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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsaktuatorik mit einem
Elektromotor und einem Betätigungsmechanismus
für eine
Kupplung, wobei der Betätigungsmechanismus
durch Betreiben des Elektromotors von einer ersten Stellung, in
die der Betätigungsmechanismus
vorgespannt ist, in eine zweite Stellung gebracht und dort gehalten
werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kupplung
mit einer solchen Kupplungsaktuatorik.
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Aus
dem Stand der Technik sind Kupplungsaktuatoriken bekannt, die die
Kupplung entweder hydraulisch oder mit Hilfe eines Elektromotors
betätigen.
Die letztgenannten Kupplungsaktuatoriken umfassen dabei den genannten
Elektromotor sowie einen zwischen dem Elektromotor und der Kupplung angeordneten
Betätigungsmechanismus.
Der Betätigungsmechanismus
ist bei normalerweise geöffneten
Kupplungen in eine Öffnungsstellung
vorgespannt und wird durch Betreiben des Elektromotors in eine Schließstellung
gebracht, in der der Betätigungsmechanismus
die Kupplung schließt.
Umgekehrt ist der Betätigungsmechanismus
bei normalerweise geschlossenen Kupplungen in die Schließstellung
vorgespannt und wird durch Betreiben des Elektromotors in einer Öffnungsstellung
gebracht, in der der Betätigungsmechanismus
die Kupplung öffnet. Um
den Betätigungsmechanismus
entgegen der Vorspannung in der Schließ- bzw. Öffnungsstellung zu halten,
muss der Elektromotor in dieser Zeit weiterhin bestromt werden.
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Die
bekannten Kupplungsaktuatoriken haben den Nachteil, dass diese eine
hohe Leistungsaufnahme haben, so dass der Wirkungsgrad der Kupplungsaktuatorik
bzw. eines nachfolgenden Getriebes gering ist.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsaktuatorik
zu schaffen, die eine geringere Leistungsaufnahme verursacht und somit
einen höheren
Wirkungsgrad hat. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde,
eine Kupplung mit einer solchen Kupplungsaktuatorik und einem erhöhten Wirkungsgrad
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 19 angegebenen
Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Kupplungsaktuatorik weist
einen Elektromotor und einen Betätigungsmechanismus
für eine
Kupplung auf. Durch den Betrieb des Elektromotors kann der Betätigungsmechanismus
von einer ersten Stellung, in die der Betätigungsmechanismus vorgespannt
ist, in eine zweite Stellung gebracht und dort gehalten werden.
Erfindungsgemäß ist ferner
eine Bremseinrichtung zum Halten des Betätigungsmechanismus in der zweiten
Stellung vorgesehen. So kann die Bremseinrichtung sowohl zum Halten
des Betätigungsmechanismus
beitragen als auch den Betätigungsmechanismus
vollkommen eigenständig
in der zweiten Stellung halten.
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Die
Bremseinrichtung entlastet den Elektromotor für den Betätigungsmechanismus, so dass
der Elektromotor nicht mehr so stark bestromt und unter Umständen gar
nicht mehr betrieben werden muss, um den Betätigungsmechanismus in der zweiten Stellung
zu halten. Vielmehr wird diese Funktion teilweise oder vollständig von
der Bremseinrichtung erfüllt,
die eine geringere Leistungsaufnahme als der Elektromotor hat. Die
Gesamtleistungsaufnahme, also die Leistungsaufnahme von Bremseinrichtung und
Elektromotor zusammen, ist geringer als wenn lediglich der Elektromotor
zum Halten des Betätigungsmechanismus
in der zweiten Stellung genutzt würde. Auf diese Weise wird eine
Kupplungsaktuatorik mit einem verbesserten Wirkungsgrad zur Verfügung gestellt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
kann die durch die Bremseinrichtung aufbringbare Haltekraft und/oder
die durch den Elektromotor aufbringbare Haltekraft verändert werden.
So kann es in verschiedenen Situationen sinnvoll sein, den Anteil
der durch die Bremseinrichtung aufgebrachten Haltekraft unterschiedlich
hoch zu wählen,
während
der zusätzlich notwendige
Anteil der Haltekraft in entsprechender Höhe durch den Elektromotor aufgebracht
wird. Die Gesamtleistungsaufnahme ist in jedem Fall geringer als
bei einer Kupplungsaktuatorik, die keine Bremseinrichtung aufweist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik können die
Bremseinrichtung und der Elektromotor daher gleichzeitig betrieben
werden. Dies kann beispielsweise durch eine Bremseinrichtung erreicht werden,
die einen Schlupf ermöglicht.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
können
die Bremseinrichtung und der Elektromotor derart einander er gänzend betrieben
werden, dass der Betätigungsmechanismus
bei verringerter Gesamtleistungsaufnahme durch die Bremseinrichtung
und den Elektromotor in der zweiten Stellung gehalten werden kann.
Wie bereits eingangs erwähnt,
wird hierdurch ein verbesserter Wirkungsgrad erzielt.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
kann der Betätigungsmechanismus über Reibung
durch die Bremseinrichtung in der zweiten Stellung gehalten werden.
Im Gegensatz zu einer formschlüssigen
Bremseinrichtung ist somit weiterhin Schlupf in entgegengesetzte
Richtungen möglich, was
den gleichzeitigen Betrieb von Bremseinrichtung und Elektromotor
ermöglich.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
weist die Bremseinrichtung ein an dem Betätigungsmechanismus angeordnetes
erstes Reibteil und ein zweites Reibteil auf, wobei ein Elektromagnet
zum Zusammendrücken
des ersten und zweiten Reibteils vorgesehen ist. Das zweite Reibteil
könnte
hier beispielsweise an einem gegenüber dem Betätigungsmechanismus feststehenden
Teil befestigt sein.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
ist das erste Reibteil an einer rotierbaren Welle des Betätigungsmechanismus,
vorzugsweise der Antriebswelle des Elektromotors, angeordnet und
weist eine umlaufende erste Reibfläche auf.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
weist das zweite Reibteil eine umlaufende zweite Reibfläche auf.
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Um
eine besonders hohe Bremskraft durch die Bremseinrichtung zu erzeugen,
sind die erste und die zweite Reibfläche in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
kegelstumpfartig ausgebildet.
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Um
das Abfließen
eines Kühlmittels
zwischen den Reibflächen
und gleichermaßen
eine ausreichende Kühlung
der Reibflächen
sicherzustellen, sind in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
Nuten in der ersten und/oder zweiten Reibfläche vorgesehen. Die Nuten erstrecken
sich vorzugsweise von einem Innenrand zu einem Außenrand
der Reibfläche.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
ist ein Reibbelag, vorzugsweise ein Papierreibbelag, an dem ersten
und/oder zweiten Reibteil zur Ausbildung der ersten und/oder zweiten
Reibfläche
vorgesehen. Durch den Reibbelag, insbesondere einen Papierreibbelag,
werden besonders hohe Reibbeiwerte erzielt, so dass die Leistungsaufnahme
der Bremseinrichtung weiter reduziert werden kann.
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Um
eine Aktuatorik mit besonders einfachem Aufbau zu erhalten, kann
das erste oder zweite Reibteil in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
verschoben werden, während
das zweite oder erste – also
das andere – Reibteil
feststehend ausgebildet ist. Dabei kann das verschiebbare Reibteil
durch Betreiben des Elektromagneten von einer ersten Position, in
der das verschiebbare Reibteil nicht gegen das feststehende Reibteil
gedrückt
ist, in eine zweite Position verschoben werden, in der das verschiebbare Reibteil
gegen das feststehende Reibteil gedrückt ist. Es müssen demzufolge
nicht beide Reibteile bewegt werden, um eine Haltekraft durch die
Bremseinrichtung zu erzeugen.
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In
einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
kann das verschiebbare Reibteil durch die Schwerkraft in die erste
Position zurückgeführt werden.
Es ist demzufolge kein Rückführungsmittel,
wie beispielsweise ein Federelement, erforderlich, das das verschiebbare
Reibteil in die erste Position vorspannt. Hierdurch wird ein besonders einfacher
Aufbau erzielt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik weist
das verschiebbare Reibteil einen umlaufenden Kragen auf, während der
Elektromagnet ringförmig ausgebildet
ist. Der Elektromagnet ist dabei derart ausgebildet, dass dessen
magnetische Kraft gleichmäßig auf
den umlaufenden Kragen einwirkt. So kann die magnetische Kraft beispielsweise
auf mehrere Einzelpunkte oder -bereiche an dem metallischen Kragen
einwirken, wobei die Einzelpunkte bzw. -bereiche symmetrisch verteilt
sein sollten, um eine gleichmäßige Krafteinwirkung
und somit eine gleichmäßige Verschiebung
des verschiebbaren Reibteils zu ermöglichen.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
ist der Elektromagnet demzufolge derart ausgebildet, dass dessen
magnetische Kraft ringförmig
auf den umlaufenden Kragen einwirkt. Hierdurch ist eine gleichmäßige Krafteinwirkung
und somit eine gleichmäßige Verschiebung
des verschiebbaren Reibteils gewährleistet.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
ist das erste Reibteil drehfest und längsverschiebbar an der An triebswelle
des Elektromotors angeordnet. So kann die ohnehin vorhandene Antriebswelle
des Elektromotors auch als Führung
für das
axial verschiebbare erste Reibteil dienen.
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Um
den Aufbau durch Reduzierung der Teilezahl möglichst einfach zu halten,
ist das zweite Reibteil in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
feststehend und einstöckig
mit einem Gehäuse,
vorzugsweise einem Gehäuse
der Bremseinrichtung, ausgebildet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik umfasst
der Betätigungsmechanismus
ferner eine Antriebswelle des Elektromotors, einen durch die Antriebswelle
antreibbaren Nockenmechanismus, einen durch den Nockenmechanismus
auslenkbaren Hebel, ein durch den auslenkbaren Hebel ausrückbares Ausrücklager,
eine durch das Ausrücklager
betätigbare
Tellerfeder, die den Betätigungsmechanismus
in die erste oder zweite Stellung vorspannt, und einen durch die
Tellerfeder verschiebbaren Betätigungskolben
zum Betätigen
der Kupplung.
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Die
erfindungsgemäße Kupplung
weist eine erfindungsgemäße Kupplungsaktuatorik
der zuvor beschriebenen Art auf. Die Kupplung mit der Kupplungsaktuatorik
hat einen besonders guten Wirkungsgrad.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplung
ist die Kupplung in der zweiten Stellung des Betätigungsmechanismus geschlossen
oder geöffnet.
Im ersten Fall muss demzufolge der Elektromotor betrieben werden,
um die Kupplung zu schließen,
während
im zweiten Fall eine Öffnung
der Kupplung erfolgt, wenn der Elektromotor betrieben wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplung
ist die Kupplung eine nasslaufende Kupplung, vorzugsweise eine nasslaufende
Lamellenkupplung. So kann der Betätigungsmechanismus in der zweiten
Stellung beispielsweise auf ein entsprechendes Lamellenpaket einwirken,
um ein Schließen
der Kupplung zu bewirken.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplung
ist die Kupplung eine Doppelkupplung. So kann der Betätigungsmechanismus
beispielsweise zwei Ausrücklager,
zwei Tellerfedern und zwei Betätigungskolben aufweisen,
um eine gleichzeitige Betätigung
zweier Kupplungseinrichtungen oder Lamellenpakete zu ermöglichen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplung
mit der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik
in geschnittener Darstellung,
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2 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils des Kupplungsaktuatorik
von 1 in geschnittener Darstellung,
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3 den
Ausschnitt A von 1 in vergrößerter Darstellung mit dem
ersten Reibteil in der ersten Stellung,
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4 den
Ausschnitt A von 1 in vergrößerter Darstellung mit dem
ersten Reibteil in der zweiten Stellung und
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5 ein
Diagramm zur Veranschaulichung der Auswirkungen des Einsatzes der
Bremseinrichtung auf die Gesamtleistungsaufnahme der Kupplungsaktuatorik.
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplung 2 mit einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik 4.
Die Kupplung 2 ist in der dargestellten Ausführungsform
als nasslaufende Lamellenkupplung ausgebildet. Ferner handelt es
sich um eine Doppelkupplung mit einem ersten Lamellenpaket 6 und
einem zweiten Lamellenpaket 8.
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Die
Kupplungsaktuatorik 4 umfasst zunächst einen Elektromotor 10 sowie
einen Betätigungsmechanismus 12,
wobei letzterer der Betätigung
der Kupplung 2 bzw. als Übertragungsmechanismus zwischen
dem Elektromotor 10 und den Lamellenpaketen 6, 8 dient.
Der Betätigungsmechanismus 12 kann von
dem Elektromotor 10 angetrieben werden und weist auf Seiten
des Elektromotors 10 eine Antriebswelle 14 auf.
Die Antriebswelle 14 erstreckt sich nach unten durch einen
Gehäusedeckel 16 in
das Gehäuse
der Kupplung 2. Dort ist die Antriebswelle 14 drehfest
mit einem Nockenmechanismus 18 verbunden. Der Nockenmechanismus 18 umfasst
einen topfartige Halterung 20, die drehfest mit der Antriebswelle 14 verbunden
ist und in ihrer dem Elektromotor 10 abgewandten Öffnung eine
Scheibe 22 mit eingelassener Führungsbahn 24 aufnimmt,
wie dies insbesondere in 2 zu erkennen ist. Der Nockenmechanismus 18 kann
somit von der Antriebswelle 14 gedreht bzw. angetrieben
werden.
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In
die Führungsbahn 24 des
Nockenmechanismus 18 erstreckt sich ein oberes Ende eines
auslenkbaren Hebels 26, wobei an dem oberen Ende des Hebels 26 eine
Laufrolle 28 angeordnet ist. Durch Drehen des Nockenmechanismus 18 wird
das obere Ende innerhalb der Führungsbahn 24 verschoben,
was zu einer Auslenkung des unteren Endes des Hebels 26 führt. Das
untere Ende des Hebels 26 steht mit zwei Ausrücklagern 30, 32 in
Wirkverbindung, die durch Auslenkung des Hebels 26 ausgerückt bzw.
in axialer Richtung verschoben werden können. Die Kupplungsaktuatorik 4 umfasst
ferner zwei Tellerfedern 34, 36, die den Betätigungsmechanismus 12 in
eine vorbestimmte Stellung vorspannen, wie dies später erläutert wird.
Die Tellerfedern 34, 36 können durch die Ausrücklager 30, 32 betätigt werden
und stehen in Wirkverbindung mit jeweils einem Betätigungskolben 38, 40.
Durch die axial verschiebbaren Betätigungskolben 38, 40 können das erste
bzw. zweite Lamellenpaket 6, 8 zusammengedrückt werden,
um die Kupplung 2 zu schließen.
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2 zeigt
den oberen Teil der Kupplungsaktuatorik 4 von 1 in
Explosionsdarstellung. Der Elektromotor 10, von dem in 2 lediglich
das Elektromotorgehäuse 42 angedeutet
ist, treibt die Antriebswelle 14 an, so dass diese um die
Drehachse 44 rotiert. Der Elektromotor 10 ist
nicht unmittelbar an dem Gehäusedeckel 16 angeordnet,
vielmehr ist zwischen dem Elektromotor 10 und dem Gehäusedeckel 16 eine
Bremseinrichtung 46 zum Abbremsen bzw. Halten des zuvor
beschriebenen Betätigungsmechanismus 12 angeordnet.
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Die
Bremseinrichtung 46 weist zunächst ein nach unten geöffnetes,
topfartiges Gehäuse 48 auf, das
auf den Gehäusedeckel 16 aufgesetzt
und mit diesem verbunden ist. Die Antriebswelle 14 des
Elektromotors 10 er streckt sich von oben durch eine Aussparung 50 im
Gehäuse 48 der
Bremseinrichtung 46, durch den Innenraum des Gehäuses 48 und
durch eine Aussparung 52 in dem Gehäusedekkel 16, wie dies
bereits zuvor erläutert
wurde. Auf diese Weise ist innerhalb des Gehäuses 48 ein die Antriebswelle 14 umgebender
Ringraum 54 ausgebildet.
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 der
weitere Aufbau der Bremseinrichtung 46 beschrieben. Die
Bremseinrichtung 46 weist ein erstes Reibteil 56 und
ein zweites Reibteil 58 auf, die beide innerhalb des Ringraums 54 angeordnet
sind. Das erste Reibteil 56 ist bezogen auf die Drehachse 44 in
axialer Richtung verschiebbar und drehfest an der Antriebswelle 14 angeordnet,
wobei bezüglich
der Realisierung einer axialen Verschiebbarkeit bei gleichzeitiger
Drehfestigkeit auf den Stand der Technik verwiesen sein soll.
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Das
erste Reibteil 56 umfasst einen sich radial nach außen erstreckenden
ersten Abschnitt 60, einen sich schräg zu der Drehachse 44 erstreckenden
zweiten Abschnitt 62, so dass der erste und der zweite
Abschnitt 60, 62 eine Topfform ausbilden, und einen
sich an den zweiten Abschnitt 62 anschließenden,
radial nach außen
erstreckenden, umlaufenden Kragen 64. An der radial nach
außen
weisenden Fläche
des zweiten Abschnitts 60 des ersten Reibteils 56 ist
ein umlaufender Papierreibbelag 66 angeordnet. Die nach
außen
weisende Fläche
des Papierreibbelages 66 bildet eine umlaufende erste Reibfläche 68 aus.
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Das
zweite Reibteil 58 der Bremseinrichtung 46 ist
feststehend und einstückig
mit dem Gehäuse 48 der
Bremseinrichtung 46 ausgebildet. Das zweite Reibteil 58 ist
in dieser Ausführungsform
als in Richtung des ersten Reibteils 56 hervorstehende
Ringwand ausgebildet, deren radial nach innen weisende Wandung gegenüber der
Drehachse 44 schräggestellt
ist und eine umlaufende zweite Reibfläche 70 ausbildet,
gegen die die erste Reibfläche 68 des
ersten Reibteils 56 gedrückt werden kann. Die erste
und die zweite Reibfläche 68, 70 sind
kegelstumpfartig ausgebildet. Man könnte auch sagen, dass die beiden
Reibflächen 68, 70 jeweils
den Mantel eines Kegelstumpfes abbilden. In der ersten Reibfläche 68, die
von dem Papierreibbelag 66 ausgebildet ist, sind ferner
nicht näher
dargestellte Nuten vorgesehen, die sich von dem Innenrand 72 zu
dem Außenrand 74 der
ersten Reibfläche 68 erstrekken
und eine geeignete Kühlung
und Schmierung der Reibflächen 68, 70 im
Betrieb gewährleisten.
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Um
das erste und zweite Reibteil 56, 58 bzw. deren
Reibflächen 68, 70 zusammen
oder gegeneinander drücken
zu können,
ist ferner ein Elektromagnet 76 vorgesehen. Es handelt
sich demzufolge um eine elektromagnetische Bremseinrichtung 46.
Der Elektromagnet 76 ist ringförmig ausgebildet und innerhalb
des Ringraums 54 angeordnet. Der Elektromagnet 76 setzt
sich dabei aus einer ringförmigen Spule 78 und
einem ringförmigen
Spulengehäuse 80 zusammen,
wobei die Spule 78 in einer nach unten in Richtung des
umlaufenden Kragens 64 weisenden Nut 82 in dem
Spulengehäuse 80 einliegt.
Auf diese Weise kann die magnetische Kraft des Elektromagneten 76 gleichmäßig und
ringförmig
auf den umlaufenden Kragen 64 einwirken, um ein gleichmäßige Verschiebung
desselben zu bewirken.
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Bezugnehmend
auf die 3 und 4 wird nachstehend
zunächst
die Funktionsweise der Bremseinrichtung 46 erläutert. 3 zeigt
das erste Reibteil 56 in einer ersten Position, in die
das erste Reibteil 56 aufgrund der Schwerkraft und einem
nicht aktivierten Elektromagneten 76 abgesenkt ist. In
der ersten Position sind die Reibteile 56, 58 und
somit deren Reibflächen 68, 70 nicht gegeneinander
gedrückt.
Die drehfest mit dem ersten Reibteil 56 verbundene Antriebswelle 14 kann
ungehindert um ihre Drehachse 44 drehen. Wird nun der Elektromagnet 76 betrieben
bzw. die Spule 78 desselben bestromt, so wird eine magnetische
Kraft auf den umlaufenden Kragen 64 des metallischen ersten
Reibteils 56 ausgeübt,
die ein Anheben des ersten Reibteils 56 in die in 4 gezeigte
zweite Position bewirkt. In der zweiten Position sind die Reibteile 56, 58 gegeneinander
gedrückt,
so dass deren Reibflächen 68, 70 aneinander
anliegen. Die Antriebswelle 14 des Betätigungsmechanismus 12 wird
somit durch Reibung zwischen den Reibflächen 68, 70 abgebremst
bzw. gehalten. Wird der Elektromagnet 76 wieder deaktiviert,
so dass keine magnetische Kraft mehr auf das erste Reibteil 56 ausgeübt wird,
so wird das erste Reibteil 56 aufgrund der Schwerkraft
automatisch wieder in die in 1 gezeigte
erste Position zurückgeführt.
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Bezugnehmend
auf die 1 bis 4 werden
nachstehend die Funktionsweise sowie weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik 4 beschrieben.
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Bei
der Kupplung 2 kann es sich um eine normalerweise geöffnete Kupplung
handeln, bei der der Betätigungsmechanismus
in eine Öffnungsstellung vorgespannt
ist und durch Betreiben des Elektromotors in eine Schließstellung
gebracht werden kann, in der der Betätigungsmechanismus die Kupplung schließt. Nachfolgend
wird jedoch davon ausgegangen, dass es sich bei der dargestellten
Kupplung 2 um eine Kupplung handelt, die normalerweise
geschlossen ist. Der Betätigungsmechanismus 12 ist bei
der normalerweise geschlossenen Kupplung 2 in eine erste
Stellung vorgespannt, in der die Lamellenpakete 6, 8 durch
die Kraft der Tellerfedern 34, 36 zusammengedrückt sind.
Soll die Kupplung 2 nun geöffnet werden, wird wie folgt
vorgegangen.
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Durch
Betreiben des Elektromotors 10 bei deaktivierter Bremseinrichtung 46 (3)
werden die Betätigungskolben 38, 40 über die
Antriebswelle 14, den Nockenmechanismus 18, den
Hebel 26, die Ausrücklager 30, 32,
und die Tellerfedern 34, 38 derart verschoben,
dass die Lamellenpakete 6, 8 nicht mehr zusammengedrückt sind.
Die Kupplung 2 ist somit geöffnet und der Betätigungsmechanismus 12 befindet
sich in einer zweiten Stellung, die in 1 gezeigt
ist. Jetzt, da sich der Betätigungsmechanismus 12 in
der zweiten Stellung befindet, wird die Bremseinrichtung 46 aktiviert,
wie dies bereits unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben wurde.
Auf diese Weise wird der Betätigungsmechanismus 12 in
der zweiten Stellung an der Antriebswelle 14 abgebremst
bzw. gehalten. Die Abbrems- bzw. Haltekraft der Bremseinrichtung 46 wirkt
somit der Rückstellkraft
bzw. Vorspannkraft der Tellerfedern 34, 36 entgegen,
die auf den Betätigungsmechanismus 12 ausgeübt wird.
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Nun
kann die Bestromung des Elektromotors 10 verringert werden,
da dieser nicht mehr allein die Kraft aufbringen muss, um der Vorspannkraft
der Tellerfedern 34, 36 entgegen zu wirken und
den Betätigungsmechanismus 12 in
der zweiten Stellung, hier also in der Öffnungsstellung, zu halten.
Die durch die Bremseinrichtung 46 aufbringbare Haltekraft
und auch die durch den Elektromotor 10 aufbringbare Haltekraft
kann also verändert
werden. Ferner können
die Bremseinrichtung 46 und der Elektromotor 10 gleichzeitig
betrieben werden, da die Bremseinrichtung 46 einen Schlupf
zulässt,
indem die Reibflächen 68, 70 gegebenenfalls
aufeinander rutschen.
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Grundsätzlich können die
Bremseinrichtung 46 und der Elektromotor 10 derart
einander ergänzend
betrieben werden, dass der Betätigungsmechanismus 12 bei
ver ringerter Gesamtleistungsaufnahme durch die Bremseinrichtung 46 und
den Elektromotor 10 in der zweiten Stellung gehalten wird.
Dies kann im Idealfall derart aussehen, dass die Bremseinrichtung 46 allein
die notwendige Haltekraft aufbringt, um den Betätigungsmechanismus 12 in
der zweiten Stellung entgegen der Rückstellkraft der Tellerfedern 34, 36 zu
halten, während
der Elektromotor 10 gar nicht mehr bestromt wird.
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5 zeigt
die Auswirkung des Einsatzes der Bremseinrichtung 46 auf
die Gesamtleistungsaufnahme der Kupplungsaktuatorik 4,
also die Leistungsaufnahme von Elektromotor 10 und Bremseinrichtung 46 zusammen.
In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 84 einen Kurvenverlauf,
wenn der Betätigungsmechanismus 12 zu
0% von der Bremseinrichtung 46 und zu 100% von dem Elektromotor 10 gehalten
ist, 86 einen Kurvenverlauf, wenn der Betätigungsmechanismus 12 zu
25% von der Bremseinrichtung 46 und zu 75% von dem Elektromotor 10 gehalten
ist, 88 einen Kurvenverlauf, wenn der Betätigungsmechanismus 12 zu
50% von der Bremseinrichtung 46 und zu 50% von dem Elektromotor 10 gehalten
ist, 90 einen Kurvenverlauf, wenn der Betätigungsmechanismus 12 zu
75% von der Bremseinrichtung 46 und zu 25% von dem Elektromotor 10 gehalten
ist, und 92 einen Kurvenverlauf, wenn der Betätigungsmechanismus 12 zu
100% von der Bremseinrichtung 46 und zu 0% von dem Elektromotor 10 gehalten
ist. Aus dem Diagramm geht hervor, dass die Gesamtleistungsaufnahme,
die auf der Y-Achse aufgetragen
ist, am geringsten ist, wenn die Haltekraft vollständig von
der Bremseinrichtung 46 aufgebracht wird, während der
Elektromotor 10 deaktiviert ist.
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- 2
- Kupplung
- 4
- Kupplungsaktuatorik
- 6
- erstes
Lamellenpaket
- 8
- zweites
Lamellenpaket
- 10
- Elektromotor
- 12
- Betätigungsmechanismus
- 14
- Antriebswelle
- 16
- Gehäusedeckel
- 18
- Nockenmechanismus
- 20
- Halterung
- 22
- Scheibe
- 24
- Führungsbahn
- 26
- Hebel
- 28
- Laufrolle
- 30
- Ausrücklager
- 32
- Ausrücklager
- 34
- Tellerfeder
- 36
- Tellerfeder
- 38
- Betätigungskolben
- 40
- Betätigungskolben
- 42
- Elektromotorgehäuse
- 44
- Drehachse
- 46
- Bremseinrichtung
- 48
- Gehäuse der
Bremseinrichtung
- 50
- Aussparung
- 52
- Aussparung
- 54
- Ringraum
- 56
- erstes
Reibteil
- 58
- zweites
Reibteil
- 60
- erster
Abschnitt
- 62
- zweiter
Abschnitt
- 64
- umlaufender
Kragen
- 66
- Papierreibbelag
- 68
- erste
Reibfläche
- 70
- zweite
Reibfläche
- 72
- Innenrand
- 74
- Außenrand
- 76
- Elektromagnet
- 78
- Spule
- 80
- Spulengehäuse
- 82
- Nut
- 84
- Kurvenverlauf
- 86
- Kurvenverlauf
- 88
- Kurvenverlauf
- 90
- Kurvenverlauf
- 92
- Kurvenverlauf