DE4304248A1 - Hydraulic operating device for a clutch - Google Patents

Hydraulic operating device for a clutch

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Abstract

The invention describes a hydraulic operating device for a clutch in the driveline of a motor vehicle. In this the clutch pedal is connected to a master cylinder, which acts on a slave cylinder by way of a hydraulic line (6). A valve unit (7) is situated in the hydraulic line. The valve unit is formed from a tapered section (8a) of the flow passage (8) of the hydraulic line (6) and a closing piston (9) arranged perpendicular to the direction of flow. The closing piston is acted upon on both sides by the pressures in the flow passage varying due to the taper. The piston is moved into the flow passage as a result of the pressure differential. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Be­ tätigungseinrichtung für eine Trennkupplung im Antriebs­ strang eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a hydraulic loading Actuating device for a disconnect clutch in the drive strand of a motor vehicle according to the preamble of Main claim.

Bei extremer Fahrweise können ungewöhnlich hohe Ge­ schwindigkeiten für das Einkuppeln auftreten. Dadurch wird der gesamte Antriebsstrang bei bestimmten Be­ triebszuständen mit einem sehr hohen Drehmoment belastet. Alle Teile des Antriebsstranges müssen in ihren Festig­ keiten auf diese selten auftretenden Belastungen ausge­ legt werden.With extreme driving style, unusually high Ge speeds for engaging occur. Thereby the entire powertrain at certain loading operating conditions loaded with a very high torque. All parts of the drive train must be in their fixings of these rarely occurring loads be placed.

Die DE-OS 37 36 584 zeigt eine Lösung, bei der die Ein­ kuppelgeschwindigkeit begrenzt werden kann. In der Hydraulikleitung ist bei dieser bekannten Lösung ein Drosselventil eingesetzt. In einer bevorzugten Aus­ führungsform wird hierfür ein Ventilkörper verwendet, in dem ein Verschlußkolben den Durchfluß der Hydraulik­ flüssigkeit mehr oder weniger hemmt. Der Verschlußkolben wird dabei von dem Flüssigkeitsdruck beaufschlagt.DE-OS 37 36 584 shows a solution in which the one coupling speed can be limited. In the Hydraulic line is in this known solution Throttle valve used. In a preferred out a valve body is used for this purpose, in which a sealing piston the flow of the hydraulics more or less inhibits liquid. The locking piston is acted upon by the liquid pressure.

Ausgehend von dieser bekannten Lösung ist es Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Ventil in die Hydraulikleitung einzusetzen, das bei hohen Einkupplungsgeschwindigkeiten die Rückflußgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit ver­ ringert.Based on this known solution, it is the task of Invention, a simple valve in the hydraulic line use that at high coupling speeds the return flow rate of the hydraulic fluid ver wrestles.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved with the kenn features of the main claim. Beneficial Embodiments of the invention result from the Subclaims.

Nach der Erfindung weist also die Hydraulikleitung einen Abschnitt mit verjüngtem Durchflußquerschnitt auf. Nach den bekannten physikalischen Gesetzmäßigkeiten erhöht sich die Geschwindigkeit einer strömenden Flüssigkeit in einem solchen verjüngten Abschnitt. Mit der höheren Ge­ schwindigkeit fällt aber andererseits der Druck in der Flüssigkeit.According to the invention, the hydraulic line therefore has one Section with a tapered flow cross-section. To the known physical laws increased the speed of a flowing liquid such a tapered section. With the higher Ge on the other hand, the pressure drops in the Liquid.

Diesen Umstand macht sich die Erfindung zunutze. Auf einen doppelseitig wirkenden Verschlußkolben wirkt auf der einen Seite des Kolbens der verminderte Druck, während der andere Abschnitt mit dem normalen Druck des unverjüngten Durchflußkanals beaufschlagt wird. Durch die Differenzdrücke wird der Kolben so in die Hydraulik­ leitung hineinbewegt und verkleinert stetig den Durch­ flußquerschnitt der Hydraulikflüssigkeit. Durch das da­ durch erzielte Verlangsamen der Durchflußgeschwindigkeit wird als Folge die Einrückgeschwindigkeit der Kupplung verringert.The invention makes use of this fact. On a double-acting locking piston acts on the reduced pressure on one side of the piston, while the other section with the normal pressure of the untapered flow channel is applied. Through the The piston is thus subjected to differential pressures in the hydraulics cable moves in and steadily reduces the through flow cross section of the hydraulic fluid. Because of that by slowing the flow rate as a result, the clutch engagement speed decreased.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verschluß­ kolben im Bereich der Verjüngung des Durchflußquer­ schnittes angeordnet. Er läßt sich senkrecht zur Fließ­ richtung verlagern. Die eine Kolbenseite zeigt dabei in die Verjüngung und wird daher von dem dort herrschenden Druck beaufschlagt. Die andere Kolbenseite steht mit dem übrigen, nicht verjüngten Querschnitt der Durchlfuß­ leitung über eine Verbindungsbohrung in Kontakt. Auf diese Weise wird diese Seite des Verschlußkolbens mit dem dort herrschenden Druck beaufschlagt.In a preferred embodiment, the closure is piston in the area of the taper of the flow cross arranged arranged. It can be perpendicular to the flow shift direction. One side of the piston shows in the rejuvenation and is therefore from the ruling there  Pressure applied. The other side of the piston is with the remaining, not tapered cross-section of the throughflow line in contact via a connection hole. On this way, this side of the plunger with the pressure applied there.

Um stabile Verhältnisse zu bekommen, ist in einer wei­ teren zweckmäßigen Ausführungsform eine Feder vorgesehen, die den Kolben in einer Ausgangslage hält. Die Ausgangs­ lage ist dabei die gegenüber dem Durchflußquerschnitt der verjüngten Stelle zurückgezogenen Stellung. Erst bei steigender Druckdifferenz wird der Verschlußkolben gegen die Kraft der Druckfeder in den verjüngten Durchflußquer­ schnitt hinein verlagert. Über die Federkonstante und die Auslegung der Feder läßt sich die Ansprechkraft ent­ sprechend der gewünschten maximalen Ein­ rückgeschwindigkeit der Kupplung einstellen.To get stable conditions, in a white teren useful embodiment, a spring is provided, which keeps the piston in a starting position. The exit location is the compared to the flow cross section of the tapered position retracted position. Only at; only when the sealing piston is countered by increasing pressure difference the force of the compression spring in the tapered flow cross cut into it. About the spring constant and the Design of the spring, the response force ent speaking of the desired maximum on adjust the reverse speed of the clutch.

In der Regel wird man den Rückfluß der Hydraulikflüssig­ keit nicht vollständig durch den Verschlußkolben unter­ binden wollen. Eine zweckmäßige Ausführung der Erfindung sieht daher vor, daß auch bei geschlossenem Verschluß­ kolben stets ein Restspalt für das Durchfließen der Hydraulikflüssigkeit offen bleibt.As a rule, one becomes the backflow of the hydraulic fluid not completely through the sealing piston want to tie. An expedient embodiment of the invention therefore provides that even with the shutter closed piston always have a remaining gap for the flow through Hydraulic fluid remains open.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels mit der dazugehörigen Zeichnung. Es zeigen:He further advantageous embodiments of the invention give themselves off from the description below example with the accompanying drawing. It demonstrate:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer hydrauli­ schen Kupplungsbetätigung und Fig. 1 is a schematic representation of a hydraulic clutch actuation and

Fig. 2 die in Fig. 1 mit A bezeichnete Einzelheit in vergrößertem Maßstab und im Schnitt. Fig. 2 shows the detail labeled A in Fig. 1 on an enlarged scale and in section.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 in schematischer Weise die hydraulische Betätigungseinrichtung für eine Trenn­ kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Die Trennkupplung selbst ist nicht dargestellt, jedoch führt zu deren Ausrückmechanismus die Kolbenstange 1a eines Nehmerzylinders 1. Die Kolbenstange 1a führt innerhalb des Nehmerzylinders 1 zu einem verschiebbaren Kolben 2. Fährt der Kolben 2 bzw. die Kolbenstange 1a in der Zeichnungsebene nach links, so wird die Kupplung ge­ öffnet, das heißt die Antriebseinheit wird vom nach­ folgenden Schaltgetriebe getrennt.The drawing shows in Fig. 1 in a schematic manner the hydraulic actuator for a clutch in the drive train of a motor vehicle. The separating clutch itself is not shown, but the piston rod 1 a of a slave cylinder 1 leads to its disengaging mechanism. The piston rod 1 a leads within the slave cylinder 1 to a displaceable piston 2 . If the piston 2 or the piston rod 1 a moves to the left in the plane of the drawing, the clutch is opened, ie the drive unit is separated from the following manual transmission.

Neben dem Nehmerzylinder 1 zeigt die Darstellung einen Geberzylinder 3 mit einer Kolbenstange 3a, die mit einem Kupplungspedal 4 verbunden ist. An ihrem anderen Ende weist die Kolbenstange 3a einen in dem Geberzylinder 3 verschiebbaren Kolben 5 auf. Durch Niederdrücken des Kupplungspedals 4 bewegt sich der Kolben 5 mit der Kol­ benstange 3a in der Zeichnungsebene ebenfalls nach links.In addition to the slave cylinder 1 , the illustration shows a master cylinder 3 with a piston rod 3 a, which is connected to a clutch pedal 4 . At its other end, the piston rod 3 to be displaced in a one of the master cylinder piston 3. 5 By depressing the clutch pedal 4 , the piston 5 moves with the piston rod 3 a in the plane of the drawing also to the left.

Der Geberzylinder 3 ist mit dem Nehmerzylinder 1 über eine Hydraulikleitung 6 verbunden. Dabei enthält die Hydraulikleitung 6 ein Ventil 7, das in Fig. 1 nur schematisch angedeutet ist. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß das Ventil 7 sowohl im Neh­ merzylinder 1 als auch im Geberzylinder 3 integriert sein könnte.The master cylinder 3 is connected to the slave cylinder 1 via a hydraulic line 6 . The hydraulic line 6 contains a valve 7 , which is only indicated schematically in FIG. 1. For the sake of completeness, it should be pointed out that the valve 7 could be integrated in both the cylinder 1 and the master cylinder 3 .

Die Fig. 2 zeigt diese mit dem Kreis A gekennzeichnete Ventileinheit 7 genauer. Es ist die Hydraulikleitung 6 erkennbar, die diesem Fall Teil der Ventileinheit 7 ist. Die Hydraulikleitung 6 weist einen Durchflußkanal 8 auf mit einer Einschnürung an einer Stelle 8a. An dieser ein­ geschnürten Stelle 8a sitzt ein Verschlußkolben 9, der senkrecht zur Flußrichtung der Hydraulikflüssigkeit in den verjüngten Durchflußkanal hineinbewegbar ist. Die Flußrichtung ist in Fig. 2 durch den Pfeil 10 darge­ stellt und zwar die Richtung beim Loslassen des Kupp­ lungspedals und damit Schließen der Trennkupplung. Fig. 2 shows this valve unit 7 is marked with the circle A in more detail. The hydraulic line 6 can be seen , which in this case is part of the valve unit 7 . The hydraulic line 6 has a flow channel 8 with a constriction at a point 8 a. At this a laced point 8 a sits a sealing piston 9 , which can be moved perpendicular to the direction of flow of the hydraulic fluid into the tapered flow channel. The flow direction is shown in Fig. 2 by the arrow 10 Darge, namely the direction when releasing the hitch be pedal and thus closing the clutch.

Der Verschlußkolben 9 besteht aus einem Zylinder 9a, der innerhalb eines im Durchmesser verkleinerten Abschnitt 6a einer Bohrung 6 der Hydraulikleitung geführt ist. An seinem dem Durchflußkanal 8 abgewandten Seite geht der Zylinder 9a des Verschlußkolbens 9 in einen Ringbund 9b über. Dieser Ringbund 9b läßt sich innerhalb eines er­ weiterten Bohrungsabschnitts 6b der Verbindungsbohrung 6 bewegen. Der Bohrungsabschnitt 6b mündet nach außen, und ist über eine Verschlußschraube 11 verschlossen. Auf dem Boden der Verschlußschraube 11 drückt ein nippelförmiger Fortsatz 9c des Verschlußkolbens 9. Die Kraft hierzu bringt eine Druckfeder 12 auf, die zwischen dem Ringbund 9b und der Radialwand zwischen dem Stufensprung des Boh­ rungsabschnitts 6a und 6b eingespannt ist.The locking piston 9 consists of a cylinder 9 a, which is guided within a reduced diameter section 6 a of a bore 6 of the hydraulic line. At its side facing away from the flow channel 8 of the cylinder 9 is a piston 9 of the closure in an annular collar 9 b above. This annular collar 9 b can be within an ex tended bore portion 6 b of the connecting bore 6 move. The bore section 6 b opens out and is closed by a screw plug 11 . On the bottom of the locking screw 11 , a nipple-shaped extension 9 c of the locking piston 9 The force for this brings up a compression spring 12 which is clamped between the annular collar 9 b and the radial wall between the increment of the drilling section 6 a and 6 b.

Durch den Fortsatz 9c bleibt zwischen dem Boden 11a der Verschlußschraube und dem Ringbund 9b ein Zwischenraum. In diesen Zwischenraum mündet eine Verbindungsbohrung 13, die ihrerseits zu einem Abschnitt 14 des Durchflußkanals führt, der jenseits der verjüngten Stelle 8a liegt und zwar in Bezug auf den die Flußrichtung vom Geberzylinder zum Nehmerzylinder angebenden Pfeiles 10 flußaufwärts.By the extension 9 c, a space remains between the bottom 11 a of the locking screw and the collar 9 b. In this space opens a connecting hole 13 , which in turn leads to a section 14 of the flow channel, which is beyond the tapered point 8 a and in relation to the arrow 10 indicating the flow direction from the master cylinder to the slave cylinder upstream.

Schließlich weist der Ringbund 9b eine Durchgangsbohrung 9d auf, die es der Hydraulikflüssigkeit erlaubt, aus dem Zwischenraum, in dem die Feder 12 angeordnet ist, nach unten abzufließen. In den Zwischenraum gelangt die Hydraulikflüssigkeit beispielsweise über den sich immer ausbildenden Ringspalt zwischen dem Zylinder 9a und der Innenwand des Bohrungsabschnitts 6a. Finally, the collar 9 b has a through hole 9 d, which allows the hydraulic fluid to flow downward from the space in which the spring 12 is arranged. The hydraulic fluid enters the intermediate space, for example, via the annular gap that always forms between the cylinder 9 a and the inner wall of the bore section 6 a.

In Fig. 2 ist die Lage des Verschlußkolbens 9 gezeigt, die bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten der Hydraulik­ flüssigkeit vom Nehmerzylinder 1 zum Geberzylinder 3 (Fig. 1) gegeben ist. Die Flußgeschwindigkeit ist inner­ halb des verjüngten Bereichs 8a aufgrund der Einschnürung höher als in dem übrigen Durchflußkanal 8. Nach den phy­ sikalischen Gesetzmäßigkeiten herrscht demnach auch in dem verjüngten Abschnitt 8a ein geringer Druck als bei­ spielsweise an der Stelle 14 des Durchflußkanals 8. Der Druck an der Stelle 14 wirkt über die Verbindungsbohrung 13 auf die Unterseite des Ringbunds 9b des Verschluß­ kolbens 9, während der Druck in dem verjüngten Abschnitt 8a die Stirnseite des Zylinders 9a beaufschlagt. Der Kol­ ben 9 ist demnach einer Druckdifferenz ausgesetzt, die ihn normalerweise nach oben, also in den verjüngten Ab­ schnitt des Durchflußkanals 8 hineinbewegt. Die Druck­ feder 12 verhindert dies aber anfänglich. Steigt aller­ dings die Fließgeschwindigkeit an, wird die Druck­ differenz größer und die Kraft der Druckfeder 12 über­ wunden. Der Kolben 9 bewegt sich in den verjüngten Ab­ schnitt 8a des Durchflußkanals 8 hinein und verschließt ihn immer mehr.In Fig. 2 the position of the locking piston 9 is shown, which is given at low flow rates of the hydraulic fluid from the slave cylinder 1 to the master cylinder 3 ( Fig. 1). The flow rate is within half of the tapered area 8 a due to the constriction higher than in the rest of the flow channel 8 . According to the physical laws, there is therefore a lower pressure in the tapered section 8 a than for example at the point 14 of the flow channel 8 . The pressure at point 14 acts via the connecting bore 13 on the underside of the collar 9 b of the closure piston 9 , while the pressure in the tapered section 8 a acts on the end face of the cylinder 9 a. The Kol ben 9 is therefore exposed to a pressure difference, which normally moves him upwards, ie in the tapered section of the flow channel 8 into it. The compression spring 12 prevents this initially. However, if the flow rate increases, the pressure difference becomes greater and the force of the compression spring 12 is wounds. The piston 9 moves into the tapered section 8 a of the flow channel 8 and closes it more and more.

In der Zeichnung nicht dargestellt, ist im Verschluß­ kolben im Bereich des Zylinders 9a eine Ausnehmung vor­ gesehen, die es der Hydraulikflüssigkeit erlaubt, auch bei Anliegen des Verschlußkolbens 9 an der gegen­ überliegenden Kanalwand eine Mindestmenge von Flüssigkeit hindurchtreten zu lassen. Eine derartige Ausnehmung kann aber auch alternativ oder in Ergänzung an der Kanalwand im Bereich des verjüngten Abschnitts vorgesehen sein. Eine solche Ausnehmung oder Mindest-Durchflußquerschnitt kann auch über die Lage des Ringbundes 9b zu der Stufe zwischen den Bohrungsabschnitten 6a, 6b eingestellt werden. In diesem Fall geht der Ringbund 9b auf Anschlag.Not shown in the drawing, a recess is seen in the breech piston in the region of the cylinder 9 a, which allows the hydraulic fluid to pass a minimum amount of liquid even when the breech piston 9 is in contact with the opposite channel wall. Such a recess can also be provided alternatively or in addition to the channel wall in the region of the tapered section. Such a recess or minimum flow cross section can also be set via the position of the annular collar 9 b to the step between the bore sections 6 a, 6 b. In this case, the collar 9 b goes to the stop.

Claims (4)

1. Hydraulische Betätigungseinrichtung für eine Trenn­ kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem dem Kupplungspedal zugeordneten Geberzylinder, einem die Trennkupplung beaufschlagenden Nehmer­ zylinder und einer den Geberzylinder mit dem Nehmer­ zylinder verbindenden Hydraulikleitung, in der ein durch die Fließgeschwindigkeit der Hydraulikflüssig­ keit betätigbares Ventil angeordnet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Durchflußquerschnitt (8) der Hydraulikleitung (6) eine Einschnürung (8a) auf­ weist, daß das Ventil (7) einen doppelseitig beauf­ schlagbaren Verschlußkolben (9) enthält und daß der Verschlußkolben (9) bei fließender Hydraulikflüssig­ keit einerseits vom Flüssigkeitsdruck im Bereich der Einschnürung (8a) und andererseits vom Flüssigkeits­ druck jenseits (14) der Einschnürung beaufschlagbar ist.1. Hydraulic actuating device for a separating clutch in the drive train of a motor vehicle with a master cylinder assigned to the clutch pedal, a slave cylinder acting on the separating clutch and a hydraulic line connecting the master cylinder with the slave cylinder, in which a valve which can be actuated by the flow rate of the hydraulic fluid is arranged. characterized in that the flow cross-section ( 8 ) of the hydraulic line ( 6 ) has a constriction ( 8 a), that the valve ( 7 ) contains a double-sided beatable sealing piston ( 9 ) and that the sealing piston ( 9 ) with flowing hydraulic fluid speed on the one hand by the liquid pressure in the area of the constriction ( 8 a) and on the other hand by the liquid pressure beyond (14) of the constriction. 2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verschlußkolben (9) des Ven­ tils (7) im Bereich der Einschnürung (8a) senkrecht zur Fließrichtung der Hydraulikflüssigkeit ver­ schiebbar angeordnet ist und mit einer Kolbenseite (Zylinder 9a) in die Einschnürung (8a) ragt und daß die andere Kolbenseite (Ringbund 9b) mit dem Durch­ flußkanal (8) im Bereich (14) normalen Durchfluß­ querschnittes in Verbindung steht.2. Actuator according to claim 1, characterized in that the sealing piston ( 9 ) of the Ven valve ( 7 ) in the region of the constriction ( 8 a) is arranged vertically to the direction of flow of the hydraulic fluid and is displaceable with a piston side (cylinder 9 a) in the constriction ( 8 a) protrudes and that the other piston side (collar 9 b) with the flow channel ( 8 ) in the area ( 14 ) is normal flow cross-section in connection. 3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verschlußkolben (9) durch Federkraft den verjüngten Durchflußquerschnitt (8a) der Hydraulikleitung (6) bei niedriger Fließ­ geschwindigkeit freigibt.3. Actuator according to claim 2, characterized in that the sealing piston ( 9 ) releases the tapered flow cross-section ( 8 a) of the hydraulic line ( 6 ) at low flow speed by spring force. 4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei vollständig betätigtem Verschlußkolben (9) ein Restspalt für den Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit offen bleibt.4. Actuating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that when the sealing piston ( 9 ) is fully actuated, a residual gap for the flow of the hydraulic fluid remains open.
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