DE102007007759A1 - Kupplungsaktuatorik mit Bremseinrichtung und Kupplung mit einer solchen Kupplungsaktuatorik - Google Patents

Kupplungsaktuatorik mit Bremseinrichtung und Kupplung mit einer solchen Kupplungsaktuatorik Download PDF

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D28/00Electrically-actuated clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D21/00Systems comprising a plurality of actuated clutches
    • F16D21/02Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways
    • F16D21/06Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways at least two driving shafts or two driven shafts being concentric
    • F16D2021/0638Electrically actuated multiple lamellae clutches

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsaktuatorik mit einem Elektromotor (10) und einem Betätigungsmechanismus (12) für eine Kupplung, wobei der Betätigungsmechanismus (12) durch Betreiben des Elektromotors (10) von einer ersten Stellung, in die der Betätigungsmechanismus (12) vorgespannt ist, in eine zweite Stellung gebracht und dort gehalten werden kann. Erfindungsgemäß ist eine Bremseinrichtung (46) zum Halten des Betätigungsmechanismus (12) in der zweiten Stellung vorgesehen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kupplung (2) mit einer solchen Kupplungsaktuatorik (4). Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Gesamtleistungsaufnahme der Kupplungsaktuatorik (4) gering und deren Wirkungsgrad entsprechend hoch ist.

Description

  • 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.
  • 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.
  • Die bekannten Kupplungsaktuatoriken haben den Nachteil, dass diese eine hohe Leistungsaufnahme haben, so dass der Wirkungsgrad der Kupplungsaktuatorik bzw. eines nachfolgenden Getriebes gering ist.
  • 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.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 19 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik weist das zweite Reibteil eine umlaufende zweite Reibfläche auf.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die erfindungsgemäße Kupplung weist eine erfindungsgemäße Kupplungsaktuatorik der zuvor beschriebenen Art auf. Die Kupplung mit der Kupplungsaktuatorik hat einen besonders guten Wirkungsgrad.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung mit der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik in geschnittener Darstellung,
  • 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Teils des Kupplungsaktuatorik von 1 in geschnittener Darstellung,
  • 3 den Ausschnitt A von 1 in vergrößerter Darstellung mit dem ersten Reibteil in der ersten Stellung,
  • 4 den Ausschnitt A von 1 in vergrößerter Darstellung mit dem ersten Reibteil in der zweiten Stellung und
  • 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Auswirkungen des Einsatzes der Bremseinrichtung auf die Gesamtleistungsaufnahme der Kupplungsaktuatorik.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Bezugnehmend auf die 1 bis 4 werden nachstehend die Funktionsweise sowie weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Kupplungsaktuatorik 4 beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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

Claims (22)

  1. Kupplungsaktuatorik mit einem Elektromotor (10) und einem Betätigungsmechanismus (12) für eine Kupplung, wobei der Betätigungsmechanismus (12) durch Betreiben des Elektromotors (10) von einer ersten Stellung, in die der Betätigungsmechanismus (12) vorgespannt ist, in eine zweite Stellung bringbar und dort haltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremseinrichtung (46) zum Halten des Betätigungsmechanismus (12) in der zweiten Stellung vorgesehen ist.
  2. Kupplungsaktuatorik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Bremseinrichtung (46) aufbringbare Haltekraft und/oder die durch den Elektromotor (10) aufbringbare Haltekraft veränderbar ist.
  3. Kupplungsaktuatorik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (46) und der Elektromotor (10) gleichzeitig betreibbar sind.
  4. Kupplungsaktuatorik nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (46) und der Elektromotor (10) derart einander ergänzend betreibbar sind, dass der Betätigungsmechanismus (12) bei verringerter Gesamtleistungsaufnahme durch die Bremseinrichtung (46) und den Elektromotor (10) in der zweiten Stellung haltbar ist.
  5. Kupplungsaktuatorik nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (12) über Reibung durch die Bremseinrichtung (46) in der zweiten Stellung haltbar ist.
  6. Kupplungsaktuatorik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (46) ein an dem Betätigungsmechanismus (12) angeordnetes erstes Reibteil (56) und ein zweites Reibteil (58) aufweist, wobei ferner ein Elektromagnet (76) zum Zusammendrücken des ersten und zweiten Reibteils (56, 58) vorgesehen ist.
  7. Kupplungsaktuatorik nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Reibteil (56) an einer rotierbaren Welle des Betätigungsmechanismus (12), vorzugsweise der Antriebswelle (14) des Elektromotors (10), angeordnet ist und eine umlaufende erste Reibfläche (68) aufweist.
  8. Kupplungsaktuatorik nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reibteil (58) eine umlaufende zweite Reibfläche (70) aufweist.
  9. Kupplungsaktuatorik nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Reibfläche (68, 70) kegelstumpfartig ausgebildet sind.
  10. Kupplungsaktuatorik nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Nuten in der ersten und/oder zweiten Reibfläche (68) vorgesehen sind, die sich vorzugsweise von einem Innenrand (72) zu einem Außenrand (74) der Reibfläche (68) erstrecken.
  11. Kupplungsaktuatorik nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reibbelag an dem ersten und/oder zweiten Reibteil (56) zur Ausbildung der ersten und/oder zweiten Reibfläche (68) vorgesehen ist, vorzugsweise ein Papierreibbelag (64).
  12. Kupplungsaktuatorik nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste oder zweite Reibteil (56) verschiebbar und das zweite oder erste Reibteil (58) feststehend ausgebildet ist, wobei das verschiebbare Reibteil (56) durch Betreiben des Elektromagneten (76) von einer ersten Position, in der das verschiebbare Reibteil (56) nicht gegen das feststehende Reibteil (58) gedrückt ist, in eine zweite Position verschiebbar ist, in der das verschiebbare Reibteil (56) gegen das feststehende Reibteil (58) gedrückt ist.
  13. Kupplungsaktuatorik nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das verschiebbare Reibteil (56) durch die Schwerkraft in die erste Position rückführbar ist.
  14. Kupplungsaktuatorik nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das verschiebbare Reibteil (56) einen umlaufenden Kragen (64) aufweist und der Elektromagnet (76) ringförmig ausgebildet ist, wobei der Elektromagnet (76) derart ausgebildet ist, dass dessen magnetische Kraft gleichmäßig auf den umlaufenden Kragen (64) einwirkt.
  15. Kupplungsaktuatorik nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (76) derart ausgebildet ist, dass dessen magnetische Kraft ringförmig auf den umlaufenden Kragen (64) einwirkt.
  16. Kupplungsaktuatorik nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Reibteil (56) drehfest und längsverschiebbar an der Antriebs welle (14) des Elektromotors (10) angeordnet ist.
  17. Kupplungsaktuatorik nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Reibteil (58) feststehend und einstückig mit einem Gehäuse, vorzugsweise einem Gehäuse (48) der Bremseinrichtung (46), ausgebildet ist.
  18. Kupplungsaktuatorik nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (12) eine Antriebswelle (14) des Elektromotors (10), einen durch die Antriebswelle (14) antreibbaren Nockenmechanismus (18), einen durch den Nockenmechanismus (18) auslenkbaren Hebel (26), ein durch den auslenkbaren Hebel (26) ausrückbares Ausrücklager (30, 32), eine durch das Ausrücklager (30, 32) betätigbare Tellerfeder (34, 36), die den Betätigungsmechanismus (12) in die erste oder zweite Stellung vorspannt, und einen durch die Tellerfeder (34, 36) verschiebbaren Betätigungskolben (38, 40) zum Betätigen der Kupplung (2) aufweist.
  19. Kupplung mit einer Kupplungsaktuatorik (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  20. Kupplung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) in der zweiten Stellung des Betätigungsmechanismus (12) geschlossen oder geöffnet ist.
  21. Kupplung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) eine nasslaufende Kupplung, vorzugsweise eine nasslaufende Lamellenkupplung ist.
  22. Kupplung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) eine Doppelkupplung ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011113279A1 (de) * 2011-09-06 2013-03-07 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Kupplungsanordnung und Verfahren zu deren Ansteuerung
DE102010060648B4 (de) * 2010-07-27 2017-04-06 Hyundai Motor Co. Vorrichtung zum Betätigen einer Kupplung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2465601A (en) * 1946-07-01 1949-03-29 Bendix Aviat Corp Actuator
US4750596A (en) * 1985-10-11 1988-06-14 Valeo Control mechanism for a coupling device such as a clutch, variable speed drive, brake or the like
US4812723A (en) * 1986-07-07 1989-03-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Motor-operated brake system
DE4320205A1 (de) * 1993-06-18 1994-12-22 Fichtel & Sachs Ag Stellantrieb für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung
DE19503137C1 (de) * 1995-02-01 1996-09-26 Fichtel & Sachs Ag Betätigungsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug
WO1999064756A1 (en) * 1998-06-06 1999-12-16 Automotive Products Plc Clutch assembly
DE102005007633A1 (de) * 2004-02-27 2005-09-15 Borgwarner Inc., Auburn Hills Elektrohydraulische Kupplungsanordnung
DE102004019280A1 (de) * 2004-04-21 2005-11-17 Zf Friedrichshafen Ag Kupplung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2465601A (en) * 1946-07-01 1949-03-29 Bendix Aviat Corp Actuator
US4750596A (en) * 1985-10-11 1988-06-14 Valeo Control mechanism for a coupling device such as a clutch, variable speed drive, brake or the like
US4812723A (en) * 1986-07-07 1989-03-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Motor-operated brake system
DE4320205A1 (de) * 1993-06-18 1994-12-22 Fichtel & Sachs Ag Stellantrieb für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung
DE19503137C1 (de) * 1995-02-01 1996-09-26 Fichtel & Sachs Ag Betätigungsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug
WO1999064756A1 (en) * 1998-06-06 1999-12-16 Automotive Products Plc Clutch assembly
DE102005007633A1 (de) * 2004-02-27 2005-09-15 Borgwarner Inc., Auburn Hills Elektrohydraulische Kupplungsanordnung
DE102004019280A1 (de) * 2004-04-21 2005-11-17 Zf Friedrichshafen Ag Kupplung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010060648B4 (de) * 2010-07-27 2017-04-06 Hyundai Motor Co. Vorrichtung zum Betätigen einer Kupplung
DE102011113279A1 (de) * 2011-09-06 2013-03-07 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Kupplungsanordnung und Verfahren zu deren Ansteuerung
DE102011113279B4 (de) * 2011-09-06 2014-08-07 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Kupplungsanordnung und Verfahren zu deren Ansteuerung
US8984989B2 (en) 2011-09-06 2015-03-24 Getrag Getriebe-Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Clutch arrangement and method for actuating same

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