DE102008000683A1

DE102008000683A1 - Vorrichtung zum Kalibrieren einer Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE102008000683A1
Application number: DE102008000683A
Authority: DE
Inventors: Meiko Wandl
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2009-09-17

Abstract

Eine Lamellenkupplung (4), über welche eine Zapfwelle (3) zuschaltbar ist, wird kalibriert, indem eine Vorrichtung (1) drehfest mit der Zapfwelle (3) und über die Halterung (11) mit dem Getriebegehäuse (6) verbunden wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer Lamellenkupplung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Gattungsgemäße Lamellenkupplungen werden vorzugsweise in land-, forst- oder bauwirtschaftlichen Fahrzeugen zum Zuschalten eines Nebenabtriebs, der sogenannten Zapfwelle, verwendet. Durch die exakte Ansteuerung der Lamellenkuppplung im Öffnungs- und Schließvorgang ist es möglich, den An- und Auslauf der Zapfwelle bzw. des Zapfwellenstummels zu beeinflussen.
Die DE 101 31 477 B4 offenbart eine Regelung zum An- und Auslauf eines Zapfwellenstummels an einem Landfahrzeug, bei welchem in Abhängigkeit von Umgebungsparametern, wie beispielsweise Viskosität der Hydraulikflüssigkeit, die Regelung beeinflußt wird.
Die EP 0 443 425 A1 offenbart eine Zapfwellenkupplung für Traktoren, bei welcher fahrzeugspezifische Werte über Sensoren erfaßt werden und die Zapfwellenkupplung in Abhängigkeit von vorgegebenen Grenzwerten betätigt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer Lamellenkupplung zu schaffen, mittels welcher auf einfachste Weise die Lamellenkupplung kalibriert werden kann.
Die Aufgabe wird mit einer, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst.
Die Vorrichtung besteht aus einer Bremse, welche zwischen einer Abtriebswelle, beispielsweise dem Zapfwellenstummel, und einem ortsfesten Bauteil, wie beispielsweise einem Getriebegehäuse oder einem Fahrzeugchassis, angeordnet ist, um im geschlossenen Zustand die Abtriebswelle gegenüber dem ortsfesten Bauteil zu halten. Die Bremse ist so eingestellt, dass diese bei einem zuvor definierten Drehmoment, beispielsweise 50 Nm, öffnet. Die Bremse kann als Lamellenbremse, welche über eine Federkraft im Schließsinne betätigt ist, ausgebildet sein, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, andere Arten von Bremsen, wie beispielsweise Bandbremsen, zu verwenden.
Vorzugsweise ist die Bremse so ausgeführt, dass das Drehmoment, bei welchem die Bremse öffnet bzw. bis zu welchem die Bremse die Abtriebswelle hält, einstellbar ist.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen Flansch auf, welcher durch Aufstecken auf den Zapfwellenstummel der Abtriebswelle drehfest mit dieser verbindbar ist. Zusätzlich weist die Vorrichtung Mittel zum Verbinden des Gehäuses der Vorrichtung mit dem ortsfesten Bauteil, beispielsweise dem Fahrzeugchassis oder einem Getriebegehäuse, auf, um das Gehäuse der Vorrichtung drehfest zu halten.
Indem die Vorrichtung ohne großen Aufwand außerhalb des Fahrzeugs einstellbar und von außen an das Fahrzeug anbringbar ist, besteht die Möglichkeit, ausschließlich zum Kalibrieren der Lamellenkupplung die Vorrichtung an das Fahrzeug anzubauen und nach erfolgter Kalibrierung diese wieder zu entfernen, um die Vorrichtung bei anderen Fahrzeugen erneut zu verwenden.
Die Vorrichtung wird zum Kalibrieren der Lamellenkupplung verwendet, wobei das Kalibrierverfahren sich in drei Abschnitte gliedert, welche entweder vollständig nacheinander durchlaufen werden oder nur ein Abschnitt für sich verwendet wird.
Vorzugsweise besteht die Lamellenkupplung aus einer Lamellenkupplung mit einer Betätigungseinrichtung, welche bei Druckbeaufschlagung mit einem Druckmittel die Lamellenkupplung im Schließsinne betätigt, und bei Drucklosschalten die Lamellenkupplung mittels einer Feder im Öffnungssinne betätigt. Die Regelung des hydraulischen Drucks zum Betätigen der Lamellenkupplung erfolgt vorzugsweise über ein Proportionalventil.
Der Kalibriervorgang besteht aus der Bestimmung des Anlegedrucks, der Befüllzeitkalibrierung und der Entleerzeitkalibrierung.
Bestimmung des Anlegedrucks:
Bei der Bestimmung des Anlegedrucks wird der hydraulische Druck ermittelt, bei welchem die Lamellen der Lamellenkupplung aneinander anliegen, jedoch noch kein Drehmoment oder ein definiertes Drehmoment übertragen. Hierzu wird die Vorrichtung zum Kalibrieren der Lamellenkupplung auf die Abtriebswelle bzw. den Zapfwellenstummel geschoben und drehfest mit dem ortsfesten Fahrzeugchassis verbunden. Die Vorrichtung ist auf ein definiertes Bremsdrehmoment eingestellt. Die zu kalibrierende Lamellenkupplung wird nun im Schließsinne betätigt und gleichzeitig wird die Drehzahl der Abtriebswelle bzw. des Zapfwellenstummels überwacht. Der Druck, bei welchem die Drehzahl der Abtriebswelle ansteigt bzw. bei welchem die Abtriebswelle beginnt, sich zu drehen, wird ermittelt und direkt oder mit einem Korrekturfaktor einer Speichereinheit übermittelt. Der Korrekturfaktor kann verwendet werden, um den hydraulischen Druck zu ermitteln, bei welchem die zu kalibrierende Kupplung noch kein Drehmoment überträgt, die Lamellen aber bereits anliegen.
Befüllzeitkalibrierung:
Die Vorrichtung zum Kalibrieren der Lamellenkupplung wird mit der Abtriebswelle drehfest verbunden und gleichzeitig mit einem ortsfesten Bauteil des Fahrzeugs verbunden. Die zu kalibrierende Lamellenkupplung wird über eine definierte Zeitspanne, die sogenannte Füllzeit, mit einem zuvor definierten hydraulischen Druck mit Druckmittel beaufschlagt, und hierbei die Drehzahl der Abtriebswelle überwacht. Wird noch keine Drehzahl der Abtriebswelle detektiert, so wird die Lamellenkupplung wieder im Öffnungssinne betätigt und anschließend mit einer längeren Füllzeit erneut mit Druckmittel beaufschlagt. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis an der Abtriebswelle eine steigende Drehzahl detektiert wird bzw. die Abtriebswelle beginnt, sich zu drehen. Die ermittelte Befüllzeit, bei welcher sich die Abtriebswelle beginnt zu drehen, wird direkt oder korrigiert durch einen Korrekturfaktor einer Speichereinheit übermittelt. Durch den Korrekturfaktor kann die Befüllzeit ermittelt werden, bei welcher die Lamellen der Lamellenkupplung bereits anliegen, die Lamellenkupplung aber noch kein Drehmoment überträgt.
Entleerzeit Kalibrierung:
Die Vorrichtung zum Kalibrieren der Lamellenkupplung wird mit der Abtriebswelle und einem ortsfesten Fahrzeugteil drehfest verbunden. Die Lamellenkupplung wird nun über eine zuvor definierte Befüllzeit, bei welcher die Lamellen gerade anlegen, aber noch kein Drehmoment übertragen, mit Druckmittel befüllt. Die Abtriebswelle dreht sich noch nicht nach dieser Befüllzeit. Anschließend wird über eine zuvor definierte Zeit die Lamellenkupplung im Öffnungssinne betätigt. Nach Ablauf dieser Zeit wird die Lamellenkupplung erneut ohne Änderung der zuvor definierten Befüllzeit befüllt. Beginnt nach mehrmaligem Wiederholen dieses Vorgangs die Abtriebswelle sich zu drehen, ist die Entleerzeit zu kurz gewählt. Die Entleerzeit wird verlängert, bis sich nach mehrmaligem Wiederholen des Vorgangs die Abtriebswelle nicht mehr dreht.
Nach Durchlaufen aller drei Kalibrierungsabschnitte sind der Anlegedruck, die Befüllzeit und die Entleerzeit der Lamellenkupplung bekannt. Die Vorrichtung zum Kalibrieren der Lamellenkupplung kann wieder vom Fahrzeug entfernt werden und für andere Fahrzeuge Verwendung finden. Während der Kalibrierung wird die Antriebswelle der Lamellenkupplung von einer Antriebsmaschine angetrieben.
Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen.
Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer Lamellenkupplung 1 mit einem Flansch 2, welcher drehfest mit einer Abtriebswelle 3 verbindbar ist, wobei die Abtriebswelle 3 ein Zapfwellenstummel sein kann. Die Abtriebswelle 3 ist mit einer Lamellenkupplung 4 drehfest verbunden, welche von einer Antriebswelle 5 antreibbar ist. Die Lamellenkupplung 4 ist innerhalb eines Getriebegehäuses 6, beispielsweise eines Schaltgetriebes für ein Landfahrzeug, angeordnet. Der Flansch 2 ist mit einem Lamellenträger 7 verbunden, welcher mit drehenden Innenlamellen 8 drehfest verbunden ist. Stehende Außenlamellen 9 sind drehfest im Gehäuse 10 gehaltert. Das Gehäuse 10 ist über eine Halterung 11 drehfest mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Halterung 11 mit einem ortsfesten Bauteil des Fahrzeugchassis zu verbinden. Eine Feder 12 wirkt so auf die Innenlamellen 8 und die Außenlamellen 9, dass diese ein zuvor definiertes Drehmoment übertragen. Die Federkraft der Feder 12 ist über eine Einstellvorrichtung 13 einstellbar.
Durch Adaption der Halterung 11 und des Flansches 2 kann die Vorrichtung 1 für verschiedene Fahrzeuge verwendet werden.

1: Vorrichtung
2: Flansch
3: Abtriebswelle
4: Lamellenkupplung
5: Antriebswelle
6: Getriebegehäuse
7: Lamellenträger
8: Innenlamellen
9: Außenlamellen
10: Gehäuse
11: Halterung
12: Feder
13: Einstellvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10131477 B4 [0003]
- EP 0443425 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zum Kalibrieren einer Lamellenkupplung (4), über welche ein Antriebsmotor mit einer Abtriebswelle (3) verbindbar ist und die Abtriebswelle (3) einen Abtrieb außerhalb eines Getriebegehäuses (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung (1) eine Antriebswelle (2) aufweist, welche mit der Abtriebswelle (3) drehfest verbindbar ist und Verbindungsmittel (11) aufweist, über welche die Vorrichtung (1) mit einem ortsfesten Bauteil (6) verbindbar ist, und die Vorrichtung (1) eine Bremse (8, 9) aufweist, über welche die Abtriebswelle (3) zum ortsfesten Bauteil (6) bremsbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (8, 9) über eine Feder (12) im Schließsinne betätigbar ist, und die Feder (12) so vorgespannt ist, dass die Bremse (8, 9) auf ein zuvor definiertes Drehmoment eingestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (3) eine Zapfwelle eines landwirtschaftlichen Fahrzeuges ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment der Bremse (8, 9) einstellbar ist.
Verfahren zum Kalibrieren einer Lamellenkupplung mit einer Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) die Abtriebswelle (3) mit einem zuvor definierten Drehmoment bremst, wobei die Kalibrierung folgende Schritte aufweist: – die Lamellenkupplung (4) ist im Öffnungssinne betätigt und wird so lange im Schließsinne betätigt, bis die Abtriebswelle (3) beginnt, sich zu drehen; – nach Detektion einer Drehzahl der Abtriebswelle (3) wird der Betätigungsdruck der Lamellenkupplung (4) ermittelt.
Verfahren zum Kalibrieren einer Lamellenkupplung mit einer Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) die Abtriebswelle (3) mit einem zuvor definierten Drehmoment bremst, wobei die Kalibrierung folgende Schritte aufweist: – die Lamellenkupplung (4) ist im Öffnungssinne betätigt und wird über eine zuvor definierte Zeit im Schließsinne betätigt; – gleichzeitig wird die Drehzahl der Abtriebswelle (3) detektiert; – weist die Abtriebswelle (3) noch keine Drehzahl auf, wird die Lamellenkupplung (4) wieder im Öffnungssinne betätigt und anschließend erneut über eine definierte Zeit im Schließsinne betätigt, wobei diese Zeit länger als die vorhergehende Zeit ist; – dies wird so lange wiederholt, bis eine Drehzahl an der Abtriebswelle (3) detektiert wird; – nach Detektion einer Drehzahl der Abtriebswelle (3) wird die Betätigungszeit einer Speichereinrichtung zugeführt.
Verfahren zum Kalibrieren einer Lamellenkupplung mit einer Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) die Abtriebswelle (3) mit einem zuvor definierten Drehmoment bremst, wobei die Kalibrierung folgende Schritte aufweist: – Betätigen der Lamellenkupplung (4) im Schließsinne, bis die Lamellen anliegen, jedoch noch kein Drehmoment übertragen; – Betätigen der Lamellenkupplung (4) im Öffnungssinne mit einer zuvor definierten Zeitspanne; – erneutes Betätigen der Lamellenkupplung (4) im Schließsinne mit unveränderter Schließzeit; – Detektion der Drehzahl der Abtriebswelle (3); – bei Detektion der Drehzahl Null erneutes Betätigen der Lamellenkupplung (4) im Schließsinne mit unveränderter Schließzeit und anschließender Betätigung der Lamellenkupplung (4) im Öffnungssinne mit geringerer Zeitspanne als die zuvor definierte Zeitspanne; – Wiederholung des Vorgangs, bis eine Drehzahl an der Abtriebswelle (3) detektiert wird; – bei Detektion einer Drehzahl größer Null erneutes Betätigen der Lamellenkupplung (4) im Schließsinne mit unveränderter Schließzeit und anschließender Betätigung der Lamellenkupplung (4) im Öffnungssinne mit höherer Zeitspanne als die zuvor definierte Zeitspanne; – Wiederholung des Vorgangs, bis die Drehzahl Null an der Abtriebswelle (3) detektiert wird.