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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Geberzylinder mit einem Nachlaufbereich, der zwischen einer Primärdichtung und einer Sekundärdichtung angeordnet ist, und mit einer Niederdruckleitung, die den Nachlaufbereich des Geberzylinders mit einem Hydraulikmediumtank verbindet.
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Aus der internationalen Offenlegungsschrift
WO 2012/152241 A1 ist eine hydraulische Strecke zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung mit einem Geberzylinder, einem Nehmerzylinder und einer beide Zylinder verbindenden Hydraulikleitung bekannt, die durch eine Entlüftungseinrichtung in zwei Leitungsabschnitte unterteilt ist, wobei diese als Siphon und Steigleitung fungierenden Leitungsabschnitte der Hydraulikleitung in einem aus mindestens einem dieser Enden gebildeten Raum zu dieser Entlüftungseinrichtung zueinander beabstandet zusammengeführt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Geberzylinder mit einem Nachlaufbereich, der zwischen einer Primärdichtung und einer Sekundärdichtung angeordnet ist, und mit einer Niederdruckleitung, die den Nachlaufbereich des Geberzylinders mit einem Hydraulikmediumtank verbindet, funktionell zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einem einen hydraulischen Geberzylinder mit einem Nachlaufbereich, der zwischen einer Primärdichtung und einer Sekundärdichtung angeordnet ist, und mit einer Niederdruckleitung, die den Nachlaufbereich des Geberzylinders mit einem Hydraulikmediumtank verbindet, dadurch gelöst, dass ein zwischen der Primärdichtung und der Sekundärdichtung im Geberzylinder verdrängtes Volumen größer als ein Transportvolumen zwischen zwei Kurven-Punkten in der Niederdruckleitung ist. Die Niederdruckleitung ist zum Beispiel aus einem Kunststoffmaterial gebildet, kann aber auch aus einem Metall gebildet sein. Die Niederdruckleitung kann gegebenenfalls auch aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Besonders vorteilhaft ist die Niederdruckleitung aus einem Stück gebildet. Die Niederdruckleitung kann aber auch, zumindest teilweise, als Kanal in einem Gehäusekörper ausgeführt sein. Die Kurven-Punkte dienen vorteilhaft zur Darstellung eines Siphons in der Niederdruckleitung. Zu diesem Zweck sind die Kurven-Punkte vorteilhaft, bezogen auf die Erdschwerkraft, in unterschiedlichen Höhen angeordnet. Durch die beanspruchte Ausführung der Niederdruckleitung wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass im Betrieb des hydraulischen Geberzylinders Luftblasen sauber aus der Niederdruckleitung heraustransportiert werden. Beim Heraustransportieren der Luftblasen werden diese vorteilhaft aus der Niederdruckleitung in den Hydraulikmediumtank transportiert.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Geberzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckleitung mindestens einen Leitungsabschnitt mit einem Innenprofil umfasst, der eine vergrößerte Innenfläche aufweist. Zur Vergrößerung der Innenfläche ist das Innenprofil in dem mindestens einen Leitungsabschnitt vorteilhaft nicht glatt, sondern uneben ausgeführt. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass sich Luftblasen in dem mindestens einen Leitungsabschnitt mit der vergrößerten Innenfläche sammeln und insbesondere nicht in den Geberzylinder gelangen. Die Niederdruckleitung verläuft in dem mindestens einen Leitungsabschnitt mit der vergrößerten Innenfläche vorteilhaft im Wesentlichen geradlinig.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Geberzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckleitung zwei Leitungsabschnitte mit einem Innenprofil umfasst, die eine vergrößerte Innenfläche aufweisen. Der eine Leitungsabschnitt mit der vergrößerten Innenfläche ist vorteilhaft einem geberzylinderseitigen Ende der Niederdruckleitung zugeordnet. Der andere Leitungsabschnitt mit der vergrößerten Innenfläche ist vorteilhaft einem tankseitigen Ende der Niederdruckleitung zugeordnet. Die beiden Kurven-Punkte sind vorteilhaft zwischen den beiden Leitungsabschnitten mit der vergrößerten Innenfläche angeordnet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Geberzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass das Innenprofil zur Vergrößerung der Innenfläche wellenförmig ausgebildet ist. Ein Leitungsabschnitt mit einer derart vergrößerten Innenfläche ist kostengünstig herstellbar. Der mindestens eine Leitungsabschnitt mit der vergrößerten Innenfläche ist kostengünstig zum Beispiel als Wellschlauch ausgeführt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Geberzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckleitung zwei Biegungen aufweist, die in entgegengesetzten Richtungen gekrümmt sind, um einen Siphon in der Niederdruckleitung darzustellen, wobei eine erste Biegung näher zu einem geberzylinderseitigen Ende der Niederdruckleitung angeordnet ist, wobei eine zweite Biegung näher zu einem tankseitigen Ende der Niederdruckleitung angeordnet ist. Der Siphon dient vorteilhaft zum Sammeln von Luftblasen, die im Betrieb des Geberzylinders bei einer normalen Betätigung, zum Beispiel einer Kupplung, sicher aus der Niederdruckleitung in den Hydraulikmediumtank transportiert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Geberzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass die Biegungen 90-Grad-Kurven darstellen. Die vorab beschriebenen Kurven-Punkte sind den 90-Grad-Kurven zugeordnet. Je nach Ausführung können die Biegungen aber auch die Gestalt von Kurven mit mehr oder weniger als 90 Grad aufweisen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Geberzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass die Biegungen durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. In dem Verbindungsabschnitt verläuft die Niederdruckleitung vorteilhaft im Wesentlichen geradlinig und hat ein vorzugsweise glattes Innenprofil. Die Biegungen haben, ebenso wie der Verbindungsabschnitt, ein glattes Innenprofil, um einen erwünschten Transport von Luftblasen in dem Transportvolumen zu ermöglichen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Geberzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt, bezogen auf die Erdschwerkraft, von der ersten Biegung zur zweiten Biegung abfällt. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein unerwünschter Transport von Luftblasen in dem Geberzylinder beim Betätigen desselben verhindert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydraulischen Geberzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass das geberzylinderseitige Ende der Niederdruckleitung, bezogen auf die Erdschwerkraft, unterhalb des tankseitigen Endes der Niederdruckleitung angeordnet ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass Luftblasen in der Niederdruckleitung in Richtung Tank aufsteigen.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Niederdruckleitung für einen vorab beschriebenen Geberzylinder. Die Niederdruckleitung ist separat handelbar.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betreiben eines Geberzylinders in einem hydraulischen oder hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystem.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 einen Geberzylinder mit einer Primärdichtung und einer Sekundärdichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 den Geberzylinder aus 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 3 den Geberzylinder aus 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Niederdruckleitung für den Geberzylinder aus den 1 bis 3;
- 5 die Niederdruckleitung aus 4 mit Luftblasen in einem Ausgangszustand;
- 6 die Niederdruckleitung aus 5 in einem eingerückten Zustand des Geberzylinders;
- 7 die Niederdruckleitung aus 6 beim Ausrücken der Kupplung mit dem Geberzylinder;
- 8 die Niederdruckleitung aus 7, wenn sich der Geberzylinder in seiner Ausrückstellung befindet;
- 9 die Niederdruckleitung aus 8 mit dem Geberzylinder beim Einrücken; und
- 10 die Niederdruckleitung aus 9, wenn sich der Geberzylinder in seiner eingerückten Stellung befindet, wobei sich die Begriffe Einrücken und Ausrücken beziehungsweise eingerückt und ausgerückt auf den Zustand einer Kupplung beziehen, die mit dem Geberzylinder hydraulisch betätigt wird.
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In den 1 bis 3 sind drei Ausführungsbeispiele eines Geberzylinders 1; 21; 31 schematisch dargestellt. Bei dem Geberzylinder 1; 21; 31 handelt es sich um einen Kupplungsgeberzylinder zur hydraulischen Kupplungsbetätigung in einem Kraftfahrzeug. Der Geberzylinder 1; 21; 31 umfasst ein Gehäuse 2, in welchem ein Geberkolben 3 in den 1 bis 3 in horizontaler Richtung hin und her bewegbar aufgenommen ist.
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Der Geberkolben 3 weist an seinem in den 1 bis 3 rechten Ende eine Kolbenstange 4 auf. Die Kolbenstange 4 ist an ihrem freien Ende mit einem Auge ausgestattet, das zum Beispiel zur Anbindung der Kolbenstange 4 des Geberzylinders 1; 21; 31 an ein (nicht dargestelltes) Kupplungspedal oder an einen geeigneten Betätigungsaktor zur Kupplungsbetätigung dient.
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Der Geberkolben 3 begrenzt in dem Gehäuse 2 einen Druckraum 5. Der Druckraum 5 steht über einen Druckanschluss 6 und eine (ebenfalls nicht dargestellte) hydraulische Strecke mit einem Nehmerzylinder in Verbindung. In dem Druckraum 5 befindet sich ein Hydraulikmedium, das durch den Geberkolben 3 beim Betätigen der Kupplung mit Druck beaufschlagt wird.
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Zur Abdichtung sind dem Geberkolben 3 eine Primärdichtung 11 und eine Sekundärdichtung 12 zugeordnet. Die beiden Dichtungen 11 und 12 verhindern einen unerwünschten Austritt von Hydraulikmedium aus dem Druckraum 5. Die beiden Dichtungen 11 und 12 begrenzen in axialer Richtung zwischen sich einen Nachlaufbereich 14 in dem Gehäuse 2.
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Der Nachlaufbereich 14 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Ringraums, der radial innen von dem Geberkolben 3 und radial außen von dem Gehäuse 2 begrenzt wird. An den Nachlaufbereich 14 ist eine Niederdruckleitung 15 angeschlossen, die den Nachlaufbereich 14 mit einem Hydraulikmediumtank 16 verbindet, der verkürzt auch als Tank 16 bezeichnet wird. Der Tank oder Hydraulikmediumtank 16 ist in den 1 bis 3 nur durch das Bezugszeichen 16 angedeutet.
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Die 1 bis 3 unterscheiden sich konstruktiv hinsichtlich der verwendeten Dichtungsanordnung der Primärdichtung 11 und der Sekundärdichtung 12. Die Primärdichtung 11 ermöglicht im Betrieb des Geberzylinders 1; 21; 31 einen Druckaufbau in Richtung Nehmerzylinder. Die Sekundärdichtung 12 hält das Hydraulikmedium im Nachlaufbereich 14 drucklos beziehungsweise mit Niederdruck beaufschlagt. Der Druck im Nachlaufbereich 14 ist deutlich kleiner als der Druck im Druckraum 5. Der Druck im Nachlaufbereich 14 entspricht zum Beispiel einem Umgebungsdruck.
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In den 4 bis 10 ist die Niederdruckleitung 15 vergrößert und in verschiedenen Betätigungszuständen des Geberzylinders (1; 21; 31 in den 1 bis 3) dargestellt. Durch einen Pfeil 40 ist die Erdschwerkraft angedeutet. Durch ein Bezugszeichen 41 ist ein Geberzylinder angedeutet. Durch ein Bezugszeichen 46 ist ein Hydraulikmediumtank angedeutet.
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Die Niederdruckleitung 15 weist an einem geberzylinderseitigen Ende 42 ein Anschlussstück zum Anschließen an den Geberzylinder 41 auf. An einem tankseitigen Ende 43 weist die Niederdruckleitung 15 ein Anschlussstück zum Anschließen an den Hydraulikmediumtank 46 auf.
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Von dem geberzylinderseitigen Ende 42 geht ein geradlinig verlaufender Abschnitt 44 der Niederdruckleitung 15 aus. Von dem tankseitigen Ende 43 geht ein ebenfalls geradliniger Abschnitt 45 der Niederdruckleitung 15 aus. Auf den geradlinigen verlaufenden Abschnitt 44 folgt eine erste Biegung 47. Eine zweite Biegung 48 ist dem dem tankseitigen Ende 43 abgewandten Ende des geradlinigen Abschnitts 45 zugeordnet.
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Die Biegungen 47 und 48 sind als 90-Grad-Kurven mit Kurven-Punkten 49, 50 ausgeführt. Die geradlinig verlaufenden Abschnitte 44, 45 sind zur Vergrößerung ihrer Innenflächen mit einem gewellten Innenprofil 51, 52 ausgestattet. Die Biegungen 47, 48 haben demgegenüber ein glattes Innenprofil 53, 54.
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Die beiden Biegungen 47, 48 sind in entgegengesetzten Richtungen gekrümmt. Der Kurven-Punkt 49 der Biegung 47 ist in den 4 bis 10 oben angeordnet. Der Kurven-Punkt 50 der Biegung 48 ist in den 4 bis 10 unten angeordnet.
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Die beiden den geradlinig verlaufenden Abschnitten 44 und 45 abgewandten Enden der Biegungen 47, 48 sind einander zugewandt und durch einen Verbindungsabschnitt 55 miteinander verbunden. Der Verbindungsabschnitt 55 verläuft geradlinig und, bezogen auf die Erdschwerkraft 40 in den 4 bis 10, von links nach rechts schräg nach oben. Der Verbindungsabschnitt 55 hat ebenfalls ein glattes Innenprofil 56.
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Die beiden geradlinig verlaufenden Abschnitte 44, 45 am geberzylinderseitigen Ende 42 und am tankseitigen Ende 43 der Niederdruckleitung 15 sind als Wellschläuche 57, 58 ausgeführt.
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Der Verbindungsabschnitt 55 stellt zusammen mit Teilen der Biegungen 47, 48 zwischen den Kurven-Punkten 49 und 50 ein Transportvolumen 85 dar. Die Biegung 48 ist zur Darstellung eines Siphons 86, bezogen auf die Erdschwerkraft 40, unterhalb der Biegung 47 angeordnet.
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In den 5 bis 10 sind durch Kreise 61 bis 67 Luftblasen in und teilweise außerhalb der Niederdruckleitung 15 angedeutet. Durch Pfeile 71 bis 83 sind Bewegungen des Hydraulikmediums zum Teil mit den Luftblasen oder Bewegungen der Luftblasen in dem unbewegten Hydraulikmedium in der Niederdruckleitung 15 angedeutet.
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In 5 ist der Ausgangszustand der Niederdruckleitung 15 dargestellt. Die Luftblasen sind in der Niederdruckleitung 15 verteilt.
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In 6 ist die Kupplung eingerückt. Die Luftblasen 61 bis 67 steigen in Folge der Erdschwerkraft 40 und in Folge von Vibrationen im Kraftfahrzeug, das mit der Kupplung ausgestattet ist, in der Niederdruckleitung 15 nach oben, wie durch die Pfeile 71 bis 73 angedeutet ist.
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In 7 ist ein Zustand der Niederdruckleitung 15 beim Ausrücken der Kupplung dargestellt. Durch Pfeile 74 und 75 ist in 7 angedeutet, dass das Hydraulikmedium in der Niederdruckleitung 15 zurück in den Tank 46 gefördert wird. Die Luftblasen 61 bis 66 bewegen sich zusammen mit dem Hydraulikmedium in Richtung Tank 46. Das glatte Innenprofil 53, 54, 56 erleichtert die Bewegung der Luftblasen.
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In 8 ist ein Zustand der Niederdruckleitung 15 bei ausgerückter Kupplung dargestellt. Das Hydraulikmedium in der Niederdruckleitung 15 bewegt sich nicht. Durch die Pfeile 77 und 78 ist angedeutet, dass die Luftblasen 61 bis 66 aufgrund der Erdschwerkraft 40 und aufgrund von Vibrationen im Kraftfahrzeug aufsteigen.
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In 9 ist ein Zustand der Niederdruckleitung 15 beim Einrücken der Kupplung dargestellt. Das Hydraulikmedium strömt in beziehungsweise aus der Niederdruckleitung 15 in den Geberzylinder 41, wie durch die Pfeile 79 und 80 angedeutet ist. Die Luftblasen 61 bis 64 bewegen sich mit dem Hydraulikmedium in Richtung Geberzylinder 41. Das gewellte Innenprofil 51, 52 in den Abschnitten 44 und 45 begrenzt vorteilhaft die Bewegung der Luftblasen 61 bis 64.
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In 10 ist der Zustand der Niederdruckleitung 15 bei eingerückter Kupplung dargestellt. Das Hydraulikmedium in der Niederdruckleitung 15 bewegt sich nicht. Die Luftblasen 61 bis 63 steigen in Folge der Erdschwerkraft 40 und aufgrund von Vibrationen im Kraftfahrzeug nach oben, wie durch die Pfeile 81 bis 83 angedeutet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Geberzylinder
- 2
- Gehäuse
- 3
- Geberkolben
- 4
- Kolbenstange
- 5
- Druckraum
- 6
- Druckanschluss
- 11
- Primärdichtung
- 12
- Sekundärdichtung
- 14
- Nachlaufbereich
- 15
- Niederdruckleitung
- 16
- Tank
- 21
- Geberzylinder
- 31
- Geberzylinder
- 40
- Pfeil
- 41
- Geberzylinder
- 42
- Ende
- 43
- Ende
- 44
- Abschnitt
- 45
- Abschnitt
- 46
- Tank
- 47
- Biegung
- 48
- Biegung
- 49
- Kurven-Punkt
- 50
- Kurven-Punkt
- 51
- gewelltes Innenprofil
- 52
- gewelltes Innenprofil
- 53
- glattes Innenprofil
- 54
- glattes Innenprofil
- 55
- Verbindungsabschnitt
- 56
- glattes Innenprofil
- 57
- Wellschlauch
- 58
- Wellschlauch
- 61
- Kreis
- 62
- Kreis
- 63
- Kreis
- 64
- Kreis
- 65
- Kreis
- 66
- Kreis
- 67
- Kreis
- 71
- Pfeil
- 72
- Pfeil
- 73
- Pfeil
- 74
- Pfeil
- 75
- Pfeil
- 76
- Pfeil
- 77
- Pfeil
- 78
- Pfeil
- 79
- Pfeil
- 80
- Pfeil
- 81
- Pfeil
- 82
- Pfeil
- 83
- Pfeil
- 85
- Transportvolumen
- 86
- Siphon
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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