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Die Erfindung betrifft eine Hydrauliknehmervorrichtung für eine hydraulische Bremse oder Kupplung eines lenkergeführten Fahrzeugs. Die Nehmervorrichtung ist als Zugzylinder aufgebaut. Hierbei wird mittels hydraulischen Druckes eine Zugkraft aufgebracht mit der z.B. ein Hebel gezogen werden kann.
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Hydraulische Zugzylinder haben vielfache Anwendungsbereiche. Unter anderem können Sie neben Brems- auch für Kupplungsbetätigungen motorisierter Fahrzeuge eingesetzt werden.
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In motorgetriebenen Fahrzeugen muss die Antriebskraft vom Motor zu den Antriebselementen, z.B. Räder, Ketten, Schrauben, usw. übertragen werden können. Oft geschieht dies über eine Kupplung die mit Reibbelägen ausgestattet ist. Diese Reibbeläge wiederum sind durch ein Federpaket kraftschlüssig miteinander verbunden. Um das Fahrzeug in Bewegung zu setzen, beim Gangwechsel, beim Bremsen oder wenn zum Beispiel in Kurven gefahren wird, muss dieser Kraftschluss unterbrochen werden können. Bei Fahrzeugen mit manueller Schaltung geschieht dies mittels einer mechanischen oder hydraulischen Kupplungsbetätigung. Hierbei wird ein Hebel mit der Hand oder dem Fuß des Fahrzeugführers betätigt. Dieser Hebel ist über mechanische und / oder hydraulische Übersetzungen mit dem Federpaket der Kupplung verbunden. Durch diese Übersetzungen kann genug Kraft aufgebracht werden um den Kraftschluss der Reibbeläge durch das Federpaket zu unterbrechen.
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Auf Grund der jeweiligen Kosten- und Bauraumsituation entscheiden die Fahrzeughersteller individuell ob ein mechanisches oder hydraulisches System zur Kupplungsbetätigung eingesetzt wird.
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Insbesondere bei motorisierten Zweirädern haben mechanische Kupplungsbetätigungen den Nachteil, dass Sie stärker auf Umwelteinflüsse, wie z.B. Staub, Schmutz oder Nässe reagieren. Sie müssen daher öfters gereinigt und gepflegt bzw. geschmiert oder gefettet werden. Falls dies nicht geschieht kann eine erhöhte Reibung zwischen den mechanischen Komponenten entstehen. Hierdurch wird die Kraft zum Betätigen des Bedienhebels erhöht und die Dosierbarkeit der Kupplungsbetätigung verschlechtert. In der Folge können auch die Teile schneller verschleißen und müssen früher ausgetauscht werden.
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Falls die mechanischen Teile nicht rechtzeitig gewartet oder ausgetauscht werden, kann eines dieser Teile bei Betätigung brechen oder reißen. Ein typisches Beispiel ist der Anschlussnippel eines oft verwendeten Drahtseilzuges. Im ungünstigen Fall reißt dieser bei einer Betätigung während der Fahrt ab was zu gefährlichen Fahrsituationen führen kann. Ebenso kann die Fahrt nicht fortgesetzt werden.
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Um diese Nachteile auszugleichen werden auf dem freien Markt Möglichkeiten angeboten mechanischen Kupplungsbetätigungen durch hydraulische Kupplungsbetätigungen zu ersetzen. Hierbei werden an den Betätigungshebeln hydraulische Gebereinheiten angebracht die über Fluidleitungen mit hydraulischen Nehmereinheiten verbunden sind. Über diese wiederum wird Kraft auf das Federpaket der Kupplung ausgeübt um die Kupplung zu trennen.
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Um den Arbeitsaufwand für den Tausch der Komponenten gering zu halten kann die hydraulische Nehmereinheit als Zugzylinder ausgerührt werden. Diese kann direkt an der Aufnahme der ursprünglich mechanischen Komponente am Motorgehäuse angebracht werden.
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Der Kolben eines hydraulischen Zugzylinders muss ebenso wie der Kolben eines hydraulischen Druckzylindern bei Betätigung geführt werden. Der hierzu erforderliche Führungsraum ist, im Gegensatz zum Druckzylinder, nicht von Fluid umgeben. Bei Betätigung des Zugzylinders wird in dem Führungsraum ein Druck erzeugt. Beim Lösen der Betätigung eines Zugzylinders wird wiederum ein Unterdruck erzeugt. Abhängig von der Gestaltung kann dies dazu führen, dass durch den Unterdruck Verunreinigungen der Umgebung in den Führungsraum gesogen werden. Die Verunreinigungen lagern sich dort an der Kolbenführungsfläche ab. Bei Bewegung des Kolbens kann es dadurch zu einem erhöhten Verschleiß der hydraulischen Komponenten führen.
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Um solche Effekte zu vermeiden sind u.a. Lösungen aus der
EP 0 796 783 B1 bekannt. Hier werden hydraulische Zugzylinder genutzt um mechanische Trommelbremsen zu betätigen. Um den Führungsraum des Kolbens abzudichten ist das Zylindergehäuse und damit auch der Führungsraum entsprechend massiv ausgeführt und mit einer zusätzlichen Dichtung versehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde das Verschleißverhalten eines hydraulischen Zugzylinders zu verbessern und gleichzeitig den Materialeinsatz zu reduzieren.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hydrauliknehmervorrichtung gemäß den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen beschrieben. Dabei werden folgende Bezugszeichen verwendet:
- 1
- Hydraulikgebervorrichtung
- 2
- Hydrauliknehmervorrichtung
- 3
- Hydraulikleitung
- 20
- Gehäuse
- 21
- Gehäusekappe
- 22
- Abdeckkappe
- 23
- Dichtungsring
- 24
- Dichtungsring
- 25
- Balg
- 26
- Gewinde
- 27
- Hülse
- 30
- Kolben
- 31
- Stange
- 32
- Mitnahmeeinrichtung
- 33
- Gewinde
- 34
- Scheibe
- 35
- Druckfeder
- 36
- Kolbendichtung
- 37
- Gehäusedichtung
- 40
- Anschlussöffnung
- 41
- Druckraum
- 42
- Führungsraum
- 43
- Kolbenführungsfläche
- 44
- Kolbenbewegung bei hydraulischem Druckaufbau
- 45
- Druckaufbau im Führungsraum
- 46
- Kolbenbewegung bei hydraulischem Druckabbau
- 47
- Druckabbau im Führungsraum
- 48
- Anpresskraft Dichtungsring
- 50
- Rückschlagventil
- 51
- Aufnahmenut
- 52
- Durchgangsöffnung
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine räumliche Darstellung der Hydraulikbetätigungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung
- 2 zeigt eine räumliche Darstellung der Hydrauliknehmervorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung
- 3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der Hydrauliknehmervorrichtung von 1 in nicht betätigtem Zustand
- 4 zeigt eine Detailansicht der Nehmerzylindereinheit im Bereich X von 2
- 5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der Hydrauliknehmervorrichtung mit Darstellung der Druckverhältnisse bei Betätigung
- 6 zeigt eine Detailansicht der Nehmerzylindereinheit mit Darstellung der Druckverhältnisse im Bereich Y von 5
- 7 zeigt eine Detailansicht der Nehmerzylindereinheit mit Darstellung der Druckverläufe im Bereich Z von 6
- 8 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der Hydrauliknehmervorrichtung mit Darstellung der Druckverhältnisse beim Lösen der Betätigung
- 9 zeigt eine Detailansicht der Nehmerzylindereinheit mit Darstellung der Druckverhältnisse im Bereich Y von 8
- 10 zeigt eine Detailansicht der Nehmerzylindereinheit mit Darstellung der Druckverläufe im Bereich Z von 9
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Die 1 zeigt das Komplettsystem einer hydraulischen Betätigungseinheit eines lenkergeführten Fahrzeuges. Die Hydraulikgebervorrichtung 1 ist die Gebervorrichtung einer hydraulischen Betätigungseinheit. Diese kann erfindungsgemäß Teil einer hydraulischen Bremseinheit, einer hydraulischen Kupplungsbetätigung oder einer anderen hydraulischen Einheit sein. Die Hydraulikgebervorrichtung 1 ist über die Hydraulikleitung 3 mit der Hydrauliknehmervorrichtung 2 verbunden. Die Hydrauliknehmervorrichtung 2 kann erfindungsgemäß Teil einer hydraulischen Bremseinheit, einer hydraulischen Kupplungsbetätigung oder einer anderen hydraulischen Einheit sein.
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Die Hydrauliknehmervorrichtung 2 ist als Zugzylinder ausgeführt. Das Gehäuse 20 mit der Abdeckung 21 umfasst den hydraulischen Bereich der Nehmervorrichtung. Diese Teile werden von einer nicht dargestellten Aufnahme, z.B. am Motorgehäuse, aufgenommen und fixiert. Diese Aufnahmen sind Stand der Technik und sind daher in den Figuren nicht dargestellt und werden auch nicht näher erläutert. Wird hydraulischer Druck aufgebaut wird die Stange 31 mit Mitnahmeeinrichtung 32 in Richtung Gehäuse 20 gezogen.
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Um zu vermeiden, dass Verunreinigungen zwischen die Stange 31 und das Gehäuse 20 gelangen können schützt der flexible Balg 25 diese Kontaktstelle.
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4 zeigt eine Ausführung der Erfindung in der die Abdeckung 21 über das Gewinde 26 mit dem Gehäuse 20 verbunden wird. Die hydraulische Abdichtung an der Trennstelle dieser Einheiten geschieht durch den Dichtungsring 23. Alternativ können Gehäuse 20 und Abdeckung 21 mit anderen gängigen Verfahren verbunden werden oder einteilig ausgeführt sein.
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Die ebenfalls dargestellte Kolbeneinheit besteht aus dem Kolben 30, der über das Gewinde 33 mit dem Kolben verbundenen Stange 31 und der Kolbendichtung 36. Alternativ können Kolben 30 und Stange 31 mit anderen gängigen Verfahren mit einander befestigt werden oder einteilig ausgeführt sein.
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Die Scheibe 34 mit Druckfeder 35 mit Scheibe stellen sicher, dass sich der Kolben, bei nicht betätigter Hydraulikgebervorrichtung, in einer definierten Ruheposition befindet.
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Die Kolbendichtung 36 und die Gehäusedichtung 37 verhindern, dass Hydraulikfluid austritt.
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Über die Anschlussöffnung 40 ist die Nehmervorrichtung mit Hydraulikleitung 3 und somit mit der Hydraulikgebervorrichtung 1 hydraulisch verbunden. Die Anschlüsse entsprechen dem Fachmann bekannten Stand der Technik und sind daher in den Figuren nicht dargestellt und werden auch nicht näher erläutert.
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5 bis 7 zeigen Ausführungen der Erfindung in denen durch Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung 1 erzeugter hydraulischer Druck über die Hydraulikleitung 4 in den Druckraum 41 übertragen wird. Hierdurch wird erfindungsgemäß der Kolben 30 mit Stange 31 in Kolbenrichtung 44 bewegt. Hierdurch steigt der Druck 45 im Führungsraum 42.
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Das Rückschlagventil 50 besteht aus der Aufnahmenut 51, der Durchgangsöffnung 52 und dem Dichtungsring 24. Wie in 7 dargestellt kann sich bei Erhöhung des Druckes 45 dieser durch die Durchgangsöffnung 52 und unter Anhebung des Dichtungsringes 24 wieder abbauen.
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Die Abdeckkappe 22 ist lose mit dem Gehäuse 20 verbunden. Sie dient als Schmutzfang um Verunreinigungen der Aufnahmenut 51 und des Dichtungsrings 24 zu reduzieren und gleichzeitig einen Druckausgleich des Führungsraums 42 mit der Umgebung, bei Erhöhung des Druckes 45, nicht zu erschweren. Das sorgt dafür, dass sich im Führungsraum 42 kein relevanter Druck aufbauen kann der als Gegendruck zum Betätigungsdruck fungiert und einen Einfluss auf das Betätigungsgefühl des Bedieners der Betätigungseinheit haben kann. Die Abdeckkappe 22 kann über eine Schnappverbindung, eine Schraubverbindung oder eine andere gängige Verbindungstechnik mit dem Gehäuse 20 verbunden werden.
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Größe, Form und Anzahl des Dichtungsring 24, der Aufnahmenut 51, der Durchgangsöffnung 52 und der Abdeckkappe 22 können sich entsprechend Anwendungsbereich der Erfindung stark ändern. Der Dichtungsring 24 kann als O-Ring oder in einer anderen zweckdienlichen Kontur z.B. flach ausgeführt werden. Die Aufnahmenut 51 kann eine dem Dichtungsring 24 angepasste Kontur haben oder auch entfallen. Die Darstellungen in den Figuren sind daher als Beispiele zu sehen die weitere Varianten nicht ausschließen.
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8 bis 10 zeigen Ausführungen der Erfindung in denen beim Lösen der Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung 1 hydraulischer Unterdruck über die Hydraulikleitung 4 in den Druckraum 41 übertragen wird. Hierdurch wird erfindungsgemäß der Kolben 30 mit Stange 31 in Kolbenrichtung 46 bewegt. Hierdurch kommt es zum Druckabbau 47 im Führungsraum 42.
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10 zeigt eine Ausführung der Erfindung in der durch das Rückschlagventil 50 verhindert wird, dass bei Druckabbau 47 Verunreinigungen der Umgebung in den Führungsraum 42 gelangen können und sich an der Kolbenführungsfläche 43 ablagern. Der Druckabbau 47 sorgt dafür, dass der Dichtungsring 24 mit der Anpresskraft 48 in die Aufnahmenut 51 gesogen wird. Durch diesen Effekt wird die Durchgangsöffnung 52 durch den Dichtungsring 24 verschlossen und Verunreinigungen der Umgebung können nicht in den Führungsraum 42 eindringen. Da bauartbedingt durch den Dichtungsring 24, die Aufnahmenut 51 und die Durchgangsöffnung 52 eine Dichtwirkung nicht dauerhaft gegeben ist baut sich der Unterdruck im Führungsraum nach einer gewissen Zeit gleichmäßig ab. Durch diesen gleichmäßigen Druckausgleich und die sehr reduzierten Flächen die für den Druckausgleich zur Verfügung stehen ist das Eindringen von Verunreinigungen in den Führungsraum nahezu ausgeschlossen.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend sondern als erläuternd anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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