DE102020210763A1

DE102020210763A1 - Filtervorrichtung zur Dämpfung von Vibrationen in einer Leitung eines hydraulischen Betätigungssystems zum Ausrücken einer Kupplung

Info

Publication number: DE102020210763A1
Application number: DE102020210763.7A
Authority: DE
Inventors: Jean Baptiste Bedrignans; Francesca Botto
Original assignee: Raicam Driveline SRL
Current assignee: Raicam Driveline SRL
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2021-03-04
Also published as: US20210062873A1; BR102020017393A2; US11396914B2; CN112431870A; KR20210025497A; IT201900015012A1

Abstract

Eine Filtervorrichtung umfasst einen rohrförmigen Außenkörper mit einer Kammer (14), die ein Paar schalenförmiger Ventilelemente (21, 22) enthält, die schwimmend und koaxial mit gegenüberliegenden Hohlräumen, in denen eine axial eingefederte Feder (23) aufgenommen ist, verschiebbar befestigt sind. Ein erstes Ventilelement (21) ist koaxial außerhalb des zweiten (22) angeordnet und weist eine Basis (25) mit einer mittigen Öffnung (26) und einen rohrförmigen Abschnitt mit einer Reihe von Rippen (27) auf. Das zweite Ventilelement (22) weist eine perforierte Basis (32) auf, die an einem perforierten Stopfen (37), der an einer Seite des Hohlraums, der zum Geberzylinder führt, fixiert ist, anliegen kann. Der Stopfen (37) bildet einen durchgehenden Sitz (36), der einen Fortsatz (35) des zweiten Ventilelements (22) verschiebbar aufnimmt. Um den Stopfen herum sind Durchgänge (39) ausgebildet, die eine Strömungsverbindung zwischen der Kammer (14) und einem Durchgang (15) zu dem Geberzylinder herstellen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung zur Dämpfung von Vibrationen, in der Regel mit niedriger Frequenz, in einer druckbeaufschlagten Leitung eines hydraulischen Betätigungssystems zum Ausrücken einer Kupplung. Die Filtervorrichtung eignet sich zur Anwendung in einem druckbeaufschlagten Leitungsabschnitt, der zwischen einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder in dem Kupplungausrücksystem positioniert ist.
Stand der Technik
Beim Fahren kann es vorkommen, dass der Fahrer seinen Fuß auf dem Kupplungsausrückpedal hält, selbst wenn das Pedal nicht bedient wird. In solchen Fällen kann der Fahrer bei fehlender Filtervorrichtung ein störendes Kribbelgefühl in seinem Fuß wahrnehmen, aufgrund der nahen Druckwellen oder Impulse, die durch die Flüssigkeit in der druckbeaufschlagten Leitung als Vibration auf das Kupplungspedal übertragen werden. Diese Vibrationen stammen vom Motor, der sie auf das Schwungrad der Kupplung überträgt.
Die Funktion der Filtervorrichtungen der zuvor erwähnten Art besteht darin, die axialen Vibrationen, die in dem druckbeaufschlagten Fluid tendenziell in der Leitung aufsteigen und das Kupplungssteuerungspedal in dem Abschnitt zwischen dem Pedal und dem Ausrücklager, das zum Ausrücken der Kupplung auf die Membran wirkt, erreichen, zu dämpfen.
Die EP 2193282 B1 offenbart ein Hydraulikelement mit einem Außenkörper, der eine Hydraulikverbindung auf der Seite des Geberzylinders und eine Hydraulikverbindung auf der Seite des Nehmerzylinders aufweist. Der Außenkörper enthält eine Ventilkonfiguration, die zwei Ventilkörper aufweist, die in dem Außenkörper schwimmend befestigt sind und bezüglich einander entgegen der Kraft einer Feder verlagert werden können. Die Ventilanordnung umfasst einen äußeren Ventilkörper und einen inneren Ventilkörper. Der äußere Ventilkörper umfasst ein schalenförmiges Ventilelement, in dem ein rohrförmiger Abschnitt des inneren Ventilkörpers beweglich befestigt ist. Der Ventilkörper und der rohrförmige Abschnitt weisen jeweils mindestens eine jeweilige Verbindungsbohrung auf; wobei die Verbindungsbohrungen in Abhängigkeit von der Relativposition der zwei Ventilkörper übereinander platziert sein können.
Kurzdarstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Filtervorrichtung bereitzustellen, die geringere Druckabfälle aufweist und somit in Bezug auf die Hydraulik effizienter ist. Es soll auch eine Filtervorrichtung bereitgestellt werden, die aus Elementen mit einer einfachen Form, deren Struktur robust ist, zusammengesetzt ist. Darüber hinaus ist eine leicht zu verbauende Filtervorrichtung wünschenswert.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben und Vorteile, die im Folgenden besser verständlich werden, werden gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine Filtervorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 erzielt. Bevorzugte Ausführungsformen der Filtervorrichtung werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Zusammengefasst umfasst eine Filtervorrichtung einen rohrförmigen Außenkörper mit einer Kammer, die ein Paar schalenförmiger Ventilelemente enthält, die schwimmend und koaxial mit gegenüberliegenden Hohlräumen, in denen eine axial eingefederte Feder aufgenommen ist, verschiebbar befestigt sind. Ein erstes Ventilelement ist koaxial außerhalb des zweiten angeordnet und weist eine Basis mit einer mittigen Öffnung und einen rohrförmigen Abschnitt mit einer Reihe von Rippen auf. Das zweite Ventilelement weist eine perforierte Basis auf, die an einem perforierten Stopfen, der an einer Seite des durchgehenden Hohlraums zum Geberzylinder hin fixiert ist, anliegen kann. Der Stopfen bildet einen durchgehenden Sitz, der einen Fortsatz des zweiten Ventilelements verschiebbar aufnimmt. Um den Stopfen herum sind Durchgänge ausgebildet, die eine Strömungsverbindung zwischen der Kammer und einem Durchgang zu dem Geberzylinder herstellen.
Figurenliste
Es werden nun einige bevorzugte, jedoch nicht einschränkende Ausführungsformen einer Filtervorrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:

1, 2 und 3 schematische Ansichten im Axialschnitt einer Filtervorrichtung in drei jeweiligen verschiedenen Betriebsstellungen;
4 und 5 perspektivische Ansichten aus zwei verschiedenen Winkeln einer Komponente der Filtervorrichtung von 1-3;
6 und 7 perspektivische Ansichten aus zwei verschiedenen Winkeln einer anderen Komponente der Filtervorrichtung von 1-3; und
8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Komponente der Filtervorrichtung von 1-3.

Detaillierte Beschreibung
Unter zunächst erfolgender Bezugnahme auf 1-3 wird eine Filtervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Ganzes mit dem Bezugszeichen 10 angegeben. Die Filtervorrichtung 10 umfasst einen Außenkörper 11, der allgemein rohrförmig und axial in einer Richtung, die hier als „längs“, vorzugsweise geradlinig, definiert wird, länglich ist. Hier sollen Begriffe und Ausdrücke, die Richtungen und Ausrichtungen angeben, wie z. B. „axial“, „längs“, „radial“ oder „quer“, unter Bezugnahme auf die Betätigungslängsachse x der Filtervorrichtung aufgefasst werden.
Der Außenkörper 11 weist zwei gegenüberliegende Enden mit einer ersten Hydraulikverbindung 17 an einem ersten Ende, das im Gebrauch mit einem Nehmerzylinder (nicht gezeigt) verbunden sein soll, und einem zweiten Ende mit einer zweiten Hydraulikverbindung 18, das im Gebrauch mit einem Geberzylinder (nicht dargestellt) verbunden sein soll, auf. Bei der Ausführungsform in 1-3 ist die Hydraulikverbindung 17 auf der Nehmerseite eine Steckverbindung, wohingegen die Verbindung 18 auf der Geberseite eine Buchsenverbindung ist.
Der Außenkörper 11 weist einen durchgehenden Hohlraum 12 auf, der sich in Längsrichtung zwischen den zwei gegenüberliegenden Enden erstreckt. Der Hohlraum 12 umfasst einen ersten Durchgangsabschnitt 13, der dazu eingerichtet ist, im Gebrauch auf der Seite des Nehmerzylinders platziert zu sein, eine Zwischenkammer 14 und einen zweiten Durchgangsabschnitt 15, der im Gebrauch zur Seite des Geberzylinders hin positioniert sein soll. Vorzugsweise weist der Hohlraum 12 einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Eine radiale Schulter 16 ist zwischen der Zwischenkammer 14 und dem Durchgangsabschnitt 13 auf der Nehmerseite vorgesehen. Bei der Ausführungsform von 1-3 weist der erste Abschnitt 13 einen kleineren Durchmesser oder eine kleinere Querabmessung als der Durchmesser oder die Querabmessung der Zwischenkammer 14 auf.
In der Zwischenkammer gibt es einen Ventilmechanismus, der ein Paar schalenförmiger Ventilelemente 21, 22 und eine Feder 23 umfasst. Die Ventilelemente 21, 22 sind schwimmend und teleskopartig ineinander schiebbar in gegenüberliegenden Hohlräumen befestigt. Die Feder 23 ist dazwischen angeordnet und koaxial in den zwei Ventilelementen enthalten und wirkt dahingehend zwischen ihnen, einen Axialschub auszuüben, der tendenziell axial die zwei Ventilelemente voneinander weg bewegt.
Das erste schalenförmige Ventilelement 21 ist an einer radial am weitesten außen gelegenen Position positioniert und weist einen rohrförmigen Abschnitt 24 und eine quer verlaufende oder radiale Basis 25 auf, die zur Seite des Nehmerzylinders hin angeordnet ist und an der radialen Schulter 16 anliegen kann. Eine im Wesentlichen mittige durchgehende Öffnung 26 ist in der Basis 25 ausgebildet.
Mehrere Rippen 27, die in einer radial nach außen verlaufenden Richtung vorragen und sich in einer Längsrichtung erstrecken, sind an dem rohrförmigen Abschnitt 24 ausgebildet. Die Rippen 27 definieren mehrere äußere Durchgänge 28 mit der Außenfläche des rohrförmigen Abschnitts 24 und mit der Innenfläche der Zwischenkammer 14. Die äußeren Durchgänge 28 erstrecken sich von der Basis 25 zu dem gegenüberliegenden freien Ende 29 des rohrförmigen Abschnitts 24. Die äußeren Durchgänge 28 können in Form von ringförmigen Segmenten bei Betrachtung im Querschnitt vorliegen.
Das erste schalenförmige Ventilelement 21 weist einen Hohlraum 30 auf, der von dem rohrförmigen Abschnitt 24 und von der Basis 25 definiert wird und zu der Geberseite der Filtervorrichtung weist.
Das zweite schalenförmige Ventilelement 22 weist einen rohrförmigen Abschnitt 31 und eine radiale oder quer verlaufende Basis 32 auf, die zur Geberseite der Filtervorrichtung hin angeordnet ist. Mindestens eine durchgehende Längsbohrung 33 ist durch die Basis 32 hindurch ausgebildet, vorzugsweise sind mehrere durchgehende Längsbohrungen 33 in einem Peripheriebereich der Basis 32 verteilt.
Die Basis 32 und der rohrförmige Abschnitt 31 bilden einen Hohlraum 34, der zu der Nehmerseite der Filtervorrichtung weist.
Der rohrförmige Abschnitt 31 des zweiten Ventilelements 22 ist koaxial in dem rohrförmigen Abschnitt 24 des ersten Filterelements 21 aufgenommen und nimmt die Feder 23 auf, die in diesem Beispiel eine Schraubenfeder ist. Die gegenüberliegenden Längsenden der Feder liegen auf der einen Seite auf der Basis 32 des zweiten Ventilelements 22 und auf der anderen auf der Basis 25 des ersten Ventilelements 21 um die Öffnung 26 herum auf.
Ein in Längsrichtung verlaufender zylindrischer Fortsatz 35 erstreckt sich von der Basis 32 des zweiten Ventilelements 22, ragt zur Geberseite der Filtervorrichtung hin vor und wird durch einen durchgehenden Sitz 36, der in einem axial fest in dem Hohlraum 12 des rohrförmigen Außenkörpers 11, in diesem Beispiel in der Zwischenkammer 14, befestigten Stopfen 37 ausgebildet ist, verschiebbar aufgenommen und in Längsrichtung geführt.
Auf der Seite, die zu dem Ventilmechanismus weist, weist der Stopfen 37 eine flache radiale oder quer verlaufende Fläche 38 auf, die sich dazu eignet, die durch die Basis 32 des zweiten Ventilelements 22 hindurch ausgebildeten Durchgangsbohrungen 33 zu verdecken.
Der Stopfen 37 weist eine Außenfläche auf, die dahingehend geformt ist, einen oder mehrere in Längsrichtung verlaufende äußere Durchgänge 39 zwischen der Umgebung, die den Ventilmechanismus (in diesem Fall die Zwischenkammer) enthält, und der Hydraulikverbindung auf der Seite des Geberzylinders zu definieren. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Stopfen 37 eine Reihe peripherer Hohlräume 40 auf, die sich in Längsrichtung erstrecken und mit radialen Vorsprüngen 41, die gegen die zylindrische Innenfläche des Hohlraums 12 des rohrförmigen Außenkörpers abgedichtet sind, vermischt sind.
Die Betriebsweise der Filtervorrichtung 10 ist wie folgt. 1 zeigt einen statischen Zustand, in dem der Geberzylinder nicht aktiviert ist und sich die Kupplung in einem eingerückten Zustand befindet. In diesem statischen Zustand werden die zwei Ventilelemente 21, 22 von der Feder 23 in die Anlage an der Schulter 16 des Außenkörpers 11 bzw. an dem Stopfen 37 gedrückt. Die Anlage des inneren Ventilelements 22 an dem Stopfen 37 verdeckt die Durchgangsbohrungen 33. Die Anlage des äußeren Ventilelements 21 an der radialen Schulter verhindert, dass in dem ersten Abschnitt der Leitung 13 vorhandenes Fluid die äußeren Durchgänge 28 und 39, die in der Außenperipherie des ersten Ventilelements 21 und des Stopfens 37 vorliegen, erreicht. Somit besteht keine Strömungsverbindung zwischen den Abschnitten des hydraulischen Betätigungskreises stromaufwärts und stromabwärts der Filtervorrichtung 10. Mögliche Vibrationen oder Druckwellen in dem Abschnitt des Kreises zwischen dem Geberzylinder und der Filtervorrichtung 10 können nicht auf den Nehmerzylinder übertragen werden und können somit das Steuerpedal und den Fuß des Fahrers nicht erreichen.
Die in 2 dargestellte Anordnung entspricht dem ausgerückten Kupplungszustand, in dem das Pedal von dem Fahrer zum Gestatten des Gangwechsels gedrückt wird. In diesem Zustand wird Hydraulikfluid von dem Geberzylinder zu dem Nehmerzylinder gedrückt. Wenn der Druck des Fluids, der von der Seite des Geberzylinders kommt und auf den Fortsatz 35 wirkt, derart ist, dass er einen Axialschub erzeugt, der größer als die von der Feder 23 ausgeübte elastische Kraft ist, bewegt sich das innere Ventilelement 22 axial zu der Nehmerseite und löst sich von dem Stopfen 37. Das Fluid tritt durch die Durchgangsbohrungen 33 ein, dringt in den Hohlraum 34 des zweiten Ventilelements 22 und durch die Öffnung 26 in der Basis 25 des ersten Ventilelements 21 ein, strömt in den ersten Durchgangsabschnitt 13 und strömt zu dem Nehmerzylinder.
3 stellt die Anordnung dar, zu der es bei dem Schritt des Zurückkehrens des Fluids zu dem Geberzylinder, wenn der Fahrer das Kupplungssteuerpedal freigibt, kommt. In diesem Zustand ist der Druck des Hydraulikfluids von der Seite des Nehmerzylinders derart, dass er einen Axialschub erzeugt, der größer als die von der Feder 23 ausgeübte elastische Kraft ist. Das äußere Ventilelement 21 bewegt sich axial zur Geberseite und löst sich von der radialen Schulter 16. Das Fluid strömt von dem ersten Durchgangsabschnitt 13 in die Zwischenkammer 14, strömt durch die äußeren Durchgänge 28 und 39 um das erste Ventilelement 21 und den Stopfen 37 herum, ohne durch das innere Ventilelement 22 hindurchzuströmen, und strömt zu dem Geberzylinder.
Es versteht sich, dass die Filtervorrichtung einen sehr linearen Strömungspfad mit demzufolge weniger Druckabfällen bereitstellt. Die geometrische Form der Ventilelemente hat eine einfache Konstruktion und ist leicht zu verbauen, da sie keine damit in Zusammenhang stehende Winkelausrichtung zwischen den zwei Ventilkörpern, die winkelsymmetrisch sein können, erfordert. Die Druckflächen, auf die das Hydraulikfluid wirkt, werden von Teilen der Ventilelemente erzeugt, die in einer radialen Richtung ausgerichtet sind, um den Hydraulikdruck besser auszunutzen.
Es sind verschiedene Aspekte und Ausführungsformen der Filtervorrichtung offenbart worden; es versteht sich, dass jede Ausführungsform mit einer beliebigen anderen Ausführungsform kombiniert werden kann. Darüber hinaus können, ohne das Prinzip der Erfindung einzuschränken, die Ausführungsformen und Konstruktionseinzelheiten stark in Bezug auf die lediglich als nicht einschränkendes Beispiel beschriebenen und dargestellten abgewandelt werden, ohne dadurch vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der in den anhängigen Ansprüchen definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2193282 B1 [0004]

Claims

Filtervorrichtung zur Dämpfung von Vibrationen in einer Leitung zwischen einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder eines hydraulischen Betätigungssystems zum Ausrücken einer Kupplung, wobei die Filtervorrichtung Folgendes umfasst: einen Außenkörper (11) mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden durchgehenden Hohlraum (12) mit einem ersten Durchgangsbereich (13), der im Gebrauch zum Nehmerzylinder hin platziert sein soll, einer Zwischenkammer (14), einem zweiten Durchgangsbereich (15), der im Gebrauch zum Geberzylinder hin platziert sein soll, und einer in Querrichtung verlaufenden Schulter (16) zwischen der Zwischenkammer (14) und dem ersten Durchgangsbereich (13) ; einen Ventilmechanismus (36), der ein erstes (21) und ein zweites (22) Ventilelement, die schwimmend in der Zwischenkammer (14) teleskopartig befestigt sind, und eine Feder (23), die axial zwischen den Ventilelementen (21, 22) eingefedert ist, umfasst, wobei das erste Ventilelement (21) ein schalenförmiges Element ist, das in der Zwischenkammer (14) an einer radial am weitesten außen liegenden Position befestigt ist und einen axial verlaufenden rohrförmigen Abschnitt (24), eine quer verlaufende Basis (25), die zur Seite des Nehmerzylinders hin angeordnet und in der Lage ist, in Anlage an die radiale Schulter (16) zu gelangen, und eine im Wesentlichen mittige durchgehende Öffnung (26), die in der Basis (25) ausgebildet ist, umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Ventilelement (22) ein schalenförmiges Element mit Folgendem ist: einem rohrförmigen Abschnitt (31), der koaxial in dem rohrförmigen Abschnitt (24) des ersten Ventilelements (21) befestigt ist, einer quer verlaufenden Basis (32), die zu der Geberseite der Filtervorrichtung hin angeordnet ist, mindestens einer längs verlaufenden Durchgangsbohrung (33), die durch die quer verlaufende Basis (32) hindurch ausgebildet ist, einem Fortsatz (35), der in Längsrichtung von der quer verlaufenden Basis (32) zu der Seite des Geberzylinders hin vorragt; - ein Stopfen (37) in dem durchgehenden Hohlraum (12) zwischen der Zwischenkammer (14) und dem zweiten Durchgangsbereich (15) fixiert ist, wobei der Stopfen einen sich in Längsrichtung erstreckenden durchgehenden Sitz (36) aufweist, der den Fortsatz (35) des zweiten Ventilelements in Längsrichtung aufnimmt, eine quer verlaufende Fläche (38), die einen Anschlag für die quer verlaufende Basis (32) des zweiten Ventilelements (22) bildet, und mindestens einen Durchgang (39), der eine Strömungsverbindung zwischen der Zwischenkammer (14) und dem zweiten Durchgangsbereich (15) herstellt, - und dass sich mindestens ein äußerer in Längsrichtung verlaufender Durchgang (28) in Längsrichtung außerhalb des rohrförmigen Abschnitts (24) zwischen zwei gegenüberliegenden Längsenden (29, 25) des rohrförmigen Abschnitts (24) erstreckt.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Feder (23) in dem rohrförmigen Abschnitt (31) des zweiten Ventilelements (22) dazwischen angeordnet und koaxial darin enthalten ist.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere durchgehende Längsbohrungen (33), die in einem Peripheriebereich der Basis (32) verteilt sind, durch die quer verlaufende Basis (32) des zweiten Ventilelements (22) hindurch ausgebildet sind.
Filtervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der rohrförmige Abschnitt (24) des ersten Ventilelements (21) mehrere Rippen (27) bildet, die in einer radial nach außen verlaufenden Richtung vorragen und sich in einer Längsrichtung erstrecken, wobei die Rippen (27) mehrere äußere in Längsrichtung verlaufende Durchgänge (28) mit der Außenfläche des rohrförmigen Abschnitts (24) und mit der Zwischenkammer (14) definieren.
Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stopfen (37) eine Außenfläche aufweist, die dahingehend geformt ist, mehrere der Durchgänge (39), die eine Strömungsverbindung zwischen der Zwischenkammer (14) und dem zweiten Durchgangsbereich (15) herstellen, zu bestimmen.
Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zwei schalenförmigen Ventilelemente (21, 22) jeweilige gegenüberliegende Hohlräume (30, 34) bilden und die Feder (23) radial in dem Hohlraum (34) des zweiten Ventilelements enthalten ist und zwei gegenüberliegende axiale Enden der Feder (23) jeweils auf die Basis (25) des ersten Ventilelements (21) und auf die Basis (32) des zweiten Ventilelements (22) wirken.