DE19580328B4

DE19580328B4 - Vordruckventil einer hydraulischen Kupplungsbetätigungseinrichtung

Info

Publication number: DE19580328B4
Application number: DE19580328T
Authority: DE
Inventors: Peter Giese; Hartmut Koschmieder; Reiner Mayer; Walter Parzefall
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2015-02-18
Also published as: DE19580328D2; WO1995028588A1

Abstract

Vordruckventil einer hydraulischen Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges mit einem einem Geberzylinder zugeordneten ersten Anschluss (3) und mit einem einem Nehmerzylinder zugeordneten zweiten Anschluss (4), wobei das Ventil bei Druckgefälle vom ersten zum zweiten Anschluss (3, 4) geöffnet und bei Druckgefälle vom zweiten zum ersten Anschluss (4, 3) nach Unterschreitung eines festgelegten Vordrucks geschlossen ist und zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss (3, 4) zwei mittels Federelementen (22, 23) gegen ihre Ventilsitze (18, 19) gedrückte Schließkörper (20, 21) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Ventilsitz (18) auf Seiten des ersten Anschlusses (3) und der andere Ventilsitz (19) auf Seiten des zweiten Anschlusses (4) angeordnet ist und wobei die Ventilsitze (18, 19) an einem zwischen den beiden Anschlüssen (3, 4) angeordneten Bauteil (5) ausgebildet sind.

Description

Vordruckventil einer hydraulischen Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges, mit einem einem Geberzylinder zugeordneten ersten Anschluss und mit einem einem Nehmerzylinder zugeordneten zweiten Anschluss, wobei das Ventil bei Druckgefälle vom ersten zum zweiten Anschluss geöffnet und bei Druckgefälle vom zweiten zum ersten Anschluss nach unter Unterschreitung eines festgelegten Vordruckes geschlossen ist.

Die FR 2 655 128 A1 offenbart grundlegend ein Vibrationsfilter, das durch zwei Blenden in einer hydraulischen Strecke zwischen Geber- und Nehmerzylinder und einem dazwischen geschalteten Volumenausgleichsglied mit elastischer Membran gebildet ist. Eine Betätigungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus DE 93 12 968 U1 bekannt. Weiterhin zeigt die GB 2 032 581 A ein kombiniertes Druckbegrenzungs- und Volumenstrombegrenzungsventil.

Alternativ zu den in diesen Dokumenten gezeigten Schließ- bzw. Öffnungsmechanismen von derartigen Ventilen soll ein Schließ- bzw. Öffnungsmechanismus entwickelt werden, der bei baulicher Vereinfachung einen ebenso sicheren Betrieb des Vordruckventils ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss zwei mittels Federelementen gegen ihre Ventilsitze gedrückte Schließkörper, insbesondere Kugeln angeordnet sind, wobei der eine Ventilsitz auf Seiten des ersten und der andere Ventilsitz auf Seiten des zweiten Anschlusses angeordnet ist, und wobei die Ventilsitze an einem zwischen den beiden Anschlüssen angeordneten Bauteil ausgebildet sind.

Bei diesem erfindungsgemäßen Vordruckventil wird bei Betätigung eines Kupplungspedals die auf Seiten des zweiten Anschlusses vorgesehene Kugel infolge des Druckanstiegs aus ihrem Ventilsitz gedrückt, so dass Hydrauliköl in den Nehmerzylinder gedrückt wird, wobei die Kupplung ausrückt. Wird der Druck durch Rücknahme des Kupplungspedals im Geberzylinder reduziert, wird die andere Kugel aus ihrem Ventilsitz gedrückt, wobei Hydrauliköl von der Seite des Nehmerzylinders auf die Seite des Geberzylinders strömt. Allerdings findet kein Druckausgleich zwischen den beiden Anschlüssen statt, da diese Kugel unter Einwirkung des Federelementes bereits dann in ihren Ventilsitz gedrückt ist, wenn der Vordruck erreicht ist. Bei dieser Anordnung ist gewährleistet, dass infolge des Vordruckes auf Seiten des Nehmerzylinders die Kupplung sehr schnell ausrückt, wenn das Kupplungspedal betätigt wird.

Gemäß Anspruch 2 ist das Bauteil – das die beiden Anschlüsse flüssigkeitsdicht voneinander trennt – als Scheibe ausgebildet und mit zwei stirnseitigen Durchgangsöffnungen versehen, wobei an einander abgewandten Stirnseiten der Scheibe die kegeligen Ventilsitze ausgebildet sind. Der Ventilsitz an sich kann aber auch eine Kante sein, die durch die Durchgangsöffnung und die Stirnseite der Scheibe gebildet ist.

Gemäß Anspruch 3 ist es zweckmäßig, dass die Ventilsitze aus einem kautschukelastischen Werkstoff, insbesondere Gummi gebildet sind. Auf diese Weise ist ein flüssigkeitsdichter Sitz der Kugel gewährleistet.

Die Scheibe ist gemäß Anspruch 4 aus einem kautschukelastischen Werkstoff, insbesondere Gummi gebildet, wobei die Scheibe mit einem insbesondere aus Stahl gebildeten Armierungsring versehen ist. Dabei sind die Ventilsitze unmittelbar an der Scheibe ausgebildet. In diesem Fall ist auf einfach Art und Weise sichergestellt, dass sich der Ventilsitz der Kontur der Kugel einwandfrei anschmiegt, wenn die Kugel in ihren Ventilsitz gedrückt ist.

Der Armierungsring kann dabei gemäß Anspruch 5 im Bereich der Durchgangsöffnungen axial vorstehende, zu den kegeligen Ventilsitzen in annähernd parallelem Abstand ausgerichtete Nasen aufweisen. Diese Nasen dienen den Ventilsitzen als Stütze, so dass die Scheibe bzw. die Ventilsitze infolge einer Druckbeanspruchung axial nicht ausweichen können und evtl. durch dieses Ausweichen einen undichten Ventilsitz verursachen.

Gemäß Anspruch 6 ist die Scheibe zur lagerichtigen Verbindung mit einem stirnseitig anschließenden Bauteil mit zwei stirnseitigen axialen Bohrungen versehen, deren die Mittelpunkte der Bohrungen verbindende gerade Linie vom Scheibenmittelpunkt beabstandet ist, wobei in diese Bohrungen eingesetzte Stifte in Bohrungen des Bauteils eingreifen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Scheibe nicht bezüglich ihrer Längsachse um 180° gedreht mit dem Bauteil verbunden werden kann. Wenn die Bohrungen Durchgangsbohrungen sind, ist es gemäß Anspruch 7 zweckmäßig, dass deren Wände mit umlaufenden Wülsten versehen sind, wobei der lichte Durchmesser der umlaufenden Wülste kleiner als der Durchmesser der Stifte ist. Mit dieser Anordnung ist sichergestellt, dass kein Hydrauliköl durch diese Durchgangsbohrungen zwischen den Stiften und der Wand hindurchströmen kann.

Gemäß Anspruch 8 ist es zweckmäßig, dass das Vordruckventil zwei axial benachbarte und zueinander konzentrisch angeordnete, insbesondere aus Kunststoff gebildete Gehäusehälften aufweist, an deren voneinander abgewandten Stirnseiten der erste und der zweite Anschluss ausgebildet ist, wobei zwischen einander zugewandten Stirnseiten der beiden Gehäusehälften die Scheibe angeordnet ist. Diese Gehäusehälften lassen sich mittels einer insbesondere aus Stahl gebildeten Klammer – wie in Anspruch 9 vorgeschlagen – zusammenhalten. Die Klammer kann dabei gemäß Anspruch 10 als eine die Gehäusehälften umgebende Hülse ausgebildet sein, an deren axialen Enden radial nach innen vorspringende Borde oder Bordsegmente vorgesehen sind, die an den beiden Gehäusehälften ausgebildete, voneinander abgewandte Halteflächen hintergreifen. Gemäß Anspruch 11 ist es vorteilhaft, die Scheibe aus Aluminium herzustellen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von einem in insgesamt 5 Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Hochdruckventil;
2 einen weiteren Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Vordruckventil aus der 1, allerdings unter einem anderen Schnittverlauf;
3 die Ansicht einer Scheibe 5 aus der 1;
4 einen Längsschnitt der Scheibe 5 aus 3 entlang der Linie IV-IV;
5 einen Längsschnitt der Scheibe 5 aus 3 entlang der Linie V-V
Das in 1 abgebildete erfindungsgemäße Vordruckventil weist zwei axial benachbarte und zueinander konzentrisch angeordnete, aus Kunststoff gebildete Gehäusehälften 1, 2 auf, an deren voneinander abgewandten Stirnseiten ein Anschluss 3 und ein Anschluss 4 ausgebildet sind. Mit diesen Anschlüssen 3, 4 sind nicht dargestellte Rohr- bzw. Schlauchleitungen verbunden, wobei der Anschluss 3 einem ebenfalls nicht dargestellten Geberzylinder, und wobei der Anschluss 4 einem ebenfalls nicht dargestellten Nehmerzylinder zugeordnet ist. Zwischen einander zugewandten Stirnseiten der beiden Gehäusehälften 1, 2 ist eine Scheibe 5 angeordnet. Die aus Kunststoff gebildete Scheibe 5 ist in einer Bohrung 6 der Gehäusehälfte 2 flüssigkeits- und gasdicht eingefügt. Die Gehäusehälfte 1 ist mit seinem kolbenförmigen Ende 7 in eine Bohrung 8 der Gehäusehälfte 2 eingefügt. Das kolbenförmige Ende 7 weist eine Umfangsnut 9 auf, in der ein Dichtring 10 eingelegt ist, wobei der Dichtring 10 zwischen der Bohrung 8 und einem Nutgrund 11 der Umfangsnut 9 derart eingespannt ist, dass das Ventilinnere gegenüber der Umgebung flüssigkeitsdicht abgedichtet ist. Die beiden Gehäusehälften 1, 2 sind mittels einer Klammerhülse 12 fest zusammengehalten. Die Klammerhülse 12 weist an ihren axialen Enden nach innen ragende Radialborde 13 auf. Die Gehäusehälfte 1 weist eine stirnseitige Haltefläche 14 und die Gehäusehälfte 2 weist eine stirnseitige Haltefläche 15 auf, die von den Radialborden 13 enganliegend hintergriffen werden.
Die Scheibe 5 weist zwei radial benachbarte Durchgangsöffnungen 16, 17 auf. An einander abgewandten Stirnseiten der Scheibe 5 sind kegelige Ventilsitze 18, 19 ausgebildet, die an die Durchgangsöffnungen 16, 17 anschließen. Zu jedem der beiden kegeligen Ventilsitze 18, 19 gehört eine Kugel 20, 21, die je durch eine Schraubendruckfeder 22, 23 gegen ihren Ventilsitz 18, 19 angedrückt ist. Die eine Schraubendruckfeder 22 ist an der Gehäusehälfte 1 und die andere Schraubendruckfeder 23 ist an der Gehäusehälfte 2 abgestützt. Die Gehäusehälfte 1 ist mit einer achsparallelen Kolbenbohrung 24 versehen, wobei ein Kolben 25 in dieser Kolbenbohrung 24 axialbeweglich geführt ist. Die Kolbenbohrung 24 und der Kolben 25 begrenzen dabei einen Druckraum. Über eine Be- und Entlüftungsbohrung 27 kann der Druckraum be- bzw. entlüftet werden. An seinen beiden axialen Enden ist der Kolben mit umlaufenden, konischen Ringabschnitten 28, 29 versehen, deren radial äußere freie Enden gegen die Kolbenbohrung 24 angedrückt sind. In der gezeigten Darstellung drückt der Kolben 25 mit seinem der Kugel 21 zugewandten Ende diese Kugel 21 aus ihren Ventilsitz 19, so dass Hydrauliköl über einen Axialkanal 30 der Gehäusehälfte 1 durch die Durchgangsöffnung 17 in einen Axialkanal 31 der Gehäusehälfte 2 und umgekehrt strömen kann.
2 zeigt dasselbe Vordruckventil wie 1, jedoch mit einem anderen Schnittverlauf. Zwei Stifte 32 sind einerseits in Axialbohrungen 33 der Gehäusehälfte 1 und andererseits in Axialbohrungen 34 der Scheibe 5 eingesteckt. Auf diese Weise ist die Scheibe 5 gegenüber der Gehäusehälfte 1 lagefixiert.
3 zeigt als Ansicht die Scheibe 5. Hier ist deutlich zu erkennen, dass die Verbindungsgerade der Mitten der Axialbohrungen 34 nicht durch den Scheibenmittelpunkt läuft. Das bedeutet, dass die Scheibe 5 ausschließlich in einer einzigen Lage an der Gehäusehälfte 1 befestigt werden kann.
4 zeigt, dass die Mantelfläche der Axialbohrung 34 mit umlaufenden Wülsten 35 versehen ist. Der lichte Durchmesser dieser Wülste 35 ist kleiner als der Durchmesser der hier nicht dargestellten Stifte 32. Das bedeutet, dass kein Hydrauliköl zwischen dem Wulst 35 und dem nicht dargestellten Stift 32 hindurchgedrückt werden kann. Die Scheibe 5 ist weiterhin mit einem Armierungsring 36 versehen. Der Armierungsring 36 ist im Bereich der kegeligen Ventilsitze 18, 19 derart geformt, dass er axial vorspringende Nasen 37 bildet, die den kautschukelastischen Ventilsitzen 18, 19 die für den Betrieb nötige Stabilität verleihen.
Nachstehend wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Vordruckventils beschrieben. In der Darstellung der 1 ist die Kugel 21 von dem Kolben 25 aus ihrem Ventilsitz 19 herausgedrückt. In dieser Situation wird das komplette hydraulische System mit Hydrauliköl gefüllt. Das Hydrauliköl kann dabei ungehindert von dem einen Axialkanal 30 in den anderen Axialkanal 31 oder umgekehrt gelangen, ohne die Federkraft einer der Schraubendruckfedern 22, 23 überwinden zu müssen.
Ist das gesamte System mit Hydrauliköl gefüllt und wird auf Seiten des Anschlusses 3 durch Niedertreten des nicht dargestellten Kupplungspedals der Druck erhöht, so strömt Hydrauliköl über den Axialkanal 30 durch die Durchgangsöffnung 17 über den Axialkanal 31 zum nicht dargestellten Nehmerzylinder. Infolge des sich aufbauenden Druckes auf Seiten des zweiten Anschlusses 4 wird die Kupplung betätigt. Das Hydrauliköl drückt auf die der Kugel 21 zugewandte Stirnseite des Kolbens 25, wobei die Stirnseite durch den konischen Ringabschnitt 29 gebildet ist. Infolge der Druckerhöhung wird der Kolben 25 mittels des Hydrauliköles in eine rückwärtige Position gedrückt. In dieser rückwärtigen Position verharrt der Kolben 25, wobei er nicht mehr in der Lage ist, die Kugel 21 aus ihren Ventilsitz 19 herauszudrücken, wie nachstehend ausgeführt wird.
Wird der Druck auf Seiten des Anschlusses 3 weggenommen – wenn das Kupplungspedal losgelassen wird – strömt zunächst Hydrauliköl von der Seite des Anschlusses 4 über den Axialkanal 31 unter Überwindung der Federkraft der Schraubendruckfeder 22 durch die Durchgangsöffnung 16 in den Axialkanal 30 der Gehäusehälfte 1. Bei Erreichen eines Vordruckes auf der Seite des Anschlusses 4 drückt diese Schraubendruckfeder 22 die Kugel 20 gegen ihren Ventilsitz 18, so daß kein weiteres Hydrauliköl durch die Durchgangsöffnung 16 hindurchströmen kann. Dieser Vordruck ist größer als der in dem Druckraum herrschende Druck. Infolge des Vordrucks und der Unterstützung der Schraubendruckfeder 23 wird die Kugel 21 gegen ihren Ventilsitz 19 gedrückt. Die Kugel 21 drückt dabei gegen den Kolben 25 und hält diesen in seiner rückwärtigen Position.

1: Gehäusehälfte
2: Gehäusehälfte
3: Anschluss
4: Anschluss
5: Scheibe
6: Bohrung
7: kolbenförmiges Ende
8: Bohrung
9: Umfangsnut
10: Dichtring
11: Nutgrund
12: Klammerhülse/Klammer
13: Radialbord
14: Haltefläche
15: Haltefläche
16: Durchgangsöffnung
17: Durchgangsöffnung
18: Ventilsitz
19: Ventilsitz
20: Kugel/Schließkörper
21: Kugel/Schließkörper
22: Schraubendruckfeder
23: Schraubendruckfeder
24: Kolbenbohrung
25: Kolben
27: Be- und Entlüftungsbohrung
28: konischer Ringabschnitt
29: konischer Ringabschnitt
30: Axialkanal
31: Axialkanal
32: Stift
33: Axialbohrung
35: Wulst
36: Armierungsring
37: Nase
34: Axialbohrung

Claims

Vordruckventil einer hydraulischen Kupplungsbetätigungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges mit einem einem Geberzylinder zugeordneten ersten Anschluss (3) und mit einem einem Nehmerzylinder zugeordneten zweiten Anschluss (4), wobei das Ventil bei Druckgefälle vom ersten zum zweiten Anschluss (3, 4) geöffnet und bei Druckgefälle vom zweiten zum ersten Anschluss (4, 3) nach Unterschreitung eines festgelegten Vordrucks geschlossen ist und zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss (3, 4) zwei mittels Federelementen (22, 23) gegen ihre Ventilsitze (18, 19) gedrückte Schließkörper (20, 21) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Ventilsitz (18) auf Seiten des ersten Anschlusses (3) und der andere Ventilsitz (19) auf Seiten des zweiten Anschlusses (4) angeordnet ist und wobei die Ventilsitze (18, 19) an einem zwischen den beiden Anschlüssen (3, 4) angeordneten Bauteil (5) ausgebildet sind.
Vordruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil als Scheibe (5) ausgebildet und mit zwei stirnseitigen Durchgangsöffnungen (16, 17) versehen ist, wobei an einander abgewandten Stirnseiten der Scheibe (5) die kegeligen Ventilsitze (18, 19) ausgebildet sind.
Vordruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsitze (18, 19) aus einem kautschukelastischen Werkstoff gebildet sind.
Vordruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (5) aus einem kautschukelastischen Werkstoff gebildet ist, wobei die Scheibe (5) mit einem Armierungsring (36) versehen ist.
Vordruckventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Armierungsring (36) im Bereich der Durchgangsöffnungen (16, 17) axial vorstehende, zu den kegeligen Ventilsitzen (18, 19) in parallelem Abstand ausgerichtete Nasen (37) aufweist.
Vordruckventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (5) zur lagerichtigen Verbindung mit einem stirnseitig anschließenden Bauteil (1) mit zwei stirnseitigen axialen Bohrungen (34) versehen ist, deren die Mittelpunkte der Bohrungen (34) verbindende gerade Linie vom Scheibenmittelpunkt beabstandet ist, wobei in diese Bohrungen (34) eingesetzte Stifte (32) in die Bohrungen (33) des Bauteils (1) eingreifen.
Vordruckventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (34) Durchgangsbohrungen sind, deren Wände mit umlaufenden Wülsten (35) versehen sind, wobei der lichte Durchmesser der umlaufenden Wülste (35) kleiner als der Durchmesser der Stifte (32) ist.
Vordruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei axial benachbarte und zueinander konzentrisch angeordnete, insbesondere aus Kunststoff gebildete Gehäusehälften (1, 2) vorgesehen sind, an deren voneinander abgewandten Stirnseiten der erste und der zweite Anschluss (3, 4) ausgebildet ist, wobei zwischen einander zugewandten Stirnseiten der beiden Gehäusehälften (1, 2) die Scheibe (5) angeordnet ist.
Vordruckventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gehäusehälften (1, 2) mittels einer werden Klammer (12) zusammengehalten.
Vordruckventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer als eine die Gehäusehälften (1, 2) umgebende Hülse (12) ausgebildet ist, an deren axialen Enden radial nach innen vorspringende Borde (13) oder Bordsegmente vorgesehen sind, die an den beiden Gehäusehälften (1, 2) ausgebildete, voneinander abgewandte Halteflächen (14, 15) hintergreifen.
Vordruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (5) aus Aluminium gebildet ist.