DE112011103493B4

DE112011103493B4 - Hydraulikeinrichtung

Info

Publication number: DE112011103493B4
Application number: DE112011103493.8T
Authority: DE
Inventors: Laurent Ineichen; Eugen Kremer; Wolfgang Reik
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-09-23
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2031-08-26
Also published as: WO2012037920A2; DE112011103493A5; DE102011081558A1; WO2012037920A3

Abstract

Hydraulikeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600, 800), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welche Hydraulikeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600, 800) einen Geberzylinder (104, 204, 304, 404, 504, 604, 804), einen Nehmerzylinder (108, 208, 308, 408, 508, 608, 808), eine zwischen Geberzylinder (104, 204, 304, 404, 504, 604, 804) und Nehmerzylinder (108, 208, 308, 408, 508, 608, 808) angeordnete Druckleitung (106, 206, 306, 406, 506, 606, 806) sowie eine der Druckleitung (106, 206, 306, 406, 506, 606, 806) zugeordnete Tilgungseinrichtung (114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814) zur Tilgung hydraulischer Schwingungen umfasst, wobei die Tilgungseinrichtung (114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814) einen verlagerbaren Kolben (118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (518, 618, 718, 818) wenigstens zwei Kammern (532, 536, 540, 632, 636, 637, 640, 756, 758, 832, 836, 837, 840) aufweist, die jeweils mittels einer flexiblen und dichten Membran (534, 538, 634, 638, 734, 738, 834, 838) voneinander getrennt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikeinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welche Hydraulikeinrichtung einen Geberzylinder, einen Nehmerzylinder, eine zwischen Geberzylinder und Nehmerzylinder angeordnete Druckleitung sowie eine der Druckleitung zugeordnete Tilgungseinrichtung zur Tilgung hydraulischer Schwingungen umfasst.
Derartige Hydraulikeinrichtungen kommen insbesondere bei Ausrückeinrichtungen zur Betätigung von Reibungskupplungen in brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Dabei ist dem Geberzylinder ein Kupplungspedal zugeordnet, jedenfalls soweit die Kupplung unmittelbar fahrerbetätigt ist. Der Nehmerzylinder wirkt betätigend auf die Reibungskupplung. Betriebsbedingt gehen von der Brennkraftmaschine Schwingungen aus, die über den Nehmerzylinder, die Druckleitung und den Geberzylinder auf das Pedal zurückwirken und den Bedienkomfort beeinträchtigen können.
Daher wurden Lösungen entwickelt, um derartige Schwingungen bereits zu reduzieren oder zu tilgen, bevor sie das Pedal erreichen und für eine Bedienperson bemerkbar sind. Beispielsweise geht aus der deutschen Anmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2009 004 705 A1 ein Schwingungsdämpfer hervor, der eine Dose und eine erste Stichleitung umfasst, der mit der Dose verbunden ist und der mit der Druckleitung verbindbar ist und der zumindest eine weitere Stichleitung umfasst, die ebenfalls mit der Dose verbunden ist. Diese Dose dämpft wie ein bekannter Helmholtz-Resonator eine Schwingung in einem bestimmten Frequenzbereich im Bereich der Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonators. Der eine weitere Stichleitung umfassende Schwingungsdämpfer bietet den Vorteil, dass eine Dämpfung von Schwingungen im Bereich mehrerer Frequenzen oder mit einem breiten Frequenzspektrum durch den Schwingungsdämpfer umfassend gedämpft werden kann. Die erste Stichleitung und die zumindest eine weitere Stichleitung sind mit der Druckleitung verbindbar und sind andererseits mit der Dose verbunden. Die Stichleitungen verbinden die Druckleitung somit parallel mit der Dose. Auf diese Weise können mit der Dose auf geringem Raum und mit geringem Aufwand mehrere Helmholtz-Resonatoren geschaffen werden, sodass eine Tilgung in mehreren Resonanzbereichen erfolgen kann.
Eine weitere Lösung, um derartige Schwingungen zu reduzieren oder zu tilgen, geht beispielsweise aus der deutschen Anmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2008 061 070 A1 hervor, die sich mit einer Dämpfungseinrichtung befasst, die mehrere, insbesondere zwei Dämpfungsvolumina umfasst, die in der Art von Helmholtz-Resonatoren über einen Reihenverbindungskanal in Reihe geschaltet und über einen Anschlussverbindungskanal an die Hydraulikleitung angeschlossen sind. Dabei absorbieren die Dämpfungsvolumina in der Art von Helmholtz-Resonatoren die maximale Energie jeweils in einem engen Bereich um die eigene Resonanzfrequenz herum. Über den Querschnitt und die Länge der Verbindungskanäle sowie die Größe der Dämpfungsvolumina können mehrere unterschiedliche Resonanzfrequenzen der Dämpfungseinrichtung gezielt beeinflusst und/oder eingestellt werden. Somit ist es möglich, Schwingungen in mehreren unterschiedlichen Frequenzbereichen zu absorbieren bzw. Amplitudenausschläge zu dämpfen.
Gegenstand der DE 10 2009 049 244 A1 ist ein besonders ausgestalteter Helmholtz-Resonator, der eine Verzweigung, eine Leitung und einen Behälter umfasst. Die Verzweigung, die aus einem T-Stück gebildet wird, ermöglicht, den Helmholtz-Resonator mit dem Ausrücksystem zu verknüpfen. Das Ausrücksystem besteht im Wesentlichen aus einem Geber- und einem Nehmerzylinder, die mittels einer Druckleitung miteinander verbunden sind. Die Druckleitung ist ihrem Volumen entsprechend mit Fluidmasse befüllt und fungiert somit als Speicher für die kinetische Energie. Der Behälter hat die Funktion eines federnden Elements mit einer bestimmten hydraulischen Kapazität. Dieser Behälter ist damit der Speicher für die potentielle Energie. Die Abmessungen der Druckleitung und die hydraulische Kapazität des Behälters sollen so abgestimmt werden, dass die Eigenfrequenz des Helmholtz-Resonators der zu filternden Frequenz im Ausrücksystem entspricht. Dabei ist häufig eine Resonanzfrequenz aus der hydraulischen Strecke zu filtern. Das Verhältnis Innendurchmesser Druckleitung, multipliziert mit der Kapazität des Behälters und der Länge der Druckleitung, ist dabei vorgegeben. Diese Helmholtz-Resonatoren können sehr effektiv ein bestimmtes Frequenzband filtern. Die Bandbreite des Filters steigt dabei mit der Kapazität des Behälters. Dies hat allerdings den Nachteil, dass die Anregung in der hydraulischen Strecke relativ breitbandig ist. Aus diesem Grunde sollte die Kapazität des Behälters relativ groß gewählt werden. Dies wiederum verursacht jedoch unerwünschte und nicht akzeptable Pedalwegverluste. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass bei den üblichen Auslegungen eines Helmholtz-Resonators keine Hindernisse vorhanden sind, sodass die Schwingungen diesen nahezu ungedämpft verlassen. Die in der Verzweigungsleitung auftretenden viskosen Verluste sind dabei vernachlässigbar gering. Infolge dessen erzeugt der Helmholtz-Resonator eine erste Resonanz im Ausrücksystem und eine zweite Resonanz in diesem selbst mit großer Amplitude am Rande des gefilterten Frequenzbandes. Diese Rand- oder Nebenresonanzen können angeregt werden und dabei den Fahrkomfort beeinträchtigen.
Die genannten Dämpfungseinrichtungen ermöglichen jeweils bereits eine sehr gute und theoretisch relativ breitbandige Schwingungsdämpfung, haben allerdings den Nachteil, dass mit breitbandiger Auslegung auch die hydraulische Kapazität steigt, sodass sich, bezogen auf Systeme ohne Dämpfungseinrichtung, bei einer Betätigung jeweils ein mehr oder weniger verlängerter Betätigungsweg ergibt. Außerdem können die bekannten Dämpfungseinrichtungen nicht ohne Modifikation mit einem hydraulischen System gekoppelt werden.
Eine Dämpfungseinrichtung nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche ist beispielsweise aus der EP 1 085 249 A2 bekannt. Weiterer Stand der Technik ist in derJP H01-174641 U sowie in der US 4 986 404 A offenbart.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Hydraulikeinrichtung bereit zu stellen, die eine sehr gute Schwingungstilgung ermöglicht, mit der zugleich jedoch auch Pedalwegverluste stark reduziert oder sogar vermieden sind. Anders formuliert ist ein hydraulischer Tiefpassfilter bereit zu stellen, der einen Tilger umfasst, wobei jedoch die hydraulische Kapazität des hydraulischen Systems in einem Tieffrequenzbereich zumindest weitgehend unbeeinflusst ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Hydraulikeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Tilgungseinrichtung umfasst einen verlagerbaren Kolben. Das Gehäuse der Hydraulikeinrichtung ist in die Druckleitung eingebunden. Der Kolben ist innerhalb des Gehäuses und damit innerhalb der Druckleitung verlagerbar. Bei niedriger Anregungsfrequenz, entsprechend einer Betätigungsgeschwindigkeit eines Pedals durch eine Bedienperson, kann sich der Kolben somit innerhalb der Druckleitung bewegen, sodass die Hydraulikeinrichtung in diesem Frequenzbereich zumindest weitgehend unbeeinflusst ist.
Besonders zu bevorzugende Ausführungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hydraulikeinrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Vorzugsweise umfasst der Kolben einen Tilger mit wenigstens einer Masse und wenigstens einer Elastizität. Bei höheren Anregungsfrequenzen, wie sie insbesondere durch eine Brennkraftmaschine angeregt werden, wirkt damit der Tilger des Kolbens, sodass Schwingungen in diesem Frequenzbereich stark reduziert oder sogar zumindest annähernd vollständig getilgt werden. Somit ist mit der erfindungsgemäßen Hydraulikeinrichtung nehmerzylinderseitig und/oder geberzylinderseitig eine gute Abschirmung von brennkraftmaschinenbedingten Schwingung und zugleich eine hohe Steifigkeit erzielt.
Einer besonders bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Hydraulikeinrichtung zufolge weist der Kolben wenigstens einen abgeschlossenen Hohlraum auf, in dem der Tilger angeordnet ist. Damit kann der Tilger unabhängig von einem in der Druckleitung befindlichen Fluid in einem gesonderten Fluid angeordnet sein.
Zweckmäßigerweise ist die wenigstens eine Elastizität ein elastisches Element, ein kompressibles Fluid oder ein Element mit dissipativen Eigenschaften. Dabei kann bei einem elastischen Element die Elastizität insbesondere durch die Wahl des Materials sowie des konstruktiven Aufbaus eingestellt werden. Bei einem Element mit dissipativen Eigenschaften kann die Energiedissipation und/oder die Dämpfung insbesondere durch Form, Größe und Lage von Durchlässen eingestellt werden. Bei einem kompressiblen Fluid kann die Elastizität insbesondere durch die Wahl des Fluids eingestellt werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die wenigstens eine Masse und die wenigstens eine Elastizität baulich gesonderte Elemente. Einem anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsbeispiel zufolge sind die wenigstens eine Masse und die wenigstens eine Elastizität baulich in einem Element zusammengefasst, was den Vorteil einer baulich besonders kompakten Anordnung bietet.
Gemäß einer Ausführung der erfindungsgemäßen Hydraulikeinrichtung weist der Kolben wenigstens zwei Kammern auf, die jeweils mittels einer flexiblen und dichten Membran voneinander getrennt sind. Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Kammern jeweils mit einem Fluid unterschiedlicher Kompressibilität gefüllt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hydraulikeinrichtung weist der Kolben drei Kammern auf, wobei eine mittlere Kammer mit einem vergleichsweise steifen Fluid gefüllt ist und die anderen Kammern mit einem Fluid mit geringerer Steifigkeit gefüllt sind. Zur Erhöhung der Fluid-Trägheit umfasst die mittlere Kammer zweckmäßigerweise wenigstens eine Drossel.
Um eine besondere Regel- oder Steuerbarkeit der wenigstens einen Drossel zu ermöglichen, hat es sich als günstig erwiesen, die mittlere Kammer mit einem Fluid mit magneto- oder elektrorheologischen Eigenschaften zu füllen, sodass die wenigstens eine Drossel durch Anlegen eines magnetischen oder elektrische Felds regel- oder steuerbar ist.
Nachfolgend werden besonders zu bevorzugende Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Hydraulikeinrichtung unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert, dabei zeigen schematisch und beispielhaft

1 eine Hydraulikeinrichtung mit einer Tilgungseinrichtung mit Gehäuse und verlagerbarem Kolben, wobei zwischen Gehäuse und Kolben ein Dichtung angeordnet ist,
2 eine Hydraulikeinrichtung mit einer Tilgungseinrichtung mit Gehäuse und verlagerbarem Kolben, wobei zwischen Gehäuse und Kolben ein Drosselspalt gebildet ist,
3 eine Hydraulikeinrichtung mit einer Tilgungseinrichtung mit Gehäuse und verlagerbarem Kolben, wobei der Kolben ein elastisches oder dissipatives Element umfasst,
4 eine Hydraulikeinrichtung mit einer Tilgungseinrichtung mit Gehäuse und verlagerbarem Kolben, wobei der Kolben mit einem kompressiblen Fluid befüllt ist,
5 eine Hydraulikeinrichtung mit einer Tilgungseinrichtung mit Gehäuse und verlagerbarem Kolben, wobei im Kolben mittels elastischer Membranen Kammervolumina abgetrennt sind,
6 eine Hydraulikeinrichtung mit einer Tilgungseinrichtung mit Gehäuse und verlagerbarem Kolben, wobei im Kolben mittels elastischer Membranen Kammervolumina abgetrennt sind und eine Trennwand mit Drosselkanal vorgesehen ist,
7 eine Tilgungseinrichtung mit Gehäuse und verlagerbarem Kolben, wobei im Kolben mittels elastischer Membranen Kammervolumina abgetrennt sind und eine Trennwand mit Drosselkanal vorgesehen ist und
8 eine Hydraulikeinrichtung mit einer Tilgungseinrichtung mit Gehäuse und verlagerbarem Kolben, wobei im Kolben mittels elastischer Membranen Kammervolumina abgetrennt sind, eine Trennwand mit Drosselkanal vorgesehen ist und ein mittleres Kammervolumen mit einem Fluid mit magneto- oder elektrorheologischen Eigenschaften gefüllt ist.

Die in den 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 8 gezeigte erfindungsgemäße Hydraulikeinrichtung 100, 200, 300, 400, 500, 600, 800 kommt bei einer ansonsten nicht näher dargestellten Ausrückeinrichtung zur Betätigung einer Reibungskupplung 110, 210, 310, 410, 510, 610, 810 eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs zum Einsatz und umfasst einen Geberzylinder 104, 204, 304, 404, 504, 604, 804, einen Nehmerzylinder 108, 208, 308, 408, 508, 608, 808 sowie eine Druckleitung 106, 206, 306, 406, 506, 606, 806, die den Geberzylinder 104, 204, 304, 404, 504, 604, 804 und den Nehmerzylinder 108, 208, 308, 408, 508, 608, 808 zur Betätigung der Reibungskupplung 110, 210, 310, 410, 510, 610, 810 miteinander verbindet. Die Reibungskupplung 110, 210, 310, 410, 510, 610, 810 dient zur Trennung der Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine von einem Getriebe des Kraftfahrzeugs und ist vorliegend eine Einfachkupplung mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil. Jedoch kann die Kupplung auch eine Doppelkupplung mit einem Eingangsteil und zwei Ausgangsteilen sein.
Der Geberzylinder 104, 204, 304, 404, 504, 604, 804, der Nehmerzylinder 108, 208, 308, 408, 508, 608, 808 und die Druckleitung 106, 206, 306, 406, 506, 606, 806 sind mit einem Fluid, insbesondere mit einem hydraulischen Fluid, das gut zur Energieübertragung geeignet ist und sich beispielsweise durch gute Schmiereigenschaften, eine hohe Alterungsbeständigkeit, ein hohes Benetzungs- und Haftvermögen, einen hohen Flammpunkt, einen niedrigen Pourpoint (der niedrigste Temperaturpunkt, an das Fluid noch flüssig ist), eine gute Dichtungsverträglichkeit, Harz- und Säurefreiheit, einen geringen Einfluss der Temperatur auf die Viskosität (Zähflüssigkeit) - sowohl dynamische Viskosität, die üblicherweise bei steigender Temperatur abnimmt, als auch kinematische Viskosität (das Verhältnis zwischen der dynamischen Viskosität und der Dichte) und/oder eine geringe Kompressibilität auszeichnet, gefüllt. Vorzugsweise ist das Fluid ein Hydrauliköl auf Mineralölbasis, das durch Zugabe geeigneter Additive die erforderlichen Eigenschaften aufweist. Gegebenenfalls wird ein Fluid verwendet, das sich durch eine besonders schwere Entflammbarkeit oder durch eine gute biologische Abbaufähigkeit auszeichnet.
Dem Geberzylinder 104, 204, 304, 404, 504, 604, 804 ist vorliegend ein fahrerbetätigtes Kupplungspedal 102, 202, 302, 402, 502, 602, 802 zugeordnet, sodass eine Betätigung des Kupplungspedals 102, 202, 302, 402, 502, 602, 802 auf den Geberzylinder 104, 204, 304, 404, 504, 604, 804 wirkt. Der Nehmerzylinder 108, 208, 308, 408, 508, 608, 808 wirkt betätigend auf die Reibungskupplung 110, 210, 310, 410, 510, 610, 810, insbesondere auf Federzungen oder -hebel einer Tellerfeder der Reibungskupplung 110, 210, 310, 410, 510, 610, 810. In den 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 8 ist die Kupplungsfederkraft mit 112, 212, 312, 412, 512, 612, 812 bezeichnet. Gegebenenfalls kann der Nehmerzylinder 108, 208, 308, 408, 508, 608, 808 jedoch auch an anderer Stelle betätigend mit der Reibungskupplung 110, 210, 310, 410, 510, 610, 810 verbunden sein. Einem anderen Ausführungsbeispiel zufolge kann die Kupplung 110, 210, 310, 410, 510, 610, 810 auch nicht fahrerbetätigt sondern automatisiert betätigt sein. Beispielsweise wirkt ein hydraulischer oder elektrischer Aktuator auf den Geberzylinder 104, 204, 304, 404, 504, 604, 804. Zwar stehen dann nicht unbedingt Komfortgesichtspunkte im Vordergrund, jedoch bietet es gegebenenfalls auch Vorteile, wenn eine Aktuatoreinrichtung von brennkraftmaschinenbedingten Schwingungen isoliert ist. Insbesondere wird eine Auslegung der Aktuatoreinrichtung vereinfacht, die Steuerbarkeit verbessert und die Betriebsfestigkeit erhöht.
Die Kraft- und Wegübertragung zwischen Geberzylinder 104, 204, 304, 404, 504, 604, 804 und Nehmerzylinder 108, 208, 308, 408, 508, 608, 808 ist übersetzungsbehaftet, sodass nehmerzylinderseitig eine erforderliche Kupplungsbetätigungskraft zur Verfügung steht und zugleich geberzylinderseitig ein guter Kompromiss zwischen Betätigungsweg und Betätigungskraft erzielt ist.
In der Druckleitung 106, 206, 306, 406, 506, 606, 806 ist eine Tilgungseinrichtung 114, 214, 314, 414, 514, 614, 814 zur Tilgung hydraulischer Schwingungen angeordnet. Derartige Schwingungen werden beim Betrieb durch die Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine angeregt und nehmerzylinderseitig in die Hydraulikeinrichtung 100, 200, 300, 400, 500, 600, 800 eingeleitet. Die Tilgungseinrichtung 114, 214, 314, 414, 514, 614, 814 weist eine Gehäuse 116, 216, 316, 416, 516, 616, 816 mit einer geberzylinderseitigen Öffnung und einer nehmerzylinderseitigen Öffnung auf. Innerhalb des Gehäuses 116, 216, 316, 416, 516, 616, 816 ist relativ zu diesem verlagerbar ein Kolben 118, 218, 318, 418, 518, 618, 818 angeordnet. Der Kolben 118, 218, 318, 418, 518, 618, 818 ist hohl und fluiddicht ausgeführt. Innerhalb des Kolbens 118, 218, 318, 418, 518, 618, 818 ist ein Tilger 122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822 angeordnet. Vorzugsweise ist der Kolben 118, 218, 318, 418, 518, 618, 818 mittels einer weichen Elastizität mit dem Gehäuse 116, 216, 316, 416, 516, 616, 816 verbunden, sodass er in seine Ausgangsposition zurückkehrt, wenn sich die Hydraulikeinrichtung 100, 200, 300, 400, 500, 600, 800 im Ruhezustand befindet.
In den 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 8 sind unterschiedliche Ausführungen der Tilgungseinrichtung 114, 214, 314, 414, 514, 614, 814 und des Tilgers 122, 222, 322, 422, 522, 622, 822 gezeigt. Die Tilgungseinrichtung 614 gemäß 6 ist in 7 detaillierter dargestellt und dort mit 714 bezeichnet.
Der Tilger 122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822 umfasst wenigstens eine Masse 126, 226, 326, 430, 536, 636, 637, 736, 737, 836, 837 und ein elastisches Element 124, 224, 423, 430, 532, 540, 632, 640, 732, 740, 832, 840, mittels dem die Masse 126, 226, 326, 430, 536, 636, 637, 736, 737, 836, 837 mit dem Gehäuse 116, 216, 316, 416, 516, 616, 716, 816 verbunden ist. Bei niedriger Anregungsfrequenz, die der Betätigungsgeschwindigkeit des Pedals 102, 202, 302, 402, 502, 602, 802 durch eine Bedienperson entspricht, bewegt sich der Kolben 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818 mit dem hydraulischen Fluid in der Druckleitung 106, 206, 306, 406, 506, 606, 806 respektive im Gehäuse 116, 216, 316, 416, 516, 616, 716, 816. Es gibt jedenfalls keine relevante Relativbewegung zwischen Tilgermasse 126, 226, 326, 430, 536, 636, 637, 736, 737, 836, 837 und Kolben 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818 und es gibt jedenfalls keine relevante Relativbewegung zwischen hydraulischen Fluid und Kolben 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818. Der Druck auf den beiden Seiten des Kolbens 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818 ist zumindest annähernd gleich. Das System verhält sich hinsichtlich Kraft- und Wegübertragung, als ob der Kolben 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818 nicht vorhanden wäre.
Bei hoher Anregungsfrequenz, wie sie von der Brennkraftmaschine bei deren Betrieb ausgeht, ist der Tilger 122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822 innerhalb des Kolbens 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818 wirksam. Eine Schwingungswelle trifft den Kolben 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818 auf einer Seite. Ohne Tilger 122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822 innerhalb des Kolbens 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818 würde der Kolben 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818 mit der Welle schwingen und das hydraulische Fluid auf der anderen Seite des Kolbens 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818 komprimieren. Bei hohen Frequenzen schwingt jedoch der Tilger und verhindert dadurch die Bewegung des Kolbens 118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818. Das hydraulische Fluid auf der anderen Seite wird nicht komprimiert und die Welle kann sich nicht weiter ausbreiten, sodass die Schwingungen geberzylinderseitig nicht oder zumindest nur reduziert wahrnehmbar sind.
1 zeigt eine Hydraulikeinrichtung 100 mit einer Tilgungseinrichtung 114 mit Gehäuse 116 und verlagerbarem Kolben 118, wobei zwischen Gehäuse 116 und Kolben 118 eine Dichtung 120 angeordnet ist. Die Dichtung 120 ist vorzugsweise eine elastische O-Ring-Dichtung, die reibungsbedingt eine vorbestimmte Dämpfung erzeugt. 2 zeigt eine Hydraulikeinrichtung 200 mit einer Tilgungseinrichtung 214 mit Gehäuse 216 und verlagerbarem Kolben 218, wobei zwischen Gehäuse 216 und Kolben 218 ein Drosselspalt S gebildet ist.
Dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel zufolge umfasst der Kolben 318 ein elastisches oder dissipatives Element, sodass die Masse 326 nicht nur elastisch (324) sondern auch gedämpft (328) mit dem Gehäuse 318 verbunden ist.
4 zeigt eine Hydraulikeinrichtung 400 mit einer Tilgungseinrichtung 422 mit Gehäuse 416 und verlagerbarem Kolben 418, wobei der Kolben 418 vollständig oder teilweise mit einem kompressiblen Fluid 430 befüllt ist. Damit sind Elastizität und Trägheit über das gesamte Kolbenvolumen verteilt.
Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind im Kolben 518 mittels Membranen 534, 538 Kammervolumina 532, 540 abgetrennt. Die Membranen 534, 538 sind fluiddicht und elastisch. Vorliegend sind ein geberzylinderseitige Kammervolumen 540, ein nehmerzylinderseitiges Kammervolumen 532 und ein mittleres Kammervolumen 536 vorhanden. Das mittlere Kammervolumen 536 ist mit einem Fluid mit vergleichsweise geringer Kompressibilität, beispielsweise mit einer hydraulischen Flüssigkeit, wie Hydrauliköl, gefüllt, während die Kammervolumina 532, 540 mit einem Fluid mit vergleichsweise hoher Kompressibilität, beispielsweise mit einem Gas, wie Luft oder Stickstoff, gefüllt sind. Damit wirkt das Fluid im mittleren Kammervolumen 536 als Masse und die Kammervolumina 532, 540 wirken elastisch.
Ein ähnliches Ausführungsbeispiel, dem zufolge im Kolben 618 mittels elastischer Membranen 634, 638 Kammervolumina 632, 636, 637, 640 abgetrennt sind, zeigt 6. Bei dem in dieser Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem mittleren Kammervolumen 636, 637 jedoch zusätzlich eine Trennwand 642 mit einem Drosselkanal 644 vorhanden. Damit ist das mittlere Kammervolumen in ein geberzylinderseitiges Kammervolumen 637 und ein nehmerzylinderseitiges Kammervolumen 636 unterteilt. Ein in dem mittlere Kammervolumen vorhandenes Fluid kann durch den Drosselkanal 644 von dem nehmerzylinderseitigen Kammervolumen 636 in das geberzylinderseitige Kammervolumen 637 und umgekehrt strömen. Damit wird die effektive Trägheit des in dem mittleren Kammervolumen vorhandenen Fluids, auch als Induktivität bezeichnet, erhöht. Die Trennwand 642 ist mit dem Gehäuse 618 fest verbunden. Selbstverständlich können bei einer anderen Ausführung auch mehrere Drosselkanäle vorhanden sein. Der Drosselkanal 644 übernimmt im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Funktion der Elastizität 324 und des Dämpfers 328 der Ausführung gemäß 3.
Die Tilgungseinrichtung 614 gemäß 6 ist in 7 detaillierter dargestellt. Die Tilgungseinrichtung 714 weist ein Gehäuse 716 auf, das in die Druckleitung (606) eingebunden ist. Dazu weist das Gehäuse 716 zwei Öffnungen auf. In 7 ist mittels Pfeilen eine aus Richtung des Nehmerzylinders (610) in Richtung des Geberzylinders (602) verlaufende Strömung angedeutet. Dem entsprechend ist die in der Figur linke Öffnung als Einlass 746 und die in der Figur rechte Öffnung als Auslass 752 bezeichnet. Innerhalb des Gehäuses 716 ist der Kolben 718 verlagerbar angeordnet. Der Kolben 718 ist derart mit dem Gehäuse 716 verbunden, dass er bei Nichtbetätigung der Tilgungseinrichtung 614 in seine Ausgangslage zurückkehrt. Diese Verbindung ist durch Federsymbole angedeutet. Zwischen Kolben 718 und Gehäuse 716 ist ein Spalt 754 vorhanden, durch den insbesondere bei einer niederfrequenten Betätigung hydraulisches Fluid 762 von einem einlassseitigen Gehäusevolumen 748 in ein auslassseitige Gehäusevolumen 750 und umgekehrt strömen kann. Im Kolben 718 sind, getrennt durch eine Trennwand 742, eine einlassseitige Kammer 756 und eine auslassseitige Kammer 758 vorhanden. In der einlassseitigen Kammer 756 ist mittels einer Membran 734 ein elastisches Kammervolumen 732 abgetrennt, in der auslassseitigen Kammer 758 ist mittels einer Membran 738 ein elastisches Kammervolumen 740 abgetrennt. Die Elastizität der Membranen 734, 738 und damit der Kammern 732, 740 ist in der Figur durch Federsymbole angedeutet. Damit verbleibt in der einlassseitigen Kammer 756 ein einlassseitiges Kammervolumen 736 und in der auslassseitigen Kammer 758 ein auslassseitiges Kammervolumen 737. In der Trennwand 742 ist ein Drosselkanal 744 angeordnet, durch den eine Fluidfüllung 760 zwischen den Kammervolumen 736 und 737 hin und her strömen kann. Selbstverständlich können bei einer anderen Ausführung auch mehrere Drosselkanäle vorhanden sein. Zur Funktion der Tilgungseinrichtung 714 wird auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen.
8 zeigt eine Hydraulikeinrichtung 800 mit einer Tilgungseinrichtung 814 mit Gehäuse 816 und verlagerbarem Kolben 818, wobei im Kolben 818 mittels elastischer Membranen 834, 838 Kammervolumina 832, 840 abgetrennt sind, eine Trennwand 842 mit Drosselkanälen 844, 845 vorgesehen ist und ein mittleres Kammervolumen 836, 837 mit einem Fluid mit magneto- oder elektrorheologischen Eigenschaften gefüllt ist. Diese Ausführung entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der 6 und 7. Jedoch weist die Trennwand 842 mehrere Drosselkanäle 844, 845 auf. Selbstverständlich kann bei einer anderen Ausführung auch nur ein Drosselkanal vorhanden sein. Zusätzlich ist eine Einrichtung 864 zur Erzeugung eines elektrischen oder magnetischen Felds vorgesehen, mit dem eine oder mehrere der Drosselkanäle 844, 845 gesperrt werden können. Damit kann die effektive Induktivität und damit die Tilgerfrequenz geändert werden. Die Einrichtung 864 zur Erzeugung eines elektrischen oder magnetischen Felds ist vorzugsweise mittels einer Steuereinrichtung gesteuert, die gegebenenfalls mit anderen Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs kommunizierend verbunden ist und/oder in der Parameter gespeichert sind und/oder der Sensorsignale zur Verfügung stehen.
Bezugszeichenliste

100: Hydraulikeinrichtung
102: Kupplungspedal
104: Geberzylinder
106: Druckleitung
108: Nehmerzylinder
110: Kupplung
112: Kupplungsfederkraft
114: Tilgungseinrichtung
116: Gehäuse
118: Kolben
120: Dichtung
122: Tilger
124: Elastizität
126: Masse
200: Hydraulikeinrichtung
202: Kupplungspedal
204: Geberzylinder
206: Druckleitung
208: Nehmerzylinder
210: Kupplung
212: Kupplungsfederkraft
214: Tilgungseinrichtung
216: Gehäuse
218: Kolben
222: Tilger
224: Elastizität
226: Masse
S: Spiel
300: Hydraulikeinrichtung
302: Kupplungspedal
304: Geberzylinder
306: Druckleitung
308: Nehmerzylinder
310: Kupplung
312: Kupplungsfederkraft
314: Tilgungseinrichtung
316: Gehäuse
318: Kolben
322: Tilger
324: Elastizität
326: Masse
328: Dämpfer
400: Hydraulikeinrichtung
402: Kupplungspedal
404: Geberzylinder
406: Druckleitung
408: Nehmerzylinder
410: Kupplung
412: Kupplungsfederkraft
414: Tilgungseinrichtung
416: Gehäuse
418: Kolben
422: Tilger
430: Fluidfüllung
500: Hydraulikeinrichtung
502: Kupplungspedal
504: Geberzylinder
506: Druckleitung
508: Nehmerzylinder
510: Kupplung
512: Kupplungsfederkraft
514: Tilgungseinrichtung
516: Gehäuse
518: Kolben

522: Tilger
532: elastisches Kammervolumen
534: Membran
536: nehmerzylinderseitiges Kammervolumen
537: geberzylinderseitiges Kammervolumen
538: Membran
540: elastisches Kammervolumen
600: Hydraulikeinrichtung
602: Kupplungspedal
604: Geberzylinder
606: Druckleitung
608: Nehmerzylinder
610: Kupplung
612: Kupplungsfederkraft
614: Tilgungseinrichtung
616: Gehäuse
618: Kolben
622: Tilger
632: elastisches Kammervolumen
634: Membran
636: nehmerzylinderseitiges Kammervolumen
637: geberzylinderseitiges Kammervolumen
638: Membran
640: elastisches Kammervolumen
642: Trennwand
644: Drosselkanal
714: Tilgungseinrichtung
716: Gehäuse
718: Kolben
722: Tilger
732: elastisches Kammervolumen
734: Membran
736: einlassseitiges Kammervolumen
737: auslassseitiges Kammervolumen
738: Membran
740: elastisches Kammervolumen
742: Trennwand
744: Drosselkanal
746: Einlass
748: einlassseitiges Gehäusevolumen
750: auslassseitiges Gehäusevolumen
752: Auslass
754: Spalt
756: einlassseitige Kammer
758: auslassseitige Kammer
760: Fluidfüllung
762: Hydraulikfluid
800: Hydraulikeinrichtung
802: Kupplungspedal
804: Geberzylinder
806: Druckleitung
808: Nehmerzylinder
810: Kupplung
812: Kupplungsfederkraft
814: Tilgungseinrichtung
816: Gehäuse
818: Kolben
822: Tilger
832: elastisches Kammervolumen
834: Membran
836: nehmerzylinderseitiges Kammervolumen
837: geberzylinderseitiges Kammervolumen
838: Membran
840: elastisches Kammervolumen
842: Trennwand
844: Drosselkanal
845: Drosselkanal
864: elektrische oder Magneteinrichtung

Claims

Hydraulikeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600, 800), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welche Hydraulikeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600, 800) einen Geberzylinder (104, 204, 304, 404, 504, 604, 804), einen Nehmerzylinder (108, 208, 308, 408, 508, 608, 808), eine zwischen Geberzylinder (104, 204, 304, 404, 504, 604, 804) und Nehmerzylinder (108, 208, 308, 408, 508, 608, 808) angeordnete Druckleitung (106, 206, 306, 406, 506, 606, 806) sowie eine der Druckleitung (106, 206, 306, 406, 506, 606, 806) zugeordnete Tilgungseinrichtung (114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814) zur Tilgung hydraulischer Schwingungen umfasst, wobei die Tilgungseinrichtung (114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814) einen verlagerbaren Kolben (118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (518, 618, 718, 818) wenigstens zwei Kammern (532, 536, 540, 632, 636, 637, 640, 756, 758, 832, 836, 837, 840) aufweist, die jeweils mittels einer flexiblen und dichten Membran (534, 538, 634, 638, 734, 738, 834, 838) voneinander getrennt sind.
Hydraulikeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600, 800) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818) einen Tilger (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822), mit wenigstens einer Masse (126, 226, 326, 430, 536, 636, 637, 736, 737, 836, 837) und wenigstens einer Elastizität (124, 224, 423, 430, 532, 540, 632, 640, 732, 740, 832, 840) umfasst.
Hydraulikeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600, 800) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818) wenigstens einen abgeschlossenen Hohlraum aufweist, in dem der Tilger (122, 222, 322, 422, 522, 622, 722, 822) angeordnet ist.
Hydraulikeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600, 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Elastizität (124, 224, 324, 430, 532, 540, 632, 640, 732, 740, 832, 840) ein elastisches Element, ein kompressibles Fluid oder ein Element mit dissipativen Eigenschaften ist.
Hydraulikeinrichtung (100, 200, 300, 500, 600, 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Masse (126, 226, 326, 536, 636, 637, 736, 737, 836, 837) und die wenigstens eine Elastizität (124, 224, 324, 532, 540, 632, 640, 732, 740, 832, 840) baulich gesonderte Elemente sind.
Hydraulikeinrichtung (400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Masse und die wenigstens eine Elastizität baulich in einem Element (430) zusammengefasst sind.
Hydraulikeinrichtung (500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Kammern (532, 536, 540) jeweils mit einem Fluid unterschiedlicher Kompressibilität gefüllt sind.
Hydraulikeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600, 800), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welche Hydraulikeinrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600, 800) einen Geberzylinder (104, 204, 304, 404, 504, 604, 804), einen Nehmerzylinder (108, 208, 308, 408, 508, 608, 808), eine zwischen Geberzylinder (104, 204, 304, 404, 504, 604, 804) und Nehmerzylinder (108, 208, 308, 408, 508, 608, 808) angeordnete Druckleitung (106, 206, 306, 406, 506, 606, 806) sowie eine der Druckleitung (106, 206, 306, 406, 506, 606, 806) zugeordnete Tilgungseinrichtung (114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814) zur Tilgung hydraulischer Schwingungen umfasst, wobei die Tilgungseinrichtung (114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814) einen verlagerbaren Kolben (118, 218, 318, 418, 518, 618, 718, 818) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (618, 718) drei Kammern (632, 636, 637, 640, 732, 736, 737, 740, 832, 836, 837, 840) aufweist, wobei eine mittlere Kammer (636, 637, 736, 737, 836, 837) mit einem vergleichsweise steifen Fluid gefüllt ist und die anderen Kammern (632, 640, 732, 740, 832, 840) mit einem Fluid mit geringerer Steifigkeit gefüllt sind.
Hydraulikeinrichtung (600, 800) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Kammer (636, 637, 736, 737, 836, 837) wenigstens eine Drossel (644, 744, 844, 845) zur Erhöhung der Fluid-Trägheit umfasst.
Hydraulikeinrichtung (800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Kammer (836, 837) mit einem Fluid mit magneto- oder elektrorheologischen Eigenschaften gefüllt ist und die wenigstens eine Drossel (844, 845) durch Anlegen eines magnetischen oder elektrische Felds (864) regel- oder steuerbar ist.