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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung einer Ausrückkraft einer Tellerfeder einer automatisierten Kupplung, welche manuell betätigt wird, wobei ein Gang automatisch eingelegt wird.
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In der
DE 10 2008 057 656 A1 ist ein Kupplungssystem beschrieben, welches eine Tellerfeder umfasst, die eine Druckplatte mit der Anpressplatte verspannt. Beispielsweise kann durch die drehzahlabhängige Einwirkung der Fliehkraft auf die Tellerfeder, insbesondere wenn das Hebelsystem größere axiale Anteile aufweist, eine Axialverlagerung der Hebelbereiche zur Folge haben, die von dem Kupplungsausrücksystem beaufschlagt werden.
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In Kraftfahrzeugen werden verstärkt Clutch-by-wire-Kupplungssysteme eingesetzt, welche automatisierte Kupplungssysteme darstellen, bei welchen die Kupplung per Hand eingestellt wird, die Einlegung des zugehörigen Ganges aber automatisch erfolgt. Bei solch einem manuellen Schaltgetriebe kann die Kupplung immer komplett geöffnet bzw. geschlossen werden. Deshalb muss das Minimum der Ausrückkraft der Kupplung so ausgelegt sein, dass bei selbst maximaler Motordrehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeuges und allen denkbaren Toleranzen die Ausrückkraft der Kupplung größer 0 N ist, damit die Tellerfeder, die die Anpressplatte gegen die Kupplungsscheibe drückt, beim Einkoppeln wieder in ihre ursprüngliche Position zurückgeht. Das bedeutet, dass gemäß der in 3 gezeigten Ausrückkraftkennlinien der Tellerfeder ein Minimum der Ausrückkraft der Tellerfeder immer positiv sein muss, egal welche Drehzahl des Verbrennungsmotors eingestellt ist.
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Nachteilig dabei ist, dass sich die Ausrückkraft der Kupplung und die an der Tellerfeder angreifende Fliehkraft in Abhängigkeit von der Drehzahl aufgrund dieser Kennlinie ändern. Aufgrund einer Kennlinienveränderung der Tellerfeder, die auf die Einwirkung der Drehzahl zurückzuführen ist, wird das Ausrückkraft-Minimum deutlich reduziert. Das hat den Nachteil, dass bei der Betätigung der Kupplung durch ein Kupplungspedal durch den Fahrzeugführer deutlich mehr Kraft aufgewendet werden muss.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reduzierung einer Ausrückkraft einer Tellerfeder einer automatisierten Kupplung anzugeben, bei welchem die Pedalkraft, die durch den Fahrzeugführer aufzubringen ist, reduziert ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem Minimum der Ausrückkraft der Tellerfeder kleiner 0 N über einen Steuerparameter der Kupplung die Einstellung einer negativen Ausrückraft der Tellerfeder im aktiven Betrieb der Kupplung unterbunden wird. Somit wird egal in welchem Ausrückweg sich die Kupplung befindet, die Kennlinie der Tellerfeder immer so eingestellt, dass bei der Pedalbetätigung durch den Fahrzeugführer nur eine geringfügige Kraft aufzuwenden ist. Sollten dabei Bereiche der Kennlinie der Tellerfeder benutzt werden, welche eine Fehlreaktion bei der Betätigung der Tellerfeder und somit auch der Kupplung hervorrufen, wird dies durch den Steuerparameter überwacht und aktiv verhindert.
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Vorteilhafterweise wird die Ausrückkraft der Tellerfeder in Abhängigkeit von einer als Steuerparameter verwendeten Drehzahl des Verbrennungsmotors eingestellt. Dabei wird der Zusammenhang genutzt, der zwischen der Ausrückkraftkennlinie der Tellerfeder und der Drehzahl des Verbrennungsmotors besteht. Die Kennlinie der Tellerfeder ist dabei so ausgelegt, dass je niedriger das Minimum der Ausrückkraft der Tellerfeder ist, umso mehr Ausrückkraftreduzierung im Maximum der Kennlinie der Tellerfeder möglich ist. Mittels der Drehzahlüberwachung wird ein Einstellen einer Ausrückkraft der Tellerfeder kleiner 0 N im aktiven Betrieb zuverlässig unterbunden.
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In einer Ausgestaltung erfolgt die Kupplungsbetätigung bei einer Drehzahl, die kleiner ist als eine vorgegebene Grenzdrehzahl ist, über den gesamten Ausrückweg der Kupplung. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Kennlinie der Tellerfeder sich über den kompletten Ausrückweg der Kupplung in positiven Ausrückkräften dokumentiert.
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In einer Alternative erfolgt die Kupplungsbetätigung bei einer Drehzahl, die größer ist als die vorgegebene Grenzdrehzahl nur bis zu einem definierten Auskuppelpunkt. Damit wird die Gefahr hinsichtlich fehlender Rückstellkräfte unterbunden.
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Um selbstnachstellende Kupplungen verwenden zu können, wird bei der Betätigung der Kupplung über den gesamten Ausrückweg eine Nachstellung der Kupplung eingeleitet.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel für drehzahlabhängige Kennlinien der Tellerfeder gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren,
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2 schematische Darstellung eines Teiles einer Reibungskupplung in einem geschlossenen momentenübertragenden Zustand,
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3 ein Ausführungsbeispiel der Kennlinie der Tellerfeder gemäß dem Stand der Technik.
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In Kraftfahrzeugen werden häufig Kupplungssysteme in Form von Clutch-by-wire-Systemen eingesetzt. Bei einem Clutch-by-wire-System handelt es sich um eine automatisierte Kupplung, bei welcher die Kupplung mittels eines nicht weiter dargestellten Kupplungspedals manuell betätigt wird, während der einzulegende Gang automatisch verschoben wird. Bei solchen automatisierten Kupplungsbetätigungen wird im normalen Fahrbetrieb der Ausrückweg der Kupplung nur bis zu einem Auskuppelpunkt oder kurz danach betätigt. Dadurch wird das Minimum der Ausrückkraftkennlinie der Tellerfeder, welche in 1 dargestellt ist, deutlich tiefer ausgelegt. Da die Kennlinie der Tellerfeder von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängt, dessen Drehmoment über die Reibungskupplung 1 auf einen Abtriebsstrang des Fahrzeuges übertragen wird, kann die Auslegung auf ein deutlich tieferes Minimum erfolgen, was in den Kurven A, B dargestellt ist, die sich im negativen Bereich der Ausrückkraft bewegen und somit keine Rückstellkräfte der Tellerfeder zulassen. Die Kurve A entspricht dabei einer Drehzahl des Verbrennungsmotors von 6000 Umdrehungen pro Minute, während die Kurve B einer Drehzahl des Verbrennungsmotors von 4000 Umdrehungen pro Minute zeigt. Die Kennlinien der Tellerfeder bei Drehzahlen des Verbrennungsmotors von 2000 Umdrehungen pro Minute (Kurve C) oder bei 0 Umdrehungen pro Minute (Kurve D) verlaufen vollständig im positiven Bereich. Durch die Auslegung auf ein deutlich tieferes Minimum können die für die Betätigung der Kupplung notwendigen Ausrückkräfte im Maximum reduziert werden. Um eine Gefahr hinsichtlich fehlender Rückstellkräfte, wie sie bei den Kennlinien der Kurven A und B vorhanden sind, zu unterbinden, wird mittels einer Grenzdrehzahl nG, die beispielsweise im vorliegenden Fall n = 2000 Umdrehungen pro Minute betragen kann, die Kupplung nur bis zum Auskuppelpunkt K betätigt. Liegen die Drehzahlen aber unterhalb der Grenzdrehzahl nG, so kann die Kupplung über ihren gesamten Ausrückweg, wie in 1 in den Figuren C und D dargestellt, betätigt werden.
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Eine durch die Drehzahl bestimmte Verschleißverstellung der Reibkupplung 1 kann durch die im Zusammenhang mit 2 erläuterte Einrichtung unterbunden werden, weshalb auch selbstnachstellende Kupplungen als Clutch-by-wire-Systeme verwendet werden können. In 2 ist eine schematische Darstellung eines Teiles einer Reibungskupplung 1 in einem geschlossenen, momentenübertragenden Zustand dargestellt, wie sie in Kraftfahrzeugen Anwendung findet. Eine solche Reibungskupplung 1 weist einen Kupplungsdeckel 2 und eine Gegendruckplatte 3 auf. Der Kupplungsdeckel 2 ist mittels Schrauben fest mit der Gegendruckplatte 3 verbunden. Die Reibungskupplung 1 ist eingerichtet, um um die Drehachse 5 zu rotieren.
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Ferner weist die Reibungskupplung 1 eine drehfest und axial begrenzt zum Kupplungsdeckel 2 verlagerbar angeordnete Anpressplatte 6 auf, die von einer sich am Kupplungsdeckel 2 abstützenden Schwenklagerung 4 gegenüber der gehäusefest angeordneten Gegendruckplatte 3 unter Verspannung von Reibbelägen 8, 9 einer Kupplungsscheibe 7 zum Öffnen und Schließen der Reibungskupplung 1 in axialer Richtung 10 verlagerbar ist. Die Schwenklagerung 4 weist ein anpressplattenseitiges Lager 11, ein deckelseitiges Lager 12, den Bolzen 13 sowie ein Hebelelement 14 der nicht weiter dargestellten Tellerfeder auf.
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Zur Kompensation von axialem Verschleiß der Reibbeläge 8, 9 ist zwischen dem Hebelelement 14 der Tellerfeder und der Anpressplatte 6 ein Verstellring 19 angeordnet, der bei erkanntem Verschließ von einem Spindeltrieb 15 verdreht wird. Hierzu wird im Verschleißzustand zwischen dem mit einer Spindel des Spindeltriebs 15 verbundenen Ritzel 16 und einer an dem Kupplungsdeckel 2 aufgenommenen Antriebsklinke 17 ein Formschluss hergestellt, wenn sich infolge des Verschleißes ein verlängerter Weg der Anpressplatte 6 gegenüber dem Kupplungsdeckel 2 ergibt.
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Das Ritzel 16 weist eine Vielzahl von sägezahnförmig ausgebildeten Zähnen, nämlich eine Sägezahnung 20 auf. Eine Zahnweite 21 des Ritzels 16 ist größer als ein minimaler Abhub 22 ausgeführt, der zum Trennen der Kupplungsscheibe 7 notwendig ist. Die Antriebsklinke 17 ist zumindest teilweise deckelfest am Kupplungsdeckel 2 angeordnet. Die Antriebsklinke 17 ist durch ein Fenster 18 an einer Außenseite des Kupplungsdeckels 2 geführt und mittels des Bolzens 13 am Kupplungsdeckel 2 befestigt. Der Bolzen 13 ist durch das Hebelelement 14 der Tellerfeder, den Kupplungsdeckel 2 und einen Teilbereich der Antriebsklinke 17 geführt.
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Bei Unterschreiten eines bei verspannten Reibbelägen 8, 9 gebildeten Abstandes zwischen Anpressplatte 6 und Gegendruckplatte 3 wird ein Formschluss zwischen einem mit der Spindel des an der Anpressplatte 6 angeordneten Spindeltriebs 15 zum Drehantrieb des zwischen Anpressplatte 6 und Schwenklager 4 angeordneten Verstellringes 19 verbundenen Ritzels 16 und der am Kupplungsdeckel 2 befestigten Antriebsklinke 17 gebildet.
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Während einer Betätigungsbewegung der Anpressplatte 6 gegenüber dem Kupplungsdeckel 2 kann nach dem Verdrehen des Ritzels 16 mittels der Antriebsklinke 17 der Formschluss wieder gelöst werden. Damit wird im Normalbetrieb die Antriebsklinke 17 gegen eine Sägezahnung 20 des Ritzels 16 in einer radialen Richtung vorgespannt und gleitet auf diesem während den Betätigungsvorgängen der Reibungskupplung 1 bei einer Verlagerung der Anpressplatte 6 in axialer Richtung 10. Infolge einer Erhöhung des axialen Wegs der Anpressplatte 6 im Verschleißzustand rastet die Antriebsklinke 17 dann formschlüssig in die Sägezahnung 20 bei geschlossener Reibungskupplung 1 ein und nimmt beim Öffnen der Reibungskupplung 1 das Ritzel 16 mit. Im Anschluss daran gleitet die Antriebsklinke 17 wieder aus der Sägezahnung 20 des Ritzels 16 und ein erster Nachstellzyklus ist abgeschlossen. Ein solcher Kupplungsvorgang wird durch ein Clutch-by-wire-System ausgelöst.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reibungskupplung
- 2
- Kupplungsdeckel
- 3
- Gegendruckplatte
- 4
- Schwenklagerung
- 5
- Drehachse
- 6
- Anpressplatte
- 7
- Kupplungsscheibe
- 8
- Reibbelag
- 9
- Reibbelag
- 10
- axiale Richtung
- 11
- Lager
- 12
- Lager
- 13
- Bolzen
- 14
- Hebelelement (Tellerfeder)
- 15
- Spindeltrieb
- 16
- Ritzel
- 17
- Antriebsklinke
- 18
- Fenster
- 19
- Verstellring
- 20
- Sägezahnung
- 21
- Zahnweite
- 22
- Abhub
- 23
- radiale Richtung
- 24
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008057656 A1 [0002]
