WO2007104277A1 - Anordnung zur druckbeaufschlagung eines hydraulischen systems - Google Patents

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WO2007104277A1
WO2007104277A1 PCT/DE2007/000290 DE2007000290W WO2007104277A1 WO 2007104277 A1 WO2007104277 A1 WO 2007104277A1 DE 2007000290 W DE2007000290 W DE 2007000290W WO 2007104277 A1 WO2007104277 A1 WO 2007104277A1
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hydraulic
pedal
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piston
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Dominik Hans
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Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/02—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for main transmission clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F16D2025/081—Hydraulic devices that initiate movement of pistons in secondary cylinders for actuating clutches, i.e. primary cylinders

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for pressurizing a hydraulic system, in particular a hydraulic system for actuating a clutch in the drive train of a motor vehicle, comprising an actuating means which is mechanically connected to a hydraulic master cylinder.
  • the present invention further relates to a master cylinder.
  • the clutch pedal In a hydraulic clutch actuation in a motor vehicle, the clutch pedal is generally connected by means of a piston rod directly to the piston of the master cylinder. This results depending on Schwenkwinkei the pedal a nearly constant translation.
  • the US 2,315,632 discloses a variable pedal ratio, in which a roller attached to the pedal rolls on a link plate. On the link disk, the piston rod of a hydraulic cylinder is attached.
  • a disadvantage of this arrangement is that the entire pedal force must be transmitted through a single role. This results in high stresses in the role and the slide track.
  • this mechanism is designed as a separate component and not integrated into the master cylinder. From WO 87/03344 a master cylinder is known, which is integrated in a pedal. When pressing the pedal rolls while a role that is attached to the piston rod, on a curved path.
  • the disadvantage here is that an oblique force is exerted on the piston rod, which generates a large frictional force on the lateral guide.
  • the object of the present invention is to provide an arrangement for pressurizing a hydraulic system, which provides a variable ratio while avoiding the disadvantages of the prior art.
  • an arrangement for pressurizing a hydraulic system in particular a hydraulic system for actuating a clutch in a drive train of a motor vehicle, comprising an actuating means which is mechanically connected to a hydraulic master cylinder, wherein the hydraulic master cylinder comprises at least two pressure generating units are connected to the same hydraulic output of the hydraulic pressure generating unit.
  • a hydraulic pressure is generated or hydraulic fluid is forced out of the master cylinder into a downstream hydraulic system in which a slave cylinder is usually arranged.
  • the pressure generating units are a first hydraulic cylinder with a first master cylinder piston and a second hydraulic cylinder with a second master cylinder piston.
  • the first hydraulic cylinder and the second hydraulic cylinder preferably act on a common pressure chamber.
  • the first master cylinder piston is preferably connected via a transmission means with the actuating means.
  • the transmission means is preferably a push rod which is pivotally connected to the actuating means and / or the first master cylinder piston.
  • the second master cylinder piston is preferably coupled via a gear arrangement with the actuating means.
  • the gear arrangement preferably comprises a coupling gear, which preferably comprises a lever, which is arranged with a rotary joint between the second master cylinder piston and a pivot point of the actuating means.
  • the articulation point is preferably a roller assigned to the actuating means.
  • the lever preferably has a link on its side facing the articulation point.
  • the role of the articulation point sweeps over the guide in a deflection of the actuating means and thus turns the lever.
  • the scenery is preferably arranged on a link module, which is firmly connected to the lever.
  • Lever and link module are made separately and then connected together, for example, welded together or bolted.
  • the lever preferably has a crank, which makes it possible to arrange the fulcrum on a directly connected to the master cylinder housing flange.
  • a master cylinder comprising a first master cylinder piston and a second master cylinder piston, which act on a common pressure chamber.
  • the first master cylinder piston and the second master cylinder piston are arranged approximately at right angles to each other.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a pedal / master cylinder arrangement according to the invention in a first pedal position.
  • FIG. 2 shows the pedal / master cylinder arrangement according to FIG. 1 in a second pedal position
  • Fig. 4 shows another embodiment of a master cylinder according to the invention together with lever.
  • FIG. 1 shows a pedal / master cylinder assembly 1 with a hydraulic master cylinder 2.
  • the hydraulic master cylinder 2 comprises a first master cylinder 3 and a second master cylinder 4, which are arranged approximately at right angles to each other.
  • the first hydraulic cylinder 3 and second hydraulic cylinder 4 act together on a common pressure chamber 5.
  • the first hydraulic cylinder 3 comprises a first master cylinder piston 6, the piston crown side with a joint 7 and designed as a push rod mechanical transmission 8 via a pedal attachment 9 with a foot pedal 10 as the actuating means connected is.
  • the foot pedal is rotatably mounted about a body-mounted pedal pivot 17.
  • the pedal attachment 9 may for example be designed in the form of a ball head, so that the mechanical transmission 8 is rotatably connected to the pedal attachment 9 as a fulcrum with the foot pedal 10.
  • the first hydraulic cylinder 3 is arranged approximately at right angles to the foot pedal 10
  • the second hydraulic cylinder 4 extends approximately at right angles to the first hydraulic cylinder 3 in a plane spanned by the first master cylinder 3 and the foot pedal.
  • the pressure chamber 5 is, for example, via a arranged on the first piston 6 not shown here sniffing groove or bore with a follow-up space 33 which is connected via a follow-up line 18 with a follower tank, not shown.
  • the pressure chamber 5 is connected to a hydraulic output 19, which is a hydraulic connection via a pressure line, not shown, to a non-illustrated hydraulic slave cylinder of a hydraulic system, e.g. forms for actuating a clutch in the drive train of a motor vehicle.
  • the second hydraulic cylinder 4 comprises a second master cylinder piston 11, which is also referred to as an auxiliary piston.
  • the second master cylinder piston 11 acts on the same pressure chamber 9 as the first master cylinder piston 6.
  • the second master cylinder piston 11 is actuated by a lever 12 which at a fulcrum 13, for example, the body or directly on the master cylinder, for example by means of a receptacle provided on this can be arranged, is rotatably mounted.
  • the lever 12 comprises a shell-like recess 22 which engages around an actuating cam 15 of the second master cylinder piston 11 and thus forms a ball joint for transmitting a compressive force between the lever 12 and the second master cylinder piston 11.
  • the second master cylinder piston 11 Upon rotation of the lever 12, the second master cylinder piston 11 is moved in this way.
  • On the shell-like recess 14 side facing away from the lever 12, a link 15 is arranged, which cooperates with a roller 16 of the foot pedal 10.
  • the lever 12 forms with its link 15 in cooperation with the roller 16 a gear arrangement which transmits the pedal travel with variable ratio to the second master cylinder piston 11.
  • the gear arrangement here is a planar coupling mechanism.
  • the pedal attachment 9 Upon rotation of the foot pedal 10 about the pedal pivot point 17, the pedal attachment 9 is displaced on a circular path about the pedal pivot point 17, so that via the mechanical transmission 8 of the first master cylinder piston 6 is moved. If, for example, the foot pedal is displaced on a pedal surface 20 in the direction of an arrow 21, for example by foot operation of a driver of a vehicle, the first master cylinder piston 6 is displaced in the direction of the pressure chamber 5. At the same time, the roller 16 also moves in a circular path about the pedal pivot point 17.
  • the lever 12 is fastened in the shown embodiment body-fixed to the fulcrum 13, thereby pushing the roller 16 via the gate 15 upon rotation of the foot pedal 10 thereby performs a rotational movement about the fulcrum 13 and presses on the second Geberzyiinderkolben 11th
  • the path of the first master cylinder piston 6 is essentially determined by the distance between the pedal attachment 9 to the pedal pivot 17 and the angular relationship between the straight line through the pedal pivot 17 and the pedal attachment 9 and a second straight line through the pedal attachment 9 and the joint 7.
  • FIG. 1 shows the pedal / master cylinder arrangement in a first position of the foot pedal 10
  • FIG. 2 shows a foot pedal 10 actuated by a distance x1, as can be seen.
  • the roller 16 moves along the guide 15, thereby deflecting the lever 12 off.
  • the second master cylinder piston 11 is compressed.
  • Fig. 3 shows an example of a pedal force via the pedal travel.
  • the sizes of the pedal force in N or the pedal travel in mm are only to be understood to clarify the relation between the pedal force curve according to the invention and the pedal force curve according to the prior art.
  • Plotted in Fig. 3 is the pedal force in Newtons over the pedal travel in mm.
  • the hydraulic master cylinder 2 is connected via a slave cylinder, not shown, with a vehicle clutch.
  • the vehicle clutch generates an opposing force via the slave cylinder depending on the actuation path.
  • the force curve is also dependent on the coupling used.
  • a force curve A according to the prior art and a force curve B with a pedal / master cylinder arrangement 1 according to the invention are shown in FIG. 3.
  • the pedal force curve A according to the prior art has a pronounced maximum. This can be changed by a pedal / master cylinder assembly 1 according to the invention to a flatter course according to the curve B.
  • the first master cylinder piston 6 is sealed by means of a primary seal 23 and a secondary seal 24 with respect to a follow-up conduit 18 connected to the follower space or the environment.
  • the primary seal 23 seals the common pressure chamber 5 with respect to the overflow chamber which is connected to the overflow line 18.
  • sniffer position this is the fully unloaded position, in which therefore the first master cylinder piston 6 is in as far as possible pulled out of the pressure chamber 5 end position, Schnüffelnute, sniffing hole or the like are released, the connection between the common pressure chamber 5 and the make with the caster line 18 connected overflow space 33.
  • the secondary seal 24 ensures a sealing of the follow-up space 33 and the pressure chamber 5 with respect to the environment.
  • the secondary seal 24 is arranged in a cup-shaped front part 25 of a piston carrier 26.
  • the piston carrier comprises an annular groove 27, in which a sealing ring 28 is arranged to seal against the master cylinder housing 29.
  • the piston carrier 26 may for example be pressed or glued to the master cylinder housing 29 or fastened by means of a bayonet connection.
  • the piston carrier 26 is covered in the direction of the foot pedal 10 by a cover 30. In the axial direction in the direction of the pressure chamber 5, the piston carrier 26 presses a spacer 31, which is substantially annular, on the primary seal 23.
  • the primary seal 3 is pressed in a seal seat 32, which is essentially a stepped bore with a diameter greater than that Diameter of the pressure chamber 5 is.
  • the bore of the spacer element 31 or the piston carrier 26 in the master cylinder housing 29 has a slightly larger diameter than the bore for the primary seal 23.
  • the second master cylinder piston (auxiliary piston) 11 has a cylindrical base body 34, which has a movable seat (play-bearing seat) with a bore forming the second master cylinder 4.
  • the cylindrical base body 34 has a cross-sectionally T-shaped front part 35, which carries a sealing ring 35.
  • the sealing ring 35 is positively connected by the T-shaped front part 35 with the second master cylinder 11 and seals the pressure chamber 5 from the environment.
  • Seal ring 36 may be, for example, a rubber ring or a rubberized steel ring or the like.
  • the actuating cam 14 is arranged, which is actuated via the shell-like recess 22 of the lever 12.
  • the lever 12 has a crank 37 on the foot pedal 10 facing side of the fulcrum 13. Due to the offset 37, which is inclined substantially in relation to the plane formed by the mechanical transmission 8 in FIG. 4, the distance a between a slide receptacle 38 and the mechanical transmission 8 is increased, so that the fulcrum 13 thereby closer to the master cylinder housing 29 can be moved.
  • the fulcrum 13 is mounted for example as a shaft or the like on a flange 39 of the master cylinder housing 29.
  • the gate 15 is arranged on a separate from the lever 12 independent module 40.
  • the link module 40 is connected to the lever 12 cohesively, positively or the like, ie, for example, screwed, welded, or the like.
  • the gate module 40 is made separately from the lever 12, since in this way 40 different requirements can be effected on the characteristics of the hydraulic master cylinder for various applications by replacing the link module.
  • FIG. 4 While other components of the illustration of FIG. 4 remain the same, by simply replacing the link module 40 and another gate 15 introduced therein, ie a different surface shape, a different hydraulic characteristic is obtained, this being the relationship between the pedal travel X according to FIG and 2 and the measurable at the hydraulic output 19 pressure and flow, causes.

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Abstract

Anordnung zur Druckaufschlagung eines hydraulischen Systems, insbesondere eines hydraulischen Systems zur Betätigung einer Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Betätigungsmittel (10), das mit einem hydraulischen Geberzylinder (2) mechanisch verbunden ist, wobei der hydraulische Geberzylinder (2) mindestens zwei Druckerzeugungseinheiten (3, 4) umfasst, die mit dem gleichen hydraulischen Ausgang (19) der hydraulischen Druckerzeugungseinheit (2) verbunden sind.

Description

Anordnung zur Druckbeaufschlagung eines hydraulischen Systems
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Druckbeaufschlagung eines hydraulischen Systems, insbesondere eines hydraulischen Systems zur Betätigung einer Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Betätigungsmittel, das mit einem hydraulischen Geberzylinder mechanisch verbunden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren einen Geberzylinder.
Bei einer hydraulischen Kupplungsbetätigung in einem Kraftfahrzeug wird das Kupplungspedal im Allgemeinen mittels einer Kolbenstange direkt mit dem Kolben des Geberzylinders verbunden. Dadurch ergibt sich je nach Schwenkwinkei des Pedals eine nahezu konstante Übersetzung.
Aus der JP 60-56636 ist eine variable Pedalübersetzung bekannt, bei der ein Seilzug auf einer Auflage mit veränderlichem Durchmesser zu liegen kommt. Nachtteilig ist hierbei zum einen der große Schwenkwinkel, den der Seilzug vollführen muss, sowie die eingeschränkte Möglichkeit die Übersetzung zu variieren, da der Seilzug grundsätzlich tangential auf der Auflage zu liegen kommt.
Aus der DE 25 16 659 ist eine variable Pedalübersetzung bekannt, bei der sich die Übersetzung abhängig von der Kraft in der Kolbenstange verändert. Die Abhängigkeit von der Kraft ist bei der Betätigung von Kupplungen nicht erwünscht, da die Ausrückkraft durch verschiedene Umstände, wie zum Beispiel Temperatur und Betätigungsgeschwindigkeit, stark schwanken kann. Dies hätte zur Folge, dass sich auch die Kuppelpunkte ändern, was durch einen Fahrer als störend empfunden wird.
Die US 2,315,632 offenbart eine variable Pedalübersetzung, bei der eine am Pedal befestigte Rolle auf einer Kulissenscheibe abrollt. An der Kulissenscheibe ist die Kolbenstange eines hydraulischen Zylinders befestigt. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass die gesamte Pedalkraft über eine einzelne Rolle übertragen werden muss. Daraus resultieren hohe Spannungen in der Rolle und der Kulissenbahn. Zudem ist dieser Mechanismus als eigenständiges Bauteil ausgeführt und nicht in den Geberzylinder integriert. Aus der WO 87/03344 ist ein Geberzylinder bekannt, der in ein Pedal integriert ist. Beim Betätigen des Pedals rollt dabei eine Rolle, die an der Kolbenstange befestigt ist, auf einer Kurvenbahn ab. Nachteilig dabei ist, dass auf die Kolbenstange eine schräge Kraft ausgeübt wird, die eine große Reibkraft an der seitlichen Führung erzeugt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Druckbeaufschlagung eines hydraulischen Systems anzugeben, die eine variable Übersetzung unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik liefert.
Dieses Problem wird gelöst durch eine Anordnung zur Druckbeaufschlagung eines hydraulischen Systems, insbesondere eines hydraulischen Systems zur Betätigung einer Kupplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Betätigungsmittel, dass mit einem hydraulischen Geberzylinder mechanisch verbunden ist, wobei der hydraulische Geberzylinder mindestens zwei Druckerzeugungseinheiten umfasst, die mit dem gleichen hydraulischen Ausgang der hydraulischen Druckerzeugungseinheit verbunden sind. Bei einer Betätigung hydraulischen Geberzylinders wird ein hydraulischer Druck erzeugt bzw. es wird Hydraulikfluid aus dem Geberzylinder in ein nachgeordnetes hydraulisches System, in dem in der Regel ein Nehmerzylinder angeordnet ist, gedrückt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Druckerzeugungseinheiten ein erster Hydraulikzylinder mit einem ersten Geberzylinderkolben und ein zweiter Hydraulikzylinder mit einem zweiten Geberzylinderkolben sind. Der erste Hydraulikzylinder sowie der zweite Hydraulikzylinder wirken dabei vorzugsweise auf einen gemeinsamen Druckraum. Der erste Geberzylinderkolben ist vorzugsweise über ein Übertragungsmittel mit dem Betätigungsmittel verbunden. Das Übertragungsmittel ist vorzugsweise eine Schubstange, die gelenkig mit dem Betätigungsmittel und/oder dem ersten Geberzylinderkolben verbunden ist. Der zweite Geberzylinderkolben ist vorzugsweise über eine Getriebeanordnung mit dem Betätigungsmittel gekoppelt. Die Getriebeanordnung umfasst vorzugsweise ein Koppelgetriebe, welches bevorzugt einen Hebel umfasst, der mit einem Drehgelenk zwischen dem zweiten Geberzylinderkolben und einem Anlenkpunkt des Betätigungsmittels angeordnet ist. Der Anlenkpunkt ist vorzugsweise eine dem Betätigungsmittel fest zugeordnete Rolle. Der Hebel weist vorzugsweise an seiner dem Anlenkpunkt zugewandten Seite eine Kulisse auf. Die Rolle des Anlenkpunktes überstreicht bei einer Auslenkung des Betätigungsmittels die Kulisse und dreht so den Hebel. Die Kulisse ist bevorzugt an einem Kulissenmodul, das mit dem Hebel fest verbunden ist, angeordnet. Hebel und Kulissenmodul werden getrennt voneinander gefertigt und dann miteinander verbunden, z.B. miteinander verschweisst oder verschraubt. Der Hebel weist bevorzugt eine Kröpfung auf, die es ermöglicht, den Hebeldrehpunkt an einem unmittelbar mit dem Geberzylindergehäuse verbundenen Flansch anzuordnen. Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch einen Geberzylinder umfassend einen ersten Geberzylinderkolben und einen zweiten Geberzylinderkolben, die auf einen gemeinsamen Druckraum einwirken. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der erste Geberzylinderkolben und der zweite Geberzylinderkolben in etwa rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pedal-/Geberzylinderanordnung in einer ersten Pedalstellung;
Fig. 2 die Pedal-/Geberzylinderanordnung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Pedalstellung;
Fig. 3 Verläufe der Pedalkraft zu Pedalweg;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Geberzylinders samt Hebel.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Diese zeigt eine Pedal-/Geberzylinderanordnung 1 mit einem hydraulischen Geberzylinder 2. Der hydraulische Geberzylinder 2 umfasst einen ersten Geberzylinder 3 sowie einen zweiten Geberzylinder 4, die in etwa rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Der erste Hydraulikzylinder 3 und zweite Hydraulikzylinder 4 wirken zusammen auf einen gemeinsamen Druckraum 5. Der erste Hydraulikzylinder 3 umfasst einen ersten Geberzylinderkolben 6, der kolbenbodenseitig mit einem Gelenk 7 und einer als Schubstange ausgebildeten mechanischen Übertragung 8 über eine Pedalbefestigung 9 mit einem Fußpedal 10 als Betätigungsmittel verbunden ist. Das Fußpedal ist um einen karosseriefesten Pedaldrehpunkt 17 drehbar gelagert. Die Pedalbefestigung 9 kann beispielsweise in Form eines Kugelkopfes ausgeführt sein, so dass die mechanische Übertragung 8 drehbar um die Pedalbefestigung 9 als Drehpunkt mit dem Fußpedal 10 verbunden ist. Der erste Hydraulikzylinder 3 ist in etwa rechtwinklig zu dem Fußpedal 10 angeordnet, der zweite Hydraulikzylinder 4 erstreckt sich in etwa rechtwinklig zu dem ersten Hydraulikzylinder 3 in einer durch den ersten Geberzylinder 3 und das Fußpedal aufgespannten Ebene. - A -
Der Druckraum 5 ist beispielsweise über eine an dem ersten Kolben 6 angeordnete hier nicht dargestellte an sich bekannte Schnüffelnut oder -bohrung mit einem Nachlaufraum 33, der über eine Nachlaufleitung 18 mit einem nicht dargestellten Nachlaufbehälter verbunden ist. Der Druckraum 5 ist mit einem hydraulischen Ausgang 19 verbunden, der eine hydraulische Verbindung über eine nicht dargestellte Druckleitung zu einem nicht dargestellten hydraulischen Nehmerzylinder eines hydraulischen Systems z.B. zur Betätigung einer Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges bildet.
Der zweite Hydraulikzylinder 4 umfasst einen zweiten Geberzylinderkolben 11 , der auch als Zusatzkolben bezeichnet wird. Der zweite Geberzylinderkolben 11 wirkt auf den gleichen Druckraum 9 wie der erste Geberzylinderkolben 6. Der zweite Geberzylinderkolben 11 wird durch einen Hebel 12 betätigt, der an einem Hebeldrehpunkt 13, der zum Beispiel karosseriefest oder direkt am Geberzylinder, beispielsweise mittels einer an diesem vorgesehene Aufnahme, angeordnet sein kann, drehbar gelagert ist. Der Hebel 12 umfasst eine schalenartige Ausnehmung 22, die eine Betätigungsnocke 15 des zweiten Geberzylinderkolbens 11 umgreift und so ein Kugelgelenk zur Übertragung einer Druckkraft zwischen Hebel 12 und zweitem Geberzylinderkolben 11 bildet. Bei einer Drehung des Hebels 12 wird auf diese Weise der zweite Geberzylinderkolben 11 bewegt. Auf der der schalenartigen Ausnehmung 14 abgewandten Seite des Hebels 12 ist eine Kulisse 15 angeordnet, die mit einer Rolle 16 des Fußpedals 10 zusammen wirkt.
Der Hebel 12 bildet mit seiner Kulisse 15 im Zusammenwirken mit der Rolle 16 eine Getriebeanordnung, die den Pedalweg mit veränderlicher Übersetzung auf den zweiten Geberzylinderkolben 11 überträgt. Die Getriebeanordnung ist hier ein ebenes Koppelgetriebe.
Bei einer Drehung des Fußpedals 10 um den Pedaldrehpunkt 17 wird die Pedalbefestigung 9 auf einer Kreisbahn um den Pedaldrehpunkt 17 verschoben, sodass über die mechanische Übertragung 8 der erste Geberzylinderkolben 6 verschoben wird. Wird zum Beispiel das Fußpedal an einer Pedalfläche 20 in Richtung eines Pfeils 21 zum Beispiel durch Fußbetätigung eines Fahrers eines Fahrzeugs verschoben, so wird der erste Geberzylinderkolben 6 in Richtung des Druckraumes 5 verschoben. Gleichzeitig bewegt sich die Rolle 16 ebenfalls auf einer Kreisbahn um den Pedaldrehpunkt 17. Der Hebel 12 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel karosseriefest an dem Hebeldrehpunkt 13 befestigt, dadurch schiebt sich bei einer Drehung des Fußpedals 10 die Rolle 16 über die Kulisse 15. Der Hebel 12 führt dadurch eine Drehbewegung um den Hebeldrehpunkt 13 aus und drückt auf den zweiten Geberzyiinderkolben 11. Über die Form der Kulisse 15 kann dabei ein nahezu beliebiges Übersetzungsverhältnis zwischen einem Betätigungsweg x mit einer beliebigen Nullstelle x = 0, wie in Fig. 1 eingezeichnet, des Fußpedals 10 und einem Weg y des zweiten Geberzylinderkolbens 11 hergestellt werden. Der Weg des ersten Geberzylinderkolbens 6 wird im Wesentlichen durch den Abstand der Pedalbefestigung 9 zu dem Pedaldrehpunkt 17 sowie dem Winkelverhältnis zwischen den Geraden durch den Pedaldrehpunkt 17 und die Pedalbefestigung 9 sowie einer zweiten Gerade durch die Pedalbefestigung 9 und das Gelenk 7 festgelegt.Durch geeignete Größenverhältnisse des ersten Geberzylinderkolbens 6 und des zweiten Geberzylinderkolbens 11 und durch eine geeignete Gestaltung der Kulisse 15 kann das aus dem Druckraum 5 bei einer Betätigung des Fußpedals 10 verdrängte Volumen an Hydraulikfluid variiert und über den Betätigungsweg x des Fußpedals 10 moduliert werden.
Fig. 1 zeigt die Pedal-/Geberzylinderanordnung in einer ersten Stellung des Fußpedals 10, Fig. 2 zeigt ein demgegenüber um einen Weg x1 betätigtes Fußpedal 10. Wie zu erkennen ist, bewegt sich die Rolle 16 entlang der Kulisse 15 und lenkt dabei den Hebel 12 aus. Dadurch wird der zweite Geberzylinderkolben 11 zusammengedrückt. Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Pedalkraft über den Pedalweg. Die Größenangaben der Pedalkraft in N bzw. des Pedalweges in mm sind hier nur zur Verdeutlichung der Relation zwischen dem erfindungsgemäßen Pedalkraftverlauf und dem Pedalkraftverlauf nach Stand der Technik zu verstehen. In Fig. 3 aufgetragen ist die Pedalkraft in Newton über dem Pedalweg in mm. Dabei wird davon ausgegangen, dass der hydraulische Geberzylinder 2 über einen nicht dargestellten Nehmerzylinder mit einer Fahrzeugkupplung verbunden ist. Die Fahrzeugkupplung erzeugt über den Nehmerzylinder eine Gegenkraft abhängig vom Betätigungsweg. Insofern ist der Kraftverlauf auch von der verwendeten Kupplung abhängig. In Fig. 3 dargestellt ist ein Kraftverlauf A nach Stand der Technik sowie ein Kraftverlauf B mit einer erfindungsgemäßen Pedal-/ Geberzylinderanordnung 1. Wie aus dem Kurvenverlauf zu erkennen ist, weist der Pedalkraftverlauf A nach Stand der Technik ein ausgeprägtes Maximum auf. Dieses kann durch eine erfindungsgemäße Pedal-/ Geberzylinderanordnung 1 zu einem flacheren Verlauf gemäß der Kurve B verändert werden. Bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Pedal-/ Geberzylinderanordnung 1 in einem hydraulischen System zur Betätigung einer Fahrzeugkupplung kann also die erforderliche Maximalkraft, diese ist im Verlauf der Pedalkraft gemäß der Kurve A bei etwa 80 mm Pedalweg, wesentlich abgesenkt werden. Während im Pedalkraftverlauf nach Stand der Technik etwa 130 N Pedalkraft auftreten, sind dies bei der erfindungsgemäßen Pedal- /Geberzylinderanordnung 1 nur noch etwa 100 N. Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Geberzylinders 2 mit einem ersten Geberzylinder 3 und einem zweiten Geberzylinder 4, die entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 etwa rechtwinklig zueinander angeordnet sind. In Fig. 1 , 2 und 4 sind gleiche Teile gleich bezeichnet. Der erste Geberzylinder 3 und der zweite Geberzylinder 4 wirken auf den gemeinsamen Druckraum 5. Der erste Geberzylinderkolben 6 wird mittels einer Primärdichtung 23 und einer Sekundärdichtung 24 gegenüber einem mit der Nachlaufleitung 18 verbundenen Nachlaufraum bzw. der Umgebung abgedichtet. Bei einer Betätigung des ersten Geberzylinderkolbens 6 dichtet die Primärdichtung 23 den gemeinsamen Druckraum 5 gegenüber dem Nachlaufraum, der mit der Nachlaufleitung 18 verbunden ist, ab. In einer so genannten Schnüffelstellung, dies ist die vollständig entlastete Stellung, bei der also der erste Geberzylinderkolben 6 in einer möglichst weit aus dem Druckraum 5 herausgezogenen Endstellung ist, werden Schnüffelnute, Schnüffelbohrung oder dergleichen freigegeben, die eine Verbindung zwischen dem gemeinsamen Druckraum 5 und dem mit der Nachlaufleitung 18 verbundenen Nachlaufraum 33 herstellen. Dabei sorgt die Sekundärdichtung 24 für eine Abdichtung des Nachlaufraumes 33 bzw. des Druckraumes 5 gegenüber der Umgebung. Die Sekundärdichtung 24 ist in einem becherförmigen Vorderteil 25 eines Kolbenträgers 26 angeordnet. Der Kolbenträger umfasst eine Ringnut 27, in der ein Dichtring 28 zur Abdichtung gegenüber dem Geberzylindergehäuse 29 angeordnet ist. Der Kolbenträger 26 kann mit dem Geberzylindergehäuse 29 z.B. verpresst oder verklebt sein oder mittels einer Bajonettverbindung befestigt sein. Der Kolbenträger 26 wird in Richtung des Fußpedals 10 von einem Deckel 30 abgedeckt. In axialer Richtung in Richtung des Druckraumes 5 drückt der Kolbenträger 26 ein Distanzelement 31, das im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, auf die Primärdichtung 23. Dadurch wird die Primärdichtung 3 in einem Dichtungssitz 32 gedrückt, der im Wesentlichen eine Stufenbohrung mit einem Durchmesser größer als dem Durchmesser des Druckraumes 5 ist. Die Bohrung des Distanzelements 31 bzw. den Kolbenträger 26 in dem Geberzylindergehäuse 29 weist einen geringfügig größeren Durchmesser auf als die Bohrung für die Primärdichtung 23. Zwischen dem Distanzelement 31 und dem ersten Geberzylinderkolben 6 sowie in axialer Richtung begrenzt durch die Primärdichtung 23 und die Sekundärdichtung 24 wird der Nachlaufraum 33 eingeschlossen.
Der zweite Geberzylinderkolben (Zusatzkolben) 11 weist einen zylindrischen Grundkörper 34 auf, der mit einer den zweiten Geberzylinder 4 bildenden Bohrung einen beweglichen Sitz (spielbehafteten Sitz) hat. In Richtung des Druckraumes 5 weist der zylindrische Grundkörper 34 ein im Querschnitt T-förmiges Vorderteil 35 auf, welches einen Dichtungsring 35 trägt. Der Dichtungsring 35 ist durch das T-förmige Vorderteil 35 formschlüssig mit dem zweiten Geberzylinder 11 verbunden und dichtet den Druckraum 5 gegenüber der Umgebung ab. Bei dem Dichtungsring 36 kann es sich beispielsweise um einen Gummiring oder einen gummierten Stahlring oder dergleichen handeln. Auf der dem Druckraum 5 abgewandten Seite und damit der dem Hebel 12 zugewandten Seite des Geberzylinderkolbens 11 ist die Betätigungsnocke 14 angeordnet, die über die schalenartige Ausnehmung 22 des Hebels 12 betätigt wird. Der Hebel 12 weist eine Kröpfung 37 auf der dem Fußpedal 10 zugewandten Seite des Hebeldrehpunkts 13 auf. Durch die Kröpfung 37, die im Wesentlichen eine gegenüber der durch die mechanische Übertragung 8 gebildeten Ebene in Fig. 4 geneigt ist, wird der Abstand a zwischen einer Kulissenaufnahme 38 und der mechanischen Übertragung 8 vergrößert, so dass der Hebeldrehpunkt 13 dadurch näher an das Geberzylindergehäuse 29 gerückt werden kann. Der Hebeldrehpunkt 13 ist z.B. als Welle oder dergleichen an einem Flansch 39 des Geberzylindergehäuses 29 gelagert. Die Kulisse 15 ist an einem von dem Hebel 12 getrennten eigenständigen Modul 40 angeordnet. Das Kulissenmodul 40 wird mit dem Hebel 12 stoffschlüssig, formschlüssig oder dergleichen verbunden, also z.B. angeschraubt, angeschweißt, oder dergleichen. Das Kulissenmodul 40 ist von dem Hebel 12 getrennt gefertigt, da auf diese Art und Weise durch Austauschen des Kulissenmoduls 40 unterschiedliche Anforderungen an die Charakteristik des hydraulischen Geberzylinders für verschiedene Anwendungen bewirkt werden können. Während also andere Bauteile der Darstellung der Fig. 4 gleich bleiben, wird durch schlichtes Auswechseln des Kulissenmoduls 40 und einer anderen darin eingebrachten Kulisse 15, also einer anderen Oberflächenform, eine andere hydraulische Charakteristik, dies ist die Beziehung zwischen dem Pedalweg X gemäß Fig. 1 und 2 und dem an dem hydraulischen Ausgang 19 messbaren Druck sowie Volumenstrom, bewirkt.
Bezugszeichenliste
Pedal-/Geberzylinderanordnung
Geberzyünder
Erster Hydraulikzylinder
Zweiter Hydraulikzylinder
Druckraum
Erster Geberzylinderkolben
Gelenk
Mechanische Übertragung
Pedalbefestigung der mechanischen Übertragung
Fußpedal
Zweiter Geberzylinderkolben (Zusatzkolben)
Hebel
Hebeldrehpunkt
Betätigungsnocke
Kulisse
Rolle
Pedaldrehpunkt
Nachlaufleitung
Hydraulischer Ausgang
Pedalfläche
Richtungspfeil
Schalenartige Ausnehmung
Primärdichtung
Sekundärdichtung
Becherförmiger Vorderteil
Kolbenträger
Ringnut
Dichtring
Geberzylindergehäuse
Deckel
Distanzelement
Dichtungssitz
Nachlaufraum
Zylindrischer Grundkörper
Vorderteil
Dichtungsring
Kröpfung
Kulissenaufnahme
Flansch
Kulissenmodul

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zur Druckaufschlagung eines hydraulischen Systems, insbesondere eines hydraulischen Systems zur Betätigung einer Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein Betätigungsmittel (10), das mit einem hydraulischen Geberzylinder (2) mechanisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Geberzylinder (2) mindestens zwei Druckerzeugungseinheiten (3, 4) umfasst, die mit dem gleichen hydraulischen Ausgang (19) der hydraulischen Druckerzeugungseinheit (2) verbunden sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungseinheiten (3, 4) ein erster Hydraulikzylinder (3) mit einem ersten Geberzylinderkolben (6) und ein zweiter Hydraulikzylinder (4) mit einem zweiten Geberzylinderkolben (11) sind.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydraulikzylinder (3) und der zweite Hydraulikzylinder (4) auf einen gemeinsamen Druckraum (5) einwirken.
4. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Geberzylinderkolben (6) über ein Übertragungsmittel (8) mit dem Betätigungsmittel (10) verbunden ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsmittel (8) eine Schubstange ist, die gelenkig mit dem Betätigungsmittel (10) und/oder dem ersten Geberzylinderkolben (6) verbunden ist.
6. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Geberzylinderkolben (11) über eine Getriebeanordnung (12, 13, 14, 15, 16) mit dem Betätigungsmittel (10) gekoppelt ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (12, 13, 14, 15, 16) einen Hebel (12) umfasst, der mit einem Drehgelenk (13) zwischen dem zweiten Geberzylinderkolben und einem Anlenkpunkt (16) des Betätigungsmittels angeordnet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlenkpunkt (16) eine dem Betätigungsmittel (10) fest zugeordnete Rolle ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (12) an seiner dem Anlenkpunkt (16) zugewandten Seite eine Kulisse (15) aufweist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (15) an einem Kulissenmodul (40), das mit dem Hebel (12) fest verbunden ist, angeordnet ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (12) eine Kröpfung (37) aufweist.
12. Geberzylinder (2) umfassend einen ersten Hydraulikzylinder (3) und einen zweiten Hydraulikzylinder (4), die auf einen gemeinsamen Druckraum (5) einwirken.
13. Geberzylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydraulikzylinder (3) und der zweite Hydraulikzylinder (4) in etwa rechtwinklig zueinander angeordnet sind.
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