Ausrücksystem
Die Erfindung betrifft ein Ausrücksystem zur Betätigung einer Kupplung, insbesondere für eine zwischen einem Motor und einem Getriebe vorzusehende Reibungskupplung, mit einem Betätigungslager zur Betätigung der Kupplungsbetätigungsmittel, wie Tellerfederzungen.
An herkömmlichen Kupplungsdruckplatten wird die Anpresskraft zur Momentenübertragung durch ein Federsystem (z.B. eine Tellerfeder und dabei deren Tellerfederzungen) aufgebracht. Normalerweise wird die gesamte Anpresskraft zur maximalen Momentenübertragung nur durch diese Feder hervorgerufen. Die Betätigungskraft zum Öffnen der Kupplung wird in entsprechender Richtung an den Tellerfederzungen aufgebracht, wobei die Kupplungsdruckplatten mit nur einer Betätigungsrichtung beaufschlagt werden.
Bekannt ist auch eine Variante, bei der die Anpresskraft durch eine Hebelwirkung (z.B. Tellerfederzungen) verstärkt wird. Durch aktive Betätigung der Tellerfederzungen entgegen der sonstigen Ausrückbewegung, wird hierbei die Anpresskraft erhöht. Weiterhin wird damit die Federkraft vermindert und folglich die maximale Ausrückkraft reduziert. Der maximale Kraftbetrag zur Betätigung der Kupplung sinkt. Es verringert sich somit die Bauteilbelastung (speziell auch am Ausrücklager). Dies ist nutzbringend für die Dimensionierung der Bauteile.
Weiterhin sind verschiedene Varianten von Betätigungssystemen mit ziehenden, drückenden bzw. wechselnden Kraftrichtungen bekannt. Eine Variante wird in der Druckschrift DE 103 29 972 A1 (in den Figuren 3 und 4 und deren Beschreibung) dargelegt. Hierbei werden u.a. auch Lösungen für die Montage der Betätigungssysteme gezeigt.
Die wechselnde Betätigungsrichtung hat das Ziel,
bei geringere Betätigungskräften, das gleiche maximal übertragbare Moment bereitzustellen, wodurch die Bauteile mit einer geringen Belastung beaufschlagt werden;
bei gleichen Betätigungskraftbeträgen, ein höheres maximal übertragbares Moment unter Verwendung der vorhandenen Bauteile zu erzielen oder
bei gleicher Betätigungskraft das gleiche maximal übertragbare Moment zu haben, aber dabei mit einer höheren Anpresskraft einen kleineren Reibdurchmesser zu nutzen, wodurch der Einsatz einer kleinerer Kupplungsdruckplatte (Durchmesser, Bauraum, Massenträgheit) möglich ist.
Um die Betätigungskraft mit wechselnder Richtung vom Betätigungssystem auf die Kupplungsdruckplatte (z.B. die Tellerfeder/ Hebelfeder) zu übertragen, ist eine entsprechende An- bindung des Betätigungslagers erforderlich.
Bei den bekannten Kupplungsbetätigungssystemen findet ein Wechsel der Betätigungskraftrichtung statt. Dabei können Spiele bzw. wechselnde Elastizitäten am Ausrücklager und den Kontakt-Stellen nachteilig wirksam werden. Dies muss z.B. in der Weg- Momenten- Kennlinie durch die Steuerung berücksichtigt werden.
Um die Betätigungskraft mit wechselnder Richtung zu erzeugen, ist ein zweiseitig wirksames Betätigungssystem erforderlich.
Besonderer Nachteil ist aber, dass beim Kraftrichtungswechsel im Push-Pull-Betrieb mit wechselnder Kraftrichtung keine Vorlast vorhanden ist. Es ist somit die Gewährleistung der Funktion (Lebensdauer) z.B. des Betätigungslagers nicht gesichert.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die wechselnde Kraftrichtung eine entsprechende Gestaltung des gesamten Betätigungssystems bedingt. Soll z.B. ein Hebelsystem genutzt werden, ist es erforderlich die Kontakt- / Gelenkstellen entsprechend der zweiseitigen Belastung zu gestalten. Wenn eine Spielfreiheit (kein Sprung in der Weg/Momenten-Kennlinie) erreicht werden soll, sind ggf. Lager und Gelenkstellen mit Vorspannung zu nutzen. Dies bedingt eine höhere Reibung, verstärkte Hysterese und Verschleiß. Weiterhin ist unter Umständen ein erhöhter Montageaufwand zu erwarten.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass ein Kupplungssystem mit zwei gegensätzlich orientierten Kraftrichtungen nicht mit einer unveränderten, d.h. herkömmlichen manuellen Betätigung (z.B. einem fußbetätigten Pedal) realisierbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ausrücksystem zur Betätigung einer Kupplung zu entwickeln, bei der das auf die Tellerfederzungen der Kupplung wirkende Betätigungslager einen Kraftrichtungswechsel erlaubt und somit eine Axialkraft in beide Richtungen übertragen werden kann (im Push-Pull-Betrieb) und welches reibungsarm arbeitet und einen geringen Montageaufwand gewährleistet. Weiterhin soll es möglich sein, mit dem Betätigungssystem (Ausrücksystem) soll es möglich sein, eine Kupplungsdruckplatte unter Umständen auch für Fahrzeuge mit geringem Automatisierungsgrad zu nutzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Ausrücksystem zur Betätigung einer Kupplung, findet insbesondere für eine zwischen einem Motor und einem Getriebe vorzusehende Reibungskupplung Anwendung und weist ein Betätigungslager, zur Betätigung der Kupplungsbetätigungsmittel, wie einer Tellerfeder/Tellerfederzungen einer Kupplungsdruckplatte auf, wobei das Betätigungslager einen La-
geraußenring, einen Lagerinnenring und dazwischen angeordnete Wälzkörper sowie ein Gehäuse aufweist und wobei erfindungsgemäß die Tellerfederzungen beidseitig über das Betätigungslager abgestützt sind und die Kupplung mittels des Betätigungslagers in eine erste Betätigungskraftrichtung betätigbar ist und in eine zur ersten Betätigungkraftsrichtung entgegen gesetzte zweite Betätigungskraftrichtung automatisch betätigbar ist.
Dabei ist die Kupplung insbesondere durch auf das Betätigungslager in die erste Betätigungskraftrichtung wirkende erste Mittel manuell oder auch automatisch betätigbar.
Das Öffnen und Schließen der Kupplung kann damit auf konventionelle d.h. manuelle Art und Weise erfolgen (oder auch automatisch), wogegen eine aktive Anpresskrafterhöhung mit der zweiten Kraftrichtung durch eine einfache automatisierte Betätigung realisierbar ist.
Es ist beispielsweise möglich, dass zweite Betätigungskraftrichtung mittels einer automatisch betriebenen Betätigungseinrichtung/zweiter Mittel direkt oder über ein Übertragungselement auf das Gehäuse des Betätigungslagers wirkt und bei Bedarf automatisch zuschaltbar ist.
Durch die wechselnden Kraftrichtungen, die jeweils durch getrennte erste und zweite Mittel / Betätigungssysteme realisiert werden, können die Kontakt- / Gelenkstellen Lager nur gemäß einer einseitigen Belastung ausgelegt werden. Dadurch sind keine Lagerstellen mit Vorspannung erforderlich, wodurch die Reibung, verstärkte Hysterese und Verschleiß in Vergleich zu herkömmlichen Lösungen reduziert werden.
Prinzipiell können die jeweiligen Mittel/Betätigungssysteme als mechanischer Stellantrieb und/oder als Druckmittelgetriebe (Zylinder) ausgeführt werden
Nutzbringend kann auch ein vorhandenes Kupplungssystem (Kupplungsdruckplatte und Betätigung mit z.B. nur einer ziehenden oder drückenden Betätigungskraftrichtung) durch die Ergänzung eines zweiten Betätigungssystems in seinen Leistungseigenschaften wesentlich verbessert werden. Vorteilhaft ist diese Hinzufügung eines zweiten Betätigungssystems mit nur relativ geringem Aufwand verbunden, wenn z.B. vorhandene Teile (Lagergehäuse und Führungsrohr) hierfür mit mehreren integrierten Funktionen genutzt werden können.
Vorteilhafter Weise wirkt die zweite Betätigungskraftrichtung direkt auf das Gehäuse des Betätigungslagers und die zweiten Mittel sind getrennt von den ersten Mitteln angeordnet.
Die ersten Mittel können mechanisch ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines mit dem Gehäuse in Verbindung stehenden Hebels, der in einem gestellfesten Drehpunkt schwenkbar gelagert ist und der in die erste Betätigungskraftrichtung manuell betätigbar ist. Die zweiten
Mittel werden beispielsweise als mechanischer Stellantrieb, fluidbetätigter Stellantrieb, elektrischer Stellantrieb oder aus einer Kombination der vorgenannten Stellantriebe ausgeführt. Vorzugsweise sind die zweiten Mittel in der Art eines Zentralausrückers ausgebildet, der mittels eines Fluids betätigbar ist.
Es ist jedoch auch möglich, dass die die zweiten Mittel über ein Übertragungselement, welches beispielsweise in Form des Hebels ausgebildet ist, auf das Betätigungslager wirken.
Die ersten Mittel zur Realisierung der ersten Betätigungskraftrichtung und die zweiten Mittel zur Realisierung der zweiten Betätigungskraftrichtung können über jeweils einen separaten oder über einen gemeinsamen Aktor betätigt werden.
Das Gehäuse des Betätigungslagers ist auf einem Führungsrohr axial verschiebbar gelagert und mittels eines Kolbens, der in einem Zylinder axial verschiebbar aufgenommen ist, durch Druckbeaufschlagung mit einem Fluid betätigbar, so dass das Gehäuse mit dem Außenring und dem Innenring in Richtung zu den radial nach innen weisenden Enden der Tellerfederzungen bewegbar ist und diese in die zweite Richtung betätigt.
Es sind verschiedene Varianten der Anordnung und Ausbildung des Kolben/Zylindersystems möglich.
In einer Variante kann am Gehäuse ein Kolben ausgebildet sein, der in einem Zylinder des Führungsrohres relativ zu diesem axial verschiebbar gelagert ist. Gemäß einer weiteren Variante kann in dem Gehäuse ein Zylinder ausgebildet sein, in dem ein Kolben relativ zu diesem axial verschiebbar aufgenommen ist der sich am Führungsrohr abstützt. Es ist weiterhin möglich, dass das Führungsrohr den Zylinder aufweist, in dem der Kolben gelagert ist, der gegen das Gehäuse des Betätigungslagers wirkt.
Das Betätigungslager ist mit einem ersten Druckring versehen, der auf eine erste Seite der Tellerfederzungen wirkt, wenn das Betätigungslager mechanisch in die erste Betätigungskraftrichtung beaufschlagt wird, die erste Betätigungskraftrichtung weist dabei von der Kupplung weg. Weiterhin weist das Betätigungslager in Richtung zur zweiten Seite der Tellerfederzungen einen zweiten Druckring auf, der auf eine zweite Seite der Tellerfederzungen wirkt, wenn das Betätigungslager in die zur ersten Betätigungsrichtung entgegen gesetzte zweite Betätigungskraftrichtung beaufschlagt wird.
Der erste Druckring und der zweite Druckring sind dazu bevorzugt am Lagerinnenring angeordnet, so dass insbesondere die radial nach innen weisenden Tellerfederzungen zwischen dem ersten und dem zweiten Druckring geklemmt sind.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine Anpresskrafterhöhung bei einer Kupplung realisierbar, wofür die Kupplung eine beidseitiger Betätigungsmöglichkeit (Push-Pull-Kupplung) vorgesehen wird und neben der manuellen Betätigungseinrichtung (z.B. Kupplungspedal) eine zweite, automatisch betriebene Betätigungseinrichtung vorhanden ist, die der manuellen Betätigungseinrichtung entgegenwirkt und bei Bedarf automatisch zugeschaltet wird.
Das mechanische System zum Öffnen bzw. Schließen der Kupplung entspricht dabei weitestgehend einem herkömmlichen d.h. manuellen Betätigungssystem.
Die Energie für die zweite Betätigungsrichtung kann vorzugsweise aus den vorhandenen Quellen entnommen werden. Zur Verfügung steht unter Umständen eine Druckluft- oder Öldruckversorgung. Ebenso ist z.B. ein elektromechanischer Antrieb einsetzbar. Alternativ sind auch Druck- /Unterdruckquellen am Motor- bzw. Abgas-System nutzbar, z.B. Unterdruck wie für einen Bremskraftverstärker.
Die Ansteuerung der automatischen Anpresskrafterhöhung kann beispielsweise auf relativ einfache Weise realisiert werden dadurch, dass nur zwei Extremstellungen genutzt werden und zwar entweder keine zweite Betätigungskraft oder eine maximale zweite Betätigungskraft. Diese beiden Betätigungsstellungen sind entsprechend der jeweiligen Situation zu wählen. Eine maximale zweite Betätigungskraft ist dabei nur erforderlich, wenn ein größeres Motormoment vorhanden ist und übertragen werden soll. Dies bedeutet, dass z.B. in Abhängigkeit von einem Motorsteuerungssignal oder von einem Signal der Lastpedal-Stellung die zweite Kupplungsbetätigung erfolgen soll.
Alternativ kann auch eine permanente zweite Betätigung erfolgen, sobald keine erste Betätigungskraft (zum manuellen Kupplungsöffnen) wirksam ist. Dies bedeutet, dass sobald in die erste Betätigungsrichtung keine Kraft mehr zum Öffnen aufgebracht wird, durch die zweite Betätigungskraftrichtung eine maximale Anpresskraft aufgebaut wird.
Bei Bedarf muss durch eine manuelle Betätigung jederzeit ein Öffnen der Kupplung sicher realisierbar sein. Hierzu ist abzusichern, dass eine rechtzeitige Ansteuerung zum Öffnen der zweiten Betätigungsrichtung erfolgt. Als Auslöser können verschiedene Signale genutzt werden. Die manuelle Betätigung kann z.B. über einen Tastschalter oder über einen Druckschalter (z.B. bei hydrostatischer Betätigung) erfolgen. Weiterhin können aber auch andere Signale des Fahrzeuges genutzt werden. So kann z.B. durch die Bremsanlage signalisiert werden (Bremsbetätigung), dass nicht mehr das maximale Kupplungsmoment übertragen werden muss. Die zweite Betätigungskraft kann aufgehoben werden, denn unter Umständen steht eine manuelle Kupplungsöffnung bevor.
Vor dem Betätigen in die zweite, neue Kraftrichtung ist dabei die Kupplungsdruckplatte bereits geschlossen, sie überträgt ein Moment z.B. durch die Anpresskraft der Tellerfeder. Durch die Druckkraft der zweiten Betätigungsrichtung auf die Tellerfederzungen wird die Anpresskraft gesteigert (Hebelwirkung). Der Betätigungsweg ist dabei gering gegenüber dem ersten, normalen Ausrückweg (bei diesem muss ein Abhub realisiert werden). Dies bedeutet, dass das zweite Betätigungssystem (die zweiten Mittel) nur einen kurzen Arbeitshub ausführen müssen, was durch die Elastizitäten (z.B. der Druckringe) realisiert werden kann und nicht durch einen Abhubweg bestimmt wird.
Zu beachten ist aber, dass beim normalen Ausrückweg (erste Betätigungsrichtung) das zweite Betätigungssystem diesen Weg mit realisieren muss. Insgesamt verlängert sich so der Gesamthub des Betätigungslagers. Um den Gesamthub nicht zu verlängern, besteht die Möglichkeit den Ausrückweg der ersten Betätigungsrichtung zu verkürzen. Um dies zu realisieren kann die Übersetzung des Betätigungshebels angepasst werden.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine Anpresskrafterhöhung bei einer manuell oder automatisch betätigten Kupplung realisierbar, indem die Kupplung mit beidseitiger Betätigungsmöglichkeit (Push-Pull-Kupplung) ausgestattet ist und neben der manuellen (oder automatischen) ersten Betätigungseinrichtung (z.B. Kupplungspedal, hydraulischer oder pneumatischer Zylinder, ... ) erstmalig eine zweite automatisch betriebene zweite Betätigungseinrichtung vorgesehen wird, die der ersten Betätigungseinrichtung entgegenwirkt und bei Bedarf automatisch (z. B. mittels eines Signals aus der Motorsteuerung) zuschaltbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Betätigungslager 1 mit einem ersten und einem zweiten Druckring, zur beidseitigen Betätigung der Tellerfederzungen der Kupplungsdruckplatte mit einer angedeuteten ersten und zweiten Betätigungskraftrichtung,
Figur 2 einen Längsschnitt mit einer automatischen Betätigung durch ein Kolben-/ Zylindersystem mittels eines Fluids, wobei der Zylinder in der Führungshülse und der Kolben am Gehäuse des Betätigungslagers ausgebildet ist.
Figur 3 einen Längsschnitt mit einer automatischen Betätigung durch ein Kolben-/ Zylindersystem mittels eines Fluids, wobei der Zylinder im Gehäuse des Betätigungslager ausgebildet ist und der Kolben sich an der Führungshülse abstützt,
Figur 4 einen Längsschnitt mit einer automatischen Betätigung durch ein Kolben-/ Zylindersystem mittels eines Fluids, wobei der Zylinder und der Kolben in die Führungshülse integriert sind,
Figur 5 einen Längsschnitt mit einer Betätigung in eine zweite Betätigungskraftrichtung B2 über den Hebel 10,
Figur 6 den Kraft-Weg-Verlauf bei Betätigung des Ausrücksystems.
Das Ausrücksystem zur Betätigung einer Kupplung, weist gemäß Figuren 1 bis 5 ein Betätigungslager 1 mit einem Lageraußenring 2 und einem Lagerinnenring 3 auf, wobei zwischen Lageraußenring 2 und Lagerinnenring 3 Wälzkörper 4 angeordnet sind. Der Lageraußenring 2 stützt sich gestellfest an einem Gehäuse 5 ab. Das Betätigungslager 1 dient zur Betätigung der Tellerfederzungen 6 einer nicht dargestellten Kupplung. Der Lagerinnenring 3 weist einen ersten Druckring 7 auf, der an einer ersten Seite 6.1 der Tellerfederzungen 6 anliegt.
Auf der zweiten Seite 6.2 der Tellerfederzungen 6 ist ein zweiter Druckring 8 angeordnet, der ebenfalls auf dem Lagerinnenring 3 sitzt. Zwischen dem ersten Druckring 7 und dem zweiten Druckring 8 sind die radial nach innengerichteten Enden der Tellerfederzungen 6 geklemmt. Das Betätigungslager 1 ist mit seinem Gehäuse 5 auf einer Führungshülse 9 entlang der Längsachse A verschiebbar gelagert. Die Führungshülse 9 ist über einen Flansch 9.1 gestellfest angeordnet. An dem Gehäuse 5 ist ein um eine gestellfeste Achse A10 schwenkbarer Hebel 10 mit einem ersten Ende 10.1 befestigt. Der Hebel 10 ist an seinem zweiten Ende 10.2 mechanisch z.B. bei Betätigung eines nicht dargestellten Kupplungspedals betätigbar in eine normale erste Betätigungsrichtung B1 .10 betätigbar. Durch das Schwenken des Hebels 10 um die Achse A10 wird das Betätigungslager 1 entgegengesetzt zur eingeleiteten Betätigungsrichtung B1 .10 entlang der Längsachse A in eine erste Betätigungsrichtung B1 bewegt, wodurch der erste Druckring 7 gegen die erste Seite 6.1 der Tellerfederzungen 6 bewegt wird.
In Ergänzung dieser herkömmlichen ziehenden Betätigung, bei der lediglich ein erster Druckring 7 in eine Richtung eine Kraft auf die Teller-/Hebel-Feder ausübt, werden zweite separate Mittel eingesetzt, über auch in die umgekehrte Richtung eine Betätigung der Kupplungsdruckplatte 1 1 / bzw. der Tellerfederzungen 6 möglich ist. Die zweiten Mittel sind in Form eines zweiten Stellantriebes ausgebildet, der in Figur 1 nicht dargestellt ist und der eine automatische Betätigung des Gehäuses 5 und somit des zweiten Druckrings 8 in eine zur ersten Betätigungskraftrichtung B1 entgegen gesetzte zweite Betätigungskraftrichtung B2 ermöglicht. Bei Betätigung des Betätigungslagers 1 in die zweite Betätigungsrichtung wirkt der zweite Druckring 8 gegen die zweite Seite 6.2 der Tellerfederzungen.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen Varianten, bei welchen die zweiten Mittel zur Betätigung des Betätigungslagers 1 in die zweite Betätigungsrichtung B2 durch einen Stellantrieb in Form eines Kolben-/ Zylindersystem gebildet werden, die mittels eines Fluids betätigbar sind.
Figur 2 zeigt eine Ausführung des Ausrücksystems mit einem mechanisch betätigbaren Hebel 10 für eine manuell eingeleitete Betätigungsrichtung B1.10, durch welche das Betätigungslager 1 und damit die Tellerfederzungen 6 über den ersten Druckring 7 in eine normale erste Betätigungskraftrichtung B1 gemäß Figur 1 betätigbar ist. Der dazu entgegen gerichtete Kraftangriff in eine zweite Betätigungskraftrichtung B2 direkt auf das Gehäuse 5 des Betätigungslagers 1 , erfolgt über einen Kolben 13 der am Gehäuse 5 des Betätigungslagers 1 ausgebildet ist und über einen Zylinder 12, in dem der Kolben 13 axial beweglich gelagert ist, wobei der Zylinder 12 in die Führungshülse 9 in deren Flanschbereich 9.1 integriert ist. Wird dem Druckraum 12.1 des Zylinders 12 ein Fluid F zugeführt, so bewegt sich der Kolben 13 und damit das Betätigungslager 1 in der Darstellung nach links, wodurch der zweite Druckring 8 die Tellerfederzungen 6.1 in die zweite Betätigungskraftrichtung B2 betätigt.
Vor dem Betätigen in die neue zweite Kraftrichtung/Betätigungskraftrichtung B2 ist die hier nur mittels der Tellerfederzungen 6 dargestellte Kupplungsdruckplatte bereits geschlossen, sie überträgt ein Moment z.B. durch die Anpresskraft der Tellerfeder. Durch die Druckkraft der zweiten Betätigungskraftrichtung B2 auf die Tellerfederzungen 6 wird die Anpresskraft gesteigert (Hebelwirkung). Der Betätigungsweg ist dabei gering gegenüber dem normalen ersten Ausrückweg in die erste Betätigungskraftrichtung B1 (bei diesem muss Abhub realisiert werden). Dies bedeutet, dass das zweite Betätigungssystem nur einen kurzen Arbeitshub ausführt (nur durch die Elastizitäten, nicht durch einen Abhubweg bestimmt).
Zu beachten ist aber, dass beim normalen Ausrückweg (erste Betätigungsrichtung B1 ) das zweite Betätigungssystem diesen Weg mit realisieren muss. Insgesamt verlängert sich so der Gesamthub des Betätigungslagers 1 . Um den Gesamthub nicht zu verlängern, besteht die Möglichkeit den Ausrückweg der ersten Betätigungskraftrichtung B1 zu verkürzen. Um dies zu realisieren müsste die Übersetzung des Hebels 10 angepasst werden.
Es ist im Unterschied zu Figur 2 gemäß Figur 3 auch möglich, den Kolben 13 und den Zylinder 12 in das Gehäuse 5 des Betätigungslagers 1 zu integrieren. Der Kolben 13 stütz sich dann am Flansch 9.1 der Führungshülse 9 ab oder ist einteilig mit dieser ausgebildet. Durch Druckbeaufschlagung des Druckraums 12.1 des Zylinders 12 mit einem Fluid F bewegt sich dieser mit dem Gehäuse 5 und somit mit dem Betätigungslager 1 gemäß der Darstellung in die zweite Betätigungskraftrichtung B2 (hier nach links), die der normalen ersten Betätigungskraft B1 entgegengerichtet ist. Bei dieser Variante sind nur geringste Änderungen an den anderen Teilen des Betätigungssystems erforderlich. An der Führungshülse 9 sind keine wesentlichen Änderungen notwendig, es ist lediglich die Anschlagmöglichkeit (Kontakt) für den Kolben 13 zu schaffen. Das Ausrücklager (Lageraußenring 2, Lagerinnenring 3, Wälzkörper 4) und der (Zusatz )Zylinder 12 können als eine Baueinheit ausgebildet werden. Der Zylinder 12
kann direkt im Gehäuse des Betätigungslagers 1 integriert werden. Alternativ könnte der Zylinder 12 auch als Zusatzteil ausgebildet werden. Die Druckzuführung des Fluids F kann z.B. durch eine nicht dargestellte flexible Schlauchleitung erfolgen.
Eine weitere Variante, bei welcher Kolben 13 und Zylinder 12 in das Führungsrohr 9 unter Einbeziehung dessen Flansches 9.1 integriert sind, ist in Figur 4 dargestellt. Hier sind am Betätigungslager 1 keine wesentlichen Änderungen erforderlich, es ist lediglich eine Anschlagmöglichkeit (Kontakt) für den Kolben 13 notwendig. Die Abmessungen (z.B. Außendurchmesser) verändern sich im Wesentlichen nicht, somit kann die Montage des Betätigungshebels 10 unproblematisch erfolgen. Die Führungshülse 9 mit dem Zylinder 12 ist als eine Baueinheit auszubilden und kann in der nicht dargestellten Kupplungsglocke vormontiert und getestet werden. Alternativ könnte der Zylinder 12 auch als Zusatzteil ausgebildet werden.
Die Druckzuführung kann z.B. durch eine flexible Schlauchleitung erfolgen (nicht dargestellt).
Eine nicht dargestellte Ausführungsvariante mit einem Kolben und Zylinder im Führungsrohr besteht darin, dass die die Druckversorgung mit dem Fluid durch die Getriebeglocke (in die Gußwand integriert) erfolgt. In diesem Fall ist keine Schlauchleitung erforderlich und die Montage der Druckversorgung vereinfacht sich. Eine Koppelung der Druckversorgung mit der Getriebebetätigung ist vorteilhaft realisierbar.
Figur 5 zeigt eine weitere Möglichkeit der Anpresskrafterhöhung bei einer manuell betätigten Kupplung mit beidseitiger Betätigungsmöglichkeit (Push-Pull-Kupplung).
Neben der manuellen Betätigungseinrichtung (z.B. über das Kupplungspedal, unter Verwendung hydraulischer oder pneumatischer Zylinder) kann eine zweite, automatisch betriebene Betätigungseinrichtung vorgesehen werden, die der manuellen Betätigungseinrichtung, die in eine über den Hebel 10 manuell eingeleitete Betätigungsrichtung B1 .10 wirkt, in einer zweiten Betätigungskraftrichtung B2 entgegenwirkt. Diese in die zweite Betätigungsrichtung wirkende Betätigungseinrichtung/zweite Mittel wird bei Bedarf automatisch (z. B. mittels einem Signal aus der Motorsteuerung) zugeschaltet wird. Der Aktor der ersten/zweiten Mittel kann beliebig gewählt sein. Es können separate Aktoren für die ersten/zweiten Mittel eingesetzt werden oder ein Aktor zur Betätigung der ersten und zweiten Mittel, z.B. ein einziges Motor- Spindelsystem für beide Betätigungsrichtungen, ein zweiseitig wirkender Zylinder für beide Betätigungsrichtungen.
In Figur 5 wirkt die zweite Betätigungseinrichtung in der zweiten Betätigungskraftrichtung B2 auf das zweite Ende 10.2 des Hebels 10 und bewirkt dadurch eine axiale Bewegung des Be-
tätigungslagers 1 in die Betätigungsrichtung B2 und somit eine Bewegung der Enden der Tellerfederzungen in der Darstellung nach links.
Gemäß weiterer nicht dargestellter Varianten sind folgende konstruktive Ausführungen möglich:
Die zusätzliche Betätigungseinheit (Zylinder und Kolben) wird als eine geschlossene Baueinheit ausgebildet und am Lagergehäuse bzw. am Führungsrohr fixiert. Die Zylinderflächen sind damit nicht in das Lagergehäuse bzw. Führungsrohr integriert. Dies ist u. U. für die Reib- und Dichtungseigenschaften vorteilhaft, bedeutet aber einen gewissen Mehraufwand an Bauteilen und Bauraum.
Konzeption der zusätzlichen Betätigungseinheit als optionales Modul für spezielle Fahrzeuganwendungen.
Die Kolben-/ Zylinderdichtungen werden als ein Rollbalg ausgeführt. Vorteil können z.B. bessere Reib- und Dichtungseigenschaften sein.
Das Betätigungslager ist nicht an der Kupplungsdruckplatte vormontiert. Die Verbindung kann z.B. durch einen Schnappverschluss erst bei der Endmontage erfolgen. Prinzipiell ist aber in entsprechender Weise die Integration eines Betätigungssystems mit zweiter Kraftrichtung möglich.
Prinzipiell kann auch eine bisher aufgedrückte Kupplungsduckplatte durch ein Betätigungssystem für eine zweite ziehende Kraftrichtung ergänzt werden.
Vorteilhaft ist diese Hinzufügung eines zweiten Betätigungssystems mit nur relativ geringem Aufwand verbunden, wenn z.B. vorhandene Teile (Lagergehäuse und Führungsrohr) hierfür mit mehreren integrierten Funktionen genutzt werden können.
Die Energie für die zweite Betätigungsrichtung kann vorzugsweise aus den vorhandenen Quellen entnommen werden. Zur Verfügung steht eine Druckluft- oder Öldruckversorgung, durch welche das Fluid für die Betätigung des Kolben-Zylindersystems in die zweite Betätigungsrichtung zugeführt wird. Auch elektrische oder elektromechanische Antriebe sind einsetzbar. Alternativ sind auch Druck- /Unterdruckquellen am Motor- bzw. Abgas-System nutzbar, z.B. Unterdruck wie für einen Bremskraftverstärker.
Die Ansteuerung der automatischen Anpresskrafterhöhung wird bevorzugt in zwei Extremstellungen realisiert. Entweder liegt keine zweite Betätigungskraft an oder es wirkt eine maximale zweite Betätigungskraft. Diese beiden Betätigungsstellungen sind entsprechend der jeweiligen Situation zu wählen. Alternativ ist auch eine stufenlose Anpresskrafterhöhung möglich.
Eine maximale zweite Betätigungskraft ist nur erforderlich, wenn ein größeres Motormoment vorhanden ist und übertragen werden soll. Dies bedeutet, dass z.B. in Abhängigkeit von einem Motorsteuerungssignal oder von einem Signal der Lastpedal-Stellung die zweite Kupplungsbetätigung erfolgen soll.
Alternativ kann auch eine permanente zweite Betätigung erfolgen, sobald keine erste Betätigungskraft (zum manuellen Kupplungsöffnen) wirksam ist. Dies bedeutet, dass sobald in die erste Betätigungsrichtung keine Kraft mehr zum Öffnen aufgebracht wird, durch die zweite Betätigungskraftrichtung eine maximale Anpresskraft aufgebaut wird.
Bei Bedarf muss durch eine manuelle Betätigung jederzeit ein Öffnen der Kupplung sicher realisierbar sein. Hierzu muss eine rechtzeitige Ansteuerung zum Öffnen der zweiten Betätigungsrichtung erfolgen.
Als Auslöser können verschiedene Signale genutzt werden. Die manuelle Betätigung kann z.B. über einen Tastschalter oder über einen Druckschalter (z.B. bei hydrostatischer Betätigung) erfolgen.
Weiterhin können aber auch andere Signale des Fahrzeuges genutzt werden.
So kann z.B. durch die Bremsanlage signalisiert werden (Bremsbetätigung), dass nicht mehr das maximale Kupplungsmoment übertragen werden muss. Die zweite Betätigungskraft kann aufgehoben werden, denn unter Umständen steht eine manuelle Kupplungsöffnung bevor.
Figur 6 zeigt den Kraft-Weg-Verlauf des erfindungsgemäßen Ausrücksystems.
Bei manueller oder automatischer Betätigung in die normale erste Betätigungskraftrichtung B1 wirkt die normale Ausrückkraft F1 Bet, wobei die Kupplungsdruckplatte offen ist. Ist das Betätigungslager kraftfrei, wird eine Anpresskraft auf die Tellerfederzungen durch einen Federspeicher realisiert. Dies entspricht einer herkömmlichen Kupplungsbetätigung.
Bei geschlossener Kupplungsdruckplatte und entgegengesetzter Bewegung in die zweite Betätigungskraftrichtung B2 bei automatischer Betätigung wirkt die zweite Betätigungskraft F2 Bet. auf das Betätigungslager /Ausrücklager. Es wirken die Anpresskraft durch einen Federspeicher und die zweite Betätigungskraft F2 Bet.
Neben den beschriebenen Varianten sind weitere konstruktive Gestaltungen der zweiten Mittel zur Realisierung einer Betätigung in die zweite Betätigungsrichtung möglich.
Es wird somit ein Ausrücksystem zur Verfügung gestellt, mit dem eine beidseitige Betätigungskraftrichtung möglich ist und das Betätigungslager (speziell das Wälzlager und die Tel- lerfederzungenanbindung) immer eine Vorlast haben.
Ausgenutzt wird hierbei, dass die Kombination aus einer beidseitigen Anbindung des Betätigungslagers 1 an den Tellerfederzungen 6, mittels des ersten und zweiten Druckringes 7, 8 einen ständig geschlossenen Kraftfluss zwischen den Bauteilen ermöglicht. Somit kann eine Betätigung einer Kupplung im Push-Pull-Betrieb realisiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Betätigungslager
2 Lageraußenring
3 Lagerinnenring
3.1 Lauffläche des Lagerinnenrings 3
4 Wälzkörper
5 Gehäuse
6 Tellerfederzungen
6.1 erste Seite der Tellerfederzungen 6
6.2 zweite Seite der Tellerfederzungen
7 erster Druckring
8 zweiter Druckring
9 Führungshülse
9.1 Flansch
10 Hebel
10.1 erstes Ende des Hebels
10.2 zweites Ende des Hebels
1 1 Kupplungsdruckplatte
12 Zylinder
13 Kolben
A Längsachse
A10 Achse
B1 erste Betätigungskraftrichtung
B2 zweite Betätigungskraftrichtung
B1.10 eingeleitete Betätigungsrichtung
F Fluid
F1 Bet. normale Ausrückkraft
F2 Bet. zweite Betätigungskraft