-
Die Erfindung betrifft ein Betätigungssystem für eine Doppelkupplung, die zwei normalerweise offene Teilkupplungen umfasst, die mit Hilfe von Aktuatoren geschlossen werden können, und mit einer Halteanordnung, mit deren Hilfe eine erste oder eine zweite Teilkupplung in einem momentanen Schließzustand gehalten werden kann. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betätigen einer derartigen Doppelkupplung.
-
Aus der europäischen Offenlegungsschrift
EP 1 400 715 A1 ist ein Kupplungssystem bekannt, umfassend eine Reibungskupplungseinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einer gegen die Ausrückrichtung wirkenden mechanischen Rückstellkräften einrückbaren Kupplungsanordnung und eine Betätigungseinrichtung zum Einleiten von im Einrücksinne gegen die Rückstellkräfte wirkenden, auf Betätigungskräften einer Aktuatoranordnung beruhenden Einrückkräften in die Reibungskupplungseinrichtung, um die Kupplungsanordnung im Einrücksinne zu betätigen, wobei eine der Reibungskupplungseinrichtung oder/und der Kupplungsanordnung oder/und der Betätigungseinrichtung oder/und der Aktuatoranordnung zugeordnete Halteanordnung vorgesehen ist, mittels der die Kupplungsanordnung gegen die Wirkung der Rückstellkräfte unabhängig von der Erzeugung von Betätigungskräften durch die Aktuatoranordnung in einem momentanen Einrückzustand oder einem dem momentanen Einrückzustand zugeordneten Halte-Einrückzustand haltbar ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, das Betätigen einer Doppelkupplung, die zwei normalerweise offene Teilkupplungen umfasst, die mit Hilfe von Aktuatoren geschlossen werden können, und mit einer Halteanordnung, mit deren Hilfe eine erste oder eine zweite Teilkupplung in einem momentanen Schließzustand gehalten werden kann, zu vereinfachen.
-
Die Aufgabe ist bei einem Betätigungssystem für eine Doppelkupplung, die zwei normalerweise offene Teilkupplungen umfasst, die mit Hilfe von Aktuatoren geschlossen werden können, und mit einer Halteanordnung, mit deren Hilfe eine erste oder eine zweite Teilkupplung in einem momentanen Schließzustand gehalten werden kann, dadurch gelöst, dass die Halteanordnung eine erste Haltevorrichtung, die einem ersten Aktuator für die erste Teilkupplung zugeordnet ist, und eine zweite Haltevorrichtung, die einem zweiten Aktuator für die zweite Teilkupplung zugeordnet ist, umfasst, wobei zwischen der ersten Haltevorrichtung und der zweiten Teilkupplung eine erste Wirkverbindung vorgesehen ist, und wobei zwischen der zweiten Haltevorrichtung und der ersten Teilkupplung eine zweite Wirkverbindung vorgesehen ist. Normalerweise geöffnet oder offen bedeutet im Hinblick auf die Kupplung, dass die Kupplung ausgerückt oder ausgelegt ist. Wenn die Kupplung geschlossen ist, wird das auch als eingerückte oder eingelegte Kupplung bezeichnet. Daher spricht man bei einem geschlossenen Zustand der Kupplung auch von einem Einrückzustand. Analog spricht man bei einem geöffneten oder offenen Zustand der Kupplung auch von einem Ausrückzustand. Mit der Halteanordnung kann die jeweilige Teilkupplung beziehungsweise das zugehörige Betätigungssystem beziehungsweise Teilbetätigungssystem verriegelt oder verrastet werden, um die Teilkupplung in dem entsprechenden geschlossenen Zustand oder Einrückzustand zu halten.
-
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Wirkverbindung fluidische Wirkverbindungen sind. Die fluidischen Wirkverbindungen werden zum Beispiel durch Fluidleitungen dargestellt.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Betätigungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wirkverbindung mit einem zweiten Nehmerzylinder der zweiten Teilkupplung verbunden ist, wobei die zweite Wirkverbindung mit einem ersten Nehmerzylinder oder ersten Teilkupplung verbunden ist. Die erste Wirkverbindung umfasst zum Beispiel eine erste Fluidleitung, die sich von dem ersten Nehmerzylinder zu einem Haltezylinder der zweiten Haltevorrichtung erstreckt. Die zweite Wirkverbindung umfasst zum Beispiel eine zweite Fluidleitung, die sich von dem zweiten Nehmerzylinder zu einem Haltezylinder der ersten Haltevorrichtung erstreckt.
-
Bei einem Verfahren zum Betätigen einer Doppelkupplung mit einem vorab beschriebenen Betätigungssystem ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass ein Halten der ersten/zweiten Teilkupplung in Abhängigkeit von einem Betätigungszustand der zweiten/ersten Teilkupplung ausgeführt oder verhindert wird.
-
Die Haltevorrichtungen der Doppelkupplung sind logisch mit der jeweils anderen Teilkupplung gekoppelt. Diese Koppelung kann die gesamte Betätigung, insbesondere die Arretierung, steuern oder lediglich dem Auslösen von Notfallstrategien dienen.
-
Beim Betätigen der Doppelkupplung geht es um folgende Grundgedanken: Verhindern/Auslegen der Arretierung einer Teilkupplung, sobald auf der anderen Teilkupplung ein definierter Zustand erreicht wird; bevorzugt ist dieser Zustand ein Druck beziehungsweise ein Moment oder ein Bereitschaftspunkt; die Arretierung kann durch einen Überweg der eigenen Kupplung ausgelöst werden; die Arretierung kann aktiv durch einen eigenen Aktor ausgelöst werden und selbstschließend sein; die Kupplungskennlinie kann über eine Überdruckfunktion an eine Arretierung oberhalb des Nennmoments angepasst werden; die Arretierung kann über einen Stift erfolgen, der in eine Vertiefung in der Kupplungsbetätigung eingreift; eine Nachstellung der Arretierung kann durch Verschiebung der Vertiefung oder des Stifts erfolgen.
-
Die Umsetzung der gegenseitig lösbaren Verriegelung erfolgt über das Verwenden durch Federkraft eingelegter Sperrklinken. Die Sperrklinken sind dabei so auszuformen, dass die Klinken ohne externe Kraft selbst-haltend sind. Demzufolge darf der Flankenwinkel nicht zu groß werden, so dass die Reibung immer größer ist als die resultierende Auswerf-Kraft. Es sind aber auch negative Flankenwinkel denkbar.
-
Die Einlege-Federkraft muss so groß sein, dass sie einen Riegel mit ausreichender Dynamik in die Nut schiebt. Zum Auslegen wird ein Nehmerkolben verwendet, der mit dem Einrücksystem der jeweils anderen Teilkupplung verbunden ist. Hierzu wird im Normalfall der Riegel durch einen entsprechenden Druck im zugeordneten Einrücksystem entlastet, so dass mit einem kleinen Druck des Einrücksystems der anderen Teilkupplung der Riegel ausgelegt werden kann. Durch eine geeignete Ansteuerstrategie kann dieser Druck während dem Betrieb gelernt beziehungsweise adaptiert werden.
-
In einem Fehlerfall, zum Beispiel beim Ausfall des Aktors bei eingerastetgeschlossener Kupplung, kann die Reibung am Riegel durch einen entsprechend höheren Druck im anderen Teilsystem, insbesondere einem Druck im Entriegelungs-Zylinder, überwunden werden. Dabei ist darauf zu achten, dass der Druck nicht so hoch ist, dass der Riegel bei noch arbeitendem Aktor einrastet. Die Höhe des hier maximal erforderlichen Drucks kann durch den Flankenwinkel des Riegels angepasst werden.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
-
1 eine vereinfachte Darstellung mit einer Kupplungsanordnung, die zwei Teilkupplungen umfasst, die durch ein Betätigungssystem mit Hilfe von zwei Aktoren geschlossen werden können; die
-
2 bis 4 verschiedene Ausführungsformen für Verriegelungen;
-
5 eine bevorzugte Lage der Betriebspunkte im Kennfeld einer zugedrückten Kupplung;
-
6 eine Kupplung mit vorgespannter Feder;
-
7 vier übereinander angeordnete kartesische Koordinatendiagramme, die zeigen, wie direkt auf einen erforderlichen Druck eingeregelt wird;
-
8 eine ähnliche Darstellung wie in 7, die zeigt, wie durch das Einregeln eines kleinen Drucks an einem zweiten Teilsystem und dann langsame Erhöhung des Drucks am ersten Teilsystem die Verriegelung gelernt werden kann;
-
9 den Ablauf, wenn ein Fehler am ersten Aktor auftritt, und der Riegel ohne die Unterstützung des Betätigungssystems ausgelegt werden muss; und
-
10 ein Beispiel für die Nachstellung einer Rastierung.
-
In 1 ist eine Kupplungsanordnung mit einer Doppelkupplung 18 dargestellt, die eine erste Teilkupplung 2 und eine zweite Teilkupplung 3 umfasst. Die Doppelkupplung 18 wird über ein Betätigungssystem 20 betätigt.
-
Das Betätigungssystem 20 umfasst einen ersten Aktuator 21, der auch als erster Aktor bezeichnet wird. Das Betätigungssystem 20 umfasst des Weiteren einen zweiten Aktuator 22, der auch als zweiter Aktor bezeichnet wird. Der erste Aktuator oder Aktor 21 dient zum Betätigen der ersten Teilkupplung 2. Der zweite Aktuator oder Aktor 22 dient zum Betätigen der zweiten Teilkupplung 3.
-
Eine Halteanordnung 25 umfasst eine erste Haltevorrichtung 31 mit einer ersten Arretiervorrichtung 4. Die Halteanordnung 25 umfasst des Weiteren eine zweite Haltevorrichtung 32 mit einer zweiten Arretiervorrichtung 5.
-
Das Betätigungssystem 20 umfasst des Weiteren einen ersten Nehmerzylinder 38, in welchem ein erster Kolben oder Betätigungskolben 6a aufgenommen ist. Das Betätigungssystem 20 umfasst des Weiteren einen zweiten Nehmerzylinder 39, in welchem ein zweiter Kolben oder Betätigungskolben 6b aufgenommen ist. Die Betätigungskolben 6a, b weisen jeweils eine Kolbenstange auf, über welche die Betätigungskolben 6a, b über ein Einrücklager 7a, b mit einer Anpressplatte 8a, b der beiden Teilkupplung 2, 3 gekoppelt sind.
-
Die erste Haltevorrichtung 31 umfasst einen ersten Haltezylinder 33, in welchem ein Kolben 9a angeordnet ist, der auch als Haltekolben bezeichnet wird. Die zweite Haltevorrichtung 32 umfasst einen zweiten Haltezylinder 34, in welchem ein Kolben 9b angeordnet ist, der auch als Haltekolben bezeichnet wird.
-
Der erste Haltezylinder 33 steht über eine als Fluidleitung ausgeführte erste Wirkverbindung 35 mit dem zweiten Nehmerzylinder 39 in Verbindung. Der zweite Haltezylinder 34 steht über eine zweite Wirkverbindung 36, die ebenfalls als Fluidleitung ausgeführt ist, mit dem ersten Nehmerzylinder 38 in Verbindung.
-
1 zeigt das Prinzip der gegenseitig wirkverbundenen Arretiervorrichtungen 4, 5, die verkürzt auch als Arretierer bezeichnet werden. Die beiden Wirkverbindungen 35, 36 verbinden hydrostatische Betätigungsstrecken der beiden Teilkupplungen 2, 3 miteinander. Prinzipiell lässt sich die Erfindung aber auch auf hydraulische und mechanische Lösungen übertragen. Ebenso kann die Arretierung innerhalb oder außerhalb der jeweiligen Teilkupplung 2, 3 in der Betätigungsstrecke oder dem Aktor 21, 22 angebracht sein.
-
Die Arretierung 4, 5 ist beispielhaft als Feder 10a, b mit einem vorgespannten Stift 12a, b gezeigt, der beim Erreichen einer bestimmten Kupplungsposition in eine Vertiefung 11a, b eingreift. Dabei steht die Arretierung in Wirkverbindung mit der Betätigungsstrecke der anderen Teilkupplung, so dass beim Erreichen eines bestimmten Betriebszustandes der anderen Kupplung die Arretierung ausgelegt beziehungsweise verhindert wird. Die Wirkverbindung muss nicht zwangsweise über die Betätigungsstrecke erfolgen, sondern kann mit dem Aktor oder der Kupplung verbunden sein. Die Art der Kupplung ist prinzipiell egal. Bei der Kupplung kann es sich um eine nasslaufende oder trockenlaufende Kupplung handeln. Die Kupplung kann als Einscheibenkupplung oder als Mehrscheibenkupplung ausgeführt sein.
-
Die 2 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungsformen für die Verriegelungen mit dem Stift 12 und der Vertiefung 11. Durch einen Pfeil 41 ist eine Bewegung der Vertiefung 11 relativ zu dem Stift 12 beim Öffnen oder Ausrücken der jeweiligen Teilkupplung angedeutet. Durch einen Doppelpfeil 42 sind Relativbewegungen des Stifts 12 relativ zu der Vertiefung 11 angedeutet.
-
Die Ausführungsform der 3 zeigt einen negativen Flankenwinkel (Hinterlegung).
-
Die Ausführungsform der 4 zeigt einen positiven Flankenwinkel.
-
In den 5 und 6 sind zwei kartesische Koordinatendiagramme mit einer x-Achse 51 und einer y-Achse 52 dargestellt. Auf der x-Achse 51 ist ein Einrückweg in einer geeigneten Maßeinheit aufgetragen. Auf der y-Achse 52 ist eine Einrückkraft in einer geeigneten Maßeinheit aufgetragen.
-
5 zeigt anhand einer Kurve 54 die bevorzugte Lage von Betriebspunkten im Kennfeld einer zugedrückten Kupplung. Dabei soll normalerweise das Entsperren, und somit auch Verhindern eines Einlegens, der Arretierung unterhalb eines Tastpunkts 56 erfolgen. Das normale Entsperren der Arretierung der anderen Teilkupplung erfolgt in einem Bereich 55.
-
In einem Bereich 57 erfolgt ein Not-Entsperren der Arretierung der anderen Teilkupplung. Ein Punkt 58 entspricht einem Nennmoment. Ein Punkt 59 entspricht der Rastierung.
-
In 5 sieht man, dass die Kupplungskennlinien in ihren betriebsrelevanten Bereichen nicht gestört werden. In Notsituationen, beispielweise bei einem Klemmen der Arretierung der anderen Teilkupplung, darf der volle Betriebsbereich genutzt werden. Die Rastierung 59 befindet sich bevorzugt oberhalb des Nennmoments 58.
-
6 zeigt anhand einer Kurve 64 eine Kennlinie der Kupplung mit einer vorgespannten Feder mit einem Tastpunkt 65. Die Feder kann in der Kupplung, im Aktor oder in der Betätigungskette angeordnet sein. Die Feder ist vorzugsweise so eingestellt, dass die maximale Betätigungskraft der Kupplung oberhalb eines Nennmoments 66 begrenzt wird. Das erlaubt ein Anfahren eines Arrestierpunkts 67 mit weniger Energieaufwand.
-
In den 7 bis 9 sind jeweils vier verschiedene kartesische Koordinantendiagramme übereinander angeordnet. In dem obersten Diagramm ist jeweils der Verlauf eines ersten Drucks p1 über der Zeit t aufgetragen. In dem Diagramm darunter ist jeweils der Verlauf eines zweiten Drucks p2 über der Zeit t aufgetragen. In dem Diagramm darunter ist jeweils ein erster Einrückweg ERW1 über der Zeit t aufgetragen. In dem untersten Diagramm ist jeweils ein erster Verriegelungsweg xR1 über der Zeit t aufgetragen.
-
Die 7 und 8 zeigen beispielhaft die Abläufe beim Einsatz der Verriegelung. Zunächst wird die zweite Teilkupplung (p1; ERW1) bis zur Verriegelung geschlossen. Das Erreichen der Verriegelung kann am plötzlichen Anstieg der Steifigkeit des Systems durch die Verriegelung des Einrücksystems erkannt werden. Danach kann der Druck abgebaut werden.
-
Zum Lösen der Verriegelung muss zunächst wieder Druck aufgebaut werden, um so den Riegel zu entlasten, nach dem Lösen des Riegels wird durch einen kleinen Druck im anderen Teilsystem ein kontrolliertes Öffnen der Kupplung ermöglicht.
-
In 7 wird direkt auf den erforderlichen Druck eingeregelt, so dass der kleine Druck im zweiten Teilsystem ausreicht, um den Riegel auszulegen.
-
8 zeigt, wie durch das Einregeln eines kleinen Drucks am zweiten Teilsystem und dann eine langsame Erhöhung des Drucks am ersten Teilsystem der Verriegelungspunkt (Druck) gelernt werden kann.
-
9 zeigt den Ablauf, wenn ein Fehler am ersten Aktor auftritt, und so der Riegel ohne die Unterstützung des Betätigungssystems ausgelegt werden muss.
-
10 zeigt ein Beispiel für eine Nachstellung der Rastierung. Mit 14 ist in 10 ein Teil der Betätigungsstrecke bezeichnet. Mit 13 ist ein verschiebbares Element bezeichnet. Mit 12 ist der Stift bezeichnet, der in die Vertiefung 11 in dem verschiebbaren Element 13 eingreift. Mit einem Pfeil 71 ist eine Bewegung, zum Beispiel des Betätigungskolbens relativ zu dem Stift 12 angedeutet. Durch einen Doppelpfeil 72 ist eine Bewegung des Stifts 12 relativ zu dem Teil 14 der Betätigungsstrecke angedeutet.
-
Die Vertiefung 11 ist in dem separaten Element 13 angeordnet, das über eine Freilaufmitnahme mit der Betätigungsstrecke 14 gekoppelt ist. Die Betätigungsstrecke 14 ist exemplarisch als Sägezahnprofil dargestellt. Im Normalbetrieb soll die Bewegung von 14 nach links bei eingerasteter Stellung unterbunden werden. In dieser Richtung können 13 und 14 sich nicht zueinander verschieben. Wird im eingerasteten Zustand versucht, die Kupplung weiter nach rechts zu fahren, so kann sich 13 gegenüber 14 nach links verschieben. Eine Nachstellung findet statt. Über das Spiel des Stifts 12 in der Vertiefung 11 kann die „Schärfe“ der Nachstellung definiert werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- erste Teilkupplung
- 3
- zweite Teilkupplung
- 4
- erste Arretiervorrichtung
- 5
- zweite Arretiervorrichtung
- 6a, b
- Betätigungskolben
- 7a, b
- Einrücklager
- 8a, b
- Anpressplatte
- 9a, b
- Kolben
- 10a, b
- Feder
- 11a, b
- Vertiefung
- 12a, b
- Stift
- 13
- verschiebbares Element
- 14
- Teil der Betätigungsstrecke
- 18
- Doppelkupplung
- 20
- Betätigungssystem
- 21
- erster Aktuator
- 22
- zweiter Aktuator
- 25
- Halteanordnung
- 31
- erste Haltevorrichtung
- 32
- zweite Haltevorrichtung
- 33
- Haltezylinder
- 34
- Haltezylinder
- 35
- erste Wirkverbindung
- 36
- zweite Wirkverbindung
- 38
- erster Nehmerzylinder
- 39
- zweiter Nehmerzylinder
- 41
- Pfeil
- 42
- Doppelpfeil
- 51
- x-Achse
- 52
- y-Achse
- 54
- Kurve
- 55
- Bereich
- 56
- Punkt
- 57
- Bereich
- 58
- Punkt
- 59
- Punkt
- 64
- Kurve
- 65
- Punkt
- 66
- Punkt
- 67
- Punkt
- 71
- Pfeil
- 72
- Pfeil
-
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
-
