DE19631249C2 - Geberzylinder einer hydraulischen Betätigungseinheit für eine Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Geberzylinder einer hydraulischen Betätigungseinheit für eine Kupplung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs (1).

Mit derartigen Geberzylindern wird beim Ziehen des Handhebels an einem Motorrad oder beim Drücken des Pedals an einem PKW Flüssigkeit aus dem Zylinder in eine Leitung gefördert, die mit einem Nehmerzylinder verbunden ist, dessen Kolben über eine Druckstange auf den Ausrückteller der Fahrzeug­ kupplung wirkt und somit das Getriebe vom Motor trennt. Die Schnüffelbohrung dient dazu, einen Volumenausgleich innerhalb des Systems bei Temperatur­ schwankungen zu ermöglichen.

Es zeigt sich, daß in manchen Fällen Axialschwingungen an den Wellen der Motor- Getriebeeinheit auftreten, herrührend von Drehmomentschwankungen des Motors und Schrägverzahnungen im Getriebe. Diese Schwingungen können über die Kupplungsscheibe auf die hydraulische Betätigungseinrichtung übertragen werden und dazu führen, daß Flüssigkeit aus dem System durch das Schnüffelloch in den Behälter gefördert wird. Beim Betätigen der Kupplung reicht somit der Hub nicht aus, die Kupplung trennt nicht einwandfrei. Schalten ist nur mit Geräusch oder gar nicht möglich.

Aus der US 3974 901 ist ein Ventil zwischen Druckraum und Behälter bekannt, das durch eine Feder stets geschlossen gehalten wird und nur durch eine äussere Kraft zu öffnen ist. Ein Volumenausgleich durch Temperaturänderungen, wie er durch das Schnüffelloch erfolgt, ist somit nicht möglich.

Ein weiteres Ventil zwischen Druckraum und Behälter ist aus der GB 2099094 A be­ kannt. Dieses ist bei nichtbetätigter Kupplung geöffnet und wird nur beim Betätigen geschlossen. Es kann somit Rückförderung von Flüssigkeit in den Behälter durch Schwingungen nicht verhindern.

JP 07317806 A in Pat. Abst JP zeigt ein bekanntes Rückschlagventil, das jedoch Druckraum und Behälter nicht unmittelbar verbindet. Weitere bekannte Geber­ zylinder haben Ventile, die eine Rückförderung ermöglichen.

Als Maßnahmen zur Lösung des beschriebenen Problems werden beispielsweise Blenden in die Leitung eingebaut oder Drosselventile, wodurch die Druckpulsation gedämpft wird.

Nachteilig ist, daß der Flüssigkeitsstrom zwischen Geber- und Nehmerzylinder auch beim Betätigen der Kupplung gedrosselt ist, so daß das Ansprechverhalten träger wird. Schnelle Schalt- und Anfahrvorgänge, wie sie beispielsweise beim Motorrad gewünscht werden, sind unter Umständen nicht mehr möglich. Die Auslegung der Drossel läuft stets auf einen Kompromiß hinaus, daß einerseits die Schwingungen nicht zum Verschieben des Nehmerkolbens führen und andererseits noch eine akzeptable Bedienung möglich wird.

Um diesen Nachteil zu vermeiden und sicher zu verhindern, daß Flüssigkeit in den Behälter rückgefördert wird, andererseits jedoch eine uneingeschränkte Bedienbarkeit zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, im Behälter ein Ventil anzuordnen entsprechend den Merkmalen des Anspruchs (1).

Das Ventil ist so ausgebildet, daß die Verbindung zwischen Druckraum und Behälter verschlossen wird, sobald Flüssigkeit in diese Richtung strömt, sobald also ein dynamischer Druck aufgebaut wird. Der notwendige Volumenausgleich innerhalb des Systems bei Temperaturänderungen ist jedoch gewährleistet, da dieser geringe Flüssig­ keitsstrom keinen Staudruck zu erzeugen vermag, der das Ventil schließen würde.

Andererseits beeinflußt, wenn das Schnüffelloch von der Manschette des Kolbens über­ fahren ist, wenn also die Betätigung der Kupplung bewirkt wird, das Ventil diese Be­ tätigung nicht mehr, weil keine Verbindung zum System besteht, so daß eine uneinge­ schränkte Bedienung der Kupplung möglich ist.

Die folgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung dient zusammen mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch den erfindungsgemässen Geberzylinder.

Der Geberzylinder (1) hat eine zylindrische Bohrung (2), in der ein Betätigungskolben (3) axialverschieblich gelagert ist. Der Kolben ist bekannterweise durch die Dichtungen (4) und (5) nach außen abgedichtet und kann beispielsweise durch einen Druckstift (6) gegen die Wirkung einer Feder (7) in der Bohrung (3) verschoben werden.

Der Zylinder (1) weist oben einen Behälter (8) auf, der durch zwei Bohrungen, die Nach­ laufbohrung (9) und das Schnüffelloch (10), mit dem durch die Bohrung (2) gebildeten Raum in Verbindung steht. Die Schnüffelbohrung (10) verbindet, wenn sich der Kolben (3) in der dargestellten Ruhestellung befindet, den durch die Bohrung, ihre stirnseitige Wand und die Dichtung (4) begrenzten Druckraum mit dem Behälter. Sie ermöglicht somit einen Volumen­ ausgleich zwischen System und Behälter bei Temperaturänderungen. Die stirnseitige Wand ist durchbrochen von einer Gewindebohrung (12), an der eine nicht dargestellte Druckleitung angeschlossen wird, deren anderes Ende druckdicht mit dem Nehmerzylinder der hydraulischen Kupplungsbetätigung verbunden ist.

Wird nun der Kolben (3) - in der Zeichnung nach rechts - verschoben, so überfährt die Dichtung (4) die Schnüffelbohrung (10) und die Verbindung zum Behälter (8) ist ver­ schlossen. Die im Druckraum befindliche Flüssigkeit wird über die Druckleitung zum Nehmerzylinder gefördert, wodurch die Kupplung des Fahrzeugs entkuppelt wird.

Im Behälter (8) befindet sich oberhalb der Schnüffelbohrung (10) ein Ventil (13), be­ stehend aus einem vorzugsweise rotationssymmetrischen Gehäuse (14) und einer Kugel (15). Das Gehäuse (14) weist eine nach unten, also zum Schnüffelloch (10) hin, gerichtete Bohrung (16) auf, in der sich die Kugel befindet und deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser der Kugel (15). In diese Bohrung (16) mündet von oben eine weitere, im Durchmesser wesentlich kleinere Durchgangsbohrung (17). Die Höhe der Bohrung (16) ist so bemessen, daß die Kugel sich in axialer Richtung frei bewegen, jedoch nur einen geringen Weg machen kann. Der Übergang (18) von der großen Bohrung (16) zur kleinen (17) ist vorzugsweise kegelförmig ausgebildet.

Das Gehäuse (14) ist in einer Vertiefung (19), deren Durchmesser geringfügig größer ist, geführt und wird durch die Feder (20) gegen deren unteres Ende gedrückt, das gleich­ zeitig den Sitz (21) des Ventils (13) bildet. Die Feder (20) ist vorzugsweise eine geformte symmetrische Blattfeder, die in der Mitte auf den Zylinder geschraubt ist und deren eines Ende auf das Ventil drückt, während das andere sich am Behälterboden abstützt. Die Schnüffelbohrung (10) mündet behälterseitig in eine Nut (22), deren Länge kleiner ist als der Durchmesser des Ventilsitzes (21) und deren Breite klein ist gegenüber dem Durch­ messer der Kugel (15).

Die Wirkungsweise ist folgende:

Wenn im Ruhezustand - wie dargestellt - Druckpulsationen auftreten und Flüssigkeit in den Druckraum zurückströmt, so wird diese versuchen, durch das Schnüffelloch (10) in den Be­ hälter auszuweichen. In diesem Fall entsteht im Ventil (13) ein Staudruck, der auf die Kugel (15) wirkt und diese sofort gegen den kegeligen Übergang (18) von der großen (16) zur kleinen Bohrung (17) drückt. Damit wird der Durchgang verschlossen und es wird zu­ verlässig verhindert, daß Flüssigkeit in den Behälter gedrückt und somit der volle Hub des Kolbens im Nehmerzylinder nicht mehr erreicht wird und die Kupplung nicht mehr einwand­ frei trennt.

Wird der Kolben (3) mittels des Fußpedals oder des Handhebels am Motorrad über den Druckstift (6) verschoben, um auszukuppeln, so ist dies ohne Einschränkung möglich, da nach Überfahren der Schnüffelbohrung (10) durch die Dichtung (4) das Ventil (13) nicht mehr mit dem System in Verbindung steht und somit keinen Einfluß ausüben kann, insbe­ sondere keine Drosselung des Flüssigkeitsstromes bewirken kann.

Der durch Temperaturänderung bedingte Volumenausgleich der Flüssigkeit kann an der Kugel (15) vorbei über die Nut (21) und die Schnüffelbohrung (10) jederzeit in beiden Richtungen erfolgen, da die strömende Menge so klein ist, daß kein Staudruck entstehen kann, der die Kugel nach oben drücken würde.

Wenn im Rahmen zum Beispiel von Reparaturarbeiten es erforderlich sein sollte, den Nehmer­ zylinder zurückzudrücken, so ist dies möglich, wenn eine Kraft ausgeübt wird, die einen Druck im System erzeugt, der stärker ist als der durch die Feder (20) vorgegebene Öffnungsdruck. Das Ventil hebt in diesem Fall ab und läßt Flüssigkeit am Ventilsitz (21) vorbei in den Behälter strömen.

Claims (9)

1. Geberzylinder einer hydraulischen Bedienungseinrichtung für eine Kupplung, mit einem Kolben, einem Behälter zur Aufnahme der Flüssigkeit und einer Schnüffelbohrung, die den Druckraum des Zylinders mit dem Behälter ver­ bindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnüffelbohrung (10) ein Ventil (13) zugeordnet ist, das den Flüssigkeitsstrom vom Druckraum (11) zum Be­ hälter (8) unterbricht, sobald dieser eine festgelegte Größe überschreitet.

2. Geberzylinder nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) am Boden des Behälters über der Schnüffelbohrung (10) angeordnet ist.

3. Geberzylinder nach Anspruch (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil aus einem rotationssymmetrischen Gehäuse (14), das eine Verbindungsbohrung (17) zum Behälter aufweist, und einer Kugel (15) besteht.

4. Geberzylinder nach Anspruch (3), dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil so angeordnet ist, daß die Kugel (15) durch die Schwerkraft eine Lage einnimmt, in der die Verbindungs­ bohrung (17) nicht verschlossen ist.

5. Geberzylinder nach Anspruch (4), dadurch gekennzeichnet, daß die der Verbindungsbohrung (17) gegenüber­ liegende Auflage für die Kugel (15) so ausgebildet ist, daß in jeder Lage der Kugel Flüssig­ keit vom Behälter in den Druckraum strömen kann.

6. Geberzylinder nach Anspruch (5), dadurch gekennzeichnet, daß sich am Boden des Behälters (8) eine Nut (22) befindet, in die Schnüffelbohrung (10) mündet, wobei die Länge der Nut (22) kleiner als der Durchmesser des Ventilsitzes (21) und ihre Breite klein gegenüber dem Durchmesser der Kugel (15) ist.

7. Geberzylinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) in einer Vertiefung im Be­ hälterboden geführt ist, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Gehäuse­ durchmesser, und daß das Gehäuse (14) durch eine Feder (20) gegen die Vertiefung (19) gedrückt wird, die gleichzeitig den Ventilsitz (21) bildet.

8. Geberzylinder nach Anspruch (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (20) eine geformte, fest mit dem Zylinder (1) verbundene Blattfeder ist, deren freies Ende unter Vorspannung auf dem Gehäuse (14) aufliegt.

9. Geberzylinder nach Anspruch (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (20) symmetrisch zu ihrem Befestigungspunkt ausgebildet ist und daß ihr eines freies Ende unter Vorspannung auf dem Gehäuse aufliegt, während das andere freie Ende sich am Behälterboden abstützt.