Befülleinrichtung für eine hydraulische Kupplungsbetätigungseinrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Kupplungsbetätigungsein- richtung eines Kraftfahrzeugs mit einem Vordruckventil, das zwischen einem Geberzylinder und einem Nehmerzylinder angeordnet ist, wobei das Vordruck¬ ventil zu dem Nehmerzylinder und dem Geberzylinder hin geöffnete Druck¬ kammern aufweist, zwischen denen wenigstens ein mittels eines Federelementes gegen seinen Schließsitz angefederter Schließkörper angeordnet ist, und wobei eine Einrichtung zum Halten des Schließkörpers in einer von dem Schließsitz beabstandeten Stellung vorgesehen ist. In dieser Stellung ist eine Evakuierung für die daran anschließende Befüllung mit Hydrauliköl möglich.

Eine derartige hydraulische Kupplungsbetätigungseinrichtung ist beispielsweise aus dem DE-GM 93 12 968 bekannt. Der Nehmer- und der Geberzylinder sind über Rohr- oder Schlauchleitungen unter Zwischenschaltung des Vordruckven¬ tils miteinander verbunden. Bei der Erstbefüllung derartiger Kupplungsbetäti- gungseinrichtungen ist die Halteeinrichtung aktiviert, so daß die Luft durch das Vordruckventil hindurch abgesaugt wird. Die Halteeh richtung weist zu diesem Zweck eine Klebefolie oder einen Schnappring auf, die so eingesetzt sind, daß der Schließkörper von seinem Schließsitz beabstandet ist. Diese Halteeinrich¬ tung ist im Anschluß an die Befüllung außer Kraft gesetzt. Eine erneute Akivie- rung der Halteeinrichtung ist nicht ohne weiteres möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die gattungsgemäße hydrauli- sehe Kupplungsbetätigungseinrichtung derart weiterzubilden, daß ein mehr¬ maliges Evakuieren der hydraulischen Kupplungsbetätigungseinrichtung auf einfache Art und Weise möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die an einen Druck¬ raum angeschlossene Einrichtung ein Betätigungselement aufweist, das bei einem vorbestimmten Druckgefälle von dem Druckraum zu wenigstens einer der beiden Druckkammern eine Lage einnimmt, in der das Betätigungselement den Schließkörper von seinem Schließsitz beabstandet hält. Wenn beispiels¬ weise der Schließkörper als Kugel und das Betätigungselement kolbenförmig ausgebildet ist, und das vorbestimmte Druckgefälle erreicht ist, drückt das kolbenförmige Betätigungselement die Kugel aus ihren Schließsitz. Bei Unter¬ schreitung dieses vorbestimmten Druckgefälles wird dann die Kugel unter Einwirkung des Federelementes wieder in ihren Schließsitz gedrückt. Diese Vorgänge sind beliebig oft reproduzierbar.

Gemäß Anspruch 2 ist es zweckmäßig, daß ein in einer Bohrung angeordneter Kolben mit seiner einen Stirnseite dem Schließkörper und mit seiner anderen Stirnseite dem Druckraum zugewandt ist, wobei zwischen dem Kolben und dem Schließkörper eine der beiden Druckkammern bzw. ein an eine der Druckkam¬ mern angeschlossener Raum vorgesehen ist. Der Kolben wird in seiner Bohrung einwandfrei geführt, wobei der Kolben in Abhängigkeit von der Richtung des Druckgefälles, bzw. von dem Betrag des Druckgefälles in die eine oder die andere Richtung längs verschoben wird. Je nachdem, wie die Ausbildung von Kolben und Schließkörper erfolgt, wird der Schließkörper aus seinem Schließsitz entweder herausgezogen oder herausgedrückt.

Gemäß Anspruch 3 ist es zweckmäßig, daß der Kolben umfangsseitig mit wenigstens einer gegen die Wand der Bohrung angedrückten Dichtlippe ver¬ sehen ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß eine sichere Trennung der einen oder beider Druckkammern von dem Druckraum gewährleistet ist.

Die Dichtung ist an dem im wesentlichen zylindrisch ausgeführten Kolben gemäß Anspruch 4 dadurch gebildet, daß dieser stirnseitig mit wenigstens einer ringförmigen Ausnehmung und umfangsseitig mit wenigstens einer Einschnürung versehen, wobei die Dichtlippe von der Einschnürung und der ringförmigen Ausnehmung begrenzt ist. In diesem Fall ist die Dichtlippe in vorteilhafter

Weise einstückig mit dem Kolben ausgebildet, was insbesonder im Spritzgie߬ verfahren eine preiswerte Herstellung erlaubt.

Gemäß Anspruch 5 ist es zweckmäßig, daß die Einrichtung eine Membran aufweist, die zwischen dem Druckraum und wenigstens einer der beiden Druckkammern angeordnet ist, wobei eine von beiden Membranseiten mit dem Betätigungselement versehen ist. Im einfachsten Fall ist die Membran an ihren Rändern fest eingespannt und mit ihren Membranseiten zwischen in Richtung auf den Druckraum und in Richtung auf wenigstens eine der beiden Druckkam- mern unter gummielastischer Verformung bewegbar. Das Betätigungselement kann gemäß Anspruch 6 als in einer Bohrung längsverschieblich geführter Stößel ausgebildet sein, dessen freies Stößelende dem Schließkörper zugewandt ist. Die eine oder beide Druckkammern sind mittels der Membran von dem Druckraum getrennt, so daß der Stößel weder gas- noch flüssigkeitsdicht an der Bohrungswand anliegen muß.

Gemäß Anspruch 7 ist es zweckmäßig, daß die scheibenförmig ausgebildete Membran im Querschnitt gesehen ein Sinusprofil aufweist. Diese Ausbildung gewährleistet eine leichte Verformbarkeit der Membran in ihren Arbeitsrichtun- gen. Die Membran kann beispielsweise aus Blech gebildet sein.

Gemäß den Ansprüchen 8 und 9 ist die Membran an ihrem äußeren Umfang mit einer Ringdichtung versehen, die einstückig mit der Membran verbunden sein kann. Wenn sowohl die Ringdichtung als auch die Membran aus Elastomer gebildet ist, eignet sich zu deren Herstellung beispielsweise das Spritzgießver¬ fahren.

Gemäß Anspruch 10 ist es zweckmäßig, daß die Membran in einem Raum angeordnet ist, dessen den Membranseiten zugewandte Wände Membranauslen- kungen begrenzen. Wenn beispielsweise in Folge eines zu hohen Druckgefälles die Gefahr besteht, daß die Membran aufgrund zu großer Verformungen reißt, ist durch diese Wände sichergestellt, daß derartige unzulässige Verformungen

nicht auftreten, weil die Membran gegen eine dieser Wände gedrückt wird und nicht weiter ausgelenkt werden kann.

Gemäß Anspruch 11 ist es zweckmäßig, daß ein zweiteiliges Gehäuse des Vordruckventils mittels einer hülsenförmigen Klammer zusammengehalten wird, wobei eine die Gehäusewand durchdringende Ausnehmung axial innerhalb der hülsenförmigen Klammer einerseits zu dem Druckraum hin und andererseits zu einem zwischen dem zweiteiligen Gehäuse und der Klammer gebildeten Spalt hin geöffnet ist. In diesem Fall ist die Druckquelle die Atmosphäre, wobei durch den Spalt sichergestellt ist, daß keine unerwünschten Fremdteile von außen in den Bereich der Einrichtung - beispielsweise die Membran - gelangt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von drei in insgesamt drei Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Vordruckventil der erfindungs¬ gemäßen hydraulischen Kupplungsbetätigungseinrichtung

Figur 2 einen Teillängsschnitt durch ein weiteres Vordruckventil

Figur 3 einen Ausschnitt des Vordruckventils aus der Figur 2, jedoch mit geänderter Membran.

Das in Figur 1 abgebildete erfindungsgemäße Vordruckventil weist zwei axial benachbarte und zueinander konzentrisch angeordnete, aus Kunststoff gebildete Gehäusehälften 1, 2 auf, an deren voneinander abgewandten Stirnseiten ein Anschluß 3 und ein Anschluß 4 ausgebildet sind. Mit diesen Anschlüssen 3, 4 sind nicht dargestellte Rohr- bzw. Schlauchleitungen verbunden, wobei der Anschluß 3 einem ebenfalls nicht dargestellten Geberzylinder, und wobei der Anschluß 4 einem ebenfalls nicht dargestellten Nehmerzylinder zugeordnet ist. Zwischen einander zugewandten Stirnseiten der beiden Gehäusehälften 1, 2 ist eine Scheibe 5 angeordnet. Die aus Kunststoff gebildete Scheibe 5 ist in einer Bohrung 6 der Gehäusehälfte 2 flüssigkeits- und gasdicht eingefügt. Die Gehäu-

sehälfte 1 ist mit seinem kolbenförmigen Ende 7 in eine Bohrung 8 der Gehäu¬ sehälfte 2 eingefügt. Das kolbenförmige Ende 7 weist eine Umfangsnut 9 auf, in der ein Dichtring 10 eingelegt ist, wobei der Dichtring 10 zwischen der Boh¬ rung 8 und einem Nutgrund 11 der Umfangsnut 9 derart eingespannt ist, daß das Ventilinnere gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Die beiden Gehäusehälften 1, 2 sind mittels einer Klammerhülse 12 fest zusammengehal¬ ten. Die Klammerhülse 12 weist an ihren axialen Enden nach innen ragende Radialborde 13 auf. Die Gehäusehälfte 1 weist eine stirnseitige Haltefläche 14 und die Gehäusehälfte 2 weist eine stirnseitige Haltefläche 15 auf, die von den Radialborden 13 enganliegend hintergriffen werden.

Die Scheibe 5 weist zwei radial benachbarte Durchgangsöffnungen 16, 17 auf. An einander abgewandten Stirnseiten der Scheibe 5 sind kegelige Ventilsitze 18, 19 ausgebildet, die an die Durchgangsöffnungen 16, 17 anschließen. Zu jedem der beiden kegeligen Ventilsitze 18, 19 gehört eine Kugel 20, 21, die je durch eine Schraubendruckfeder 22, 23 gegen ihren Ventilsitz 18, 19 angedrückt ist. Die eine Schraubendruckfeder 22 ist an der Gehäusehälfte 1 und die andere Schraubendruckfeder 23 ist. an der Gehäusehälfte 2 abgestützt. Die Gehäuse¬ hälfte 1 ist mit einer Bohrung 24 versehen, wobei ein Kolben 25 in dieser Bohrung 24 axialbeweglich geführt ist. Die Bohrung 24 und der Kolben 25 begrenzen dabei einen Druckraum 26. Über eine Belüftungsbohrung 27 kann der Druckraum be- bzw. entlüftet werden. An seinen beiden axialen Enden ist der Kolben mit umlaufenden, Dichtlippen 28, 29 versehen, deren radial äußere freie Enden gegen die Bohrung 24 angedrückt sind. In der gezeigten Darstellung drückt der Kolben 25 mit seinem der Kugel 21 zugewandten Ende diese Kugel 21 aus ihren Ventilsitz 19, so daß Luft über einen Axialkanal 31 der Gehäuse¬ hälfte 2 durch die Durchgangsöffnung 17 in einen Axialkanal 30 der Gehäuse¬ hälfte 1 abgesaugt werden kann.

Nach dem Evakuieren kann das komplette System mit Hydraulikflüssigkeit befüllt werden, die dabei das Vakuum im System auffüllt. Sobald das Vakuum völlig aufgefüllt ist, ist ein Druckausgleich auf beiden Seiten des Kolbens 25 eingetreten. Spätestens bei der ersten Kupplungsbetätigung wird der Kolben 25

in seine Ruhestellung zurückgeschoben, da dann gegenüber dem Druckraum 26 ein Überdruck im System erzeugt wird. Erst bei einer Neubefüllung unter Zuhilfenahme eines Vakuums wird der Kolben 25 erneut gegen die Kugel 21 geschoben und öffnet somit wieder die Durchgangsöffnung 17.

Wird der Druck auf Seiten des Anschlusses 3 weggenommen - wenn das Kupp¬ lungspedal losgelassen wird - strömt zunächst Hydrauliköl von der Seite des Anschlusses 4 über den Axialkanal 31 unter Überwindung der Federkraft der Schraubendruckfeder 22 durch die Durchgangsöffnung 16 in den Axialkanal 30 der Gehäusehälfte 1. Bei Erreichen eines Vordruckes auf der Seite des Anschlus¬ ses 4 drückt diese Schraubendruckfeder 22 die Kugel 20 gegen ihren Ventilsitz 18, so daß kein weiteres Hydrauliköl durch die Durchgangsöffnung 16 hin¬ durchströmen kann. Dieser Vordruck ist größer als der in dem Druckraum 26 herrschende Druck. Infolge des Vordrucks und der Unterstützung der Schrau- bendruckfeder 23 wird die Kugel 21 gegen ihren Ventilsitz 19 gedrückt. Sobald der Druck in einer der Druckkamern 30, 31 größer ist als der Druck im Druck¬ raum 26, wird der Kolben 25 in diese rückwärtige Position gebracht.

Zu der Ausbildung des Kolbens 25 ist noch anzumerken, daß dieser umfangs- seitig mit einer Einschnürung 32 und stirnseitig mit einer ringförmigen Aus¬ nehmung 33 versehen ist, die an die Dichtlippe 29 angrenzen.

Figur 2 zeigt ausschnittsweise ein ähnliches Vordruckventil wie die Figur 1 , jedoch mit einer modifizierten Halteeinrichtung, die nachstehend näher be- schrieben wird. Ein zylindrischer Membranträger 34 ist in Bohrungen 6, 35 der Gehäusehälften 1, 2 unter Zwischenschaltung von Dichtringen 36 eingefügt, wobei die Dichtringe 36 in Nuten 37 des Membranträgers 34 angeordnet sind. An seiner der Scheibe 5 zugewandten Stirnseite weist der Membranträger 34 eine zylindrische Ausnehmung 38 auf, in die eine Deckscheibe 39 eingepaßt ist. Zwischen dem Boden der zylindrischen Ausnehmung und der Deckscheibe

39 ist eine scheibenförmige Membran 40 mit einer an ihrem Umfang ausgebil¬ deten Ringdichtung 41 derart angeordnet, daß beide Stirnseiten der Membran

40 gas- und flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind. An ihrer einen Stirnseite

ist die Membran 40 mit einem senkrecht dazu und einstöckig mit ihr verbunde¬ nen Stößel 42 versehen, r " in einer Bohrung 43 der Deckscheibe 39 längsver- schieblich geführt ist. Das freie Ende des Stößels 42 ist dabei in ähnlicher Art und Weise wie bei dem weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Kugel 21 zugewandt. Die andere Stirnseite der Membran 40 liegt am Boden der zylindrischen Ausnehmung 38 an, wobei der Membranträger 34 eine Radialboh¬ rung 44 und eine daran anschließende Axialbohrung 45 aufweist, die am Boden der Membran 40 endet. Die Radialbohrung 44 mündet in einen Ringspalt 46, der zwischen einander zugewandten Mantelflächen des Membranträgers 34 und der Gehäusehälften 1, 2 gebildet ist. Zwischen den einander zugewandten axialen Enden der Gehäusehälften 1, 2 und zwischen der Klammerhülse 12 und der Gehäusehälfte 2 sind Schlitze 47, 48 ausgebildet. Unter den Voraussetzun¬ gen, daß außerhalb des Vordruckventils atomsphärischer Druck herscht, und daß beispielsweise von der Seite der Gehäusehälfte 1 her ein Vakuum an das Vordruckventil gelegt wird, ist folgende Wirkungsweise dieses erfindungsgemä¬ ßen Vordruckventils zu beobachten. Das Vakuum gelangt durch den Axialkanal 30 und die Bohrung 43 bis zu der Membran 40. Auf die Membran 40 wirkt von der anderen Seite der atmosphärische Druck, der über die Schlitze 48, 47 und die Radialbohrung 44 und die Axialbohrung 45 zu der Membran 40 gelangt. Infolge des Druckgefälles wird die Membran 40 derart ausgelenkt, daß der Stößel 42 die Kugel 21 aus ihren Ventilsitz 19 herausdrückt. Auf diese Weise kann Luft von der Seite der Gehäusehälfte 1 her zur Seite der Gehäusehälfte 2 so lange abgesaugt werden, bis das komplette hydraulische Kupplungsbetäti- gungssystem evakuiert ist. Die Auslenkungen der Membran 40 sind einerseits durch den Boden der zylindrischen Ausnehmung 38 und andererseits durch eine kegelige Mantelfläche der Deckscheibe 39 begrenzt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Membran 40 keine Risse infolge zu großer Dehnungen bekommt.

Figur 3 zeigt eine weitere Variante für die Membran 40, die in diesem Fall gewellt ist, und bei der die Ringdichtung 41 ein separates Bauteil darstellt. Die Begrenzungsfläche für die Membran 40 an der Deckscheibe 39 ist gegenüber Figur 2 an die gewellte Form der Membran 40 angepaßt.

Bezugszeichen

1 Gehäusehälfte 25 Kolben

2 Gehäusehälfte 26 Druckraum

3 Anschluß 27 Belüftungsbohrung

4 Anschluß 28 Dichtlippe

5 Scheibe 29 Dichtlippe 6 Bohrung 30 Axialkanal

7 kolbenförmiges Ende 31 Axialkanal

8 Bohrung 32 Stift

9 Umfangsnut 33 Axialbohrung

10 Dichtung 34 zylindrischer Membranträger 1 1 Nutgrund 35 Bohrung

12 Klammerhülse 36 Dichtring

13 Radialbord 37 Nut

14 Haltefläche 38 Ausnehmung

15 Haltefläche 39 Deckscheibe 16 Durchgangsöffnung 40 scheibenförmige Membran

17 Durchgangsöffnung 41 Ringdichtung

18 kegeliger Ventilsitz 42 Stößel

19 kegeliger Ventilsitz 43 Bohrung

20 Kugel 44 Radialbohrung 21 Kugel 45 Axialbohrung

22 Schraubendruckfeder 46 Ringspalt

23 Schraubendruckfeder 47 Schlitz

24 Bohrung 48 Schlitz