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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dämpfer für eine hydraulische Kupplung eines hydraulischen Systems.
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Die Reduzierung von Schwingungen in einem Kupplungsbetätigungssystem besitzt einen sehr hohen Stellenwert. Der Fahrer spürt diese Schwingungen während der Betätigung oder bei gehaltenem Kupplungspedal als Vibrationen am Kupplungspedal. Deshalb gibt es hierzu auch verschiedene Bauteile, die spezifisch auf die verschiedenen Fahrzeuge und Motorisierungen abgestimmt werden.
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Üblicherweise werden Kupplungen in Kraftfahrzeugen hydraulisch betätigt. Das bedeutet, dass ein entsprechender Betätigungsimpuls, beispielsweise durch Betätigen eines Kupplungspedals, auf einen Geberzylinder und von diesem hydraulisch auf einen Nehmerzylinder übertragen wird, was die eigentliche Betätigung der Kupplung bewirkt, beispielsweise indem der Nehmerzylinder ein Ausrücklager oder Ähnliches axial verschiebt. Druckschwingungen bei der hydraulischen Übertragung solcher Impulse sind unerwünscht, da diese insbesondere zu einem spürbaren Pulsieren des Kupplungspedals bei manuell geschalteten Getrieben und zu Geräuschen beim Betätigen der Kupplung führen können, sowie zu einer ungenauen Definition des Betätigungspunktes der Kupplung. Zum Dämpfen solcher Druckschwingungen wird ein Dämpfer in der entsprechenden Druckleitung vom Geberzylinder zum Nehmerzylinder vorgesehen. Ein herkömmliches Dämpfungselement umfasst diverse Bauelemente, insbesondere ein Gehäuse, eine Hülse (Einsatz), einen Deckel, ein elastisches Element und ein Ventilelement (siehe 1). Die einzelnen Bauelemente sind teils komplex in ihrer Form und zudem ist die Montage der Bauelemente diffizil, was zu einem erhöhten Aufwand an Zeit und Kosten bei der Herstellung solch eines herkömmlichen Dämpfers führt.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dämpfer für eine hydraulische Kupplung eines hydraulischen Systems zu schaffen, welcher Dämpfer einfach, kompakt und kostengünstig in der Herstellung ist und eine gute Dämpfung von Schwingungen und Geräuschen in einem Kupplungsbetätigungssystem gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Dämpfer für eine hydraulische Kupplung eines hydraulischen Systems gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
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Der erfindungsgemäße Dämpfer für eine hydraulische Kupplung eines hydraulischen Systems umfasst ein Rohr mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einer sich in einer axialen Richtung erstreckenden Wand. Der Dämpfer umfasst zudem mindestens eine Öffnung, die in der Wand des Rohrs ausgebildet ist, und einen elastischen Schlauch, der das Rohr umgibt. Weiter umfasst der Dämpfer jeweils ein hydraulisches Verbindungselement zum Verbinden des Dämpfers mit dem hydraulischen System der hydraulischen Kupplung. Am ersten Ende und am zweiten Ende des Rohrs ist jeweils ein hydraulisches Verbindungselement vorgesehen, das den elastischen Schlauch am ersten Ende beziehungsweise am zweiten Ende des Rohrs befestigt.
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Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Dämpfers wird nachfolgend beschrieben. Treten im Kupplungsbetätigungssystem (unerwünschte) Druckschwingungen auf, dann werden diese über ein hydraulisches System und mindestens eines der hydraulischen Verbindungselemente auf das Rohr des Dämpfers übertragen, wodurch das Rohr in Schwingung gerät. Die Schwingungen des Rohrs werden wiederum auf den elastischen Schlauch übertragen, so dass der elastische Schlauch sich in radialer Richtung nach außen bewegt. Der elastische Schlauch absorbiert somit die Druckschwingungen des Kupplungsbetätigungssystems, was eine Dämpfung der (unerwünschten) Druckschwingungen bedeutet. Bevorzugt sollte das Rohr einen deutlich höheren Elastizitätsmodul als der elastische Schlauch aufweisen, so dass bei auftretenden Druckschwingungen das Rohr im Vergleich mit dem elastischen Schlauch nur leichte Schwingungen ausführt und der elastische Schlauch vergleichsweise große Schwingungen ausführt; das heißt, die Schwingungsamplituden des Rohrs sind an jeder Stelle des Umfangs des Rohrs gleich oder niedriger als die Schwingungsamplituden des elastischen Schlauchs an derselben Stelle.
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Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Dämpfers mit einem Rohr und Öffnungen in seiner Wand, einem elastischen Schlauch um das Rohr und den Verbindungselementen an jedem Ende des Rohrs ist somit einfach, kompakt und kostengünstig in der Herstellung. Zudem ist eine gute Dämpfung von Schwingungen und Geräuschen in einem Kupplungsbetätigungssystem gewährleistet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform hat jedes hydraulische Verbindungselement einen gecrimpten (wellenartigen oder gekräuselten) Abschnitt ausgebildet, der den elastischen Schlauch am ersten Ende beziehungsweise am zweiten Ende des Rohrs haltert. Die gecrimpte Form sorgt für einen besonders guten Halt des elastischen Schlauchs am Rohr. In einem Arbeitsgang, dem Crimpen, wird der elastische Schlauch und das Ende des Rohrs mit dem jeweiligen Verbindungselement verbunden.
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In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Öffnungen in der Wand des Rohrs in der axialen Richtung ausgebildet. Insbesondere können die mehreren Öffnungen in axialer Richtung des Rohrs äquidistant voneinander beabstandet sein.
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In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Öffnungen in der Wand des Rohrs in einer Umfangsrichtung ausgebildet. Insbesondere können die mehreren Öffnungen in Umfangsrichtung äquidistant voneinander beabstandet sind.
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Es können auch mehrere Öffnungen sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung des Rohrs angeordnet sein, insbesondere auch äquidistant voneinander beabstandet.
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In einer weiteren Ausführungsform besitzt das Rohr einen kreisförmigen Querschnitt. Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass das Rohr auch einen andersförmigen Querschnitt besitzen kann, ohne den Offenbarungsgehalt der Erfindung zu verlassen.
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In einer weiteren Ausführungsform sind eine Dicke der Wand des Rohrs, eine Länge des Rohrs, eine Anzahl der Öffnungen in der Wand des Rohrs, der Elastizitätsmodul des Rohrs und/oder der Elastizitätsmodul des elastischen Schlauchs derart anpassbar, dass eine Eigenfrequenz des hydraulischen Systems erreicht wird. Insbesondere bilden in einer bevorzugten Ausführungsform das Rohr, die mindestens eine in der Wand des Rohrs ausgebildete Öffnung und der das Rohr umgebende elastische Schlauch einen Helmholtz-Resonator, der für eine besonders gute Dämpfung der Schwingungen sorgt.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst der elastische Schlauch ein Elastomer.
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Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Dabei zeigen:
- 1 eine Schnittansicht eines Dämpfers gemäß dem Stand der Technik;
- 2 einen Längsschnitt durch einen Dämpfer mit einem elastischen Schlauch, einem Rohr und zwei hydraulischen Verbindungselementen gemäß einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dämpfers, wobei keine Druckschwingungen auf den Dämpfer einwirken;
- 3 eine perspektivische Ansicht des Rohrs des Dämpfers aus 2;
- 4 einen Ausschnitt eines Längsschnitts durch das Rohr aus 3;
- 5 eine Detailansicht des Ausschnitts D aus 3;
- 6 einen Längsschnitt durch den Dämpfer nach 2, wobei der Dämpfer in einem angeregten Zustand ist; und
- 7 eine Detailansicht des Dämpfers aus 6.
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Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Dämpfers bei der das Rohr des Dämpfers eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweist. Dies soll jedoch in keinster Weise als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden.
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1 zeigt eine Schnittansicht eines Dämpfers 1 für eine hydraulische Kupplung (nicht dargestellt) eines hydraulischen Systems (nicht dargestellt) gemäß dem Stand der Technik. Der Dämpfer 1 umfasst diverse Bauelemente, insbesondere ein hülsenförmiges Gehäuse 20 und ein hülsenförmigen Deckel 24, der in das hülsenförmige Gehäuse 20 gesetzt wird. In dem Gehäuse 20 befindet sich ein hülsenförmiger Einsatz 23, an dem ein elastisches Element 25, wie beispielsweise eine Spiralfeder, anliegt. Das elastische Element 25 wirkt auf ein Ventilelement 26, das die Druckschwankungen im hydraulischen System dämpft. Der Deckel 24 wird in axialer Richtung A in das hülsenförmige Gehäuse 20 eingesetzt und mit dem Gehäuse 20 verschweißt. Nachteilig beim herkömmlichen Dämpfer 1 nach 1 ist somit, dass die oben genannten Bauelemente 20 (Gehäuse), 23 (Einsatz), 24 (Deckel) und 26 (Ventilelement) komplex in ihrer Form und damit aufwändig und teuer in ihrer Herstellung sind. Weiter schwierig und damit nachteilig beim herkömmlichen Dämpfer 1 ist, einen exakten Formschluss all dieser formkomplexen Bauelemente zu erreichen. Insgesamt führt dies zu einem erhöhten Aufwand an Zeit und Kosten bei der Herstellung solch eines herkömmlichen Dämpfers.
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2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Dämpfer 1 gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung für eine hydraulische Kupplung (nicht dargestellt) eines hydraulischen Systems (nicht dargestellt). Der erfindungsgemäße Dämpfer 1 umfasst einen elastischen Schlauch 2, ein Rohr 4 und zwei hydraulische Verbindungselemente 3. Der elastische Schlauch 2 umgibt das Rohr 4.
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Jeweils ein hydraulisches Verbindungselement 3 ist zum Verbinden des Dämpfers 1 mit dem hydraulischen System der hydraulischen Kupplung an einem ersten Ende 41 beziehungsweise an einem zweiten Ende 42 angeordnet. Die hydraulischen Verbindungselemente 3 befestigen den elastischen Schlauch 2 am ersten Ende 41 beziehungsweise am zweiten Ende 42 des Rohrs 4.
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In der dargestellten Ausführungsform nach 2 sind die jeweiligen Enden des elastischen Schlauchs 2 zwischen den entsprechenden Enden 41, 42 des Rohrs 4 einerseits und den hydraulischen Verbindungselementen 3 andererseits eingepresst. Dies führt zu einer besonders guten Halterung des elastischen Schlauchs 2. Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass die Enden des elastischen Schlauchs 2 auch am Rohr 4 selbst mit anderen und aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungstechniken gehaltert sein können.
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Wie bereits beschrieben, weist das Rohr 4 ein erstes Ende 41 und ein zweites Ende 42 auf. Eine Wand 5 des Rohrs 4 erstreckt sich in axialer Richtung A. In der Wand 5 ist mindestens eine Öffnung 6 (Loch) ausgebildet.
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Der Dämpfer 1 ist in einem Zustand gezeigt, in dem keine Druckschwingungen auf den Dämpfer 1 einwirken. Somit liegt der elastische Schlauch 2 im Wesentlichen dicht am Umfang des Rohrs 4 an, mit anderen Worten an der Außenseite der Wand 5 des Rohrs 4.
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In der Ausführungsform nach 2 hat jedes hydraulische Verbindungselement 3 einen gecrimpten Abschnitt 13 ausgebildet, der den elastischen Schlauch 2 am ersten Ende 41 und am zweiten Ende 42 des Rohrs 4 haltert. Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass das hydraulische Verbindungselement 3 auch anders ausgebildet sein kann, um den elastischen Schlauch 2 am ersten Ende 41 und am zweiten Ende 42 des Rohrs 4 zu haltern und ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
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In der Ausführungsform nach 2 sind mehrere Öffnungen 6 in der Wand 5 des Rohrs 4 in der axialen Richtung A ausgebildet. Insbesondere sind die mehreren Öffnungen 6 in axialer Richtung A des Rohrs 4 äquidistant voneinander beabstandet.
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Der elastische Schlauch 2 kann ein Elastomer oder ein anderes elastisches Material umfassen, welches insbesondere reversibel deformierbar ist.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rohrs 4 des Dämpfers 1 aus 2. In der Ausführungsform nach 3 besitzt das Rohr 4 einen kreisförmigen Querschnitt und besitzt eine Länge L. Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass das Rohr 4 auch einen andersförmigen Querschnitt aufweisen kann, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Alle sonstigen Elemente der 3 wurden bereits im Zusammenhang mit 2 beschrieben.
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4 zeigt einen Ausschnitt eines Längsschnitts durch das Rohr 4 aus 3. 5 zeigt eine Detailansicht des Ausschnitts D aus 3. In der Ausführungsform nach 3 sind mehrere Öffnungen 6 in der Wand 5 des Rohrs 4 in einer Umfangsrichtung U des Rohrs 4 ausgebildet, wobei in der gezeigten Darstellung zwei Gruppen 6G von jeweils mehreren Öffnungen 6 zu sehen sind. Die Öffnungen 6 sind in der Wand 5 des Rohres 4, welche Wand eine Dicke d aufweist, ausgebildet. Alle sonstigen Elemente der 4 und 5 wurden bereits im Zusammenhang mit 2 beschrieben.
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6 zeigt einen Längsschnitt durch den Dämpfer 1 nach 2 und 7 zeigt eine Detailansicht des Dämpfers 1 aus 6. Im Unterschied zu 2 ist der Dämpfer 1 in den 6 und 7 in einem Zustand gezeigt, in dem Druckschwingungen auf den Dämpfer 1 einwirken.
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Treten im Kupplungsbetätigungssystem (unerwünschte) Druckschwingungen auf, dann werden diese über die hydraulischen Verbindungselemente 3 auf das Rohr 4 des Dämpfers 1 übertragen. Die Druckschwingungen erzeigen Druckänderungen, die durch die Öffnungen 6 in der Wand 5 des Rohrs 4 austreten und auf den elastischen Schlauch 2 übertragen werden, so dass der elastische Schlauch 2 sich in radialer Richtung R nach außen bewegt. Die Druckschwingungen resultieren somit zwischen den beiden hydraulischen Verbindungselementen 3 in Schwingungen des elastischen Schlauchs 2 mit einer Amplitude y. Die Schwingung des elastischen Schlauchs 2 ist eine Halbwelle. Der elastische Schlauch 2 absorbiert somit die Druckschwingungen des Kupplungsbetätigungssystems, was eine Dämpfung der (unerwünschten) Druckschwingungen bedeutet. Der elastische Schlauch 2 kann ein Elastomer oder ein anderes elastisches Material umfassen. Bevorzugt sollte der elastische Schlauch 2 einen niedrigeren Elastizitätsmodul als das Rohr 4 aufweisen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Dämpfers 1 sind eine Dicke d (siehe 4) der Wand 5 des Rohrs 4, eine Länge L (siehe 3) des Rohrs 4, eine Anzahl der Öffnungen 6 in der Wand 5 des Rohrs 4, der Elastizitätsmodul des Rohrs 4 und/oder der Elastizitätsmodul des elastischen Schlauchs 2 derart anpassbar, dass eine Eigenfrequenz des hydraulischen Systems erreicht wird. Insbesondere können bevorzugt das Rohr 4, die mindestens eine in der Wand 5 des Rohrs 4 ausgebildete Öffnung 6 und der das Rohr 4 umgebende elastische Schlauch 2 einen Helmholtz-Resonator bilden, um für eine besonderes gute und effiziente Dämpfung der unerwünschten Schwingungen zu sorgen.
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Die vorliegende Anmeldung wurde mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Für einen Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass Modifikationen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dämpfer
- 2
- elastischer Schlauch
- 3
- hydraulisches Verbindungselement
- 4
- Rohr
- 41
- erstes Ende
- 42
- zweites Ende
- 5
- Wand
- 6
- Öffnung (Loch)
- 6G
- Gruppe
- 13
- gecrimpter Abschnitt
- 20
- Gehäuse
- 23
- Einsatz
- 24
- Deckel
- 25
- elastisches Element
- 26
- Ventilelement
- A
- axiale Richtung
- d
- Wanddicke des Rohrs
- L
- Länge des Rohrs
- R
- radiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
- y
- Amplitude einer Schwingung
