DE19920824A1 - Kraftübertragungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungseinrichtung zur hydraulischen Übertragung einer Kraft von einer Betätigungseinrichtung (Kupplungspedal) auf eine Kraftfahrzeugkupplung zur Verbindung eines Antriebsmotors mit einem Getriebe, bei der die Betätigungseinrichtung (Kupplungspedal) mit einem Geberzylinder gekoppelt ist, der mittels eines Fluids hydraulisch mit einem Nehmerzylinder verbunden ist, wobei in der Kraftübertragungseinrichtung ein Schwingungsdämpfer angeordnet ist, der ein starres Gehäuse umfaßt, welches eine Fluideingangsöffnung und eine Fluidausgangsöffnung aufweist. DOLLAR A Um eine kostengünstige Kraftübertragungseinrichtung zu schaffen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß innerhalb des Gehäuses zumindest ein Drosselkörper in Strömungsrichtung des Fluids in verschiedenen Bereichen festlegbar angeordnet ist, wobei dieser Drosselkörper zumindest eine Ausnehmung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungseinrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Kraftübertragungseinrichtung ist aus der DE 195 40 753 C1 bekannt. Mittels dieser Kraftübertragungseinrichtung wird eine Kraftfahrzeugkupplung, die zwischen einem Antriebsmo­ tor und einem Getriebe angeordnet ist, ein- beziehungsweise ausgerückt. Die Kraftübertragungseinrichtung umfaßt ein Kupp­ lungspedal, mittels dessen eine Kraft in einen Geberzylinder eingeleitet und über eine hydraulische Leitung auf einen Neh­ merzylinder übertragen werden kann. Zur Verringerung niederfre­ quenter Schwingungen, die vom Antriebsmotor angeregt werden, ist in der hydraulischen Leitung ein Zusatzschwinger angeord­ net. Dieser Zusatzschwinger umfaßt ein topfförmige Gehäuse und eine freischwingende Membran, die eine Öffnung des topfförmigen Gehäuses verschließt und mit einer hochfrequenten Eigenfrequenz schwingt, wenn sie durch die niederfrequenten Schwingungen ei­ ner Flüssigkeitssäule in der hydraulischen Leitung angeregt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, gegenüber dem bekannten Stand der Technik eine kostengünstigere Kraftübertragungseinrichtung mit verbesserten Dämpfungseigenschaften hinsichtlich der vom An­ triebsmotor angeregten niederfrequenten Schwingungen zu schaf­ fen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung liegt darin, daß deren Schwingungsdämpfer in großen Stückzahlen und damit kostengünstig fertigbar ist. Diese Möglichkeit ergibt sich deshalb, weil der Schwingungsdämpfer aufgrund seiner Ver­ stellbarkeit an den jeweiligen Antriebsmotor und die jeweilige Kraftfahrzeugkupplungsgeometrie anpaßbar ist.

Bezüglich der Kraftfahrzeugkupplungsgeometrie ist der Schwin­ gungsdämpfer insbesondere in vorteilhafter Weise auf die Menge des in der hydraulischen Kraftübertragungseinrichtung vorhande­ nen Fluids abstimmbar.

Vorteilhafterweise kann das Maß der Schwingungsdämpfung im je­ weils betrachteten Frequenzbereich durch Erhöhung der Anzahl von Drosselkörpern, die im Schwingungsdämpfer angeordnet sind, beliebig gesteigert werden.

Als besonders vorteilhaft erweist sich die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 7, da diese eine ständige Ent­ lüftung des hydraulischen Fluids und damit eine erhöhte Aus­ fallsicherheit der Kraftübertragungseinrichtung gewährleistet. Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Patentan­ sprüchen und der Beschreibung hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße hydraulische Kraftübertragungsein­ richtung zur Betätigung einer Kraftfahrzeugkupplung, die u. a. einen Schwingungsdämpfer umfaßt und

Fig. 2 den Schwingungsdämpfer aus Fig. 1 in einem Längsschnitt entlang einer Rotationsachse.

Fig. 1 zeigt eine hydraulische Kraftübertragungseinrichtung 1 zur Betätigung einer Kraftfahrzeugkupplung 2. Diese Kraftüber­ tragungseinrichtung 1 umfaßt einen Geberzylinder 3, der über ein Kupplungspedal 4 betätigbar ist und in üblicher Weise an einen Ausgleichsbehälter 5 angeschlossen ist. Der Geberzylinder 3 ist mittels einer Flüssigkeitssäule 6, die innerhalb eines ersten Druckleitungsabschnittes 7 angeordnet ist, hydraulisch mit einem Schwingungsdämpfer 12 verbunden. Dazu weist dieser an dessen oberem Ende 13 einen oberen Anschlußstutzen 14 auf, der einerseits mit dem ersten Druckleitungsabschnitt 7 und anderer­ seits mit einem Gehäuse 19 des Schwingungsdämpfers 12 verbunden ist. Der Schwingungsdämpfer 12 weist an dessen unterem Ende 16 einen zweiten Anschlußstutzen 17 auf, der einerseits mit dem Gehäuse 19 des Schwingungsdämpfers 12 und der andererseits mit einem zweiten Druckleitungsabschnitt 18 verbunden ist. Dieser zweiten Druckleitungsabschnitt 18 stellt eine hydraulische Ver­ bindung mit einem Nehmerzylinder 8 her. Somit ist der durch Niedertreten des Kupplungspedals 4 im Geberzylinder 3 erzeugte Druck mittels des Fluids in den Druckleitungsabschnitten 7, 18 auf den Nehmerzylinder 8 übertragbar. Infolge der Ausrückbewe­ gung einer Kolbenstange 9 des Nehmerzylinders 8 wird ein Aus­ rücklager der Kupplung 2 mit einer Betätigungskraft beauf­ schlagt, um über einen Ausrückmechanismus eine Kupplungsdruck­ platte 10 von einer Kupplungsscheibe 11 und somit den Kraftfluß von einem Antriebsmotor auf ein Getriebe zu trennen.

Fig. 2 zeigt den Schwingungsdämpfer 12 der hydraulischen Kraftübertragungseinrichtung 1 aus Fig. 1 in einem Längsschnitt entlang einer Rotationsachse 44.

Der Schwingungsdämpfer 12 umfaßt ein Gehäuse 19, innerhalb des­ sen vier scheibenförmige Drosselkörper 20, 21, 22, 23 mittels fünf Distanzringen 24, 25, 26, 27, 28 axial bezüglich der Rota­ tionsachse 44 festlegbar angeordnet sind.

Das Gehäuse 19 ist rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 44 und besteht aus einem relativ steifen Werkstoff. Dieser Werk­ stoff kann beispielsweise Aluminium sein. Das Gehäuse 19 umfaßt ein zylindrisches Gehäusemittelteil 29, dessen beiden Enden 30, 31 von becherförmigen Gehäusedeckeln 32, 33 verschlossen sind, wobei am oberen Gehäusedeckel 32 die Fluideingangsöffnung 34 angeordnet ist, und am unteren Gehäusedeckel 33 die Fluidaus­ gangsöffnung 35 angeordnet ist. Im Bereich der Fluideingangs­ öffnung 34 und der Fluidausgangsöffnung 35 ist jeweils einer der beiden Anschlußstutzen 14, 17 mit einem der beiden Gehäuse­ deckel 32, 33 dichtend verbunden, so daß ein Fluidaustritt aus dem Gehäuse 19 verhindert wird, wohingegen ein Fluidstrom in die beiden Druckleitungsabschnitte 7, 18 ermöglicht wird. Die beiden Gehäusedeckel 32, 33 verjüngen sich jeweils in die vom Gehäusemittelteil 29 auf den jeweiligen Anschlußstutzen 14, 17 weisende Richtung. Durch diese Formgebung sind auch bei hohen Drücken innerhalb des Gehäuses 19 relativ geringe Spannungen im Werkstoff des Gehäuses 19 gewährleistet. Die Fluideingangsöff­ nung 34 ist dabei an einem obersten und schmalsten Bereich des oberen Gehäusedeckels 32 angeordnet.

Die fünf Distanzringe 24, 25, 26, 27, 28 sind mit einer Passung innerhalb des Gehäuses 19 eingesetzt, wobei jeweils einer der vier Drosselkörper 20, 21, 22, 23 in einem von vier axialen Be­ reichen 50, 51, 52, 53 zwischen jeweils zwei Distanzringen 24, 25 bzw. 25, 26 bzw. 26, 27 bzw. 27, 28 geklemmt ist. Dazu stützt sich der jeweilige Drosselkörper 20, 21, 22, 23 zwischen zwei gegenüberliegenden Stirnflächen 36, 37 bzw. 38, 39 bzw. 40, 41 bzw. 42, 43 der Distanzringe 24, 25, 26, 27, 28 ab.

Die vier scheibenförmigen Drosselkörper 20, 21, 22, 23 sind koaxial zur Rotationsachse 44 und axial versetzt bezüglich die­ ser angeordnet und unterteilen einen Innenraum des Gehäuses 19 in fünf Kammern 45, 46, 47, 48, 49. Die vier scheibenförmigen Drosselkörper 20, 21, 22, 23 weisen jeweils in einem radialen Außenbereich Sicken 54, 55, 56, 57 auf, die in die nach oben weisende Richtung eingeformt sind. In den Sicken 54, 55, 56, 57 der Drosselkörper 20, 21, 22, 23 ist jeweils eine Ausnehmung 58, 59, 60, 61 angeordnet. Diese vier Ausnehmungen 58, 59, 60, 61 sind dabei in Bereichen 62, 63, 64, 65 der Drosselkörper 20, 21, 22, 23 angeordnet, die in der Einbaulage des Schwingungs­ dämpfers 12 am höchsten angeordnet sind. Mittels der vier Aus­ nehmungen 58, 59, 60, 61 sind die fünf Kammern 45, 46, 47, 48, 49 miteinander hydraulisch verbunden. Als Folge der Anordnung dieser Ausnehmungen 58, 59, 60, 61 ist gewährleistet, daß im Fluid eingedrungene Luft aufgrund ihrer geringen Dichte nach oben zu der Fluideingangsöffnung 34 aufsteigen kann. Infolge der nach oben verjüngenden Form des oberen Gehäusedeckels 32 und der Anordnung der Fluideingangsöffnung 34 im oberen Bereich des Gehäusedeckels 32 kann die Luft in die Flüssigkeitssäule 6 im ersten Druckleitungsabschnitt 7 und schließlich zum Aus­ gleichsbehälter 5 entweichen.

Durch Variation der Dicke der Distanzringe 24, 25, 26, 27, 28 besteht die Möglichkeit, den axialen Abstand der Drosselkörper 20, 21, 22, 23 zueinander und damit die Volumina der fünf Kam­ mern 45, 46, 47, 48, 49 zu verändern, wobei deren Gesamtvolumen infolge der Steifheit des Gehäuses 12 unveränderbar ist.

Neben dieser Änderung des axialen Abstandes der Drosselkörper 20, 21, 22, 23 zueinander ist auch die Stellung der Ausnehmun­ gen 58, 59, 60, 61 zueinander bezüglich eines Drehwinkels um die Rotationsachse 44 festlegbar. Somit kann der Verlauf des Fluids durch den Schwingungsdämpfer 12 mehr oder weniger ver­ wunden gewählt werden. Ein solch verwundener Verlauf führt eine Erhöhung der inneren Reibung im Fluid und der Reibung zwischen dem Fluid und den Wandungen (Gehäuse 12, Drosselkörper 20, 21, 22, 23) mit sich. Da durch diese Reibung Energie der Druck­ pulsation aufgezehrt wird, verringert sich auch die Amplitude der Druckpulsation, wodurch eine Glättung der Druckpulsations­ schwingungen erreicht wird.

Infolge der Veränderbarkeit der Volumina in den fünf Kammern 45, 46, 47, 48, 49 läßt sich auch die Frequenz, in der eine op­ timale Dämpfung der Druckpulsation erfolgt, einstellen.

Es versteht sich von selbst, daß die Anzahl der Drosselkörper variieren kann. Beispielsweise kann der Schwingungsdämpfer auch mit einem einzigen Drosselkörper ausgestaltet sein. Dabei nimmt mit zunehmender Anzahl der Drosselkörper sowohl die Schwin­ gungsdämpfungsfähigkeit als auch der Strömungswiderstand des Schwingungsdämpfers zu.

Die Gehäusedeckel können auch halbkugelförmig ausgestaltet um die Spannungen im Werkstoff des Gehäuses weitergehend zu opti­ mieren.

In einer weiteren Ausgestaltung des Schwingungsdämpfers weisen die scheibenförmigen Drosselkörper eine zentrische Gewindeboh­ rung auf und sind schraubbar auf einer Gewindestange angeord­ net, die koaxial zu der Rotationsachse des Gehäuses liegt. Die­ se Gewindestange ist einerseits drehfest und axial unverschieb­ lich mit dem oberen Gehäusedeckel und andererseits drehfest und axial unverschieblich mit dem unteren Gehäusedeckel verbunden.

Die Drosselkörper können auch als Siebe ausgestaltet sein, wo­ bei die Ausnehmungen auch als Maschen ausgestaltet sein können.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Drosselkörper innerhalb der festlegbaren Bereiche axial be­ grenzt verschieblich im zylindrischen Gehäusemittelteil ange­ ordnet. Infolge der Druckpulsation des Fluids reiben die Dros­ selkörper an einer Innenwandung des zylindrischen Gehäusemit­ telteiles. Da auch durch diese Reibung Energie der Druckpulsa­ tion aufgezehrt wird, verringert sich auch die Amplitude der Druckpulsation, wodurch eine Glättung der Druckpulsations­ schwingungen erreicht wird. Dabei werden die Reibungsverluste durch die Größe der Ausnehmungen bestimmt. Je größer diese Aus­ nehmungen sind, desto geringer sind die Reibungsverluste. In dem Fall, daß als Drosselkörper ein Sieb verwendet wird, sind die Reibungsverluste abhängig von der Maschenweite des Siebes.

Claims (9)

1. Kraftübertragungseinrichtung (1) zur hydraulischen Ubertra­ gung einer Kraft von einer Betätigungseinrichtung (Kupplungspedal 4) auf eine Kraftfahrzeugkupplung (2) zur Verbindung eines Antriebsmotors mit einem Getriebe, bei der die Betätigungseinrichtung (Kupplungspedal 4) mit einem Ge­ berzylinder (3) gekoppelt ist, der mittels eines Fluids hy­ draulisch mit einem Nehmerzylinder (8) verbunden ist, wobei in der Kraftübertragungseinrichtung (1) ein Schwingungsdämp­ fer (12) angeordnet ist, der ein starres Gehäuse (19) umfaßt, welches eine Fluideingangsöffnung (34) und eine Fluidaus­ gangsöffnung (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses (19) zumindest ein Drosselkörper (20 bzw. 21 bzw. 22 bzw. 23) in Strömungsrichtung des Fluids in verschiedenen Bereichen (50, 51, 52, 53) festlegbar ange­ ordnet ist, wobei dieser Drosselkörper (20 bzw. 21 bzw. 22 bzw. 23) zumindest eine Ausnehmung (58, bzw. 59 bzw. 60 bzw. 61) aufweist.

2. Kraftübertragungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (20 bzw. 21 bzw. 22 bzw. 23) scheiben­ förmig ist.

3. Kraftübertragungseinrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der scheibenförmigen Drosselkörper (20 bzw. 21 bzw. 22 bzw. 23) zwischen Stirnflächen (36, 37 bzw. 38, 39 bzw. 40, 41 bzw. 42, 43) von Distanzringen (20, 21, 22, 23) klemmbar ist.

4. Kraftübertragungseinrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper stufenlos festlegbar ist.

5. Kraftübertragungseinrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper zentrisch ein Gewindebohrung aufweist, die schraubbar auf einer Gewindestange angeordnet ist.

6. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (58, bzw. 59 bzw. 60 bzw. 61) in der Ein­ baulage des Schwingungsdämpfers (12) im höchsten Bereich (62, 63, 64, 65) des Drosselkörpers (20 bzw. 21 bzw. 22 bzw. 23) angeordnet ist.

7. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper ein Sieb ist.

8. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb innerhalb des Bereiches, in dem dieses festge­ legt ist, axial bezüglich einer Rotationsachse des Gehäuses verschiebbar angeordnet ist.

9. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Drosselkörper (20, 21, 22, 23) innerhalb des Ge­ häuses (19) des Schwingungsdämpfers (12) angeordnet sind.