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Die
Erfindung betrifft eine Ausrückvorrichtung für
eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen
Ausrückvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer
solchen Ausrückvorrichtung und eines Kraftfahrzeuges.
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Ausrückvorrichtungen
der gattungsgemäßen Art zur Betätigung
von Kraftfahrzeug-Reibungskupplungen sind hinreichend bekannt. Beispielhaft
wird hierzu auf die in den Druckschriften
DE 43 04 964 C2 und
DE 195 48 859 C1 offenbarten
Vorrichtungen, die beide vom „gezogenen Typ" sind, verwiesen. Eine
solche Ausrückvorrichtung kann jedoch auch als „gedrückter
Typ" ausgeführt sein, wie z. B. in der
DE 101 36 424 C1 offenbart.
Unter die Gattung fallen ebenso als konzentrische Nehmerzylinder
um die Getriebeeingangswelle ausgebildete Kolben-Zylinderaggregate,
wobei das Führungsrohr durch das Gehäuse und der
Lagerträger durch den Kolben eines solchen Aggregates dargestellt
wird. Alle derartige Ausrückvorrichtungen umfassen als
eine Hauptkomponente ein als Wälzlager ausgebildetes Ausrücklager,
welches die Wirkverbindung zwischen einem um die Kupplungsachse
rotierenden Ausrückorgan, z. B. einer Membranfeder, und
einem dazu drehfesten Betätigungselement, z. B. einer Kupplungsgabel,
herstellt. Das Ausrücklager, welches üblicherweise
als Radial- oder Schrägkugellager ausgeführt ist, unterliegt
neben hohen Radialkräften insbesondere bei einer Betätigung
der Reibungskupplung extremen Axialkräften. Es kann in
der Praxis bspw. in Verbindung mit einer ungenügenden Schmierung
des Ausrücklagers vorkommen, dass dieses heiß läuft und
dass in dessen Folge ein in dem Wälzlager üblicherweise
aus Kunststoff gefertigter Kugelkäfig zerstört
und die gegenseitige Beabstandung der Wälzkörper
aufgehoben wird. Dieses kann wiederum zu einer Blockierung des Wälzlagers
und zu einer unerwünschten gegenseitigen axialen Verschiebung
der Lagerringe führen, wobei im ungünstigsten
Fall der Zusammenhalt der Lagerringe nicht länger aufrechterhalten
werden kann und bei einer Kupplung vom gezogenen Typ der mit dem
Ausrückorgan in Wirkverbindung stehende Lagerring gegenüber
dem anderen Lagerring axial abgetrennt wird, so dass die Reibungskupplung
dadurch nicht länger betätigt werden kann. Dieses
Problem kann gleichermaßen auch bei einer Ausrückvorrichtung
vom gedrückten Typ auftreten, wobei jedoch wegen der in
Bezug auf den gezogenen Typ umgekehrten Kraftwirkungsrichtung die
Lagerringe dabei nicht voneinander getrennt werden sondern axial
ineinander geschoben werden können. Wenn dabei ein bestimmter
Axialversatz überschritten wird, so kann auch ein solches
Ausrücklager im Betrieb versagen. Im ungünstigsten
Fall kann sich ein Fahrzeug mit einer derart defekten Ausrückvorrichtung
nicht mehr aus eigener Kraft fortbewegen und muss abgeschleppt werden,
obwohl das Antriebsaggregat und die gesamte Kraftübertragung zu
den Antriebsrädern noch funktionsfähig sind.
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Von
diesem Problem ausgehend, stellt sich die Erfindung die Aufgabe,
eine Ausrückvorrichtung bereitzustellen, bei der eine unzulässige Überhitzung rechtzeitig
vor Eintritt eines Schadens erkannt werden kann. Des Weiteren soll
ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Ausrückvorrichtung
und ein Verfahren zum Betreiben einer Ausrückvorrichtung
und eines Kraftfahrzeuges dargestellt werden.
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Die
Erfindung löst das gestellte Problem gemäß dem
ersten Aspekt mit einer gattungsgemäßen Ausrückvorrichtung,
welche zusätzlich das im Kennzeichen des Patentanspruchs
1 aufgeführte Merkmal aufweist.
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Es
wird somit eine Ausrückvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung
vorgeschlagen, welche umfasst: ein Führungsrohr, einen
auf dem Führungsrohr axial verlagerbaren Lagerträger, ein
auf dem Lagerträger angeordnetes Wälzlager mit einem
ersten, zu dem Lagerträger drehfesten Lagerring und mit
einem zweiten Lagerring, der sich in Wirkverbindung zu einem Ausrückorgan
der Reibungskupplung befindet und mit diesem um die Mittelachse
der Ausrückvorrichtung umläuft, wobei an den Lagerringen
einander zugewandte Laufbahnen ausgebildet und zwischen den Lagerringen
auf den Laufbahnen umlaufende Wälzkörper angeordnet sind.
Gemäß der Erfindung zeichnet sich die Ausrückvorrichtung
insbesondere dadurch aus, dass dieser eine Betriebszustandserfassungseinrichtung
zur Erfassung einer Betriebstemperatur der Ausrückvorrichtung
zugeordnet ist. Mit der Betriebszustandserfassungseinrichtung kann
die Temperatur der Ausrückvorrichtung überwacht
und ein unzulässiger Temperaturanstieg rechtzeitig erkannt
werden, so dass die Ausrückvorrichtung und das Fahrzeug rechtzeitig
in einen sicheren Zustand gebracht werden können.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt wird die Aufgabenstellung gelöst durch ein
Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Ausrückvorrichtung,
wobei die Betriebszustandserfassungeinrichtung zum Datenaustausch
mit einer Steuereinrichtung eines im Antriebsstrang des Fahrzeuges
angeordneten Aggregates ausgebildet ist und ein Steuersignal zur
Ansteuerung des Aggregates bereitstellt. Auf diese Weise kann sehr
schnell und vom Fahrzeugführer zunächst unbemerkt
auf eine drohende thermische Überlastung der Ausrückvorrichtung
reagiert werden.
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Beispielsweise
kann das Aggregat ein als Verbrennungskraftmaschine ausgebildetes
Antriebsaggregat sein, welches bei drohendem Ausfall der Ausrückvorichtung
abgestellt wird. Es ist auch denkbar, das Gangwechselgetriebe im
Gefahrenfall automatisch in eine Neutralstellung zu überführen.
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Gemäß einem
dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren
zum Betreiben der Ausrückvorrichtung und des Kraftfahrzeuges,
wobei die Betriebszustandserfassungseinrichtung bei Sensierung einer
vorbestimmten Betriebstemperatur der Ausrückvorrichtung
zumindest mittelbar ein von einem Fahrzeugführer wahrnehmbares
Warnsignal erzeugt.
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Vorteilhafterweise
umfasst die Betriebszustandserfassungseinrichtung eine Sensoranordnung und
Auswertemittel. Die Sensoranordnung kann als thermisch aktives Bauelement,
beispielsweise als Bimetall-Thermoschalter, ausgeführt
sein, wobei in Abhängigkeit von dessen Schaltzustand in
bekannter Art und Weise der elektrische Strom in einem Stromkreis
gesteuert wird. Alternativ kann die Sensoranordnung auch ein passives
Element in Form eines NTC-Widerstandes umfassen, dessen aktueller
Widerstandswert von einem nachgeordneten Auswertemittel ermittelt
wird und als Maß einer thermischen Überlastung
des Ausrückers herangezogen wird.
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Das
an der Betriebszustandserfassungseinrichtung vorgesehene Signalmittel
zur Signalisierung eines Betriebszustandes der Ausrückvorrichtung kann
z. B. als in die Instrumententafel integrierte und somit im Gesichtsfeld
des Fahrzeugführers angeordnete Warnleuchte oder auch als
akustisch wahrnehmbares Signalmittel, z. B. als Summer, oder in
einer anderen dazu geeigneten Weise ausgeführt sein.
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Die
Sensoranordnung kann prinzipiell innerhalb eines die Ausrückvorrichtung
umgebenden Gehäuses, z. B. einer Getriebeglocke, an jeder
zur Temperaturerfassung der Ausrückvorrichtung geeigneten Position
angeordnet sein. Es ist jedoch von Vorteil, die Sensoranordnung
unmittelbar an der Ausrückvorrichtung auszubilden, um somit
ein repräsentatives Messsignal zu erhalten.
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Besonders
vorteilhaft zur Festlegung der Sensoranordnung ist eine Position
in unmittelbarer Nähe zum Ausrücklager, insbesondere
an einem zu den Lagerringen benachbarten Bauteil der Ausrückvorrichtung.
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Die
vorbestimmte Betriebstemperatur zur Aktivierung eines Warnsignals
der Betriebszustandsüberwachungseinrichtung liegt günstigerweise
in einem Bereich zwischen 100°C und 170°C, vorzugsweise
150°C.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielhaft
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Ausrückvorrichtung mit einer Betriebszustandserfassungseinrichtung;
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2 eine
schematische Darstellung einer in einem Kraftfahrzeug angeordneten
Ausrückvorrichtung mit einer Betriebszustandserfassungseinrichtung.
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1 zeigt
eine in gezogener Bauweise ausgeführte Ausrückvorrichtung 10 zum
Betätigen einer zeichnerisch nicht dargestellten Kraftfahrzeugreibungskupplung.
Diese umfasst zunächst einen auf einem Führungsrohr
axial verlagerbaren Lagerträger 12, welcher hier
als zweiteilige, ein Innenteil 12a und ein Außenteil 12b umfassende
Schiebehülse 12 ausgebildet ist. Die Schiebehülse 12 trägt
an einem daran angeordneten Radialflansch 14 ein als Schrägkugellager
ausgeführtes Ausrücklager 16. Das Kugellager 16 weist
einen bezüglich der Schiebehülse 12 feststehenden
ersten, radial äußeren Lagerring 18 und
einen umlaufenden zweiten, radial inneren Lagerring 20 auf,
welcher mittels eines Axialfortsatzes 22 über
das Lager 16 hinaus verlängert ist und mittels eines
Lastringes 24 und eines Ausrückringes 26 mit zeichnerisch
nur teilweise dargestellte Zungenenden einer Membranfeder 27 in
Wirkverbindung steht, welche das Ausrückorgan der zu betätigenden
Reibungskupplung darstellt. Zur Gewährleistung einer spielfreien
Anlage des Ausrückringes 26 an dem Lastring 24 dient
eine Wellfeder 23, welche in einer am Lagerinnenring 20 ausgeformten
Nut 25 eingesetzt ist und sich an einem Sicherungsring 21 axial am
Lagerinnenring 20 abstützt. Die Lagerringe 18, 20 weisen
zueinander zugewandte Laufbahnen 34, 36 für
eine Mehrzahl in einem Kugelkäfig 38 geführte und
von diesem beabstandete Kugeln 40 auf. Zum Schutz vor dem
Eindringen von Schmutz und gleichfalls vor dem Austreten von einem
im Lagerinneren befindlichen Schmiermittel sind stirnseitig zwischen den
Lagerringen 18, 20 zwei Berührungsdichtungen 42, 44 ausgeführt.
Der Radialflansch 14 trägt ein an diesem verrolltes
Halteblech 46, welches den radial äußeren,
feststehenden Lagerring 18 und die Dichtungen 42, 44 umgreift
und somit das Wälzlager 16 axial an der Schiebehülse 12 festhält.
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Die
Ausrückvorrichtung 10 entspricht soweit bis hier
beschrieben dem Stand der Technik. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist der Ausrückvorrichtung 10 eine Betriebszustandserfassungseinrichtung 48 zur
Erfassung einer Betriebstemperatur der Ausrückvorrichtung 10 zugeordnet.
Die Betriebszustandserfassungseinrichtung 48 beinhaltet
zunächst eine Sensoranordnung 50 mit einem unmittelbar
an der Ausrückvorrichtung 10, insbesondere am
Radialflansch 14 festgelegten Bimetallschalter 52.
Der Bimetallschalter 52 befindet sich gemeinsam mit einer in
die Instrumententafel integrierten Warnleuchte 54 als Signalmittel 55 in
einem vom Fahrzeugbordnetz 56 gespeisten Warnkreis 58.
Die Schalttemperatur des Bimetallschalters 52 liegt bei
ansteigender Temperatur in einem Temperaturbereich zwischen 100°C und
170°C, vorzugsweise bei etwa 150°C. Wenn die Betriebstemperatur
der Ausrückvorrichtung 10 über ein zulässiges
Maß hinaus ansteigt, so wird durch Schließen der
Arbeitskontakte des Bimetallschalters 52 der Warnkreis 58 geschlossen
und das Signalmittel 55 bzw. die Warnleuchte 54 aktiviert.
Damit ist der Fahrzeugführer über eine drohende
thermische Überlastung der Ausrückvorrichtung 10 in
Kenntnis gesetzt und kann daraufhin das Kraftfahrzeug in einen sicheren
Betriebszustand überführen.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung einer in einem Kraftfahrzeug angeordneten
Ausrückvorrichtung 110 mit einer vom Fahrzeugbordnetz 156 gespeisten
Betriebszustandserfassungseinrichtung 148. Die Sensoranordnung 150 ist
wiederum unmittelbar an der Ausrückvorrichtung 110 angeordnet, wobei
diese innerhalb der Betriebszustandserfassungeinrichtung 148 hierbei
mit einem Auswertemittel 160 und einem Signalerzeugungsmittel 162 verschaltet
sind. Die Betriebszustandserfassungeinrichtung 148 ist
zum Datenaustausch mit einer Steuereinrichtung 164 eines
im Antriebsstrang des Fahrzeuges angeordneten Aggregates 166,
beispielsweise eines Gangwechselgetriebes oder eines Antriebsaggregates
ausgebildet. Das bedeutet, dass ein von dem Signalerzeugungsmittel 162 erzeugtes
Signal als ein Steuersignal zur Ansteuerung des Aggregates 166 bereitgestellt
wird. Bei einer drohenden thermischen Überlastung der Ausrückvorrichung 110 wird
auf Basis einer temperaturabhängigen Messgröße
der Sensoranordnung 150 von dem Auswertemittel 160 die Überschreitung
einer festgelegten Temperatur innerhalb des oben erwähnten
Temperaturbereiches ermittelt und von dem Signalerzeugungsmittel 162 ein Signal
zur Ansteuerung des Gangwechselgetriebes und/oder der Verbrennungskraftmaschine
bereitgestellt, welche daraufhin in einen sicheren Betriebszustand
versetzt werden. Dazu kann das Gangwechselgetriebe in eine Neutralstellung
und/oder die Verbrennungskraftmaschine abgestellt werden. Zusätzlich
kann hierzu ebenfalls ein vorstehend erläutertes Signalmittel
aktiviert werden, um dem Fahrzeugführer eine Information über
diese Sicherheitsmaßnahme zu geben.
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- 10,
110
- Ausrückvorrichtung
- 11
- Führungsrohr
- 12
- Lagerträger,
Schiebehülse
- 12a
- Innenteil
- 12b
- Außenteil
- 14
- Radialflansch
- 16
- Wälzlager,
Ausrücklager
- 18
- Lageraußenring
- 18a
- Ringsteg
- 20
- Lagerinnenring
- 20a,
b
- Ringsteg
- 21
- Sicherungsring
- 22
- Axialfortsatz
- 23
- Wellfeder
- 24
- Lastring
- 25
- Nut
- 26
- Ausrückring
- 27
- Ausrückorgan,
Membranfeder
- 34,
36
- Laufbahn
- 38
- Kugelkäfig
- 40
- Kugeln
- 42,
44
- Berührungsdichtung
- 46
- Halteblech
- 48,
148
- Betriebszustandserfassungseinrichtung
- 50,
150
- Sensoranordnung
- 52
- Bimetallschalter
- 54
- Warnleuchte
- 55
- Signalmittel
- 56,
156
- Fahrzeugbordnetz
- 58
- Warnkreis
- 160
- Auswertemittel
- 162
- Signalerzeugungsmittel
- 164
- Steuereinrichtung
- 166
- Aggregat
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4304964
C2 [0002]
- - DE 19548859 C1 [0002]
- - DE 10136424 C1 [0002]