WO2015169519A1 - Betätigungsvorrichtung für eine fahrzeugkupplung mit einem druckwandler - Google Patents

Betätigungsvorrichtung für eine fahrzeugkupplung mit einem druckwandler Download PDF

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WO2015169519A1
WO2015169519A1 PCT/EP2015/057438 EP2015057438W WO2015169519A1 WO 2015169519 A1 WO2015169519 A1 WO 2015169519A1 EP 2015057438 W EP2015057438 W EP 2015057438W WO 2015169519 A1 WO2015169519 A1 WO 2015169519A1
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pressure transducer
actuating cylinder
pressure
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Rene Salewski
Raphael Zwick
Martin Wagner
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16D2500/10443—Clutch type
    • F16D2500/1045—Friction clutch

Definitions

  • the invention relates to an actuating device for a vehicle clutch, in particular a separating clutch of a vehicle drive train for releasably connecting a multi-stage vehicle transmission with a vehicle drive motor.
  • the actuator has a pressure transducer which converts a pneumatic pressure to a hydraulic pressure of a hydraulic fluid.
  • the actuating device further has a hydraulic actuating cylinder, by means of which the vehicle clutch is actuated and which is hydraulically connected to the pressure transducer, to be supplied by the pressure transducer with hydraulic fluid and thereby to actuate the vehicle clutch.
  • the actuating device also has a valve device for adjusting an amount of hydraulic power delivered by the pressure transducer to the actuating cylinder and / or a hydraulic pressure delivered by the pressure transducer to the actuating cylinder.
  • the valve device furthermore serves for setting a hydraulic fluid pressure which flows away from the actuating cylinder and / or a hydraulic fluid quantity.
  • the invention further relates to a vehicle coupling device with such an actuator.
  • Such an actuator or such a vehicle coupling device is the DE 30 04 067 A1 removable.
  • the valve device used there has a single 3/2-way valve.
  • the object of the invention is to meter the torque transmitted by the clutch more accurately.
  • the vehicle coupling is, in particular, a disconnect clutch of a vehicle drive train for the detachable connection of a multiple vehicle drive train. stage vehicle transmission with a vehicle drive motor.
  • the actuating device has a pressure transducer, which converts a pneumatic pressure of a pneumatic fluid into a hydraulic pressure of a hydraulic fluid (hydraulic fluid pressure).
  • the actuator further includes a hydraulic actuating cylinder by means of which the vehicle clutch is operable and which is hydraulically connected to the pressure transducer to be supplied by the pressure transducer with hydraulic fluid and thereby to actuate the vehicle clutch.
  • the actuating device also has a valve device for adjusting a quantity of hydraulic fluid delivered by the pressure transducer to the actuating cylinder and / or adjusting a hydraulic fluid pressure delivered by the pressure transducer to the actuating cylinder.
  • the valve device also serves to set a hydraulic fluid pressure flowing out from the actuating cylinder and / or to set a hydraulic fluid quantity flowing from the actuating cylinder.
  • the valve device has a first valve for adjusting the amount of hydraulic fluid discharged from the pressure transducer to the actuating cylinder or of the hydraulic fluid pressure. Furthermore, the valve device has a second valve for adjusting the hydraulic pressure flowing out from the actuating cylinder or the hydraulic fluid amount.
  • the first valve adjusts the amount of fluid supplied to the actuating cylinder or the fluid pressure and the second valve adjusts the fluid pressure discharged from the actuating cylinder or the fluid quantity.
  • the two valves can be designed in particular as individual valves.
  • each of the valves has its own actuator for its operation.
  • the term "clutch" may in this case also include a correspondingly executed brake. It can be provided that the valve device has exclusively the first and the second valve. Accordingly, then no further valves for supplying or discharge of hydraulic fluid to the actuating cylinder or away from the actuating cylinder are provided.
  • the first and / or the second valve are designed as a directional control valve.
  • this is in each case a 2/2 way valve.
  • Such directional valves are inexpensive.
  • first and the second valve are each directly connected to the actuating cylinder and on the other hand, the first and the second valve are each directly connected to a check valve.
  • the check valves are each directly connected to the pressure transducer.
  • the first valve associated with the first check valve is designed so that it is designed to be conductive in the direction of the first valve and designed to be locking in the direction of the pressure transducer.
  • the second check valve associated with the second valve is then designed so that it is blocking in the direction of the second valve and is conductive in the direction of the pressure transducer.
  • a direct (hydraulic) connection in this context means in particular that the respective hydraulic component is connected via a hydraulic line directly to the respective other hydraulic component and no other hydraulic components, such as valves or cylinders are interposed. Accordingly, the actuating cylinder is connected on the one hand via the first valve and the first valve associated first check valve to the pressure transducer and on the other hand, the actuating cylinder via the second valve and the second valve associated second check valve is also connected to the pressure transducer. As a result, a closed hydraulic system is formed. This hydraulic system may optionally include a hydraulic fluid reservoir to compensate for possible leakage of hydraulic fluid from the hydraulic system.
  • first valve and the second valve are on the one hand each directly connected to the actuating cylinder and on the other hand then the first valve is directly connected to a first check valve and the second valve is then directly connected to a hydraulic fluid tank.
  • This hydraulic fluid tank is in particular under atmospheric pressure and serves as a hydraulic fluid reservoir in order to compensate for possible hydraulic fluid leakage.
  • the first check valve is connected both directly to the pressure transducer and directly to a second check valve.
  • the second check valve is then directly connected to the hydraulic fluid tank.
  • the first check valve is then designed such that it is conductive in the direction of the first valve and is blocking in the direction of the pressure transducer and the second check valve.
  • the second check valve is designed such that it is conductive in the direction of the first check valve and the pressure transducer and that it is blocking in the direction of the hydraulic fluid tank.
  • the proposed for achieving the object of the invention vehicle coupling device has at least one rotatable input shaft and a rotatable output shaft.
  • the input shaft is, in particular, a drive motor output shaft, that is to say an output shaft of a drive motor of the vehicle
  • the output shaft is, in particular, a transmission input shaft of a multistage vehicle transmission.
  • the vehicle coupling device further has a drive coupling between the input shaft and the output shaft arranged vehicle clutch in the form of at least two friction plates, for releasably connecting the input shaft to the output shaft.
  • the vehicle coupling device has an actuating device for actuating the vehicle clutch, that is, for pressing and releasing the friction plates together. The actuator is executed as explained above.
  • a piston of the actuating cylinder is displaceably mounted on the input shaft or on the output shaft.
  • This piston is used in particular for actuating the clutch, ie for opening or closing the clutch.
  • the pressure transducer is arranged concentrically around the input shaft or about the output shaft.
  • the vehicle coupling device can be particularly uncomfortable. be executed pact.
  • the pressure transducer is arranged radially outside with respect to the actuating cylinder. In this way, a particularly large pressure-technically effective surface can be realized in the pressure transducer to spend a high hydraulic fluid pressure for the actuating cylinder can.
  • a plurality of the pressure transducers may be provided, which are arranged on a common circumference, which is concentric with the input or the output shaft.
  • Fig. 3 a part of an actuator for a vehicle clutch with a pressure transducer and an actuating cylinder.
  • the vehicle clutch 1 shows an actuating device for a vehicle coupling 1.
  • the vehicle clutch 1 essentially has a first friction plate 2, which is fixedly mounted on a first shaft 3 and stationary in the axial direction, and a second friction plate 4, which is rotatably mounted on a second shaft 5 and axially displaceable.
  • the vehicle clutch 1 can also have more than the two friction plates 2, 3 and thus be designed for example as a multi-plate clutch.
  • the first and / or the second shaft 3, 5 can be made rotatable. If one of the shafts 3, 5 is made rotatable and the other of the shafts 3, 5 is non-rotatable, the clutch 1 is a brake which is encompassed by the term "clutch".
  • the first shaft 3 is, in particular, an input shaft of the vehicle clutch 1, and the second shaft 5 is, in particular, an output shaft of the clutch 1.
  • the input shaft 3 is Accordingly, in particular, an output shaft of a vehicle drive motor and the output shaft 5 is accordingly in particular an input shaft of a multi-stage vehicle transmission.
  • the first shaft 3 may form the output shaft and the second shaft 5 the input shaft.
  • the friction plate 4 of the vehicle clutch 1 is displaceable in the axial direction by means of an actuating cylinder 6 of the actuating device.
  • the friction plate 4 is mechanically coupled to a piston 7 of the actuating cylinder 6.
  • the actuating cylinder 6 is a hydraulic cylinder.
  • the actuating cylinder 6 is designed as a single-acting hydraulic cylinder.
  • the actuating cylinder 6 is supplied with hydraulic fluid by a valve device 8 of the actuating device.
  • the valve device 8 controls or regulates a quantity of hydraulic fluid delivered to the actuating cylinder 6 and / or a hydraulic fluid pressure delivered to the actuating cylinder 6.
  • the valve device 8 is hydraulically connected to a pressure transducer 9, which provides an amount of hydraulic fluid and a hydraulic fluid pressure on the input side of the valve device 8.
  • the pressure transducer 9 is designed in a manner known per se and has a piston 12 with two opposite end faces A1, A2.
  • the surface A1 is assigned to the pneumatic side of the pressure transducer 9 and the surface A2 is assigned to the hydraulic side.
  • the ratio with respect to the transmitted pressure corresponds to the ratio: area of A1 divided by area of A2.
  • the ratio of the pressure transducer 9 with respect to the amount of fluid delivered corresponds to the reciprocal of the ratio: area of A1 divided by area of A2.
  • the valve device 8 can also be hydraulically connected to a hydraulic fluid tank 13, which in particular compensates for a leakage of the actuating device.
  • the hydraulic fluid tank 13 may in particular be a hydraulic fluid collecting container, for example an oil pan.
  • the hydraulic fluid tank 13 may in particular be subjected to an atmospheric pressure, that is to say with an atmospheric pressure of the environment.
  • FIG. 2 shows a detailed embodiment of an actuating device, in particular the actuating device from FIG. 1.
  • the pneumatic valve device 10 is designed as a 3/2 way valve.
  • the hydraulic valve device 8 is configured as a first valve 8A and a second valve 8B.
  • the pneumatic valve device 10 may also be designed as a first and second valve, ie analogously to the hydraulic valve device 8 shown.
  • the two valves 8A and 8B are each designed as 2/2-way valves.
  • the first valve 8A is for adjusting the amount of hydraulic fluid discharged from the pressure transducer 9 to the actuator cylinder 6 or the hydraulic fluid pressure discharged therefrom.
  • the second valve 8B is for adjusting the hydraulic fluid flow discharged from the operating cylinder 6 or the amount of hydraulic fluid discharged therefrom.
  • the two valves 8A, 8B are hydraulically connected on one side directly to the actuating cylinder 6, so without the interposition of further hydraulic components, apart from hydraulic lines.
  • the valves 8A, 8B are each hydraulically connected directly to one side of a check valve 8D, 8C.
  • the check valves 8D, 8C are then directly hydraulically connected to the other side with the pressure transducer 9.
  • the first check valve 8D is designed to be conductive in the direction of the first valve 8A and blocking in the direction of the pressure transducer 9.
  • the second check valve 8C is designed to block in the direction of the second valve 8B and to conduct in the direction of the pressure transducer 9.
  • the hydraulic system is a closed hydraulic system.
  • the hydraulic fluid flows from the pressure transducer 9 via the valve device 8 in the actuating cylinder 6 and vice versa, without being passed into an intermediate reservoir, such as a hydraulic fluid tank.
  • an intermediate reservoir such as a hydraulic fluid tank.
  • a hydraulic reservoir to compensate for leakage may be provided (not shown).
  • the piston 7 of the actuating cylinder 6 is displaceably mounted, in particular on the output shaft 5.
  • the piston 7 may be arranged in particular coaxially about the shaft 5.
  • the actuating cylinder 6 and the piston 7 surrounds the shaft 5 in the radial direction.
  • the pressure transducer 9 or its piston 12 may be arranged concentrically around the shaft 5. In this case, it also envelops the shaft 3 in the radial direction.
  • the pressure transducer 9 can be arranged in particular radially outside with respect to the actuating cylinder 6.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the valve device 8 from FIG. 2. Accordingly, the valve device 8 from FIG. 3 can be exchanged for the valve device 8 from FIG. 2.
  • the valve device 8 also has two valves 8A, 8B designed as 2/2-way valves. The function of the valves 8A, 8B is the same as in FIG. 2.
  • the first check valve 8D is associated with the first valve 8A.
  • a hydraulic fluid tank 8E is provided hydraulically between the second valve 8B and the corresponding second non-return valve 8C. This hydraulic fluid tank 8E receives the hydraulic fluid discharged from the second valve 8B.
  • the hydraulic fluid tank 8E is used for temporary storage of the hydraulic fluid as well as to compensate for any leaks in the hydraulic system.
  • the hydraulic fluid can flow out of the first valve 8A and the pressure transducer 9 be supplied to the hydraulic fluid tank 8E again.
  • the second check valve 8C is made to be conductive in the direction of the first check valve 8A and the pressure transducer 9, and to be shut off in the direction of the hydraulic fluid tank 8E.
  • An unwanted reflux of hydraulic fluid from the first valve 8A or from the pressure transducer 9 into the hydraulic fluid tank 8E is thereby precluded.
  • hydraulic fluid can be sucked from the hydraulic fluid tank 8E via the check valve 8C.
  • valves 8A, 8B, 10 can each be designed in particular as electromagnetically actuated valves.
  • the invention is not limited to such an embodiment of the valves 8A, 8B, 10. Rather, the valves 8A, 8B, 10 can be actuated in any manner.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugkupplung (1). Die Betätigungsvorrichtung verfügt über einen Druckwandler (9), welcher einen pneumatischen Druck in einen hydraulischen Druck eines Hydraulikfluids umwandelt, und über einen hydraulischen Betätigungszylinder (6), mittels dessen die Fahrzeugkupplung (1) betätigbar ist und der mit dem Druckwandler (9) hydraulisch verbunden ist, um von dem Druckwandler (9) mit Hydraulikfluid versorgt zu werden und um dabei die Fahrzeugkupplung (1) zu betätigen, sowie über eine Ventilvorrichtung (8). Diese dient zum Einstellen einer von dem Druckwandler (9) an den Betätigungszylinder (6) abgegebenen Hydraulikfluidmenge und/oder eines von dem Druckwandler (9) an den Betätigungszylinder (6) abgegebenen Hydraulikfluiddruckes sowie zum Einstellen eines von dem Betätigungszylinder (6) abfließenden Hydraulikfluiddruckes und/oder einer Hydraulikfluidmenge. Hierbei ist vorgesehen, dass die Ventilvorrichtung (8) über ein erstes Ventil (8A) zum Einstellen der von dem Druckwandler (9) an den Betätigungszylinder (6) abgegebenen Hydraulikfluidmenge und/oder des Hydraulikfluiddruckes verfügt, sowie über ein zweites Ventil (8B) zum Einstellen des von dem Betätigungszylinder (6) abfließenden Hydraulikfluiddruckes und/oder der Hydraulikfluidmenge. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Fahrzeugkupplungsvorrichtung mit einer solchen Betätigungsvorrichtung.

Description

Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugkupplung mit einem Druckwandler
Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugkupplung, insbesondere eine Trennkupplung eines Fahrzeugantriebsstrangs zum lösbaren Verbinden eines mehrstufigen Fahrzeuggetriebes mit einem Fahrzeugantriebsmotor. Die Betätigungsvorrichtung verfügt über einen Druckwandler, welcher einen pneumatischen Druck in einen hydraulischen Druck eines Hydraulikfluids umwandelt. Die Betätigungsvorrichtung verfügt des Weiteren über einen hydraulischen Betätigungszylinder, mittels dessen die Fahrzeugkupplung betätigbar ist und der mit dem Druckwandler hydraulisch verbunden ist, um von dem Druckwandler mit Hyd- raulikfluid versorgt zu werden und dabei die Fahrzeugkupplung zu betätigen. Die Betätigungsvorrichtung weist zudem eine Ventilvorrichtung zum Einstellen einer von dem Druckwandler an den Betätigungszylinder abgegebenen Hydraulikmenge und/oder eines von dem Druckwandler an den Betätigungszylinder abgegebenen Hydraulikdrucks auf. Die Ventilvorrichtung dient des Weiteren zum Einstellen eines von dem Betätigungszylinder abfließenden Hydraulikfluiddrucks und/oder einer Hyd- raulikfluidmenge. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine Fahrzeugkupplungsvorrichtung mit einer derartigen Betätigungsvorrichtung.
Eine derartige Betätigungsvorrichtung bzw. eine derartige Fahrzeugkupplungsvorrichtung ist der DE 30 04 067 A1 entnehmbar. Die dort eingesetzte Ventilvorrichtung weist ein einziges 3/2-Wegeventil auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, das von der Kupplung übertragene Drehmoment genauer zu dosieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Betätigungsvorrichtung und eine Fahrzeugkupplungsvorrichtung mit den jeweiligen Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen hiervon sind den jeweiligen Unteransprüchen entnehmbar.
Demgemäß wird eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugkupplung vorgeschlagen. Bei der Fahrzeugkupplung handelt es sich insbesondere um eine Trennkupplung eines Fahrzeugantriebsstrangs zum lösbaren Verbinden eines mehr- stufigen Fahrzeuggetriebes mit einem Fahrzeugantriebsmotor. Die Betätigungsvorrichtung weist einen Druckwandler auf, welcher einen pneumatischen Druck eines Pneumatikfluids in einen hydraulischen Druck eines Hydraulikfluids (Hydraulikfluid- druck) umwandelt. Die Betätigungsvorrichtung weist des Weiteren einen hydraulischen Betätigungszylinder auf, mittels dessen die Fahrzeugkupplung betätigbar ist und der mit dem Druckwandler hydraulisch verbunden ist, um von dem Druckwandler mit Hydraulikfluid versorgt zu werden und dabei die Fahrzeugkupplung zu betätigen.
Die Betätigungsvorrichtung weist zudem eine Ventilvorrichtung auf, zum Einstellen einer von dem Druckwandler an den Betätigungszylinder abgegebenen Hyd- raulikfluidmenge und/oder zum Einstellen eines von dem Druckwandler an den Betätigungszylinder abgegeben Hydraulikfluiddrucks. Die Ventilvorrichtung dient zudem zum Einstellen eines von dem Betätigungszylinder abfließenden Hydraulikfluiddrucks und/oder zum Einstellen einer von dem Betätigungszylinder abfließenden Hydraulik- fluidmenge.
Dabei verfügt die Ventilvorrichtung über ein erstes Ventil zu dem Einstellen der von dem Druckwandler an den Betätigungszylinder abgegebenen Hydraulikflu- idmenge oder des Hydraulikfluiddrucks. Des Weiteren verfügt die Ventilvorrichtung über ein zweites Ventil zum Einstellen des von dem Betätigungszylinder abfließenden Hydraulikdrucks oder der Hydraulikfluidmenge.
Demgemäß sind nun zumindest zwei Ventile vorgesehen, wobei das erste Ventil die an den Betätigungszylinder herangeführte Fluidmenge oder den Fluiddruck einstellt und das zweite Ventil den von dem Betätigungszylinder abgeführten Fluiddruck oder die Fluidmenge einstellt. Hierdurch kann die an den Betätigungszylinder ausgegebene und davon weggeführte Hydraulikfluidmenge bzw. der jeweilige Hyd- raulikfluiddruck feiner reguliert werden und dementsprechend das von der Fahrzeugkupplung übertragene Drehmoment feiner dosiert werden. Die beiden Ventile können insbesondere als Einzelventile ausgeführt sein. Somit verfügt jedes der Ventile über eine eigene Aktorik zu dessen Betätigung. Der Begriff„Kupplung" kann hierbei auch eine entsprechend ausgeführte Bremse umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass die Ventilvorrichtung ausschließlich über das erste und das zweite Ventil verfügt. Dementsprechend sind dann keine weiteren Ventile zur Zuführung oder Abführung von Hydraulikfluid zu dem Betätigungszylinder oder von dem Betätigungszylinder weg vorgesehen.
In einer Weiterbildung sind das erste und/oder das zweite Ventil als Wegeventil ausgeführt. Insbesondere handelt es sich hierbei jeweils um ein 2/2 -Wegeventil. Derartige Wegeventile sind kostengünstig.
In einer Weiterbildung sind das erste und das zweite Ventil einerseits jeweils direkt mit dem Betätigungszylinder verbunden und andererseits sind das erste und das zweite Ventil jeweils direkt mit einem Rückschlagventil verbunden. Die Rückschlagventile sind dabei jeweils direkt mit dem Druckwandler verbunden. Dabei ist das dem ersten Ventil zugeordnete erste Rückschlagventil so ausgeführt, dass es in Richtung des ersten Ventils leitend ausgeführt ist sowie in Richtung des Druckwandlers sperrend ausgeführt ist. Das dem zweiten Ventil zugeordnete zweite Rückschlagventil ist dann so ausgeführt, dass es in Richtung des zweiten Ventils sperrend ist und in Richtung des Druckwandlers leitend ist.
Eine direkte (hydraulische) Verbindung bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass das jeweilige Hydraulikbauteil über eine Hydraulikleitung direkt mit dem jeweils anderen Hydraulikbauteil verbunden ist und keine weiteren hydraulischen Bauteile, wie beispielsweise Ventile oder Zylinder, dazwischengeschaltet sind. Dementsprechend ist der Betätigungszylinder einerseits über das erste Ventil und das dem ersten Ventil zugeordnete erste Rückschlagventil mit dem Druckwandler verbunden und andererseits ist der Betätigungszylinder über das zweite Ventil und das dem zweiten Ventil zugeordneten zweite Rückschlagventil ebenfalls mit dem Druckwandler verbunden. Hierdurch wird ein geschlossenes Hydrauliksystem gebildet. Dieses Hydrauliksystem kann optional ein Hydraulikfluidreservoir aufweisen, um eine mögliche Leckage von Hydraulikfluid aus dem Hydrauliksystem auszugleichen.
In einer alternativen Weiterbildung sind das erste Ventil und das zweite Ventil einerseits jeweils direkt mit dem Betätigungszylinder verbunden und andererseits ist dann das erste Ventil direkt mit einem ersten Rückschlagventil verbunden und das zweite Ventil ist dann direkt mit einem Hydraulikfluidtank verbunden. Dieser Hydrau- likfluidtank steht insbesondere unter einem atmosphärischen Druck und dient als Hydraulikfluidreservoir, um eine mögliche Hydraulikfluidleckage auszugleichen. Dabei ist das erste Rückschlagventil sowohl direkt mit dem Druckwandler als auch direkt mit einem zweiten Rückschlagventil verbunden. Das zweite Rückschlagventil ist dann direkt mit dem Hydraulikfluidtank verbunden. Das erste Rückschlagventil ist dann derart ausgeführt, dass es in Richtung des ersten Ventils leitend ist und in Richtung des Druckwandlers sowie des zweiten Rückschlagventils sperrend ist. Das zweite Rückschlagventil ist demgegenüber derart ausgeführt, dass es in Richtung des ersten Rückschlagventils und des Druckwandlers leitend ist und dass es in Richtung des Hydraulikfluidtanks sperrend ist.
Die zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe vorgeschlagene Fahrzeugkupplungsvorrichtung weist zumindest eine drehbare Eingangswelle und eine drehbare Ausgangswelle auf. Bei der Eingangswelle handelt es sich insbesondere um eine Antriebsmotorausgangswelle, also um eine Ausgangswelle eines Antriebsmotors des Fahrzeugs, und bei der Ausgangswelle handelt es sich insbesondere um eine Getriebeeingangswelle eines mehrstufigen Fahrzeuggetriebes. Die Fahrzeugkupplungsvorrichtung verfügt des Weiteren über eine antriebstechnisch zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle angeordnete Fahrzeugkupplung in Form von zumindest zweier Reibplatten, zum lösbaren Verbinden der Eingangswelle mit der Ausgangswelle. Zudem weist die Fahrzeugkupplungsvorrichtung eine Betätigungsvorrichtung zum Betätigen der Fahrzeugkupplung, also zum miteinander Verpressen und Lösen der Reibplatten, auf. Die Betätigungsvorrichtung ist dabei wie obig erläutert ausgeführt.
In einer Weiterbildung der Fahrzeugkupplungsvorrichtung ist ein Kolben des Betätigungszylinders auf der Eingangswelle oder auf der Ausgangswelle verschiebbar gelagert. Dieser Kolben dient insbesondere zur Betätigung der Kupplung, d.h. zum Öffnen oder Schließen der Kupplung. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Druckwandler konzentrisch um die Eingangswelle oder um die Ausgangswelle angeordnet ist. Hierdurch kann die Fahrzeugkupplungsvorrichtung besonders kom- pakt ausgeführt sein. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Druckwandler radial außen bezüglich des Betätigungszylinders angeordnet ist. Hierdurch kann eine besonders große drucktechnisch wirksame Oberfläche bei dem Druckwandler realisiert werden, um einen hohen Hydraulikfluiddruck für den Betätigungszylinder ausgeben zu können. Des Weiteren können mehrere der Druckwandler vorgesehen sein, welche auf einem gemeinsamen Umfang, der konzentrisch zu der Eingangsoder der Ausgangswelle ist, angeordnet sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Zeichnungen erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
Fig. 1 , einen Längsschnitt durch eine Fahrzeugkupplungsvorrichtung mit einem Druckwandler und einem Betätigungszylinder,
Fig. 2, eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugkupplung mit einem
Druckwandler und einem Betätigungszylinder,
Fig. 3, einen Teil einer Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugkupplung mit einem Druckwandler und einem Betätigungszylinder.
Fig. 1 zeigt eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugkupplung 1 . Die Fahrzeugkupplung 1 verfügt im Wesentlichen über eine erste Reibplatte 2, welche auf einer ersten Welle 3 drehfest und in axialer Richtung ortsfest angeordnet ist, sowie über eine zweite Reibplatte 4, welche auf einer zweiten Welle 5 drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist. Die Fahrzeugkupplung 1 kann zudem über mehrere als die beiden Reibplatten 2, 3 verfügen und somit beispielsweise als Lamellenkupplung ausgeführt sein. Die erste und/oder die zweite Welle 3, 5 kann drehbar ausgeführt sein. Sofern eine der Wellen 3, 5 drehbar ausgeführt ist und die jeweils andere der Wellen 3, 5 nicht-drehbar ausgeführt ist, handelt es sich bei der Kupplung 1 um eine Bremse, die von dem Begriff„Kupplung" mit umfasst ist.
Bei der ersten Welle 3 handelt es sich insbesondere um eine Eingangswelle der Fahrzeugkupplungl und bei der zweiten Welle 5 handelt es sich insbesondere um eine Ausgangswelle der Kupplung 1 . Bei der Eingangswelle 3 handelt es sich demgemäß insbesondere um eine Ausgangswelle eines Fahrzeugantriebsmotors und bei der Ausgangswelle 5 handelt es sich demgemäß insbesondere um eine Eingangswelle eines mehrstufigen Fahrzeuggetriebes. Allerdings kann auch die erste Welle 3 die Ausgangswelle bilden und die zweite Welle 5 die Eingangswelle.
Die Reibplatte 4 der Fahrzeugkupplung 1 ist mittels eines Betätigungszylinders 6 der Betätigungsvorrichtung in axialer Richtung verschiebbar. Hierzu ist die Reibplatte 4 mit einem Kolben 7 des Betätigungszylinders 6 mechanisch gekoppelt. Bei dem Betätigungszylinder 6 handelt es sich um einen Hydraulikzylinder. Insbesondere ist der Betätigungszylinder 6 als einfach wirkender Hydraulikzylinder ausgeführt. Der Betätigungszylinder 6 wird von einer Ventilvorrichtung 8 der Betätigungsvorrichtung mit Hydraulikfluid versorgt. Insbesondere steuert oder regelt die Ventilvorrichtung 8 eine an den Betätigungszylinder 6 abgegebene Hydraulikfluidmenge und/oder einen an den Betätigungszylinder 6 ausgegebenen Hydraulikfluiddruck. Hierzu ist die Ventilvorrichtung 8 mit einem Druckwandler 9 hydraulisch verbunden, welcher eine Hydraulikfluidmenge und einen Hydraulikfluiddruck eingangsseitig der Ventilvorrichtung 8 zur Verfügung stellt.
Der Druckwandler 9 ist ausgeführt, um einen pneumatischen Druck in einen hydraulischen Druck eines Hydraulikfluids (= Hydraulikfluiddruck) umzuwandeln. Auf der hydraulischen Seite ist der Druckwandler 9 mit der Ventilvorrichtung 8 verbunden. Auf der pneumatischen Seite ist der Druckwandler 9 mit einer pneumatischen Ventilvorrichtung 10 verbunden. Die pneumatische Ventilvorrichtung 10 steuert oder regelt eine an den Druckwandler 9 abgegebene Pneumatikfluidmenge und/oder einen daran abgegebenen Pneumatikfluiddruck. Die pneumatische Ventilvorrichtung 10 ist wiederum mit einer Vorrichtung 1 1 zur Bereitstellung eines Pneumatikdrucks verbunden. Bei der Vorrichtung 1 1 handelt es sich daher insbesondere um einen Pneumatikkompressor.
Der Druckwandler 9 ist in an sich bekannter Weise ausgeführt und verfügt über einen Kolben 12 mit zwei gegenüberliegenden Stirnseitenflächen A1 , A2. Die Fläche A1 ist der pneumatischen Seite des Druckwandlers 9 zugeordnet und die Fläche A2 ist der hydraulischen Seite zugeordnet. Bei einer Beaufschlagung der Flä- che A1 mit einem pneumatischen Druck wird dieser durch den beweglichen Kolben 12 in einen hydraulischen Druck an der Fläche A2 übersetzt. Das Übersetzungsverhältnis hinsichtlich des übertragenen Druckes entspricht dabei dem Verhältnis: Flächeninhalts von A1 geteilt durch Flächeninhalt von A2. Das Übersetzungsverhältnis des Druckwandlers 9 hinsichtlich der geförderten Fluidmenge entspricht hingegen dem Kehrwert des Verhältnisses: Flächeninhalts von A1 geteilt durch Flächeninhalt von A2.
Die Ventilvorrichtung 8 kann zudem mit einem Hydraulikfluidtank 13 hydraulisch verbunden sein, welcher insbesondere eine Leckage der Betätigungsvorrichtung ausgleicht. Bei dem Hydraulikfluidtank 13 kann es sich insbesondere um einen Hydraulikfluidauffangbehälter handeln, beispielsweise eine Ölwanne. Der Hydraulikfluidtank 13 kann insbesondere mit einem atmosphärischen Druck beaufschlagt sein, also mit einem Luftdruck der Umgebung.
Fig. 2 zeigt eine detaillierte Ausführung einer Betätigungsvorrichtung, insbesondere der Betätigungsvorrichtung aus Fig. 1 . Gemäß Fig. 2 ist die pneumatische Ventilvorrichtung 10 als 3/2 -Wegeventil ausgeführt. Die hydraulische Ventilvorrichtung 8 ist hingegen als ein erstes Ventil 8A und ein zweites Ventil 8B ausgeführt. Alternativ kann die pneumatische Ventilvorrichtung 10 ebenfalls als erstes und zweites Ventil ausgeführt sein, also analog zur gezeigten hydraulischen Ventilvorrichtung 8.
Die beiden Ventile 8A und 8B sind jeweils als 2/2-Wegeventile ausgeführt. Das erste Ventil 8A dient zum Einstellen der von dem Druckwandler 9 an den Betätigungszylinder 6 abgegebenen Hydraulikfluidmenge oder des daran abgegebenen Hydraulikfluiddrucks. Das zweite Ventil 8B dient zum Einstellen des von dem Betätigungszylinder 6 abfließenden Hydraulikfluiddrucks oder der davon abfließenden Hydraulikfluidmenge. Hierzu sind die beiden Ventile 8A, 8B auf einer Seite direkt mit dem Betätigungszylinder 6 hydraulisch verbunden, also ohne Zwischenschaltung weiterer hydraulischer Bauteile, abgesehen von Hydraulikleitungen. Auf der jeweils anderen Seite sind die Ventile 8A, 8B jeweils direkt mit einer Seite eines Rückschlagventils 8D, 8C hydraulisch verbunden. Die Rückschlagventile 8D, 8C sind dann mit der jeweils anderen Seite mit dem Druckwandler 9 direkt hydraulisch verbunden. Das erste Rückschlagventil 8D ist in Richtung des ersten Ventils 8A leitend ausgeführt sowie in Richtung des Druckwandlers 9 sperrend. Das zweite Rückschlagventil 8C ist hingegen in Richtung des zweiten Ventils 8B sperrend ausgeführt und in Richtung des Druckwandlers 9 leitend.
Gemäß Fig. 2 handelt es sich bei dem Hydrauliksystem um ein geschlossenes Hydrauliksystem. Somit fließt das Hydraulikfluid von dem Druckwandler 9 über die Ventilvorrichtung 8 in den Betätigungszylinder 6 und umgekehrt, ohne dass es in ein Zwischenreservoir, wie beispielsweise einen Hydraulikfluidtank, geleitet wird. Allerdings kann ein Hydraulikreservoir zum Ausgleich einer Leckage vorgesehen sein (nicht dargestellt).
Wie Fig. 1 und Fig. 2 zu entnehmen ist, ist der Kolben 7 des Betätigungszylinders 6 insbesondere auf der Ausgangswelle 5 verschiebbar gelagert. Dabei kann der Kolben 7 insbesondere koaxial um die Welle 5 angeordnet sein. Dementsprechend umhüllt der Betätigungszylinder 6 und der Kolben 7 die Welle 5 in radialer Richtung. Des Weiteren kann der Druckwandler 9 bzw. dessen Kolben 12 konzentrisch um die Welle 5 angeordnet sein. In diesem Fall umhüllt auch er die Welle 3 in radialer Richtung. Wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, kann der Druckwandler 9 insbesondere radial außen bezüglich des Betätigungszylinders 6 angeordnet sein.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Ventilvorrichtung 8 aus Fig. 2. Dementsprechend kann die Ventilvorrichtung 8 aus Fig. 3 gegen die Ventilvorrichtung 8 aus Fig. 2 ausgetauscht werden. Gemäß Fig. 3 verfügt die Ventilvorrichtung 8 ebenfalls über zwei als 2/2-Wegeventile ausgeführte Ventile 8A, 8B. Die Aufgabe der Ventile 8A, 8B ist die gleiche wie in Fig. 2. Analog zu Fig. 2 ist dem ersten Ventil 8A das erste Rückschlagventil 8D zugeordnet. Im Unterschied zu Fig. 2 ist allerdings hydraulisch zwischen dem zweiten Ventil 8B und dem entsprechenden zweiten Rückschlagventil 8C ein Hydraulikfluidtank 8E vorgesehen. Dieser Hydraulikfluidtank 8E nimmt das von dem zweiten Ventil 8B abgeführte Hydraulikfluid auf. Der Hydraulikfluidtank 8E dient zur Zwischenspeicherung des Hydraulikfluids sowie zum Ausgleich eventueller Leckagen des Hydrauliksystems. Über das zweite Rückschlagventil 8C kann dem ersten Ventil 8A und dem Druckwandler 9 das Hydraulikfluid aus dem Hydraulikfluidtank 8E wieder zugeführt werden. Dementsprechend ist das zweite Rückschlagventil 8C in Richtung des ersten Rückschlagventils 8A und des Druckwandlers 9 leitend ausgeführt sowie in Richtung des Hydraulikfluidtanks 8E sperrend ausgeführt. Ein ungewollter Rückfluss von Hydraulikfluid von dem ersten Ventil 8A oder von dem Druckwandler 9 in den Hydraulikfluidtank 8E ist hierdurch ausgeschlossen. Gleichzeitig kann Hydraulikfluid aus dem Hydraulikfluidtank 8E über das Rückschlagventil 8C angesaugt werden.
Es sei angemerkt, dass die Ventile 8A, 8B, 10 jeweils insbesondere als elektromagnetisch betätigte Ventile ausgeführt sein können. Dabei ist die Erfindung auf eine derartige Ausführungsform der Ventile 8A, 8B, 10 allerdings nicht beschränkt. Vielmehr können die Ventile 8A, 8B, 10 auf beliebige Art betätigt werden.
Bezuqszeichen Fahrzeugkupplung
Reibplatte
Eingangswelle
Reibplatte
Ausgangswelle
Betätigungszylinder
Kolben
hydraulische Ventilvorrichtung
A, 8B Ventil
D, 8C Rückschlagventil
E Hydraulikfluidtank
Druckwandler
0 pneumatische Ventilvorrichtung
1 Pneumatikkompressor
2 Kolben
3 Hydraulikfluidtank

Claims

Patentansprüche
1 . Betätigungsvorrichtung für eine Fahrzeugkupplung (1 ), insbesondere eine Trennkupplung eines Fahrzeugantriebsstranges zum lösbaren Verbinden eines mehrstufigen Fahrzeuggetriebes mit einem Fahrzeugantriebsmotor,
mit einem Druckwandler (9), welcher einen pneumatischen Druck in einen hydraulischen Druck eines Hydraulikfluids umwandelt,
und mit einem hydraulischen Betätigungszylinder (6), mittels dessen die Fahrzeugkupplung (1 ) betätigbar ist und der mit dem Druckwandler (9) hydraulisch verbunden ist, um von dem Druckwandler (9) mit Hydraulikfluid versorgt zu werden und um dabei die Fahrzeugkupplung (1 ) zu betätigen,
und mit einer Ventilvorrichtung (8) zum Einstellen einer von dem Druckwandler (9) an den Betätigungszylinder (6) abgegebenen Hydraulikfluidmenge und/oder eines von dem Druckwandler (9) an den Betätigungszylinder (6) abgegebenen Hyd- raulikfluiddruckes sowie zum Einstellen eines von dem Betätigungszylinder (6) abfließenden Hydraulikfluiddruckes und/oder einer Hydraulikfluidmenge,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventilvorrichtung (8) über
ein erstes Ventil (8A) zum Einstellen der von dem Druckwandler (9) an den Betätigungszylinder (6) abgegebenen Hydraulikfluidmenge und/oder des Hydraulikfluiddruckes verfügt sowie über
ein zweites Ventil (8B) zum Einstellen des von dem Betätigungszylinder (6) abfließenden Hydraulikfluiddruckes und/oder der Hydraulikfluidmenge verfügt.
2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das erste und/oder das zweite Ventil (8A, 8B) als Wegeventil, insbesondere 2/2 -Wegeventil, ausgeführt ist.
3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Ventil (8A) und das zweite Ventil (8B) einerseits jeweils direkt mit dem Betätigungszylinder (6) verbunden sind und andererseits jeweils direkt mit einem Rückschlagventil (8D, 8C) sind, und
wobei die Rückschlagventile (8D, 8C) jeweils direkt mit dem Druckwandler (9) verbunden sind, und wobei das dem ersten Ventil (8A) zugeordnete erste Rückschlagventil (8D) in Richtung des ersten Ventils (8A) leitend ausgeführt ist sowie in Richtung des Druckwandlers (9) sperrend ausgeführt ist, und
wobei das dem zweiten Ventil (8B) zugeordnete zweite Rückschlagventil (8C) in Richtung des zweiten Ventils (8B) sperrend ausgeführt ist sowie in Richtung des Druckwandlers (9) leitend ausgeführt ist.
4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Ventil (8A) und das zweite Ventil (8B) einerseits jeweils direkt mit dem Betätigungszylinder (6) verbunden sind und andererseits das erste Ventil (8A) direkt mit einem ersten Rückschlagventil (8D) verbunden ist und das zweite Ventil (8B) direkt mit einem Hydraulik- fluidtank (8E) verbunden ist, und
wobei das erste Rückschlagventil (8D) sowohl direkt mit dem Druckwandler (9), als auch direkt mit einem zweiten Rückschlagventil (8B) verbunden ist, und das zweite Rückschlagventil (8C) direkt mit dem Hydraulikfluidtank (8E) verbunden ist, und wobei
das erste Rückschlagventil (8D) in Richtung des ersten Ventils (8A) leitend ausgeführt ist sowie in Richtung des Druckwandlers (9) und des zweiten Rückschlagventils (8C) sperrend ausgeführt ist, und
wobei das zweite Rückschlagventil (8C) in Richtung des ersten Rückschlagventil (8D) und des Druckwandlers (9) leitend ausgeführt ist sowie in Richtung des Hydraulikfluidtanks (8E) sperrend ausgeführt ist.
5. Fahrzeugkupplungsvorrichtung mit zumindest einer drehbaren Eingangswelle (3), insbesondere einer Antriebsmotorausgangswelle, und
mit einer drehbaren Ausgangswelle (5), insbesondere einer Getriebeeingangswelle eines mehrstufigen Fahrzeuggetriebes, und
mit einer antriebstechnisch zwischen der Eingangswelle (3) und der Ausgangswelle (5) angeordneten Fahrzeugkupplung (1 ) in Form zumindest zweier Reibplatten (2, 4) zum lösbaren Verbinden der Eingangswelle (3) mit der Ausgangswelle (5),
und mit einer Betätigungsvorrichtung zum Betätigen der Fahrzeugkupplung (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt ist, und
dass der Betätigungszylinder (6) der Betätigungsvorrichtung konzentrisch um die Eingangswelle (3) oder die Ausgangswelle (5) angeordnet ist.
6. Fahrzeugkupplungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei ein Kolben (7) des Betätigungszylinders (6) auf der Eingangswelle (3) oder der Ausgangswelle (5) verschiebbar gelagert ist.
7. Fahrzeugkupplungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 und 6, wobei der Druckwandler (9) konzentrisch um die Eingangswelle (3) oder die Ausgangswelle (5) angeordnet ist.
8. Fahrzeugkupplungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Druckwandler (9) radial außen bezüglich des Betätigungszylinders (3) angeordnet ist.
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