DE102018222027A1 - Kupplungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Kupplungseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Betätigungseinrichtung (2) zur Betätigung der Kupplungseinrichtung (1) mit einer Kompensationsfeder (3) und einem Kupplungsaktuator (9), der dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer eine Schließkraftkennlinie (16) aufweisenden, die Kupplungseinrichtung (1) in einen Schließzustand bewegenden Kupplungsfeder (14) eine Ausrückkraft mittels eines Aktuatorelements (12) auf ein Ausrücklager (13) der Kupplungseinrichtung (1) auszuüben, wobei eine von der Kompensationsfeder (3) während einer Öffnungsbewegung und Schließbewegung erzeugte Kompensationskraft der Schließkraft entgegen wirkt, wobei eine Federkraftkennlinie (20) der Kompensationsfeder (3) in Abhängigkeit der Schließkraftkennlinie (16) festgelegt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Kupplungseinrichtung mit einer Kompensationsfeder und einem Kupplungsaktuator, der dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer eine Schließkraftkennlinie aufweisenden, die Kupplungseinrichtung in einen Schließzustand bewegenden Kupplungsfeder eine Ausrückkraft mittels eines Aktuatorelements auf ein Ausrücklager der Kupplungseinrichtung auszuüben, wobei eine von der Kompensationsfeder während einer Öffnungsbewegung und/oder Schließbewegung erzeugte Kompensationskraft der Schließkraft entgegen wirkt.
  • Derartige Kupplungseinrichtungen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, die mittels einer Betätigungseinrichtung betätigt werden können, d.h. insbesondere geöffnet. Entsprechende Kupplungseinrichtungen werden üblicherweise als „normally-closed“ Kupplungseinrichtungen bezeichnet, bei denen der Grundzustand demnach der geschlossene Zustand der Kupplungseinrichtung ist, in dem die Kupplungseinrichtung beispielsweise mittels einer Kupplungsfeder gehalten wird und die mittels einer Betätigungseinrichtung geöffnet werden können, beispielsweise um einen Schaltvorgang einer Getriebeeinrichtung durchführen zu können.
  • Derartige Kupplungseinrichtungen verfügen demnach über Kupplungsfedern oder Schließfedern, die die Kupplung in den geschlossenen Zustand überführen bzw. eine Schließkraft auf ein entsprechendes Ausrücklager bewirken, die zum Schließen der Kupplungseinrichtung führt. Um die Kupplungseinrichtung zu betätigen, d.h. die Kupplungseinrichtung zu öffnen, ist eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, die einen Kupplungsaktuator aufweist, beispielsweise mit einem Elektromotor. Durch den Kupplungsaktuator kann entsprechend eine Ausrückkraft auf das Ausrücklager bewirkt werden, die gegen die Schließkraft der Kupplungsfeder wirkt und somit die Kupplungseinrichtung von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand überführen kann.
  • Ferner ist, um die mittels des Aktuatorelements des Kupplungsaktuators auf das Ausrücklager aufzubringende Kraft zu reduzieren, die beispielsweise von einem Elektromotor aufgebracht wird, ist üblicherweise eine Kompensationsfeder vorgesehen, die eine Federkraft aufbringt, die der Schließkraft der Kupplungsfeder entgegenwirkt und somit den Kupplungsaktuator beim Öffnen der Kupplungseinrichtung unterstützt. Selbstverständlich wirken die entsprechenden Kräfte bei einem Schließen der Kupplungseinrichtung ebenfalls, sodass die Kompensationsfeder auch bei einem überführen der Kupplungseinrichtung aus dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand wirkt, sodass bei einem geregelten Schließen die Kraft, die auf den Kupplungsaktuator wirkt, entsprechend um die Federkraft der Kompensationsfeder reduziert ist.
  • Ferner ist aus im Stand der Technik bekannt, dass in verschiedenen Fahrzuständen von Kraftfahrzeugen, die über eine entsprechende Kupplungseinrichtung verfügen, die Kupplungseinrichtung dauerhaft bzw. länger als in einem üblichen Schaltvorgang in einen geöffneten Zustand überführt werden kann. Beispielsweise kann eine Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs von einem Getriebe abgekoppelt werden, um einen sogenannten „Segelzustand“ zu erreichen. In einem derartigen Segelzustand muss die Ausrückkraft auf das Ausrücklager bewirkt werden, damit die Kupplungseinrichtung geöffnet bleibt. Da in einem solchen Segelzustand der geöffnete Zustand der Kupplungseinrichtung deutlich länger vorliegt, als bei einem herkömmlichen Schaltvorgang, ist entsprechend die Belastung für das Ausrücklager signifikant erhöht. Dabei ist es möglich, die Kupplungsfeder entsprechend anders auszulegen, sodass im vollständig ausgerückten Zustand des Ausrücklagers eine im Vergleich zu einer maximal auftretenden Schließkraft reduzierte Schließkraft vorliegt, sodass das Ausrücklager entsprechend weniger belastet wird.
  • Ein derartiger Verlauf einer Schließkraftkennlinie wird auch als „drop-off“ bezeichnet, bei dem die aufzubringende Ausrückkraft zum Ausrückwegende hin stark abfällt. Problematisch hierbei ist, dass zwar das Ausrücklager geschont wird, der Kupplungsaktuator jedoch stärker belastet wird. Dies kann zu höheren Kräften, insbesondere Drehmomenten, führen, die durch den Kupplungsaktuator aufgebracht bzw. aufgenommen werden müssen. Entsprechend kann eine Aktuatorantriebseinrichtung, insbesondere ein Elektromotor, stärker belastet werden und sich im Betrieb dabei übermäßig erwärmen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, die demgegenüber verbessert ist, wobei insbesondere die Belastung für den Kupplungsaktuator reduziert ist.
  • Die Aufgabe wird durch eine Kupplungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Wie zuvor beschrieben, betrifft die Erfindung eine Kupplungseinrichtung mit einer Kupplungsfeder, die eine Schließkraft auf ein Ausrücklager ausübt, um die Kupplung zu schließen, einen Kupplungsaktuator, der dazu ausgebildet ist, eine Ausrückkraft auf das Ausrücklager zu bewirken, um die Kupplungseinrichtung zu öffnen und eine Kompensationsfeder, die dazu ausgebildet ist, eine Federkraft auf das Aktuatorelement zu bewirken, um den Kupplungsaktuator beim Öffnen der Kupplungseinrichtung zu unterstützen.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Federkraftkennlinie der Kompensationsfeder in Abhängigkeit der Schließkraftkennlinie festgelegt ist. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kompensationsfeder, die den Kupplungsaktuator beim Bewegen der Kupplungseinrichtung aus dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand (und umgekehrt) unterstützen soll, in Abhängigkeit der für die Kupplungseinrichtung gewählten Schließkraftkennlinie und/oder Ausrückkraftkennlinie festgelegt ist. Letztlich wird dadurch erreicht, dass bei einer Auswahl einer Kupplungsfeder mit einem hohen „drop-off“, also einem starken Abfall der Ausrückkraft zum Ende des Ausrückwegs hin, zugunsten der Schonung des Ausrücklagers keine übermäßige Belastung für den Kupplungsaktuator entsteht, sondern der Kupplungsaktuator entsprechend der gewählten Schließkraftkennlinie festgelegt bzw. ausgelegt ist. Dadurch kann die Kompensationsfeder gezielt auf den zugunsten des Ausrücklagers veränderten Verlauf der Schließkraft in Abhängigkeit des Ausrückwegs, nämlich auf die Schließkraftkennlinie, angepasst bzw. ausgelegt werden, sodass die auf den Kupplungsaktuator wirkende Kraft bzw. die von dem Kupplungsaktuator aufzubringende Kraft verringert werden kann.
  • Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass bei einem Offenhalten der Kupplungseinrichtung, also einem Halten der Kupplungseinrichtung in geöffnetem Zustand, bei dem der Kupplungsaktuator die Kraft der Kupplungsfeder aufheben muss, um die Kupplungseinrichtung in geöffnetem Zustand zu halten, keine übermäßige Belastung für den Kupplungsaktuator auftritt bzw. die Belastung für den Kupplungsaktuator reduziert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Kompensationsfeder speziell auf die für diesen Zustand ausgelegte Kupplungsfeder ausgelegt wird, nämlich den für diese Kupplungsfeder gewählten „drop-off“ ausgleicht bzw. die Federkraftkennlinie einen ähnlichen Verlauf aufweist.
  • Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Kompensationsfeder dazu ausgebildet ist, einen auf eine Aktuatorantriebseinrichtung, insbesondere einen Elektromotor, des Kupplungsaktuators wirkenden Anteil der Schließkraft zu reduzieren. Wie zuvor beschrieben, weist der Kupplungsaktuator eine Aktuatorantriebseinrichtung auf, die beispielsweise als Elektromotor ausgebildet sein kann. Selbstverständlich sind jedwede andere Formen der Aktuatorantriebseinrichtung, beispielsweise eine hydraulische Aktuatorantriebseinrichtung, ebenso denkbar. Die Kompensationsfeder ist, wie zuvor beschrieben, derart ausgelegt, dass die letztlich von der Aktuatorantriebseinrichtung, beispielsweise dem Elektromotor, aufzubringende Kraft reduziert ist. Insbesondere wird der Anteil der Schließkraft, die auf den Kupplungsaktuator wirkt durch die Kompensationsfeder abgemindert, sodass die Aktuatorantriebseinrichtung lediglich einen reduzierten Teil der Schließkraft aufbringen muss, um die Kupplungseinrichtung von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand überführen zu können.
  • Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass die Kompensationsfeder mittels eines schwenkbaren Kopplungselements, insbesondere eines Zahnradsegments, mit dem Aktuatorelement gekoppelt ist, wobei die Federkraftkennlinie der Kompensationsfeder derart festgelegt ist, dass die Kompensationskraft zwischen einem Ausgangsschwenkwinkel des Kopplungselements und einem Endschwenkwinkel des Kopplungselements ansteigt. Mit anderen Worten besitzt die Federkraftkennlinie der Kompensationsfeder ein Maximum, welches sich zwischen dem Ausgangsschwenkwinkel und dem Endschwenkwinkel des Kopplungselements befindet. Das Kopplungselement ist dabei um eine Schwenkachse verschwenkbar und zwar zwischen einem Ausgangsschwenkwinkel in welchem das Kopplungselement angeordnet ist, wenn die Kupplungseinrichtung geschlossen ist und einem Endschwenkwinkel, in welchem das Kopplungselement angeordnet ist, wenn die Kupplungseinrichtung geöffnet ist.
  • Bei einer Bewegung der Kupplungseinrichtung aus der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung oder umgekehrt durchläuft das Kopplungselement sonach eine Schwenkbewegung zwischen dem Ausgangsschwenkwinkel und dem Endschwenkwinkel oder umgekehrt. Dabei bewirkt die Kompensationsfeder eine Federkraft gemäß der Federkraftkennlinie, welche Federkraftkennlinie zwischen dem Ausgangsschwenkwinkel und dem Endschwenkwinkel zunächst ansteigt und dann wieder abfällt. Zwischen dem Ausgangsschwenkwinkel und dem Endschwenkwinkel wird dabei ein Maximum der Kompensationskraft bzw. der von der Kompensationsfeder aufgebrachten Federkraft angenommen.
  • Durch die Auslegung der Kupplungsfeder und der Kompensationsfeder kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass eine in geöffnetem Zustand der Kupplungseinrichtung wirkende Ausrückkraft geringer als eine maximale während der Öffnungsbewegung und/oder Schließbewegung auftretende Ausrückkraft ist. Folglich weist auch die Ausrückkraft einen ansteigenden und wieder abfallenden Verlauf über den Ausrückweg des Ausrücklagers auf, sodass bei geöffnetem Zustand der Kupplungseinrichtung bei einer Bewegung in den geschlossenen Zustand der Kupplungseinrichtung (und umgekehrt) die Ausrückkraft zunächst ansteigt und nach Erreichen eines Maximums der Ausrückkraft wieder abfällt. Bevorzugterweise liegt bei geschlossener Kupplungseinrichtung keine Ausrückkraft vor, sodass keine Ausrückkraft auf den Kupplungsaktuator wirkt.
  • Die Federkraftkennlinie der Kompensationsfeder ist dabei bevorzugt auf einen Betrieb der Kupplungseinrichtung bei einem Segelzustand eines Kraftfahrzeugs, in dem die Kupplungseinrichtung verbaut ist, ausgelegt. Vorteilhafterweise können dadurch Segelzustände des Kraftfahrzeugs realisiert werden, insbesondere Zustände in denen die Kupplungseinrichtung länger als üblich geöffnet gehalten wird, beispielsweise länger als in üblichen Schaltvorgängen. Für einen solchen Segelzustand kann die Antriebseinrichtung über einen gewissen Zeitraum, insbesondere bis zu einem Ende eines Segelzustands, von dem Getriebe getrennt werden. Durch die Auslegung der Federkraftkennlinie optimiert auf einen derartigen Segelzustand, ist es nicht nur möglich, das Ausrücklager vor übermäßiger Belastung zu schützen, sondern es ist ebenso gewährleistet, dass die Kompensationsfeder aufgrund ihrer speziell dafür ausgelegten Federkraftkennlinie übermäßige Belastung auf den Kupplungsaktuator reduziert.
  • Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Kompensationsfeder nichtlinear ist. Gemäß dieser Ausgestaltung kann explizit eine Kompensationsfeder verwendet werden, die nichtlinear ausgelegt ist. Aufgrund der nichtlinearen Auslegung bzw. dem nichtlinearen Verlauf der Federkraftkennlinie der Kompensationsfeder ist es insbesondere möglich, die Kompensationsfeder auf die Kupplungsfeder anzupassen. Demnach kann der Verlauf der Federkraftkennlinie der Kompensationsfeder gezielt auf den Verlauf der Schließkraft über den Ausrückweg angepasst werden. Beispielsweise ist es möglich, im Bereich eines Endes des Ausrückwegs, also im Bereich des geöffneten Zustand der Kupplungseinrichtung, die Federkraft der Kompensationsfeder geringer auszuführen, als in einem Zustand zwischen dem geöffneten Zustand der Kupplungseinrichtung und dem geschlossenen Zustand der Kupplungseinrichtung. Mit anderen Worten steigt die Federkraft zunächst mit zunehmendem Ausrückweg an, durchläuft ein Maximum und fällt zum Ende des Ausrückwegs hin wieder ab. Dadurch kann der „drop-off“ der Schließkraft der Kupplungsfeder nachgebildet bzw. berücksichtigt werden, sodass die auf den Kupplungsaktuator wirkende Kraft reduziert werden kann.
  • Beispielsweise kann die Kompensationsfeder als zweistufige Feder und/oder als progressive Feder ausgebildet sein. Dadurch kann erreicht werden, dass in verschiedenen Bereichen des Ausrückwegs, insbesondere am Ende des Ausrückwegs, ein nichtlinearer Verlauf der Federkraft erreicht wird. Dies kann ferner dadurch unterstützt werden, dass die Kompensationsfeder im geschlossenen Zustand der Kupplungseinrichtung in einem Totpunkt vorliegt, der bei einer Öffnungsbewegung der Kupplungseinrichtung verlassen wird, sodass die Kompensationsfeder erst bei einem Bewegen des Ausrücklagers entlang des Ausrückwegs wirksam wird und mittels des nichtlinearen Kraftverlaufs bzw. der nichtlinearen Federkraftkennlinie entsprechend die Belastung für den Kupplungsaktuator reduziert werden kann. Das Ausbilden der Kompensationsfeder als zweistufige Feder und/oder progressive Feder kann beispielsweise über unterschiedlich gewählte Drahtdicken und/oder verschiedene Windungsdurchmesser und/oder variable Steigung und/oder anderweitige Veränderung der Federsteifigkeit erreicht werden. Selbstverständlich sind beliebige Kombinationen möglich. Des Weiteren können auch mehrere Einzelfedern zu einer Kompensationsfeder kombiniert werden.
  • Besonders bevorzugt weist die Kupplungseinrichtung eine Kupplungsfeder auf, deren Schließkraft zu einem Ende des Ausrückwegs des Ausrücklagers gegenüber der maximalen bei einer Öffnungsbewegung und/oder Schließbewegung auftretenden Schließkraft abfällt. Dabei wird, wie zuvor beschrieben, bevorzugt eine Kupplungsfeder mit einem hohen „drop-off“ eingesetzt bzw. verwendet, die eine übermäßige Belastung des Ausrücklagers aufgrund einer hohen auf das Ausrücklager wirkenden Kraft in geöffnetem Zustand vermeidet. Stattdessen ist die Schließkraft gegen das Ende des Ausrückwegs reduziert, sodass auch bei längeren Verweilzeiten der Kupplungseinrichtung in geöffnetem Zustand keine übermäßige Belastung für das Ausrücklager auftritt. Durch das Zusammenspiel der entsprechend gewählten Schließkraft bzw. Schließkraftkennlinie der Kupplungsfeder, insbesondere einer Kupplungsfeder mit hohem „drop-off“ und der darauf angepassten Kompensationsfeder wird zusätzlich zu der Reduzierung der Belastung für das Ausrücklager eine Reduzierung der Belastung für den Kupplungsaktuator erreicht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Kupplungseinrichtung als verschleißausgleichende Kupplungseinrichtung ausgebildet ist. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass Unterschiede in der für das Öffnen der Kupplungseinrichtung benötigten Kraft, also Unterschiede in der Schließkraft bzw. Ausrückkraft reduziert werden können und die Schließkraft bzw. die Ausrückkraft über die Lebensdauer der Kupplungseinrichtung konstant gehalten werden kann.
  • Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung. Selbstverständlich sind sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung beschrieben wurden, vollständig auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragbar und umgekehrt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
    • 1 eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung; und
    • 2 ein Kraft-Weg-Diagramm.
  • 1 zeigt eine Kupplungseinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt). Die Kupplungseinrichtung 1 weist eine Betätigungseinrichtung 2 auf, die zur Betätigung der Kupplungseinrichtung 1 ausgebildet ist. Die Kupplungseinrichtung 1 weist eine Kompensationsfeder 3 auf, die zwischen einem Gehäuse 4 der Kupplungseinrichtung 1 und einem Kopplungselement 5 der Betätigungseinrichtung 2 angeordnet ist. Das Kopplungselement 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Zahnradsegment ausgebildet und um eine Schwenkachse 6 schwenkbar (Pfeil 7).
  • 1 zeigt eine geschlossene Stellung der Kupplungseinrichtung 1, bei der die Kompensationsfeder 3 in einer Totpunktlagerung vorliegt. Entsprechend muss das Kopplungselement 5 zunächst in Pfeilrichtung 8 bewegt werden, sodass die Kompensationsfeder 3 dazu beiträgt, das Kopplungselement 5 in Pfeilrichtung 8 zu bewegen. Die Kupplungseinrichtung 1 weist ferner einen Kupplungsaktuator 9 auf, der eine Aktuatorantriebseinrichtung 10 und ein Aktuatorantriebselement 11 aufweist. Die Aktuatorantriebseinrichtung 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Elektromotor ausgebildet, das eine als Zahnrad ausgebildetes Aktuatorantriebselement 11 in Drehbewegung versetzen kann. Das Aktuatorantriebselement 11 kämmt mit der Verzahnung des Kopplungselements 5. Dadurch kann mittels des Kupplungsaktuators 9 die Bewegung des Kopplungselements 5 entlang der Pfeilrichtung 8 ausgeführt werden. Das Kopplungselement 5 ist ferner mit einem Aktuatorelement 12 gekoppelt, das direkt oder indirekt auf ein Ausrücklager 13 wirkt. Ferner wirkt das Ausrücklager 13 auf die Kupplungsfeder 14 bzw. die Schließkraft, die von der Kupplungsfeder 14 bewirkt wird, wird auf das Ausrücklager 13 übertragen.
  • Mit anderen Worten weist die Kupplungseinrichtung 1 eine Kupplung 15 auf, die mittels der Kupplungsfeder 14 in einem geschlossenen Zustand gehalten wird. Die Kupplungseinrichtung 1 kann demnach auch als „normally-closed“-Kupplungseinrichtung bezeichnet oder erachtet werden. Um die Kupplungseinrichtung 1 aus dem in 1 dargestellten geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand zu überführen wird eine entsprechende Kraft bzw. ein Drehmoment mittels des Kupplungsaktuators 9 erzeugt und auf das Kopplungselement 5 übertragen. Nach Verlassen des Totpunkts unterstützt die Kompensationsfeder 3 den Kupplungsaktuator 9, indem das Aktuatorelement 12 auf das Ausrücklager 13 wirkt und eine entsprechende Ausrückkraft aufbringt, die die Kupplung 15 entgegen der Schließkraft der Kupplungsfeder 14 öffnet.
  • Um zu verhindern, dass in geöffnetem Zustand eine übermäßige Kraft bzw. Belastung auf den Kupplungsaktuator 9 wirkt, wie diese beispielsweise in Segelzuständen auftreten könnte, in denen die Kupplungseinrichtung 1 geöffnet bzw. getrennt gehalten wird, um eine Antriebseinrichtung von einer Getriebeeinrichtung des Kraftfahrzeugs zu trennen, ist eine Federkraftkennlinie der Kompensationsfeder 3 in Abhängigkeit der Schließkraftkennlinie der Kupplungsfeder 14 festgelegt. Die Federkraftkennlinie der Kompensationsfeder 3 und die Schließkraftkennlinie der Kupplungsfeder 14 sind beispielhaft in einem Diagramm in 2 dargestellt, das einen Kraftverlauf F über einem Ausrückweg x darstellt. In 2 ist die Schließkraftkennlinie 16 der Kupplungsfeder 14 dargestellt, die ersichtlich zwischen einem geschlossenen Zustand 17 der Kupplungseinrichtung 1 und einem geöffneten Zustand 18 der Kupplungseinrichtung 1 ein Maximum 19 aufweist. Ersichtlich fällt die von der Kupplungsfeder 14 auf das Ausrücklager 13 bewirkte Schließkraft zum Ende des Ausrückwegs, also zu dem geöffneten Zustand 18 der Kupplungseinrichtung 1 hin stark ab.
  • Entsprechend ist die Federkraftkennlinie 20 (gestrichelt dargestellt) der Kompensationsfeder 3 angepasst, sodass diese zwischen dem geschlossenen Zustand 17 und dem geöffneten Zustand 18 ein Maximum 21 aufweist, das ebenfalls zu dem Ende des Ausrückwegs hin stark abfällt. Mit anderen Worten steigt die von der Kompensationsfeder 3 bewirkte Federkraft nach Verlassen des geöffneten Zustand stark an, durchläuft ein Maximum und fällt zum Ende des Ausrückwegs hin ab, sodass im geöffneten Zustand 18 der Kupplungseinrichtung 1 keine übermäßige Belastung für den Kupplungsaktuator 9 vorliegt. Die von dem Kupplungsaktuator 9 aufzubringende Kraft 22 ist gepunktet dargestellt, wobei ersichtlich ist, dass diese gegenüber den übrigen Kräften deutlich vermindert ist.
  • Vorteilhafterweise kann dadurch erreicht werden, dass der geöffnete Zustand der Kupplungseinrichtung 1 gegenüber normalen Schaltvorgängen signifikant länger aufrechterhalten werden kann, ohne eine übermäßige Belastung für das Ausrücklager 13 oder den Kupplungsaktuator 9 zu erzeugen. Dazu ist die Federkraftkennlinie 20 der Kompensationsfeder 3 in Abhängigkeit der Schließkraftkennlinie 16 der Kupplungsfeder 14 festgelegt bzw. die Kompensationsfeder 3 speziell auf die Kupplungsfeder 14 ausgelegt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kupplungseinrichtung
    2
    Betätigungseinrichtung
    3
    Kompensationsfeder
    4
    Kupplungsgehäuse
    5
    Kopplungselement
    6
    Schwenkachse
    7
    Pfeil
    8
    Pfeilrichtung
    9
    Kupplungsaktuator
    10
    Aktuatorantriebseinrichtung
    11
    Aktuatorantriebselement
    12
    Aktuatorelement
    13
    Ausrücklager
    14
    Kupplungsfeder
    15
    Kupplung
    16
    Schließkraftkennlinie
    17
    geschlossener Zustand
    18
    geöffneter Zustand
    19
    Maximum
    20
    Federkraftkennlinie
    21
    Maximum
    22
    Ausrückkraft

Claims (10)

  1. Kupplungseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Betätigungseinrichtung (2) zur Betätigung der Kupplungseinrichtung (1) mit einer Kompensationsfeder (3) und einem Kupplungsaktuator (9), der dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer eine Schließkraftkennlinie (16) aufweisenden, die Kupplungseinrichtung (1) in einen Schließzustand bewegenden Kupplungsfeder (14) eine Ausrückkraft mittels eines Aktuatorelements (12) auf ein Ausrücklager (13) der Kupplungseinrichtung (1) auszuüben, wobei eine von der Kompensationsfeder (3) während einer Öffnungsbewegung und/oder Schließbewegung erzeugte Kompensationskraft der Schließkraft entgegen wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federkraftkennlinie (20) der Kompensationsfeder (3) in Abhängigkeit der Schließkraftkennlinie (16) festgelegt ist.
  2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsfeder (3) dazu ausgebildet ist, einen auf eine Aktuatorantriebseinrichtung (10), insbesondere einen Elektromotor, des Kupplungsaktuators (9) wirkenden Anteil der Schließkraft zu reduzieren.
  3. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsfeder (3) mittels eines schwenkbaren Kopplungselements (5), insbesondere eines Zahnradsegments, mit dem Aktuatorelement (12) gekoppelt ist, wobei die Federkraftkennlinie (20) der Kompensationsfeder (3) derart festgelegt ist, dass die Kompensationskraft zwischen einem Ausgangsschwenkwinkel des Kopplungselements (5) und einem Endschwenkwinkel des Kopplungselements (5) ansteigt.
  4. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in geöffnetem Zustand der Kupplungseinrichtung (1) wirkende Ausrückkraft geringer als eine maximale während der Öffnungsbewegung und/oder Schließbewegung auftretende Ausrückkraft ist.
  5. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraftkennlinie (20) auf einen Betrieb der Kupplungseinrichtung (1) bei einem Segelzustand eines Kraftfahrzeugs ausgelegt ist.
  6. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsfeder (3) nichtlinear ist.
  7. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsfeder (3) als zweistufige Feder und/oder als progressive Feder ausgebildet ist.
  8. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließkraft der Kupplungseinrichtung (1) zu einem Ende eines Ausrückwegs des Ausrücklagers (13) gegenüber einer maximalen bei einer Öffnungsbewegung und/oder Schließbewegung auftretenden Schließkraft abfällt.
  9. Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (1) als verschleißausgleichende Kupplungseinrichtung (1) ausgebildet ist.
  10. Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3974672A3 (de) * 2020-09-29 2022-08-31 Aisin Corporation Stellantrieb zum betätigen eines geberzylinders einer druckmittelbetätigten kupplung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3309427A1 (de) * 1982-03-18 1983-10-06 Valeo Betaetigungsvorrichtung fuer eine kupplung, ein regelgetriebe, eine bremse, oder aehnliches
DE19729997A1 (de) * 1996-10-02 1998-04-30 Mannesmann Sachs Ag Stelleinrichtung für die Betätigung einer Reibungskupplung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3309427A1 (de) * 1982-03-18 1983-10-06 Valeo Betaetigungsvorrichtung fuer eine kupplung, ein regelgetriebe, eine bremse, oder aehnliches
DE19729997A1 (de) * 1996-10-02 1998-04-30 Mannesmann Sachs Ag Stelleinrichtung für die Betätigung einer Reibungskupplung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3974672A3 (de) * 2020-09-29 2022-08-31 Aisin Corporation Stellantrieb zum betätigen eines geberzylinders einer druckmittelbetätigten kupplung

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