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Die Erfindung betrifft einen Aktor für eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse verschiebbar aufgenommenen Hauptkolben, wobei auf dem Hauptkolben wiederum ein schwimmender Kolben relativverschieblich aufgenommen ist und der Hauptkolben mit dem Gehäuse sowie dem schwimmenden Kolben einen Druckraum begrenzt, wobei ein Nehmerzylinderanschluss des Gehäuses in den Druckraum mündet sowie ein Geberzylinderanschluss des Gehäuses in Abhängigkeit der Verschiebestellung des Hauptkolbens und/oder des schwimmenden Kolbens über den Druckraum mit dem Nehmerzylinderanschluss verbindbar ist, einem verschiebend auf den Hauptkolben einwirkenden Motor und einem mit dem Geberzylinderanschluss über einen Verbindungskanal verbundenen Druckmittelreservoir, wobei das Druckmittelreservoir mit einem ein Volumen des Druckmittelreservoirs verstellenden / einstellenden Speicherkolben ausgestattet ist. Zudem betrifft die Erfindung eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, aufweisend diesen Aktor, einen Nehmerzylinder und einen Geberzylinder.
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Somit sind prinzipiell bereits verschiedene gattungsgemäße Aktoren bekannt, die im Betrieb in einer hydraulischen Strecke zwischen einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder eingesetzt sind. Diese Aktoren werden insbesondere für das so genannte „Segeln“ des Fahrzeuges eingesetzt. Rollt / „Segelt“ das Kraftfahrzeug bspw. ohne Betätigung des Beschleunigungs- / Gaspedals vor sich hin, wird der jeweilige Aktor derart angesteuert, dass der Nehmerzylinder durch die aktorinduzierte Verschiebung eines Hydraulikmittels von dem Aktor in den Nehmerzylinder die Kupplung öffnet. Dadurch wirkt wiederum ein geringeres Schleppmoment auf die Räder des Kraftfahrzeuges. Wird während dieses Zustandes, in dem der Aktor selbsttätig (über den Hauptkolben sowie den Elektromotor) den Nehmerzylinder mit Druck beaufschlagt, das entsprechende mit dem Geberzylinder verbundene Kupplungspedal betätigt, wird auch das entsprechende Hydraulikmittel in der hydraulischen Strecke zwischen dem Geberzylinder und dem Aktor verschoben. Hierfür ist letztendlich das Druckmittelreservoir vorhanden, das das aus dem Geberzylinder abgegebene Hydraulikmittel aufnimmt und dazu dient, dem Bediener des Fahrzeuges gleichzeitig eine möglichst originalgetreue Ausrückkraft an dem Kupplungspedal entgegen zu setzen. Demnach erzeugt das Druckmittelreservoir eine simulierte Pedalkraftkennlinie, die der tatsächlichen Pedalkraftkennlinie zum Ausrücken der Kupplung, d.h. zum Betätigen der Tellerfeder der Kupplung, weitestgehend gleich kommt / entspricht.
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Als nachteilig hat es sich jedoch bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen gezeigt, dass es beim Segeleintritt bzw. beim Segelaustritt (d.h. beim Abtrennen oder Verbinden des Geberzylinderanschlusses von oder mit dem Druckraum / Nehmerzylinderanschluss) über das Kupplungspedal (bei der so genannten „Fahrerübernahme“) je nach Pedalweg zu einem relativ hohen Kraftsprung am Kupplungspedal aufgrund des Wechsels zwischen der Pedalkraftkennlinie des Druckmittelreservoirs und der Pedalkraftkennlinie der Kupplung kommt. Diese Kraftsprünge ergeben sich entweder bei dem Zurückfahren des Aktors / Hauptkolbens sowie des schwimmenden Kolbens in die Ruhelage nach dem Segeln (Segelaustritt) oder beim Ausfahren des Aktors / Hauptkolbens (Segeleintritt) und bei gleichzeitiger Betätigung des Kupplungspedals durch den Fahrer und werden als unangenehm durch den Fahrer wahrgenommen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen Aktor zur Verfügung zu stellen, dessen Betätigung seitens des Kupplungspedals möglichst geringfügig wahrnehmbar sein soll.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Verbindungskanal ein Druckregler eingesetzt ist.
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Durch das Einsetzen eines solchen Druckreglers wird der Kraftsprung beim Umschalten des Aktors und dem Wechsel zwischen der entsprechenden Pedalkraftkennlinie des Druckmittelreservoirs und der Pedalkraftkennlinie der Kupplung im Betrieb stark abgedämpft. Der Fahrkomfort für den Fahrer wird somit deutlich verbessert.
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Dabei weist der Druckregler weiter einen Regelkörper auf, der verschiebbar in dem Verbindungskanal angeordnet und so ausgebildet ist, dass er in einer ersten Verschiebestellung (des Regelkörpers) einen ersten Strömungsquerschnitt festlegt und in einer, zu der ersten Verschiebestellung (des Regelkörpers) beabstandeten, zweiten Verschiebestellung (des Regelkörpers) einen zweiten Strömungsquerschnitt festlegt, wobei der zweite Strömungsquerschnitt größer als der erste Strömungsquerschnitt ist. Dadurch wird insbesondere beim Entleeren des Druckmittelreservoirs gewährleistet, dass das Druckfluid möglichst rasch wieder in den entsprechenden Bereich der hydraulischen Strecke zwischen Geberzylinder und dem Aktor bzw. in den Zwischenraum / hin zu dem Druckraum zurückströmt.
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Zwischen dem Geberzylinderanschluss und dem Druckmittelreservoir mündet in den Verbindungskanal ein hin zu dem Druckraum verlaufender Abzweigungskanal ein, wobei der Abzweigungskanal auf einer dem Druckmittelreservoir abgewandten Seite des Druckreglers angeordnet ist. Dadurch wird das rückzuführende Druckfluid besonders rasch dem Abzweigungskanal wieder zugeführt.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn der Druckregler so vorbereitet ist, dass unabhängig von einer Pedalbetätigungsgeschwindigkeit im Betrieb eine konstante Druckerhöhung zwischen einem Geberzylinder / dem Geberzylinderanschluss und dem Speicherkolben in dem Druckmittelreservoir erzielt wird.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Druckmittelreservoir so angeordnet und ausgebildet ist, dass in zumindest einer (ersten oder zweiten) Verschiebestellung des Hauptkolbens, in der der zwischen dem Hauptkolben, dem schwimmenden Kolben und dem Nehmerzylinderanschluss begrenzte Druckraum von dem Geberzylinderanschluss abgetrennt ist, das Druckmittelreservoir mit dem Geberzylinderanschluss verbunden ist, wobei der verschiebbar angeordnete Speicherkolben zugleich entgegen seiner das Volumen des Druckmittelreservoirs vergrößernden Ausfahrrichtung mittels einer Federeinrichtung abgestützt ist. Dadurch lässt sich die durch das Druckmittelreservoir erzeugte Pedalkraftkennlinie mit besonders einfachen Mitteln auf die ideale Pedalkraftkennlinie zum Ausrücken der Tellerfeder einstellen.
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Bevorzugt ist der Druckregler als eine Drosseleinrichtung / Drossel wirkend.
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Weist der Druckregler eine Rückschlagventileinheit auf, sind die Volumenströme des zu fördernden Druckfluids / Hydraulikmittels / Druckmittels in entgegengesetzten Strömungsrichtungen geschickt einstellbar. Dadurch ist sowohl beim Befüllen als auch beim Entleeren des Druckmittelreservoirs der passende Volumenstrom gewählt.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Drosseleinrichtung eine Öffnung zum Vorhalten eines Entleerungspfades / eine Blende aufweist.
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Diesbezüglich ist es auch zweckmäßig, wenn die Öffnung / Blende in einer ersten Strömungsrichtung betrachtet, von dem Geberzylinderanschluss in das Druckmittelreservoir hinein, vor der Rückschlagventileinheit angeordnet ist. Dadurch ist die Öffnung besonders geschickt zum Ansteuern der Rückschlagventileinheit angeordnet.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Rückschlagventileinheit einen Sperrkörper aufweist, der mittels einer Feder in einen Sperrsitz gedrängt ist, wobei beim Anliegen des Sperrkörpers an dem Sperrsitz die Öffnung verschlossen ist. Dadurch sind die Rückschlagventileinheit und die Öffnung besonders platzsparend umgesetzt.
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Bildet / weist der Druckregler einen die Rückschlagventileinheit (vorzugsweise permanent / in jeglichem Betriebszustand) überbrückenden Seitenkanal aus / auf, ist der Druckregler im Aufbau geschickt als Drossel gestaltet.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der Druckregler derart ausgebildet ist, dass er in einer zweiten Strömungsrichtung, von dem Druckmittelreservoir hin zu dem Geberzylinderanschluss bzw. hin zu einem zwischen dem Hauptkolben und dem schwimmenden Kolben ausgebildeten Zwischenraum / dem Druckraum, einen größeren Strömungsquerschnitt freigibt als entgegengesetzt zu der zweiten Strömungsrichtung (d.h. in der ersten Strömungsrichtung).
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit dem Aktor nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, einem an dem Nehmerzylinderanschluss angeschlossenen Nehmerzylinder und einem an dem Geberzylinderanschluss angeschlossenen Geberzylinder.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist ein sogenannter MT+-Aktor (Manual-Transmission-Aktor) mit einer Drossel (Druckregler) umgesetzt. Die Drossel ist in dem Zulauf (Verbindungskanal) der Speicherkammer (Druckmittelreservoir) des MT+-Aktors integriert, damit der Kraftsprung zwischen der Pedalkennlinie der Speicherkammer und der Pedalkennlinie der Kupplung reduziert wird.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung eines Aktors nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Aktor derart geschnitten dargestellt ist, dass sowohl ein Druckmittelreservoir als auch ein durch einen Hauptkolben definierter Druckraum des Aktors zu erkennen sind,
- 2 eine Prinzipdarstellung eines in einem Verbindungskanal zwischen einem Geberzylinderanschluss des Gehäuses und dem Druckmittelreservoir eingesetzten Druckreglers, wobei sich der Druckregler in einer ersten Stellung befindet, in der ein Druckfluid in einer ersten Strömungsrichtung ausschließlich über einen Seitenkanal in das Druckmittelreservoir hineinströmt,
- 3 eine Detaildarstellung des den Druckregler umfassenden Bereichs des Verbindungskanals in der ersten Stellung nach 2,
- 4 eine Kennlinie, die einen in der ersten Stellung nach den 2 und 3 in dem Verbindungskanal vorliegenden Druckunterschied in Abhängigkeit einer Volumenänderung darstellt,
- 5 eine Detaildarstellung des Druckreglers, ähnlich zu 3, wobei der Druckregler nun in eine zweite Stellung verstellt ist, in der zusätzlich eine Rückschlagventileinheit geöffnet ist und in der ersten Strömungsrichtung ein größerer Volumenstrom an Druckfluid in das Druckmittelreservoir hineinströmt,
- 6 eine Prinzipdarstellung des Druckregler in der zweiten Stellung nach 5,
- 7 eine Kennlinie, die den in der zweiten Stellung nach den 5 und 6 in dem Verbindungskanal vorliegenden Druckunterschied in Abhängigkeit der Volumenänderung darstellt,
- 8 eine Detaildarstellung des Druckreglers, ähnlich zu den 3 und 5, wobei der Druckregler in eine dritte Stellung verstellt ist und das Druckfluid aus dem Druckmittelreservoir hin zu dem Geberzylinderanschluss bzw. hin zu einem zwischen dem Hauptkolben und dem schwimmenden Kolben ausgebildeten Zwischenraum strömt, wobei die Rückschlagventileinheit derart verschoben ist, dass der Strömungsquerschnitt im Gegensatz zu der ersten Stellung wesentlich größer ist,
- 9 eine Prinzipdarstellung des Druckreglers in der dritten Stellung nach 8,
- 10 eine Kennlinie, die den in der dritten Stellung nach den 8 und 9 in dem Verbindungskanal vorliegenden Druckunterschied in Abhängigkeit der Volumenänderung veranschaulicht,
- 11 eine Längsschnittdarstellung eines Aktors nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei der Aktor, wie bereits der Aktor nach 1, in einem Ausgangszustand dargestellt ist, in dem der Geberzylinderanschluss mit dem Druckraum verbunden ist, wie durch die Strömungspfeile zusätzlich hervorgehoben,
- 12 eine Längsschnittdarstellung des Aktors nach 11, wobei der Hauptkolben in einer ersten Verschiebestellung derart angeordnet ist, dass der Druckraum von dem Geberzylinderanschluss abgetrennt ist und somit der Hauptkolben selbst auf den Nehmerzylinder verstellend einwirkt,
- 13 eine Längsschnittdarstellung des Aktors nach 11, wobei der Hauptkolben wiederum in der ersten Verschiebestellung derart angeordnet ist, nun zusätzlich durch Betätigen des Geberzylinders Druckmittel am Geberzylinderanschluss zugeführt wird, sodass ein Speicherkolben des Druckmittelreservoirs unter Vergrößerung des Volumens des Druckmittelreservoirs ausgefahren wird, und
- 14 eine Längsschnittdarstellung des Aktors nach 11, ähnlich zu 13, wobei bei weiterem Betätigen des Geberzylinders und Zufuhr von weiterem Druckmittel am Geberzylinderanschluss der Hauptkolben bzw. ein schwimmender Kolben in eine weitere zweite Verschiebestellung verbracht wird, in der der schwimmende Kolben am Hauptkolben den Zwischenraum zu dem Geberzylinderanschluss hin freigibt und ein Verschieben des schwimmenden Kolbens ein Verschieben des Druckmittels hin zu dem Nehmerzylinder verursacht.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombiniert werden. Das erste Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 10 unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel nach den 11 bis 14 lediglich durch die Anordnung eines Motors 7 und einer Getriebeeinrichtung 21, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel um ca. 180° um eine Längsachse eines Hauptkolbens 4 / einer Spindelstange 22 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel versetzt angeordnet sind.
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In
1 ist ein Aktor
1 in seinem prinzipiellen Aufbau veranschaulicht. Der Aktor
1 ist in dieser Ausführung als so genannter MTplus-Aktor ausgeführt und im Betrieb entlang einer hydraulischen Strecke zwischen einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder einer Betätigungsvorrichtung eingesetzt. Die Betätigungsvorrichtung ist eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung und wirkt auf eine Kupplung, nämlich eine Reibkupplung, verstellend ein. Demnach weist der Aktor
1 auf typische Weise an seinem Gehäuse
2 einen Geberzylinderanschluss
6 auf, an dem im Betrieb der Geberzylinder fluidisch, hier hydraulisch, angebunden ist. Des Weiteren weist das Gehäuse
2 einen Nehmerzylinderanschluss
5 auf, der fluidisch / hydraulisch mit dem Nehmerzylinder im Betrieb verbunden ist. Somit ist der Aktor
1 im Betrieb entlang der hydraulischen Strecke gesehen in Reihe zu dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder, nämlich zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder, angeordnet. In diesem Zusammenhang sei auch auf die Funktionsweise der in der
DE 10 2016 217 826 B3 offenbarten Betätigungsvorrichtung verwiesen, welche im Wesentlichen der Funktionsweise des vorliegenden Aktors
1 entspricht. Die
DE 10 2016 217 826 B3 gilt somit für den Aktor
1 als hierin integriert. Nachfolgend werden der Kürze wegen die wesentlichen Unterschiede zu dieser Betätigungsvorrichtung beschrieben.
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Wie in 1 erkennbar, ist in dem Gehäuse 2 des Aktors 1 ein Druckraum 3 ausgebildet. Der Druckraum 3 ist einerseits durch das Gehäuse 2, andererseits durch einen Hauptkolben 4 und einen auf ihm verschiebbar aufgenommenen schwimmenden Kolben 33 begrenzt / in seiner Größe einstellbar. Der Hauptkolben 4 ist mittels eines Spindeltriebes 20 mit dem Motor 7 in Form eines Elektromotors gekoppelt / wirkverbunden. Neben dem Spindeltrieb 20 ist eine Getriebeeinrichtung 21 vorhanden, die ein durch den Motor 7 ausgegebenes Drehmoment wandelt und an eine Spindelmutter 23 überträgt. Mittels der Spindelmutter 23 und der in Eingriff mit der Spindelmutter 23 befindlichen Spindelstange 22 wird das Drehmoment des Motors 7 in eine Verschiebekraft übertragen. Somit wirkt die Spindelmutter 23 durch ihre Verdrehung verschiebend auf die Spindelstange 22 ein. Die Spindelstange 22 ist mit dem Hauptkolben 4 verschiebefest weiter verbunden, sodass durch die Verschiebung der Spindelstange 22 eine entsprechende Verschiebung des Hauptkolbens 4 bewirkt wird.
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Der Druckraum 3 ist im Betrieb dauerhaft mit dem Nehmerzylinder verbunden. Hierfür ist im Bereich des Druckraums 3 ein Nehmerzylinderanschluss 5 in dem Gehäuse 2 angeordnet, wobei der Nehmerzylinderanschluss 5 dauerhaft mit dem Druckraum 3 verbunden ist. Ein Geberzylinderanschluss 6 ist über einen in dem Gehäuse 2 entsprechend eingebrachten / ausgestalteten Abzweigungskanal 19 mit dem Druckraum 3 verbindbar. Der Geberzylinderanschluss 6 ist im Betrieb in Abhängigkeit der Verschiebestellung des Hauptkolbens 4 sowie des schwimmenden Kolben 33 mit dem Druckraum 3 verbunden. In 1 ist der Aktor 1 in einem Ruhezustand (einer Ausgangs(-verschiebe-)stellung) dargestellt. In diesem Ruhezustand ist der schwimmende Kolben 33 in einer Ausgangslage an dem Hauptkolben 4 angeordnet. Der Hauptkolben 4 ist in einer solchen Verschiebestellung / Position angeordnet, dass der Geberzylinderanschluss 6 über den Abzweigungskanal 19 mit dem Druckraum 3 hydraulisch verbunden ist. Diese Ausgangsstellung ist auch für das zweite Ausführungsbeispiel besonders gut in 11 dargestellt, wobei ein Strömungsweg des Druckmittels von dem Geberzylinderanschluss 6 über den Druckraum 3 hin zu dem Nehmerzylinder gut zu erkennen ist. Zurückkommend auf 1 ist zudem erkennbar, dass der Hauptkolben 4 und der schwimmende Kolben 33, wobei der schwimmende Kolben 33 dem Hauptkolben 4 zuzuordnen ist, so angeordnet sind, dass ein Druckmittel / -fluid über eine zwischen dem schwimmenden Kolben 33 und dem Gehäuse 2 gebildete Schnüffelöffnung in den Druckraum 3 hinein bzw. aus diesem hinaus strömen kann. Insbesondere kann der Hauptkolben 4 in einen Grundkörper / Kolbengrundkörper sowie dem darauf verschiebbar angeordneten schwimmenden Kolben 33 aufgeteilt werden.
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In einer weiteren für das zweite Ausführungsbeispiel in den 12 und 13 dargestellten (ersten, zu der Ausgangsstellung versetzten) Verschiebestellung des Aktors 1 ist der Hauptkolben 4 (zusammen mit dem schwimmenden Kolben 33) derart in Richtung des Nehmerzylinderanschlusses 5 verschoben, dass der Geberzylinderanschluss 6 / Abzweigungskanal 19 von dem Druckraum 3 abgetrennt ist. Auch sei darauf hingewiesen, dass sich bei einem Verschieben des schwimmenden Kolbens 33 (weitere zweite Verschiebestellung nach 14) relativ zu dem Hauptkolben 4 der Druckraum 3 von dem Geberzylinderanschluss 6 / Abzweigungskanal 19 abtrennt. Ein Zwischenraum 34 zwischen einer dem Druckraum 3 abgewandten Seite des schwimmenden Kolbens 33 und dem Hauptkolben 4 dient dann als zusätzlicher Speicherraum / Aufnahmeraum zum Ausgleich des von dem Geberzylinder hin zu dem Druckraum 3 strömenden Druckmittel. In diesen beiden ersten und zweiten Verschiebestellungen wirkt lediglich der Hauptkolben 4 (Stirnseite des Hautkolbens 4 und des schwimmenden Kolbens 33) auf das zwischen dem Hauptkolben 4 und dem Nehmerzylinder befindliche Hydraulikmittel ein.
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Zurückkommend auf 1 ist auch erkennbar, dass, um dem Fahrer bei Betätigung eines auf den Geberzylinder einwirkenden Kupplungspedals eine möglichst originalgetreue Simulation einer idealen Pedalkraftkennlinie entgegenzubringen / darzubieten, ein Druckmittelreservoir 9 in Verbindung mit einem Druckregler 10 vorhanden ist. Das Druckmittelreservoir 9 ist mit einem Speicherkolben 24 ausgestattet. Das Druckmittelreservoir 9 ist über einen Verbindungskanal 8 mit dem Geberzylinderanschluss 6 verbunden. Da der Verbindungskanal 8 zudem mit dem Abzweigungskanal 19 verbunden ist, ist das Druckmittelreservoir 9 ebenfalls mit dem Druckraum 3 bzw. dem Zwischenraum 34 (je nach Verschiebestellung des Hauptkolbens 4 und/oder des schwimmenden Kolbens 33) verbunden. Das Druckmittelreservoir 9 dient insbesondere dazu, dass, wenn der Hauptkolben 4 den Druckraum 3 zu dem Geberzylinderanschluss 6 abtrennt und der Fahrer dennoch das Kupplungspedal betätigt, das sich zwischen Geberzylinder und Aktor 1 verschiebende Hydraulikmittel in dem Druckmittelreservoir 9 zwischengespeichert wird, wobei am Kupplungspedal möglichst die gleiche Pedalkraftkennlinie simuliert wird, wie sie bei geöffnetem Druckraum 3 hin zum Geberzylinderanschluss 6 umgesetzt wird (entsprechend der Kraft-Weg-Kennlinie eines Ausrückelementes, wie einer Tellerfeder, der Kupplung). Der Speicherkolben 24 ist mittels einer Federeinrichtung 25 (Druckfeder / Schraubendruckfeder) in eine Einfahrrichtung (in einen Zustand, in dem ein Volumen des Druckmittelreservoirs 9 minimal ist) vorgespannt.
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Der Druckregler 10 ist als eine einseitige Drosseleinrichtung ausgebildet und in dem zwischen dem Geberzylinderanschluss 6 und dem Druckmittelreservoir 9 verlaufenden Verbindungskanal 8 eingesetzt. Der Druckregler 10 dient als Ventileinheit und ist somit auch als Druckregelventileinheit ausgeführt. Eine Detaildarstellung des Druckreglers 10 zeigt 3. Der Druckregler 10 nimmt in den 2 bis 4 eine erste Stellung / Reglerstellung ein. Hierbei wirkt der Druckregler 10 derart, dass er einen ersten (minimalen) Strömungsquerschnitt des Verbindungskanals 8 festlegt, über den ein Druckfluid / Hydraulikmittel (vorzugsweise bei einem Betätigen des Geberzylinders und bei getrennter Verbindung zwischen Geberzylinderanschluss 6 und Druckraum 3) von dem Geberzylinderanschluss 6 in das Druckmittelreservoir 9 (in einer ersten Strömungsrichtung) hinein strömt.
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Der Druckregler 10 weist eine Rückschlagventileinheit 11 auf. Diese Rückschlagventileinheit 11 ist in einem hülsenförmigen / buchsenförmigen Regelkörper 18 des Druckreglers 10 integriert. Wie in 3 erkennbar, weist der Regelkörper 18 einen zylindrischen Wandungsbereich 30 auf, der über einen radialen Spalt 29 (in Längsrichtung des Verbindungskanals 8 gesehen) zu dem Gehäuse 2 / der den Verbindungskanal 8 einschließenden Wandung des Gehäuses 2 beabstandet ist. In dem Wandungsbereich 30 ist ein den ersten minimalen Strömungsquerschnitt realisierendes Querdurchgangsloch in Form einer Querbohrung 28 eingebracht. Die Querbohrung 28 verbindet den durch den Spalt 29 ausgebildeten Raumbereich mit einem inneren Hohlraum des Regelkörpers 18. Der Spalt 29 ist hin zu dem Geberzylinderanschluss 6 dauerhaft geöffnet. Spalt 29 und Querbohrung 28 bilden somit einen Seitenkanal 17 / eine Seitenpassage / einen Bypass mit aus. Wie durch den Strömungspfeil 27 des Druckfluids in 3 erkennbar, bildet der Seitenkanal 17 eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Geberzylinderanschluss 6 und dem Druckmittelreservoir 9 aus, wobei durch den Seitenkanal 17 stets (in jeglicher Reglerstellung) eine gewisse Menge an Druckfluid strömt.
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Die Rückschlagventileinheit 11 weist einen Sperrkörper 13, hier in Form einer Kugel, sowie eine den Sperrkörper 13 vorspannende Feder 14 (Druckfeder / Schraubendruckfeder) auf. Die Feder 14 ist mit ihrem ersten Ende an dem Sperrkörper 13 und mit ihrem zweiten Ende an dem Regelkörper 18 abgestützt. Der Sperrkörper 13 wirkt mit einem Sperrsitz 16 zusammen, wobei der Sperrsitz 16 wiederum eine zentrale Öffnung 15 des Regelkörpers 18 eingrenzt. Die zentrale Öffnung 15 ist an einem dem Geberzylinderanschluss 6 zugewandten ersten Endbereich 31 des Regelkörpers 18 ausgebildet. In der ersten Stellung ist der Sperrkörper 13 mittels der auf ihn einwirkenden Feder 14 in seinen Sperrsitz 16 gedrängt und die zentrale Öffnung 15 somit mittels des Sperrkörpers 13 verschlossen. An einem dem ersten Endbereich 31 abgewandten zweiten Endbereich 32 ist der Regelkörper 18 permanent geöffnet. In der ersten Stellung (erste Verschiebestellung des Regelkörpers 18) ist der Regelkörper 18 mit seinem zweiten Endbereich (axiale Stirnseite des Regelkörpers 18 ausbildend) an einem Absatz 26 des Gehäuses 2 abgestützt.
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Des Weiteren ist in der ersten Strömungsrichtung gesehen vor der Rückschlagventileinheit 11 eine Öffnung 12 zum Vorhalten eines Entleerungspfades vorgesehen. Die Öffnung 12 definiert eine Blende / Blendenöffnung. Die Öffnung 12 entspricht in ihrer Größe / ihrem Durchmesser) der zentralen Öffnung 15.
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Die Rückschlagventileinheit 11 ist weiterhin so ausgeführt, dass sie bei einem Überschreiten eines bestimmten Druckes öffnet. Dies führt zu dem in den 5 bis 7 abgebildeten Zustand in einer zweiten Stellung / Reglerstellung. In dieser zweiten Stellung ist der Sperrkörper 13 von seinem Sperrsitz 16 gelöst / beabstandet und ermöglicht eine Vergrößerung des Volumenstroms an Druckmittel. Das Druckfluid strömt nun (vorzugsweise bei dem Betätigen des Geberzylinders und bei getrennter Verbindung zwischen Geberzylinderanschluss 6 und Druckraum 3) zusätzlich durch die Öffnung 12 sowie die zentrale Öffnung 15 hindurch und zu dem Druckmittelreservoir 9 in der ersten Strömungsrichtung hin. Dem entsprechend ist in dieser zweiten Stellung bei geöffneter Rückschlagventileinheit 11 der Strömungsquerschnitt des Druckreglers 10 größer als in der ersten Stellung. Der Regelkörper 18 befindet sich in der gleichen Verschiebestellung wie in der ersten Stellung.
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Wie in den 8 bis 10 veranschaulicht, ist der Druckregler 10 zudem so ausgebildet, dass er in einer dritten Stellung / Reglerstellung, bei einem Strömen des Druckmittels von dem Druckmittelreservoir 9 hin zu dem Geberzylinderanschluss 6, in einer der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung, wiederum den Strömungsquerschnitt im Vergleich zu der ersten Stellung und/oder der zweiten Stellung erhöht. Unter dem Strömen des Druckmittels von dem Druckmittelreservoir 9 aus hin zu dem Geberzylinderanschluss 6 ist aufgrund der Anordnung des Abzweigungskanals 19 (zwischen Druckmittelreservoir 9 und Geberzylinderanschluss 6) auch das Strömen des Druckmittels von dem Druckmittelreservoir 9 aus hin zu dem Druckraum 3 / dem Zwischenraum 34 zu verstehen. Das Fluid kann somit in der dritten Stellung des Druckreglers 10 aus dem Druckmittelreservoir 9 sowohl hin zu dem Geberzylinderanschluss 6 als auch hin zur Zwischenkammer 34 strömen. Im Falle einer Fahrerübernahme strömt das Fluid aus dem Druckmittelreservoir 9 hin zur Zwischenkammer 34. Es gibt auch den Fall dass der Fahrer nicht übernimmt, d.h., dass weniger Fluid in das Druckmittelreservoir 9 geschoben wird als der Aktor 1 / Hauptkolben 4 in den Nehmerzylinder geschoben hat (Abbruch des Auskuppelvorganges sogenanntes „change of mind“). In diesem Fall strömt das Fluid aus dem Druckmittelreservoir 9 hin zu dem Geberzylinderanschluss 6 und von diesem aus weiter zu dem Geberzylinder. Die dritte Stellung wird umgesetzt, wie in 8 gut zu erkennen, der Regelkörper 18 von seiner ersten Verschiebestellung hin zu einer zweiten Verschiebestellung verschoben wird. In der zweiten Verschiebestellung ist der Regelkörper 18 von dem Absatz 26 abgehoben / beabstandet. Dadurch dringt das Druckfluid nicht nur durch die Querbohrung 28, sondern auch stirnseitig des Regelkörpers 18 in den Spalt 29 ein und strömt zwischen dem Gehäuse 2 und der Außenseite des Regelkörpers 18 vorbei. Der in der dritten Stellung umgesetzte (zweite) Strömungsquerschnitt des Druckreglers 10 ist größer als der erste Strömungsquerschnitt, der in der ersten Stellung und/oder in der zweiten Stellung umgesetzt ist.
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Wie auch aus den 3, 5 und 8 hervorgeht, ist der Druckregler 10 zudem derart angeordnet, dass der Abzweigungskanal 19 entlang des Verbindungskanals 8 betrachtet zwischen dem Geberzylinderanschluss 6 und dem Druckregler 10 von dem Verbindungskanal 8 abzweigt.
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Der Druckregler 10 ist somit so ausgebildet, dass unabhängig von einer Pedalbetätigungsgeschwindigkeit eine konstante Druckerhöhung zwischen dem Geberzylinder / dem Geberzylinderanschluss 6 und dem Speicherkolben 24 in dem Druckmittelreservoir 9 erzielt wird. Zudem wirkt der Druckregler 10 als einseitige (in der ersten Strömungsrichtung) Drossel. In der ersten Strömungsrichtung ist es daher möglich, einen Druck seitens des Geberzylinderanschlusses 6 zu erhöhen, wohingegen es in der zweiten Strömungsrichtung nicht möglich ist, einen Druck in dem Druckmittelreservoir 9 zu erhöhen.
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Nach der Übernahme der Kupplungsbetätigung seitens des Kupplungspedals durch den Fahrer und Zurückfahren des Aktors 1 erfolgt nur das Zurückstellen des Hauptkolbens 4 in seine Ausgangsstellung. Der schwimmende Kolben 33 bleibt weiterhin durch die Kupplungsbetätigung des Fahrers verschoben, bis dieser die Kupplung einrückt. Daher bleibt auch weiterhin die direkte hydraulische Verbindung zwischen Geberzylinder/ Geberzylinderanschluss 6 und Druckraum 3 verschlossen. Dies ist in 14 teilweise dargestellt. Das Druckmittelreservoir 9 entleert sich und verkleinert durch das Einfahren des Speicherkolbens 24 sein Volumen, indem das Druckmittel / Fluid entweder in den entsprechenden Bereich der hydraulischen Strecke zwischen Geberzylinder und Aktor 1 oder in den Zwischenraum 34, der sich nach der Fahrerübernahme durch die Trennung von Hauptkolben 4 und schwimmendem Kolben 33 bildet, strömt.
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In Abhängigkeit der Verschiebestellung des Hauptkolbens 4 sowie des schwimmenden Kolbens 33 wird das aus dem Druckmittelreservoir 9 ausgeströmte Druckmittel je nach Betätigung des Geberzylinders entweder dem Geberzylinderanschluss 6 bzw. dem zwischen dem schwimmenden Kolbens 33 und dem Hauptkolben 4 ausgebildeten Zwischenraum 34 über den Abzweigungskanal 19 zugeführt. Das vor der Fahrerübernahme durch den Aktor 1 über den Hauptkolben 4 und schwimmenden Kolben 33 (nach dem Schließen der Schnüffelöffnung durch die Dichtung des schwimmenden Kolbens 33) zwischen dem Aktor 1 und dem Nehmerzylinder eingeschlossene Fluid wird solange gleich bleiben, bis der schwimmende Kolben 33 die Schnüffelöffnung wieder frei gibt. Der schwimmende Kolben 33 dient dazu, ein Überdrücken der Kupplung zu verhindern. Beim Einkuppeln durch den Fahrer, ohne eine Übernahme, erfolgt die Verlagerung des Druckmittels von dem Druckmittelreservoir 9 in Richtung Geberzylinder. Beide Arten der Verlagerung erfolgen über einen größeren Querschnitt nahezu ungehindert durch Umsetzen der dritten Stellung des Druckreglers 10. Bei einem stärkeren Drosseleffekt besteht die Möglichkeit, die Steifigkeit der Speicherkammerkennlinie zu reduzieren, wodurch der Einsatz einer einstufigen Kennlinie möglich wird und dadurch der radiale Bauraumbedarf des Aktors 1 deutlich reduziert wird.
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In anderen Worten ausgedrückt, wird durch den Einsatz einer einseitig druckgeregelten Drossel / eines Druckreglers 10 im Zulauf der Speicherkammer 9 des MTplus-Aktors 1 der Druck im System zwischen Geberzylinder (CMC) und Speicherkammer 9 erhöht, wodurch der Kraftsprung zwischen der Pedalkennlinie der Speicherkammer 9 und der Pedalkennlinie der Kupplung in der Weise reduziert wird, dass er vom Fahrer als nicht mehr störend wahrgenommen wird.
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Der Druckregler 10 weist in Auskuppelrichtung zwei Bereiche auf. Im ersten Bereich (erste Stellung) erfolgt über eine Blende 12 der Druckanstieg bis zu einem maximal zulässigen Druck, welcher über eine Druckfeder 14 und den Sitzdurchmesser (Durchmesser Sperrsitz 16 / Öffnung 15) einer Kugel 13 abgestimmt ist. Ein zu hoher Druck zwischen Geberzylinder und Speicherkammer 9 ist zu vermeiden, da dies wiederum als störend in der Höhe der Pedalkraft empfunden wird. Im zweiten Bereich (zweite Stellung) öffnet die Kugel 13 den bis dahin aufgrund der Druckfeder 14 (abgesehen von der Drosselpassage 17) verschlossenen Druckregler 10 und es kann mehr Fluid in Richtung Speicherkammer 9 fließen, bis diese mit dem gleichen Fluidvolumen aufgefüllt ist, wie der Aktor 1 über seine Hauptkammer (Druckraum 3) verschoben hat. Danach erfolgt die Übernahme durch den Fahrer mit dem oben beschriebenen (stark gedämpften) Kraftsprung. Beim Einkuppeln durch den Fahrer, ohne eine Übernahme, erfolgt die Verlagerung des Fluids von der Speicherkammer 9 in Richtung Geberzylinder. Beide Arten der Verlagerung erfolgen über einen größeren Querschnitt nahezu ungehindert (dritte Stellung). Bei einem stärkeren Drosseleffekt besteht die Möglichkeit, die Steifigkeit der Speicherkammerkennlinie zu reduzieren, wodurch der Einsatz einer einstufigen Kennlinie möglich wird und dadurch der radiale Bauraumbedarf des Aktors 1 deutlich reduziert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aktor
- 2
- Gehäuse
- 3
- Druckraum
- 4
- Hauptkolben
- 5
- Nehmerzylinderanschluss
- 6
- Geberzylinderanschluss
- 7
- Motor
- 8
- Verbindungskanal
- 9
- Druckmittelreservoir
- 10
- Druckregler
- 11
- Rückschlagventileinheit
- 12
- Öffnung
- 13
- Sperrkörper
- 14
- Feder
- 15
- zentrale Öffnung
- 16
- Sperrsitz
- 17
- Seitenkanal
- 18
- Regelkörper
- 19
- Abzweigungskanal
- 20
- Spindeltrieb
- 21
- Getriebeeinrichtung
- 22
- Spindelstange
- 23
- Spindelmutter
- 24
- Speicherkolben
- 25
- Federeinrichtung
- 26
- Absatz
- 27
- Strömungspfeil
- 28
- Querbohrung
- 29
- Spalt
- 30
- Wandungsbereich
- 31
- erster Endbereich
- 32
- zweiter Endbereich
- 33
- schwimmender Kolben
- 34
- Zwischenraum
