DE102018210206B4

DE102018210206B4 - Kupplungseinrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer Kupplungseinrichtung

Info

Publication number: DE102018210206B4
Application number: DE102018210206.6A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schaarschmidt; Cedric Nuffer
Original assignee: Magna PT BV and Co KG
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2020-11-26
Anticipated expiration: 2038-06-23
Also published as: DE102018210206A1

Abstract

Kupplungseinrichtung (1, 1'), die in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und einem Handschaltgetriebe angeordnet ist; mit einem Eingangselement (4, 4'), das drehfest mit der Antriebseinheit, vorzugsweise einer Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist; mit einem Ausgangselement (12, 12'), das drehfest mit einer Eingangswelle des Handschaltgetriebes verbindbar ist; mit einer Lamellenkupplung (10') mit einem Eingangslamellenträger (9, 9'), der drehfest mit der Antriebselement (4, 4') verbunden ist, wobei der Eingangslamellenträger (9, 9') axial verschieblich gelagerte Eingangslamellen (13, 13') trägt; mit einem Ausgangslamellenträger (11, 11'), der drehfest mit dem Ausgangselement (12, 12') verbunden ist, wobei der Ausgangslamellenträger (11, 11') axial verschieblich gelagerte Ausgangslamellen (14, 14') trägt; mit einem Aktuator der einen Kolben (18) umfasst, der über eine Steuereinrichtung derart ansteuerbar ist, dass in einer ersten Schaltstellung der Kupplungseinrichtung (1') über den Kolben (18) eine Axialkraft zur Erzeugung eines Reibschlusses zwischen den Eingangslamellen und Ausgangslamellen hergestellt ist und in mindestens einer zweiten Schaltstellung der Reibschluss mittels einer Rückstellanordnung (20, 20'), die vorzugsweise eine Federanordnung umfasst, aufhebbar ist, und dass weiterhin eine Kopplungsanordnung (21, 21'), die eine erste und eine zweite Klaue (22, 23) umfasst, vorgesehen ist, die zur Erzielung einer Immobilisierung des Kraftfahrzeugs in einer dritten Schaltstellung, in der kein Reibschluss zwischen den Eingangs- und Ausgangslamellen (9, 11) hergestellt ist, die Lamellenkupplung (10, 10') überbrückt und eine Verbindung zwischen Eingangselement (4, 4') und Ausgangselement (12, 12') hergestellt ist, und dass das die Eingangslamellen und Ausgangslamellen umfassende Lamellenpaket zwischen Eingangselement (4) und einer Druckplatte (15) angeordnet und axial über das Eingangselement abgestützt ist, und wobei die Druckplatte (15) axial verschiebbar angeordnet und mittels des Kolbens (18) betätigbar ist, und dass die erste Klaue (22) an der Druckplatte (15), vorzugsweise an einem radial innenliegenden Endbereich angeordnet ist und die zweite Klaue (23) an der Ausgangswelle (3), vorzugsweise an einem radial nach außen weisenden Steg angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18) über ein Ausrücklager (19) auf die Druckplatte (15) wirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Kupplungseinrichtung.
Bei manuellen Handschaltgetrieben kann ein Wegrollen eines Kraftfahrzeugs bei abgestelltem Antriebsmotor verhindert werden, indem eine Gangstufe geschaltet wird. Hierdurch werden die angetriebenen Räder des Kraftfahrzeugs über eine üblicherweise bei manuellen Handschaltgetrieben eingesetzte geschlossene Anfahrkupplung (normally closed) über die Getriebeübersetzung mit dem Antriebsmotor gekoppelt, so dass dessen Kompressionskraft auch im abgeschalteten Zustand zum Immobilisieren verwendet werden kann.
Wandlergetriebe-, Doppelkupplungsgetriebe oder teilautomatisierte Handschaltgetriebe weisen üblicherweise zwischen der Getriebeanordnung und dem Antriebsmotor eine automatisierte Anfahrkupplung, die im Normalzustand geöffnet ist (normally open), auf. Bei diesen Kraftfahrzeugen mit einer „normally open“ Anfahrkupplung kann allerdings ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs nicht durch das Schalten einer Gangstufe verhindert werden. Bei derartigen Kraftfahrzeugen müssen zusätzliche Parksperreinrichtungen eingesetzt werden.
Derartige bekannte Parksperreinrichtungen umfassen dabei in der Regel ein mit der Abtriebswelle der Getriebeanordnung verbundenes Parksperrenrad sowie mindestens eine an dem Getriebegehäuse verschwenkbar angebundene Parksperrenklinke. Eine Blockierung des Antriebsstrangs und damit Immobilisierung des Kraftfahrzeugs wird dabei durch ein Eingreifen der Parksperrenklinke in eine Zahnlücke des Parksperrenrads erreicht, sobald der Fahrer den Wählhebel aktiv auf „P“ stellt.
Aus der DE 33 45 524 A1 ist beispielsweise eine Kupplung für Kraftfahrzeuge bekannt, die aus einem hydrodynamischen Kupplungsteil und einem mechanischen Kupplungsteil besteht, wobei die Kupplungsteile bei stehendem Motor selbsttätig verbindende Parksperrenklinken umfassen. Die Parksperrenklinken sind dabei an der Antriebsseite der hydrodynamischen Kupplung schwenkbar gelagert. Bei Verzögerung der Antriebsseite der hydrodynamischen Kupplung werden die Sperrklinken infolge eines Massenträgheitsmomentes so lange in einer entriegelten Stellung gehalten, bis die motorseitige Antriebsseite vollständig zum Stillstand gekommen ist. In dieser Situation greifen dann hakenartige Eingriffselemente der Parksperrklinken in am Umfang der Abtriebsscheibe der mechanischen Kupplung angeordnete Aussparungen ein und arretieren diese.
Wie obenstehend bereits erörtert, müssen Kraftfahrzeuge die mit einer „normally open“ Anfahrkupplung ausgeführt sind mit zusätzlichen Parksperreinrichtungen ausgestattet werden, damit ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs in der Parksituation verhindert wird. Diese zusätzlichen Parksperreinrichtungen führen aufgrund der zusätzlichen Bauteile allerdings zu deutlich höheren Kosten und Gewicht sowie Bauraumnachteilen.
Aus der US 2 907 428 A ist eine Kupplungsanordnung bekannt, wobei zwischen einem Eingangselement und einem Ausgangselement eine Lamellenkupplung angeordnet ist. Diese kann derart angesteuert werden, dass über die Betätigung eines Kolbens in einer ersten Schaltstellung ein Reibschluss zwischen den Eingangslamellen und den Ausgangslamellen hergestellt ist. In einer zweiten Schaltstellung ist dieser Reibschluss aufhebbar.
Des Weiteren ist aus der DE 10 2006 024 941 A1 ein Allradgetriebesystem mit einer Eingangswelle, einer ersten Abtriebswelle, einer zweiten Abtriebswelle und zwei voneinander unabhängig steuerbaren Reibungskupplungen zum Zumessen eines Antriebsmomentes zu einer ersten und einer zweiten Achse bekannt.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zum Ansteuern eines automatisierten Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit dem Zweck der Immobilisierung des Kraftfahrzeugs sowie eine hierfür geeignete Kupplungseinrichtung anzugeben, wobei diese insbesondere kostengünstig ausführbar ist.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung unter einem ersten Aspekt durch ein Verfahren mit den in Patentanspruch 9 angegebenen Merkmalen.
Die Aufgabe löst die vorliegende Erfindung unter einem zweiten Aspekt durch eine Kupplungseinrichtung gemäß des Anspruchs 1.
Durch die erfindungsgemäß ausgeführte Kupplungseinrichtung kann ein Fahrzeug, welches mit einer „normally-open“ Kupplung ausgeführt ist gegen Wegrollen in der Parksituation gesichert werden, ohne dass zusätzliche, aus dem Stand der Technik bekannte, Parksperreneinrichtungen integriert werden müssen. Dies wird dadurch erreicht, dass zusätzlich eine Kopplungsanordnung vorgesehen ist, die zur Erzielung einer Immobilisierung des Kraftfahrzeugs in einer dritten Schaltstellung der Kupplungseinrichtung, in der kein Reibschluss zwischen den Eingangs- und Ausgangslamellen hergestellt ist, die Lamellenkupplung überbrückt und eine Verbindung zwischen Eingangselement und Ausgangselement herstellt.
In diesem sogenannten Parkmodus muss bei einer „normally open“ Kupplung zusätzlich zwecks Immobilisierung des Kraftfahrzeugs eine Gangstufe eingelegt sein.
Die Schaltstellungen der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung sind wie folgt:

a. erste Schaltstellung: Fahrmodus bzw. Anfahrmodus z.B. bei Kraftfluss zwischen Getriebeanordnung und Antriebseinheit / die Lamellenkupplung ist zumindest teilweise geschlossen und ein Reibschluss zwischen den Eingangslamellen und den Ausgangslamellen ist hergestellt und die Kopplungsanordnung ist einer zweiten Stellung, in der keine zusätzliche Verbindung zwischen Eingangselement und Ausgangselement hergestellt ist.
b. zweite Schaltstellung: Fahrmodus beim Schaltvorgang oder Segelvorgang/ die Lamellenkupplung ist offen und es ist kein Reibschluss zwischen den Eingangslamellen und den Ausgangslamellen hergestellt und die Kopplungsanordnung ist in der zweiten Stellung in der keine zusätzliche Verbindung zwischen Eingangselement und Ausgangselement hergestellt ist.
c. dritte Schaltstellung: Parkmodus zwecks Immobilisierung des Kraftfahrzeugs / die Lamellenkupplung ist offen und es ist kein Reibschluss zwischen den Eingangslamellen und den Ausgangslamellen hergestellt und die Kopplungsanordnung ist in einer ersten Stellung, in der die Lamellenkupplung überbrückt und eine Verbindung zwischen Eingangselement und Ausgangselement hergestellt ist

Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Kupplungseinrichtung umfasst die Rückstellanordnung eine Federanordnung, die eine degressive Federkennlinie aufweist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Federanordnung, die eine degressive Federkennlinie aufweist, als Tellerfeder ausgeführt.
Hierdurch kann ein degressiver Kraftverlauf erreicht werden, sodass die notwendige Betätigungskraft zum Überwinden der Federanordnung in eine Schaltstellung, in der die Lamellenkupplung zumindest teilweise geschlossen ist, abnimmt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
Es zeigt:

1 einen Längsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
2 einen Längsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Die nachfolgend beschriebene Kupplungseinrichtung 1 wird üblicherweise in einem Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug zwischen einer Antriebseinheit und einem Handschaltgetriebe angeordnet. Die Antriebseinheit ist üblicherweise als Verbrennungskraftmaschine ausgeführt. Das Handschaltgetriebe weist in der Regel eine Eingangs- und eine Ausgangswelle auf, die über einen schaltbaren Radsatz miteinander verbunden sind. Das Einlegen eines Ganges erfolgt bei manuellen und teilautomatisierten Handschaltgetrieben durch Betätigen eines Schalthebels. Um von einem Gang in den anderen zu wechseln, muss der Fahrer den Kraftschluss zwischen Antriebseinheit und Handschaltgetriebe unter Betätigung der Kupplungseinrichtung unterbrechen.
Die Kupplungseinrichtung 1 weist eine Eingangswelle 2 und eine Ausgangswelle 3 auf. Die Eingangswelle 2 der Kupplungseinrichtung 1 ist dabei drehfest mit der Antriebseinheit und die Ausgangswelle 3 der Kupplungsanordnung ist drehfest mit der Eingangswelle 5 eines Handschaltgetriebes verbunden. Die Kupplungseinrichtung 1 weist ein Kupplungsgehäuse 7 auf. Wie es aus der 1 ersichtlich ist, ist die Eingangswelle 5 des Handschaltgetriebes über eine Lageranordnung 6 in dem Kupplungsgehäuse 7 drehbar gelagert. Des Weiteren ist zwischen der Eingangswelle 2 und einem Endbereich der Eingangswelle 5 des Handschaltgetriebes eine Lageranordnung 8 vorgesehen.
Weiterhin umfasst die Kupplungseinrichtung ein Eingangselement 4 in Form einer Mitnehmerscheibe, die drehfest über einen radial innenliegenden Abschnitt 4a an der Eingangswelle 2 angebunden ist. Über einen radial außenliegenden Abschnitt 4b ist das Eingangselement 4 mit einem Eingangslamellenträger 9 einer Lamellenkupplung 10 starr verbunden. Der Eingangslamellenträger 9 ist dabei als Außenlamellenträger ausgeführt. Ein Ausgangslamellenträger 11, der als Innenlamellenträger ausgebildet ist, ist über ein Ausgangselement 12 mit der Ausgangswelle 3 verbunden. Das Ausgangselement 12 ist axial benachbart zu dem Eingangselement 4 angeordnet.
Der Außenlamellenträger 9 weist an seinem Innenumfang Antriebslamellen bzw. Außenlamellen 13 auf, die axial verschieblich in dem Außenlamellenträger 9 gelagert und in Umfangsrichtung formschlüssig über eine Verzahnung mit dem Außenlamellenträger 9 verbunden sind. Der Innenlamellenträger 11 weist an seinem Innenumfang Abtriebslamellen bzw. Innenlamellen 14 auf, die ebenfalls axial verschieblich in dem Innenlamellenträger 11 gelagert und in Umfangsrichtung formschlüssig über eine Verzahnung mit dem Innenlamellenträger 11 verbunden sind. Die Antriebslamellen 13 und die Abtriebslamellen 14 bilden ein Lamellenpaket, wobei die Antriebslamellen 13 und die Abtriebslamellen 14 alternierend ineinangergreifend angeordnet sind. Das Lamellenpaket ist zwischen dem Eingangselement 4 und einer Druckplatte 15 angeordnet. Hierbei wird das Lamellenpaket von dem Eingangselement axial abgestützt und von der anderen Seite mittels des Kolbens 18 bzw. der Druckplatte 15 betätigt. Die Betätigung ist durch den Doppelpfeil in der Zeichnung dargestellt.
Die Druckplatte 15 ist Teil eines Aktuators 16 der nachfolgend näher beschrieben wird. Der Aktuator 16 ist vorzugsweise als hydraulische Betätigungseinrichtung ausgeführt. Die Druckmittel Zu- und Abführung, einschließlich einer Drehdurchführung, sowie Druckmittelpumpe sind zeichnerisch nicht dargestellt und nicht näher beschrieben. Die Druckplatte 15 ist axial verschieblich gelagert und in an sich bekannter Weise durch ein Druckmittel vorzugsweise Öl betätigbar, das in einen Druckmittelraum 17 einführ- bzw. abführbar ist. Diese Axialverschiebung der Druckplatte 15 erfolgt dabei in Richtung des Pfeils R1. Die Druckplatte 15 ist in entgegengesetzter axialer Richtung, die durch den Pfeil R2 angezeigt ist, mittels einer Rückstellanordnung 20, die vorzugsweise eine Feder ist, vorgespannt gehalten und zwar derart, dass in zwei nicht dargestellten Positionen der Druckplatte 15 die Lamellenkupplung geöffnet ist und kein Reibschluss zwischen den Innen-und Außenlamellen wirkt. Die dargestellte Position der Druckplatte entspricht der Normalposition der Kupplungseinrichtung (normally open) im Fahrbetrieb beim Gangwechsel. Diese Position ist in der 1 mit 2. SS bezeichnet.
Der Druckmittelraum 17 ist gehäusefest angeordnet, wobei ein den Druckmittelraum 17 begrenzender axial verschieblich gelagerter Kolben 18 über ein Ausrücklager 19 auf die Druckplatte 15 wirkt und eine Axialkraft auf die Druckplatte 15 und somit auf das Lamellenpaket ausgeübt wird. Wie zuvor beschrieben wird demnach mittels der Druckversorgung der Kolben 18 sowie die Druckplatte 15 in Axialrichtung betätigt, wobei die Druckplatte 15 auf das Lamellenpaket wirkt und ein Verstellen der Kupplung in eine erste Schaltstellung bewirkt. Die erste Schaltstellung entspricht dabei der Kupplungsstellung in der ein Reibschluss zwischen den korrespondierenden Innen- und Außenlamellen 14, 13 vorliegt. Diese Kupplungsstellung ist in der 1 in der gestrichelten Position die mit 1. SS bezeichnet ist gezeigt.
Zur Realisierung einer Parksperrenfunktion für ein Kraftfahrzeug welches mit der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung, die mit der „normally open“ Anfahrkupplung ausgeführt ist, umfasst die Kupplungseinrichtung 1 des Weiteren eine Kopplungseinrichtung 21.
Die zusätzliche Kopplungseinrichtung 21 ist dazu eingerichtet in einer dritten Schaltstellung der Kupplungseinrichtung die Eingangswelle 2 der Kupplung mit der Ausgangswelle 3 der Kupplung zu koppeln. Insbesondere ist die Kopplungseinrichtung 21 nicht zur Bildung eines Gangs oder einer Fahrstufe vorgesehen. Zwecks Immobilsierung des Kraftfahrzeugs muss in dieser Position in der die Kopplungseinrichtung 21 die geöffnete Kupplung überbrückt zusätzlich ein Gang eingelegt sein. Die dritte Schaltstellung ist in der 1 mit 3. SS bezeichnet.
Die Kopplungseinrichtung 21 umfasst eine erste und eine zweite Klaue mit jeweils einer Klauenverzahnung, wobei die erste Klaue 22 mittelbar oder unmittelbar an dem Eingangselement starr angebunden und die zweite Klaue 23 mittelbar oder unmittelbar an dem Ausgangselement starr angebunden ist. Gemäß der Ausführung der 1 ist dabei die erste Klaue an einem radial innenliegenden Endbereich der Druckplatte 15 angeordnet und die zweite Klaue 23 ist an einem radial nach außen weisenden Steg der Ausgangswelle 3 angeordnet. Die Druckplatte 15 und die erste Klaue 22 sind dabei einteilig ausgeführt. Ferner sind die Klauen 22, 23 dabei derart ausgeführt, dass sie in der dritten Schaltstellung der Lamellenkupplung eine formschlüssige Verbindung herstellen (Lamellenkupplung wird überbrückt). Diese Situation ist in der 1 zu 3. SS gestrichelt eingezeichnet. In der ersten und zweiten gezeigten Schaltstellung ist die formschlüssige Verbindung aufgehoben.
Die in der 2 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung 1' unterscheidet sich zu der in der 1 gezeigten Ausführungsform wie nachfolgend beschrieben. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein Eingangselement 4' der Kupplungseinrichtung 1' ist drehfest über einen radial innenliegenden Abschnitt 4a' an der Eingangswelle 2 angebunden ist. Über einen radial außenliegenden Abschnitt 4b' ist die Eingangselement 4' mit einem Eingangslamellenträger 9' einer Lamellenkupplung 10' starr verbunden. Der Eingangslamellenträger 9' ist dabei als Innenlamellenträger ausgeführt. Ein Ausgangslamellenträger 11', der als Außenlamellenträger ausgebildet ist, ist über ein Ausgangselement 12' mit der Ausgangswelle 3 verbunden.
Ein weiterer Unterschied besteht in der Anordnung der Rückstellanordnung. Die Rückstellanordnung ist ebenfalls als Feder bzw. Federpaket ausgeführt und stützt sich zwischen Ausgangselement 12' und Druckplatte 15' ab.
Die Kopplungseinrichtung 21' der zweiten Ausführungsform umfasst ebenfalls eine erste und eine zweite Klaue mit Klauenverzahnung, wobei die erste Klauenverzahnung 22' mittelbar oder unmittelbar an dem Eingangselement starr angebunden und die zweite Klauenverzahnung 23' mittelbar oder unmittelbar an dem Ausgangselement starr angebunden ist. Gemäß der Ausführung der 2 ist dabei die erste Klaue 22' an einem axialen Endbereich des Innenlamellenträgers 9' angeordnet und die zweite Klaue 23' ist an einem mittleren Abschnitt der Druckplatte 15' angeordnet. Die Klaue 23' weist dabei einen axial verlaufenden und einen radial nach oben verlaufenden Abschnitt auf und greift mittels des axial verlaufenden Abschnitts durch eine Ausnehmung 24 im Ausgangselement 12' durch. Die Klauen 22', 23' sind dabei derart ausgeführt, dass sie in der dritten Schaltstellung der Lamellenkupplung eine formschlüssige Verbindung herstellen (Lamellenkupplung wird überbrückt).
Grundsätzlich können die Klauen 22, 22'/23, 23' auch derart ausgeführt sein, dass sie in der dritten Schaltstellung eine kombinierte formschlüssige / reibschlüssige Verbindung über beispielsweise einen Konus mit Selbsthemmung herstellen.
Des Weiteren umfassen sowohl die Kupplungseinrichtung 1 als auch die Kupplungseinrichtung 1' eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung steuert und regelt die Betätigung des Aktuators und somit die Verstellung der Kupplungseinrichtung 1, 1' in unterschiedliche Schaltstellungen. Hierbei wird in Abhängigkeit von Steuer/Regelsignalen eine Druckmittelpumpe angesteuert, die Druckmittel, vorzugsweise Öl aus der Zuführleitung ansaugt oder in die Zuführleitung pumpt. Dementsprechend wird der Druckmittelraum 17 mit Öl gefüllt oder entleert und der Kolben 18 verschiebt sich und gleichermaßen verschiebt sich die Druckplatte 15 bzw. 15' in Richtung R1 bzw. R2 und bewirkt eine Verschiebung der Lamellen zwecks Herstellen eines Reibschlusses bzw. zwecks Aufheben des Reibschlusses und Verstellen der Kupplung in die drei Schaltstellungen der Kupplungseinrichtung:

d. Erste Schaltstellung: Fahrmodus bzw. Anfahrmodus / Die Lamellenkupplung ist geschlossen und ein Reibschluss zwischen den Eingangslamellen und den Ausgangslamellen ist hergestellt und die Kopplungsanordnung (21, 21') ist einer zweiten Stellung, in der keine zusätzliche Verbindung zwischen Eingangselement (4, 4') und Ausgangselement (12, 12') hergestellt ist.
e. Zweite Schaltstellung: Fahrmodus beim Schaltvorgang oder Segeln / Die Lamellenkupplung ist offen und es ist kein Reibschluss zwischen den Eingangslamellen und den Ausgangslamellen hergestellt und die Kopplungsanordnung (21, 21') ist in der zweiten Stellung.
f. Dritte Schaltstellung: Parkmodus / die Lamellenkupplung ist offen und es ist kein Reibschluss zwischen den Eingangslamellen und den Ausgangslamellen hergestellt und die Kopplungsanordnung (21, 21') in einer ersten Stellung ist, in der die Lamellenkupplung überbrückt und eine Verbindung zwischen Eingangselement (4, 4') und Ausgangselement (12, 12') hergestellt ist.

Die Kupplungseinrichtung wird als „normally open“ Kupplung betrieben, d.h. der Reibschluss zwischen den Eingangs- und Ausgangslamellen wird mittels des Aktuators hergestellt und mittels der Rückstelleinrichtung bzw. Federanordnung aufgehoben. Die Federanordnung kann auch als Vorspannfeder für die Kopplungseinrichtung genutzt werden. Hierbei kann die Position der Klauenverzahnung d.h. „Zahn- auf-Zahn“-Stellung eingestellt werden. Grundsätzlich kann die Federanordnung aus einer ein- oder zweistufigen Feder ausgeführt sein.
Die Steuereinrichtung ist über eine Signalleitung mit einem Kupplungspedalsensor eines Kupplungspedals des Kraftfahrzeugs verbunden, wobei die sensierte Stellung des Kupplungspedals als Steuersignal zur Ansteuerung des Aktuators verwendet wird (automatisierte Kupplung). Des Weiteren ist die Steuereinrichtung über einen Schalter oder eine mechanisch oder elektrisch sensierte weitere Funktion zur Einstellung der Parkpositionsstellung ansteuerbar.

Claims

Kupplungseinrichtung (1, 1'), die in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und einem Handschaltgetriebe angeordnet ist; mit einem Eingangselement (4, 4'), das drehfest mit der Antriebseinheit, vorzugsweise einer Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist; mit einem Ausgangselement (12, 12'), das drehfest mit einer Eingangswelle des Handschaltgetriebes verbindbar ist; mit einer Lamellenkupplung (10') mit einem Eingangslamellenträger (9, 9'), der drehfest mit der Antriebselement (4, 4') verbunden ist, wobei der Eingangslamellenträger (9, 9') axial verschieblich gelagerte Eingangslamellen (13, 13') trägt; mit einem Ausgangslamellenträger (11, 11'), der drehfest mit dem Ausgangselement (12, 12') verbunden ist, wobei der Ausgangslamellenträger (11, 11') axial verschieblich gelagerte Ausgangslamellen (14, 14') trägt; mit einem Aktuator der einen Kolben (18) umfasst, der über eine Steuereinrichtung derart ansteuerbar ist, dass in einer ersten Schaltstellung der Kupplungseinrichtung (1') über den Kolben (18) eine Axialkraft zur Erzeugung eines Reibschlusses zwischen den Eingangslamellen und Ausgangslamellen hergestellt ist und in mindestens einer zweiten Schaltstellung der Reibschluss mittels einer Rückstellanordnung (20, 20'), die vorzugsweise eine Federanordnung umfasst, aufhebbar ist, und dass weiterhin eine Kopplungsanordnung (21, 21'), die eine erste und eine zweite Klaue (22, 23) umfasst, vorgesehen ist, die zur Erzielung einer Immobilisierung des Kraftfahrzeugs in einer dritten Schaltstellung, in der kein Reibschluss zwischen den Eingangs- und Ausgangslamellen (9, 11) hergestellt ist, die Lamellenkupplung (10, 10') überbrückt und eine Verbindung zwischen Eingangselement (4, 4') und Ausgangselement (12, 12') hergestellt ist, und dass das die Eingangslamellen und Ausgangslamellen umfassende Lamellenpaket zwischen Eingangselement (4) und einer Druckplatte (15) angeordnet und axial über das Eingangselement abgestützt ist, und wobei die Druckplatte (15) axial verschiebbar angeordnet und mittels des Kolbens (18) betätigbar ist, und dass die erste Klaue (22) an der Druckplatte (15), vorzugsweise an einem radial innenliegenden Endbereich angeordnet ist und die zweite Klaue (23) an der Ausgangswelle (3), vorzugsweise an einem radial nach außen weisenden Steg angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (18) über ein Ausrücklager (19) auf die Druckplatte (15) wirkt.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsanordnung (21, 21') eine erste und eine zweite Klaue (22, 22'; 23, 23') umfasst, wobei die erste Kaue (22, 22') mittelbar oder unmittelbar an dem Eingangselement (4, 4') starr angebunden und die zweite Klaue (23, 23') mittelbar oder unmittelbar an dem Ausgangselement (12, 12') starr angebunden ist und zwischen erster und zweiter Klaue (22, 22'; 23, 23') in der dritten Schaltstellung eine form - und/oder reibschlüssige Verbindung hergestellt ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangslamellenträger (9) als Außenlamellenträger und der Ausgangslamellenträger (11) als Innenlamellenträger ausgebildet ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Eingangslamellen und Ausgangslamellen umfassende Lamellenpaket zwischen Ausgangselement (12') und einer Druckplatte (15) angeordnet und axial über das Ausgangselement abgestützt ist, und wobei die Druckplatte (15) axial verschiebbar angeordnet und mittels des Kolbens (18) betätigbar ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangslamellenträger (9') als Innenlamellenträger und der Ausgangslamellenträger (11') als Außenlamellenträger ausgebildet ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Klaue (22') an einem axialen Endbereich des Innenlamellenträgers (9') und die zweite Klaue (23') ist an einem mittleren Abschnitt der Druckplatte (15') angeordnet, wobei vorzugsweise die zweite Klaue (23') einen axial verlaufenden und einen radial nach oben verlaufenden Abschnitt aufweist und mittels des axial verlaufenden Abschnitts durch eine Ausnehmung (24) im Ausgangselement (12') durchgreift.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellanordnung (20, 20') eine Federanordnung umfasst, die eine degressive Federkennlinie aufweist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung als Tellerfeder ausgeführt ist.
Verfahren zum Betrieb einer Kupplungseinrichtung (1, 1') nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8, wobei die Kupplungseinrichtung a. im Fahrmodus in eine erste Schaltstellung verbracht wird, in der die Lamellenkupplung zumindest teilweise geschlossen und ein Reibschluss zwischen den Eingangslamellen und den Ausgangslamellen hergestellt ist und wobei die Kopplungsanordnung (21, 21') in einer zweiten Stellung ist, in der keine zusätzliche Verbindung zwischen Eingangselement (4, 4') und Ausgangselement (12, 12) hergestellt ist b. im Fahrmodus beim Schaltvorgang oder Segelvorgang in eine zweite Schaltstellung verbracht wird, in der die Lamellenkupplung offen und kein Reibschluss zwischen den Eingangslamellen und den Ausgangslamellen hergestellt ist und wobei die Kopplungsanordnung (21, 21') in einer zweiten Stellung ist, in der keine zusätzliche Verbindung zwischen Eingangselement (4, 4') und Ausgangselement (12, 12') hergestellt ist c. im Parkmodus zwecks Immobilisierung des Kraftfahrzeugs in eine dritte Schaltstellung verbracht wird, in der die Lamellenkupplung offen und kein Reibschluss zwischen den Eingangslamellen und den Ausgangslamellen hergestellt ist und wobei die Kopplungsanordnung (21, 21') in einer ersten Stellung ist, in der die Lamellenkupplung überbrückt und eine Verbindung zwischen Eingangselement (4, 4') und Ausgangselement (12, 12') hergestellt ist.
Verfahren zum Betrieb einer Kupplungseinrichtung (1, 1') nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibschluss in der ersten Schaltstellung zwischen den Eingangs- und Ausgangslamellen (9, 11) mittels der Rückstellanordnung (20, 20') aufgehoben wird und mittels des Aktuators hergestellt wird.
Verfahren zum Betrieb einer Kupplungseinrichtung (1, 1') nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenn von einem Kupplungspedalsensor eine auf ein Kupplungspedal wirkende Fußkraft erfasst wird, vom Kupplungspedalsensor ein Steuersignal an die Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Aktuators bzw. zur Ansteuerung einer Druckmittelpumpe derart geleitet wird, dass das die Druckmittelpumpe Druckmittel, vorzugsweise Öl aus der Zuführleitung ansaugt und der Druckmittelraum (17) entleert wird.