DE102011084840A1

DE102011084840A1 - Reibungskupplungseinrichtung

Info

Publication number: DE102011084840A1
Application number: DE201110084840
Authority: DE
Inventors: Dominik Herkommer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-04-25

Abstract

Reibungskupplungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend eine zur Betätigung axial verlagerbare Druckplatte, die von der Kraft einer Federeinrichtung beaufschlagt ist, wobei die Kraft der Federeinrichtung einer Betätigungskraft entgegen wirkt, und eine Kompensationsfedereinrichtung, deren Kraft eine Betätigung zumindest bereichsweise unterstützt, bei der die Kompensationsfedereinrichtung wenigstens eine als Teller- oder Hebelfeder ausgebildete Kompensationsfeder aufweist, um die Reibungskupplungseinrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend eine zur Betätigung axial verlagerbare Druckplatte, die von der Kraft einer Federeinrichtung beaufschlagt ist, wobei die Kraft der Federeinrichtung einer Betätigungskraft entgegen wirkt, und eine Kompensationsfedereinrichtung, deren Kraft eine Betätigung zumindest bereichsweise unterstützt.
Aus der DE 103 16 445 A1 ist ein Kupplungsaggregat zur Drehmomentübertragung zwischen einem Motor und einem Getriebe bekannt, mit mindestens einer Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Druckplatte, die drehfest, jedoch axial begrenzt verlagerbar in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei zwischen Gehäuse und Druckplatte eine Tellerfeder wirksam ist, durch welche die Druckplatte in Richtung einer zwischen dieser und einer Gegendruckplatte einklemmbaren Kupplungsscheibe mit Reibbelägen beaufschlagbar, und die Kupplung über Betätigungsmittel ein- und ausrückbar ist, und mit einer den Verschleiß wenigstens der Reibbeläge der Kupplungsscheibe selbsttätig kompensierenden Nachstelleinrichtung, die mindestens eine Druckfeder aufweist, die entgegen der resultierenden Federkraft von Belagfedern, die zwischen den Reibbelägen eingespannt sind, und von Blattfedern wirkt, die zwischen dem Gehäuse und der Druckplatte eingespannt sind, bei der die Vorspannkräfte und Federkennlinien der Belagfedern, der Blattfedern und der Druckfeder so gewählt sind, dass die resultierende Kraft der Belagfedern und der Blattfedern im Neuzustand der Kupplung größer als die Kraft der Druckfeder der Nachstelleinrichtung ist, und dadurch, dass die resultierende Kraft der Belagfedern und der Blattfedern kleiner als die Kraft der Druckfeder der Nachstelleinrichtung ist, sobald der Verschleiß der Reibbeläge einen vorgebbaren Wert überschreitet, um eine konstant bleibende Position des radial innen liegenden Bereichs der Tellerfeder über den Verschleiß, insbesondere der Reibbeläge, und darüber hinaus einen einfachen Aufbau sowie eine kostengünstige Herstellbarkeit zu ermöglichen.
Gemäß der der DE 103 16 445 A1 erfolgt die Nachstellung also kraftgesteuert. Das kraftgesteuerte Nachstellprinzip basiert auf dem Kräftegleichgewicht der wirkenden Federkräfte. Die zugehörigen Federkennlinien sind so gewählt, dass sich das Kräfteniveau über den Verschleißweg ändert. Die Belagfederkräfte und die vorzugsweise degressiven Blattfederkräfte wirken zusammen gegen die Axialkraft, die von den vorzugsweise in Umfangsrichtung angeordneten Druckfedern der Nachstelleinrichtung erzeugt wird. Die Druckfedern sind Teil eines Verstellring-Rampensystems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Reibungskupplungseinrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Reibungskupplungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend eine zur Betätigung axial verlagerbare Druckplatte, die von der Kraft einer Federeinrichtung beaufschlagt ist, wobei die Kraft der Federeinrichtung einer Betätigungskraft entgegen wirkt, und eine Kompensationsfedereinrichtung, deren Kraft eine Betätigung zumindest bereichsweise unterstützt, bei der die Kompensationsfedereinrichtung wenigstens eine als Teller- oder Hebelfeder ausgebildete Kompensationsfeder aufweist.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Einfachkupplung sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Doppelkupplung sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine trockene Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Einscheibenkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine nasse Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Mehrscheibenkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Das Kraftfahrzeug kann eine Brennkraftmaschine aufweisen. Das Kraftfahrzeug kann ein Getriebe aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe angeordnet sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann ein Eingangsteil aufweisen. Das Eingangsteil kann von der Brennkraftmaschine antreibbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens ein Ausgangsteil aufweisen. Mithilfe des wenigstens einen Ausgangsteils kann das Getriebe antreibbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann ein Anfahren sowie einen Wechsel einer Getriebeübersetzung ermöglichen.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann ausgehend von einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen keine Kraftübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Kraftübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine zunehmende Kraftübertragung ermöglichen, wobei eine Kraftübertragung zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil reibschlüssig erfolgen kann. Umgekehrt kann ausgehend von einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Kraftübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen keine Kraftübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine abnehmende Kraftübertragung ermöglicht sein. Eine vollständig eingerückte Betätigungsstellung kann eine geschlossene Betätigungsstellung sein. Eine vollständig ausgerückte Betätigungsstellung kann eine offene Betätigungsstellung sein.
Eine Doppelkupplung kann ein erstes Ausgangsteil und ein zweites Ausgangsteil aufweisen. Mithilfe der Doppelkupplung können das Eingangsteil einerseits und das erste Ausgangsteil und/oder das zweite Ausgangsteil andererseits miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Zudem kann ein Kraftfluss vom Eingangsteil in übergehendem Wechsel von dem ersten Ausgangsteil auf das zweite Ausgangsteil und umgekehrt verlagert werden.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann von der Kraft einer Federeinrichtung in Einrückrichtung beaufschlagt sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine selbsttätig schließende Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann von der Kraft einer Federeinrichtung in Ausrückrichtung beaufschlagt sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine selbsttätig öffnende Kupplung aufweisen. Diese Federeinrichtung kann eine erste Federeinrichtung sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine weder ausschließlich selbsttätig schließende noch eine ausschließlich selbsttätig öffnende Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine gedrückte Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine gezogene Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine gedrückte und gezogene Kupplung aufweisen.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Drehachse aufweisen. Eine axiale Richtung kann eine Richtung der Drehachse sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann ein Gehäuse aufweisen. Die Druckplatte kann mit dem Gehäuse drehfest verbunden sein. Die Druckplatte kann zu dem Gehäuse axial verlagerbar sein. Die Druckplatte kann relativ zu dem Gehäuse verlagerbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Gegendruckplatte aufweisen. Die Gegendruckplatte kann mit dem Gehäuse drehfest verbunden sein. Die Gegendruckplatte kann mit dem Gehäuse axial fest verbunden sein. Die Druckplatte kann relativ zu der Gegendruckplatte verlagerbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Zwischendruckplatte aufweisen. Die Zwischendruckplatte kann mit dem Gehäuse drehfest verbunden sein. Die Zwischendruckplatte kann zu dem Gehäuse axial verlagerbar sein. Die Druckplatte kann relativ zur Zwischendruckplatte verlagerbar sein. Eine Einfachkupplung kann eine Druckplatte und eine Gegendruckplatte aufweisen. Eine Doppelkupplung kann eine Druckplatte, eine Zwischendruckplatte und eine Gegendruckplatte aufweisen.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann von einer Bedienperson betätigbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann mithilfe einer Aktuatoreinrichtung betätigbar sein. Die Aktuatoreinrichtung kann wenigstens einen Aktuator aufweisen. Der wenigstens eine Aktuator kann in die Reibungskupplungseinrichtung integriert sein.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweisen. Das Eingangsteil der Reibungskupplungseinrichtung kann das Gehäuse, die Druckplatte, die Gegendruckplatte und/oder die Zwischendruckplatte aufweisen. Das Ausgangsteil der Reibungskupplungseinrichtung kann die wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweisen. Die wenigstens eine Kupplungsscheibe kann zwischen der Druckplatte und der Gegendruckplatte einklemmbar sein. Die wenigstens eine Kupplungsscheibe kann zwischen der Druckplatte und der Zwischendruckplatte einklemmbar sein. Die wenigstens eine Kupplungsscheibe kann zwischen der Zwischendruckplatte und der Gegendruckplatte einklemmbar sein. Die wenigstens eine Kupplungsscheibe kann Reibbeläge aufweisen. Zwischen den Reibbelägen der wenigstens einen Kupplungsscheibe kann eine Federeinrichtung angeordnet sein. Diese Federeinrichtung kann eine zweite Federeinrichtung sein. Die zweite Federeinrichtung kann einer Betätigungskraft entgegen wirken.
Die erste Federeinrichtung kann eine erste Federkennlinie aufweisen. Die zweite Federeinrichtung kann eine zweite Federkennlinie aufweisen. Die Kompensationsfedereinrichtung kann eine dritte Federkennlinie aufweisen. Die erste Federkennlinie kann einen ansteigenden Verlauf aufweisen. Die erste Federkennlinie kann einen zumindest annähernd linearen Verlauf aufweisen. Die zweite Federkennlinie kann einen ansteigenden Verlauf aufweisen. Die zweite Federkennlinie kann einen progressiven Verlauf aufweisen. Die dritte Federkennlinie kann zumindest abschnittsweise einen abfallenden Verlauf aufweisen. Die dritte Federkennlinie kann zumindest abschnittsweise einen degressiven Verlauf aufweisen. Die erste Federkennlinie, die zweite Federkennlinie und die dritte Federkennlinie können eine resultierende vierte Federkennlinie bilden. Eine Federkennlinie kann einen Kraft-Weg-Zusammenhang darstellen. In einem Federkennlinien-Diagramm können auf einer x-Achse ein Betätigungsweg und auf einer y-Achse eine Kraft aufgetragen sein. Mithilfe der Kompensationsfedereinrichtung können eine Betätigungskraft und/oder ein betätigungswegabhängiger Betätigungskraftanstieg reduziert sein. Die vierte Federkennlinie kann wenigstens einen Nulldurchgang aufweisen, bei dem eine Kraft Null ist. Der wenigstens eine Nulldurchgang kann von negativen Kraftwerten hin zu positiven Kraftwerten erfolgen.
Mit der erfindungsgemäßen Reibungskupplungseinrichtung kann eine Betätigungskraft über einen Betätigungsweg angepasst sein. Eine Betätigungskraft kann reduziert sein. Eine Aktuatoreinrichtung kann einen verringerten Bauraum beanspruchen. Ein Verschleiß kann reduziert sein.
Die Federeinrichtung kann wenigstens eine Blattfeder aufweisen. Die Federeinrichtung kann zwischen der Druckplatte und der Gegendruckplatte wirksam sein. Die Federeinrichtung kann die Druckplatte in Ausrückrichtung der Reibungskupplungseinrichtung beaufschlagen. Die Blattfeder kann eine linear ansteigende Federkennlinie aufweisen. Über den Betätigungsweg kann die Kraft der Blattfeder linear zunehmen.
Die wenigstens eine Kompensationsfeder kann als separates Bauteil ausgebildet oder in einen Kraftrand einer Teller- oder Hebelfeder integriert sein. Die wenigstens eine Kompensationsfeder kann in einen Kraftrand einer ohnehin vorhandenen Teller- oder Hebelfeder integriert sein. Ein Kraftrand kann ein in Umfangsrichtung verlaufender ringartiger Abschnitt der Teller- oder Hebelfeder sein. Damit wird eine bauliche Verbesserung erreicht. Die Teller- oder Hebelfeder kann zusammen der Teller- oder Hebelfeder, in die die wenigstens eine Kompensationsfeder integriert ist, nachstellbar sein. Eine Nachstellung kann eine verschleißbedingte Verschiebung der Federkennlinie kompensieren. Die Teller- oder Hebelfeder kann eine progressiv ansteigende Federkennlinie aufweisen. Über den Betätigungsweg kann die Kraft der Blattfeder progressiv zunehmen.
Die wenigstens eine Kompensationsfeder kann zwischen dem Gehäuse und der Druckplatte angeordnet sein. Die wenigstens eine Kompensationsfeder kann zu einer Betätigungseinrichtung der Reibungskupplungseinrichtung parallelgeschaltete wirken. Die Reibungskupplungseinrichtung kann sich in einem unbetätigten Betriebszustand in einer ausgerückten Position befinden und die wenigstens eine Kompensationsfeder kann eine überspannte, degressive Teller- oder Hebelfeder sein. Die wenigstens eine Kompensationsfeder kann vorgespannt eingebaut sein. Die Kompensationsfeder kann eine zumindest abschnittsweise abfallende Federkennlinie aufweisen. Über den abfallenden Abschnitt der Federkennlinie kann die Kraft der Kompensationsfeder mit zunehmendem Betätigungsweg abnehmen. Die Federkennlinie der Kompensationsfeder kann in einem negativen Kraftbereich liegen. Die Kraft der Kompensationsfeder kann der Kraft der ersten Federeinrichtung und/oder der zweiten Federeinrichtung entgegen wirken. Die Kraft der Kompensationsfeder kann die Kraft der ersten Federeinrichtung und/oder der zweiten Federeinrichtung zumindest teilweise kompensieren. Die Kraft der Kompensationsfeder kann mit einer Betätigungskraft wirken. Die Kraft der Kompensationsfeder kann eine Betätigungskraft unterstützen.
Die Kompensationsfedereinrichtung kann wenigstens eine Einstellfeder aufweisen. Die Einstellfeder kann zwischen der Druckplatte und der Gegendruckplatte angeordnet sein. Die Einstellfeder kann zur zweiten Federeinrichtung der Reibungskupplungseinrichtung parallelgeschaltete wirken. Die Reibungskupplungseinrichtung kann eine Gegendruckplatte und gegebenenfalls eine Zwischendruckplatte aufweisen, zwischen der und der Druckplatte die Kupplungsscheibe einklemmbar ist und die wenigstens eine Einstellfeder kann zwischen der Druckplatte einerseits und der Zwischendruckplatte oder Gegendruckplatte andererseits angeordnet sein. Die wenigstens eine Einstellfeder kann eine Teller- oder Hebelfeder sein. Die wenigstens eine Einstellfeder kann in die Federeinrichtung integriert sein. Die Einstellfeder kann eine zumindest abschnittsweise abfallende Federkennlinie aufweisen. Die Einstellfeder kann eine bei zunehmender Betätigung zunächst etwas ansteigende und nachfolgend abfallende Federkennlinie aufweisen. Über den abfallenden Abschnitt der Federkennlinie kann die Kraft der Einstellfeder mit zunehmendem Betätigungsweg abnehmen. Die Federkennlinie der Einstellfeder kann in einem positiven Kraftbereich liegen. Mithilfe der Einstellfeder kann eine verbesserte Einstellung der Betätigungskraft erfolgen. Die Betätigungskraft kann an ein Kupplungskennfeld angepasst werden.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergeben sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Kupplung mit Kompensationsfeder und eine kompensierte Kupplung mit zwei oder mehr Federn.
Es können eine oder mehrere Kompensationsfedern eingebaut sein, mit denen eine externe Betätigungskraft der Kupplung gesenkt wird. Die Kupplung kann dann je nach Auslegung selbstschließend, selbstöffnend oder auch keines von beiden sein. Diese neutrale Variante kann verwendet werden, wenn minimale Betätigungskräfte gefragt sind und ein Selbstöffnen oder Selbstschließen nicht gefordert ist. Dies kann bei kupplungsinternen Aktoren der Fall sein.
Es kann eine Kompensationsfeder, die einen Teil der Betätigungskraft für das Betätigen der Kupplung stellt, vorgesehen sein. Dabei kann es sich um eine Feder, z. B. Tellerfeder, die – z. B. durch geometrische Auslegung und Überspannung – im degressiven Kennfeldbereich betrieben wird, handeln. Das heißt, die Federkraft kann mit zunehmendem Federweg abnehmen. Ist die Feder vorgespannt eingebaut, so kann die Kompensationskraft beim Schließen – und damit zunehmender Belagfederkraft – zunehmen.
Eine Kompensationsfeder kann entweder separat eingebaut, oder – wenn eine vorhanden ist – in den Kraftrand der Hebelfeder integriert werden, sodass diese die Summenkraft/Betätigungskraft der Kupplung absenkt. Bei einer Integration in die Hebelfeder kann die Kompensation bei Vorhandensein einer Nachstellung auch automatisch mit nachgestellt werden. Falls die Summenkraft der Kupplung streckenweise in den negativen Bereich sinkt, kann die Kupplung weder ganz selbstschließend, noch selbstöffnend sein. Bei dieser Konfiguration können besonders geringe Betätigungskräfte erzielt werden, sie eignet sich damit gut für besonders kleine, evtl. kupplungsinterne Aktoren. Es können zwei oder mehr Kompensationsfedern, mit denen die Betätigungskraft/Summenkraft der Kupplung gesenkt wird und die Kupplung selbstöffnend bleibt, eingebaut werden.
Es kann eine Einstellfeder, beispielsweise eine Tellerfeder, zwischen einer Zentralplatte und einer Anpressplatte vorgesehen sein, mit der die nötige Betätigungskraft besser eingestellt und an das Kupplungskennfeld angepasst werden kann. Diese Feder kann als Tellerfeder im degressiven Bereich betrieben werden, sodass die Einstellfederkraft beim Schließen abnimmt. Als Variante kann diese Einstellfeder auch als degressive Blattfeder ausgeführt sein und so ohne extra Bauteil auskommen.
Mit beiden Federn kann die Einrückkraft begrenzt, aber dennoch hoch genug gehalten werden, dass entweder eine Selbstöffnung in Kombination mit z. B. Hebelaktoren über den gesamten Betriebsbereich gewährleistet ist oder die Kupplung immer noch selbstschließend ist. Vorzugsweise verläuft die Summenkraft als Resultat konstant so hoch, dass ein Selbstöffnen gerade gewährleistet ist.
Die Kompensationsfeder kann entweder separat gestaltet sein oder bei hebelbetätigten Kupplungen in den Kraftrand einer Hebelfeder integriert werden. Die Kompensationsfeder kann dafür sorgen, dass während der gesamten Betätigung die Kräfte stets im positiven Bereich bleiben, um ein Selbstöffnen der Kupplung zu gewährleisten. Mit diesem Aufbau wird vor allem das Maximum der Betätigungskraft herabgesetzt. So kann der Aktor kleiner gestaltet werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen schematisch und beispielhaft:
1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, einer Kupplung und einem Getriebe,
2 eine Kupplung mit einer Kompensationsfeder,
3 ein Diagramm zu Kräften an einer Druckplatte einer Kupplung mit einer Kompensationsfeder,
4 eine Kupplung mit einer Kompensationsfeder und einer Einstellfeder und
5 ein Diagramm zu Kräften an einer Druckplatte eine Kupplung mit einer Kompensationsfeder und einer Einstellfeder.
1 zeigt einen Antriebsstrang 100 eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine 102, einer Kupplung 104 und einem Getriebe 106. Die Brennkraftmaschine 102 dient zum Antrieb des Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine weist einen Drehzahlsensor 108 zur Feststellung einer Brennkraftmaschinendrehzahl auf.
Ausgehend von der Brennkraftmaschine 102 ist der Brennkraftmaschine 102 in Antriebskraftflussrichtung nachfolgend die Kupplung 104 angeordnet. Die Kupplung 104 ist eine Reibungskupplung. Die Kupplung ist eine Doppelkupplung. Die Kupplung 104 ist weist eine Eingangsteil und zwei Ausgangsteile auf. Das Eingangsteil der Kupplung 104 ist mit der Brennkraftmaschine 102 antriebsverbunden. Die Ausgangsteile der Kupplung 104 sind mit dem Getriebe 106 antriebsverbunden. Das Eingangsteil der Kupplung 104 weist eine Gehäuse, eine Druckplatte, eine Zwischendruckplatte und eine Gegendruckplatte auf. Die Gegendruckplatte ist mit dem Gehäuse fest verbunden. Die Zwischendruckplatte und die Druckplatte sind mit dem Gehäuse drehfest und axial verlagerbar verbunden. Die Ausgangsteile der Kupplung 104 weisen jeweils eine Kupplungsscheibe auf. Die Kupplungsscheiben sind zwischen der Druckplatte und der Zwischendruckplatte respektive zwischen der Zwischendruckplatte und der Gegendruckplatte einklemmbar. Eine Betätigung der Kupplung 104 erfolgt durch axiale Verlagerung der Druckplatte und/oder der Zwischendruckplatte. Zur Betätigung der Kupplung 104 ist eine Aktuatoreinrichtung 110 vorgesehen. Ein Sensor 111 dient zur Feststellung eines Betätigungszustands der Kupplung 104.
Das Getriebe 106 ist der Kupplung 104 in Antriebskraftflussrichtung nachfolgend angeordnet. Das Getriebe 106 weist zwei parallele Getriebestränge mit jeweils mehreren schaltbaren Übersetzungsstufen auf. Zur Schaltung der Übersetzungsstufen ist eine Aktuatoreinrichtung 112 vorgesehen. Ein Sensor 114 dient zur Feststellung einer eingestellten Übersetzungsstufe. Eine Ausgangswelle des Getriebes 106 ist mit einer Kardanwelle 116 antriebsverbunden. Unter Zwischenschaltung eines Achsgetriebes 118 sind Antriebsräder 120, 122 des Kraftfahrzeugs antreibbar. Zur Erfassung einer Antriebsraddrehzahl ist eine Drehzahlsensor 124 vorgesehen.
Eine Steuerung der Brennkraftmaschine 102, der Aktuatoreinrichtung 110 der Kupplung 104 und/oder der Aktuatoreinrichtung 112 des Getriebes 106 erfolgt mithilfe einer Steuereinrichtung 126. Der Steuereinrichtung 126 stehen Eingangssignale 128, beispielsweise des Drehzahlsensors 108, des Sensors 111, des Sensor 114 und/oder des Drehzahlsensors 124, zur Verfügung. Die Steuereinrichtung 126 generiert Ausgangssignale, wie zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine 102, der Aktuatoreinrichtung 110 der Kupplung 104 und/oder der Aktuatoreinrichtung 112 des Getriebes 106.
2 zeigt eine Kupplung 200, wie Kupplung 106 gemäß 1, mit einer Kompensationsfeder 202. Die Kupplung 200 weist ein Eingangsteil und eine Ausgangsteil auf. Das Eingangsteil weist ein Gehäuse 204, eine Druckplatte 206 und eine Zwischendruckplatte 208 auf. Das Ausgangsteil weist eine Kupplungsscheibe 210 mit Reibbelägen 212, 214 auf. Zwischen den Reibbelägen 212, 214 ist eine Belagfeder 216 angeordnet. Zwischen der Druckplatte 206 und der Zwischendruckplatte 208 ist eine Blattfeder 218 angeordnet. Eine Kraft der Blattfeder 218 belastet die Druckplatte 206 und die Zwischendruckplatte 208 in eine Ausrückrichtung der Kupplung 200. Die Kraft der Blattfeder 218 belastet die Kupplung 200 in Öffnungsrichtung. Zum Öffnen der Kupplung 200 ist eine Betätigungseinrichtung 220 vorgesehen. Die Betätigungseinrichtung 220 ist zwischen dem Gehäuse 204 und der Druckplatte 206 angeordnet. Mithilfe der Betätigungseinrichtung 220 kann eine axiale Verlagerung der Druckplatte 206 bewirkt werden. Zwischen dem Gehäuse 204 und der Druckplatte 206 ist die Kompensationsfeder 202 angeordnet. Die Kompensationsfeder 202 ist eine Tellerfeder, die durch geometrische Auslegung und Überspannung in einem Kennlinienbereich betrieben wird, in dem die Federkraft mit zunehmendem Betätigungsweg abnimmt.
3 zeigt ein Diagramm 300 zu Kräften an einer Druckplatte einer Kupplung, wie Kupplung 200 gemäß 2, mit einer Kompensationsfeder. Auf der x-Achse ist ein Betätigungsweg aufgetragen. Auf der y-Achse ist eine Kraft aufgetragen.
Eine Blattfeder weist eine Kennlinie 302 auf. In dem Betätigungsbereich beginnt die Kennlinie 302 der Blattfeder bei positiven Kraftwerten. Die Kennlinie 302 der Blattfeder ist mit zunehmendem Betätigungsweg linear leicht ansteigend. Die Kennlinie 302 der Blattfeder verläuft im Bereich positiver Kräfte. Die Blattfeder erhöht mit zunehmendem Betätigungsweg die erforderliche Betätigungskraft.
Eine Belagfeder weist eine Kennlinie 304 auf. In dem Betätigungsbereich beginnt die Kennlinie 304 der Belagfeder bei einer Kraft null. Die Kennlinie 304 der Belagfeder ist mit zunehmendem Betätigungsweg ansteigend. Die Kennlinie 304 der Belagfeder ist mit zunehmendem Betätigungsweg progressiv ansteigend. Der Anstieg erfolgt zunächst stärker, nachfolgen schwächer progressiv. Die Kennlinie 304 der Belagfeder verläuft ausgehend von der x-Achse im Bereich positiver Kräfte. Die Belagfeder erhöht mit zunehmendem Betätigungsweg die erforderliche Betätigungskraft.
Eine Kompensationsfeder weist eine Kennlinie 306 auf. In dem Betätigungsbereich beginnt die Kennlinie 306 der Kompensationsfeder bei negativen Kraftwerten. Die Kennlinie 306 der Kompensationsfeder verläuft zunächst mit zunehmendem Betätigungsweg abfallend. Der Abfall erfolgt zunächst in etwa linear. Die Kennlinie 306 der Kompensationsfeder verläuft zunächst mit zunehmendem Betätigungsweg degressiv abfallend. Nachfolgend erreicht die Kennlinie 306 der Kompensationsfeder ein Minimum und steigt dann wieder etwas an. Die Kennlinie 306 der Kompensationsfeder verläuft im Bereich negativer Kräfte. Die Kraft der Kompensationsfeder ist den Kräften der Blattfeder und der Belagfeder entgegen gerichtet. Die Kompensationsfeder senkt die erforderliche Betätigungskraft.
Eine Kennlinie 308 zeigt die Summenkraft der Kennlinien 302, 304, 306. Mithilfe der Kompensationsfeder ist die Betätigungskraft soweit gesenkt, dass die Kennlinie 308 bei negativen Kraftwerten beginnt und zunächst im Bereich negativer Kräfte verläuft. In diesem Bereich ist die Kupplung selbstschließend. Nachfolgend schneidet die Kennlinie 308 die x-Achse. In diesem Punkt besteht zwischen den Federkräften, die die Kupplung in Öffnungsrichtung belasten und den Federkräften, die die Kupplung in Schließrichtung belasten, ein Gleichgewicht. Nachfolgend verläuft die Kennlinie 308 im Bereich positiver Kräfte. In diesem Bereich ist die Kupplung selbstöffnend.
4 zeigt eine Kupplung 400, wie Kupplung 106 gemäß 1, mit einer Kompensationsfeder 402 und einer Einstellfeder 404. Die Einstellfeder 404 ist zwischen einer Druckplatte 406 und einer Zwischendruckplatte 408 der Kupplung 400 angeordnet. Die Einstellfeder 404 ist eine Tellerfeder, die durch geometrische Auslegung und Überspannung im Wesentlichen in einem Kennlinienbereich betrieben wird, in dem die Federkraft mit zunehmendem Betätigungsweg abnimmt. Im Übrigen wird auf 2 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
5 zeigt ein Diagramm 500 zu Kräften an einer Druckplatte eine Kupplung, wie Kupplung 400 gemäß 4, mit einer Kompensationsfeder und einer Einstellfeder. Auf der x-Achse ist ein Betätigungsweg aufgetragen. Auf der y-Achse ist eine Kraft aufgetragen.
Eine Einstellfeder weist eine Kennlinie 502 auf. In dem Betätigungsbereich beginnt die Kennlinie 502 der Einstellfeder bei positiven Kraftwerten. Die Kennlinie 502 der Einstellfeder verläuft mit zunehmendem Betätigungsweg zunächst kurz ansteigend, nachfolgend abfallend. Der Abfall erfolgt in etwa linear. Die Kennlinie 502 der Einstellfeder verläuft im Bereich positiver Kräfte. Die Einstellfeder ermöglicht eine Einstellung der erforderlichen Betätigungskraft. Eine Kennlinie 504 zeigt die Summenkraft der Kennlinie 502 sowie einer Kennlinie 506 einer Blattfeder, einer Kennlinie 508 einer Belagfeder und einer Kennlinie 510 einer Kompensationsfeder. Die Kennlinie 504 verläuft im Bereich positiver Kräfte. Die Kupplung ist selbstöffnend. Im Übrigen wird auf 3 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
Bezugszeichenliste

100: Antriebsstrang
102: Brennkraftmaschine
104: Kupplung
106: Getriebe
108: Drehzahlsensor
110: Aktuatoreinrichtung
111: Sensor
112: Aktuatoreinrichtung
114: Sensor
116: Kardanwelle
118: Achsgetriebe
120: Antriebsrad
122: Antriebsrad
124: Drehzahlsensor
126: Steuereinrichtung
128: Eingangssignale
200: Kupplung
202: Kompensationsfeder
204: Gehäuse
206: Druckplatte
208: Zwischendruckplatte
210: Kupplungsscheibe
212: Reibbelag
214: Reibbelag
216: Belagfeder
218: Blattfeder
220: Betätigungseinrichtung
300: Diagramm
302: Kennlinie
304: Kennlinie
306: Kennlinie
308: Kennlinie
400: Kupplung
402: Kompensationsfeder
404: Einstellfeder
406: Druckplatte
408: Zwischendruckplatte
500: Diagramm
502: Kennlinie
504: Kennlinie
506: Kennlinie
508: Kennlinie
510: Kennlinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10316445 A1 [0002, 0003]

Claims

Reibungskupplungseinrichtung (104, 200, 400), insbesondere für einen Antriebsstrang (100) eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend eine zur Betätigung axial verlagerbare Druckplatte (206, 406), die von der Kraft einer Federeinrichtung beaufschlagt ist, wobei die Kraft der Federeinrichtung einer Betätigungskraft entgegen wirkt, und eine Kompensationsfedereinrichtung, deren Kraft eine Betätigung zumindest bereichsweise unterstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsfedereinrichtung wenigstens eine als Teller- oder Hebelfeder ausgebildete Kompensationsfeder (202, 402) aufweist.
Reibungskupplungseinrichtung (104, 200, 400) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung wenigstens eine Blattfeder (218) aufweist.
Reibungskupplungseinrichtung (104, 200, 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kompensationsfeder (202, 402) als separates Bauteil ausgebildet oder in einen Kraftrand einer Teller- oder Hebelfeder integriert ist.
Reibungskupplungseinrichtung (104, 200, 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung ein Gehäuse (204) aufweist und die wenigstens eine Kompensationsfeder (202, 402) zwischen dem Gehäuse (204) und der Druckplatte (206, 406) angeordnet ist.
Reibungskupplungseinrichtung (104, 200, 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Reibungskupplungseinrichtung (104, 200, 400) in einem unbetätigten Betriebszustand in einer ausgerückten Position befindet und die wenigstens eine Kompensationsfeder (202, 402) eine überspannte, degressive Teller- oder Hebelfeder ist.
Reibungskupplungseinrichtung (104, 200, 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kompensationsfeder (202, 402) vorgespannt eingebaut ist.
Reibungskupplungseinrichtung (104, 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsfedereinrichtung wenigstens eine Einstellfeder (404) aufweist.
Reibungskupplungseinrichtung (104, 400) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einstellfeder (404) eine Teller- oder Hebelfeder ist.
Reibungskupplungseinrichtung (104, 400) nach einem der Ansprüche 7–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplungseinrichtung (104, 400) eine Zwischendruckplatte (408) oder Gegendruckplatte aufweist, zwischen der und der Druckplatte (406) die Kupplungsscheibe einklemmbar ist und die wenigstens eine Einstellfeder (404) zwischen der Druckplatte (406) einerseits und der Zwischendruckplatte (408) oder Gegendruckplatte andererseits angeordnet ist.
Reibungskupplungseinrichtung (104, 400) nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Einstellfeder (404) in die Federeinrichtung integriert ist.