichen Aufwand bedeutet. It is advantageous if the vacuum system is an element of an intake side of an internal combustion engine (gasoline engine). This is therefore advantageous because the vacuum system is provided in the motor vehicle and a connection to this vacuum system means no great additional effort.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Unterdrucksystem ein Element eines Saugrohrs eines Verbrennungsmotors ist. Furthermore, it is advantageous if the vacuum system is an element of a suction pipe of an internal combustion engine.

Die Aufgabe hinsichtlich des Ausgleichsbehälters wird gelöst mit den Merkmalen von Anspruch 7. The object with regard to the expansion tank is achieved with the features of claim 7.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht einen Ausgleichsbehälter vor, welcher insbesondere zur Verwendung in einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, und welcher mit einem Gehäuse mit einer Trennwand zur Unterteilung des Innenraums des Gehäuse in zwei Druckräume ausgebildet ist, wobei in jedem Druckraum ein Kolben verlagerbar angeordnet ist und die beiden Koben durch eine Kolbenstange miteinander verbunden sind, wobei die Kolbenstange durch die Trennwand abgedichtet geführt ist. An embodiment of the invention provides an expansion tank, which is provided in particular for use in a hydraulic actuator, and which is formed with a housing having a partition for dividing the interior of the housing into two pressure chambers, wherein in each pressure chamber, a piston is arranged displaceably and the two tubes are connected by a piston rod are, wherein the piston rod is guided sealed by the partition wall.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein Druckraum mit Unterdruck beaufschlagbar ist, während der andere Druckraum mit Hydraulikfluid beaufschlagbar ist und mit dem Hydraulikfluid der Betätigungsvorrichtung in Fluidkommunikation steht. It is advantageous if a pressure chamber with negative pressure can be acted upon, while the other pressure chamber can be acted upon with hydraulic fluid and is in fluid communication with the hydraulic fluid of the actuator.

Auch ist es zweckmäßig, wenn der eine Druckraum zwischen der Trennwand und dem Kolben angeordnet ist, während der andere Druckraum zwischen dem Kolben und einer der Trennwand gegenüber liegenden Stirnwand angeordnet ist. It is also expedient if the one pressure space between the partition wall and the piston is arranged, while the other pressure space between the piston and a partition wall opposite the end wall is arranged.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen: In the following the invention will be explained in detail by means of an embodiment with reference to the drawing. In the drawing show:

1 eine schematische Darstellung der Hydraulischen Betätigungsvorrichtung, 1 a schematic representation of the hydraulic actuator,

2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälters. 2 a schematic representation of the expansion tank according to the invention.

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine hydraulische Betätigungsvorrichtung 1 mit einem Aktuator 2, welcher einen Kolben 3 eines Geberzylinders 4 in seiner axialen Stellung verändern kann, um ein Hydraulikfluid in dem Druckraum 5 des Geberzylinders 4 beaufschlagen zu können. The 1 shows a schematic representation of a hydraulic actuator 1 with an actuator 2 , which is a piston 3 a master cylinder 4 in its axial position to a hydraulic fluid in the pressure chamber 5 of the master cylinder 4 to be able to act on.

Weiterhin ist ein Nehmerzylinder 6 vorgesehen, welcher beispielsweise einen Kolben 7 aufweist, der durch das Hydraulikfluid 8 im Druckraum 9 beaufschlagbar ist. Furthermore, a slave cylinder 6 provided, which for example a piston 7 characterized by the hydraulic fluid 8th in the pressure room 9 can be acted upon.

Mit dem Kolben 7 des Nehmerzylinders 6 ist über ein Übertragungselement 10 beispielsweise ein Ausrücklager 11 einer Kupplung 12 verbunden, so dass durch die Beaufschlagung des Kolbens 7 des Nehmerzylinders 6 das Ausrücklager 11 einer Kupplung beaufschlagt und axial verlagert werden kann, um die Kupplung ein- oder auszurücken. With the piston 7 the slave cylinder 6 is via a transmission element 10 For example, a release bearing 11 a clutch 12 connected, so by the application of the piston 7 the slave cylinder 6 the release bearing 11 a clutch can be applied and axially displaced to engage or disengage the clutch.

Zwischen dem Geberzylinder 4 und dem Nehmerzylinder 6 ist eine Hydraulikleitung 13 angeordnet, zur Übertragung der Druckbeaufschlagung im Geberzylinder 4 auf den Nehmerzylinder 6. Between the master cylinder 4 and the slave cylinder 6 is a hydraulic line 13 arranged to transfer the pressurization in the master cylinder 4 on the slave cylinder 6 ,

Mit dem Hydraulikfluid in dem Geberzylinder 4 der Hydraulikleitung 13 bzw. im Nehmerzylinder 6 ist ein Ausgleichsbehälter 14 mit einem darin befindlichen Hydraulikfluid 15 fluidverbunden. Dieser Ausgleichsbehälter 14 ist an einem Anschluss am Geberzylinder 4 fluidverbunden angeschlossen, so dass bei einer Druckbeaufschlagung des Hydraulikfluids des Ausgleichsbehälters 14 dieser wiederum eine Druckbeaufschlagung des Fluids in dem Geberzylinder 4 bzw. Hydraulikleitung 13 oder in dem Zylinder 6 der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 1 vornehmen kann. With the hydraulic fluid in the master cylinder 4 the hydraulic line 13 or in the slave cylinder 6 is a surge tank 14 with a hydraulic fluid contained therein 15 fluidly connected. This reservoir 14 is at a connection on the master cylinder 4 fluidly connected, so that when a pressurization of the hydraulic fluid of the expansion tank 14 this in turn a pressurization of the fluid in the master cylinder 4 or hydraulic line 13 or in the cylinder 6 the hydraulic actuator 1 can make.

Der Ausgleichsbehälter 14 ist wiederum mit einem Druckbeaufschlagungselement 16 über eine Druckleitung 17 verbunden. Dadurch kann das Hydraulikfluid 15 im Ausgleichsbehälter 14 von extern unter Druck gesetzt werden. The expansion tank 14 is in turn with a pressurizing element 16 via a pressure line 17 connected. This allows the hydraulic fluid 15 in the expansion tank 14 be pressurized externally.

Die 2 zeigt einen Ausgleichsbehälter 20 mit einem darin angeordneten Doppelkolben 21 mit dem ersten Kolben 22 und dem zweiten Kolben 23. The 2 shows a surge tank 20 with a double piston arranged therein 21 with the first piston 22 and the second piston 23 ,

Die beiden Kolben 22, 23 sind über eine Kolbenstange 24 miteinander verbunden, so dass sie gemeinsam in axialer Richtung bewegbar sind. Innerhalb des Gehäuses 25 des Ausgleichsbehälters 20 ist eine Trennwand 26 angeordnet, mit einer abgedichteten Durchführung 27, so dass die Kolbenstange 24 durch die Durchführung 27 abgedichtet durchführbar ist, so dass zwei Druckräume 28, 29 entstehen, in welchen der erste Kolben 22 bzw. der zweite Kolben 23 in axialer Richtung verlagerbar sind. Es ist somit jeweils ein Kolben 22, 23 in einem Druckraum 28, 29 verlagerbar angeordnet. The two pistons 22 . 23 are via a piston rod 24 connected together so that they are movable together in the axial direction. Inside the case 25 of the expansion tank 20 is a partition 26 arranged, with a sealed passage 27 so that the piston rod 24 through the implementation 27 sealed is feasible, leaving two pressure chambers 28 . 29 arise, in which the first piston 22 or the second piston 23 are displaceable in the axial direction. It is thus each a piston 22 . 23 in a pressure room 28 . 29 arranged displaceably.

Die beiden Druckräume 28, 29 sind über Anschlüsse 30, 31 extern verbindbar, so dass bei einer Unterdruckbeaufschlagung des Druckraums 28 der Kolben 23 nach rechts beaufschlagt wird, so dass auch der Kolben 22 über die Kolbenstange 24 innerhalb des Druckraums 29 nach rechts beaufschlagbar ist. Ist nun im Druckraum 29 das Hydraulikfluid angeordnet, das über den Anschluss 31 und eine Hydraulikleitung 18 mit der hydraulischen Betätigungsvorrichtung verbindbar ist, so kann bei Unterdruckbeaufschlagung des Druckraums 28 das Hydraulikfluid im Druckraum 29 druckbeaufschlagt werden, um das Hydraulikfluid in der hydraulischen Betätigungsvorrichtung zu beaufschlagen und vorspannen zu können. The two pressure chambers 28 . 29 are about connections 30 . 31 Externally connected, so that when a negative pressure of the pressure chamber 28 The piston 23 is applied to the right, so that the piston 22 over the piston rod 24 within the pressure chamber 29 can be acted upon to the right. Is now in the pressure room 29 arranged the hydraulic fluid, via the port 31 and a hydraulic line 18 can be connected to the hydraulic actuator, it can under negative pressure of the pressure chamber 28 the hydraulic fluid in the pressure chamber 29 be pressurized to pressurize and bias the hydraulic fluid in the hydraulic actuator can.

Der Anschluss 30 ist bevorzugt mit einem als Druckbeaufschlagungselement ausgebildeten Unterdrucksystems des Verbrennungsmotors, wie eines Ansaugsystems des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs, verbunden, wie beispielsweise mit einem Ansaugrohr, das einen Unterdruckbereich umfasst, so dass durch die gezielte Unterdruckbeaufschlagung des Druckraums 28 eine externe Druckbeaufschlagung des hydraulischen Betätigungsvorrichtung mittels des Ausgleichsbehälters 20 vornehmbar ist. The connection 30 is preferably connected to a negative pressure system of the internal combustion engine designed as a pressurizing element, such as an intake system of the internal combustion engine of the motor vehicle, such as an intake manifold which includes a negative pressure region, so that by the targeted negative pressure of the pressure chamber 28 an external pressurization of the hydraulic actuator by means of the surge tank 20 is vornehmbar.

Durch die Verbindung des Druckraums 28 mit dem Unterdrucksystem des Verbrennungsmotors kann eine Druckbeaufschlagung erfolgen, sobald der Verbrennungsmotor in Betrieb genommen wurde, so dass eine initiale Druckbeaufschlagung der Hydraulikstrecke bzw. der hydraulischen Betätigungsvorrichtung vorliegt, sobald diese bei in Betrieb genommenem Verbrennungsmotor benötigt und benutzt werden wird. By connecting the pressure chamber 28 With the negative pressure system of the internal combustion engine, a pressurization can take place as soon as the internal combustion engine has been put into operation, so that there is an initial pressurization of the hydraulic circuit or the hydraulic actuating device as soon as it is needed and used with the internal combustion engine put into operation.

Der Ausgleichsbehälter 20 ist derart ausgebildet, dass der eine Druckraum 29 zwischen der Trennwand 26 und einem Kolben 22 angeordnet ist, während der andere Druckraum 28 zwischen einem Kolben 23 und einer der Trennwand 26 gegenüberliegenden Stirnwand 32 angeordnet ist. The expansion tank 20 is designed such that the one pressure chamber 29 between the partition 26 and a piston 22 is arranged while the other pressure chamber 28 between a piston 23 and one of the dividing wall 26 opposite end wall 32 is arranged.

Claims

Hydraulic actuator ( 1 ) with a master cylinder ( 4 ) and a displaceable therein piston ( 3 ), an actuator ( 2 ) for actuating the piston ( 3 ), a slave cylinder ( 6 ) with one element to be actuated and one between master cylinder ( 4 ) and slave cylinder ( 6 ) arranged hydraulic line ( 13 ) with a hydraulic fluid, wherein a surge tank ( 14 ) is provided for pressurizing the hydraulic fluid, characterized in that the expansion tank ( 14 ) a pressurizing element ( 16 ) for external pressurization of the hydraulic fluid.

Hydraulic actuating device according to claim 1, characterized in that the expansion tank ( 14 ) a double piston ( 21 ) with two spaced pistons ( 22 . 23 ), which via a piston rod ( 24 ), wherein the piston rod ( 24 ) by a partition wall ( 26 ), the interior of the expansion tank ( 14 ) in two pressure chambers ( 28 . 29 ) and in each pressure chamber ( 28 . 29 ) a piston ( 22 . 23 ) is arranged displaceably.

Hydraulic actuator according to claim 2, wherein one of the pressure chambers ( 29 ) is in fluid communication with the hydraulic fluid.

Hydraulic actuator according to claim 2 or 3, wherein one of the pressure chambers ( 28 ) with a pressurizing element designed as a vacuum system ( 16 ) is in fluid communication.

Hydraulic actuator according to claim 4, characterized in that the vacuum system is an element of an intake side of an internal combustion engine.

Hydraulic actuating device according to claim 4, characterized in that the vacuum system is an element of a suction pipe of an internal combustion engine.

Surge tank ( 20 ), in particular for use in a hydraulic actuator, with a housing ( 25 ) with a partition wall ( 26 ) for subdividing the interior of the housing into two pressure chambers ( 28 . 29 ), whereby in each pressure chamber ( 28 . 29 ) a piston ( 22 . 23 ) is arranged displaceably and the two Koben ( 22 . 23 ) by a piston rod ( 24 ), wherein the piston rod ( 24 ) through the partition wall ( 26 ) is guided sealed.

Expansion tank according to claim 7, characterized in that a pressure chamber ( 28 ) is acted upon with negative pressure, while the other pressure chamber ( 29 ) is acted upon with hydraulic fluid and is in fluid communication with the hydraulic fluid of the actuator.

Expansion tank according to claim 7 or 8, characterized in that the one pressure chamber ( 29 ) between the partition ( 26 ) and a piston ( 22 ), while the other pressure chamber ( 28 ) between a piston ( 23 ) and one of the partition ( 26 ) opposite end wall ( 32 ) is arranged.