DE3714211A1 - Stelleinrichtung mit zwei federspeichern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stelleinrichtung, insbesonde­ re für eine Kraftfahrzeug-Doppelkupplung, mit einem Elektromotor, der über eine Schnecke auf ein Schneckenrad einwirkt, wobei das Schneckenrad oder ein mit diesem drehfest verbundenes Bauteil so­ wohl mit einem exzentrisch und schwenkbeweglich angeordneten Aus­ gangsteil als auch mit einem in ähnlicher Weise befestigten Fe­ derspeicher verbunden ist und der Federspeicher als Übertotpunkt­ feder in der einen, der eingerückten Stellung der Kupplung ent­ sprechenden Endstellung des Schneckenrades um einen kleinen Win­ kel jenseits des Totpunktes angeordnet ist.

Eine Stelleinrichtung der obengenannten Bauart ist beispielsweise Inhalt der deutschen Patentanmeldung Nr. P 37 06 849.0. Eine sol­ che Stelleinrichtung ermöglicht einen schnellen Auskuppelvorgang der Kupplung auch mit einem relativ schwachen Elektromotor, da der Federspeicher nach dem Überlaufen des Totpunktes den Elektro­ motor unterstützt. Beim anschließenden Einkuppelvorgang wird dann der Federspeicher wieder vom Elektromotor gespannt.

Insbesondere bei Doppelkupplungen, bei denen beide Kupplungsein­ heiten wegmäßig nacheinander durch ein Ausrücksystem betätigt werden, ist mit der obengenannten Stelleinrichtung kein befrie­ digendes Ergebnis zu erzielen, da die benötigte Betätigungskraft für die Doppelkupplung bzw. das benötigte Drehmoment über den Ausrückweg zwei unterschiedlich große Maximalwerte und einen da­ zwischenliegenden Minimalwert aufweist. Ein Elektromotor mit ei­ nem Federspeicher ist nicht in der Lage, eine einigermaßen ge­ streckte Momentaufnahme für den Elektromotor zu realisieren.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stellein­ richtung der genannten Bauart dahingehend zu verbessern, daß auch bei Doppelkupplungen eine schnelle, gleichmäßige Kupplungsbetäti­ gung möglich ist, und zwar auch mit einem relativ kleinen Elek­ tromotor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. - Durch Anordnung eines zweiten Feder­ speichers, der ebenfalls als Übertotpunktfeder ausgebildet ist, und durch seine Anordnung in einem größeren Abstand jenseits des Totpunktes gegenüber dem ersten Federspeicher kann der benötigte Momentenverlauf vom Elektromotor mit geringen Schwankungen auf einem gleichbleibend niedrigem Niveau gehalten werden.

Dabei ist entsprechend von Unteransprüchen der Winkel, um den der zweite Federspeicher im eingerückten Zustand der Kupplung jen­ seits des Totpunktes angeordnet ist, in einer Größenordnung von 40° vorgesehen. Es kann weiterhin von besonderem Vorteil sein, den zweiten Federspeicher über einen Freiwinkel anzusteuern. Die­ ser Freiwinkel bewegt sich dabei vorzugsweise in der Größenord­ nung von 0 bis 20°. Der Freiwinkel kann beispielsweise über ein Langloch gegenüber dem Anlenkpunkt des Federspeichers realisiert werden. Weiterhin wird vorgeschlagen, am zweiten Federspeicher einen Anschlag angreifen zu lassen, der eine weitere Schwenkbewe­ gung in Einrückrichtung bei bereits eingerückter Kupplung be­ grenzt.

Die Erfindung wird anschließend an Hand eines Ausführungsbeispie­ les näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 die Prinzipanordnung zweier Federspeicher am Schneckenrad eines Elektromotors;

Fig. 2 den Verlauf der drei Momentenkurven für die Kupplungsbetä­ tigung, den Kraftbedarf des Elektromotors und einen Feder­ speicher nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 die gleichen drei Momentenkurven bei Verwendung zweier Fe­ derspeicher entspr. Fig. 1.

Es ist seit längerem bekannt, zur automatischen Betätigung von Reibungskupplungen Elektromotoren vorzusehen, die durch einen Kraftspeicher in ihrer Arbeit unterstützt werden, wodurch es mög­ lich ist, relativ kleine Elektromotoren zu verwenden. Die prin­ zipielle Anordnung ist dabei in Fig. 1 wiedergegeben. Die Stell­ einrichtung 1 besteht aus einem Elektromotor 2, dessen Schnecke 4 mit einem Schneckenrad 3 zusammenwirkt. Am Schneckenrad 3 bzw. - wie im vorliegenden Falle - an einer Scheibe 6, die mit dem Schneckenrad 3 drehfest verbunden ist, ist sowohl ein Geberzylin­ der 5 für die Kupplungsbetätigung schwenkbar gelagert als auch ein Federspeicher 7 vorgesehen. Der Federspeicher 7 besteht im vorliegenden Fall aus einer Druckfeder, die sich sowohl an einem gehäusefesten Bauteil als auch an der Scheibe 6 schwenkbeweglich abstützt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß im eingerück­ ten Zustand der Reibungskupplung gemäß Darstellung von Fig. 1 der Federspeicher 7 um den Winkel jenseits des Totpunktes angeord­ net ist. Dadurch ist eine sichere Endlage der gesamten Stellein­ richtung 1 gewährleistet. Zum Einleiten der Ausrückbewegung wird über den Elektromotor 2 das Schneckenrad 3 und die Scheibe 6 ent­ gegen dem Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles F verdreht. Der Elektromotor 2 kann dabei den Federspeicher 7 ohne fühlbare Kraft­ anstrengung über die Totpunktlage bewegen und nach Zurücklegen des Winkels wirkt der Federspeicher 7 unterstützend zur Kraft­ entfaltung des Elektromotors 2 in Ausrückrichtung der Reibungs­ kupplung. Die Reibungskupplung wird dabei in nicht näher darge­ stellter Weise - beispielsweise hydraulisch - unter Zwischenschal­ tung eines Geberzylinders 5 betätigt.

In Fig. 2 sind drei verschiedene Momentenkurven 11, 12 und 13 in Abhängigkeit vom Winkel entsprechend dem Verdrehwinkel der Scheibe 6 in Richtung des Pfeiles F wiedergegeben. Die Momenten­ kurve 11 bezieht sich auf das aufzubringende Drehmoment an der Scheibe 6 für eine Doppelkupplung. Dabei ist deutlich zu sehen, daß die Momentenkurve 11 ein erstes Maximum aufweist, das der er­ sten Kupplung der Doppelkupplung zuzuordnen ist, sodann ein Mini­ mum und daran anschließend ein zweites Maximum, welches der zwei­ ten Kupplung der Doppelkupplung zuzuordnen ist. Die durch den Fe­ derspeicher 7 erzeugte Momentenkurve gegenüber der Scheibe 6 ist als Kurve 13 so wiedergegeben, daß sie der Momentenkurve 11 ent­ gegenwirkt. Sie verläuft deshalb außerhalb der Totpunktlage von Fig. 1 im negativen Momentenbereich. Die Differenz zwischen den beiden Kurven 11 und 13 ist die vom Elektromotor 2 aufzubringende Momentenkurve 12, welche im vorliegenden Fall sowohl im positiven als auch negativen Momentenbereich verläuft. Das bedeutet, daß der Elektromotor 2 im mittleren Verdrehwinkelbereich durch den Federspeicher 7 beschleunigt wird, während im Endbereich des Kurvenverlaufes vom Elektromotor 2 ein sehr hohes Moment aufzu­ bringen ist. Ein solcher Momentenverlauf entsprechend Momenten­ kurve 12 ist sehr ungünstig, da einerseits der Elektromotor für die größte aufzubringende Kraft auszulegen und andererseits ein gleichmäßiger Verlauf der Aus- bzw. Einrückbewegung nicht zu er­ zielen ist.

Es wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen zweiten Fe­ derspeicher 8 vorzusehen, der entspr. Fig. 1 ebenfalls schwenkbar zwischen einem raumfesten Anlenkpunkt und einem Anlenkpunkt an der Scheibe 6 angeordnet ist. Er ist ebenfalls in der eingerück­ ten Stellung der Doppelkupplung in Übertotpunktlage, allerdings ist der Federspeicher 8 um ein größeres Maß als der Federspeicher 7 über den zugehörigen Totpunkt verschwenkt. Der für den Feder­ speicher 8 maßgebende Winkel beträgt größenordnungsmäßig 40°. Zusammen mit diesem zweiten Federspeicher 8 ist es möglich, die Kurve 13 gem. Fig. 2 so zu beeinflussen, daß die benötigte Kraft des Elektromotors 2 - die Kurve 12 - einen ausgeglicheneren Ver­ lauf erhält. Durch ein weiteres konstruktives Detail kann diese Kurve dem theoretischen Idealverlauf fast lückenlos angepaßt wer­ den. Dazu ist gem. Fig. 1 der Anlenkpunkt des Federspeichers 8 an der Scheibe 6 über ein Langloch 10 vorgesehen. Dieses Langloch 10 bewirkt einen verzögerten Einsatz des Federspeichers 8 in ei­ nem Winkelbereich von etwa 0 bis 20° je nach den vorliegenden Gegebenheiten von Doppelkupplung und Übersetzungsverhältnissen der Übertragungselemente. Mit Hilfe dieses Langloches 10 kann nun­ mehr ein Momentenverlauf erzielt werden, der in Fig. 3 wiederge­ geben ist. Auch hier ist mit 11 die typische Momentenkurve für eine Doppelkupplung dargestellt. Die Momentenkurve 15 setzt sich aus der Wirkung der beiden Federspeicher 7 und 8 in Verbindung mit dem Langloch 10 zusammen. Als Differenz zwischen den beiden Momenten­ kurven 11 und 15 entsteht die Momentenkurve 14, die den Kraftbe­ darf des Elektromotors darstellt und die in diesem Falle in einem engen Toleranzbereich nahezu horizontal verläuft. Die Momenten­ kurve 15 mit ihrem an die Kurve 11 angepaßten Knick entsteht da­ durch, daß im Winkelbereich bis zum Knick (entspr. ) ledig­ lich der Federspeicher 7 zur Wirkung kommt. Diesem wirkt dann plötzlich der zugeschaltete Federspeicher 8 entgegen, so daß die typische Kurve 15 entsteht. Sie paßt sich dem welligen Verlauf der Momentenkurve 11 derart an, daß die Momentenkurve 14 für den Elektromotor 2 nahezu horizontal verläuft. Für den Federspeicher 8 kann es vorteilhaft sein, einen Anschlag 9 vorzusehen, der den Federspeicher 8 in der eingerückten Stellung der Reibungskupplung im einen Endbereich des Langloches 10 entspr. Fig. 1 hält.

Claims (6)

1. Stelleinrichtung, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Doppel­ kupplung mit einem Elektromotor, der über eine Schnecke auf ein Schneckenrad einwirkt, wobei das Schneckenrad oder ein mit diesem drehfest verbundenes Bauteil sowohl mit einem exzen­ trisch und schwenkbeweglich angeordneten Ausgangsteil als auch mit einem in ähnlicher Weise befestigten Federspeicher verbun­ den und der Federspeicher als Übertotpunktfeder in der einen, der eingerückten Stellung der Kupplung entsprechenden End­ stellung des Schneckenrades um einen kleinen Winkel jen­ seits des Totpunktes angeordnet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein zweiter Federspeicher (8) am Schneckenrad bzw. am Bauteil (6) angreift, der ebenfalls als Übertotpunktfeder ausgebildet und über einen Winkel jenseits des Totpunktes angeordnet ist, der größer als der Winkel ist.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel etwa eine Größenordnung von 40° aufweist.

3. Stelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Federspeicher (8) über einen Freiwin­ kel ( ) ansteuerbar ist.

4. Stelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Freiwinkel ( ) etwa 0 bis 20° beträgt.

5. Stelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Federspeicher (8) über ein Langloch (10) im Schneckenrad bzw. im Bauteil (6) befestigt ist.

6. Stelleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Federspeicher (8) ein Anschlag (9) angreift, der eine weitere Schwenkbewegung in Einrückrichtung bei be­ reits eingerückter Kupplung begrenzt.