DE102015212711A1 - Pressure cylinder unit with control via two piston surfaces - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Druckzylindereinheit (1) zum Betätigen einer Kupplung eines Antriebsstranges, mit einem Gehäuse (2), einem in diesem Gehäuse (2) verschiebbar aufgenommenen sowie mit dem Gehäuse (2) einen fluidischen Druckraum (3) einschließenden Kolben (4), der zum Bewegen eines Betätigungslagers (5) vorbereitet ist, wobei innerhalb eines Hauptverschiebeweges (7) des Kolbens (4) ein in einer Hauptkammer (6) des Druckraums (3) umgesetzter erster Betätigungsdruck auf eine erste Betätigungsfläche (10) des Kolbens (4) wirkt, wobei im Druckraum (3) ein Hilfskolben (8) so angeordnet und dimensioniert ist, dass der Hilfskolben (8) fluiddruckinitiiert in Verschiebung verbracht wird, um eine Verschiebung des Kolbens (4) zu erzwingen; sowie eine Kupplung mit einer solchen Druckzylindereinheit (1).The invention relates to a pressure cylinder unit (1) for actuating a clutch of a drive train, comprising a housing (2), a piston (4) displaceably accommodated in this housing (2) and a housing (2) enclosing a fluidic pressure chamber (3). is prepared for moving an actuating bearing (5), wherein within a main displacement path (7) of the piston (4) in a main chamber (6) of the pressure chamber (3) converted first actuating pressure on a first actuating surface (10) of the piston (4) acts, wherein in the pressure chamber (3) an auxiliary piston (8) is arranged and dimensioned so that the auxiliary piston (8) fluid pressure initiated in displacement is spent to force a displacement of the piston (4); and a coupling with such a pressure cylinder unit (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Druckzylindereinheit (auch als Druckzylinder bezeichnet) zum Betätigen, etwa zum Ein- oder Ausrücken, einer Kupplung eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse, einem in diesem Gehäuse verschiebbar aufgenommenen sowie mit dem Gehäuse einen fluidischen, vorzugsweise hydraulischen Druckraum einschließenden Kolben, der zum Bewegen eines Betätigungslagers vorbereitet ist, wobei innerhalb eines Hauptverschiebeweges des Kolbens ein in einer Hauptkammer des Druckraums umgesetzter / eingestellter erster (fluidischer) Betätigungsdruck auf eine erste (axiale) Betätigungsfläche des Kolbens wirkt. The invention relates to a pressure cylinder unit (also referred to as pressure cylinder) for actuating, for example, for engagement or disengagement, a clutch of a drive train of a motor vehicle, with a housing, a slidably received in this housing and with the housing a fluidic, preferably hydraulic pressure chamber enclosing piston which is prepared for moving an actuating bearing, wherein within a Hauptverschiebeweges of the piston in a main chamber of the pressure chamber converted / adjusted first (fluidic) actuating pressure acts on a first (axial) actuating surface of the piston.
Solche gattungsgemäßen Druckzylindereinheiten, die auch bei einer Ausgestaltung zum Ausrücken einer Kupplung als Ausrückzylindereinheiten oder Ausrückeinheiten bezeichnet sind und bei der Ausgestaltung zum Einrücken von Kupplungen als Einrückzylindereinheiten / Einrückeinheiten bezeichnet sind, sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. So offenbart bspw. die
Es sind somit bereits hydraulisch betätigte Kupplungen, insbesondere auch nasse / nasslaufende Doppelkupplungen bekannt, die mit hydraulischen Druckzylindereinheiten in Form von Aus- oder Einrückern betätigt werden. Diese Druckzylindereinheiten werden häufig durch eine einen konstanten Volumenstrom bereitstellende Pumpe oder einen Aktor betätigt. Dabei steht nur ein nach oben begrenzter Druck zur Verfügung, sodass die Fläche / Kolbenfläche (erste Betätigungsfläche) des Ausrückers möglichst groß gewählt wird, um diesen Druck klein zu halten. Durch diese Fläche und den zur Betätigung der Kupplung erforderlichen Weg wird das für die Bewegung der Kupplung erforderliche Fluidvolumen bestimmt. Da der zur Verfügung stehende Volumenstrom als konstant angenommen wird, hat dies direkten Einfluss auf die Betätigungsgeschwindigkeit. Dies bedeutet, dass große Flächen zwar den Druck reduzieren, gleichzeitig auch die Betätigungsgeschwindigkeit reduzieren. Dies führt zu Komfortverlust für den Fahrer, da sich das Kuppeln deutlich verlangsamt und üblicherweise ein schnelles Kuppeln gewünscht ist.There are thus already hydraulically actuated clutches, especially wet / wet double clutches known, which are operated with hydraulic pressure cylinder units in the form of off or indenters. These pressure cylinder units are frequently actuated by a constant volume flow pump or actuator. In this case, only an upwardly limited pressure is available, so that the surface / piston surface (first actuating surface) of the releaser is selected as large as possible in order to keep this pressure small. This area and the path required to actuate the clutch determine the volume of fluid required to move the clutch. Since the available volume flow is assumed to be constant, this has a direct influence on the operating speed. This means that while large areas reduce pressure, they also reduce the speed of operation. This leads to loss of comfort for the driver, as the coupling significantly slowed down and usually a quick coupling is desired.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Druckzylindereinheit für eine Kupplungsbetätigung zur Verfügung zu stellen, mit dem die Betätigungsgeschwindigkeit deutlich erhöht werden soll.It is therefore the object of the present invention to remedy these known from the prior art disadvantages and in particular to provide a pressure cylinder unit for a clutch operation, with which the operating speed should be significantly increased.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Druckraum ein Hilfskolben so angeordnet und dimensioniert ist, dass der Hilfskolben fluiddruckinitiiert in Verschiebung verbracht wird, um eine Verschiebung des Kolbens zu erzwingen..This is inventively achieved in that in the pressure chamber, an auxiliary piston is arranged and dimensioned so that the auxiliary piston fluid pressure initiated is spent in displacement to force a displacement of the piston.
Da somit die gesamte Kolbenfläche in zwei getrennt voneinander angeordnete Teilflächen – Stirnfläche des Hilfskolbenabschnittes sowie Stirnfläche des in der Hauptkammer angeordneten Teils des Kolbens – aufgeteilt ist, wird der Kolben möglichst schnell ausgefahren. Dadurch sind zwei wirkende Flächen, abhängig vom Betätigungsweg des Kolbens / des Ausrückers in dem Ausrücker integriert. Thus, since the entire piston surface is divided into two separate faces arranged separately - face of the auxiliary piston portion and end face of the arranged in the main chamber part of the piston - is divided, the piston is extended as quickly as possible. As a result, two acting surfaces, depending on the actuation path of the piston / the releaser are integrated in the releaser.
Weitere vorteilhafte Ausführungsfomen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous Ausführungsfomen are claimed in the dependent claims and explained in more detail below.
Von Vorteil ist es zudem, wenn sich der Hilfskolben in eine von der Hauptkammer abtrennbare Nebenkammer (des Druckraums) hinein erstreckt und mit einer kleiner als die erste Betätigungsfläche ausgebildeten, zweiten Betätigungsfläche innerhalb eines Nebenverschiebeweges des Kolbens derart mit der Nebenkammer zusammenwirkt, dass auf die zweite Betätigungsfläche ein zweiter Betätigungsdruck wirkt, der größer als der erste Betätigungsdruck ist. Dadurch ist die Druckzylindereinheit besonders kompakt aufgebaut.It is also advantageous if the auxiliary piston extends into a separable from the main chamber auxiliary chamber (the pressure chamber) and cooperates with a smaller than the first actuating surface formed second actuating surface within a Nebenverschiebeweges of the piston with the secondary chamber, that on the second Actuating surface acts a second actuation pressure which is greater than the first actuation pressure. As a result, the pressure cylinder unit is constructed very compact.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn der Nebenverschiebeweg mehr als die Hälfte / mehr als 50 % des Gesamtverschiebeweges / Betätigungsweges des Kolbens einnimmt und der Hauptverschiebeweg den restlichen (kleiner als die Hälfte / 50%) Anteil des Gesamtverschiebeweges einnimmt. Dadurch kann ein möglichst großer Weg möglichst rasch durch den höheren Druck am Kolben zurückgelegt werden.Furthermore, it is particularly advantageous if the Nebenverschiebeweg occupies more than half / more than 50% of the total displacement travel / stroke of the piston and the main displacement occupies the remaining (less than half / 50%) proportion of Gesamtverschiebeweges. As a result, the largest possible path can be covered as quickly as possible by the higher pressure on the piston.
In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn die Druckzylindereinheit zum Betätigen einer trocken laufenden oder nass laufenden Kupplung, besonders bevorzugt einer nass laufenden oder trocken laufenden Doppelkupplung, ausgestaltet und vorbereitet ist. Dadurch ist die Druckzylindereinheit besonders effektiv eingesetzt.In this context, it is also advantageous if the pressure cylinder unit for actuating a dry-running or wet-running clutch, particularly preferably a wet-running or dry-running double clutch, is designed and prepared. As a result, the pressure cylinder unit is used particularly effectively.
Ist der Nebenverschiebeweg, in einer Ausfahrrichtung / einer ersten Verschieberichtung des Kolbens betrachtet, vor dem Hauptverschiebeweg umgesetzt / angeordnet, ist der Kolben besonders effektiv ausfahrbar. Is the Nebenverschiebeweg, viewed in an extension direction / a first direction of displacement of the piston, before the main displacement implemented / arranged, the piston is particularly effective extendable.
Mündet in die Nebenkammer ein Fluidversorgungskanal, an dem im Betrieb der Druckzylindereinheit eine Fluidfördereinrichtung angeschlossen ist, ist die Nebenkammer im Betrieb besonders direkt mit einer Fluidquelle verbindbar.If a fluid supply channel, into which a fluid delivery device is connected during operation of the pressure cylinder unit, opens into the secondary chamber, the secondary chamber can be connected particularly directly to a fluid source during operation.
In diesem Zusammenhang ist es dienlich, wenn die Fluidfördereinrichtung eine Pumpe oder ein Aktor, etwa ein Geberzylinder, ist. Weiter bevorzugt fördert die Fluidfördereinrichtung einen konstanten Volumenstrom. In this context, it is useful if the fluid delivery device is a pump or an actuator, such as a master cylinder. More preferably, the fluid delivery device promotes a constant volume flow.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn sich der Hilfskolben derart in die Nebenkammer hinein erstreckt / wenn sich der Hilfskolben derart in die Nebenkammer hinein ragt, dass der Hilfskolben innerhalb des Nebenverschiebeweges / in dem Nebenverschiebeweg einen (die Hauptkammer mit der Nebenkammer innerhalb des Hauptverschiebeweges miteinander fluidisch, vorzugsweise hydraulisch verbindenden und) sich von der Hauptkammer zur Nebenkammer erstreckenden Seitenkanal seitens der Nebenkammer von dem Fluidversorgungskanal abtrennt. Dadurch sind Haupt- und Nebenkammer besonders direkt miteinander verbunden. It is furthermore advantageous if the auxiliary piston extends into the secondary chamber in such a way that the auxiliary piston within the Nebenverschiebeweges / in Nebenverschiebeweg one (the main chamber with the auxiliary chamber within the main displacement path with each other fluidly , preferably connecting hydraulically and) extending from the main chamber to the secondary chamber side channel separates from the secondary chamber of the fluid supply channel. As a result, main and secondary chamber are particularly directly connected.
Ist die Hauptkammer zusätzlich (vorzugsweise dauerhaft) mittels eines eine Strömungsblende aufweisenden Nebenkanals direkt / unmittelbar mit dem Fluidversorgungskanal verbunden, ist insbesondere beim Zurückschieben des Kolbens in das Gehäuse hinein ein Abströmen des Fluidmittels möglich.If the main chamber is additionally (preferably permanently) connected directly / directly to the fluid supply channel by means of a secondary flow channel having a flow diaphragm, flow of the fluid medium is possible, in particular when the piston is pushed back into the housing.
In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn die Strömungsblende eine Querschnittsfläche aufweist, die um ein Vielfaches kleiner als die Querschnittsfläche eines in die Nebenkammer einmündenden Mündungsbereiches des Fluidversorgungskanales ist. Dadurch ist gewährleistet, dass die Nebenkammer innerhalb des Nebenverschiebeweges deutlich rascher gefüllt wird als die Hauptkammer.In this context, it is also advantageous if the flow diaphragm has a cross-sectional area which is smaller by a multiple than the cross-sectional area of an opening region of the fluid supply channel which opens into the secondary chamber. This ensures that the secondary chamber is filled significantly faster than the main chamber within the Nebenverschiebeweges.
Weist der Kolben einen in der Hauptkammer angeordneten Kolbengrundkörper auf, von dem aus sich der zylindrisch ausgebildete Hilfskolben in eine axiale Richtung der Nebenkammer weg erstreckt, ist der Kolben gesamtheitlich besonders einfach herstellbar.If the piston has a piston main body arranged in the main chamber, from which the cylindrically shaped auxiliary piston extends away in an axial direction of the auxiliary chamber, the piston can be manufactured in a particularly simple manner.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der Hilfskolben in Form eines Hilfskolbenabschnittes ein Teil / Bestandteil des Kolbens / des Kolbengrundkörpers ist. Der Hilfskolbenabschnitt ist dann weiter bevorzugt verschiebefest mit dem Kolbengrundkörper verbunden. Dadurch ist vermieden, dass es zu einer Relativverschiebung zwischen dem Kolbengrundkörper und dem Hilfskolben im Betrieb kommt.It is also advantageous if the auxiliary piston in the form of an auxiliary piston portion is a part / constituent of the piston / piston body. The auxiliary piston portion is then further preferably non-displaceably connected to the piston body. This avoids that there is a relative displacement between the piston body and the auxiliary piston in operation.
Weiterhin zweckmäßig ist es, wenn an den Druckraum / an die Hauptkammer ein Nachlaufspeicher angeschlossen ist, der in Abhängigkeit einer Stellung eines Druckventils fluidisch mit dem Druckraum verbunden ist. Dadurch ist eine Druckausgleichseinrichtung mit dem Druckraum / der Hauptkammer verbunden, die einen verlustärmeren Betrieb der Druckzylindereinheit ermöglicht. It is also expedient if a lagging accumulator is connected to the pressure chamber / to the main chamber, which is fluidly connected in dependence of a position of a pressure valve with the pressure chamber. As a result, a pressure compensation device is connected to the pressure chamber / the main chamber, which enables a lower-loss operation of the pressure cylinder unit.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin auch vorteilhaft, wenn die Hauptkammer innerhalb des Nebenverschiebeweges, in einer geöffneten Stellung des Druckventils, mit dem Nachlaufspeicher fluidisch verbunden ist und innerhalb des Hauptverschiebeweges, in einer geschlossenen Stellung des Druckventils, von dem Nachlaufspeicher (fluidisch) getrennt ist. Somit wird während des Nebenverschiebeweges im Betrieb insbesondere ein Unter- oder Überdruck in der Hauptkammer vermieden.In this context, it is also advantageous if the main chamber is fluidically connected within the Nebenverschiebeweges, in an open position of the pressure valve, with the lag storage and within the main displacement, in a closed position of the pressure valve, from the lag storage (fluid) is separated. Thus, in particular a negative or positive pressure in the main chamber is avoided during the Nebenverschiebeweges in operation.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn der Kolben als ein Ringkolben ausgebildet / ausgestaltet ist, da dann ein Zentralausrücker besonders effektiv ausgestaltbar ist.In addition, it is advantageous if the piston is designed / configured as an annular piston, since then a Zentralausrücker is particularly effectively ausgestaltbar.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit ein Ausrücker in Form einer Druckzylindereinheit für Doppelkupplungen umgesetzt. Bekannte Ausrücker werden in der Regel durch Pumpen oder Aktoren mittels eines konstanten Volumenstroms betätigt. Die Fläche des Ausrückerkolbens (Kolben) muss dabei relativ groß gewählt werden, um den Betätigungsdruck gering zu halten. Durch die große Fläche wird jedoch auch die Betätigungsgeschwindigkeit reduziert, was sich nachteilig auf den Fahrkomfort auswirkt. Erfindungsgemäß ist daher vorgeschlagen, zwei Kolbenflächen vorzusehen, wobei eine erste Fläche (zweite Stirnfläche / zweite Betätigungsfläche) klein ist, eine zweite Fläche (erste Stirnfläche / erste Betätigungsfläche) groß gewählt ist, um die Betätigungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Auf dem ersten Betätigungsweg (Nebenverschiebeweg) reicht eine geringe Kolbenfläche (zweite Betätigungsfläche) aus, da der Druck gering ist (Leerweg). Die Betätigungsgeschwindigkeit ist demnach hoch. Um das Volumen im Druckraum konstant zu halten, wird ein Ventil / Druckventil vorgesehen, welches ein Nachlaufen an Hydraulikmedium (Fluidmittel) innerhalb dieses Nebenverschiebeweges gewährleistet. Der zweite Weg (Hauptverschiebeweg) des Ausrückers / des Kolbens erfolgt über die größere Kolbenfläche (erste Betätigungsfläche) bzw. über die erste Betätigungsfläche und die zweite Betätigungsfläche, wodurch ein größerer Druck aufgebaut werden kann.In other words, thus a release mechanism in the form of a pressure cylinder unit is implemented for double clutches. Known releasers are usually actuated by pumps or actuators by means of a constant volume flow. The area of the clutch piston (piston) must be relatively large in order to keep the operating pressure low. Due to the large area but also the operating speed is reduced, which adversely affects the ride comfort. According to the invention it is therefore proposed to provide two piston surfaces, wherein a first surface (second end surface / second actuating surface) is small, a second surface (first end surface / first actuating surface) is selected to be large in order to increase the operating speed. On the first actuation path (Nebenverschiebeweg) a small piston area (second actuating surface) is sufficient, since the pressure is low (free travel). The operating speed is therefore high. In order to keep the volume in the pressure chamber constant, a valve / pressure valve is provided which ensures a run on hydraulic medium (fluid) within this Nebenverschiebeweges. The second way (Hauptverschiebeweg) of the releaser / the piston via the larger piston surface (first actuating surface) or via the first actuating surface and the second actuating surface, whereby a larger pressure can be built up.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to figures.
Es zeigen:Show it:
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
In
Die fluidische, nämlich hydraulische Druckzylindereinheit
Der Druckraum
Wie in
Im Betrieb ist jedoch in dieser wiederum als Bohrung ausgebildeten Nebenkammer
Die Nebenkammer
In
Innerhalb des ersten Verschiebewegs / dem Nebenverschiebeweg
Um bei dieser Ausfahrbewegung eine Unterdruckbildung in der Hauptkammer zu vermeiden, ist die Hauptkammer
Ist der Hilfskolbenabschnitt
Bei einem erneuten Einfahren des Kolbens
Im Weiteren sei darauf hingewiesen, dass der Kolben
In anderen Worten ausgedrückt, besteht die erfindungsgemäße Idee darin, dass auf dem ersten Teil des Ausfahrweges (Nebenverschiebeweg
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Druckzylindereinheit Pressure cylinder unit
- 22
- Gehäuse casing
- 33
- Druckraum pressure chamber
- 44
- Kolben piston
- 55
- Betätigungslager operation seat
- 66
- Hauptkammer main chamber
- 77
- Hauptverschiebeweg Hauptverschiebeweg
- 88th
- Hilfskolbenabschnitt Auxiliary piston section
- 99
- Nebenkammer secondary chamber
- 1010
- erste Betätigungsfläche first actuating surface
- 1111
- zweite Betätigungsfläche second actuating surface
- 1212
- Nebenverschiebeweg Nebenverschiebeweg
- 1313
- Fluidversorgungskanal Fluid supply channel
- 1414
- Fluidfördereinrichtung Fluid delivery device
- 1515
- Seitenkanal side channel
- 1616
- Strömungsblende flow screen
- 1717
- Nebenkanal secondary channel
- 1818
- Mündungsbereich mouth area
- 1919
- Kolbengrundkörper Piston base body
- 2020
- Nachlaufspeicher trailing memory
- 2121
- Druckventil pressure valve
- 2222
- Schließkörper closing body
- 2323
- Längsachse longitudinal axis
- 2424
- Nebendruckraum In addition to the pressure chamber
- 2525
- Vorsprung head Start
- 2626
- Zuführleitung feed
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE102015212711.7A DE102015212711A1 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Pressure cylinder unit with control via two piston surfaces |
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DE102015212711.7A Pending DE102015212711A1 (en) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | Pressure cylinder unit with control via two piston surfaces |
Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024125687A1 (en) * | 2022-12-15 | 2024-06-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hydraulic arrangement and hybrid module |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102010032661A1 (en) | 2009-08-20 | 2011-02-24 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Clutch release system for dual clutch transmission, has slave cylinder pistons comprising stop segments aligned radially to symmetrical axis, where segments stay in effective connection with recesses in inner and center housing walls |
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2015
- 2015-07-08 DE DE102015212711.7A patent/DE102015212711A1/en active Pending
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DE102010032661A1 (en) | 2009-08-20 | 2011-02-24 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Clutch release system for dual clutch transmission, has slave cylinder pistons comprising stop segments aligned radially to symmetrical axis, where segments stay in effective connection with recesses in inner and center housing walls |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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