Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Einrückersystem
für eine
Reibungskupplung.The present invention relates to
an engagement system
for one
Friction clutch.
In modernen Kraftfahrzeugen finden
zunehmend Doppelkupplungen Einsatz, über welche eine Antriebswelle,
beispielsweise eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wahlweise
in Drehmomentübertragungsverbindung
mit einer von zwei zueinander im Allgemeinen koaxial angeordneten
Getriebeeingangswellen gebracht werden kann. Bei derartigen Doppelkupplungen
sind die beiden Kupplungsbereiche derselben im Allgemeinen als sogenannte Normal-Offen-Kupplungen
ausgebildet. D.h., bei nicht vorhandener Kraftbeaufschlagung sind
die Kupplungsbereiche in einem ausgerückten Zustand und nicht zur Übertragung
von Drehmomenten in der Lage. Soll über einen der Kupplungsbereiche
ein Drehmoment übertragen
werden, so muss über
ein zugeordnetes Einrückersystem
eine Einrückkraft
erzeugt werden, die dann auf die Anpressplatte weitergeleitet wird
und somit den Kupplungsbereich in einen Einrückzustand bringt. Ein Defekt
in dem Einrückersystem
von einem der Kupplungsbereiche beispielsweise in einem Zustand,
in welchem dieser Kupplungsbereich nicht zur Drehmomentübertragung
genutzt wird, kann dann nicht zur Folge haben, dass dieser Kupplungsbereich
automatisch in einen Einrückzustand
gelangt und somit eine Selbstblockierung im Getriebe erzeugt werden
kann.Find in modern automobiles
increasing use of double clutches, via which a drive shaft,
for example, a crankshaft of an internal combustion engine, optionally
in torque transmission connection
with one of two generally coaxial
Transmission input shafts can be brought. With such double clutches
are the two clutch areas of the same generally as so-called normal open clutches
educated. That is, if there is no force applied
the clutch areas in a disengaged condition and not for transmission
of torques capable. Should over one of the coupling areas
transmit a torque
must be over
an associated engagement system
an engagement force
generated, which is then forwarded to the pressure plate
and thus brings the clutch area into an engagement state. A defect
in the engagement system
from one of the clutch areas, for example, in a state
in which this clutch area is not for torque transmission
is then not used can result in this coupling area
automatically into an engagement state
arrives and thus a self-locking in the transmission can be generated
can.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein derartiges Einrückersystem
für eine
Reibungskupplung bereitzustellen, welches verbessert an die im Kupplungsbetrieb
auftretenden Anforderungen angepasst ist.It is the task of the present
Invention, such an engagement system
for one
Provide friction clutch, which improves on that in clutch operation
occurring requirements is adjusted.
Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird diese Aufgabe gelöst
durch ein Einrückersystem
für eine Reibungskupplung,
umfassend einen Einrückerantrieb,
einen Einrückerabtrieb
und eine Getriebeanordnung zur Übertragung
einer Antriebskraft des Einrückerantriebs
auf den Einrückerabtrieb,
wobei die Getriebeanordnung ein sich über einen Stellweg veränderndes
Kraftumsetzverhältnis
aufweist.According to the present invention
this task is solved
through an engagement system
for a friction clutch,
comprising an engagement drive,
an engaging drive
and a transmission arrangement for transmission
a driving force of the engagement drive
on the engagement drive,
the gear arrangement changing over a travel range
Kraftumsetzverhältnis
having.
Bei Kupplungen des Normal-Offen-Typs muss
das Einrückersystem
im Allgemeinen gegen zwei Systembereiche arbeiten, welche eine Gegenkraft
liefern. Dies ist zum einen die Tangentialblattfederanordnung, über welche
eine Anpressplatte drehfest an ein Gehäuse angekoppelt werden kann,
und ist zum anderen die Belagsfederung einer Kupplungsscheibe, welche
mit zunehmendem Einrücken eine
ansteigende Gegenkraft liefert. Diese beiden sich summierenden Kraftbeiträge führen zu
einer zwischen dem vollkommen ausgerückten Zustand und dem vollkommen
eingerückten
Zustand progressiv ansteigenden Gegenkraftkennlinie, gegen welche der
Einrückerantrieb
arbeiten muss. Da jedoch erfindungsgemäß eine Getriebeanordnung vorgesehen ist,
welche die vom Einrückerantrieb
bereitgestellte Kraft bzw. das von diesem bereitgestellte Drehmoment
in Richtung Reibungskupplung weiterleitet und die überdies
ein über
den Stellweg hinweg sich änderndes
Kraftumsetzverhältnis
aufweist, kann durch Anpassung des Kraftumsetzverhältnisses
an die Gegenkraftkennlinie erreicht werden, dass der Einrückerantrieb
im Wesentlichen unabhängig
von der Kennlinie bzw. in seinem optimalen Arbeitsbereich betrieben
werden kann. Dies erhöht
die Präzision,
mit welcher Einrückvorgänge durchgeführt werden
können und
vermindert die Belastung im Bereich des Einrückersystems erheblich, insbesondere
die Belastung des Einrückerantriebs.For couplings of the normal open type must
the engagement system
generally work against two system areas, which is a counterforce
deliver. On the one hand, this is the tangential leaf spring arrangement, via which
a pressure plate can be non-rotatably coupled to a housing,
and the other is the pad suspension of a clutch disc, which
with increasing indentation one
increasing counterforce provides. These two cumulative force contributions lead to
one between the completely disengaged state and the perfect one
indented
State of progressively increasing counterforce characteristic against which the
Einrückerantrieb
Must work. However, since a gear arrangement is provided according to the invention,
which is that of the engagement drive
provided force or the torque provided by it
in the direction of the friction clutch and that
an over
changing the travel path
Kraftumsetzverhältnis
can by adjusting the power conversion ratio
to the counterforce characteristic that the engaging drive can be achieved
essentially independent
operated by the characteristic or in its optimal working range
can be. This increases
the precision
with which engagements are carried out
can and
significantly reduces the load on the engagement system, particularly
the load on the engagement drive.
In Anpassung an eine progressive
Gegenkraftkennlinie, wie sie bei Kupplungen des Normal-Offen-Typs
allgemein vorliegt, wird vorgeschlagen, dass das Kraftumsetzverhältnis mit
Annäherung an
einen Stellzustand, welcher einer vollkommen eingerückten Reibungskupplung
entspricht, zunimmt. Dabei ist vorzugsweise auch der Anstieg des
Kraftumsetzverhältnisses
progressiv.Adapting to a progressive
Counterforce characteristic curve, as is the case with clutches of the normal open type
generally available, it is proposed that the power conversion ratio also include
Approach to
an actuating state, which is a fully engaged friction clutch
corresponds, increases. The increase in
Kraftumsetzverhältnisses
progressive.
Da am Beginn eines Einrückvorgangs
zunächst
verschiedene Komponenten in Bewegung versetzt werden müssen und
Haftreibungszustände überwunden
werden müssen,
was im Allgemeinen bedeutet, dass zunächst eine vergleichsweise große Gegenkraft
zu überwinden
ist, wird vorgeschlagen, dass das Kraftumsetzverhältnis mit
Annäherung
an einen Stellzustand, welcher einer vollkommen ausgerückten Reibungskupplung
entspricht, zunimmt. Auch hier kann das Kraftumsetzverhältnis progressiv zunehmen.Because at the beginning of an engagement process
first
various components have to be set in motion and
Conditions of static friction overcome
Need to become,
which generally means that initially a comparatively large counterforce
to overcome
, it is proposed that the power conversion ratio be with
approach
to a control state, which is a completely disengaged friction clutch
corresponds, increases. Here too, the power conversion ratio can increase progressively.
Bei einer konstruktiv vergleichsweise
einfach auszuführenden,
hinsichtlich ihres Kraftumsetzverhältnisses leicht an spezielle
Anforderungen eines speziellen Antriebsstrangs anpassbaren Ausgestaltungsform
wird vorgeschlagen, dass die Getriebean ordnung eine Antriebszahnradanordnung
umfasst, die in einem ersten Bereich in Antriebsverbindung mit dem
Einrückerantrieb
steht und in einem zweiten Bereich in Übertragungsverbindung mit einer
Abtriebszahnradanordnung steht, wobei der zweite Bereich der Antriebszahnradanordnung
und die Abtriebszahnradanordnung einander entsprechend sich verändernde
Zahnradradien aufweisen.In a constructive comparison
easy to do
in terms of their power conversion ratio easily to special
Requirements of a special drive train adaptable design
it is proposed that the Getriebean arrangement a drive gear assembly
comprises, in a first area in drive connection with the
Einrückerantrieb
stands and in a second area in communication with a
Output gear arrangement stands, the second region of the drive gear arrangement
and the driven gear assembly changes in accordance with each other
Have gear radii.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsform kann
vorgesehen sein, dass die Getriebeanordnung ein durch den Einrückerantrieb
um eine Drehachse drehbares Antriebselement sowie ein mit dem Antriebselement
in Abstand zur Drehachse zur Antriebskraftübertragung zusammenwirkendes
Abtriebselement umfasst, wobei ein effektiver Hebelabstand, mit
welchem das Abtriebselement mit dem Antriebselement zur Antriebskraftübertragung
zusammenwirkt, in Abhängigkeit
von der Drehlage des Antriebselements veränderbar ist.In an alternative embodiment
be provided that the gear arrangement by the engagement drive
drive element rotatable about an axis of rotation and one with the drive element
interacting at a distance from the axis of rotation for driving force transmission
Output element comprises, with an effective lever distance, with
which the output element with the drive element for driving force transmission
interacts, depending
is changeable from the rotational position of the drive element.
Die Änderung des effektiven Hebelabstands kann
in sehr zuverlässig
und stabil wirkender Art und Weise dadurch erreicht werden, dass
an dem Antriebselement eine Führungsbahn
mit Radialerstreckungskomponente vorgesehen ist und dass an dem Abtriebselement
ein Führungsabschnitt
vorgesehen ist, welcher bei Drehung des Antriebselements um die
Drehachse entlang der Führungsbahn
verlagerbar ist. Um bei dieser Variante eine definierte Verlagerung
des Führungsabschnitts
durch Zwangsführung
zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass an einer nicht mit dem
Antriebselement drehbaren Komponente eine weitere Führungsbahn
mit Radialerstreckungskomponente vorgesehen ist, entlang welcher
der Führungsabschnitt
des Abtriebselements bei Drehung des Antriebselements verlagerbar
ist.The change in the effective lever distance can be done in a very reliable and stable manner Can be achieved in that a guide track with a radial extension component is provided on the drive element and in that a guide section is provided on the driven element, which can be displaced along the guide track when the drive element rotates about the axis of rotation. In order to achieve a defined displacement of the guide section by positive guidance in this variant, provision can be made for a further guide track with a radial extension component to be provided on a component that cannot be rotated with the drive element, along which the guide section of the driven element can be displaced when the drive element rotates.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsform, bei
welcher der effektive Hebelabstand zur Veränderung des Kraftumsetzverhältnisses
bei Durchführung eines
Stellvorgangs veränderbar
ist, kann vorgesehen sein, dass an dem Antriebselement eine Anlagefläche für ein flexibles
Abtriebselement vorgesehen ist, wobei die Anlagefläche einen
in Umfangsrichtung um die Drehachse sich ändernden Radialabstand zur Drehachse
aufweist.In an alternative embodiment, at
which is the effective lever distance for changing the power conversion ratio
when performing a
Adjustment process changeable
is, it can be provided that a contact surface for a flexible
Output element is provided, the contact surface being a
In the circumferential direction around the axis of rotation changing radial distance to the axis of rotation
having.
Bei einer aus fertigungstechnisch
besonders bevorzugten Ausgestaltungsform kann dabei vorgesehen sein,
dass die Anlagefläche
kreisartig gekrümmt
mit einem zur Drehachse versetzten Kreismittelpunkt ist.With one from manufacturing technology
A particularly preferred embodiment can be provided
that the investment area
curved in a circle
with a center of the circle offset from the axis of rotation.
Um bei einem erfindungsgemäßen Einrückersystem
eine Einrückkraft
bzw. Betätigungskraft
in eine Kupplung einleiten zu können,
wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung ein an einem Abstützelement
um eine Drehachse drehbar getragenes Betätigungselement umfasst, das
bei Drehung um die Drehachse unter der Wirkung einer Rampenanordnung
in Richtung der Drehachse verlagerbar ist. Das unter der Wirkung
des Einrückerantriebs
in Drehung versetzte Beaufschlagungselement bewirkt durch seine
bei Drehung induzierte Axialverlagerung dann eine zwangsweise axial
gerichtete Krafteinwirkung auf eine Reibungskupplung, beispielsweise eine
Einrückkraftübertragungshebelanordnung
o. dgl. Man kann eine linear ansteigende oder – etwa zur Realisierung oder
Modifizierung des über
den Stellweg sich ändernden
Kraftumsetzungsverhältnisses – eine nicht
linear ansteigende Rampenanordnung vorsehen.In order with an engagement system according to the invention
an engagement force
or actuation force
to be able to initiate into a clutch
it is proposed that the gear arrangement be on a support element
comprises an actuator rotatably supported about an axis of rotation, the
when rotating around the axis of rotation under the action of a ramp arrangement
is displaceable in the direction of the axis of rotation. That under the effect
of the engagement drive
actuated rotating element caused by its
axial rotation induced by rotation then a forced axial
directed force on a friction clutch, for example a
engaging force transmission lever
o. The like. You can a linearly increasing or - for example to implement or
Modification of the over
changing the travel
Power conversion ratio - not one
Provide a linearly increasing ramp arrangement.
Die vorliegende Erfindung betrifft
ferner eine Reibungskupplung, umfassend wenigstens einen Kupplungsbereich
mit einer Anpressplatte, welche über
eine Kraftbeaufschlagungsanordnung durch ein Einrückersystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Durchführung
von Einrückvorgängen beaufschlagbar
ist.The present invention relates to
furthermore a friction clutch comprising at least one clutch area
with a pressure plate, which over
a force application arrangement by an engagement system
according to the present
Invention to carry out
can be acted upon by engagement processes
is.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung ein Drehmomentübertragungssystem, umfassend
eine Reibungskupplung und ein dieser zugeordnetes Einrückersystem,
welches zur Erzeugung einer Einrückkraft
unter Ansteuerung einer Ansteuervorrichtung steht, wobei die Ansteuervorrichtung
dazu ausgebildet ist, in einem Betriebszustand, in welchem die Reibungskupplung
im Wesentlichen ohne Kupplungsschlupf zu betreiben ist, das Einrückersystem
in Abhängigkeit
von wenigstens einem Betriebsparameter zur Erzeugung einer Einrückkraft
anzusteuern.According to another aspect
the present invention comprising a torque transmission system
a friction clutch and an engagement system assigned to it,
which is used to generate an engagement force
is under the control of a control device, the control device
is designed in an operating state in which the friction clutch
the engagement system is essentially to be operated without clutch slip
dependent on
of at least one operating parameter for generating an engagement force
head for.
Dieser Erfindungsaspekt nutzt aus,
dass es ein inhärentes
Charakteristikum von Kupplungen des Normal-Offen-Typs ist, dass
das über
eine Kupplung maximal übertragbare
Drehmoment, also das Kupplungsmoment, in direktem Zusammenhang steht
mit der durch das Einrückersystem
erzeugten Einrückkraft.
Dieser Erfindungsaspekt macht sich insbesondere in Phasen vorteilhaft
bemerkbar, in welchen auf Grund der Tatsache, dass über die
Kupplung nur ein vergleichsweise kleines Drehmoment zu übertragen ist,
auch nur ein entsprechendes Kupplungsmoment erforderlich ist, durch
das Einrückersystem
eine entsprechend angepasste Einrückkraft erzeugt wird. Diese
Einrückkraft
bzw. das infolgedessen bewirkte oder in der Kupplung erzeugte Kupplungsmoment reichen
aus, um das zu übertragende
Drehmoment ohne Schlupf zu übertragen,
belasten verschiedene im Einrückkraftübertragungskomponenten
liegende Systemkomponenten aber weniger, als dies der Fall ist,
wenn durch das Einrückersystem die
maximale Einrückkraft
erzeugt wird, die beispielsweise dann erforderlich ist, wenn ein
Antriebssystem unter Volllast arbeitet und insofern ein sehr großes Drehmoment über die
Reibungskupplung zu übertragen
ist.This aspect of the invention takes advantage of
that it is an inherent
A characteristic of normal open type clutches is that
the above
one clutch maximum transferable
Torque, i.e. the clutch torque, is directly related
with that through the engagement system
generated engagement force.
This aspect of the invention is particularly advantageous in phases
noticeable in which due to the fact that about the
Clutch only a comparatively small torque can be transmitted,
only a corresponding clutch torque is required by
the engagement system
a correspondingly adjusted engagement force is generated. This
apply force
or the clutch torque caused as a result or generated in the clutch is sufficient
to the one to be transferred
To transmit torque without slip,
load various in the engagement force transmission components
horizontal system components but less than is the case,
if through the engagement system the
maximum engagement force
is generated, which is required, for example, when a
Drive system works under full load and therefore a very large torque over the
Transfer friction clutch
is.
Dabei kann beispielsweise vorgesehen
sein, dass der wenigstens eine Betriebsparameter im Zusammenhang
mit einem in die Reibungskupplung eingeleiteten Drehmoment steht
und dass die Ansteuervorrichtung das Einrückersystem zur Erzeugung einer
Einrückkraft
ansteuert, die ein im Bereich des eingeleiteten Drehmoments liegendes
Kupplungsmoment bewirkt.It can be provided, for example
be related to the at least one operating parameter
with a torque introduced into the friction clutch
and that the control device the engagement system for generating a
apply force
controls which is in the range of the initiated torque
Coupling torque causes.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit
Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
Es zeigt:The present invention is described below
Described in detail with reference to the accompanying drawings.
It shows:
1 eine
Teil-Längsschnittansicht
einer Doppelkupplung; 1 a partial longitudinal sectional view of a double clutch;
2 eine
vereinfachte Prinzipdarstellung eines Kupplungsbereichs; 2 a simplified schematic diagram of a clutch area;
3 ein
Diagramm, das die über
den Einrückweg
erforderliche Einrückkraft
repräsentiert; 3 a diagram representing the engagement force required over the engagement path;
4 eine
Teildarstellung eines erfindungsgemäßen Einrückersystems; 4 a partial view of an engagement system according to the invention;
5 ein
Diagramm, das das bei einem erfindungsgemäßen Einrückersystem über den Stellweg vorhandene
Kraftumsetzverhältnis
darstellt; 5 a diagram illustrating the existing force conversion ratio in an engagement system according to the invention over the travel range;
6 ein
Diagramm, das das bei einem erfindungsgemäßen Einrückersystem auftretende bzw. vorhandene
Antriebsmoment darstellt; 6 a diagram illustrating the drive torque occurring or present in an engagement system according to the invention;
7 eine
abgewandelte Art eines erfindungsgemäßen Einrückersystems; 7 a modified type of an engagement system according to the invention;
8 eine
weitere abgewandelte Art eines erfindungsgemäßen Einrückersystems; 8th a further modified type of an engagement system according to the invention;
9 eine
Abwandlung des in 8 gezeigten
Systems; 9 a modification of the in 8th shown system;
10 eine
weitere Abwandlung des in 8 gezeigten
Systems. 10 a further modification of the in 8th shown system.
Die 1 zeigt
eine Doppelkupplung 10. Die Doppelkupplung 10 umfasst
im Wesentlichen zwei Kupplungsbereiche 12, 14,
durch welche wahlweise ein Drehmoment von einer Antriebswelle, beispielsweise
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, auf eine von zwei zueinander
koaxial angeordneten Getriebeeingangswellen übertragen werden kann.The 1 shows a double clutch 10 , The double clutch 10 essentially comprises two coupling areas 12 . 14 , by means of which a torque can optionally be transmitted from a drive shaft, for example a crankshaft of an internal combustion engine, to one of two transmission input shafts arranged coaxially to one another.
Eine Widerlagerplatte 16 ist
in ihrem radial äußeren Bereich über eine
Flexplatte 18 o. dgl. drehfest an die bereits angesprochene
Antriebswelle anzukoppeln. Die Widerlagerplatte 16 bildet
mit ihren beiden in Richtung einer Drehachse A weisenden Flächen 20, 22 jeweils
Widerlagerbereiche für
die beiden Kupplungsbereiche 12, 14.An abutment plate 16 is in its radially outer area via a flex plate 18 o. The like. To be coupled in a rotationally fixed manner to the drive shaft already mentioned. The abutment plate 16 forms with their two surfaces pointing in the direction of an axis of rotation A. 20 . 22 abutment areas for the two clutch areas 12 . 14 ,
Der erste Kupplungsbereich 12 umfasst
eine Anpressplatte 24, die mit der Widerlagerplatte 16 beispielsweise über Tangentialblattfedern
o. dgl. drehfest, bezüglich
dieser jedoch in Richtung der Drehachse A verlagerbar gekoppelt
ist. Über
eine Kraftübertragungsanordnung 26 und
ein Kraftbeaufschlagungselement 28 kann eine Einrückkraft
von einem allgemein mit 29 bezeichneten Betätigungssystem des
ersten Kupplungsbereichs 12 auf die Anpressplatte 24 übertragen
werden. Die Kraftübertragungsanordnung 26 umfasst
zwei topf- oder schalenartig ausgebildete Kraftübertragungselemente 30, 32,
welche die Widerlagerplatte 16 überbrücken und in ihrem radial äußeren Bereich
miteinander verbunden sind. Das Kraftübertragungselement 30 kann
die Anpressplatte 24 unter Zwischenlagerung einer Verschleißnachstellvorrichtung 34 beaufschlagen.
Das Kraftbeaufschlagungselement 28 ist in seinem radial äußeren Bereich 36 an
dem Kraftübertragungselement 32 abgestützt und
ist in einem radial weiter innen liegenden Bereich 38 über einen
Drahtring 40 o. dgl. an der Außenseite eines topfartig ausgebildeten und
mit der Widerlagerplatte 16 verbundenen Gehäuses 42 abgestützt. Radial
innen beaufschlagt dann das Betätigungssystem
zur Durchführung
von Einrückvorgängen des
ersten Kupplungsbereichs 12 das Kraftbeaufschlagungselement 28.
Wird durch entsprechende Krafterzeugung die Anpressplatte 24 in
Richtung auf die Fläche 20 der
Widerlagerplatte 16 zu verschoben, so wird eine Kupplungsscheibe 44 mit
ihren Reibbelägen 46 zwischen
der Widerlagerplatte 16 und der Anpressplatte 24 geklemmt
und somit eine Drehmomentübertragungsverbindung
zu einer der Getriebeeingangswellen hergestellt.The first clutch area 12 includes a pressure plate 24 that with the abutment plate 16 for example via tangential leaf springs or the like. Non-rotatably coupled with respect to this, but displaceably coupled in the direction of the axis of rotation A. Via a power transmission arrangement 26 and a force applying element 28 can have an indenting force of one generally 29 designated actuation system of the first clutch area 12 on the pressure plate 24 be transmitted. The power transmission arrangement 26 comprises two pot-shaped or bowl-shaped power transmission elements 30 . 32 which the abutment plate 16 bridge and are connected together in their radially outer area. The power transmission element 30 can the pressure plate 24 with the interim storage of a wear adjustment device 34 apply. The force application element 28 is in its radially outer area 36 on the power transmission element 32 supported and is in a radially inner area 38 over a wire ring 40 o. The like. On the outside of a pot-shaped and with the abutment plate 16 connected housing 42 supported. The actuating system then acts radially on the inside to carry out engagement processes of the first clutch area 12 the force application element 28 , Is the pressure plate by appropriate force generation 24 towards the surface 20 the abutment plate 16 too shifted, so a clutch disc 44 with their friction linings 46 between the abutment plate 16 and the pressure plate 24 clamped and thus a torque transmission connection is established to one of the transmission input shafts.
Der zweite Kupplungsbereich 14 umfasst ebenfalls
eine Anpressplatte 48, die mit der Widerlagerplatte 16 bzw.
dem Gehäuse 42 beispielsweise wiederum
durch Tangentialblattfedern o. dgl., die auch eine Lüftkraft
erzeugen können,
drehfest, jedoch in Richtung der Achse A bewegbar verbunden ist.
Ein Kraftbeaufschlagungselement 50 des zweiten Kupplungsbereichs 14 ist
in seinem radial äußeren Bereich 52 beispielsweise über einen
Drahtring 54 o. dgl. an der Innenseite des Gehäuses 42 abgestützt und
kann mit seinem radial weiter innen gelegenen Bereich 56 die
Anpressplatte 48 beaufschlagen. Ein allgemein mit 51 bezeichnetes
Betätigungssystem beaufschlagt
das Kraftbeaufschlagungselement 50 in seinem radial inneren
Endbereich, um zur Durchführung
von Einkuppelvorgängen
des zweiten Kupplungsbereichs 14 die Anpressplatte 48 in
Richtung auf die Fläche 22 der
Widerlagerplatte 16 zu zu bewegen. Dabei wird eine Kupplungsscheibe 58 mit
ihren Reibbelägen 59 zwischen
der Widerlagerplatte 16 und der Anpressplatte 48 geklemmt
und somit eine Drehmomentübertragungsverbindung
zur anderen Getriebeeingangswelle hergestellt.The second clutch area 14 also includes a pressure plate 48 that with the abutment plate 16 or the housing 42 for example, again by means of tangential leaf springs or the like, which can also generate a lifting force, are connected in a rotationally fixed manner, but are movable in the direction of the axis A. A force application element 50 of the second clutch area 14 is in its radially outer area 52 for example via a wire ring 54 or the like on the inside of the housing 42 supported and can with its radially inner area 56 the pressure plate 48 apply. A general with 51 designated actuation system acts on the force application element 50 in its radially inner end region in order to carry out engagement processes of the second coupling region 14 the pressure plate 48 towards the surface 22 the abutment plate 16 to move. This will be a clutch disc 58 with their friction linings 59 between the abutment plate 16 and the pressure plate 48 clamped and thus a torque transmission connection to the other transmission input shaft is established.
Vorangehend ist der prinzipielle
Aufbau einer Doppelkupplung 10 beschrieben worden. Es ist selbstverständlich,
dass hier in verschiedenen Bereichen konstruktive Änderungen
vorgesehen sein können.
So könnte
beispielsweise die Widerlagerplatte 16, die zusammen mit
den beiden Anpressplatten 24, 48, dem Gehäuse 42 und
den damit drehfest gekoppelten Komponenten einen Eingangsbereich 60 der Doppelkupplung 10 bildet, über eine
Torsionsschwingungsdämpferanordnung
an eine Antriebswelle angekoppelt sein. Auch könnte selbstverständlich beim zweiten
Kupplungsbereich 14 zwischen der Anpressplatte 48 und
dem Kraftbeaufschlagungselement 56 eine Verschleißnachstellvorrichtung
vorgesehen sein.This is preceded by the basic structure of a double clutch 10 have been described. It goes without saying that design changes can be envisaged here in various areas. For example, the abutment plate 16 together with the two pressure plates 24 . 48 , the housing 42 and the components rotatably coupled with it, an entrance area 60 the double clutch 10 forms, be coupled to a drive shaft via a torsional vibration damper arrangement. Of course, the second clutch area could also be used 14 between the pressure plate 48 and the force applying element 56 a wear adjustment device can be provided.
Die beiden Betätigungssysteme 29, 51 umfassen
jeweils ein Betätigungselement 60, 62,
das an einem beispielsweise an einem Getriebe getragenen Abstützelement 64 drehbar
getragen ist. Beispielsweise an dem Abstützelement 64 ist in
Zuordnung zu den beiden Betätigungselementen 60, 62 jeweils eine
in Umfangsrichtung sich erstreckende Rampenanordnung vorgesehen,
mit welcher die jeweiligen Betätigungselemente 60 bzw. 62 in
Eingriff stehen, so dass bei Drehung der Betätigungselemente 60, 62 in
Umfangsrichtung diese sich in Richtung der Drehachse A verlagern
und dabei über
jeweilige Drehentkopplungslager 66,68 die Kraftbeaufschlagungselemente 28, 50 belasten.
Diese Kraftbeaufschlagungselemente 28, 50 liefern
im wesentlichen keinen Eigenkraftbeitrag und dienen insbesondere
auch aufgrund ihrer Abstützung
bezüglich
des Gehäuses 42 als
Hebelanordnungen, über
welche bei Verdrehung der Betätigungselemente 60, 62 und
entsprechender Axialverlagerung derselben die Anpressplatten 24, 48 zur
Durchführung
von Einkuppelvorgängen
beaufschlagt werden können.The two actuation systems 29 . 51 each include an actuator 60 . 62 , which is supported on a support element, for example on a transmission 64 is rotatably supported. For example on the support element 64 is assigned to the two actuators 60 . 62 In each case, a ramp arrangement extending in the circumferential direction is provided, with which the respective actuating elements 60 respectively. 62 are engaged so that when the actuators rotate 60 . 62 in the circumferential direction, these shift in the direction of the axis of rotation A and thereby via respective rotary decoupling bearings 66 . 68 the force application elements 28 . 50 strain. These power elements 28 . 50 provide essentially no contribution of own power and serve in particular due to their support with respect to the housing 42 as lever arrangements, via which when the actuating elements are rotated 60 . 62 and corresponding axial displacement of the same, the pressure plates 24 . 48 can be applied to carry out engagement processes.
In 2 ist
der Kupplungsbereich 14 der Doppelkupplung 10 der 1 noch einmal vereinfacht
dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass die 2 selbstverständlich nicht nur einen Kupplungsbereich
einer Doppelkupplung repräsentiert,
sondern grundsätzlich
auch eine Reibungskupplung repräsentiert,
wie sie als herkömmliche
Einfachreibungskupplung in Fahrzeugen Einsatz finden kann, die gemäß dem Prinzip
einer Normal-Offen-Kupplung ausgebildet ist.In 2 is the clutch area 14 the double clutch 10 the 1 shown again in simplified form. It should be noted that the 2 of course not only represents a clutch area of a double clutch, but basically also represents a friction clutch sent how it can be used as a conventional single friction clutch in vehicles, which is designed according to the principle of a normal open clutch.
In der 2 sind
schematisch auch die vorangehend bereits angesprochenen Tangentialblattfedern 72 und
eine Belagsfederung 70 der Kupplungsscheibe 58 erkennbar.
Bei Durchführung
von Einrückvorgängen, bei
welchen also, wie vorangehend geschildert, das Kraftbeaufschlagungselement 50 in seinem
radial inneren Bereich durch das Betätigungssystem 29,
welches ein Einrückersystem
für diesen
Kupplungsbereich 14 repräsentiert, mit einer Einrückkraft
F beaufschlagt wird, presst das Kraftbeaufschlagungselement 50 die
Anpressplatte 48 entgegen der Lüftkraftwirkung der Tangentialblattfedern 72 und
der durch die Belagsfederung 70 erzeugten Kraft gegen eine
Widerlageranordnung, im dargestellten Falle die Widerlagerplatte 16.
Die Belagsfederung 70 und die Tangentialblattfedern 72 liefern
dabei eine Gesamt-Gegenkraft, deren Verlauf in der 3 dargestellt ist. Die 3 zeigt den Verlauf der Reaktionskraft
FR über
dem Stellweg S zwischen einer vollkommen ausgekuppelten Stellung
AK und einer vollkommen eingekuppelten Stellung EK. Mit SP ist der
sogenannte Schleifpunkt bezeichnet, also derjenige Punkt oder Bereich
im Stellweg S, bei welchem die in der Auskuppelstellung die Kupplungsscheibe 58 nicht
kontaktierende Anpressplatte 48 in Reibkontakt mit dieser
Kupplungsscheibe 58 bzw. deren Reibbelägen 59 tritt. Man
erkennt, dass mit Annäherung
an die Einkuppelstellung EK ein deutlicher Anstieg der Reaktionskraft
FR vorhanden ist. Bei der durch die Kurve
FR bezeichneten Kraftkennlinie, welche die im Falle des Ausrückvorgangs
vorhandene Reaktionskraft repräsentiert,
ist eine geringe Abweichung bzw. Hysterese bezüglich des bei dem Einrückvorgang
vorhandenen Kraftverlaufs vorhanden, was sich im Allgemeinen aus
der Charakteristik der Belagsfederung ergibt.In the 2 are also schematically the previously mentioned tangential leaf springs 72 and a pad suspension 70 the clutch disc 58 recognizable. When performing engagement processes, in which, as described above, the force application element 50 in its radially inner area by the actuation system 29 , which is an engagement system for this clutch area 14 represents, is applied with an engagement force F, presses the force application element 50 the pressure plate 48 against the release force of the tangential leaf springs 72 and that through the pad suspension 70 generated force against an abutment arrangement, in the case shown the abutment plate 16 , The pad suspension 70 and the tangential leaf springs 72 provide a total counterforce, the course of which in the 3 is shown. The 3 shows the course of the reaction force F R over the travel path S between a fully disengaged position AK and a fully engaged position EK. SP is the so-called grinding point, that is the point or area in the travel path S at which the clutch disc is in the disengaged position 58 non-contact pressure plate 48 in frictional contact with this clutch disc 58 or their friction linings 59 occurs. It can be seen that as the clutch position EK is approached, the reaction force F R increases significantly. In the case of the force characteristic curve indicated by curve FR, which represents the reaction force present in the disengagement process, there is a slight deviation or hysteresis with respect to the force curve present in the engagement process, which generally results from the characteristic of the pad suspension.
Nachfolgend werden Maßnahmen
beschrieben, welche gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung dafür
sorgen, dass bei Durchführung
von Einkuppelvorgängen,
beispielsweise vermittels der vorangehend beschriebenen Betätigungssysteme bzw.
Einrücksysteme 29, 51 dem
in der 3 erkennbaren
progressiven Anstieg der Reaktionskraft FR,
gegen welche die Einrückersysteme
arbeiten müssen,
Rechnung getragen wird.Measures are described below which, in accordance with the principles of the present invention, ensure that when engaging processes are carried out, for example by means of the actuation systems or engagement systems described above 29 . 51 that in the 3 recognizable progressive increase in the reaction force F R , against which the engagement systems must work, is taken into account.
So ist in 4 in vereinfachter Art und Weise das
Betätigungs-
bzw. Einrücksystem 51 dargestellt. Es
ist selbstverständlich,
dass in entsprechender Weise auch das System 29 ausgestaltet
sein kann. Dieses System 51 umfasst als Antrieb einen Elektromotor 74 und
umfasst weiterhin eine Getriebeanordnung 76, durch welche
die vom Antriebsmotor 74 abgegebene Kraft bzw. das von
diesem bereitgestellte Drehmoment auf das in der 1 dargestellte Lager 68 übertragen
werden kann.So is in 4 in a simplified manner, the actuation or engagement system 51 shown. It goes without saying that in a corresponding way the system 29 can be designed. This system 51 includes an electric motor as a drive 74 and further includes a gear arrangement 76 , through which the drive motor 74 emitted force or the torque provided by this to that in the 1 depicted camp 68 can be transferred.
Die Getriebeanordnung 76 umfasst
ein Segmentzahnrad 78, das um eine Drehachse D1 schwenkbar
getragen ist. Das Segmentzahnrad 78 weist zwei Verzahnungsbereiche 80, 82 auf.
Mit dem Bereich 80 des Segmentzahnrads 78 steht
ein an einer Welle des Antriebsmotors 74 getragenes Ritzel 84 in
Kämmeingriff,
so dass durch Erregung des Antriebsmotors 74 und diesen
Kämmeingriff
das Segmentzahnrad 78 zur Drehung um die Drehachse D1 angetrieben wird. Dabei weist der Verzahnungsbereich 80 einen
im Wesentlichen konstanten Radius zur Drehachse D1 auf.
Mit dem Verzahnungsbereich 82 kämmt ein Verzahnungsbereich 86 eines
zweiten Segmentzahnrads 88. Dieses ist um eine Drehachse D2 drehbar getragen, welche (Drehachse D2) im Wesentlichen parallel zur Drehachse
D1 liegt. Ein an dem Segmentzahnrad 88 vorgesehener
Kopplungshebelabschnitt 90 trägt einen Übertragungsstößel 92, der
zur Weiterleitung der Einrückkraft
in seinem anderen Endbereich an einem Armabschnitt 94 des
Betätigungselements 62 abgestützt ist.The gear arrangement 76 includes a segment gear 78 , which is pivotally supported about an axis of rotation D 1 . The segment gear 78 has two tooth areas 80 . 82 on. With the area 80 of the segment gear 78 stands on a shaft of the drive motor 74 worn sprocket 84 in mesh so that by excitation of the drive motor 74 and this meshing engagement the segment gear 78 is driven to rotate about the axis of rotation D 1 . The gear area shows 80 a substantially constant radius to the axis of rotation D 1 . With the gear area 82 combs a gear area 86 a second segment gear 88 , This is rotatably supported about an axis of rotation D 2 , which (axis of rotation D 2 ) is essentially parallel to the axis of rotation D 1 . One on the segment gear 88 provided coupling lever section 90 carries a transfer plunger 92 , which is used to transmit the engagement force in its other end region to an arm section 94 of the actuator 62 is supported.
Bei Erregung des Antriebsmotors 74 und Verschwenkung
des Segmentzahnrads 78 in Richtung des Pfeils P1 wird durch den Kämmeingriff der beiden Verzahnungsbereiche 82, 86 das
Segmentzahnrad 88 in Richtung des Pfeils P2 verschwenkt. Durch
den Übertragungsstößel 92 führt eine
derartige Verschwenkung zu einer Drehung des Betätigungselements 62 um
die Drehachse A in Richtung des Pfeils P3.
Diese Drehung führt,
wie vorangehend bereits ausgeführt,
zu einer Verlagerung des Betätigungselements 62 in
Richtung der Drehachse A und einer entsprechenden Beaufschlagung
des Kraftbeaufschlagungselements 50 in seinem radial inneren Bereich.When the drive motor is excited 74 and pivoting the segment gear 78 in the direction of arrow P 1 is due to the meshing of the two toothed areas 82 . 86 the segment gear 88 pivoted in the direction of arrow P 2 . Through the transmission plunger 92 such a pivoting leads to a rotation of the actuating element 62 about the axis of rotation A in the direction of arrow P 3 . As already stated above, this rotation leads to a displacement of the actuating element 62 in the direction of the axis of rotation A and a corresponding action on the force application element 50 in its radially inner area.
Man erkennt in der 4, dass die beiden Segmentzahnräder 78, 88 in
ihren miteinander in Kämmeingriff
stehenden Verzahnungsbereichen 82, 86 keinen konstanten
Radialabstand r1 und r2 zu
den jeweiligen Drehachsen D1 und D2 aufweisen. Insbesondere erkennt man, dass
bei dem Segmentzahnrad 78 in Richtung entgegengesetzt zum
Pfeil P1 dieser Radialabstand r1 abnimmt,
während
beim Segmentzahnrad 88 in Richtung entgegen dem Pfeil P2 entsprechend der Abnahme des Radialabstands
r1 der Radialabstand r2 zunimmt.
Bei Durchführung
eines Stellvorgangs hat dies zur Fol ge, dass mit zunehmender Verschwenkung
des Segmentzahnrads 78 in der Richtung P1 das
Kraftumsetzverhältnis
der Getriebeanordnung 76 sich verändert. Während in dem in 4 dargestellten Zustand
eine Verschwenkung des Segmentzahnrads 78 um eine vorbestimmte Schwenkwinkeleinheit
eine vergleichsweise große Verschwenkung
des Segmentzahnrads 88 zur Folge hat, führt eine Verschwenkung in Richtung
P1 zu einem abnehmendem Radialabstand r1, mit der Folge, dass eine bei verringertem
Radialabstand r1 vorliegende Verschwenkung
des Segmentzahnrads 78 um die gleiche Schwenkwinkeleinheit
eine verringerte bzw. relativ kleine Verschwenkung des Segmentzahnrads 88 bewirkt.
Dies bedeutet aber, dass die Ausgangskraft, welche durch die Getriebeanordnung 76 bereitstellt,
mit zunehmender Verschwenkung des Segmentzahnrads 78 in
Richtung P1 zunimmt, also ein zunehmendes
Kraftumsetzverhältnis
zwischen Eingangskraft und Ausgangskraft bzw. Eingangsdrehmoment
und Ausgangsdrehmoment vorliegt.You can see in the 4 that the two segment gears 78 . 88 in their intermeshing toothed areas 82 . 86 do not have a constant radial distance r 1 and r 2 to the respective axes of rotation D 1 and D 2 . In particular, you can see that the segment gear 78 in the direction opposite to the arrow P 1 this radial distance r 1 decreases, while in the segment gear 88 in the direction opposite the arrow P 2 corresponding to the decrease in the radial distance r 1, the radial distance r 2 increases. When performing an adjustment process, this has the consequence that with increasing pivoting of the segment gear 78 in the direction P 1 the power conversion ratio of the gear arrangement 76 to change. While in the 4 shown state a pivoting of the segment gear 78 a comparatively large pivoting of the segment gearwheel by a predetermined pivoting angle unit 88 As a result, pivoting in the direction P 1 leads to a decreasing radial distance r 1 , with the result that there is a pivoting of the segment gearwheel with a reduced radial distance r 1 78 a reduced or relatively small pivoting of the segment gear by the same pivoting angle unit 88 causes. However, this means that the Output force caused by the gear arrangement 76 provides, with increasing pivoting of the segment gear 78 increases in the direction P 1 , that is, there is an increasing force conversion ratio between the input force and the output force or the input torque and the output torque.
Das Änderungsverhältnis hängt davon
ab, wie die Radialabstände
r1, r2 sich in Umfangsrichtung verändern. Durch
entsprechende Auswahl dieser Veränderungen
der Radialabstände
r1, r2 ist es nun möglich, eine
Anpassung der Drehmomentübertragungscharakteristik
bzw. des Kraftumsetzverhältnisses
der Getriebeanordnung 76 an die in der Reibungskupplung
bzw. dem Kupplungsbereich 14 vorhandene Rückstellkraft
bzw. Reaktionskraft FR zu erlangen. Ein
derartiger Verlauf des Kraftumsetzverhältnisses i ist in der 5 dargestellt. Man erkennt, dass
beim Übergang
vom Schleifpunkt SP zur Einkuppelstellung EK ein Anstieg des Kraftumsetzverhältnisses
i vorliegt, also eine bei vorgegebener Eingangskraft oder bei vorgegebenem
Eingangsdrehmoment erhöhte
Ausgangskraft bzw. erhöhtes
Ausgangsdrehmoment. Durch entsprechende Ausgestaltung der Verzahnungsbereiche 82, 86 wird
es weiterhin möglich,
ausgehend vom Schleifpunkt SP in Richtung zur Auskuppelstellung
AK ebenfalls einen Anstieg der Ausgangskraft in Bezug auf die Eingangskraft
zu erlangen.The change ratio depends on how the radial distances r 1 , r 2 change in the circumferential direction. By appropriate selection of these changes in the radial distances r 1 , r 2 , it is now possible to adapt the torque transmission characteristic or the power conversion ratio of the gear arrangement 76 to those in the friction clutch or the clutch area 14 to obtain existing restoring force or reaction force F R. Such a course of the power conversion ratio i is shown in FIG 5 shown. It can be seen that during the transition from the grinding point SP to the engagement position EK there is an increase in the force conversion ratio i, that is to say an increased output force or increased output torque for a given input force or for a given input torque. By designing the toothing areas accordingly 82 . 86 it is also possible, starting from the grinding point SP in the direction of the disengaging position AK, to also obtain an increase in the output force with respect to the input force.
Mit einer derartigen Charakteristik
des Kraftumsetzverhältnisses
i, wie sie in 5 gezeigt
ist, ergibt sich zur Durchführung
von Einkuppelvorgängen bzw.
Auskuppelvorgängen
ein Momentenverlauf M, wie er in 6 erkennbar
ist. Zunächst
erkennt man, dass bei dem den Einrückvorgang beschreibenden Momentenast
ME ausgehend von der vollkommen ausgekuppelten
Stellung AK ein Momentenanstieg vorhanden ist, wobei auf Grund des
vergleichsweise großen
Kraftumsetzverhältnisses
i im Bereich der Auskuppelstellung AK dafür gesorgt ist, dass am Anfang
eines Einrückvorgangs
das vom Antriebsmotor 74 bereitzustellende Drehmoment zum Überwinden der
am Bewegungsbeginn auftretenden Trägheitsmomente und Reibmomente
und somit auch die Stromaufnahme des Antriebsmotors 74,
welcher im Allgemeinen als Elektromotor ausgebildet ist, gering gehalten
werden können.
Auf Grund des in Richtung Einkuppelstellung EK vom Schleifpunkt
aus dann zunehmenden Kraftumsetzverhältnisses i wird dafür gesorgt,
dass das vom Antriebsmotor 74 bereitzustellende Moment
ME auch dann im Wesentlichen konstant gehalten
werden kann, wenn, wie dies in der 3 erkennbar
ist, bei der Reaktionskraft FR ein deutlicher
Anstieg erkennbar ist. Bei Durchführung von Auskuppelvorgängen ergibt
sich auf Grund der Tatsache, dass hier der Antriebsmotor 74 tatsächlich zur
Erzeugung eines Bremsmoments arbeiten muss, zunächst ein Momentenverlauf MA mit negativem Vorzeichen, der auf Grund
des Verlaufs der Reaktionskraft FR , wie er in der 3 erkennbar ist, eine geringfügige Abweichung
von einem im Wesentlichen konstanten Verlauf zwischen der Einkuppelstellung
EK und dem Schleifpunkt SP aufweist.With such a characteristic of the power conversion ratio i, as in 5 is shown, a torque curve M results, as is shown in FIG 6 is recognizable. First of all, it can be seen that there is an increase in torque in the torque branch M E describing the engagement process, starting from the fully disengaged position AK, whereby due to the comparatively large power conversion ratio i in the area of the disengaged position AK, it is ensured that at the beginning of an engagement process that of the drive motor 74 Torque to be provided to overcome the moments of inertia and friction moments occurring at the start of the movement and thus also the current consumption of the drive motor 74 , which is generally designed as an electric motor, can be kept low. Due to the increasing power conversion ratio i in the direction of the engagement position EK from the grinding point, it is ensured that this is from the drive motor 74 torque M E to be provided can also be kept essentially constant if, as in the 3 is recognizable, with the reaction force F R a clear increase can be seen. When decoupling is carried out, this results from the fact that here the drive motor 74 must actually work to generate a braking torque, first a torque curve M A with a negative sign, which is due to the course of the reaction force FR, as in the 3 is recognizable, has a slight deviation from an essentially constant course between the engagement position EK and the grinding point SP.
Durch die Veränderung des Kraftumsetzverhältnisses
i über
den Stellweg S hinweg kann erreicht werden, dass insbesondere dann,
wenn ein Elektromotor als Antriebsmotor 74 eingesetzt wird,
dieser in einem idealen Drehmomenten- bzw. auch Drehzahlbereich
und somit auch Wirkungsgradbereich betrieben werden kann und nicht
in Anpassung an die ansteigende Reaktionskraft FR zur
Erzeugung eines entsprechend ansteigenden Drehmomentes angesteuert
werden muss. Die Belastung des Antriebsmotors 74 ist somit über einen
sehr großen
Stellwegbereich und entsprechend einen vergleichsweise großen Einsatzzeitraum
bei Durchführung
von Einkuppelvorgängen
bzw. Auskuppelvorgängen
sehr gleichmäßig und
auf Grund der Tatsache, dass der Antriebsmotor 74 in seinem
optimalen Wirkungsgradbereich arbeiten kann, ist die im Bereich
desselben auftretende Erwärmung
vergleichsweise gering.By changing the force conversion ratio i over the actuating path S, it can be achieved that in particular when an electric motor is used as the drive motor 74 is used, it can be operated in an ideal torque or speed range and thus also in the efficiency range and does not have to be controlled in adaptation to the increasing reaction force F R in order to generate a correspondingly increasing torque. The load on the drive motor 74 is therefore very uniform over a very large travel range and correspondingly a comparatively large period of use when carrying out engaging or disengaging processes and due to the fact that the drive motor 74 can work in its optimal efficiency range, the heating occurring in the same area is comparatively low.
Um bei einem System, wie es beispielsweise in 4 gezeigt ist, dafür zu sorgen,
dass dann, wenn eine Reibungskupplung oder ein Kupplungsbereich
derselben in einem definierten Zustand gehalten werden soll, nicht
durch andauernde Bestromung der Antriebsmotor 74 überlastet
und ggf. beschädigt werden
kann, kann eine Halteanordnung vorgesehen sein, welche dafür sorgt,
dass das System in einem bestimmten Zustand verharren kann. Dies
kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass der Verzahnungsbereich 80 mit
dem Ritzel 84 einen selbsthemmenden Verzahnungseingriff
bereitstellt. Eine Verdrehung des Segmentzahnrads 78 kann
nur dann auftreten, wenn der Antriebsmotor 74 dazu erregt wird.
Selbstverständlich
können
auch andere Halteanordnungen vorgesehen sein, wie z.B. auf das Segmentzahnrad 78 oder
das Segmentzahnrad 80 oder ggf. auf den Stößel 92 einwirkende
Bremssysteme, bei welchen ein Bremsorgan beispielsweise unter Zwischenlagerung
von Reib elementen o. dgl. gegen das jeweilige Bauteil gepresst wird,
beispielsweise unter Einsatz einer Hubmagnetenanordnung. In jedem
Falle ist in einem derartigen Zustand, in welchem keine Bewegung
auftreten soll, gleichwohl jedoch eine Einrückkraft zu erzeugen ist, durch
den Antriebsmotor 74 kein Kraftbeitrag zu erzeugen.In order for a system such as that in 4 It is shown to ensure that when a friction clutch or a clutch area thereof is to be kept in a defined state, the drive motor is not subjected to constant current supply 74 overloaded and possibly damaged, a holding arrangement can be provided, which ensures that the system can remain in a certain state. This can be achieved, for example, in that the toothing area 80 with the pinion 84 provides a self-locking meshing engagement. A twist of the segment gear 78 can only occur when the drive motor 74 is excited to. Of course, other holding arrangements can also be provided, such as on the segment gear 78 or the segment gear 80 or if necessary on the plunger 92 acting brake systems, in which a braking element is pressed, for example, with the interim storage of friction elements or the like, against the respective component, for example using a lifting magnet arrangement. In any case, the drive motor is in such a state in which no movement is to occur, but nevertheless an engagement force is to be generated 74 no power contribution to generate.
In 7 ist
ein weiteres Betätigungssystem oder
Einrückersystem 51 gezeigt,
mit welchem der vorangehend angesprochene Effekt erzielt werden kann.
Man erkennt, dass auch hier der Antriebsmotor 74 über sein
Ritzel 84 in Kämmeingriff
mit dem Verzahnungsbereich 80 des Segmentzahnrads 78 steht. In
dem Segmentzahnrad 78 und einem nicht um die Drehachse
D1 drehbaren Gehäusebauteil 96 o.dgl. sind
jeweils nut- oder schlitzartige Führungsbahnen 98, 100 vorgesehen.
Jede dieser Führungsbahnen 98, 100 weist – bezogen
auf die Drehachse D1 – eine Radialerstreckungskomponente
auf, und es ist ferner durch entsprechende Formgebung dieser Führungsbahnen 98, 100 dafür gesorgt,
dass in jeder Relativdrehlage der Bauteile 78, 96 ein
Schnittpunkt vorhanden ist und kein größere Deckungsbereich dieser Führungsbahnen 98, 100.In 7 is another actuation system or engagement system 51 shown with which the above-mentioned effect can be achieved. You can see that the drive motor here too 74 about his pinion 84 in meshing engagement with the toothing area 80 of the segment gear 78 stands. In the segment gear 78 and a housing component which cannot be rotated about the axis of rotation D 1 96 or the like. are each groove or slot-like guideways 98 . 100 intended. Each of these guideways 98 . 100 has - with respect to the axis of rotation D 1 - a radial extension component, and it is also by appropriate shaping of these guideways 98 . 100 made sure that in every relative rotational position of the components 78 . 96 there is an intersection and no larger coverage area of these guideways 98 . 100 ,
An dem Übertragungsstößel 92 ist
ein beispielsweise stiftartiger Führungsabschnitt 101 vorgesehen,
der in die beiden Führungsbahnen 98, 100 eingreift.
Bei Verschwenkung des Segmentzahnrads 78 um die Drehachse
D1 ist somit für diesen Führungsabschnitt 101 eine
Zwangsführung
vorgesehen. So hat eine Verschwenkung des Segmentzahnrads 78 in
der Richtung P1 in 7 zur Folge, dass zwangsweise der Führungsabschnitt 101 unter
der Einwirkung der Führungsbahn 98 und
der Einwirkung der Führungsbahn 100 nach
radial innen wandert und somit eine Spiralbahn um die Drehachse
D1 mit abnehmendem Radius vollzieht. Dabei
wird der Arm 94 des Betätigungselements 62 in
Richtung P3 verschwenkt. Auf Grund der Verringerung
des effektiven Hebelradius, mit welchem der Übertragungsstößel 92 mit
dem Segmentzahnrad 78 zusammenwirkt, nimmt ebenfalls das
Kraftumsetzverhältnis
i zu, d.h. bei zunehmender Verschwenkung in Richtung P1 tritt eine
Erhöhung
der Ausgangskraft, mit welcher der Stößel 92 auf den Arm 94 einwirkt,
auf. Durch die Formgebung der Führungsbahnen 98, 100 lässt sich auch
hier wieder die in der 5 erkennbare
Charakteristik des Umsetzverhältnisses
erreichen, die an einen bestimmten Verlauf der Reaktionskraft FR angepasst ist. Auf Grund der Tatsache,
dass die beiden Führungsbahnen 98, 100 den
Führungsabschnitt 101 immer
in einem Schnittbereich führen,
ist für
diesen keine undefinierte Bewegung in Richtung einer der Führungsbahnen 98, 100 möglich.On the transmission plunger 92 is a pin-like guide section, for example 101 provided that in the two guideways 98 . 100 intervenes. When swiveling the segment gear 78 is about the axis of rotation D 1 for this guide section 101 a forced guidance is provided. So has a pivoting of the segment gear 78 in the direction P 1 in 7 entailed that the guide section 101 under the influence of the guideway 98 and the influence of the guideway 100 migrates radially inwards and thus makes a spiral path around the axis of rotation D 1 with decreasing radius. The arm 94 of the actuator 62 pivoted in the direction of P 3 . Due to the reduction in the effective lever radius with which the transmission tappet 92 with the segment gear 78 cooperates, the force conversion ratio i also increases, ie with increasing pivoting in the direction P 1 there is an increase in the initial force with which the plunger 92 on the arm 94 acts on. Due to the shape of the guideways 98 . 100 can also be used here in the 5 achieve recognizable characteristic of the conversion ratio, which is adapted to a specific course of the reaction force F R. Due to the fact that the two guideways 98 . 100 the guide section 101 Always lead in a cutting area is not an undefined movement in the direction of one of the guideways 98 . 100 possible.
Auch mit Bezug auf die Ausgestaltungsform der 7 sei darauf hingewiesen,
dass das Halten in einem definierten Einrückzustand wieder durch die vorangehend
beschriebenen Maßnahmen
erlangt werden kann, ohne dass dazu eine fortdauernde Bestromung
des Antriebsmotors 74 erforderlich wäre.Also with regard to the design of the 7 It should be pointed out that holding in a defined engagement state can be achieved again by the measures described above, without the need for continuous energization of the drive motor 74 would be required.
Die 8 zeigt
eine weitere Ausgestaltungsform eines Betätigungssystems bzw. eines Einrückersystems 51.
Auch hier treibt der Antriebsmotor 74 mit seinem Ritzel 84 durch
Kämmeingriff
mit dem Verzahnungsbereich 80 des Segmentzahnrads 78 dieses
Segmentzahnrad 78 zur Drehung um die Drehachse D1 an. An dem Segmentzahnrad integral vorgesehen
oder mit diesem drehfest gekoppelt ist ein Anlageflächenelement 102.
Das Anlageflächenelement 102 weist
eine die Drehachse D1 umgebende Außenumfangsfläche 104 auf,
die in Umfangsrichtung um die Drehachse D1 betrachtet
einen sich ändernden
Radialabstand zur Drehachse D1 aufweist. Ein
flexibles Zugkopplungselement 106 ist in einem ersten Endbereich 108 an
dem Anlageflächenelement 102 festgelegt,
ist angrenzend an diese Festlegung entlang der Fläche 104 geführt und
erstreckt sich zum Arm 94 des Betätigungselements 62,
wo es mit seinem Endbereich 110 festgelegt ist. Bei Drehung
des Segmentzahnrads 78 und somit auch des Anlageflächenelements 102 in
Richtung des Pfeils P1 legt sich das Zugübertragungselement 106 an
Umfangsflächenbereiche 104 an,
die einen kontinuierlich abnehmenden Abstand zur Drehachse D1 aufweisen. Auf diese Art und Weise wird,
ebenso wie bei den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen, der
effektiv wirksame Hebelarm H, mit welchem das Segmentzahnrad 78 bzw.
das Anlageflächenelement 102 mit
dem Zugübertragungselement 104 zusammenwirkt,
verändert,
so dass, ebenso wie vorangehend beschrieben, eine Veränderung
des Kraftumsetzverhältnisses
bei Erregung des Antriebsmotors 74 auftritt. Es sei darauf
hingewiesen, dass bei dieser Ausgestaltungsform zur Zurückbewegung
auf das Betätigungselement 62 eine
Rückstellfeder
o.dgl. einwirken kann. Weiter ist auch bei dieser Ausgestaltungsform
selbstverständlich
vorgesehen, dass zum Halten in einer definierten Einrücklage eine
Halteanordnung, wie sie vorangehend angesprochen ist, vorhanden
ist.The 8th shows a further embodiment of an actuation system or an engagement system 51 , The drive motor also drives here 74 with its pinion 84 by meshing with the tooth area 80 of the segment gear 78 this segment gear 78 for rotation about the axis of rotation D 1 . A bearing surface element is provided integrally on the segment gearwheel or is coupled in a rotationally fixed manner thereto 102 , The contact surface element 102 has an outer peripheral surface surrounding the axis of rotation D 1 104 which, viewed in the circumferential direction around the axis of rotation D 1 , has a changing radial distance from the axis of rotation D 1 . A flexible train coupling element 106 is in a first end range 108 on the contact surface element 102 is adjacent to this definition along the surface 104 led and extends to the arm 94 of the actuator 62 where it with its end area 110 is set. When the segment gear rotates 78 and thus also the contact surface element 102 in the direction of arrow P 1 the train transmission element lies 106 on peripheral surface areas 104 which have a continuously decreasing distance from the axis of rotation D 1 . In this way, as with the embodiments described above, the effectively effective lever arm H with which the segment gearwheel becomes 78 or the contact surface element 102 with the train transmission element 104 interacts, changes, so that, as described above, a change in the power conversion ratio when the drive motor is excited 74 occurs. It should be noted that in this embodiment for moving back to the actuating element 62 a return spring or the like. can act. Furthermore, it is of course also provided in this embodiment that a holding arrangement, as mentioned above, is provided for holding in a defined engagement position.
Eine Abwandlung der in 8 gezeigten Ausgestaltungsform
ist in 9 erkennbar.
Das bei dieser Ausgestaltungsform mit dem Segmentzahnrad 78 verbundene
Anlageflächenelement 102 stellt eine
Anlagefläche 104 mit
kreisförmigem
Verlauf bereit. Der Kreismittelpunkt K des diese Anlagefläche 104 aufspannenden
bzw. vorgebenden Kreises weist zur Drehachse D1 einen
Versatz V auf. Es ergibt sich somit, ebenso wie bei der in 8 gezeigten Variante, eine
mit Verschwenkung des Segmentzahnrads 78 um die Drehachse
D1 und somit auch Verschwenkung des Anlageflächenelements
102 sich ändernde Länge des
effektiv wirksamen Hebelarms H in dem Sinne, dass mit zunehmender
Verschwenkung in der Darstellung der 9 im
Gegenuhrzeigersinn dieses Hebelverhältnis H abnimmt.A modification of the 8th The embodiment shown is in 9 recognizable. This in this embodiment with the segment gear 78 connected contact surface element 102 represents an investment area 104 ready in a circular shape. The circle center K of this contact surface 104 spanning or specifying circle has an offset V to the axis of rotation D 1 . It follows, just like in 8th shown variant, one with pivoting of the segment gear 78 about the axis of rotation D 1 and thus also pivoting of the contact surface element 102 changing length of the effective lever arm H in the sense that with increasing pivoting in the representation of the 9 counterclockwise this leverage ratio H decreases.
Der besondere Vorteil dieser Variante
liegt darin, dass das Anlageflächenelement 102 fertigungstechnisch
besonders einfach herstellbar ist, beispielsweise einfach durch
Ablängen
eines zylindrisch ausgestalteten Materials, wobei von einem so hergestellten
Kreisscheibenelement dann ein Segment als das Anlageflächenelement 102 verwendet werden
kann. Wie groß dieses
Segment ist, d.h. welchen Winkelbereich die Anlagefläche 104 überspannt,
kann in Abhängigkeit
davon, in welchem Winkelbereich das Segmentzahnrad 78 arbeiten
soll, ausgewählt
werden. Während
die in 9 gezeigte Ausgestaltungsform
für einen
Schwenkwinkelbereich von etwa 90° ausgelegt
ist, ist in 10 eine
Variante gezeigt, bei welcher ein Einsatz in einem Schwenkwinkelbereich
von 180° möglich ist.
Auch bei der in 10 gezeigten
Variante ist die Anlagefläche 104 durch
eine Kreislinie mit einem Versatz V zur Drehachse D1 aufgespannt,
erstreckt sich nunmehr jedoch über
einen wesentlich größeren Schwenkwinkelbereich.
Weiter erkennt man, dass das vorangehend als Segmentzahnrad 78 bezeichnete
Bauteil hier als vollständig
umlaufendes Zahnrad ausgebildet sein kann, was in Anpassung an den
auftretenden Schwenkwinkelbereich erforderlich sein kann und selbstverständlich auch
bei den anderen vorangehend gezeigten Varianten so vorgesehen sein kann.The particular advantage of this variant is that the contact surface element 102 is particularly easy to manufacture in terms of production technology, for example simply by cutting a cylindrically shaped material to length, a segment as the contact surface element of a circular disk element produced in this way 102 can be used. How large this segment is, ie the angular range of the contact surface 104 can span depending on the angular range in which the segment gear 78 should work. While the in 9 shown embodiment is designed for a swivel angle range of about 90 °, is in 10 a variant is shown in which use in a swivel angle range of 180 ° is possible. Even with the 10 variant shown is the contact surface 104 spanned by a circular line with an offset V to the axis of rotation D 1 , but now extends over a substantially larger swivel angle range. You can also see that this is previously a segment gear 78 designated component can be designed here as a completely rotating gear, which may be necessary to adapt to the swivel angle range occurring and can of course also be provided in the other variants shown above.
Ein weiterer Vorteil der in den 9 und 10 gezeigten Variante ist, dass durch
Verändern
des Versatzes eines derartigen mit kreisartig gekrümmter Anlagefläche 104 ausgebildeten
Anlageflächenelements 102 das
mit Verschwenkung des Zahnrads 78 auftretende Ändern der
effektiven Hebellänge
H ebenfalls verändert
werden kann. Auf diese Art und Weise kann durch Verändern der
Positionierung des Anlageflächenelements 102 bezüglich des
Segmentzahnrads 78 bzw. eines entsprechenden Schwenkelements
eine Anpassung an verschiedene Betriebsanforderungen und somit der
Aufbau verschiedenartig wirksamer Betätigungssysteme ermöglicht werden.Another advantage of the in the 9 and 10 shown variant is that by changing the offset of such with a circularly curved contact surface 104 trained contact surface element 102 with the pivoting of the gear 78 occurring change in the effective lever length H can also be changed. In this way, by changing the positioning of the contact surface element 102 regarding the segment gear 78 or a corresponding swivel element, an adaptation to different operating requirements and thus the construction of differently effective actuation systems are made possible.
Vorangehend sind verschiedene Ausgestaltungsformen
dargestellt worden, bei welchen durch Einsatz einer Getriebeanordnung
mit veränderbarem Kraftumsetzverhältnis dafür gesorgt
ist, dass ein Antriebsmotor trotz sich ändernder Gegenkraft im Bereich
der Reibungskupplung in einem optimalen Betriebsbereich hinsichtlich
seiner Drehzahl und somit seiner Stromaufnahme und seines Drehmoments
arbeiten kann. Es ist selbstverständlich, dass auch noch andere
Getriebeanordnungen diese Charakteristik des sich ändernden
Kraftumsetzverhältnisses aufweisen
können.
So ist es beispiels weise möglich, dass
die vorangehend mit Bezug auf die 1 beschriebenen
Betätigungselemente 60, 62,
die durch eine Rampenanordnung bei Drehung bezüglich des Abstützelements 64 in
Axialrichtung verlagert werden, mit jeweiligen Rampenflächen am
Abstützelement 64 zusammenwirken,
die über
den Umfang sich ändernde
Rampensteigungen aufweisen. An den Betätigungselementen 60, 62 können dann
Anlagevorsprünge
o.dgl. vorgesehen sein, welche zwangsweise entlang dieser Rampenflächen mit
sich ändernder Rampensteigung
bewegt werden, so dass eine Drehung in einem vorbestimmten Drehwinkelbereich
zu entsprechen unterschiedlichen Axialhüben führen wird und insofern ebenfalls
das Kraftumsetzverhältnis
an die in der Kupplung bzw. den verschiedenen Kupplungsbereichen 12, 14 auftretenden
Reaktionskraftverhältnisse
angepasst veränderbar
ist. Auch ist es beispielsweise möglich, an einem Segmentzahnrad
ein Übertragungselement
mit Abstand zur Drehachse desselben fest anzulenken, wobei allein
durch Änderung
der Winkellage des Segmentzahnrads bei Durchführung eines Einrückvorgangs
bzw. eines Ausrückvorgangs
der effektive Hebel, mit welchem das Segmentzahnrad mit einem derartigen Übertragungsglied
zusammenwirkt, verändert
wird. Auch dies kann dazu genutzt werden, dass in einer Anfangsphase
eines Einrückvorgangs
ein nahezu maximaler Wirkungshebel vorhanden ist, der dann in einem
mittleren Bereich eines Einrückvorgangs
bzw. des zugehörigen
Stellwegs etwas geringer ist und zur Endphase hin wieder zunimmt.Various configurations have been shown above, in which the use of a gear arrangement with a variable power conversion ratio ensures that a drive motor can operate in an optimal operating range with regard to its speed and thus its current consumption and its torque despite changing counterforce in the area of the friction clutch. It goes without saying that other gear arrangements can also have this characteristic of the changing power conversion ratio. For example, it is possible that the above with reference to the 1 described actuators 60 . 62 by a ramp arrangement when rotating with respect to the support element 64 be shifted in the axial direction, with respective ramp surfaces on the support element 64 interact that have ramp slopes that change over the circumference. On the actuators 60 . 62 Then investment projections or the like. be provided, which are forcibly moved along these ramp surfaces with a changing ramp slope, so that a rotation in a predetermined angle of rotation range will lead to corresponding different axial strokes and, in this respect, likewise the force conversion ratio to those in the clutch or the various clutch areas 12 . 14 occurring reaction force ratios can be changed. It is also possible, for example, to firmly link a transmission element to a segment gear at a distance from the axis of rotation thereof, the effective lever with which the segment gear cooperating with such a transmission element being changed merely by changing the angular position of the segment gear when performing an engagement or disengagement process becomes. This can also be used to ensure that in an initial phase of an engagement process there is an almost maximum effective lever, which is then somewhat smaller in a central area of an engagement process or the associated actuating path and increases again towards the end phase.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt
der einen verbesserten Einsatz derartiger Kupplungen des Normal-Offen-Typs,
wie sie vorangehend beschrieben worden sind, ermöglicht, ist die Einstellung der
Einrückkraft
auf einen betriebszustandsabhängig ausgewählten Wert,
auch dann, wenn eine derartige Kupplung im Wesentlichen ohne Schlupf
betrieben werden soll. Kupplungen des Normal-Geschlossen-Typs arbeiten
derart, dass die Einrückkraft
durch die Charakteristik des Kraftspeichers vorgegeben ist, so dass
durch Auslegung des Kraftspeichers im Einrückzustand im Prinzip immer
das maximale Kupplungsmoment bereitgestellt ist, unabhängig davon, wie
groß das über die
Kupplung zu übertragende Drehmoment
ist. Bei der vorliegenden Erfindung kann durch Berücksichtigung
bestimmter Betriebsparameter jedoch vorgesehen sein, dass auch dann, wenn
die Kupplung vollständig
eingerückt
sein soll, was in diesem Sinne bedeutet, dass das gesamte an die
Kupplung angelegte Drehmoment ohne Schlupf übertragen werden soll, nicht
die maximal zur Verfügung
stellbare Einrückkraft
erzeugt wird, sondern eine Einrückkraft,
die ausreicht, um ein Kupplungsmoment zu erzeugen, das im Bereich
des zu übertragenden
Drehmoments liegt. Im Bereich des zu übertragenden Drehmoments bedeutet
hier, dass, wie vorangehend bereits ausgeführt, dieses Drehmoment im Wesentlichen
ohne Schlupf übertragen
werden kann, was im Allgemeinen bedenken kann, dass das Kupplungsmoment
so eingestellt wird, dass es um einen bestimmten Sicherheitsabstand über dem
zu übertragenden
Drehmoment liegt. Das zu übertragende
Drehmoment, welches in diesem Falle als der Ansteuerung einer derartigen
Kupplung bzw. des Einrückersystems
derselben zu Grunde liegender Betriebsparameter herangezogen wird,
kann beispielsweise als das von einem Antriebsaggregat abgegebene
Drehmoment ermittelt werden, das im Falle einer Brennkraftmaschine
in an sich bekannter Weise unter Berücksichtigung verschiedener
Parameter, wie z.B. der Drosselstellung und der Drehzahl, ermittelt
werden kann oder in einfacher Art und Weise aus einem Drehmomentendiagramm
oder Kennfeld ausgelesen werden kann.Another aspect of the invention
an improved use of such couplings of the normal open type,
as described above, the setting of the
apply force
to a value selected depending on the operating state,
even if such a clutch essentially without slippage
to be operated. Normally closed type couplings work
such that the engagement force
is predetermined by the characteristic of the energy accumulator, so that
by designing the energy accumulator in the engagement state in principle always
the maximum clutch torque is provided regardless of how
big that about that
Coupling torque to be transmitted
is. In the present invention, by considering
certain operating parameters can be provided, however, that even if
the clutch completely
indented
should be, which in this sense means that the whole to the
Clutch applied torque should not be transmitted without slippage
the maximum available
adjustable engagement force
is generated, but an engagement force,
which is sufficient to generate a clutch torque that is in the range
the one to be transferred
Torque is. In the range of the torque to be transmitted means
here that, as previously stated, this torque essentially
transmitted without slip
what can generally be considered that the clutch torque
is set so that it is a certain safety distance above the
to be transferred
Torque is. The one to be transferred
Torque, which in this case as the control of such
Clutch or engagement system
the same underlying operating parameters are used,
can, for example, be the one emitted by a drive unit
Torque are determined in the case of an internal combustion engine
in a manner known per se, taking into account various
Parameters such as throttle position and speed
can be or in a simple way from a torque diagram
or map can be read out.
Durch diesen Erfindungsaspekt wird
dafür gesorgt,
dass in jeder Betriebsphase nur eine derartige Einrückkraft
erzeugt wird, wie sie tatsächlich
erforderlich ist. Dies entlastet vor allem die im Kraftfluss des
Einrückersystems
liegenden Komponenten und hat somit einen verringerten Verschleiß in diesen
Bereichen zur Folge. Auch sind Auskuppelvorgänge dann schneller durchführbar, da
in verschiedenen Phasen der erforderliche Verstellhub reduziert
werden kann.Through this aspect of the invention
ensured,
that only such engagement force in each operating phase
is generated as it actually is
is required. This relieves especially those in the power flow of the
Einrückersystems
lying components and thus has a reduced wear in these
Areas. Disengagement processes can then also be carried out more quickly because
the required adjustment stroke is reduced in different phases
can be.