DE19500908C1

DE19500908C1 - Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in Hydrauliksystemen

Info

Publication number: DE19500908C1
Application number: DE1995100908
Authority: DE
Inventors: Joerg Dr Ing Weber
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2015-01-14
Also published as: DE19525949A1; DE19536088A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in Hydrauliksystemen, insbesondere für eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung, versehen mit einem Geberzylinder, in welchem ein hydraulischer Druck über ein manuell zu betätigendes Kupplungspedal auslösbar ist, wobei der Druck über eine Druckmittelleitung auf einen unmittelbar mit der Reibungskupplung in Verbindung stehenden Nehmer zylinder übertragbar ist, und die Druckmittelleitung ein Dämpfungs glied enthält, das ein vom Hydraulikdruck axial verschiebbares, in ein Ventilgehäuse integriertes Ventilelement aufweist.

Es ist bekannt, daß in Hydrauliksystemen die Druckmittelpumpen einen Ungleichförmigkeitsgrad des Druckmittelstromes auslösen können, häufig verbunden mit Druckpulsationen. Bei einem hydraulischen Ausrücksystem für eine Fahrzeugkupplung werden die von der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs ausgelösten Axialschwingungen - bedingt durch den Zünddruck bzw. die Gaskräfte im Verbrennungsraum, die vom Kolben auf das Trieb werk übertragen werden und eine Spreizung der Kurbelwelle bewirken - über die Reibungskupplung bzw. die Kupplungsfeder auf das Kupplungs ausrücklager und die damit verbundene Ausrückeinrichtung übertragen. Die Axialschwingungen, die Druckpulsationen auslösen, setzen sich fort im gesamten hydraulischen Ausrücksystem und können ein unangenehmes Kribbeln im Kupplungspedal auslösen. Wegen der geringen schwingungs dämpfenden Massen in einem hydraulischen Ausrücksystem ist die kom forteinschränkende Schwingungsübertragung häufig intensiver als bei mechanischen Systemen. Zur Vermeidung dieser Druckpulsationen ist es bekannt, Druckspeicher einzusetzen. Ferner wurde versucht, durch Verlängerung der Hydraulikleitungen oder durch eingebaute hydraulische Drosseln oder Blenden den Strömungswiderstand so zu erhöhen, daß dieser den Schwingungen einen ausreichenden Widerstand entgegensetzt. Da aber die durch die Axialbewegung der Kurbelwelle initiierte Volu menverdrängung im Ausrückzylinder eine wesentlich geringere Strömungs geschwindigkeit in den Leitungen mit sich bringt, als diese beim Aus- und Einkuppeln auftritt, wird durch jede Maßnahme, die den Strömungs widerstand erhöht, vor allem der Wirkungsgrad des Systems ungünstig beeinflußt.

Die DE 29 38 799 A1 zeigt eine hydraulische Dämpfungseinrichtung, die an die Druckmittelleitung zwischen Geber- und Nehmerzylinder ange schlossen ist. Der Aufbau umfaßt einen im Gehäuse der Dämpfungsein richtung verschiebbar eingesetzten Kolben, der einerseits vom Druck mittel beaufschlagbar ist und andererseits an einer Feder anliegt. Dieses bekannte Dämpfungsglied entspricht einem in die Druckleitung eingesetzten Ausdehnungselement, das das durch Schwingungen bzw. Druckimpulse verdrängte Volumen aufnehmen und bei einem Druckabfall in das System wieder einspeisen soll, so daß die Schwingungen nicht bis zum Geberzylinder bzw. bis zum Kupplungspedal vordringen. Abgesehen von einer nur mäßigen Dämpfungswirkung wird durch eine solche Maßnahme der Wirkungsgrad des hydraulischen Ausrücksystems verschlechtert, da dieses als federndes Dämpfungsglied auch beim Kupplungsvorgang der jeweiligen Druckerhöhung entsprechend Volumina des Druckmittels auf nimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dämpfungsglied zu schaffen, mit dem Volumenschwankungen bzw. Druckpulsationen wirksam, d. h. ohne nachtei ligen Einfluß auf den Wirkungsgrad oder die Funktion des Hydrauliksy stems gedämpft werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale.

Die Lösung besteht darin, daß sich erfindungsgemäß bei einer Beauf schlagung der Dämpfungseinrichtung mit einem konstanten Volumenstrom eine Öffnungscharakteristik einstellt, bei der sich ein Durchfluß druckwiderstand ergibt, der deutlich kleiner ist als der Öffnungsdruck des Ventilelementes, d. h. der Druck, bei dem eine Verschiebung des Ventilelementes auslösbar ist. Diese Wirkungsweise ist unabhängig von der Strömungsrichtung und der Einbaulage des erfindungsgemäßen Dämp fungsgliedes.

Zur Verstellung des Ventilelementes ist somit eine Druckerhöhung erforderlich, um dieses aus der Position der Neutrallage, in der das Dämpfungsglied einen Leckspalt aufweist, zu verschieben. Ausgehend von der neutralen Position kann das erfindungsgemäße Ventilelement folg lich eine Druckdifferenz aufnehmen, ohne daß sich dieses wesentlich verschiebt und eine Druckfluidströmung ermöglicht. Die erfindungs gemäße Einrichtung kompensiert damit Druckpulsationen bzw. verhindert ein komforteinschränkendes Kribbeln am Kupplungspedal eines Fahrzeugs.

Gemäß Anspruch 2 weist das Ventilelement einen dregressiven, d. h. nicht linearen Verlauf des Verstellweges zum Druck des Druckfluids auf, wodurch sich bei einer Unterbrechung des Druckmittelstroms das Ventilelement verlangsamt in die Neutralposition verschiebt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist ein Dämpfungsglied vorgesehen, in dem ein zwischen zwei Federn an geordnetes, axial verschiebbares Ventilelement eingesetzt ist. Damit ist sichergestellt, daß bei einer Druckmittelbeaufschlagung des Dämp fungsgliedes jeder Bewegungsrichtung des Ventilelementes eine Feder entgegensteht. Das Ventilelement bildet mit dem Gehäuse des Dämpfungs gliedes, das das Ventilelement koaxial umschließt, in der Neutralposi tion einen Leckspalt. Ein Druckmittelfluß durch das Dämpfungsglied erfordert eine Verschiebung des Ventilelementes, wozu eine Druckerhö hung erforderlich ist, die einen vergrößerten Durchströmquerschnitt zwischen dem Gehäuse und dem Ventilelement sicherstellt. Der erfin dungsgemäße Aufbau bewirkt eine vorteilhafte, selbsttätige Verstellung in die Neutralposition des Ventilelementes, sobald der Druckmittel strom unterbrochen ist, d. h. keine Strömung stattfindet.

Nach Anspruch 4 ist es zweckdienlich, insbesondere zur Verringerung des Bauteileumfangs und des erforderlichen Bauraums des Dämpfungs gliedes, das Ventilelement unmittelbar im Gehäuse zu führen. Dem Ventilelement ist dabei in jeder Bewegungsrichtung eine Feder zugeord net.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht gemäß Anspruch 5 ein Dämpfungsglied vor, bei dem in das Gehäuse eine quer zu dessen Längs achse eingesetzte Scheibe eingesetzt ist, die zwei zueinander beab standete Übertritte aufweist, die jeweils einer Strömungsrichtung des Druckfluids zugeordnet sind. Beidseitig ist der Scheibe eine Topf scheibe vorgelagert, die neben einem zentrischen Durchtrittsquer schnitt mit einer Feder versehen ist und die in der Neutralposition einen Übertritt abdeckt und diesen nur für eine Durchflußrichtung öffnet.

Es ist zweckmäßig nach Anspruch 6, jedem Übertritt einen Schließkörper zuzuordnen, der zwischen der Feder und der Scheibe angeordnet ist, wobei der Schließkörper an der Scheibe eine Lagefixierung erfährt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 7 ist als Feder eine Tellerfeder vorgesehen, die mit dem Außenumfang am Distanzring abgestützt ist und im Bereich des Innendurchmessers stirn seitig am Rohrstück der Führungsscheibe anliegt. In den Innendurch messer der Tellerfeder greift der Stirnzapfen vom Ventilelement ein. Dabei ist eine Anordnung der Tellerfedern vorgesehen, bei der diese maximal vorgespannt eingesetzt sind und damit bei einer Beaufschla gung, hervorgerufen durch eine Axialverschiebung des Ventilelementes, diese ausschließlich im degressiven Bereich beansprucht sind.

Es ist gemäß Anspruch 8 zweckdienlich, eine Tellerfeder mit einem degressiven, d. h. nicht linearen Kennlinienverlauf einzusetzen. Diese Federcharakteristik ermöglicht, daß der Öffnungsdruck deutlich kleiner gewählt werden kann als der bei Druckpulsationen auftretende Kribbel druck. Eine solche Federcharakteristik hat einen vorteilhaft kleinen Durchflußwiderstand zur Folge. Zur weiteren Optimierung des Durch flußwiderstandes ist nach Anspruch 9 die Tellerfeder mit Durchtritts öffnungen versehen, beispielsweise mit umfangsverteilt radialen Ein schnitten oder geometrischen Ausnehmungen.

Alternativ zu einer Druckfeder ist nach Anspruch 10 als Feder eine schraubenlinienförmig gestaltete Druckfeder einsetzbar. Diese Druckfe der kann dabei sowohl zylindrisch als auch konisch ausgebildet sein, die übereinstimmend mit der Tellerfederanordnung zwischen der Füh rungsscheibe und dem Distanzring angeordnet ist, wobei zur Lagesi cherung jeder Feder zumindest eine Zentrierung zugeordnet ist.

Als eine weitere konstruktive Ausgestaltung der Feder sieht der An spruch 11 eine Übertotpunktfeder vor, die bei einer Axialverschiebung des Ventilelementes diesem entgegensteht.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Einrichtung ist nach Anspruch 12 eine spielfreie Anordnung des Ventilelementes in der Neutralposition vorgesehen. Damit kann eine gewünschte und für die Wirkungsweise vorteilhaft maximal vorgespannte Feder realisiert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 13 ist ein Ventil element vorgesehen, das mittig eine quer zur Längsachse des Dämpfungs gliedes ausgerichtete Scheibe aufweist, zu der axial beabstandet beid seitig Bundzapfen angeordnet sind. Diese Ausgestaltung bewirkt einen ausreichend großen Abstand zwischen der einen Leckspalt bildenden Zone und der Führung des Ventilelementes zur Sicherstellung eines ausrei chend großen Durchströmquerschnittes bei axial verschobenem, d. h. geöffnetem Ventilelement.

Gemäß Anspruch 14 sind die Bundbolzen des Ventilelementes in Rohrstücken geführt, die vorzugsweise einstückig mit der Führungshülse ver bunden sind. Dabei ist der Bundbolzen so mit dem Rohrstück konstruktiv abgestimmt, daß in der Neutralposition des Ventilelementes dieses über die gesamte Längserstreckung der Rohrstücke geführt ist, wodurch auch bei hochfrequenten Druckpulsationen im Hydrauliksystem eine eine wirksame und hohe Lebensdauer sicherstellende Führung gewährleistet ist.

Es ist zweckmäßig nach Anspruch 15, daß in der Neutralposition des Ventilelementes die Federn jeweils stirnseitig an der Führungsscheibe abgestützt sind und diese dabei gleichzeitig eine formschlüssige Anbindung mit dem Stirnzapfen des Ventilelementes eingehen. Die Längs erstreckung des Stirnzapfes, der dem Bundzapfen vorgelagert ist, ist dabei so gewählt, daß unabhängig von der Position des Ventilelementes eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Feder und dem Stirnzapfen erhalten bleibt. Der konstruktive Aufbau sieht weiter hin vor, daß in der Neutralposition keinerlei Axialkraft von den Federn auf das Ventilelement übertragen wird und damit sichergestellt ist, daß zur Axialverschiebung ausschließlich die Kraft einer Feder zu überwinden ist.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 16 sieht außerdem in der Führungsscheibe und dem Distanzring symmetrisch umfangsverteilte Durchtrittsöffnungen, insbesondere Bohrungen vor, die eine ungehinder te, nahezu widerstandsfreie Druckmittelströmung ermöglichen.

Nach Anspruch 17 ist das Ventilelement als eine Kugel ausgebildet, die in der Neutralposition an einem Kragen des Gehäuses anliegt, der die Kugel schließt und dabei einen Leckspalt einhält. Vom Kragen ausgehend schließen sich umfangsverteilte Längsnuten an, deren Längserstreckung den Stellweg des Ventilelementes übertrifft und die bei einer Ver schiebung des Ventilelementes vom Kragen einen Durchtrittsquerschnitt für das Druckmittel sicherstellen. Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 18 sieht die Ausbildung der Feder als ein Einwegventil vor. Diese, jeweils einem Übertritt zugeordnete Feder, ist spreizfähig bei einer Druckfluidbeaufschlagung, die vom Übertritt auf die Feder gerichtet ist.

Der Erfindungsgedanke nach Anspruch 19 sieht als Schließkörper eine Kugel vor, die jeweils in einer Aussenkung des Übertritts fixiert ist und an der gegenseitig eine in der Topfscheibe gehaltene Feder an liegt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung hervorhebend ist gemäß Anspruch 20 eine Übertragungsfunktion des Dämpfungsgliedes unter Schutz gestellt, die bei auftretenden Druckpulsationen im Hydrauliksy stem die Druckspitzen um mehr als 50% reduziert. Auf eine hydrauli sche Betätigung einer Fahrzeugreibungskupplung übertragen heißt das, die von der Kurbelwelle ausgelösten Axialschwingungen, die Druckpulsa tionen und Druckstöße in Hydrauliksystem auslösen und vom Nehmerzylin der in die Druckleitung gelangen, werden größtenfalls vom Dämpfungs glied kompensiert und bewirken keine nachteilige Übertragung auf den Geberzylinder bzw. das damit in Verbindung stehende Kupplungspedal.

Zur Erreichung einer kompakten Baueinheit ist nach Anspruch 21 die Anordnung des erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes im Anschlußbereich der Druckleitung am Nehmer- oder am Geberzylinder vorgesehen. Dieser Aufbau begünstigt den Montageaufwand im Fahrzeug und benötigt keine separate Befestigung des Dämpfungsgliedes und stellt damit eine ko stengünstige Maßnahme dar.

Zur Erreichung einer kostengünstigen Fertigung des erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes weist dieses gemäß Anspruch 22 einen symmetrischen, d. h. viele Gleichteile umfassenden Aufbau vor, wobei nahezu alle Bauteile rotationssymmetrisch gestaltet sind.

Als weitere Maßnahme zur Senkung der Herstellkosten, ist es nach An spruch 23 zweckmäßig, alle Bauteile des Dämpfungsgliedes mit Ausnahme der Feder und des Runddichtrings aus einem hochfesten, temperaturbe ständigen und säuerefesten Kunststoff herzustellen. Dazu eignet sich beispielsweise ein glasfaserverstärkter Kunststoff wie PA 66 GF. Diese Werkstoffwahl begünstigt weiterhin das Gewicht des Dämpfungsgliedes. Für konkrete Ausgestaltungen der Erfindung, bei denen die Feder gleichzeitig eine Dichtfunktion erfüllt, ist erfindungsgemäß auch eine aus einem Elastomer gefertigte Feder einsetzbar.

Weitere den Erfindungsgedanken erläuternde Merkmale ergeben sich aus den Zeichnungen und den zugehörigen Figurenbeschreibungen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Dämpfungsglied in einem Längs schnitt, das unabhängig von der Lage und der Durch strömrichtung einsetzbar ist;

Fig. 2 in einer Einzelteilzeichnung einen Distanzring, der in das Dämpfungsglied eingesetzt ist und zur Führung einer Tellerfeder dient;

Fig. 3 eine Führungsscheibe in einer Schnittdarstellung;

Fig. 4 in einer Ansicht ein Ventilelement;

Fig. 5 den Ausschnitt eines Dämpfungsgliedes in einem Längs schnitt mit einem kugelförmigen Schließkörper;

Fig. 6 ein Dämpfungsglied, das mit zwei axial beabstandeten Übertritten versehen ist, denen jeweils ein Einwegven til zugeordnet ist;

Fig. 7 ein dem in Fig. 6 vergleichbares Dämpfungsglied, versehen mit zwei Schließkörpern in Kugelform;

Fig. 8 in einem Diagramm die Öffnungscharakteristik des er findungsgemäßen Dämpfungsgliedes in beiden Bewegungs richtungen;

Fig. 9 das Schließverhalten des Dämpfungsgliedes bei einer Beendigung des Druckmittelflusses;

Fig. 10 ein Diagramm, das den Stellweg des Ventilelementes abhängig vom Strömungsdruck darstellt;

Fig. 11 eine Kennlinie der im Dämpfungselement eingesetzten Tellerfeder.

In Fig. 1 ist mit 1a ein Dämpfungsglied bezeichnet, an das Drucklei tungen anschließbar sind, die in Fig. 1 nicht abgebildet sind. Das Dämpfungsglied 1a umfaßt ein hohlzylindrisch gestaltetes Gehäuse 2a, in das an beiden Stirnseiten 3, 4 jeweils ein zylindrischer Anschluß 5a, 5b in eine Bohrung 6, 7 eingepreßt ist. Zur Erreichung einer wirksamen Abdichtung des Anschlusses 5a, 5b im Gehäuse 2a ist jeweils ein in einer Umlaufnut des Anschlusses 5a, 5b eingesetzter Runddicht ring 8a, 8b vorgesehen. Dem Anschluß 5a, 5b ist in der Bohrung 6, 7 übereinstimmend ein Distanzring 9a, 9b vorgelagert sowie eine an einem radial nach innen gerichteten Ansatz 10 abgestützte Führungsscheibe 11a, 11b. Die Führungsscheibe 11a, 11b besitzt ein zentrisches Rohr stück 12a, 12b, dessen größte Axialerstreckung in Richtung des An schlusses 5a, 5b zeigt. Jedes Rohrstück 12a, 12b dient zur Aufnahme eines Bundzapfens 14a, 14b, über den ein Ventilelement 13a verschieb bar geführt ist.

Der Aufbau des Ventilelementes 13a umfaßt eine quer zu einer Längs achse 15 angeordnete, in einer Neutralstellung (siehe Fig. 1) in der Mitte des Dämpfungsgliedes 1a positionierte Scheibe 16. Vom Außen umfang der Scheibe 16 ausgehend und bis zu den Bundzapfen 14a, 14b reichend besitzt das Ventilelement 13 kreuzweise, d. h. jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnete Stege 17. Auf der dem Ventilelement 13a abgewandten Seite stützt sich in der Neutralposition des Ventil elementes 13a eine bis zum Kraftmaximum vorgespannte Feder 18a, 18b am Rohrstück 12a, 12b der Führungsscheibe 11a, 11b ab. Dabei erfährt die Feder 18a, 18b eine Zentrierung an einem den Bundzapfen 14a, 14b vorgelagerten Stirnzapfen 19a, 19b, der in eine zentrische Bohrung 20a, 20b der Feder 18a, 18b greift. Außenseitig liegt die Feder 18a, 18b an einer Stufe des Distanzrings 9a, 9b an. Das Ventilelement 13a ist dabei zur Vermeidung einer Geräuschentwicklung spielfrei, d. h. leicht vorgespannt angeordnet, beispielsweise durch eine Anlage der Feder 18a, 18b mit geringer Vorlast stirnseitig an dem Bundzapfen 14a, 14b.

Wirkungsweise des Dämpfungsgliedes

Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Position des Ventilelementes 13a bewirkt ein über den Anschluß 5b beaufschlagender Druckmittelstrom (siehe Pfeil) eine Axialverschiebung des Verstellelementes 13a eben falls in Pfeilrichtung. Dabei wird nur von der Tellerfeder 18a eine Kraft auf das Ventilelement 13a ausgeübt. Die Tellerfeder 18b ver bleibt dagegen in ihrer vorgespannten unveränderten Position. Zur Erreichung einer nahezu ungehinderten Druckmittelbeaufschlagung der Scheibe 16 des Ventilelementes 13a sind sowohl der Distanzring 9a, 9b als auch die Führungsscheibe 11a, 11b mit umfangsverteilten Bohrungen 23a, 23b bzw. 24a, 24b versehen sowie die Feder 18a, 18b mit entspre chenden Ausnehmungen. Die Axialverschiebung kann erfolgen, wenn der vom Druckmittelstrom ausgeübte Druck auf das Ventilelement 13a größer ist als die Kraft der Feder 18a. Bei einer Verschiebung des Ventil elementes 13a bis zur stirnseitigen Anlage der Stege 17 am Rohrstück 12a bzw. bis zur Anlage der Feder 18a am Boden 26 des Distanzringes 9a, stellt sich der größte Durchströmquerschnitt zwischen dem Kragen 21 und der Scheibe 16 ein. Aufgrund der jeweils vorgespannt stirnsei tig an den Rohrstücken 12a, 12b abgestützten Feder 18a, 18b ist somit jeder Strömungsrichtung eine Feder zugeordnet, die in einer Neutralpo sition keine Axialkraft auf das Ventilelement 13a ausüben. Zur Errei chung einer selbsttätigen Verstellung des Ventilelementes 13a in die Neutralposition, sobald ein Druckmittelstrom unterbleibt, wird das Ventilelement 13a durch die Kraft einer Feder 18a, 18b in die in Fig. 1 abgebildete Position verlagert unter Bildung eines Leckspaltes 25a zwischen der Scheibe 16 und dem Kragen 21.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen in einem vergrößerten Maßstab den Distanz ring 9b, die Führungsscheibe 11b sowie das Ventilelement 13a.

Der in Fig. 2 im Schnitt abgebildete, topfartig gestaltete Distanz ring 9b dient im eingebauten Zustand zur Aufnahme der Feder 18b, die sich über den Außenumfang am Boden 26 abstützt. Die umfangsverteilt im Boden 26 eingebrachten Bohrungen 23b dienen zur ungehinderten Druck mittelströmung durch den Distanzring 9b. Die Führungsscheibe 11b gemäß Fig. 3 verfügt über einen Außendurchmesser, der übereinstimmt mit dem des Distanzrings 9b. Diese Bauteile werden übereinstimmend in die Bohrung 7 des Gehäuses 2 von dem Dämpfungsglied 1 eingesetzt. Die Führungsscheibe 11b verfügt ebenfalls zur ungehinderten Druckmittel strömung über die umfangsverteilten Bohrungen 24b. Zentrisch ist die Führungsscheibe 11b mit einem Rohrstück 12b versehen, das sich in eine Richtung erstreckt und in der Einbaulage in den topfartig gestalteten Distanzring 9b ragt. Im Rohrstück 12b ist das Ventilelement 13a über den Bundbolzen 14b geführt.

In Fig. 4 ist das in einer Ansicht dargestellte Ventilelement 13a dargestellt, das eine Scheibe umfaßt, von der ausgehend um 90° um fangsverteilt Stege 17 eine Verbindung zu den Bundzapfen 14a, 14b herstellen, die axial versetzt zur Scheibe 16 in Richtung der Längs achse 15 angeordnet sind. In der Einbaulage sind die Bundzapfen 14a, 14b in den Rohrstücken 12a, 12b der Führungsscheibe 11a, 11b geführt. Den Bundzapfen 14a, 14b ist jeweils ein Stirnzapfen 19a, 19b vorgela gert, mit einem im Vergleich zum Bundzapfen verringerten Außendurch messer. Die Stirnzapfen 19a, 19b dienen zur Zentrierung der Feder 18a, 18b.

Das in Fig. 5 abgebildete Dämpfungsglied 1b zeigt ein Verstellelement 13b, das mit einem Schließkörper 29a, ausgebildet als Kugel, versehen ist. Dabei ist der Schließkörper unmittelbar im Gehäuse 1b geführt und in der Neutralposition durch den Kragen 31 bis auf einen Leckspalt 25b abgedichtet. Vom Kragen 31 ausgehend erstrecken sich in beiden Bewe gungsrichtungen des Schließkörpers 29a axial verlaufende Längsnuten 32a, 32b, die bei einer Öffnung des Ventilelementes 13b, d. h. einer Verlagerung des Schließkörpers 29a einen Durchtritt des Fluids sicher stellen. Jeweils endseitig an den Längsnuten 32a, 32b stützt sich eine als Tellerfeder gestaltete Feder 18c, 18d ab, die eine weitere Ab stützung am Anschluß 5a, 5b im Gehäuse 2b erfährt.

Der Aufbau des Dämpfungsgliedes 1c gemäß Fig. 6 zeigt ein Ventil element 13c, das eine Scheibe 28a aufweist, die mit zwei zueinander versetzt angeordneten Übertritten 27a, 27b versehen ist und mit einer zentrischen Bohrung, die als Leckspalt 25c dient. Beidseitig ist der Scheibe 28a eine Topfscheibe 30a, 30b zugeordnet, die übereinstimmend mit ihrer geöffneten Seite zur Scheibe 28a im Gehäuse 2c eingesetzt sind und dabei einen Zwischenraum 33a, 33b bilden, in dem je eine dem Übertritt 27a, 27b zugeordnete Feder vorgesehen ist, die konisch ge staltet an der Topfscheibe 30a, 30b gehalten und kraftschlüssig an der Scheibe 28a anliegt und dabei den Übertritt 27a, 27b abdeckt. Die übereinstimmend maximal vorgespannt eingesetzten Federn 18e, 18f wirken als Einwegventil und ermöglichen einen Druckmittelfluß, wenn dieser abhängig von der Strömungsrichtung die Kraft einer Feder 18e, 18f überwindet und dabei eine Spreizung der Federn bewirkt, wodurch ein Druckmittelfluß ermöglicht wird. Die eine Dichtfunktion ausübenden Federn 18e, 18f sind dabei vorteilhaft aus einem Elastomer herge stellt.

Die Fig. 7 zeigt einen abgewandelten Aufbau eines Dämpfungsgliedes 1d im Vergleich zu dem in Fig. 6 gezeichneten Dämpfungsglied 1c, bei dem jedem Übertritt 27a, 27b ein Schließkörper 29b, 29c zugeordnet ist, der in einer Ansenkung des Übertritts 27a, 27b fixiert ist und an dem eine Feder 18g, 18h abgestützt ist, die an der Topfscheibe 30c, 30d gehalten ist.

Die erfindungsgemäße Öffnungscharakteristik des Dämpfungsgliedes zeigt das Diagramm gemäß Fig. 8. In dem Diagramm sind der Druck "P" auf der Ordinate und das Volumen "V" auf der Abzisse aufgetragen. Die abgebil dete Kennlinie stellt sich ein bei einem konstanten Volumenstrom. Dabei wird deutlich, daß der Ausgangsdruck "P1" der eine Verlagerung des Ventilelementes auslöst, deutlich über dem Öffnungsdruck "P2" liegt, bei dem ein Druckmittelfluß eintritt. Der degressive Druckver lauf ergibt sich aufgrund der maximal vorgespannten Feder, wodurch zu Beginn der Stellbewegung die größte Federkraft zu überwinden ist, die dann degressiv abnimmt. Diese Öffnungscharakteristik unterbindet eine nachteilige Druckpulsation vom Nehmerzylinder auf den Geberzylinder einer hydraulisch betätigten Reibungskupplung in einem Fahrzeug.

Die in Fig. 9 abgebildete Kennlinie zeigt den Druckdifferenzabbau aufgetragen über die Zeit bei einer Beendigung eines Druckmittel stroms, z. B. nach einer Betätigung des Kupplungspedals.

Die Fig. 10 zeigt grafisch den Druckverlauf des Druckmittels in Ab hängigkeit der Stellbewegung vom Ventilelement 13. Von der Neutralpo sition des Ventilelementes 13 ausgehend (siehe O-Linie) kann eine Druckdifferenz kompensiert werden, ohne daß eine eindeutige, merkliche Stellbewegung des Ventilelementes 13 eintritt, verbunden mit einem Druckmittelfluß. Der erfindungsgemäße Aufbau hat zur Folge, daß bei einem Beharren des Ventilelementes 13 in dieser Position Druck schwankungen im Hydrauliksystem ausgleichbar sind, die dem Wert der Druckdifferenz entsprechen. Der Kurvenverlauf zeigt, daß synchron mit der Stellbewegung des Ventilelementes 13 ein konstanter Druckabbau erfolgt bis zur Öffnung des Dämpfungsgliedes im Punkt 1, d. h. bis sich ein Durchflußquerschnitt einstellt zwischen der Scheibe 16 und dem Kragen 21 nach einer Axialverschiebung des Elementes 13 gemäß Fig. 1. Aufgrund des symmetrischen Aufbaus des Dämpfungsgliedes 1 und des damit verbundenen, von der Strömungsrichtung unabhängigen Einbaus stellt sich ein kongruenter Druckverlauf für beide Strömungs richtungen ein.

Den Kennlinienverlauf der Feder 18a, 18h und den Arbeitsbereich zeigt das in Fig. 11 abgebildete Diagramm. Im Diagramm ist die Kraft F auf der Ordinate und der Verformungsweg S auf der Abszisse aufgetragen. Die Kennlinie zeigt einen degressiven Verlauf, d. h. sie ist derart gekrümmt, daß die Neigung gegen die Abszisse mit zunehmender Verfor mung geringer wird, d. h. die Feder 18a, 18h wird in dieser Zone weicher. Die Fig. 11 verdeutlicht, daß sich der Arbeitsbereich von der maximalen Vorspannkraft "M" der Feder 18a, 18h zu einer geringen Vorspannkraft erstreckt, die durch "E" gekennzeichnet ist.

Bezugszeichenliste

1a Dämpfungsglied
1b Dämpfungsglied
1c Dämpfungsglied
1d Dämpfungsglied
2a Gehäuse
2b Gehäuse
2c Gehäuse
2d Gehäuse
3 Stirnseite
4 Stirnseite
5a Anschluß
5b Anschluß
6 Bohrung
7 Bohrung
8a Runddichtring
8b Runddichtring
9a Distanzring
9b Distanzring
10 Ansatz
11a Führungsscheibe
11b Führungsscheibe
12a Rohrstück
12b Rohrstück
13a Ventilelement
13b Ventilelement
13c Ventilelement
13d Ventilelement
14a Bundzapfen
14b Bundzapfen
15 Längsachse
16 Scheibe
17 Steg
18a Feder
18b Feder
18c Feder
18d Feder
18e Feder
18f Feder
18g Feder
18h Feder
19a Stirnzapfen
19b Stirnzapfen
20a Bohrung
20b Bohrung
21 Kragen
22 Mittelabschnitt
23a Bohrung
23b Bohrung
24a Bohrung
24b Bohrung
25a Leckspalt
25b Leckspalt
25c Leckspalt
25d Leckspalt
26 Boden
27a Übertritt
27b Übertritt
28a Scheibe
28b Scheibe
29a Schließkörper
29b Schließkörper
29c Schließkörper
30a Topfscheibe
30b Topfscheibe
30c Topfscheibe
30d Topfscheibe
31 Kragen
32a Längsnut
32b Längsnut
33a Zwischenraum
33b Zwischenraum

Claims

1. Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in Hydrauliksystemen, insbesondere für eine hydraulisch betätigte Fahrzeugreibungskupplung, versehen mit einem Geberzylinder, in welchem ein hydraulischer Druck über ein manuell zu betätigendes Kupplungspedal auslösbar ist, wobei der Druck mittels eines Druckmittels über eine Druckmittelleitung auf einen mittelbar oder unmittelbar mit der Reibungskupplung in Verbin dung stehenden Nehmerzylinder übertragbar ist, und die Druckmittel leitung ein Dämpfungsglied enthält, das ein vom Hydraulikdruck axial verschiebbares, in ein Gehäuse integriertes Ventilelement aufweist, gekennzeichnet durch eine Öffnungscharakteristik des Ventilelementes (13a bis 13d), die bei einem konstanten Volumenstrom des Druckmittels im geöffneten Zustand einen Durchflußdruckwiderstand aufweist, der kleiner ist als der Öffnungsdruck und eine Unterbrechung eines Druck mittelstroms eine selbsttätige Verlagerung des Ventilelementes (13a bis 13d) in eine Neutralposition aus löst.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ven tilelement (13a bis 13d) einen degressiven Verlauf des Verstellweges zum Druckmitteldruck aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilelement (13a) zwischen zwei Führungsscheiben (11a, 11b) ver schiebbar angeordnet ist, wobei jeder Bewegungsrichtung eine Feder (18a, 18b) zugeordnet ist und in einer Neutralposition das Ventil element (13a) mit dem Gehäuse (2a) einen Leckspalt (25a) bildet (Fig. 1).

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilelement (13b) unmittelbar im Gehäuse (2b) axial verschiebbar geführt ist, wobei in jeder Bewegungsrichtung eine Feder (18c, 18d) zugeordnet ist (Fig. 5).

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein Dämp fungsglied (1c), das zwei beabstandet zueinander angeordnete, jeweils einer Strömungsrichtung zugeordnete Übertritte (27a, 27b) in einer im Gehäuse (2c) eingesetzten Scheibe (28a) aufweist, versehen mit einer eine Dichtfunktion ausübenden Feder (18e, 18f), die in einer der Scheibe (28a) vorgelagerten Topfscheibe (30a, 30b) gehalten ist und in einer Strömungsrichtung einen Druckmittelfluß ermöglicht (Fig. 6).

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Ventilelement (13d), bei dem jeden Übertritt (27a, 27b) ein Schließkörper (29b, 29c) zugeordnet ist, der am Übertritt (27a, 27b) fixiert ist und am Schließkörper (29b, 29c) an der von der Scheibe (28b) abgewandten Seite eine Feder (18g, 18h) anliegt (Fig. 7).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß als Feder (18a bis 18h) eine maximal vorgespannt eingesetzte Tellerfeder vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tel lerfeder eine degressive Federcharakteristik aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18a bis 18d, 18g, 18h) umfangsverteilt angeordnete Durchtritts öffnungen oder radial sternförmig angeordnete Einschnitte aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Feder (18a bis 18d, 18g, 18h) eine schraubenlinienförmig gestalte te Druckfeder Anwendung findet.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß als Feder (18a bis 18d, 18g, 18h) eine Übertotpunktfeder dient.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine spielfreie Anordnung des Ventilelementes (13a, 13b) in der Neu tralposition.

13. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Ventilele ment (13a), das mittig eine quer zu einer Längsachse (15) des Dämp fungsgliedes (1) ausgerichtete Scheibe (16) aufweist, zu der axial beabstandet beidseitig und Zapfen (14a, 14b) angeordnet sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bundzapfen (14a, 14b) in einem Rohrstück (12a, 12b) der Führungsschei be (11a, 11b) geführt ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18a, 18b) an der Führungsscheibe (11a, 11b) und dem Distanzring (9a, 9b) abgestützt ist und dabei kraft- und/oder formschlüssig mit einem Stirnzapfen (19a, 19b) des Ventilelementes (13a) verbunden ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsscheibe (11a, 11b) und der Distanzring (9a, 9b) mit symme trisch umfangsverteilten Durchtrittsöffnungen, insbesondere Bohrungen (23a, 23b) bzw. (24a, 24b) versehen sind.

17. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventilelement (13b) eine Kugel dient, die einen Schließkörper (29a) bildet, der in der Neutralposition an einem Kragen (31) anliegt, von dem ausgehend umfangsverteilt axial verlaufende Längsnuten (32a, 32b) im Gehäuse (2b) vorgesehen sind, deren Längserstreckung den Stellweg des Ventilelementes (13b) übertrifft.

18. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18e, 18f) die Funktion eines Einwegventils ausübt und zur Öffnung des Übertritts (27a, 27b) spreizbar ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Schließkörper (29b, 29c) eine Kugel dient, die in der Neutrallage in einer stirnseitigen Ausnehmung der Scheibe (28a) fixiert ist und der jeweils eine in der Topfscheibe (30c, 30d) gehaltene Feder zugeordnet ist.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Übertragungsfunktion des Dämpfungsgliedes (1a bis 1d), die in Strömungsrichtung vor dem Dämpfungsglied (1a bis 1d) auftretende Druckspitzen um mehr als 50% über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine kompensiert.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch eine Anordnung des Dämpfungsgliedes (1a bis 1d) im Bereich des An schlusses der Druckmittelleitung am Nehmerzylinder oder am Geberzylin der.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch einen symmetrischen Aufbau des Dämpfungsgliedes (1a bis 1d), wobei nahezu alle Bauteile rotationssymmetrisch gestaltet sind.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß alle Bauteile des Dämpfungsgliedes (1a bis 1d) mit Ausnahme der Feder (18a bis 18h) und eines Runddichtringes (8a, 8b) aus einem hochfesten, temperaturbeständigen sowie säurefesten Kunststoff, ins besondere PA 66 GF hergestellt sind.