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Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für ein hydraulisches Betätigungssystem einer Fahrzeugkupplung, welche ein Gehäuse aufweist, dessen Innenraum mit einem Hydraulikstrang des hydraulischen Betätigungssystems in einer Fluidverbindung steht.
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Ein Schwingungsdämpfer hat in einem hydraulischem Betätigungssystem eines Kraftfahrzeuges die Aufgabe, in einem Hydraulikstrang, welcher durch einen Geberzylinder, einen Nehmerzylinder und eine Druckleitung gebildet wird, und der von einem Hydraulikmedium durchströmt wird, die durch Motorschwingungen oder Schwingungen im Antriebsstrang über den Hydraulikstrang auf ein zu betätigendes Fußpedal übertragen werden, zu dämpfen. Seitens des Fahrers werden solche am Fußpedal auftretenden Schwingungen als störend empfunden.
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Aus der
DE 10 2009 049 243 A1 ist ein Schwingungsdämpfer für ein hydraulisches Betätigungssystem einer Fahrzeugkupplung bekannt, der ein Gehäuse umfasst, dessen Innenraum mit dem Hydraulikstrang des hydraulischen Betätigungssystems verbindbar ist, wobei im Innenraum des Gehäuses wenigstens ein beweglicher Kolben angeordnet ist, der auf das Hydraulikmedium des hydraulischen Betätigungssystems einwirkt, um Schwingungen zu dämpfen.
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Die Verwendung eines Kolbens stellt ein konstruktiv sehr aufwändiges System dar, welches hohe Kosten bei der Herstellung erzeugt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer für ein hydraulisches Betätigungssystem einer Fahrzeugkupplung anzugeben, welches kostengünstig herstellbar und trotzdem effektiv die, über den Hydraulikstrang übertragenen Schwingungen dämpft.
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Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Gehäuse doppelwandig ausgebildet ist und eine einseitig offene Kammer zur Aufnahme eines Hydraulikmediums bildet, wobei die Kammer mit einem Material befüllt ist, welches eine hohe Dichte und/oder eine andere Kompressibilität als das Hydraulikmedium aufweist. Dies hat den Vorteil, dass Schwingungen, die von dem Hydraulikmedium übertragen werden, gedämpft werden. Dabei ist die Baulänge des Gehäuses des Schwingungsdämpfers nur noch von untergeordneter Bedeutung, da die Dämpfung in erster Linie vom Material, das in der Kammer angeordnet ist, ausgeführt wird und nur zweitrangig von den Resonatoreigenschaften der Kammer. Darüber hinaus entfällt durch die Anordnung des Materials auch eine vorgegebene Positionierung des Schwingungsdämpfers im Betätigungssystem, da Lufteinschlüsse in dem Schwingungsdämpfer vermieden werden.
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Vorteilhafterweise füllt das Material die Kammer vollständig aus. Dadurch wird verhindert, dass jedwede Luft in die Kammer eintritt, wobei das Material in der Kammer voll zur Dämpfung der Schwingung der Hydraulikflüssigkeit genutzt werden kann.
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Vorteilhafterweise sind mindestens zwei Materialien schichtweise in der Kammer angeordnet. Durch diese Kombination von Materialien mit hoher Dichte und Materialien mit einer anderen Kompressibilität als die Hydraulikflüssigkeit, wird eine besonders gute Dämpfung der Schwingungen erreicht.
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In einer Variante ist das Material schaumähnlich ausgebildet. Der Schaum bildet dabei einen Energieabsorber mit einem Federanteil, welcher somit eine andere Kompressibilität aufweist als die Hydraulikflüssigkeit, um somit die Dämpfung zu reduzieren.
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In einer Alternative ist das Material mit der hohen Dichte eine Flüssigkeit oder ein Fett. Durch die hohe Dichte erfolgt eine Änderung der Geschwindigkeit der Schwingungen, da die Kammer sehr gut als Resonator nutzbar ist, bei dem sich die hin und reflektiert zurücklaufende Schwingung aufheben.
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In einer Ausführungsform ist der offenen Seite der Kammer im Innenraum ein Einsatz vorgelagert, welcher einen Kanal zur Umlenkung der Hydraulikflüssigkeit in die Kammer aufweist. Mittels eines solchen Einsatzes ist die Befüllung der Kammer mit einer Hydraulikflüssigkeit einfach durchzuführen, ohne dass weitere mechanische Vorrichtungen benötigt werden.
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In einer Ausgestaltung weist der Einsatz einen Hauptkanal auf, welcher annähernd dem Querschnitt des Innenraumes des Gehäuses entspricht. Dadurch werden die Fließgeschwindigkeit der Hydraulikleitung und somit auch der durch die Hydraulikflüssigkeit übertragene Druck durch das Dämpfungselement nicht verringert.
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In einer Variante ist das Gehäuse zum Durchfluss des Hydraulikmediums beidseitig offen gestaltet. Somit lässt sich einfach ein Durchfluss-Schwingungsdämpfer realisieren, der in eine Druckleitung des Hydraulikstranges integriert werden kann.
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Vorteilhafterweise ist das Gehäuse koaxial ausgebildet. Ein solcher koaxial ausgebildeter Schwingungsdämpfer lässt sich einfach in das hydraulische Betätigungssystem montieren.
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Alternativ ist das Gehäuse dosenähnlich ausgebildet. Diese dosenähnliche Gestaltung ermöglicht den Einsatz des Schwingungsdämpfers an den unterschiedlichsten Positionen in dem hydraulischen Betätigungssystem.
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Die Erfindung lässt mehrere Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Betätigungssystems für eine Fahrzeugkupplung,
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2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers.
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Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist eine Prinzipdarstellung eines hydraulischen Betätigungssystems 1 für eine Fahrzeugkupplung dargestellt. Dieses hydraulische Betätigungssystem 1 besteht aus einen Geberzylinder 2, welcher einen Geberkolben 3 umfasst. Der Geberzylinder 2 ist über eine, die Hydraulikflüssigkeit führende Druckleitung 4 mit einem Nehmerzylinder 5 verbunden, welcher ebenfalls einen Ausrückkolben 6 aufweist. Der Geberkolben 3 des Geberzylinders 2 wird von einem Kupplungspedal 7 betätigt. Bei der Betätigung des Kupplungspedals 7 wird das in dem hydraulischen Betätigungssystem 1 vorhandene Hydraulikmedium durch den Geberkolben 3 betätigt. Dadurch wird eine Kraft auf den Ausrückkolben 6 des Nehmerzylinders 5 übertragen, wodurch eine nicht weiter dargestellte Kupplung betätigt wird.
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In der Druckleitung 4 ist ein Schwingungsdämpfer 8 angeordnet. Der beschriebene Schwingungsdämpfer 8 ist als Koaxialdämpfer ausgebildet, wobei durch den Innenraum das Hydraulikmedium vom Geberzylinder 2 zum Nehmerzylinder 5 transportiert wird Ein solcher Schwingungsdämpfer 8 ist in 2 dargestellt. Der Schwingungsdämpfer 8 besteht aus einem Gehäuse 9, welches einen Innenraum 10 aufweist. Das Gehäuse 9 ist doppelwandig ausgebildet und bildet eine Kammer 11 aus, die einseitig geschlossen ist. Ein Einsatz 12 ist in dem Innenraum 10 des Schwingungsdämpfers 8 angeordnet und weist einen Umlenkkanal 13 auf, der mit der Kammer 11 in Verbindung steht. Der Einsatz 12 umfasst weiterhin einen Hauptkanal 14, welcher annähernd den gleichen Querschnitt aufweist, wie der Innenraum 10 des Schwingungsdämpfers 8. Der Hauptkanal 14 ist mit dem Innenraum 10 des Gehäuses 9 in Überdeckung gebracht. Das Gehäuse 9 ist von einer Gehäuseabdeckung 15 verschlossen, welche ein Anschlussstück für die Druckleitung 4, die zum Geberzylinder 3 führt, aufweist.
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Druckschwingungen in der Druckleitung 4 übertragen sich auf das, im Innenraum 10 befindliche Hydraulikmedium, woraufhin das Hydraulikmedium elastisch verformt wird und dabei Rückstellkräfte aufbaut. In der Kammer 11 werden die Schwingungen in der Druckleitung 4 aufgenommen und zeitversetzt wieder das Hydraulikmedium abgegeben, womit eine Dämpfung der Schwingung des Hydraulikmediums erzielt wird.
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Die Kammer 11, die auch als Kapazität bezeichnet wird, ist mit einem Material 16 gefüllt, welches entweder eine hohe Dichte gegenüber dem Hydraulikmedium und/oder eine andere Kompressibilität als das Hydraulikmedium aufweist. Zu diesen Materialien 16 gehören beispielsweise ein Fett, eine Flüssigkeit oder ein Gel, die mit ihrer hohen Dichte eine Änderung der Geschwindigkeit der Schwingungen realisieren, welche durch das Hydraulikmedium übertragen werden. Bei der schichtweisen Verwendung von mehreren Fetten, Gelen oder Flüssigkeiten in der Kammer 11 ist es vorteilhaft, eine Membran als Medientrenner zu verwenden. Durch die Änderung der Geschwindigkeit der Schwingung, welche von dem Hydraulikmedium übertragen wird, wird die Frequenz zu tieferen Abstimmfrequenzen verstellt, so dass die Vibration am Kupplungspedal 7 durch den Fahrer nicht stark wahrnehmbar ist.
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Alternativ kann als Material 16 aber auch ein Schaum, wie beispielsweise ein EPDM-Schaum (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) oder ein Metallschaum benutzt werden, welche die Eigenschaft haben, dass sie eine andere Kompressibilität als die Hydraulikflüssigkeit aufweisen. Bei einem relativ festen, geschlossenzelligen EPDM-Schaum, welcher Luftmoleküle einschließt, können diese kleinen Luftmoleküle im Inneren als Druckspeicher dienen, wodurch ebenfalls die Schwingungen des Hydraulikmediums gedämpft werden.
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Es besteht auch die Möglichkeit, die genannten Materialien 16 innerhalb der Kammer 11 zu kombinieren und somit einen mehrschichtigen Schwingungsdämpfer 8 einzurichten.
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Der beschriebene Schwingungsdämpfer 8 verbessert die Wirkfrequenz der, von dem Hydraulikmedium übertragenen Schwingung und zeichnet sich durch universellere Package-Möglichkeiten beim Verbau in dem hydraulischen Betätigungssystem 1 aus, da keine Richtungsorientierung bei der Montage des Schwingungsdämpfers 8 in dem hydraulischen Betätigungssystem 1 beachtet werden muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydraulisches Betätigungssystem
- 2
- Geberzylinder
- 3
- Geberkolben
- 4
- Druckleitung
- 5
- Nehmerzylinder
- 6
- Ausrückkolben
- 7
- Kupplungspedal
- 8
- Schwingungsdämpfer
- 9
- Gehäuse
- 10
- Innenraum
- 11
- Kammer
- 12
- Einsatz
- 13
- Umlenkkanal
- 14
- Hauptkanal
- 15
- Gehäuseabdeckung
- 16
- Material
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009049243 A1 [0003]
