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Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung in einer hydraulischen Strecke, insbesondere zur Kupplungsbetätigung von Kraftfahrzeugen, wobei zur Dämpfung/Tilgung von unerwünschten Druckschwingungen ein koaxial zu einer einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder hydraulisch miteinander verbindenden Druckleitung angeordneter Tilger vorgesehen ist, welcher ein um eine zentrische Durchgangsbohrung angeordnetes Gehäuse aufweist, das mit einem eine Durchflussbohrung besitzenden Deckel verbunden ist, und in dem Gehäuse eine ringförmige Kammer vorgesehen ist, die von einem in einem Verbindungsbereich von Gehäuse und Deckel angeordneten Einpressteil verschlossen ist, welches sowohl ein Fließen von Fluid in die zentrische Durchgangsbohrung gewährleistende Öffnungen als auch eine einen Fluidstrom in die ringförmige Kammer ermöglichende Axialnut aufweist.
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Gattungsgemäße Dämpfungseinrichtungen sind aus den Druckschriften
DE 10 2010 052 390 A1 und
DE 10 2011 014 938 A1 bekannt. Diese insbesondere in Ausrücksystemen von Kraftfahrzeugen eingesetzten Tilger arbeiten auf der Basis eines Helmholtz-Resonators. Sie weisen im Wesentlichen parallel zu der Durchflussrichtung des die Druckleitung durchströmenden Fluids angeordnete Funktionselemente auf und ermöglichen auf Grund ihrer koaxialen Einbindung vereinfachte und platzsparende Einbaumöglichkeiten bei geringem Bauraumbedarf und schlanken Bauformen.
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So besteht in
DE 10 2010 052 390 A1 der koaxiale Tilger aus drei Teilen: einem Gehäuse/Speicher, in den ein Einpressteil endseitig eingepresst ist, und einem Deckel. Diese drei Teile weisen zentrische Durchgangsbohrungen auf, durch die in Abhängigkeit vom Kuppelvorgang ein Fluid vom Nehmerzylinder zum Geberzylinder bzw. in die umgekehrte Richtung fließt. Das Gehäuse weist eine ringförmige Kammer auf, die von dem buchsenförmigen Einpressteil bis auf eine in diesem vorhandene Nut endseitig verschlossen wird. Diese axiale Nut ist in dem an der Gehäuseinnenwand anliegenden Außenumfang des Einpressteils angeordnet und bildet eine Zuleitung zu der ringförmigen Kammer des Gehäuses. Das Einpressteil besitzt außerdem noch eine radiale Öffnung, die mit der zentrischen, axialen Durchgangsbohrung verbunden ist. Durch diese Ausbildung des Einpressteils wird eine kleine Menge des Fluids immer an die höchste Stelle des Tilgers gespült. Über die Nut und den sich daran anschließenden Ringraum wird die Dämpfung der Schwingungen in einer bestimmten Bandbreite erzielt. Um zu gewährleisten, dass die Zuleitung für den Ringraum immer oben liegt und somit eine Entlüftung gewährleistet ist, sind am Einpressteil und am Gehäuse entsprechende Abflachungen vorgesehen, die als Verdrehsicherungen dienen. Je nach gewünschter Tilgungsfrequenz wird dabei der Querschnitt der axialen Nut für die Fluidzuleitung in den Ringraum entsprechend angepasst. Im Verbindungsbereich des Gehäuses und des kegel- bzw. halbkugelförmig gestalteten Deckels bzw. zwischen der Innenwand des Deckels und dem Einpressteil wird hierbei ein mit Fluid durchströmbarer Raum gebildet.
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Die
DE 10 2011 014 938 A1 zeigt ebenfalls einen koaxialen Tilger mit den drei Grundbauteilen Gehäuse, Deckel, Einpressteil. Allerdings sind hier zur Verbesserung der Dämpfung zusätzliche Dämpfungselemente wie PTL (Peak Torque Limiter) und AVU (Anti Vibration Unit) im Tilger vorgesehen.
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Nachteilig bei diesen bekannten koaxialen Tilgern ist, dass im Verbindungsbereich von Gehäuse und Deckel eine relativ geringe Fließgeschwindigkeit des Fluids vorhanden ist. Dadurch erweist sich die Entlüftung des Tilgers – insbesondere auch bei vertikaler Einbaulage – als problematisch. Das Fluid strömt beim Auskuppeln aus Richtung Nehmerzylinder durch die im Deckel befindliche, in axialer Richtung angeordnete, zentrische Durchgangsöffnung in den Raum zwischen Einpressteil und Deckel. Auf Grund des hier vorhandenen relativ großen Querschnitts kommt es zu einer Verringerung der Fließgeschwindigkeit des Fluids. Dadurch werden Luftblasen, die sich in diesem Bereich bilden, von dem weiter in Richtung Geberzylinder strömenden Fluid nicht mit abtransportiert. Die Luftblasen bleiben unterhalb des Deckels hängen und strömen am Ende der Kupplungsbetätigung mit dem Fluid wieder in Richtung Nehmerseite. Eingeschlossene Luft wirkt sich aber störend auf die Arbeitsweise einer hydraulischen Strecke aus.
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Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die gattungsgemäße Dämpfungseinrichtung hinsichtlich der Entlüftbarkeit zu verbessern und somit eine zuverlässige Funktionsweise zu erzielen.
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Die Aufgabe wird mit einer Dämpfungseinrichtung mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei einer Dämpfungseinrichtung in einer hydraulischen Strecke, insbesondere zur Kupplungsbetätigung von Kraftfahrzeugen, wobei zur Dämpfung/Tilgung von unerwünschten Druckschwingungen ein koaxial zu einer einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder hydraulisch miteinander verbindenden Druckleitung angeordneter Tilger vorgesehen ist, welcher ein um eine zentrische Durchgangsbohrung angeordnetes Gehäuse aufweist, das mit einem eine Durchflussbohrung besitzenden Deckel verbunden ist, und in dem Gehäuse eine ringförmige Kammer vorgesehen ist, die von einem in einem Verbindungsbereich von Gehäuse und Deckel angeordneten Einpressteil verschlossen ist, welches sowohl ein Fließen von Fluid in die zentrische Durchgangsbohrung gewährleistende Öffnungen als auch eine einen Fluidstrom in die ringförmige Kammer ermöglichende Axialnut aufweist, weist erfindungsgemäß der in einen Raum des Verbindungsbereiches eintretende Fluidstrom eine radiale Versetzung zu dem aus dem Raum austretenden Fluidstrom auf. Vorzugsweise weisen die mit dem Raum in Verbindung stehende Öffnung des Einpressteils und eine mit dem Raum verbundene Eintrittsöffnung der zentrischen Durchflussbohrung des Deckels eine radiale Versetzung um etwa 180° auf.
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Dabei ist die Durchflussbohrung des Deckels von einer radialen Wand begrenzt, die die nach radial außen gerichtete Eintrittsöffnung frei lässt.
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In vorteilhafter Weise besteht das Einpressteil aus einer in das Gehäuse eingebrachten Hülse und einem in die Hülse eingepressten Einpressstopfen, wobei die Axialnut in der Hülse und die Öffnungen im Einpressstopfen angeordnet sind.
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Der Einpressstopfen besteht aus einem die axial gerichtete Öffnung aufweisenden, in die Hülse eingepressten, Fortsatz und einem sich als Durchmessererweiterung außerhalb der Hülse befindenden, die radiale Öffnung aufweisenden Kopf, wobei zwischen dem Kopf des Einpressstopfens und der Hülse ein axialer Abstand vorhanden ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung befindet sich die radiale Öffnung des Einpressstopfens um eine Höhe beabstandet zu dem Boden der Axialnut. Diese Höhe ist beispielsweise durch einen auf der Öffnung des Einpressstopfens aufgebrachten Aufsatz erreichbar.
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Dabei ist die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung sowohl mit als auch ohne zusätzliche Dämpfungselemente (PTL, AVU) einsetzbar. Beim Einsatz ohne zusätzliche Dämpfungselemente (PTL, AVU) weist der Fortsatz des Einpressstopfens eine an die Abmessungen der Hülse angepasste vergrößerte axiale Länge und die Durchgangsbohrung des Gehäuses einen verkleinerten Durchmesser auf.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Tilgers mit PTL und AVU
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2 eine Einzelheit X nach 1
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3 eine dreidimensionale Darstellung eines Deckels des Tilgers
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4 eine dreidimensionale Darstellung einer ersten Ausführungsvariante eines
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Einpressstopfens
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5 eine dreidimensionale Darstellung einer zweiten Ausführungsvariante eines
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Einpressstopfens
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6 eine Einzelheit nach 1 unter Verwendung des Einpressstopfens nach 5
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7 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Tilgers ohne PTL und AVU
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1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung einen Tilger T, der aus den Grundbauteilen Gehäuse 1, Deckel 2 und Einpressteil E besteht, die konzentrisch zu einer Durchgangsbohrung 1.1 des Gehäuses 1 bzw. zu einer Durchflussbohrung 2.1 des Deckels 2 angeordnet sind. Des Weiteren sind in an sich bekannter Weise ein Peak Torque Limiter – im weiteren PTL genannt – und ein Anti Vibration Unit – im weiteren AVU genannt – integriert, auf deren Wirkungsweise nicht näher eingegangen wird, da dies nicht erfindungswesentlich ist.
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Die Strömungsrichtung des Fluids verläuft entlang einer Achse A des Tilgers T, der in einer einen Nehmerzylinder N mit einem Geberzylinder G verbindenden Druckleitung (nicht dargestellt) angeordnet ist. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel soll insbesondere eine bessere Entlüftung für einen sich in vertikaler Position befindenden Tilger T erzielt werden.
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Das Einpressteil E besteht hier aus zwei Bauteilen, aus einer Hülse 3, die in eine ringförmige Kammer 1.2 des Gehäuses 1 eingepresst ist, und einem Einpressstopfen 4, der wiederum in die Hülse 3 eingepresst ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Hülse 3 und auch der Einpressstopfen 4 anstelle des Einpressens durchaus auch auf andere Weise befestigt werden können. Der in die Hülse 3 eingepresste Fortsatz 4.1 des Einpressstopfens 4 weist eine axiale, zentrische Öffnung 4.2 auf, die mit der Durchgangsöffnung 1.1 des Gehäuses 1 in Verbindung steht. Ein sich als Durchmessererweiterung außerhalb der Hülse 3 befindender Kopf 4.3 des Einpressstopfens 4 besitzt eine radial verlaufende Öffnung 4.4, die in die axiale Öffnung 4.2 mündet. Der Kopf 4.3 des Einpressstopfens 4 liegt dabei nicht vollständig an der Hülse 3 an, so dass zwischen beiden ein axialer Abstand a vorhanden ist. Die Hülse 3 weist an ihrem an der Innenwand des Gehäuses 1 anliegenden Außenumfang eine Axialnut 3.1 auf, die eine Verbindung zwischen einem von Fluid durchströmbaren Raum 5, der sich in einem Verbindungsbereich B von Gehäuse 1 und Deckel 2 befindet, und der ringförmigen Kammer 1.2 des Gehäuses 1 bildet. An dem gehäuseseitigen, in den Raum 5 gerichteten, Ende der Durchflussbohrung 2.1 des Deckels 2 ist quer zur Fließrichtung des Fluids eine radiale Wand 2.2 angeordnet, die ein Einströmen des Fluids entlang der Achse A in den Raum 5 verhindert. Stattdessen ist am Ende der Durchflussbohrung 2.1 eine schräg nach radial außen in den Raum 5 hinein gerichtete Eintrittsöffnung 2.3 vorgesehen, die einen gegenüber der Durchflussbohrung 2.1 etwas verringerten Querschnitt aufweisen kann. Um die Strömungsverluste in Grenzen zu halten, sollte dieser Querschnitt aber nicht zu klein ausfallen. Dabei ist die Eintrittsöffnung 2.3 des Deckels 2 gegenüber der im Kopf 4.3 des Einpressstopfens 4 befindlichen Öffnung 4.4 radial versetzt, vorzugsweise um 180°, angeordnet. Das bedeutet, dass das in den Raum 5 hineinströmende Fluid (z. B. durch die Eintrittsöffnung 2.3) eine radiale Versetzung um etwa 180° gegenüber dem aus dem Raum 5 hinausströmenden Fluid (z. B. durch die Öffnung 4.4) aufweist. Durch diese Anpassung von Deckel 2 und Einpressteil E-/Einpressstopfen 4 wird abgesichert, dass das Fluid durch den gesamten Raum 5 strömt. Um die Position des Deckels 2 zu dem Gehäuse 1 zu garantieren, wird bei der Herstellung der Schweißvorgang entsprechend orientiert.
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In 2 ist eine den Verbindungsbereich B von Gehäuse 1 und Deckel 2 in vergrößerter Darstellung zeigende Einzelheit X nach 1 zu sehen. Die Pfeile zeigen hierbei die Strömungsrichtung des Fluids während des Auskuppelvorgangs, d. h. das Fluid strömt aus Richtung des Nehmerzylinders N in Richtung des Geberzylinders G. Durch den schräg nach radial außen gerichteten Austritt des Fluids aus der Durchflussbohrung 2.1 des Deckels 2 über die Eintrittsöffnung 2.3 in den Raum 5 hinein erfolgt eine Fluidumleitung bzw. Strömungsverteilung, die bewirkt, dass der Raum 5 gleichmäßig durchströmt und einer Verringerung der Fließgeschwindigkeit entgegen gewirkt wird. Eventuell sich bildende Luftblasen werden mit dem Fluidstrom durch die radiale Öffnung 4.4 des Einpressstopfens 4, durch dessen axiale Öffnung 4.2 sowie durch das hier nicht gezeigte Durchflussrohr 1.1 des Gehäuses 1 in Richtung Geberzylinder G transportiert.
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Die 3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung des Deckels 2 aus Richtung des Gehäuses 1 gesehen mit der der Strömungsverteilung dienenden radialen Wand 2.2 und der Eintrittsöffnung 2.3.
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In 4 ist eine erste Ausführungsform des Einpressstopfens 4 in dreidimensionaler Darstellung gezeigt. In dem Fortsatz 4.1 befindet sich die axiale Öffnung 4.2. Der Kopf 4.3 weist die radial verlaufende Öffnung 4.4 auf. An der Verbindungsstelle von Fortsatz 4.1 und Kopf 4.3 sind an die Hülse 3 zur Anlage bringbare Absätze vorgesehen, deren axiale Abmessung einem Abstand a zwischen dem Kopf 4.3 und der Hülse 3 in eingepresster Position entspricht.
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Bei der in 5 gezeigten dreidimensionalen Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Einpressstopfens 4 ist auf der Öffnung 4.4 ein Aufsatz 4.5 angeordnet, der eine Höhe h aufweist. Mit dieser konstruktiven Änderung soll insbesondere in der horizontalen Position des Tilgers T die Selbstentlüftung der ringförmigen Kammer 1.2 des Gehäuses 1 über die Axialnut 3.1 der Hülse 3 verbessert werden (s. 6).
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In 6 ist eine Einzelheit nach 1 unter Verwendung des Einpressstopfens 4 nach 5 dargestellt. Durch den Aufsatz 4.5 befindet sich die Öffnung 4.4 des Einpressstopfens 4 um die Höhe h des Aufsatzes 4.5 höher als der Boden der Axialnut 3.1 der Hülse 3. Das durch die Eintrittsöffnung 2.3 in den Raum 5 einströmende Fluid gelangt über den auf Grund des Abstands a zwischen dem Kopf 4.3 und der Hülse 3 vorhandenen Freiraum zuerst in die ringförmige Kammer 1.2 und befüllt diese, bevor es über den Aufsatz 4.5 in die erhöhte radiale Öffnung 4.4 des Einpressstopfens 4 gelangt, dann in dessen axiale Öffnung 4.2 und damit weiter in Richtung Geberzylinder G strömt.
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Hier ist anzumerken, dass in an sich bekannter Weise über eine Verdrehsicherung zwischen Einpressteil E und Gehäuse 1 gewährleistet ist, dass die Axialnut 3.1 immer in der gewünschten Position verbleibt, um eine Entlüftung abzusichern. Bei einem in horizontaler Position angeordneten Tilger T befindet sich die Axialnut 3.1 dementsprechend immer oben.
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Beim Spritzguss bleibt der Deckel 2 axial entformbar. Außerdem ist bei der Ausführung von Einpressstopfen 4 und Deckel 2 zu beachten, dass die Querschnitte der radialen Öffnung 4.4 und der Eintrittsöffnung 2.3 eine entsprechende Größe nicht unterschreiten sollten, da sonst die Strömungsverluste zu groß werden. Vorzugsweise ist ein Querschnitt > 7mm2 für die Öffnungen 4.4, 2.3 vorgesehen.
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7 zeigt schließlich eine Ausführung des erfindungsgemäßen Tilgers T ohne die zusätzlichen Dämpfungselemente PTL und AVU. Hier erfolgt eine Anpassung der Abmessungen von Hülse 3 und Einpressstopfen 4 derart, dass die Länge L des in die Hülse 3 eingepressten Fortsatzes 4.1 vergrößert wird. Außerdem wird der Durchmesser D der Durchgangsbohrung 1.1 des Gehäuses 1 verkleinert, um so die problematische Verringerung der Fließgeschwindigkeit zu verhindern und eine optimale Entlüftung zu erzielen. Als Beispiel für eine günstige Größe des Durchmessers D der Durchgangsbohrung 1.1 seien hier 4 mm angeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 1.1
- Durchgangsbohrung
- 1.2
- ringförmige Kammer
- 2
- Deckel
- 2.1
- Durchflussbohrung
- 2.2
- radiale Wand
- 2.3
- Eintrittsöffnung
- 3
- Hülse
- 3.1
- Axialnut
- 4
- Einpressstopfen
- 4.1
- Fortsatz
- 4.2
- axiale Öffnung
- 4.3
- Kopf
- 4.4
- radiale Öffnung
- 4.5
- Aufsatz
- 5
- Raum
- a
- Abstand
- h
- Höhe
- A
- Achse
- D
- Durchmesser
- L
- Länge
- G
- Geberzylinder
- N
- Nehmerzylinder
- PTL
- Peak Torque Limiter
- AVU
- Anti Vibration Unit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010052390 A1 [0002, 0003]
- DE 102011014938 A1 [0002, 0004]
