DE60211379T2

DE60211379T2 - Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60211379T2
Application number: DE60211379T
Authority: DE
Inventors: Berger Morten GUNNERUD; Geoffroy Lucien LENERAND
Original assignee: Kongsberg Automotive ASA
Current assignee: Kongsberg Automotive ASA
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: NO316468B1; JP2005501206A; NO20014108L; CN100351541C; BR0212063A; SE0400394D0; ATE325957T1; US7100757B2; EP1461541A1; CN1582370A; DE60211379D1; WO2003019026A1; SE0400394L; EP1461541B1; DE10297144T5; JP4185993B2; SE525798C2; NO20014108D0; KR100910123B1; KR20040044474A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine Kupplungsvorrichtung dieser Art ist aus der WO 94/13972 bekannt. Dieser Stand der Technik bildet die Basis für die Erfindung, die nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 5 erläutert wird.
1 und 2 zeigen einen Längsschnitt durch eine Schubkupplung bzw. eine Zugkupplung, bei denen Komponenten weggelassen sind.
3 zeigt eine grafische Darstellung zur Erläuterung einer Kraft F, die von einer Federeinrichtung gegen ein Ausrücklager während einer Betätigung der Kupplung ausgeübt wird, und zwar als Funktion des Hubweges des Ausrücklagers.
4 zeigt einen Querschnitt durch ein pneumatisches Kupplungs-Betätigungsorgan für eine Zugkupplung.
5 zeigt ein Verbindungsdiagramm für eine Ventileinrichtung zum Steuern des Kupplungs-Betätigungsorgans gemäß 4.
Kupplungen von dem oben angegebenen Typ können im Prinzip von einem Schub-Typ, wie es in 1 dargestellt ist, oder einem Zug-Typ sein, wie es in 2 dargestellt ist, wobei eine Längsrichtung, das heißt eine Axialrichtung für die Kupplung zwischen den linken und rechten Rändern der Seite relativ zum Laser verläuft. Aus Gründen der Vereinfachung werden entsprechende Komponenten der Kupplungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Beide Kupplungstypen weisen eine Kupplungsabdeckung 1 auf, die mit einem Antriebs-Schwungrad 2 eines Motors (nicht dargestellt) verbunden ist. Eine Reibplatte 3 ist axial beweglich und drehbar an einer nicht dargestellten angetriebenen Welle befestigt, die mit einem Getriebe des Fahrzeugs verbunden sein kann. Die Reibplatte 3 wird über eine Druckplatte 3' von einer Membranfeder 4 beeinflußt, die ständig versucht, die Reibplatte 3 in Anlage gegen das Schwungrad 2 zu drängen, um eine drehfeste Verbindung des Schwungrades 2 mit der angetriebenen Welle zu erreichen und damit die Übertragung eines Drehmomentes von dem Schwungrad auf die angetriebene Welle zu ermöglichen.
Die Membranfeder 4 besitzt einen radial äußeren Bereich 6, einen zentralen Bereich 7 und einen radial inneren Bereich 5, die mit einem rotierenden Lagerring 19a eines Ausrücklagers 19 in Eingriff stehen (vgl. 4), welches mit einem Betätigungsorgan 10 verbunden ist. Für die Schubkupplung ist das Betätigungsorgan 10 derart angeordnet, daß es eine Schubkraft F gegen das Ausrücklager ausübt, das heißt eine Kraft, die in der Anordnung gemäß 1 nach links ausgeübt wird; und für eine Zugkupplung ist das Betätigungsorgan 10 so angeordnet, daß es eine Zugkraft gegen das Ausrücklager 19 ausübt, das heißt eine Kraft, die bei der Anordnung gemäß 2 nach rechts ausgeübt wird.
Aus 1 ist ersichtlich, daß der radial äußere Bereich 6 der Membranfeder 4 für die Schubkupplung gegen die Druckplatte 3' anliegt und daß die Membranfeder kippbar mit der Kupplungsabdeckung 1 in ihrem zentralen Bereich 7 verbunden ist, und zwar in gleicher Weise wie eine Tellerfeder. Die Membranfeder 4 ist dadurch in einer solchen Weise vorgespannt, daß sie ständig versucht, die Reibplatte 3 in Eingriff mit dem Schwungrad 2 zu bewegen.
Wenn das Ausrücklager 19 über eine Strecke S bewegt wird, so wird die Membranfeder 4 im Uhrzeigersinn um den zentralen Bereich 7 gekippt, wie es mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist, und zwar in der Weise, daß der radial äußere Bereich von dem Schwungrad 2 wegbewegt wird und die Kupplung ausgerückt werden kann.
Aus 2 ist ersichtlich, daß der zentrale Bereich 7 der Membranfeder 4 für die Zugkupplung gegen die Druckplatte 3' anliegt und daß der radial äußere Bereich 6 der Membranfeder gegen die Kupplungsabdeckung in einer solchen Weise anliegt, daß die Membranfeder um ihren radial äußeren Bereich 6 gekippt werden kann.
Wenn die genannte Membranfeder 4 von einer Zugkraft F beeinflußt wird, so wird sie nach außen um eine Strecke S weg von dem Schwungrad 2 gebogen und kippt im Gegenuhrzeigersinn um den radial äußeren Bereich 6, mit dem Ergebnis, daß der zentrale Bereich 7 von dem Schwungrad 2 weg bewegt wird und die Kupplung ausgerückt wird.
Aus diesen Figuren ist ersichtlich, daß die radial verlaufenden Bereiche der Membranfeder für die Schubkupplung mit einem zweiarmigen Hebel verglichen werden können, während entsprechende Bereiche der Membranfeder für die Zugkupplung mit einem einarmigen Hebel verglichen werden können.
Für ein Betätigungsorgan, welches die gleiche Kraft F gegen das Ausrücklager ausübt, wird eine Kraft K gegen die Reibplatte für beide Kupplungstypen erhalten.
Es gilt K = F × B/A, wobei B der Abstand von dem Ausrücklager zu der Kippstelle ist und wobei A der Abstand von der Kippstelle zu dem Ort ist, an dem die Membranfeder gegen die Reibplatte anliegt. Dies geht von der Voraussetzung aus, daß diese Gleichung einen Zusammenhang zwischen K und F für den Fall angibt, in welchem die Membranfeder nur voneinander unabhängige, das heißt sektorförmige Hebel aufweist. Eine Vereinfachung dieser Art erläutert jedoch das Prinzip der Wirkungsweise.
Da jedoch das Verhältnis B/A für die Zugkupplung größer ist als für die Schubkupplung, so kann für eine Zugkupplung ein größeres Drehmoment von dem Schwungrad 2 auf die angetriebene Welle übertragen werden als für eine Schubkupplung, und zwar unter der Annahme, daß für beide Kupplungen die gleiche Kraft gegen das Ausrücklager benötigt wird, um die Kupplung auszurücken.
Bei Fahrzeugen, bei denen hohe Drehmomente zwischen dem Schwungrad und der angetriebenen Welle zu übertragen sind, ist es daher vorteilhaft, eine Zugkupplung zu verwenden, damit das Betätigungsorgan und die Kraft, die zur Betätigung der Kupplung ausgeübt werden muß, relativ klein sein kann.
Zusätzlich zu der Membranfeder kann eine Federeinrichtung, welche die Reibplatte beeinflußt, auch andere Federn (nicht dargestellt) aufweisen, deren Federkraft das Ausrücklager während eines Ausrückvorganges der Kupplung ebenfalls überwinden muß. Eine typische Federcharakteristik für eine solche Federeinrichtung, das heißt die Kraft, die von der Feder gegen das Ausrücklager ausgeübt werden muß, als Funktion des Hubweges S des Ausrücklagers ist in 3 dargestellt. Diese Charakteristik kann als erste Funktion bezeichnet werden. Da diese Kraft gleich der entgegengerichteten Kraft ist, die von dem Ausrücklager ausgeübt wird, so werden diese Kräfte hier mit F bezeichnet.
Wie in 3 dargestellt, in der diese Federcharakteristik mit einer dicken ausgezogenen Linie C1 dargestellt ist, nimmt diese Kraft F anfänglich während einer ersten Strecke S1 zu, bis sie einen Maximalwert erreicht, woraufhin die Kraft F leicht abnimmt, unmittelbar bevor das Ausrücklager eine Position erreicht, in der die Reibplatte 3 nicht länger gegen das Schwungrad anliegt. Während dieser Strecke S1 ist die Kupplung somit eingerückt.
An diesen Bereich S1 schließt sich ein zweiter gekrümmter Bereich S2 und dann ein dritter gekrümmter Bereich S3 an, wo die Kupplung ausgerückt ist, wobei die Ableitung der ersten Funktion, das heißt der Federcharakteristik in dem Bereich S2 negativ ist, aber in dem Bereich S3 wieder positiv sein kann. Über große Bereiche des zweiten Gebietes S2 ist die Ableitung der ersten Funktion numerisch relativ groß, das heißt für einen kleinen Hubweg für das Ausrücklager wird eine große Änderung bei der Kraft F erhalten.
Wenn das Betätigungsorgan ein hydraulisches Betätigungsorgan ist, kann eine gute, stabile Steuerung des Betätigungsorgans erhalten werden mit Hilfe eines Proportionalventils während des Einrückens der Kupplung, und zwar trotz der großen negativen Ableitung der ersten Funktion oder der Federcharakteristik während eines Eingriffs der Kupplung, da das Hydraulikfluid praktisch inkompressibel ist.
Im Falle von großen Fahrzeugen, wie zum Beispiel Lastkraftwagen und Bussen, wird derzeit Druckluft für die Betätigung der Betätigungsorgane für andere Systeme in dem Fahrzeug verwendet, zum Beispiel das Bremssystem, was vorteilhaft ist, da unter anderem keine Rückführungsleitung erforderlich ist, um das verwendete Fluid zu einem Reservoir zurückzuführen.
Die Verwendung eines pneumatischen Betätigungsorgans und eines Proportionalventils für die Betätigung der Kupplung bietet jedoch einige Schwierigkeiten, weil der Eingriff der Kupplung nicht präzise sein kann, und zwar wegen der erheblichen negativen Ableitung der ersten Funktion in dem zweiten Bereich S2. Es sind Versuche unternommen worden, diese Schwierigkeit mit Hilfe einer zusätzlichen Feder oder einer Linearisierungsfeder zu beseitigen, was eine linearere Gesamtcharakteristik zusammen mit der Membranfeder ergibt. Diese Linearisierungsfeder trägt jedoch zu einer Zunahme der Gesamtkraft bei und muß so ausgelegt und angepaßt werden, daß sie zu der jeweiligen individuellen Charakteristik einer Membranfeder paßt.
Außerdem ist die Verwendung einer Zugkupplung für große Fahrzeuge vorteilhaft, da die Kräfte, die von dem Kupplungs-Betätigungsorgan über das Ausrücklager ausgeübt werden müssen, relativ klein sein können. Aus der oben bereits erwähnten Druckschrift WO 94/13972 ist ein pneumatisches Zugkupplungs-Betätigungsorgan bekannt, wobei eine Nebenkammer nur für die vollständige Verlagerung des Kolbens während der Montage oder Demontage der Kupplungseinrichtung verwendet wird, oder, genauer gesagt, während einer Verbindung des Kupplungs-Betätigungsorgans mit der Membranfeder oder einem Lösen des Kupplungs-Betätigungsorgans von der Membranfeder. Abgesehen von dieser Anwendung der Nebenkammer hat sie keinerlei Funktion und macht die Kupplungseinrichtung kompliziert und teuer.
Ein Betätigungsorgan, das auf diese Weise aufgebaut sein kann, ist in 4 dargestellt. Das Betätigungsorgan 10 weist einen ringförmigen Zylinder 11 mit einer radial inneren Zylinderwand 12 und einer radial äußeren Zylinderwand 13 auf, die an ihren ersten Enden mit einer ersten kreisförmigen Stirnwand 14 fest miteinander verbunden sind. An den zweiten Enden der Zylinderwände ist eine zweite kreisförmige Stirnwand 15 abdichtend an der äußeren Zylinderwand angebracht.
Zwischen den Stirnwänden 14 und 15 ist in dem Zylinder 11 ein Kolben 16 mit einer rohrförmigen Kolbenstange 17 angebracht, der sich in abdichtender und gleitender Weise zwischen der inneren Zylinderwand 12 und dem radial inneren Ende der zweiten Stirnwand 15 erstreckt. Die Kolbenstange ist fest mit einem äußeren Lagerring 19b eines Ausrücklagers 19 verbunden, deren innerer Lagerring 19a zur Verbindung mit einer Membranfeder 4 ausgelegt ist, die sich relativ zu dem Betätigungsorgan 10 drehen kann.
Das Betätigungsorgan hat somit eine hindurchgehende zentrale Passage, durch welche eine angetriebene Welle hindurchgeführt werden kann, die mit der Reibplatte 3 verbunden werden kann, beispielsweise über in Längsrichtung verlaufende Zähne der Reibplatte beziehungsweise der angetriebenen Welle.
Der Kolben 16 bildet zusammen mit der zweiten Stirnwand 15 und der ersten Stirnwand 14 eine erste Zylinderkammer oder Hauptkammer 20 sowie eine zweite Zylinderkammer oder Nebenkammer 21.
Für den Betrieb dieses Betätigungsorgans kann eine Ventileinrichtung 30 verwendet werden, die in 5 dargestellt ist, wobei ein Betätigungsorgan 10 ebenfalls schematisch dargestellt ist.
Die Ventileinrichtung 30 weist eine Druckluftquelle 31 und ein erstes Ventil 32, über das Druckluft der Hauptkammer 20 zugeführt werden kann, um eine Bewegung des Kolbens 15 in Richtung des Pfeiles A zu erreichen, auf. Für das Entfernen der Druckluft aus der Hauptkammer 20 ist ein zweites Ventil 33 vorgesehen. Ein Sensor 33 ist vorgesehen, um die Position des Kolbens 15 und damit des Ausrücklagers 19 relativ zu dem Zylinder 11 zu erfassen. Die Ventile 32 und 33 werden für den Normalbetrieb der Kupplung verwendet, während das Fahrzeug fährt.
Außerdem weißt die Ventileinrichtung ein drittes Ventil 34 auf, über das Druckluft in die Nebenkammer 21 eingeleitet werden kann, um den Kolben gegen die Richtung des Pfeiles A zu bewegen um es somit zu ermöglichen, daß das Betätigungsorgan 10 mit der Membranfeder 4 verbunden oder von dieser getrennt wird. Außerdem ist ein viertes Ventil 35 vorgesehen, um Druckluft aus der Nebenkammer 21 zu entfernen. Ein Druckmeßfühler 23 kann weiterhin vorgesehen sein, um den Druck der Luft in der Nebenkammer 21 zu messen.
Die Erfindung wird nachstehend in weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die 6 bis 9 erläutert, die schematisch eine Ausführungsform einer Kupplungseinrichtung gemäß der Erfindung zeigen.
6 zeigt einen Querschnitt durch ein pneumatisches Betätigungsorgan, das mit Zug und Schub arbeitet, wobei eine Hälfte von einem Zug-Betätigungsorgan über der Längsachse 9 dargestellt ist und eine Hälfte von einem Schub-Betätigungsorgan unterhalb der Längsachse 9 dargestellt ist.
7 zeigt ein schematisches Verbindungsdiagramm für eine Ventileinrichtung für eine Schubkupplung.
8 zeigt ein schematisches Funktionsdiagramm für eine Ventileinrichtung gemäß der Erfindung.
9 zeigt eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Kraft und damit des Drehmomentes, das von dem Schwungrad auf die Reibplatte übertragen wird, und zwar als Funktion der Position des Ausrücklagers.
Die Erfindung hängt in erster Linie von der Erkenntnis ab, daß ein pneumatisches Kupplungs-Betätigungsorgan vom herkömmlichen Zug-Typ mit einer Nebenkammer 21 in einer neuartigen Weise verwendet werden kann, wobei die Nebenkammer 21 während des Betriebes mit Druckluft versorgt werden kann und zu einer Modifizierung der Federcharakteristik beitragen kann, und zwar in der Weise, daß die oben erwähnte Instabilität während des Einrückens der Kupplung vermieden werden kann.
Genauer gesagt, dies wird dadurch erreicht, daß die Kurve C1, die in 3 mit einer dicken, durchgezogenen Linie dargestellt ist, in dem zweiten Bereich S2 modifiziert wird, und zwar durch die Einleitung von Druckluft in die Nebenkammer 21. Die Kraft, die von der Druckluft in der Nebenkammer 21 ausgeübt wird, ist eine zweite Funktion des Hubweges des Ausrücklagers, wie es mit der gestrichelten Kurve C2 dargestellt ist.
Die Kraft, die von der Druckluft in der Nebenkammer 21 ausgeübt wird, zusammen mit der Kraft, die von der Federeinrichtung ausgeübt wird, führt dazu, daß die Kraft, die von der Druckluft in der Hauptkammer gegen den Kolben ausgeübt wird, eine dritte Funktion des Hubweges des Ausrücklagers ist, wie es mit der Hinzufügung der dünnen, ausgezogenen Kurve C3 in dem Bereich S2 und möglicherweise in dem Bereich S3 für den Hubweg des Ausrücklagers zu der dicken, ausgezogenen Linie C1 in dem Bereich S1 dargestellt ist. Die neue dritte Funktion ist somit die Summe oder Überlagerung der Kurven C1 und C2.
Wie in 3 dargestellt, ist die Ableitung der dritten Funktion in diesem Bereich vergrößert, so daß eine Bewegung des Ausrücklagers über eine bestimmte Distanz hier nicht länger zu einer wesentlichen Kraftänderung führt, wie im Falle der ersten Funktion. Diese Ableitung kann in dem Maße vergrößert werden, daß sie positiv ist. Im Allgemeinen kann mittels einer geeigneten zweiten Funktion jeder gewünschte Verlauf für die dritte Funktion in diesem Bereich erhalten werden.
Um die zweite Funktion C2 und die dritte Funktion C3 zu erhalten, wird die Kupplungseinrichtung in der nachstehend angegebenen Weise ausgelegt.
Wie in 4 dargestellt, kann ein Sensor 22 an dem Zylinder 11 angebracht werden, so daß die axiale Position des Ausrücklagers 19 relativ zu dem Zylinder 11 ermittelt werden kann, das heißt eine Position längs der S-Achse in 3. Ein Sensor 23 kann auch an dem Zylinder 11 angebracht werden, um den Druck der Luft in der Nebenkammer 21 zu bestimmen.
Da es vorteilhaft ist, wenn das Ausrücklager vorgespannt ist, um auf diese Weise zu gewährleisten, daß der rotierende Laufring 19a sich während des Betriebes des Fahrzeugs ständig dreht, kann in der Hauptkammer 20 eine schwache Feder 24 angebracht werden, die ständig versucht, die Kupplung auszurücken (vgl. 6).
Wie in 6 dargestellt, kann ein Kupplungs-Betätigungsorgan von diesem Typ in der Weise ausgebildet sein, daß es für Zugkupplungen sowie für Schubkupplungen verwendet werden kann, wobei die Feder 24 in der Kammer montiert ist, welche die Hauptkammer 20 für die in Rede stehende Kupplung bildet. Dies kann zu einer Kostenreduzierung der Kupplungs-Betätigungsorgane sowie einer Reduzierung bei der Lagerhaltung führen.
In 7 ist eine Ventileinrichtung 40 für eine Schubkupplungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.
Wie in dieser Figur dargestellt, ist eine Druckluftquelle 31 vorgesehen, aus der Druckluft in die Hauptkammer 20 des Betätigungsorgans eingeleitet wird, und zwar über ein erstes Ventil 32. Aus der Hauptkammer 20 kann Luft über ein zweites Ventil 33 abgelassen werden. In die Nebenkammer 21 kann Luft über ein kombiniertes Einlass- und Auslassventil 36 eingeleitet werden.
Auch bei diesem Betätigungsorgan ist ein Sensor 22 vorgesehen, um die Position des Ausrücklagers zu messen, und ein Sensor 23 ist vorgesehen, um den Druck der Luft in der Nebenkammer 21 zu messen. Aus den Kammern austretende Luft kann in die Umgebung abgelassen werden.
Wie in 8 dargestellt, können die Ventileinrichtungen 30 und 40 mit einem Computer 50 gesteuert werden.
Der Computer 50 erhält ein Signal von einem Sensor 51, das die Position eines Kupplungs-Betätigungskörpers, beispielsweise eines Kupplungspedals angibt, wobei dieses Signal eine gewünschte Position für die Kupplung bezeichnet, das heißt die Position S des Ausrücklagers 19. Außerdem erhält der Computer 50 ein Signal von dem Sensor 22 über eine Leitung 58, um die tatsächliche Position des Ausrücklagers 19 zu ermitteln.
Diese Signale werden einem Komparator 52 zugeführt, der die gewünschte Position des Ausrücklagers mit einer tatsächlichen Position vergleicht und der ein Differenzsignal an eine Ventilsteuereinheit 53 abgibt, welche ein Steuersignal zu der Ventileinrichtung 40 überträgt, um über die Ventile 32 und 33 Druckluft in die Hauptkammer 20 zuzuführen bzw. aus dieser zu entfernen.
Der Computer 50 hat einen Speicher 54, in welchem die Federcharakteristik C1 der Kupplungseinrichtung gespeichert ist, so wie eine Einheit 55, die über Leitungen 56 und 57 mit Signalen hinsichtlich der Federcharakteristik und der tatsächlichen Position des Ausrücklagers versorgt wird und die einen gewünschten Druck für die Luft in der Nebenkammer 21 berechnen kann. Dieser gewünschte Druck wird in einem Komparator 52' berechnet, der die Information hinsichtlich des Drucks zu einer Ventilsteuereinheit 53' weiterleitet, welche über eine Leitung 59 ein Steuersignal zu dem Ventil 36 der Ventileinrichtung 40 überträgt, die für diesen Druck in der Nebenkammer 21 sorgt.
In 8 gibt das Bezugszeichen 60 symbolisch an, daß die Hauptkammer 20 und die Nebenkammer 21 eine resultierende Kraft gegen den Kolben 16 liefert, um die zweite Funktion C2 zu erzielen und damit schließlich die dritte oder resultierende Funktion C3 für die Kraft gegen das Ausrücklager 19 erzielen, und zwar als Funktion des Hubweges S.
9 zeigt eine Kurve, die angibt, daß die Kraft und damit das Drehmoment, das von dem Schwungrad 2 auf die Reibplatte 3 in Abhängigkeit von dem Hubweg S des Ausrücklagers 19 übertragen werden kann, und zwar berechnet aus der Position, wenn die Kupplung eingerückt ist.
Wie sich aus der Kurve ergibt, die mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, wird die maximal übertragbare Kraft oder das maximal übertragbare Drehmoment mit dem Bereich der Kurve angegeben, der sich parallel zu der Abszisse erstreckt. Dieses Moment kann geringer als das maximale Drehmoment sein, das ein Motor des Fahrzeugs ausüben kann, beispielsweise 90% davon.
Damit die Kupplung immer noch in der Lage ist, dieses Drehmoment zu übertragen, kann Druckluft in die Nebenkammer 21 des Kupplungs-Betätigungsorgans eingeleitet werden, um dafür zu sorgen, daß das Ausrücklager die Reibplatte gegen das Schwungrad mit einer Kraft andrückt, die in der Figur mit der gestrichelten Linie dargestellt ist. Da nur relativ selten ein Erfordernis für diese maximale Kraft besteht, wird die Kupplung über den größten Teil ihrer Betriebszeit in dem Bereich der Kurve arbeiten, der mit der durchgezogenen Linie dargestellt ist, ohne daß das Erfordernis für eine zusätzliche Kraft besteht. Die Kupplungsfedern können daher für ein kleineres Drehmoment konzipiert sein, und die Kupplung wird kleiner und weniger kostspielig sein.
Zu diesem Zweck kann ein Sensor vorgesehen sein, der so angeordnet ist, daß er beispielsweise erfaßt, ob es erforderlich ist, ein maximales Drehmoment zu übertragen. Der Sensor kann so angeordnet sein, daß er beispielsweise die zusätzliche Einleitung oder Drosselung des Drehmomentes erfaßt, das von der Antriebswelle des Motors ausgeübt wird. Signale von dem Sensor mit der Information über die Ausübung eines solchen maximalen Drehmomentes können zu dem Computer übertragen werden, der auf der Basis dieser Information die Ventilsteuereinheit 53' steuert, um für einen erhöhten Druck der Luft in der Nebenkammer zu sorgen, so daß die Druckplatte 3' stärker gegen die Reibplatte 3 gepreßt wird und das maximale Drehmoment übertragen werden kann.
Auch wenn in der obigen Beschreibung und in der Darstellung in der Zeichnung angegeben ist, daß das Kupplungs-Betätigungsorgan konzentrisch mit der angetriebenen Welle vorgesehen ist, so ist es einsichtig, daß das Kupplungs-Betätigungsorgan stattdessen auch neben dieser Welle, innerhalb oder außerhalb von einer Kupplungsabdeckung angeordnet sein kann und daß der Kolben des Betätigungsorgans mit dem Ausrücklager über einen Hebel verbunden sein kann.

Claims

Kupplungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die folgendes aufweist: – eine mechanische Federeinrichtung (4), die ständig versucht, eine Reibplatte (3) in einer ersten Richtung zum Einrücken der Kupplung und dadurch zur Übertragung eines Drehmomentes zu drängen, – ein pneumatisches Betätigungsorgan (10), das einen Zylinder (11) und einen Kolben (16) aufweist, der darin beweglich ist und den Zylinder (11) in eine Hauptkammer (20) und eine Nebenkammer (21) unterteilt, – ein Ausrücklager (19) mit einem sich drehendem Teil (19a), das mit der Federeinrichtung (4) verbunden ist, und mit einem rotationsmäßig stationären Teil (19b), das mit dem Kolben (16) verbunden ist, und – eine Druckluftquelle (31), die über eine steuerbare Ventileinrichtung (32, 33) zur Verbindung mit der Hauptkammer (20) angeordnet ist, um die Reibplatte in eine zweite, entgegengesetzte Richtung zum Ausrücken der Kupplung zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung ferner folgendes aufweist: – einen Computer (50) mit einem Speicher (54), in welchem ein gewünschter Druck für die Luft in der Nebenkammer (21) abgespeichert ist, damit dadurch eine gewünschte Hilfskraft gegen das Ausrücklager (19) als eine zweite Funktion (C2) der Position des Ausrücklagers (19) ausgeübt wird, – einen Sensor (22), der so angeordnet ist, daß er die Position des Ausrücklagers erfaßt, – einen weiteren Sensor (23), der so angeordnet ist, daß er den Druck der Luft in der Nebenkammer (21) erfaßt, wobei eine Ventileinrichtung (36) so angeordnet ist, daß sie eine Verbindung zwischen der Druckluftquelle (31) und der Nebenkammer (21) schafft, und wobei der Computer (50) derart ausgebildet ist, daß er Signale von den Sensoren (22, 23) empfängt und jegliche Differenz zwischen dem gemessenen Druck der Nebenkammer und dem gewünschten Druck der Nebenkammer erfaßt und die Ventileinrichtungen (32, 33, 36) in Abhängigkeit von der ermittelten Differenz steuert und dadurch die Hilfskraft liefert.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicher (54) des Computers (50) die Federcharakteristik der Federeinrichtung gespeichert ist, das heißt die von der Federeinrichtung ausgeübte Kraft gegen das Ausrücklager als eine erste Funktion (C1) der Position des Ausrücklagers (19), und daß der Computer (50) so ausgebildet ist, daß er eine dritte Funktion (C3) liefert, die eine Überlagerung der ersten und der zweiten Funktion (C1 bzw. C2) darstellt und die in einem Bereich (S2, S3) der Bewegungsstrecke des Ausrücklagers (19), in der die Kupplung ausgerückt wird, eine Ableitung aufweist, die relativ zu der Ableitung der ersten Funktion (C1) in demselben Bereich für die gleiche Position des Ausrücklagers vergrößert ist.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung der dritten Funktion (C3) in dem Bereich (S2, S3) positiv ist.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Federeinrichtung (4) eine Tellerfeder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan der Kupplung im Querschnitt ringförmig ist und daß der Kolben (16) des Betätigungsorgans der Kupplung so angeordnet ist, daß er einen radial inneren Bereich (5) der Tellerfeder beeinflußt.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment, das über die Kupplung nur unter dem Einfluß der Federeinrichtung (4) übertragen werden kann, wenn die Kammern (20, 21) des Betätigungsorgans (100) nicht mit Druckluft versorgt werden, geringer ist als ein maximales Drehmoment, das über die Kupplung übertragen werden können sollte, und daß der Computer derart ausgebildet ist, daß er ein Signal zu der Steuereinheit für das Ventil (36) übertragt, welches den Druck der Luft in der Nebenkammer (21) steuert, um diesen Druck zu erhöhen und eine zusätzliche Kraft hervorzurufen, die von der Federeinrichtung (4) ausgeübt wird, so daß das gesamte Drehmoment, das über die Kupplung übertragen werden kann, bis zu dem maximalen Drehmoment erhöht werden kann.