DE10018630A1 - Betätigungseinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung (10) für eine im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Nutz-Kraftfahrzeugs wie etwa ein Lastkraftwagen, zwischen einer Antriebseinheit und einer Getriebeanordnung angeordnete Reibungskupplung, umfassend eine Druckmittelkraftzylinderanordnung (28), unter deren Vermittlung die Reibungskupplung über ein eine Ausrücklageranordnung (40) aufweisendes Ausrückorgan (28) betätigbar ist, eine eine Ist-Ausrückung oder/und momentane Ausrückorganposition erfassende Messanordnung (16), eine mit einer Druckmittelquelle (63), mit einer Druckausgleichsöffnung (66) oder einem Druckausgleichsreservoir und mit der Druckmittelkraftzylinderanordnung (28) verbundene Steuer/Regel-Ventilanordnung (14), über die die Druckmittelkraftzylinderanordnung in Abhängigkeit von der Ist-Ausrückung beziehungsweise momentanen Ausrückorganposition und einer vorgebbaren Soll-Ausrückung betätigbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Betätigungseinrichtung definiert zwischen einem Nichtbetätigungszustand und einem Betätigungszustand verstellbar ist, wobei die Ausrücklageranordnung (40) im Nichtbetätigungszustand von einer zugeordneten Ausrückkraftempfangsanordnung, gegebenenfalls Einrückfederanordnung, der Reibungskupplung entkoppelt ist und im Betätigungszustand mit der Ausrückkraftempfangsanordnung gekoppelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Nutz-Kraftfahr­ zeugs wie etwa ein Lastkraftwagen, zwischen einer Antriebseinheit und einer Getriebeanordnung angeordnete Reibungskupplung, umfassend eine Druckmittelkraftzylinderanordnung, unter deren Vermittlung die Reibungs­ kupplung über ein eine Ausrücklageranordnung aufweisendes Ausrückorgan betätigbar ist, eine eine Ist-Ausrückung oder/und momentane Ausrück­ organposition erfassende Messanordnung, eine mit einer Druckmittelquelle, mit einer Druckausgleichsöffnung oder einem Druckausgleichsreservoir und mit der Druckmittelkraftzylinderanordnung verbundene Steuer/Regel- Ventilanordnung, über die die Druckmittelkraftzylinderanordnung in Abhängigkeit von der Ist-Ausrückung beziehungsweise momentanen Ausrückorganposition und einer vorgebbaren Soll-Ausrückung betätigbar ist.

Eine derartige Betätigungseinrichtung ist beispielsweise aus der DE 197 16 600 A1 bekannt, deren Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.

Es hat sich herausgestellt, dass betreffend die Lebensdauer von Antriebs­ strängen, insbesondere von Nutz-Kraftfahrzeugen, die Ausrücklageranord­ nung der zur Kupplungsbetätigung dienenden Betätigungseinrichtung zunehmend als das schwächste Glied im Antriebsstrang anzusehen ist. Die Lebensdauer des Antriebsstrangs ist für Kfz-Hersteller und deren Zulieferer ein wichtiges Wettbewerbsmerkmal. Ideal wäre es, wenn alle Komponenten so lange halten würden wie der Motor, beispielsweise 800.000 bis 1 Million Kilometer auf Grundlage von in Europa herrschenden Bedingungen.

Betreffend in USA herrschenden Bedingungen kann sogar schon von Laufzeiten größer als 1 Million Kilometer ausgegangen werden.

Im Hinblick auf Lohnkosten und Ausfallzeiten der Fahrzeuge spielt die Kilometerleistung bis zur ersten Motor/Getriebe-Demontage eine wichtige Rolle. In der Vergangenheit mussten die Kupplungsbeläge aufgrund des früher vergleichsweise hohen Belagverschleißes mindestens einmal während der Motorlebensdauer erneuert werden. Bei dieser Gelegenheit wurde auch das relativ billige Ausrücklager vorsorglich gewechselt, so dass bis vor Kurzem Ausrücklager, in der Regel in unabgedichteter Ausführung, trotz ungünstiger Betriebsbedingungen (beispielsweise Temperatur und Staub) nicht auffällig wurden und in der Regel keine vorzeitigen Reparatur- oder Wartungsmaßnahmen erforderten. Diese Situation gilt nach wie vor für Verteiler- und Baustellenfahrzeuge, bei denen die zwischenzeitlichen Belag- und zweckmäßigerweise auch Ausrücklagererneuerungen auch heute noch erforderlich sind und praktiziert werden. Im Fernverkehr hingegen halten die Kupplungen einschließlich der Kupplungsbeläge zunehmend genauso lange wie der Motor, so dass nunmehr die Lebensdauer des Ausrücklagers eine Rolle spielt. Um die Lebensdauer des Ausrücklagers zu erhöhen, wurde dieses besser abgedichtet und es wurden in den Kupplungsglocken vorgesehene Öffnungen so weit geschlossen, wie es praktikabel erschien. Die auf Grundlage dieser Ansätze erzielten Ergebnisse können aber noch nicht befriedigen.

Die Erfindung trachtet, im Bezug auf die Lebensdauer des Ausrücklagers eine deutliche Verbesserung zu bringen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Betätigungseinrichtung definiert zwischen einem Nichtbetätigungszustand und einem Betätigungszustand verstellbar ist, wobei die Ausrücklageranordnung im Nichtbetätigungs­ zustand von einer zugeordneten Ausrückkraftempfangsanordnung, gegebenenfalls Einrückfederanordnung, der Reibungskupplung entkoppelt ist und im Betätigungszustand mit der Ausrückkraftempfangsanordnung gekoppelt ist.

Der Erfindung liegt die Überlegung beziehungsweise Erkenntnis zugrunde, dass zumindest bei im Fernverkehr eingesetzten Fahrzeugen die Reibungs­ kupplung nur etwa 100 bis 200 Stunden der Gesamtbetriebsdauer im voll- oder teilausgerückten Zustand läuft. Nur während dieser Zeit überträgt das Ausrücklager die zur Kupplungsbetätigung dienende Ausrückkraft. Den Rest der Betriebszeit dreht das Ausrücklager in der Regel unter einer Vorlast von etwa 2 bis 3% der maximalen Ausrückkraft mit der Kurbelwellendrehzahl.

Legt man eine Motorlebensdauer von etwa 15.000 Stunden im Falle von Motoren mit mehr als 10 Litern Hubraum zugrunde (diese Lebensdauer entspricht im Fernverkehr bei einer angenommenen Durchschnittsgeschwin­ digkeit von 60 km etwa einer zurückgelegten Strecke von 900.000 km, während im Verteiler- und Baustellenverkehr die Strecke wegen der niedrigeren Durchschnittsgeschwindigkeit entsprechend kürzer ist), so ergibt sich eine Gesamtausrückzeit von etwa 1% der Betriebsdauer. 99% der Betriebsdauer läuft das Lager leer und überträgt Motorvibrationen auf das Ausrücksystem. In der Class-8-Fahrzeugklasse in den USA ergibt sich sogar noch ein größeres Missverhältnis zwischen der Kupplungsübertragung und der Leerlaufzeit des Lagers, weil in dieser Fahrzeugklasse ohne Kupplungs­ betätigung geschaltet wird. Die Kupplung wird nur zum Anfahren und Rangieren gebraucht; man kann deshalb von einer Kraftübertragungsdauer von etwa insgesamt nur 50 Stunden ausgehen.

Von diesem Hintergrund eröffnet die erfindungsgemäße Ausbildung der 4 Betätigungseinrichtung die Möglichkeit einer außerordentlichen Steigerung der Lebensdauer der Ausrücklageranordnung. Für Betriebszeitperioden, in denen die Kupplung nicht zu betätigen ist beziehungsweise eine Kupplungs­ betätigung nicht ansteht, kann die Betätigungseinrichtung in den Nicht- Betätigungszustand verstellt werden, in dem die Ausrücklageranordnung von der Ausrückkraftempfangsanordnung entkoppelt ist mit dement­ sprechender Schonung der Ausrücklageranordnung. Die Betätigungsein­ richtung braucht nur für Kupplungsbetätigung sowie gegebenenfalls in Erwartung einer bevorstehenden Kupplungsbetätigung in den Betätigungs­ zustand überführt werden, um die Ausrücklageranordnung mit der Ausrückkraftempfangsanordnung zu koppeln. Kurz gesagt kann durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Betätigungseinrichtung erreicht werden, dass die Ausrücklageranordnung nur dann mitläuft, wenn sie tatsächlich gebraucht wird beziehungsweise erwartet wird, dass eine Kupplungs­ betätigung ansteht. Die Ausrücklageranordnung unterliegt dementsprechend einem geringeren Verschleiß und ist deshalb zuverlässiger und hat eine höhere Lebensdauer.

Nach einem anderen Gesichtspunkt gibt die erfindungsgemäß erreichte größere Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Ausrücklageranordnung die Möglichkeit, weniger aufwendige und damit kostengünstige Ausrücklager­ komponenten einzusetzen.

Neben dem erläuterten Vorteil einer erhöhten Lebensdauer und damit einhergehenden höheren Zuverlässigkeit der Ausrücklageranordnung ergibt sich der Vorteil, dass durch Verstellen der Betätigungseinrichtung in den Nichtbetätigungszustand die direkte Übertragung von Motorvibrationen auf das Ausrücksystem unterbunden oder zumindest stark abgeschwächt werden kann. Durch Motorvibrationen induzierte Mikrobewegungen in der Druckmittelkraftzylinderanordnung, beispielsweise einer Pneumatikkraftzylin­ deranordnung (gegebenenfalls einen pneumatischen Ringzylinder), tragen zum Verschleiß der zwischen Druckmittelkolben und Zylinder wirksamen Dichtungen bei, so dass durch die Reduktion beziehungsweise Unterbindung von auf Motorvibrationen zurückgehenden Mikrobewegungen der Druck­ mittelkraftzylinderanordnung eine erhöhte Lebensdauer der Dichtungen und damit eine Verlängerung des wartungsfreien Betriebszeitraums der Druckmittelkraftzylinderanordnung erreicht wird.

Das Vorsehen eines Nichtbetätigungszustands, in den die Betätigungsein­ richtung verstellbar ist, bedeutet aber andererseits gewissermaßen einen Paradigmenwechsel sowie in mancher Hinsicht auch die Aufgabe von herkömmlich auf einfache Weise erreichten Vorteilen. So erfordert das Verstellen der Betätigungseinrichtung vom Nichtbetätigungszustand in den Betätigungszustand eine gewisse Zeit, so dass die erfindungsgemäße Ausbildung der Betätigungseinrichtung die Einführung einer die Reaktions­ geschwindigkeit der Betätigungseinrichtung begrenzenden Zeitkonstante gleichkommt, zumindest dann, wenn keine gesonderten, diese Zeitkonstante zumindest relativierenden Zusatzmaßnahmen getroffen werden. Wird der Nichtbetätigungszustand durch Einführung von Spiel beziehungsweise eines Totgangs realisiert, so bedeutet die Einführung des Nichtbetätigungs­ zustands einen Verlust an Ausrückweg, wodurch das zum Ausrücken erforderliche Kraftniveau ansteigt. Im Zusammenhang mit hydraulischen Kupplungsbetätigungseinrichtungen war es deshalb eine reine Selbstver­ ständlichkeit, dass das Kupplungsbetätigungssystem spielfrei auszuführen war. Hierdurch konnte überdies auf einfache Weise erreicht werden, dass etwa ein einen hydraulischen Geberzylinder betätigendes Kupplungspedal aufgrund eines über eine Schnüffelbohrung im Geberzylinder erreichten Verschleißausgleichs stets eine vom Belagverschleiß unabhängige Position einnahm. Der Verzicht auf einen spielbedingten Leerweg ergab überdies eine günstige Pedalkennlinie bei niedrigem Pedalkraftniveau.

Betreffend die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung wird als besonders bevorzugte Weiterbildung vorgeschlagen, dass die Betätigungseinrichtung in einen Betätigungsbereitschaftszustand verstellbar ist, in dem die Ausrücklageranordnung mit der Ausrückkaftempfangsanordnung gekoppelt oder - unter höchstens geringfügiger Verstellung - koppelbar ist. Nach der vorgeschlagenen Weiterbildung kann die Betätigungseinrichtung beispiels­ weise dann in den Betätigungsbereitschaftszustand verstellt werden, wenn eine Kupplungsbetätigung ansteht oder eine solche zumindest prognostiziert wird. Die der Betätigungseinrichtung für eine Kupplungsbetätigung aus dem Betätigungsbereitschaftszustand heraus zuzuschreibende Zeitkonstante ist wesentlich kleiner als die erwähnte Zeitkonstante, die einer Kupplungs­ betätigung aus dem Nichtbetätigungszustand heraus zuzuschreiben ist. Es lassen sich auf Grundlage des Weiterbildungsvorschlags kurze Reaktions­ zeiten erreichen, wie sie beispielsweise für sogenannte Split-Schaltungen erforderlich sind.

Der Betätigungszustand, der Nichtbetätigungszustand und gegebenenfalls der Betätigungsbereitschaftszustand können auf verschiedene Weise charakterisierbar sein. Beispielsweise kann der Betätigungszustand dadurch charakterisiert sein, dass die Ausrücklageranordnung im Betätigungszustand eine Ausrückkraft zwischen dem Ausrückorgan (gegebenenfalls ein Ausrückkolben der Druckmittelkraft-Zylinderanordnung) und der Ausrück­ kraftempfangsanordnung überträgt, während der Nichtbetätigungszustand dadurch charakterisiert sein kann, dass die Ausrücklageranordnung im Nichtbetätigungszustand keine wesentliche Ausrückkraft oder Vorlastkraft zwischen dem Ausrückorgan und der Ausrückkraftempfangsanordnung überträgt. Der Betätigungsbereitschaftszustand kann dadurch charakterisiert sein, dass die Ausrücklageranordnung im Betätigungsbereitschaftszustand mit der Ausrückkraftempfangsanordnung gekoppelt ist und eine Vorlastkraft zwischen dem Ausrückorgan und der Ausrückkraftempfangsanordnung überträgt.

Die Ausrücklageranordnung kann ein sich mit der Kupplung gegebenenfalls mitdrehendes erstes Lagerteil und ein am Ausrückorgan drehfest angeord­ netes zweites Lagerteil umfassen. In diesem Fall kann der Betätigungs­ zustand dadurch charakterisiert sein, dass im Betätigungszustand eine Drehmitnahmeverbindung zwischen der Kupplung und dem ersten Lagerteil über die Ausrückkraftempfangsanordnung hergestellt ist, während der Nichtbetätigungszustand dadurch charakterisiert sein kann, dass im Nichtbetätigungszustand diese Drehmitnahmeverbindung unterbrochen ist. Der Betätigungsbereitschaftszustand kann dadurch charakterisiert sein, dass im Betätigungsbereitschaftszustand die Ausrücklageranordnung mit der Ausrückkraftempfangsanordnung gekoppelt und die Drehmitnahmever­ bindung zwischen der Kupplung und dem ersten Lagerteil über die Ausrückkraftempfangsanordnung hergestellt ist.

Der Nichtbetätigungszustand kann auf einfache Weise dadurch realisiert werden, dass im Ausrücksystem ein Totgangweg derart eingeführt wird, dass die Ausrücklageranordnung im Nichtbetätigungszustand eine Wartepo­ sition einnimmt, die gegenüber einer einem vollständig eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung entsprechenden Betriebsposition um den Totgangweg verstellt ist. In diesem Fall kann die Ausrücklageranordnung im Betätigungsbereitschaftszustand, sofern vorgesehen, eine Bereitschafts­ position einnehmen, die dem vollständig eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung im Wesentlichen entspricht.

Es kann eine in Richtung zur Warteposition vorspannende Verstellfeder­ anordnung vorgesehen sein, unter deren Vermittlung die Ausrücklageranord­ nung in die Warteposition überführbar ist. Eine derartige Verstellfederanord­ nung ist insbesondere interessant für eine einfach wirkende Druckmittel­ kraftzylinderanordnung, bei der aufgrund des Totgangwegs die Ausrück­ kraftempfangsanordnung, gegebenenfalls Einrückfederanordnung (beispiels­ weise Membranfederanordnung), nicht zur Verfügung steht, die Ausrück­ lageranordnung in die Warteposition zu überführen.

Im Falle einer doppelwirkend ausgeführten Druckmittelkraftzylinderanord­ nung kann die Ausrücklageranordnung allerdings unter Vermittlung der Druckmittelkraftzylinderanordnung in die Warteposition überführbar sein.

Die Warteposition kann auf besonders einfache Weise durch einen mechanischen Anschlag definiert sein, der regelmäßig eine verschleißunab­ hängige Warteposition definieren wird, so dass der Kupplungsverschleiß mit einer Änderung des Totgangwegs einhergeht, sofern man nicht ent­ sprechende Verschleißausgleichsvorkehrungen trifft.

Generell ist es möglich, dass die Warteposition entsprechend einem Verschleißzustand der Reibungskupplung variabel ist, beispielsweise wenn man unabhängig vom momentanen Verschleißzustand der Kupplung einen konstanten, gegebenenfalls sehr kurzen Totgangweg (ein kleines definiertes Spiel) vorsehen möchte, etwa um kurze und verschleißunabhängige Betätigungszeiten zu gewährleisten. Die Warteposition kann beispielsweise völlig unabhängig von einem mechanischen Anschlag über die Druckmittel­ kraftzylinderanordnungdurchdruckmittelbasierte Lage-Regelung/Steuerung (etwa pneumatische Lage-Regelung/Steuerung oder hydraulische Lage- Regelung/Steuerung) eingestellt und eingehalten werden, wobei die Kraft einer gegebenenfalls vorgesehenen Verstellfeder- oder Rückholfederanord­ nung dann durch den Druckmitteldruck im Gleichgewicht gehalten werden kann.

Betreffend das Halten der Ausrücklageranordnung in der Warteposition im Nichtbetätigungszustand wird ferner vorgeschlagen, dass im Nichtbetäti­ gungszustand die Ausrücklageranordnung unter Vermittlung der Druck­ mittelkraftzylinderanordnung oder/und unter Vermittlung der Verstellfeder­ anordnung oder/und unter Vermittlung von Reibkräften in der Warteposition gehalten wird.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Betätigungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Betätigungseinrichtung eine Steuer/­ Regel-Einheit zugeordnet ist, die die Betätigungseinrichtung bedarfsabhängig zwischen dem Nichtbetätigungszustand und dem Betätigungszustand oder zwischen dem Nichtbetätigungszustand, dem Betätigungsbereitschafts­ zustand und dem Betätigungszustand verstellt und im Betätigungszustand über die Steuer/Regel-Ventilanordnung die Druckmittelkraftzylinderanord­ nung in Abhängigkeit von der Ist-Ausrückung beziehungsweise momentanen Ausrückorganposition und der vorgebbaren Soll-Ausrückung betätigt zur Betätigung der Kupplung. Hierdurch lassen sich sehr kurze effektive Betätigungszeiten erreichen, die sogar den diesbezüglich sehr hohen Anforderungen von Splitschaltungen genügen. So könnte eine von der Steuer/Regel-Einheit realisierte Verstellstrategie vorsehen, dass in unteren Gängen der Getriebeanordnung, in denen die Schaltvorgänge regelmäßig schnell hintereinander erfolgen, die Betätigungseinrichtung in den Betäti­ gungsbereitschaftszustand verstellt beziehungsweise in diesem belassen wird, so dass die Ausrücklageranordnung dauerhaft mitläuft. In oberen Gängen könnte die Betätigungseinrichtung hingegen in den Nichtbetäti­ gungszustand verstellt werden, so dass die Ausrücklageranordnung nicht mitläuft und dementsprechend geschont wird. Die Verstellung der Betäti­ gungseinrichtung zwischen den verschiedenen Zuständen durch die Steuer/Regel-Einheit könnte auf Grundlage von verschiedenen Informationen erfolgen, die beispielsweise durch ein Fahrgeschwindigkeitssignal oder/und ein Schaltgruppensignal der Getriebeanordnung der Steuer/Regel-Einheit geliefert werden.

Die Einwirkung der Steuer/Regel-Einheit auf die Betätigungseinrichtung beziehungsweise auf die von dieser eingenommenen Zustände kann über die Steuer/Regel-Ventilanordnung und die Druckmittelkraftzylinderanordnung erfolgen. Hierzu wird speziell erwogen, dass die Steuer/Regel-Einheit zum Verstellen der Betätigungseinrichtung vom Nichtbetätigungszustand in den Betätigungsbereitschaftszustand beziehungsweise vom Nichtbetätigungs­ zustand über den Betätigungsbereitschaftszustand in den Betätigungs­ zustand beziehungsweise vom Nichtbetätigungszustand in einen zum Betätigungszustand zugehörigen Grenzzustand beginnender Kupplungs­ betätigung beziehungsweise vom Nichtbetätigungszustand über den Grenzzustand in den Betätigungszustand die Druckmittelkraftzylinderanord­ nung über die Steuer/Regel-Ventilanordnung betätigt.

Die Ausrücklageranordnung kann im Grenzzustand momentan eine Grenzposition einnehmen, die dem vollständig eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung im Wesentlichen entspricht. In entsprechender Weise kann - wie schon erwähnt - die Ausrücklageranordnung im Betätigungs­ bereitschaftszustand eine Bereitschaftsposition einnehmen, die dem vollständig eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung im Wesentlichen entspricht.

Regelmäßig wird es sinnvoll sein, dass die Verstellung der Betätigungsein­ richtung zwischen den Zuständen (Betätigungszustand, Nichtbetätigungs­ zustand und gegebenenfalls Betätigungsbereitschaftszustand) sowie die Kupplungsbetätigung selbst auf Grundlage von Grenzpositionsangaben beziehungsweise Bereitschaftspositionsangaben erfolgt, die entweder vorgegeben sind oder ermittelt werden. Zur letzteren Möglichkeit wird vorgeschlagen, dass die Steuer/Regel-Einheit auf Grundlage von Messergeb­ nissen der Messanordnung die Bereitschaftsposition beziehungsweise die Grenzposition ermittelt und für die Verwendung im weiteren Betrieb abspeichert.

Ein vorteilhafter Ansatz sieht vor, dass die Steuer/Regel-Einheit die Bereitschaftsposition beziehungsweise die Grenzposition aus einer beim Durchfahren der Bereitschaftsposition beziehungsweise Grenzposition auftretenden Änderung einer Verstellgeschwindigkeit des Ausrückorgans ermittelt, vorzugsweise im Zuge eines Verstellens der Betätigungsein­ richtung zwischen dem Nichtbetätigungszustand, dem Betätigungsbereit­ schaftszustand beziehungsweise Grenzzustand und dem Betätigungs­ zustand. So kann die Steuer/Regel-Einheit als Bereitschaftsposition beziehungsweise als Grenzposition beispielsweise eine Position der Ausrücklageranordnung oder des Ausrückorgans identifizieren, in der im Zuge eines Auskuppelns unter Verstellung der Betätigungseinrichtung vom Nichtbetätigungszustand in den Betätigungszustand die Verstellbewegung des Ausrückorgans durch die Einrückfederanordnung definiert abgebremst wird.

Eine andere Möglichkeit ist, dass die Steuer/Regel-Einheit als Bereitschafts­ position beziehungsweise als Grenzposition eine Position der Ausrücklager­ anordnung oder des Ausrückorgans identifiziert, die einer entspannten Einrückfederanordnung entspricht und in die die Einrückfederanordnung das Ausrückorgan einschließlich der Ausrücklageranordung im Zuge eines vollständigen Einkuppelns verstellt. Beispielsweise kann beim Einkuppeln der Abschluss des Einkuppelvorgangs, nämlich die Entspannung der Aus­ rückfederanordnung (gegebenenfalls Membranfederanordnung) abgewartet und ausgenutzt werden, indem mittels der Messanordnung erfasst wird, in welche Position die Ausrücklageranordnung beziehungsweise der Ausrücker (gegebenenfalls Betätigungskolben) durch die Ausrückfederanordnung verstellt wird.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Steuer/Regel-Einheit eine Prognose­ einheit umfasst, die auf Grundlage von Betriebs- oder/und Fahrzuständen des Fahrzeugs oder/und Betriebs- oder/und Betätigungszuständen des Getriebes oder/und Betriebszuständen der Antriebseinheit oder/und Einwirkungen eines Fahrers die Häufigkeit oder/und Wahrscheinlichkeit von künftigen Kupplungsbetätigungen, insbesondere Auskuppelvorgängen, in einem Vorschau-Zeitintervall prognostiziert und in Abhängigkeit von der Prognose die Betätigungseinrichtung zwischen dem Nichtbetätigungszustand und dem Betätigungsbereitschaftszustand verstellt. Die Prognoseeinheit prognostiziert die Häufigkeit oder/und Wahrscheinlichkeit von künftigen Kupplungsbetätigungen in einem Vorschau-Zeitintervall und ermöglicht damit eine bedarfsabhängige Verstellung der Betätigungseinrichtung zwischen den genannten Zuständen nicht nur bezüglich momentanen Bedarfs, sondern auch bezüglich zukünftigen Bedarfs. Wie oben schon angedeutet wurde, kann hierdurch eine Reduzierung der effektiven Zeitkonstante der Betätigungseinrichtung betreffend die Durchführung von Kupplungsbetätigungen erreicht werden. Überdies kann hierdurch erreicht werden, dass ein ständiges, in kurzen Zeitabständen aufeinander folgendes Verstellen der Betätigungseinrichtung zwischen den genannten Zuständen mit dementsprechend häufiger Beschleunigung der Ausrücklageranordnung aus dem Stillstand zumindest unter normalen, der Prognose zugrundeliegen­ den Fahr- und Betriebsbedingungen vermieden wird. Auf Beschleunigungs­ vorgänge betreffend eine Beschleunigung des Ausrücklagers aus dem Stillstand auf Kupplungsdrehzahl zurückzuführender Verschleiß des Ausrücklagers oder/und auf diese Beschleunigungsvorgänge zurückzufüh­ rende Geräusche können dementsprechend deutlich reduziert werden.

Wie schon erwähnt, kann die Druckmittelkraftzylinderanordnung eine Pneumatikkraftzylinderanordnung sein. Betreffend die Steuer/Regel- Ventilanordnung wird vor allem daran gedacht, eine auf elektrischem Wege ansteuerbare Ventilanordnung vorzusehen.

Die Erfindung betrifft ferner einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, ins­ besondere Nutz-Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, umfassend eine Antriebs­ einheit (regelmäßig ein Verbrennungsmotor), eine Getriebeanordnung und eine zwischen der Antriebseinheit und der Getriebeanordnung angeordnete Reibungskupplung, sowie umfassend eine erfindungsgemäße Betätigungs­ einrichtung. Bei der Getriebeanordnung kann es sich um eine Getriebeanord­ nung von dem regulär ohne Kupplungsbetätigung schaltbaren Typ handeln, wie sie beispielsweise in der Class-8-Fahrzeugklasse in den USA oder im Zusammenhang mit ASG-Konstruktionen etwa des Opticruise-Typs verwendet wird. Die Getriebeanordnung kann aber auch vom zumindest zwischen bestimmten Übersetzungen nur unter Kupplungsbetätigung regulär schaltbaren Typ sein, beispielsweise eine sogenannte Split-Schaltungsgetrie­ beanordnung, für die regelmäßig kurze Kupplungsbetätigungszeiten gefordert werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei für analoge beziehungsweise einander entsprechende beziehungsweise identische Bauteile und Funktions­ elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.

Fig. 1 zeigt eine teilweise schematische Teil-Längsschnittansicht einer Betätigungseinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Reibungs­ kupplung mit einem Druckmittelkraftzylinder, speziell Pneuma­ tikkraftzylinder, im ausgefahrenen Zustand.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Motor, einem Getriebe, einer Reibungskupplung und einer Betätigungseinrichtung für die Reibungskupplung.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Betätigungseinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, beispielsweise entsprechend Fig. 1.

Fig. 4 zeigt den Antriebsstrang der Fig. 2 mit in einen Betätigungs­ bereitschaftszustand oder einen zu einem Betätigungszustand zugehörigen Grenzzustand beginnender Kupplungsbetätigung verstellter Betätigungseinrichtung, wobei ein Ausrücklager der Betätigungseinrichtung im Betätigungsbereitschaftszustand beziehungsweise im Grenzzustand eine Bereitschaftsposition beziehungsweise Grenzposition einnimmt, die dem vollständig eingekoppelten Zustand der Reibungskupplung im Wesentli­ chen entspricht.

Fig. 5 zeigt den Antriebsstrang mit in einen Nichtbetätigungszustand verstellter Betätigungseinrichtung, wobei das Ausrücklager im Nichtbetätigungszustand eine Warteposition einnimmt, die gegenüber der Bereitschaftsposition beziehungsweise Grenzpo­ sition um einen Totgangweg verstellt ist.

Zunächst wird mit Bezugnahme auf Fig. 1 der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise einer Betätigungseinrichtung 10 (auch als Ausrückanord­ nung 10 bezeichenbar) gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben, wie sie beispielsweise bei Nutzfahrzeugen eingesetzt wird. Die Betätigungsein­ richtung 10 ist derart aufgebaut, dass sie eine Drehachse A einer in Fig. 1 nicht dargestellten Kraftfahrzeug-Reibungskupplung im Wesentlichen konzentrisch umgibt und verschiedene Komponenten derselben ringartig aufgebaut sind und die Drehachse A umschließen.

Man erkennt radial außen ein Gehäuse 12 einer Betätigungseinheit 13 der Betätigungseinrichtung 10, in welches eine nachfolgend beschriebene Ventilanordnung 14 integriert ist. Radial innerhalb der Ventilanordnung 14 liegt eine Messanordnung 16, welche ein in Richtung der Drehachse A verlagerbares Messglied 18 aufweist, das in einer im Gehäuse 12 ausgebil­ deten und zu einer axialen Seite offenen Kammer 20 verschiebbar an­ geordnet ist.

An seinem aus der Kammer 20 herausragenden Ende steht das Messglied 18 in Verschiebeeingriff mit einem ringartig ausgebildeten Druckmittel­ kraftkolben 26 (auch als Ausrückkolben 26 bezeichenbar). Der Druckmittel­ kraftkolben 26 gehört zu einer Druckmittelkraftzylinderanordnung 28, die auch als Ausrückzylinderanordnung 28 bezeichenbar ist. Vorliegend handelt es sich bei der Druckmittelkraftzylinderanordnung um eine Pneumatikkraft­ zylinderanordnung. Der als Ringkolben ausgebildete Ausrückkolben 26 ist in Richtung der Drehachse A verlagerbar. Ein Ringzylinderraum 29 wird von einem Rohrteil 30 und einem ringförmigen Wandungsteil 31 mit einem radial äußeren Wandungsabschnitt 32 und einem Bodenabschnitt 33 sowie einem in den Ringzylinderraum 29 eingreifenden Kolbenelement 34 des Aus­ rückkolbens 26 begrenzt. Zwischen dem Ausrückkolben 26, speziell dessen Kolbenelement 34 einerseits und dem Rohrteil 30 und dem Wandungsteil 31 andererseits sind verschiedene Dichtungselemente wirksam, die den Ringzylinderraum 29 druckmitteldicht, insbesondere Pneumatikdicht, abdichten.

Würde man den Ausrückkolben 26 in Richtung auf Anschlag eines mit dem Ausrückkolben 26 festgekoppelten Ausrücklagers 40 an einer zugeordneten Einrückfederanordnung, gegebenenfalls Membranfederanordnung oder Tellerfederanordnung oder dergleichen, der Reibungskupplung vorspannen wollen, so könnte eine entsprechende Vorspann-Druckfeder in den Ringzylinderraum 29 aufgenommen sein. Vorliegend ist in Abweichung von dieser herkömmlich regelmäßig vorgesehenen Vorspannung des Aus­ rückkolbens 26 in Richtung zur als Ausrückkraftempfangsanordnung dienende Einrückfederanordnung eine Vorspannung des Kolbens 26 in entgegengesetzter Richtung mittels einer Vorspann-Zugfederanordnung 38 vorgesehen. Die Vorspann-Zugfederanordnung umfasst mehrere, vorzugs­ weise in regelmäßigen Umfangsabständen um die Ausrückkolben 26 angeordnete Vorspann-Zugfedern, die zwischen dem Ausrückkolben 26 und Befestigungsabschnitten am ringförmigen Wandungsteil 31 eingespannt sind; es wird diesbezüglich auf Fig. 3 verwiesen. Die Vorspann-Zugfeder­ anordnung 38 ist wirksam, den Ausrückkolben 26 und damit das Ausrück­ lager 40 von der Einrückfederanordnung wegzuziehen, sofern die Pneuma­ tikkraftzylinderanordnung dies zulässt.

Das Ausrücklager 40 umfasst auf an sich bekannte Weise zwei Lager­ schalen 48, 50, zwischen denen Lagerkugeln 52 angeordnet sind. Die Lagerschale 48 ist mit einem Verschiebeteil 44 des Ausrückkolbens 26 gekoppelt, und die Lagerschale 50 ist bezüglich diesen Bauteilen um die Drehachse A drehbar und wirkt mit Federzungen oder dergleichen der Einrückfederanordnung zum Ausrücken der Kupplung zusammen.

Es sei darauf hingewiesen, dass bei der dargestellten Ausgestaltungsform die Betätigungseinrichtung zur Zusammenwirkung mit einer gedrückten Kupplung ausgebildet ist, dass aber ohne große konstruktive Änderungen einer Umgestaltung zur Zusammenwirkung mit einer gezogenen Kupplung möglich ist.

Die Ventilanordnung 14 ist von einem 3/3-Wege-Proportional-Magnetventil 60 gebildet, an dem über einen Anschluss 62 des Gehäuses 12 eine Pneumatikquelle 63 angeschlossen ist. Ferner ist an dem Ventil 60 über einen Anschluss 64 des Gehäuses 12 eine Druckausgleichsöffnung 66 angeschlossen. Schließlich ist das Ventil 60 über einen Anschluss 68 des Gehäuses und einen Anschluss 70 des Ausrückzylinders 28 am Ringzylin­ derraum 29 des Ausrückzylinders 28 angeschlossen. Über elektrisch ansteuerbare Proportionalmagnete 70 und 72 kann das Ventil 70 aus einer Haltestellung S1, die das Ventil ohne Erregung durch Proportionalmagnete aufgrund einer entsprechenden Federvorspannung (Federn 24, 76) einnimmt, in eine Druckluftzufuhrstellung 52, in der über das Ventil 60 eine Druckluftzufuhrverbindung zwischen der Pneumatikquelle 63 und dem Ringzylinderraum 29 hergestellt ist sowie alternativ in eine Entlüftungs­ stellung 53, in der über das Ventil 60 eine Entlüftungsverbindung zwischen dem Ringzylinderraum 29 und der Druckausgleichsöffnung 66 hergestellt ist, verstellt werden. Alternativ kann das Ventil auch derart ausgefegt und verschaltet sein, dass das Ventil ohne Erregung der Magnete 70 und 72 aufgrund der Vorspannung der Federanordnung 74, 76 die Entlüftungs­ stellung 73 einnimmt. Die entsprechende Auslegung und Verschaltung des Ventils 60 steht im Belieben des Fachmanns und ist im Zusammenhang mit der Erläuterung der Erfindung unerheblich. Auch die Art des Ventils oder die Zahl von vorgesehenen Ventilen spielt in diesem Zusammenhang keine Rolle; beispielsweise könnten mehrere Schaltventile anstelle des Proportio­ nalventils 60 vorgesehen sein.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel arbeitet die Messanordnung 16 auf magnetischem Wege. Die Messanordnung 16 umfasst einen Spulenkörper 80, der mit einem am inneren Ende des Messglieds 18 festgelegten Magnetelement 82 zusammenwirkt und über elektrische Leitungen 84 ein die axiale Position des Magnetelements 82 repräsentierendes elektrisches Signal an eine Steuer/Regel-Einheit 86 liefert. Da das Messglied 18 mit dem Ausrückkolben 26 bewegungsverkoppelt ist und synchron zu diesem in Richtung der Achse A verschoben wird, repräsentiert das auf den Leitungen 84 zur Steuer/Regel-Einheit 86 übertragene Signal die Ist-Ausrückung des Ausrückkolbens 26 und - im Falle eines Eingriffs zwischen der Einrückfeder­ anordnung und dem Ausrücklager 40 - die Ist-Ausrückung der Reibungs­ kupplung. Anstelle eines magnetischen Sensors 80, 82 kann auch ein Sensor anderen Typs, beispielsweise ein Linearpotentiometer, vorgesehen sein.

Zur Kupplungsbetätigung betätigt die Steuer/Regel-Einheit in Abhängigkeit von einer eine Soll-Ausrückung angebenden Führungsgröße sowie in Abhängigkeit von der mittels des Sensors 80, 82 erfassten Ist-Ausrückung sowie gegebenenfalls in Abhängigkeit von einer vorgegebenen oder aus Messdaten der Messanordnung 16 ermittelten, in einem Speicher abgespei­ cherten Grenzposition des Ausrücklagers beziehungsweise des Aus­ rückkolbens 26, die dem vollständig eingekuppelten Zustand der Reibungs­ kupplung unter Anlage des Ausrücklagers 40 an der entspannten Ein­ rückfederanordnung entspricht, das Ventil 60, und zwar derart, dass sich die Ist-Ausrückung der Soll-Ausrückung annähert und idealerweise die Ist- Ausrückung der Soll-Ausrückung entspricht. Hierzu erregt die Steuer/Regel- Einheit über elektrische Leitungen 88, 90 nach Bedarf den Proportionalma­ gnet 70 oder/und den Proportionalmagnet 72, um wahlweise die Halte­ stellung 51, die Druckluftzufuhrstellung 52 und die Entlüftungsstellung 53 einzustellen. Im Falle der Druckluftzufuhrstellung 52 und der Entlüftungs­ stellung 53 stellt die Steuer/Regel-Einheit 86 durch unterschiedlich starke Erregung des Magneten 70 beziehungsweise 72 einen effektiven Strömungsquerschnitt des Ventils 60 ein, um den die Ausrück- beziehungsweise Einrück-Geschwindigkeit mitbestimmtende Druckluftzufuhrfluss beziehungs­ weise Druckluftentlüftungsfluss einzustellen.

Eine elektrische Schnittstelle zwischen dem Ventil 60 und der Steuer/Regel- Einheit 86 ist in Fig. 1 durch eine Schnittlinie X symbolisiert. Die Schnitt­ stelle kann von einer Steckeranordnung, allgemein von einem elektrischen Verbinder, gebildet sein, beispielsweise eine Steckerleiste am Gehäuse 12 oder einem Stecker an einem freien Ende eines gehäusefesten mehradrigen Kabels oder Kabelbaums. Auch die Anschlüsse 62 und 64 für die Pneuma­ tikquelle 63 und die Druckausgleichsöffnung 66 können lösbar ausgeführt sein, und beispielsweise gehäusefeste Anschlussnippel oder dergleichen umfassen.

Die Führungsgröße, auf deren Grundlage die Steuer/Regel-Einheit 86 das Ventil 60 und damit den Ausrückzylinder 28 und infolge die Reibungskupp­ lung betätigt, kann von einer Fahrzeugelektronik oder dergleichen vor­ gegeben sein. Es ist aber auch möglich, die Führungsgröße aus der Betätigung eines Kupplungspedals 100 abzuleiten, dem ein elektrischer Signalgeber 102 (beispielsweise ein Potentiometer) zugeordnet ist (vgl. Fig. 2).

Fig. 2 zeigt schematisch einen Antriebsstrang 104 mit einem Motor 106, einem Getriebe 108 und einer Reibungskupplung 110, die mittels eines Ausrückzylinders 28 betätigbar ist, der über ein Ausrücklager 40 auf eine Einrückfederanordnung 111 der Reibungskupplung wirkt. Als die Ist- Ausrückung erfassender Sensor ist in Fig. 2 schematisch ein Potentiometer 16 angedeutet. Gemäß Fig. 2 empfängt die Steuer/Regel-Einheit auch ein elektrisches Signal von einem Druckmesser 112, der den Druck der von der in Fig. 2 nicht gezeigten Pneumatikquelle 63 abgegebenen Druckluft misst.

Der Steuer/Regel-Einheit 86 kann ein Kennlinienfeld 114 mit einer oder mehreren Kennlinien 116 zugeordnet sein, die die mittels des Kupplungs­ pedals 100 vorgegebene Führungsgröße in eine Soll-Ausrückung umsetzen, auf deren Grundlage (sowie auf Grundlage der mittels der Messanordnung 17 erfassten Ist-Ausrückung) die Steuer/Regel-Einheit 86 das Steuer/Regel- Ventil 60 ansteuert.

Im Falle von mehreren Kennlinien kann ein Kennlinienumschalter 118 dazu dienen, von den verschiedenen Kennlinien 116 des Kennlinienfelds eine auszuwählen, die der Umsetzung der Führungsgröße in die Soll-Ausrückung zugrunde zu legen ist. Es können beispielsweise mehrere unterschiedliche, jeweils speziell auf bestimmte Fahrtsituationen abgestimmte Kennlinien vorgesehen sein, beispielsweise eine Anfahr- und Rangierkennlinie und eine Normalfahrtkennlinie.

Eine perspektivische Ansicht auf einen Ausrück- oder Betätigungszylinder 28 mit daran montierter Betätigungseinheit 13 (umfassend ein Gehäuse 12, eine darin integrierte Steuer/Regel-Ventilanordnung und eine auch als Wegmesseinrichtung bezeichenbare Messanordnung 16) ist in Fig. 3 perspektivisch gezeigt. Zu erkennen sind Strom- und Steuerleitungen 85, mit denen die Wegmesseinrichtung und die Steuer/Regel-Ventilanordnung an einer zugeordneten Steuer/Regel-Einheit angeschlossen wird beziehungs­ weise angeschlossen ist, und zwar mittels elektrischen Steckverbindern 91. Zu erkennen sind die Vorspann-Zugfedern der Vorspann-Zugfederanordnung 38, die einerseits mit dem Ausrückkolben 26 und andererseits mit lappenförmigen Befestigungsabschnitten am Zylindergehäuse 31 in Eingriff stehen.

Um das Ausrücklager 40 zu schonen und damit eine höhere Ausrücklager­ lebensdauer zu erreichen, kann die Betätigungseinrichtung 10 in einen in Fig. 5 symbolhaft dargestellten Nichtbetätigungszustand verstellt werden, in dem das Ausrücklager 40 mit der Einrückfederanordnung nicht eingreift, also von diesem entkoppelt ist. Zu dieser Entkopplung wird das Ausrück­ lager 40 gegenüber einer einem vollständig eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung entsprechenden Position um einen Totgangweg in Richtung zum Getriebe 108 verstellt, so dass die gegenüber dem Betäti­ gungskolben 26 verdrehbare Lagerschale 50 im Abstand von den zugeord­ neten Abschnitten, gegebenenfalls Zungen, der Einrückfederanordnung 111 im Abstand angeordnet ist und dementsprechend keine Drehmitnahme und Kraftübertragungsverbindung zwischen dem Ausrücklager 40 und der Einrückfederanordnung 111 und damit der Kupplung 110 besteht.

Das Verstellen der Betätigungseinrichtung 10 in den Nichtbetätigungs­ zustand kann einfach durch Freigeben der Druckluftentlüftungsverbindung zwischen dem Zylinderinnenraum 29 und der Druckausgleichsöffnung 66 unter der Wirkung der Vorspann-Zugfederanordnung 38 erfolgen. Eine andere Möglichkeit wäre, dass im Falle eines doppelt wirkenden Druck­ mittelkraftzylinders die Verstellung in den Nichtbetätigungszustand durch entsprechende Druckmittelansteuerung des Pneumatikkraftzylinders erfolgt.

Die im Nichtbetätigungszustand vom Ausrücklager 40 beziehungsweise dem Ausrückkolben 26 eingenommene, als Warteposition bezeichenbare Position kann durch einen mechanischen Anschlag definiert sein, an dem beispiels­ weise der Ausrückkolben 26 anschlägt. Es kann sich beispielsweise um die in das Zylindergehäuse 31 maximal eingefahrene Position des Ausrückkol­ bens 26 handeln. In diesem Fall wird sich der Abstand zwischen dem Ausrücklager 40 und der Einrückfederanordnung im Nichtbetätigungs­ zustand in Abhängigkeit vom Reibbelagverschleiß der Reibungskupplung ändern, sofern nicht Verschleißausgleichsmaßnahmen getroffen sind. Der auf diese Weise definierte Totgang bedingt relativ lange Betätigungszeiten, nämlich die Zeit, die zum Verstellen der Betätigungseinrichtung in einen in Fig. 4 symbolhaft dargestellten Betätigungszustand oder Grenzzustand beginnender Kupplungsausrückung (entsprechend einer vollständig eingekuppelten Kupplung) und zum weiteren Ausfahren des Kolbens 26 zur Kupplungsbetätigung erforderlich ist. Die für eine definierte Kupplungs­ betätigung in der Regel zu berücksichtigende und damit in der Regel benötigte Grenzposition kann im Zuge jeder Kupplungsbetätigung aus den Messsignalen der Messanordnung 16 ermittelt werden, da sich beim Anschlag des Lagerrings 50 an der Einrückfederanordnung die Verstell­ geschwindigkeit des Ausrückkolbens 26 definiert ändern wird.

Eine andere Möglichkeit ist, zur Verstellung der Betätigungseinrichtung 10 in den Nichtbetätigungszustand den Ausrückkolben 26 beziehungsweise das Ausrücklager 40 gegenüber der Grenzposition definiert um eine bestimmte, vorzugsweise verschleißunabhängige Stecke, den Totgang, in Richtung zum Getriebe 108 zu verstellen und dort zu halten. Diese Verstellung kann im Falle einer einfach wirkenden Pneumatikkraftzylinderanordnung unter der Wirkung der Vorspann-Zugfederanordnung 38 erfolgen, wobei unter Verzicht auf einen mechanischen Anschlag 26 in der dem Nichtbetätigungs­ zustand entsprechenden Warteposition des Ausrückkolbens der Pneumatik­ druck und die Federkräfte im Gleichgewicht gehalten werden. Für eine definierte Stellung ist in der Regel ebenfalls die Kenntnis der Grenzposition erforderlich. Diese kann in entsprechender Weise aus einer Verstell­ geschwindigkeitsänderung beim Anschlag der Lagerschale 50 an der Einrückfederanordnung ermittelt werden oder/und aus der beim Einkuppeln bestimmbaren Position des Ausrücklagers 50 beziehungsweise des Ausrückkolbens 26 entsprechend dem vollständig eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung beziehungsweise entsprechend dem entspannten Zustand der Einrückfederanordnung ermittelt werden. Zu letzterem braucht nur die Position des Ausrücklagers 40 beziehungsweise des Ausrückkolbens 26 mittels der Messanordnung 16 bestimmt werden, die die Einrückfeder­ anordnung durch Einwirkung auf den Ausrückkolben 26 über das Ausrück­ lager 40 einstellt (gegebenenfalls gegen die Vorspann-Zugfederanordnung 38 überkompensierende pneumatische Druckkräfte, die den Ausrückkolben 26 in Richtung auf Anlage mit dem Ausrücklager 40 an der Einrückfeder­ anordnung beaufschlagen).

Um kurze Betätigungszeiten zu realisieren, kann die Betätigungseinrichtung in einen Betätigungsbereitschaftszustand verstellbar sein, aus dem heraus die Kupplung mit minimaler Zeitverzögerung oder zeitverzögerungsfrei betätigbar ist. Hierzu kann das Ausrücklager in eine Bereitschaftsposition verstellbar sein, die vorzugsweise der erwähnten Grenzposition beginnender Kupplungsbetätigung beziehungsweise dem Zustand vollständig eingerück­ ter Kupplung entspricht. In der Bereitschaftsposition ist vorzugsweise die Drehmitnahmeverbindung zwischen der Lagerschale 50 des Ausrücklagers 40 und der Einrückfederanordnung 111 schon hergestellt, indem das Ausrücklager im Wege einer entsprechenden Beaufschlagung des Druck­ mittelkraftzylinders mit Druckmittel geringfügig gegen die Einrückfederanord­ nung vorgespannt ist. Im vorliegenden Zusammenhang repräsentiert Fig. 4 einen Antriebsstrang mit in den Betätigungsbereitschaftszustand verstellter Betätigungsanordnung.

Die Verstellung der Betätigungseinrichtung zwischen Nichtbetätigungs­ zustand, Betätigungsbereitschaftszustand und dem durch Übertragung von Ausrückkräften über das Ausrücklager auf die Einrückfederanordnung gekennzeichneten Betätigungszustand wird von der Steuer/Regel-Einheit 86 bedarfsabhängig vorgenommen, wobei nicht nur ein momentaner Bedarf berücksichtigt wird, sondern vorzugsweise auch Prognosen hinsichtlich zukünftigem Bedarf zugrundegelegt werden. Die Steuer/Regel-Einheit ermittelt auf Grundlage von Informationen betreffend die Fahrgeschwindig­ keit, Getriebezustände (Schaltgruppensignal des Getriebes), sonstige Fahr- und Fahrzeugzustände einschließlich über einen CAN-Bus der Steuer/Regel- Einheit 86 zugeführten Sensorsignalen einen Erwartungswert, der die Häufigkeit oder/und Wahrscheinlichkeit von Kupplungsbetätigungen in einem Vorschauzeitintervall repräsentiert, und verstellt die Betätigungsein­ richtung in Abhängigkeit von diesem Erwartungswert zwischen dem Nichtbetätigungszustand und dem Betätigungsbereitschaftszustand. Hierdurch kann beispielsweise erreicht werden, dass etwa im Falle einer Splitschaltungsgetriebeanordnung in den unteren Gängen, in denen die Schaltvorgänge üblicherweise schnell hintereinander erfolgen, die Betäti­ gungseinrichtung im Betätigungsbereitschaftszustand gehalten wird, so dass aus diesem heraus die erforderlichen Kupplungsbetätigungen ohne nennenswerte Zeitverzögerung durchführbar sind. Das Ausrücklager läuft dann vorzugsweise ständig mit der Kupplung mit, so dass es nicht ständig erneut auf die Drehzahl der Kupplung beschleunigt, werden muss. Die Belastung des Lagers durch derartige Beschleunigungsvorgänge und die damit einhergehende Geräuschentwicklung werden hierdurch signifikant reduziert.

Die Erfindung wurde vorliegend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die einen einfach wirkenden Pneumatikringzylinder aufweisen. Die Erfindung ist aber nicht auf derartige Konstruktionen beschränkt. So könnte auch ein doppelt wirkender Pneumatikzylinder oder allgemein eine doppelt wirkende Druckmittelkraftzylinderanordnung anstelle einer einfach wirkenden Druckmittelkraftzylinderanordnung vorgesehen sein. In diesem Falle kann auf die Vorspann-Zugfederanordnung 38 verzichtet werden, da der Ausrückkolben durch entsprechende Ansteuerung der Druckmittelkraftzylin­ deranordnung in die für die Realisierung der verschiedenen Zustände erforderlichen Positionen verstellt und in diesen gehalten werden kann. So kann etwa beim Abschluss des Einkuppelvorgangs, wenn sich die Ein­ rückfederanordnung (gegebenenfalls Membranfeder) entspannt, die momentane Position des Betätigungskolbens mittels der Messanordnung (Wegsensor) erfasst werden. Hierauf kann dann durch entsprechende Ansteuerung einer Ventilanordnung Druckmittel derart in die Druckmittel­ kraftzylinderanordnung zugeführt werden, dass der Betätigungskolben und damit das Ausrücklager um den Totgangweg (das Spiel) in die Warteposition (Nichtbetätigungszustand) verschoben werden. Der Betätigungskolben kann in dieser Position durch Ausnutzung von Reibungskräften oder/und durch beidseitiges Einspannen des Druckmittelkolbens durch Druckmittel gehalten werden. In entsprechender Weise kann der Betätigungskolben mit dem Ausrücklager in die Betätigungsbereitschaftsposition (Betätigungsbereit­ schaftszustand) verstellt und in dieser gehalten werden.

Claims (27)

1. Betätigungseinrichtung für eine im Antriebsstrang (104) eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Nutz-Kraftfahrzeugs wie etwa ein Lastkraftwagen, zwischen einer Antriebseinheit (106) und einer Getriebeanordnung (108) angeordnete Reibungskupplung (110), umfassend:

• - eine Druckmittelkraftzylinderanordnung (28), unter deren Vermittlung die Reibungskupplung (110) über ein eine Aus­ rücklageranordnung (40) aufweisendes Ausrückorgan (26) betätigbar ist;
• - eine eine Ist-Ausrückung oder/und momentane Ausrück­ organposition erfassende Messanordnung (16);
• - eine mit einer Druckmittelquelle (63), mit einer Druckaus­ gleichsöffnung (66) oder einem Druckausgleichsreservoir und mit der Druckmittelkraftzylinderanordnung (28) verbundene Steuer/Regel-Ventilanordnung (14), über die die Druckmittel­ kraftzylinderanordnung (28) in Abhängigkeit von der Ist- Ausrückung beziehungsweise momentanen Ausrückorganposi­ tion und einer vorgebbaren Soll-Ausrückung betätigbar ist;

dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (10) definiert zwischen einem Nichtbetätigungszustand und einem Betätigungszustand verstellbar ist,
wobei die Ausrücklageranordnung (40) im Nichtbetätigungszustand von einer zugeordneten Ausrückkraftempfangsanordnung (111), gegebenenfalls Einrückfederanordnung (111), der Reibungskupplung (110) entkoppelt ist und im Betätigungszustand mit der Ausrückkraft­ empfangsanordnung (111) gekoppelt ist.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (10) in einen Betätigungsbereitschaftszustand verstellbar ist, in dem die Ausrücklageranordnung (40) mit der Ausrückkaftempfangsanordnung (111) gekoppelt oder - unter höchstens geringfügiger Verstellung - koppelbar ist.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Ausrücklageranordnung (40) im Betätigungs­ zustand eine Ausrückkraft zwischen dem Ausrückorgan (26) und der Ausrückkraftempfangsanordnung (111) überträgt und im Nicht­ betätigungszustand keine wesentliche Ausrückkraft oder Vorlastkraft zwischen dem Ausrückorgan (26) und der Ausrückkraftempfangs­ anordnung (111) überträgt.

4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Ausrücklageranordnung (40) im Betätigungsbereit­ schaftzustand mit der Ausrückkraftempfangsanordnung (111) gekoppelt ist und eine Vorlastkraft zwischen dem Ausrückorgan (26) und der Ausrückkraftempfangsanordnung (111) überträgt.

5. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrücklageranordnung (40) ein sich mit der Kupplung (110) gegebenenfalls mitdrehendes erstes Lagerteil (50) und ein am Ausrückorgan (26) drehfest angeordnetes zweites Lagerteil (48) umfasst, wobei eine Drehmitnahmeverbindung zwischen der Kupplung (110) und dem ersten Lagerteil (50) über die Ausrückkraftempfangsanordnung (111) im Nichtbetätigungszustand unterbrochen und im Betätigungszustand hergestellt ist.

6. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass im Betätigungsbereitschaftzustand die Ausrücklager­ anordnung (40) mit der Ausrückkraftempfangsanordnung (111) gekoppelt und die Drehmitnahmeverbindung zwischen der Kupplung (110) und dem ersten Lagerteil (50) über die Ausrückkraftempfangs­ anordnung (111) hergestellt ist.

7. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrücklageranordnung (40) im Nicht­ betätigungszustand eine Warteposition (Fig. 5) einnimmt, die gegenüber einer einem vollständig eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung (110) entsprechenden Betriebsposition (Fig. 4) um einen Totgangweg verstellt ist.

8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Ausrücklageranordnung (40) im Betätigungsbereit­ schaftszustand eine Bereitschaftsposition (Fig. 4) einnimmt, die dem vollständig eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung (110) im Wesentlichen entspricht.

9. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine in Richtung zur Warteposition vorspannende Verstellfederanordnung (38) vorgesehen ist, unter deren Vermittlung die Ausrücklageranordnung (40) in die Warteposition überführbar ist.

10. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelkraftzylinderanordnung doppeltwirkend ausgeführt ist und die Ausrücklageranordnung unter Vermittlung der Druckmittelkraftzylinderanordnung in die Warteposi­ tion überführbar ist.

11. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Warteposition durch einen mechanischen Anschlag definiert ist.

12. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Warteposition entsprechend einem Verschleißzustand der Reibungskupplung variabel ist.

13. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Nichtbetätigungszustand die Ausrücklager­ anordnung (40) unter Vermittlung der Druckmittelkraftzylinderanord­ nung (28) oder/und unter Vermittlung der Verstellfederanordnung (26) oder/und unter Vermittlung von Reibkräften in der Warteposition gehalten wird.

14. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungseinrichtung (10) eine Steuer/­ Regel-Einheit (86) zugeordnet ist, die die Betätigungseinrichtung (10) bedarfsabhängig zwischen dem Nichtbetätigungszustand und dem Betätigungszustand oder zwischen dem Nichtbetätigungszustand, dem Betätigungsbereitschaftszustand und dem Betätigungszustand verstellt und im Betätigungszustand über die Steuer/Regel-Ventil­ anordnung (14) die Druckmittelkraftzylinderanordnung (28) in Abhängigkeit von der Ist-Ausrückung beziehungsweise momentanen Ausrückorganposition und der vorgebbaren Soll-Ausrückung betätigt zur Betätigung der Kupplung (110).

15. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer/Regel-Einheit (86) zum Verstellen der Betätigungsein­ richtung (10) vom Nichtbetätigungszustand in den Betätigungsbereit­ schaftszustand beziehungsweise vom Nichtbetätigungszustand über den Betätigungsbereitschaftszustand in den Betätigungszustand beziehungsweise vom Nichtbetätigungszustand in einen zum Betätigungszustand zugehörigen Grenzzustand beginnender Kupp­ lungsbetätigung beziehungsweise vom Nichtbetätigungszustand über den Grenzzustand in den Betätigungszustand die Druckmittelkraftzylinderanordnungüber (28) die Steuer/Regel-Ventilanordnung (14) betätigt.

16. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrücklageranordnung (40) im Grenzzustand momentan eine Grenzposition (Fig. 4) einnimmt, die dem vollständig eingekup­ pelten Zustand der Reibungskupplung (110) im Wesentlichen entspricht.

17. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrücklageranordnung (40) im Betätigungsbereitschafts­ zustand eine Bereitschaftsposition (Fig. 4) einnimmt, die dem vollständig eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung (110) im Wesentlichen entspricht.

18. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Steuer/Regel-Einheit (86) auf Grundlage von Messergebnissen der Messanordnung (16) die Bereitschaftsposition beziehungsweise die Grenzposition ermittelt und für die Verwendung im weiteren Betrieb abspeichert.

19. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer/Regel-Einheit (86) die Bereitschaftsposition bezie­ hungsweise, die Grenzposition aus einer beim Durchfahren der Bereitschaftsposition beziehungsweise Grenzposition auftretenden Änderung einer Verstellgeschwindigkeit des Ausrückorgans (26) ermittelt, vorzugsweise im Zuge eines Verstellens der Betätigungsein­ richtung zwischen dem Nichtbetätigungszustand, dem Betätigungs­ bereitschaftszustand beziehungsweise Grenzzustand und dem Betätigungszustand.

20. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Steuer/Regel-Einheit (86) als Bereitschaftsposition beziehungsweise als Grenzposition eine Position der Ausrücklager­ anordnung (40) oder des Ausrückorgans (26) identifiziert, in der im Zuge eines Auskuppeln unter Verstellung der Betätigungseinrichtung (10) vom Nichtbetätigungszustand in den Betätigungszustand die Verstellbewegung des Ausrückorgans (28) durch die Einrückfeder­ anordnung (38) definiert abgebremst wird.

21. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer/Regel-Einheit (86) als Bereitschaftsposition beziehungsweise als Grenzposition eine Position der Ausrücklageranordnung (40) oder des Ausrückorgans (26) identifiziert, die einer entspannten Einrückfederanordnung entspricht und in die die Einrückfederanordnung (111) das Ausrückorgan (26) einschließlich der Ausrücklageranordung (40) im Zuge eines voll­ ständigen Einkuppelns verstellt.

22. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer/Regel-Einheit (86) eine Prognoseeinheit umfasst, die auf Grundlage von Betriebs- oder/und Fahrzuständen des Fahrzeugs oder/und Betriebs- oder/und Betäti­ gungszuständen des Getriebes (108) oder/und Betriebszuständen der Antriebseinheit (106) oder/und Einwirkungen eines Fahrers die Häufigkeit oder/und Wahrscheinlichkeit von künftigen Kupplungs­ betätigungen, insbesondere Auskuppelvorgängen, in einem Vorschau- Zeitintervall prognostiziert und in Abhängigkeit von der Prognose die Betätigungseinrichtung (10) zwischen dem Nichtbetätigungszustand und dem Betätigungsbereitschaftszustand verstellt.

23. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelkraftzylinderanordnung eine Pneumatikkraftzylinderanordnung (28) ist.

24. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer/Regel-Ventilanordnung eine auf elektrischem Wege ansteuerbare Ventilanordnung (14) ist.

25. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, insbesondere Nutz-Kraftfahrzeug- Antriebsstrang (104), umfassend eine Antriebseinheit (106), eine Getriebeanordnung (108) und eine zwischen der Antriebseinheit und der Getriebeanordnung angeordnete Reibungskupplung (110), sowie umfassend eine Betätigungseinrichtung (10) nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche.

26. Antriebsstrang nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung regulär ohne Kupplungsbetätigung schaltbar ist.

27. Antriebsstrang nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung, gegebenenfalls eine Splitschaltungsgetriebean­ ordnung, zumindest zwischen bestimmten Übersetzungen nur unter Kupplungsbetätigung regulär schaltbar ist.