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Die Erfindung betrifft ein Kupplungsbetätigungssystem einer Reibungskupplung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Steuerung mit einem gehäusefest angeordneten Betätigungsteil und einem von diesem über einen Kupplungsweg axial verlagerbaren Verlagerungsteil zur Betätigung der Reibungskupplung beaufschlagbarem Betätigungslager sowie einer Wegmesseinrichtung zur Erfassung des Kupplungswegs.
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EP 2 184 507 A1 offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung des Verschleißzustandes einer Schaltkupplung.
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WO 2010/ 012 485 A1 offenbart ein Kupplungsausrücksystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Kupplungsausrücksystems.
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DE 196 24 527 A1 offenbart eine Betätigungsvorrichtung für ein Drehmomentübertragungssystem.
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DE 10 2009 046 599 A1 offenbart eine Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zum Dämpfen von Axialschwingungen.
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Gattungsgemäße Kupplungsbetätigungssysteme dienen der Betätigung von zugedrückten oder aufgedrückten Reibungskupplungen, indem diese eine entsprechende Mechanik der Reibungskupplung axial verlagern, um zwischen einer Gegendruckplatte und einer drehfest mit dieser verbundenen und mittels der Mechanik verlagerbaren Anpressplatte angeordnete Reibbeläge einer Kupplungsscheibe in Reibeingriff zu bringen oder den Reibeingriff zu lösen. Das Kupplungsbetätigungssystem wird hierbei mittels eines Pedals von außen betätigt oder mittels eines Antriebs, beispielsweise eines Elektromotors, einer Hydraulikpumpe oder dergleichen betätigt. Hierbei ist in den meisten Anwendungen mit automatisierten Reibungskupplungen, beispielsweise in Verbindung mit automatisierten Schaltgetrieben wie beispielsweise Doppelkupplungsgetrieben und dergleichen der Kupplungsweg, das heißt, ein Weg, der von dem Kupplungsbetätigungssystem von einer vollständig geöffneten bis zu einer vollständig geschlossenen Reibungskupplung und umgekehrt zurückzulegen ist, eine wichtige Steuergröße. Daher werden in derartige Kupplungsbetätigungssysteme Wegmesseinrichtungen in Form von Wegsensoren integriert, die die aktuell eingestellten Positionen des Kupplungswegs an eine Kupplungssteuereinheit übermitteln. Derartige Wegsensoren selbst oder notwendige Bauteile zur Erzeugung eines Wegsignals im Wegsensor sind dabei mindestens so lang wie der zu erfassende Kupplungsweg. Dadurch haben diese Wegsensoren bedingt durch ihre konstruktive Ausbildung einen Bauraumbedarf, der teilweise axial größer als der Kupplungsweg selbst ist. Der Bauraum für eine Reibungskupplung samt Kupplungsbetätigungssystem insbesondere in einer zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordneten Kupplungsglocke ist jedoch begrenzt, so dass derartige Wegsensoren meist nicht in unmittelbarer Nähe eines Betätigungslagers wie Einrück- bzw. Ausrücklagern untergebracht werden. Stattdessen werden die Wegsensoren außerhalb der Kupplungsglocke angeordnet, wobei sie Wege von Bauteilen erfassen, die zwar auch zur Übertragungskette des Betätigungssystems gehören, von der Kupplung aber weiter entfernt sind als die Einrück- bzw. Ausrücklager. Diese Anordnung kann sich negativ auf die Qualität der Kupplungssteuerung auswirken, da Veränderungen in einer beispielsweise mechanischen oder hydraulischen Übertragungskette zwischen dem Wegsensor und dem Betätigungslager nicht erfasst und dadurch von der Kupplungssteuerung nicht ausgeglichen werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Kupplungsbestätigungssystem mit einer Wegmesseinrichtung vorzuschlagen, die einen geringeren Bauraum beansprucht, sowie ein Verfahren zur Steuerung eines derart ausgebildeten Kupplungsbetätigungssystems vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird durch ein Kupplungsbetätigungssystem gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsbeispiele wieder.
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Gemäß dem erfinderischen Gedanken wird der zu erfassende Kupplungsweg mittels einer Messgröße ermittelt, die mittels einer Wegmesseinrichtung mit geringerem Bauraumbedarf erfasst werden kann, wobei die Messgröße über den Kupplungsweg eindeutig diesem zugeordnet werden kann. Hierzu hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn beispielsweise eine vom Kupplungsweg abhängige Vorspannung eines Energiespeichers mittels zumindest eines Kraftsensors, beispielsweise in Form einer Kraftmessdose, eines Dehnmessstreifens oder dergleichen ausgewertet wird. Bevorzugt werden Energiespeicher vorgesehen, deren Kennlinie, im Falle einer mechanischen Feder deren Federkraftkennlinie, eine vernachlässigbare Hysterese aufweist und beispielsweise bei Setzvorgängen im Wesentlichen ihre Steigung beibehält.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, Veränderungen des Energiespeichers wie Kraftverlust über Lebensdauer (Setzen) oder Temperatur mittels entsprechender Steuerungs- beziehungsweise Regelungsvorgänge eines Steuergeräts wie Kupplungssteuerung zu adaptieren, indem beispielsweise entsprechende Referenzfahrten über den Kupplungsweg durchgeführt und/oder Temperaturmodelle eingesetzt werden. Da derartige Vorgänge bei automatisierten Kupplungssystemen insbesondere bei hydrostatisch ausgebildeten Kupplungsbetätigungssystemen mit einem automatisiert betätigten Geberzylinder und einem das Betätigungslager nachfolgend beaufschlagenden Nehmerzylinder durchgeführt werden, ist der zusätzliche Aufwand allein schon deswegen vernachlässigbar, da bei auf Wegsensoren beruhenden Wegmesseinrichtungen in der Regel dieselben Vorgänge durchgeführt werden, um beispielsweise die hydrostatische Strecke an Druckmittelverlust, Arbeitstemperatur und dergleichen zu adaptieren. Um die Genauigkeit der auf Messgrößen zumindest eines Kraftsensors beruhenden Wegmesseinrichtung zu erhöhen, kann der Kraftsensor auch mit einem zusätzlichen Temperatursensor kombiniert werden, um dessen Temperatureinfluss und den des Energiespeichers kompensieren zu können.
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Das Betätigungsteil und das Verlagerungsteil können dabei unterschiedlichen Funktionsprinzipien unterliegen. Beispielsweise kann ein hydrostatischer Zentralausrücker vorgesehen sein, wobei das Betätigungsteil aus einem gehäusefest angeordneten Nehmerzylindergehäuse und das Verlagerungsteil aus einem in diesem aufgenommenen Kolben mit einem Betätigungslager wie Ausrücklager gebildet sind. Zwischen dem Betätigungsteil und dem Verlagerungsteil also hier zwischen Nehmerzylindergehäuse und Kolben - kann der Energiespeicher in Form einer Vorlastfeder ausgebildet sein, um ohne das Anlegen eines hydrostatischen Drucks durch einen vorgeschalteten Geberzylinder eine Mindestkraft auf die Reibungskupplung ausüben zu können. Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn im Bereich zumindest einer Anlagefläche an dem Energiespeicher wie Vorlastfeder oder am Betätigungsteil wie Nehmergehäuse beziehungsweise Verlagerungsteil wie Kolben der zumindest eine Kraftsensor vorgesehen wird. Der Energiespeicher kann konzentrisch oder in weiteren Anordnungen gegenüber einer Getriebeeingangswelle vorgesehen sein. Eine Vorlastfeder kann eine lineare, progressive oder degressive Kennlinie aufweisen.
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Beispielsweise kann eine in einem Zentralausrücker eingesetzte zur indirekten Wegmessung des Kupplungswegs in Verbindung mit einem Kraftsensor eingesetzte Vorlastfeder in Schraubendruckfederform an ihren Enden zwischen der feststehenden Unterbaugruppe und dessen beweglicher Teilbaugruppe eingespannt sein. Dabei stützt sich zumindest ein Ende auf mindestens einem Kraftsensor ab. Die auf den zumindest einen Kraftsensor wirksame Vorspannung ändert sich dabei in Abhängigkeit von der Stellung der beweglichen Teilbaugruppe und damit mit dem Kupplungsweg. Um den gleichen Kraftsensor in verschiedenen Baugruppen einsetzen zu können, kann eine axiale Baulänge des zumindest einen Kraftsensors neutral vorgesehen werden, indem in die verbleibende Baulänge eine Vorlastfeder mit kürzerer Blocklänge und mit steiferer Kennlinie eingesetzt wird.
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Je nach Ausbildung des Energiespeichers kann dessen Stirnseite flächig auf einem oder mehreren Kraftsensoren aufliegen. Alternativ können Teile des Energiespeichers an einem oder mehreren Kraftsensoren partiell abgestützt sein. Der Energiespeicher kann dabei direkt und vollständig im Kraftpfad zur Betätigung der Reibungskupplung angeordnet sein. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Kraftweg steif und vergleichsweise inelastisch ausgebildet ist und der Energiespeicher mitsamt dem zumindest einen Kraftsensor in einem Nebenkraftschluss angeordnet ist, so dass sowohl Energiespeicher und Kraftsensor(en) vor hohen Kräften geschützt werden. Weiterhin kann der zumindest eine Kraftsensor so an dem Energiespeicher angeordnet sein, dass dieser lediglich eine sich zu dem Kupplungsweg proportionale Teilkraft dessen Kraftkennlinie erfasst. Daher kann ein Kraftsensor vorgesehen werden, der nur an einem Teilbereich des Energiespeichers gegen ein gehäusefestes Bauteil abgestützt angeordnet ist. Hierbei kann bei lediglich partieller Abstützung eines als Schraubendruckfedern ausgebildeten Energiespeichers auf einem Kraftsensor, dieser Kraftsensor nahe des Übergangsbereiches von der letzten nichtfedernden Windung zu der daran anschließenden Windung positioniert sein. Beispielsweise kann ein proportionaler Anteil einer Federkraft einer Schraubendruckfeder von einem einzelnen kleinen Kraftsensor erfasst werden, wobei eine Zentrierung und Verdrehsicherung der Schraubenfeder mittels einer Abstützung dieser Schraubendruckfeder auf einem Blechformteil vorgesehen ist, welcher auf der einen Seite einen Anbindungsbereich mit einem Nachbarbauteil aufweist und auf der anderen Seite den Kraftsensor aufnimmt und diesen gegen das Nachbarbauteil verspannt. Hierbei dienen beispielsweise zwei Laschen als bevorzugt elastische Anbindung, die zusammen eine Gelenkstelle bilden, um die der Ringkörper des Blechformteils durch die Federkraft schwenken will. Verhindert wird das Abkippen des Ringkörpers durch den Sensor, der gegenüber der Gelenkstelle angeordnet ist und auf dem sich somit ein Teil der Federkraft abstützt.
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In einer alternativen Ausführungsform kann das Betätigungsteil radial außerhalb der Getriebeeingangswelle angeordnet sein und mittels eines gehäusefest verkippbar gelagerten Betätigungshebels, welcher das Betätigungslager aufnimmt und das Verlagerungsteil bildet, die Reibungskupplung betätigt werden. In derartigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher in Richtung oder in Gegenrichtung einer kraftbeaufschlagten Betätigung der Reibungskupplung angeordnet sein, wobei der zumindest eine Kraftsensor wirksam zwischen einem gehäusefesten Bauteil und dem Energiespeicher oder alternativ zwischen dem verlagerbaren Bauteil und dem Energiespeicher angeordnet ist. Der Energiespeicher kann frei positioniert oder koaxial um das Betätigungsteil angeordnet sein. Im Weiteren kann der Energiespeicher als Schraubendruck- oder Schraubenzugfeder, Tellerfeder, Tellerfederpaket oder dergleichen ausgebildet sein. Der Betätigungshebel kann begrenzt elastisch ausgebildet sein, so dass sich dieser abhängig von einer zur Betätigung der Reibungskupplung notwendigen Betätigungskraft zumindest geringfügig durchbiegt, wobei erfindungsgemäß als Kraftsensor ein auf den Betätigungshebel aufgebrachter Dehnmessstreifen den Kraftsensor bildet.
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In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, den zumindest einen Kraftsensor direkt in die Kraftübertragungskette des Kupplungsbetätigungssystems zu integrieren. Hierbei kann bei in dem Kupplungsbetätigungssystem vorhandener, als Energiespeicher wirksamer Elastizität der zumindest eine Kraftsensor beispielsweise zwischen einem Gehäusebauteil und dem Betätigungsteil oder im Fall einer mittels eines Betätigungshebels betätigten Reibungskupplung der zumindest eine Kraftsensor zwischen einem Gehäusebauteil und einem Lager des Betätigungshebels vorgesehen sein.
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In dem Verfahren zur Steuerung der Reibungskupplung mittels des vorgeschlagenen Kupplungsbetätigungssystems wird der Kupplungsweg abhängig von über den Kupplungsweg den entsprechenden Positionen eindeutig zuordenbaren Messwerten des zumindest einen Kraftsensors ermittelt. Hierbei kann der zumindest eine Kraftsensor und der zugeordnete Energiespeicher in vorgegebenen Zeiten adaptiert werden, indem die Reibungskupplung an typische Referenzpositionen gefahren und dort die an dem Kraftsensor anliegende Kraft ermittelt und damit die Kraftkennlinie neu adaptiert wird.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 16 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein Kupplungsbetätigungssystem einer Reibungskupplung mit einem Zentralausrücker im Schnitt,
- 2 das Kupplungsbetätigungssystem der 1 bei vollständig betätigter Reibungskupplung,
- 3 einen Energiespeicher in Form einer Vorlastfeder des Zentralausrückers der 1 und 2 in Ansicht mit mehreren, über deren Umfang angeordneten Kraftsensoren,
- 4 den Energiespeicher mit den Kraftsensoren der 4 im Schnitt,
- 5 eine gegenüber dem Energiespeicher der 3 und 4 alternative Ausbildung eines Energiespeichers mit einem einzigen Kraftsensor in Ansicht,
- 6 den Energiespeicher mit Kraftsensor der 5 im Schnitt,
- 7 eine gegenüber dem Energiespeicher mit Kraftsensor der 5 und 6 alternative Ausführung eines Energiespeichers mit einem einzigen Kraftsensor in Ansicht,
- 8 den Energiespeicher mit Kraftsensor der 7 im Schnitt,
- 9 ein schematisch dargestelltes Kupplungsbetätigungssystem mit einem Betätigungshebelmit zwischen Betätigungshebel und einem Gehäuseteil in Reihe zu einem Energiespeicher geschaltetem Kraftsensor,
- 10 ein schematisch dargestelltes Kupplungsbetätigungssystem mit einem Betätigungshebel und zwischen Betätigungsteil und einem Gehäuseteil in Reihe zu einem Energiespeicher geschalteten Kraftsensor und als Zugfeder ausgebildetem Energiespeicher,
- 11 ein schematisch dargestelltes Kupplungsbetätigungssystem mit einem Betätigungshebel mit auf Höhe des Betätigungsteils angeordnetem Kraftsensor,
- 12 ein schematisch dargestelltes Kupplungsbetätigungssystem mit einem Betätigungshebel mit auf Höhe des Betätigungsteils angeordnetem, konzentrisch um das Betätigungsteil angeordnetem Energiespeicher,
- 13 einen Betätigungshebel mit einem an einer Betätigungsgabel angeordneten Energiespeicher in Ansicht,
- 14 einen mit einem Dehnmessstreifen versehenen Betätigungshebel in Ansicht,
- 15 ein schematisch dargestelltes Kupplungsbetätigungssystem mit einem Betätigungshebel mit einem zwischen einem Gehäusebauteil und dem Betätigungsteil angeordneten Kraftsensor
und
- 16 ein schematisch dargestelltes Kupplungsbetätigungssystem mit einem Betätigungshebel mit einem zwischen einem Gehäusebauteil und einem Lager des Betätigungsteils angeordneten Kraftsensor.
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Die 1 und 2 zeigen das Kupplungsbetätigungssystem 1 in Form des um die Drehachse d einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle in einer Kupplungsglocke angeordneten Zentralausrückers 2 im betätigten (2) und im nicht betätigten (1) Zustand. Das Betätigungsteil 3 ist in dem Zentralausrücker 2 durch das gehäusefest, beispielsweise an einem Getriebegehäuse angeordnete Nehmerzylindergehäuse 4 gebildet. Das gegenüber diesem zur Betätigung verlagerte Verlagerungsteil 5 ist durch den in dem Nehmerzylindergehäuse 4 untergebrachten Kolben 6 gebildet. Der Kolben 6 enthält das Betätigungslager 7 zur Betätigung einer nicht dargestellten Tellerfeder einer in diesem Fall im nicht belasteten Zustand geschlossenen und zwangsweise von dem Kolben 6 geöffneten aufgedrückten Reibungskupplung. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Kupplungsbetätigungssystem für eine aufgedrückte Reibungskupplung dargestellt. Das Kupplungsbetätigungssystem kann aber auch mit anderen Kupplungstypen, beispielsweise aufgedrückten Kupplungen kombiniert werden. Die gezeigte Wegmesseinrichtung selber kann darüber hinaus auch bei zugezogenen, aufgezogenen oder Kupplungen mit wechselnder Betätigungskraftrichtung eingesetzt werden. Hierzu wird die Druckkammer 8 von einer außerhalb der Kupplungsglocke angeordneten Druckversorgungseinrichtung, beispielsweise einem pedalbetätigten oder mittels eines Elektromotors oder dergleichen automatisiert betätigten Geberzylinder mit Druck beaufschlagt, so dass der Kolben 6 entlang der Drehachse axial um den zwischen den beiden in den 1 und 2 gezeigten Positionen eingestellten Kupplungsweg verlagert wird. Zur Erfassung und Ermittlung des Kupplungswegs ist die Wegmesseinrichtung 9 vorgesehen, die aus dem als Vorlastfeder 11 dienenden Energiespeicher 10 und dem Kraftsensor 12 gebildet ist. Der Kraftsensor 12 ist gegen den Anschlag 13 des Nehmerzylindergehäuses 4 angelegt und die Vorlastfeder 11 ist zwischen den Anlageflächen 14, 15 des Kraftsensors 12 einerseits und des Betätigungslagers 7 und damit gegenüber dem Kolben 6 verspannt. Die Vorlastfeder 11 spannt beziehungsweise drückt im stark vorgespannten Zustand das Betätigungslager 7 bei geschlossener Reibungskupplung gegen die Tellerfeder wie aus der 1 hervorgeht vor und ist daher komprimiert. An dem Kraftsensor 12 liegt daher eine hohe Kraft an. Wird die Reibungskupplung durch den Kolben 6 geöffnet, entspannt sich wie aus 2 ersichtlich die Vorlastfeder 11, so dass an dem Kraftsensor 12 eine geringere Kraft anliegt. Über den Kupplungsweg zwischen diesen beiden Positionen wird dabei an jeder Position des Kupplungswegs eine eindeutige Kraft entsprechend einer Kraftkennlinie der Vorlastfeder erzeugt, die von einem Steuergerät zur Steuerung der Reibungskupplung erfasst und ausgewertet wird, so dass eine Wegmessung des Kupplungswegs ermöglicht wird.
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Die 3 und 4 zeigen die Wegmesseinrichtung 9 in Ansicht und im Schnitt. An der Vorlastfeder 11 sind drei Kraftsensoren über den Umfang verteilt angelegt und stützen sich an dem Anschlag 13 des Nehmerzylindergehäuses 4 ab. Die in den Kraftsensoren 12 abhängig vom Druck erzeugten elektrischen Signale werden mittels der Leitungen 16 analog oder digital übertragen.
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Die 5 und 6 zeigen eine gegenüber den 3 und 4 alternative Ausführung in Form der Wegmesseinrichtung 9a für das Kupplungsbetätigungssystem der 1 und 2. Hierbei ist ein einziger ringförmiger Kraftsensor 12a zwischen der Vorlastfeder 11 und dem Anschlag 13 des Nehmerzylindergehäuses 4 vorgesehen.
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In den 7 und 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in Form der Wegmesseinrichtung 9b gezeigt, bei der die die Vorlastfeder 11 auf dem Blechformteil 17 zentriert aufgenommen ist. Das Blechformteil 17 ist mittels der Lasche 18 zentriert und positioniert an dem Anschlag 13 des Nehmerzylinders aufgenommen. Auf der gegenüberliegenden Seite der Lasche 18 ist zwischen dem Anschlag 13 und dem Blechformteil 17 ein einziger punktförmiger Kraftsensor 12b an einer weiteren Lasche 19 angeordnet, der nur einen Teil der auf die Vorlastfeder 11 abhängig vom Kupplungsweg wirksamen Kraft erfasst, welche aber ausreichend ist, um die anstehende Kraft eindeutig einem Kupplungsweg zuzuordnen.
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Die 9 zeigt einen gegenüber dem Kupplungsbetätigungssystem 1 der 1 und 2 alternatives Kupplungsbetätigungssystem 1a in schematischer Darstellung. Hierbei ist das Betätigungsteil 3a, beispielsweise ein Nehmerzylinder eines hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystems oder ein anderer Antrieb, welcher eine axiale Verlagerung des als Betätigungshebel 6a ausgebildeten Verlagerungsteils 5a bewirkt, an dem Gehäusebauteil 20, beispielsweise einem Getriebegehäuse oder einem an diesem befestigten Halter fest aufgenommen. Der Betätigungshebel 6a ist an dem Gehäusebauteil 21, das dasselbe sein kann wie das Gehäusebauteil 20, mittels des Lagers 22 verschwenkbar aufgenommen. Zwischen Lager 22 und dem Betätigungsteil 3a ist auf der Drehachse d der Reibungskupplung und einer Getriebeeingangswelle das Betätigungslager 7a zur Betätigung der Reibungskupplung aufgenommen.
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Die Wegmesseinrichtung 9c ist aus dem Energiespeicher 10a und dem Kraftsensor 12c gebildet. Der Energiespeicher 10a in Form der Schraubendruckfeder 11c ist an dem Anschlag 13a des Gehäusebauteils 20 indirekt über Zwischenschaltung des Kraftsensors 12c aufgenommen und der Kraftsensor 12c zwischen diesem und dem Betätigungshebel 6a verspannt. Bei einer axialen Verlagerung des an dem Betätigungsteil 3a anliegenden Hebelendes des Betätigungshebels 6a wird proportional zu dem Kupplungsweg, also zu dem Weg des Betätigungslagers 7a entlang der Drehachse d die Vorspannung des Energiespeichers 10a geändert, so dass über die erfasste Kraft der Kupplungsweg ermittelt werden kann.
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In Abänderung des Kupplungsbetätigungssystems 1a der 9 ist in 10 der Energiespeicher 10a der Wegmesseinrichtung 9c als Zugfeder 11 d ausgebildet.
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In Abänderung zu dem Kupplungsbetätigungssystem 1a der 9 und 10 ist in 11 das Kupplungsbetätigungssystem 1a mit der Wegmesseinrichtung 9d ausgestattet. Hierbei bildet der Energiespeicher 10b in Form der Schraubendruckfeder 11e ein Gegenlager, beispielsweise eine Vorlastfeder oder Gegendruckfeder auf der Höhe des Betätigungsteils 3a am Betätigungshebel 6a. Die Schraubendruckfeder 11e ist dabei unter Vorspannung zwischen dem Betätigungshebel 6a und dem Kraftsensor 12d, welcher sich an dem Anschlag 13b des Gehäusebauteils 23 abstützt, eingespannt.
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Die 12 zeigt in Abänderung des Kupplungsbetätigungssystems 1a der 9 bis 11 das Kupplungsbetätigungssystem 1b in schematischer Darstellung, bei dem die Hebelverhältnisse in der Weise umgekehrt sind, dass das sich am Gehäusebauteil 21a abstützende Lager 22a den Hebelpunkt des Betätigungshebels 6b bildet und an dessen Hebelenden das Betätigungslager 7b und das entgegen der Bewegungsrichtung des Betätigungslagers 7b wirksame Betätigungsteil 3b angeordnet sind. Die Wegmesseinrichtung 9e ist aus dem koaxial um das Betätigungsteil 3b angeordneten und sich an demselben Gehäusebauteil 20a wie das Betätigungsteil 3b abstützenden Kraftsensor 12e und dem zwischen dem Betätigungshebel 6b und dem Kraftsensor 12e vorgespannt eingebauten, als Schraubendruckfeder 11f ausgebildeten Energiespeicher 10c gebildet. Dieser ist koaxial zum Betätigungsteil 3b angeordnet und umgibt dieses radial.
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13 zeigt den konstruktiv ausgebildeten Betätigungshebel 6b der 12 in Ansicht mit der abgeänderten Wegmesseinrichtung 9f, welche zwischen einem nicht dargestellten Gehäusebauteil und der Gabel 24 zur Beaufschlagung des Betätigungslagers 7b (12) angeordnet ist. Der Kraftsensor 12f ist hierbei an dem Gehäusebauteil vorgesehen und nimmt den als Schraubendruckfeder 11g ausgebildeten Energiespeicher 10d vorgespannt auf.
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Die 14 zeigt den gegenüber dem Betätigungshebel 6b abgeänderten Betätigungshebel 6c in Ansicht. Die Wegmesseinrichtung 9g enthält hierzu den als Dehnmessstreifen 25 gebildeten Kraftsensor 12g, der bevorzugt auf der Oberfläche des Betätigungshebels 6c mit größter Biegebelastung im Bereich der Gabel 24 aufgebracht ist. Verformt sich der Betätigungshebel 6c infolge der aufgebrachten Betätigungskraft zur Betätigung der Reibungskupplung elastisch, erfasst der Dehnmessstreifen 25 diese Biegespannung abhängig von der Kraftkennlinie der Betätigungskraft, so dass bei bekannter Kraftkennlinie eine eindeutige Position des Kupplungswegs insbesondere bei zugedrückten Reibungskupplungen ermittelt werden kann.
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Die 15 und 16 zeigen schematisch die Kupplungsbetätigungssysteme 1c, 1d mit Wegmesseinrichtungen 9h, 9i, welche direkt im Kraftfluss der aufzuwendenden Betätigungskraft eingebunden sind. Die elastischen Eigenschaften des Kupplungsbetätigungssystems 1c, 1d sind dabei zwischen dem Betätigungsteil 3c, 3d und dem Betätigungslager 7c vorgesehen. In der 15 ist der Kraftsensor 12h der Wegmesseinrichtung 9h zwischen dem Gehäusebauteil 20b und dem Betätigungsteil 3c, in 16 zwischen dem Lager 22b und dem Gehäusebauteil 21b.
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Abgesehen von einem Kupplungsbetätigungssystem mit einem Betätigungshebel 6c der 14 sind die in den Kupplungsbestätigungssystem der übrigen Figuren vorgesehenen Kraftsensoren einerseits im Kraftfluss des Energiespeichers oder der Reibungskupplung angeordnet und andererseits möglichst nahe am feststehenden Gehäuseteil positioniert, um dem Kraftsensor eine feststehende Position zu ermöglichen. Wenn sich der Kraftsensor nicht bewegt, erleichtert dies die elektrische Verbindung des Sensors mit der Kupplungssteuereinheit. Der Kraftsensor kann aber auch alternativ direkt oder indirekt an dem beweglichen Ende des Energiespeichers angebunden sein. Insbesondere kann der Kraftsensor auch an dem schwenkbaren Hebel der 9-13 und 15-16 oder dem verlagerbaren Kolben der 1 und 2 direkt oder indirekt angebunden werden, solange sich der Kraftsensor nur im Kraftfluss befindet beziehungsweise die durch den Kraftfluss entstehende Dehnung von Bauteilen erfasst (14).
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Eine sehr kompakte Messeinheit kann aus einer Feder und Dehnmessstreifen aufgebaut werden, indem die Dehnmessstreifen direkt auf die Feder appliziert werden und sich die Verformung der Feder so direkt durch die Widerstandsänderung der Dehnmessstreifen elektrisch auswerten lässt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsbetätigungssystem
- 1a
- Kupplungsbetätigungssystem
- 1 b
- Kupplungsbetätigungssystem
- 1c
- Kupplungsbetätigungssystem
- 1d
- Kupplungsbetätigungssystem
- 2
- Zentralausrücker
- 3
- Betätigungsteil
- 3a
- Betätigungsteil
- 3b
- Betätigungsteil
- 3c
- Betätigungsteil
- 3d
- Betätigungsteil
- 4
- Nehmerzylindergehäuse
- 5
- Verlagerungsteil
- 5a
- Verlagerungsteil
- 6
- Kolben
- 6a
- Betätigungshebel
- 6b
- Betätigungshebel
- 6c
- Betätigungshebel
- 7
- Betätigungslager
- 7a
- Betätigungslager
- 7b
- Betätigungslager
- 7c
- Betätigungslager
- 8
- Druckkammer
- 9
- Wegmesseinrichtung
- 9a
- Wegmesseinrichtung
- 9b
- Wegmesseinrichtung
- 9c
- Wegmesseinrichtung
- 9d
- Wegmesseinrichtung
- 9e
- Wegmesseinrichtung
- 9f
- Wegmesseinrichtung
- 9g
- Wegmesseinrichtung
- 9h
- Wegmesseinrichtung
- 9i
- Wegmesseinrichtung
- 10
- Energiespeicher
- 10a
- Energiespeicher
- 10b
- Energiespeicher
- 10c
- Energiespeicher
- 10d
- Energiespeicher
- 11
- Vorlastfeder
- 11c
- Schraubendruckfeder
- 11d
- Zugfeder
- 11e
- Schraubendruckfeder
- 11f
- Schraubendruckfeder
- 11g
- Schraubendruckfeder
- 12
- Kraftsensor
- 12a
- Kraftsensor
- 12b
- Kraftsensor
- 12c
- Kraftsensor
- 12d
- Kraftsensor
- 12e
- Kraftsensor
- 12f
- Kraftsensor
- 12g
- Kraftsensor
- 12h
- Kraftsensor
- 12i
- Kraftsensor
- 13
- Anschlag
- 13a
- Anschlag
- 13b
- Anschlag
- 14
- Anlagefläche
- 15
- Anlagefläche
- 16
- Leitung
- 17
- Blechformteil
- 18
- Lasche
- 19
- Lasche
- 20
- Gehäusebauteil
- 20a
- Gehäusebauteil
- 20b
- Gehäusebauteil
- 21
- Gehäusebauteil
- 21a
- Gehäusebauteil
- 21b
- Gehäusebauteil
- 22
- Lager
- 22a
- Lager
- 22b
- Lager
- 23
- Gehäusebauteil
- 24
- Gabel
- 25
- Dehnmessstreifen
- d
- Drehachse
