WO2004111481A1 - Friction clutch for a motor vehicle with automatic and power-assisted clutch actuation - Google Patents

Friction clutch for a motor vehicle with automatic and power-assisted clutch actuation Download PDF

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WO2004111481A1
WO2004111481A1 PCT/EP2004/006192 EP2004006192W WO2004111481A1 WO 2004111481 A1 WO2004111481 A1 WO 2004111481A1 EP 2004006192 W EP2004006192 W EP 2004006192W WO 2004111481 A1 WO2004111481 A1 WO 2004111481A1
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WO
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clutch
pressure
disengaging
force
friction clutch
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PCT/EP2004/006192
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German (de)
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Inventor
Rainer Petzold
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/583—Diaphragm-springs, e.g. Belleville
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F16D25/082—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member the line of action of the fluid-actuated members co-inciding with the axis of rotation
    • F16D25/087—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member the line of action of the fluid-actuated members co-inciding with the axis of rotation the clutch being actuated by the fluid-actuated member via a diaphragm spring or an equivalent array of levers

Definitions

  • the invention relates to a friction clutch for a motor vehicle with automated and power-assisted clutch actuation according to the preamble of claim 1.
  • friction clutches that are installed in motor vehicles with non-automated and auxiliary power-assisted clutch actuation have a disengagement force curve in which the disengagement force is largely constant in the slip area. This enables the vehicle driver to meter the torque to be transmitted from the clutch well and thus to make clutch engagement and disengagement comparatively convenient.
  • Such a clutch can only be used with
  • DE 197 36 558 A1 shows a dry clutch with an actuating device, with the aid of which a largely constant contact force curve is achieved while maintaining a non-constant actuating or disengaging force curve as described above, so that the clutch actuation is kept largely independent of the wear of the clutch disc.
  • this does not solve the technical problem described at the outset with regard to the typical non-linear release force curve.
  • the invention is based on the knowledge that an exact clutch actuation can then be carried out by means of an inexpensive gene pressure sensor is feasible if the clutch actuating elements arranged in the clutch generate a steady and linear release force curve.
  • a friction clutch designed according to the invention initially comprises a clutch housing, in which a clutch disc equipped with friction linings is arranged between two contact surfaces for the friction linings and is connected in a rotationally fixed manner to a drive train shaft.
  • the clutch has a spring arrangement which is supported with respect to the clutch housing and with which a contact pressure F P can be exerted on the pressure plate in order to close the clutch.
  • this clutch includes a disengaging device which, when the clutch is actuated, interrupts the spring arrangement via an disengaging path S with an disengaging force F A.
  • the clutch is designed according to the invention in such a way that it has a linear and steadily increasing release force curve over its release path, and that a comparatively inexpensive pressure sensor connected to a clutch control unit for signaling purposes is used to detect the disengagement or actuation force F A acting on the disengaging device or on the spring arrangement.
  • the spring arrangement is preferably equipped with a spring which has a linear spring force curve over its adjustment path.
  • a coil spring and / or a combination of coil springs and disc springs can be provided for this purpose.
  • the pressure sensor can be connected to the clutch control unit via a sensor cable or a radio link.
  • this pressure sensor does not need to be arranged in the clutch housing or in the immediate area of a clutch central release device.
  • the arrangement of sensors at this point is particularly disadvantageous because there are comparatively high operating temperatures of up to 150 ° C and the installation space is very limited anyway. Rather, the pressure sensor can now preferably be arranged protruding into a pressure chamber of a cylinder of a piston-cylinder arrangement with which the disengaging device or the spring arrangement can be acted upon by the disengaging force F A.
  • the pressure sensor is arranged protruding into the control pressure line with which the cylinder of the Piston-cylinder arrangement is connected.
  • the pressure sensor is preferably arranged in the vicinity of a control valve in the control pressure line mentioned, with which the piston-cylinder arrangement is actuated electro-hydraulically or electro-pneumatically for clutch actuation. In this way, the connection path of the pressure sensor to the clutch control unit can advantageously be kept short.
  • Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a friction clutch
  • Fig. 2 is a diagram of the release force curve over the release path of a known and a clutch designed according to the invention.
  • This friction clutch 1 accordingly shows the largely known structure of a friction clutch 1.
  • This friction clutch 1 is installed in a motor vehicle (not shown here) with a drive motor, the drive shaft 2 of which is connected in a rotationally fixed manner to a flywheel 3.
  • the clutch 1 has a clutch housing 13 in which a clutch disc 6 equipped with friction linings 7, 8 is arranged.
  • This clutch disc 6 is in turn connected to a transmission input shaft 11 in a rotationally fixed manner and arranged in the clutch housing 13 such that the friction lining 7 can be pressed against a contact surface 4 of the flywheel 3.
  • the friction lining 8 lies on a contact surface 5 a pressure plate 9, which can be pressed against the friction lining 8 by means of a spring arrangement 10 supported on the clutch housing 13.
  • the pressure plate 9 is axially displaceable and non-rotatably connected to the clutch housing 13.
  • the spring arrangement 10 acts on the pressure plate 9 with a contact force F P , so that a connection capable of transmitting torque is created between the drive shaft 2 and the transmission input shaft 11.
  • a release device 12 is provided, which is designed here as a release bearing.
  • a piston not shown here, of a piston-cylinder arrangement, which can be actuated by means of a hydraulic or pneumatic pressure medium, acts on this disengaging device 12 with a disengaging force F A.
  • the spring 10 is pivoted about its bearing point on the clutch housing 13 under the action of the disengaging force F A , so that the contact force F P on the pressure plate 9 or from the pressure plate 9 on the friction body 8 of the clutch disc 6 is reduced.
  • the clutch 1 is now constructed or designed such that it has a linear release force curve that rises steadily over the disengagement path.
  • This can be achieved in that the spring arrangement 10 itself has such a spring force identifier over the disengagement path S or that other clutch or clutch actuation components alone or in combination with one another this desired linear as well as continuously rising from ⁇ back force curve produce.
  • the spring arrangement consists of two or more springs, the interaction of which produces the disengagement force curve mentioned.
  • the clutch according to the invention has a linear engagement force F A , which increases steadily with the disengagement path S, the gradient of which also depends on the wear of the friction linings 7 , 8 of the clutch disc 6. It can easily be seen from this illustration that the action of a disengagement force ⁇ F A on the disengagement device 12 or the pressure plate 9 leads to a disengagement path ⁇ S1 when the clutch is started for the first time with non-worn friction linings 7, 8 and a disengagement force zero point A.
  • a pressure sensor 14 is also provided according to the invention for measuring and processing the disengagement force F A , which is connected to a clutch control unit 15 via a sensor line or by means of a radio link. that is.
  • the pressure sensor 14 detects a pressure in the couplings lung actuation system that is indirectly or preferably di rectly with the clutch- ⁇ F in connection. With this pressure sensor 14, the pressure in the cylinder of the aforementioned piston-cylinder arrangement or in a control pressure line leading to this cylinder and carrying a control pressure is therefore preferably measured.
  • the pressure sensor 14 is arranged in the control pressure line leading to the cylinder in the vicinity of an electrical control valve.
  • the release force F A is then calculated from the control pressure measured in this way with the aid of variables dependent on the clutch and / or clutch actuation system stored in the control unit 15.
  • a table or a mathematical function stored there is searched in the clutch control device 15, which table indicates the dependence of the disengagement force F A on the disengagement path S. Knowing this disengaging path S, the clutch actuation can be precisely controlled, although an expensive displacement sensor is dispensed with in order to reduce manufacturing costs.
  • the clutch or its actuating device can be produced more cost-effectively by the invention, since a displacement sensor no longer has to be accommodated in its area.

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Abstract

The invention relates to a friction clutch (1) for a motor vehicle with automatic and power-assisted clutch actuation. In order to reduce the production costs of such a friction clutch while avoiding the use of an expensive travel sensor for determining the clutch release travel (S), the clutch (1) is configured in such a way as to have a linear and continuously increasing release force profile (III, IV) across the release travel (S). A pressure sensor (14) is connected to a clutch control device (15) by signaling technique and detects the release or actuation force (FA) acting upon the release device (12).

Description

Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug mit automatisierter und fremdkraftunterstützter Kupplungsbetätigung Friction clutch for a motor vehicle with automated and powered clutch actuation
Die Erfindung betrifft Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug mit automatisierter und fremdkraftunterstützter Kupplungsbetätigung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a friction clutch for a motor vehicle with automated and power-assisted clutch actuation according to the preamble of claim 1.
Reibungskupplungen, die in Kraftfahrzeugen mit nicht- automatisierter und hilfskraftunterstützter Kupplungsbetätigung verbaut sind, weisen aufgrund der in der Kupplung integrierten Kupplungsbetätigungselemente einen Ausrückkraftverlauf auf, bei dem die Ausrückkraft im Schlupfbe- reich weitgehend konstant ist. Dies ermöglicht dem Fahrzeugführer eine gute Dosierung des von der Kupplung zu übertragenden Drehmomentes und somit ein vergleichsweise komfortables Ein- und Auskuppeln.Due to the clutch actuation elements integrated in the clutch, friction clutches that are installed in motor vehicles with non-automated and auxiliary power-assisted clutch actuation have a disengagement force curve in which the disengagement force is largely constant in the slip area. This enables the vehicle driver to meter the torque to be transmitted from the clutch well and thus to make clutch engagement and disengagement comparatively convenient.
Eine derartige Kupplung lässt sich aber nur mitSuch a clutch can only be used with
Nachteilen in einem Fahrzeug mit automatisierter und hilfskraftunterstützter Kupplungsbetätigung nutzen, bei dem üblicherweise ein Kolben einer hydraulisch oder pneumatisch betätigten Kolben-Zylinder-Anordnung auf Kupplungsbetäti- gungselemente wie beispielsweise ein Ausrücklager der Kupplung wirkt.Use disadvantages in a vehicle with automated and auxiliary clutch actuation, in which usually a piston of a hydraulically or pneumatically actuated piston-cylinder arrangement acts on clutch actuation elements, such as a clutch release bearing.
Ein Nachteil ist darin zu sehen, dass der beschriebene Ausrückkraftverlauf insbesondere wegen der zeit- oder druckgesteuerten Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnungen dazu führt, dass bei dessen Betätigung ohne zusätzlich Maßnahmen unterschiedlich große Wegstellschritte pro Zeiteinheit entstehen, die eine exakte Kupplungsbetätigung stark erschweren. Daher ist es bei solchen automatisierten Kupplungen in der Regel notwenig, den Kupplungsausrückweg mittels eines vergleichsweise kostenaufwendigen Wegsensors zu ermitteln und einem Steuergerät zum Zwecke einer Ausrück- wegsteuerung mitzuteilen. Die mechanisch vergleichsweise aufwendige Anordnung eines solchen teueren Wegsensors in einer Kolben-Zylinder-Anordnung ist beispielsweise aus der DE 197 25 302 Al bekannt.A disadvantage can be seen in the fact that the disengagement force curve described, in particular because of the time-controlled or pressure-controlled actuation of the piston-cylinder arrangements, leads to the fact that when actuated without additional measures, differently sized displacement steps per unit of time occur that strongly actuate the clutch difficult. It is therefore generally necessary with such automated clutches to determine the clutch disengagement path by means of a comparatively costly path sensor and to notify a control unit for the purpose of disengaging path control. The mechanically comparatively complex arrangement of such an expensive displacement sensor in a piston-cylinder arrangement is known, for example, from DE 197 25 302 A1.
Darüber hinaus zeigt die DE 197 36 558 Al eine Trockenkupplung mit einer Betätigungsvorrichtung, mit deren Hilfe ein weitgehend konstanter Anpresskraftverlauf unter Beibehaltung eines wie oben beschrieben üblichen nichtkonstanten Betätigungs- beziehungsweise Ausrückkraftverlaufs erreicht wird, so dass die Kupplungsbetätigung weitgehend unabhängig vom Verschleiß der Kupplungsscheibe gehalten wird. Das eingangs geschilderte technische Problem hinsichtlich des typischen nichtlinearen Ausrückkraftverlaufs wird dadurch aber nicht gelöst.In addition, DE 197 36 558 A1 shows a dry clutch with an actuating device, with the aid of which a largely constant contact force curve is achieved while maintaining a non-constant actuating or disengaging force curve as described above, so that the clutch actuation is kept largely independent of the wear of the clutch disc. However, this does not solve the technical problem described at the outset with regard to the typical non-linear release force curve.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe an die Erfindung, eine Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug mit automatisierter und fremdkraftunterstützter Kupplungsbetätigung vorzustellen, die ohne einen teueren Wegsensor den- noch exakt betätigbar ist.Against this background, it is the object of the invention to present a friction clutch for a motor vehicle with automated and power-assisted clutch actuation, which can nevertheless be actuated exactly without an expensive displacement sensor.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.This object is achieved from the features of the main claim, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine exakte Kupplungsbetätigung dann mittels eines kostengünsti- gen Drucksensors durchführbar ist, wenn die in der Kupplung angeordneten Kupplungsbetätigungselemente einen stetigen und linearen Ausrückkraftverlauf erzeugen.The invention is based on the knowledge that an exact clutch actuation can then be carried out by means of an inexpensive gene pressure sensor is feasible if the clutch actuating elements arranged in the clutch generate a steady and linear release force curve.
Demnach umfasst eine erfindungsgemäß ausgebildete Reibungskupplung zunächst ein Kupplungsgehäuse, in dem eine mit Reibbelägen bestückte Kupplungsscheibe zwischen zwei Anlageflächen für die Reibbeläge angeordnet sowie mit einer Antriebsstrangwelle drehfest verbunden ist. Auf einen die- ser Reibbeläge wirkt eine axial verlagerbare und drehfest gegenüber dem Kupplungsgehäuse abgestützte Druckplatte, an der eine der beiden Anlageflächen ausgebildet ist. Außerdem verfügt die Kupplung über eine gegenüber dem Kupplungsgehäuse abgestützte Federanordnung, mit der auf die Druck- platte zum Schließen der Kupplung eine Anpresskraft FP ausübbar ist. Darüber hinaus gehört zu dieser Kupplung eine Ausrückvorrichtung, die im Kupplungsbetätigungsfall zur Unterbrechung der Drehmomentübertragungsfähigkeit die genannte Federanordnung über einen Ausrückweg S mit einer Ausrückkraft FA beaufschlagt.Accordingly, a friction clutch designed according to the invention initially comprises a clutch housing, in which a clutch disc equipped with friction linings is arranged between two contact surfaces for the friction linings and is connected in a rotationally fixed manner to a drive train shaft. An axially displaceable and non-rotatably supported pressure plate, on which one of the two contact surfaces is formed, acts on one of these friction linings. In addition, the clutch has a spring arrangement which is supported with respect to the clutch housing and with which a contact pressure F P can be exerted on the pressure plate in order to close the clutch. In addition, this clutch includes a disengaging device which, when the clutch is actuated, interrupts the spring arrangement via an disengaging path S with an disengaging force F A.
Zur Schaffung einer kostengünstigen Reibungskupplung, die auch ohne einen teueren Wegsensor mittels eines Aktua- tors automatisch von einem Kupplungssteuergerät exakt betä- tigt werden kann, ist die Kupplung erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass diese einen linearen und stetig steigenden Ausrückkraftverlauf über deren Ausrückweg aufweist, und dass ein mit einem KupplungsSteuergerät signaltechnisch in Verbindung stehender vergleichsweise kostengünstiger Druck- sensor zur Erfassung der auf die Ausrückvorrichtung beziehungsweise auf die Federanordnung wirkende Ausrück- beziehungsweise Betätigungskraft FA genutzt wird. Die Umrechnung der von dem Drucksensor erfassten Druckwerte in Ausrück- kraftwerte FA beziehungsweise in Ausrückwegwerte S erfolgt in dem KupplungsSteuergerät mit Hilfe von dort abgespei¬ cherten Kupplungs- und Kupplungsbetätigungssystemparame- tern, so dass ein linearer und stetiger Zusammenhang zwi- sehen dem gemessenen Druck und dem zurückgelegten Ausrückweg zur Kupplungsbetätigungssteuerung gegeben ist.To create an inexpensive friction clutch that can be actuated automatically by a clutch control unit even without an expensive displacement sensor by means of an actuator, the clutch is designed according to the invention in such a way that it has a linear and steadily increasing release force curve over its release path, and that a comparatively inexpensive pressure sensor connected to a clutch control unit for signaling purposes is used to detect the disengagement or actuation force F A acting on the disengaging device or on the spring arrangement. The conversion of the pressure values detected by the pressure sensor into disengagement force values F A is carried out or in Ausrückwegwerte S tern in the clutch control device by means of there abgespei ¬ cherten clutch and Kupplungsbetätigungssystemparame-, so that a linear and continuous connection be- see the measured pressure and the distance traveled disengagement is given to clutch actuation controller.
Zur Erzeugung des linear und stetig ansteigenden Ausrückkraftverlaufs über den Ausrückweg ist die Federanord- nung bevorzugt mit einer Feder ausgestattet, die einen linearen Federkraftverlauf über deren Stellweg aufweist. Dazu kann eine Schraubenfeder und/oder eine Kombination aus Schraubenfedern und Tellerfedern vorgesehen sein.In order to generate the linear and steadily increasing release force curve over the release path, the spring arrangement is preferably equipped with a spring which has a linear spring force curve over its adjustment path. A coil spring and / or a combination of coil springs and disc springs can be provided for this purpose.
Der Drucksensor kann über eine Sensorleitung oder eine Funkstrecke mit dem Kupplungssteuergerät signaltechnisch in Verbindung stehen. Im Gegensatz zum bisher üblichen Einsatz von Wegsensoren bei derartigen Kupplungen braucht dieser Drucksensor jedoch nicht im Kupplungsgehäuse beziehungswei- se im unmittelbaren Bereich eines Kupplungszentralausrü- ckers angeordnet werden. Die Anordnung von Sensoren an dieser Stelle ist vor allem deshalb unvorteilhaft, weil dort vergleichsweise hohe Betriebstemperaturen von bis zu 150° C herrschen und der Bauraum sowieso sehr knapp bemes- sen ist. Vielmehr kann der Drucksensor nun vorzugsweise in einen Druckraum eines Zylinders einer Kolben-Zylinder- Anordnung hineinragend angeordnet sein, mit der die Ausrückvorrichtung beziehungsweise die Federanordnung mit der Ausrückkraft FA beaufschlagbar ist.The pressure sensor can be connected to the clutch control unit via a sensor cable or a radio link. In contrast to the hitherto usual use of displacement sensors in such clutches, however, this pressure sensor does not need to be arranged in the clutch housing or in the immediate area of a clutch central release device. The arrangement of sensors at this point is particularly disadvantageous because there are comparatively high operating temperatures of up to 150 ° C and the installation space is very limited anyway. Rather, the pressure sensor can now preferably be arranged protruding into a pressure chamber of a cylinder of a piston-cylinder arrangement with which the disengaging device or the spring arrangement can be acted upon by the disengaging force F A.
In einer anderen Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Drucksensor in diejenige Steuerdruckleitung hineinragend angeordnet ist, mit der der Zylinder der Kolben-Zylinder-Anordnung verbunden ist. Vorzugsweise ist der Drucksensor dabei in der Nähe eines Steuerventils in der genannten Steuerdruckleitung angeordnet, mit dem die Kolben-Zylinder-Anordnung zur Kupplungsbetätigung elektro- hydraulisch oder elektropneumatisch geschaltet wird. Auf diese Weise kann die Verbindungsstrecke des Drucksensors zu dem KupplungsSteuergerät vorteilhaft kurz gehalten werden.In another variant of the invention it can be provided that the pressure sensor is arranged protruding into the control pressure line with which the cylinder of the Piston-cylinder arrangement is connected. The pressure sensor is preferably arranged in the vicinity of a control valve in the control pressure line mentioned, with which the piston-cylinder arrangement is actuated electro-hydraulically or electro-pneumatically for clutch actuation. In this way, the connection path of the pressure sensor to the clutch control unit can advantageously be kept short.
Zur Erläuterung der Erfindung ist der Beschreibung ei- ne Zeichnung beigefügt. In dieser zeigen:A drawing is attached to the description to explain the invention. In this show:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Reibkupplung sowieFig. 1 is a schematic cross-sectional view of a friction clutch and
Fig. 2 ein Diagramm zum Ausrückkraftverlauf über den Ausrückweg einer bekannten sowie einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kupplung.Fig. 2 is a diagram of the release force curve over the release path of a known and a clutch designed according to the invention.
Fig. 1 zeigt demnach den weitgehend bekannten Aufbau einer Reibungskupplung 1. Diese Reibungskupplung 1 ist in einem hier nicht dargestellten Kraftfahrzeug mit einem Antriebsmotor verbaut, dessen Antriebswelle 2 drehfest mit einer Schwungscheibe 3 verbunden ist. Die Kupplung 1 ver- fügt über ein Kupplungsgehäuse 13, in dem eine mit Reibbelägen 7, 8 ausgestattete Kupplungsscheibe 6 angeordnet ist. Diese Kupplungsscheibe 6 ist ihrerseits mit einer Getriebeeingangswelle 11 drehfest verbunden und in dem Kupplungsgehäuse 13 derart angeordnet, dass der Reibbelag 7 gegen eine Anlagefläche 4 der Schwungsscheibe 3 pressbar ist.1 accordingly shows the largely known structure of a friction clutch 1. This friction clutch 1 is installed in a motor vehicle (not shown here) with a drive motor, the drive shaft 2 of which is connected in a rotationally fixed manner to a flywheel 3. The clutch 1 has a clutch housing 13 in which a clutch disc 6 equipped with friction linings 7, 8 is arranged. This clutch disc 6 is in turn connected to a transmission input shaft 11 in a rotationally fixed manner and arranged in the clutch housing 13 such that the friction lining 7 can be pressed against a contact surface 4 of the flywheel 3.
Auf der axial gegenüber liegenden Seite der Kupplungsscheibe 6 liegt der Reibbelag 8 an einer Anlagefläche 5 einer Druckplatte 9 an, die mittels einer am Kupplungsge- liäuse 13 abgestützten Federanordnung 10 gegen den Reibbelag 8 pressbar ist. Dazu ist die Druckplatte 9 axial verschiebbar und drehfest mit dem Kupplungsgehäuse 13 verbun- den.On the axially opposite side of the clutch disc 6, the friction lining 8 lies on a contact surface 5 a pressure plate 9, which can be pressed against the friction lining 8 by means of a spring arrangement 10 supported on the clutch housing 13. For this purpose, the pressure plate 9 is axially displaceable and non-rotatably connected to the clutch housing 13.
Im Nichtbetätigungsfall wirkt die Federanordnung 10 mit einer Anpresskraft FP auf die Druckplatte 9, so dass eine drehmomentübertragungsfähige Verbindung zwischen der Antriebswelle 2 und der Getriebeeingangswelle 11 geschaffen ist.In the event of no actuation, the spring arrangement 10 acts on the pressure plate 9 with a contact force F P , so that a connection capable of transmitting torque is created between the drive shaft 2 and the transmission input shaft 11.
Zum Öffnen der Kupplung 1, also zur Unterbrechung der Drehmomentübertragungsfähigkeit, ist eine Ausrückvorrich- tung 12 vorhanden, die hier als Ausrücklager ausgebildet ist. Auf diese Ausrückvorrichtung 12 wirkt mit einer Ausrückkraft FA ein hier nicht dargestellter Kolben einer Kolben-Zylinder-Anordnung, die mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Druckmittels betätigbar ist. Für eine axiale Verschiebung der Ausrückvorrichtung 12 um einen Ausrückweg S wird die Feder 10 unter Einwirkung der Ausrückkraft FA um ihren Lagerpunkt am Kupplungsgehäuse 13 verschwenkt, so dass die Anpresskraft FP auf die Druckplatte 9 beziehungsweise von der Druckplatte 9 auf den Reibkörper 8 der Kupplungsscheibe 6 reduziert wird.To open the clutch 1, ie to interrupt the torque transmission capability, a release device 12 is provided, which is designed here as a release bearing. A piston, not shown here, of a piston-cylinder arrangement, which can be actuated by means of a hydraulic or pneumatic pressure medium, acts on this disengaging device 12 with a disengaging force F A. For an axial displacement of the disengaging device 12 by a disengagement path S, the spring 10 is pivoted about its bearing point on the clutch housing 13 under the action of the disengaging force F A , so that the contact force F P on the pressure plate 9 or from the pressure plate 9 on the friction body 8 of the clutch disc 6 is reduced.
Die Kupplung 1 ist nun so aufgebaut beziehungsweise ausgelegt, dass diese einen linearen und über den Ausrückwegs stetig ansteigenden Ausrückkraftverlauf aufweist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Federanordnung 10 selbst eine derartige Federkraftkennung über den Ausrückweg S aufweist oder dass andere Kupplungs- oder Kupplungs- betätigungsbauteile alleine oder in Kombination miteinander diesen gewünschten linearen sowie stetig ansteigenden Aus¬ rückkraftverlauf erzeugen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Federanordnung aus zwei oder mehreren Federn besteht, deren Zusammenwirken den genannten Ausrück- kraftverlauf erzeugt.The clutch 1 is now constructed or designed such that it has a linear release force curve that rises steadily over the disengagement path. This can be achieved in that the spring arrangement 10 itself has such a spring force identifier over the disengagement path S or that other clutch or clutch actuation components alone or in combination with one another this desired linear as well as continuously rising from ¬ back force curve produce. For example, it can be provided that the spring arrangement consists of two or more springs, the interaction of which produces the disengagement force curve mentioned.
Fig. 2 zeigt hierzu, dass im Gegensatz zu den Ausrück- kraftverläufen I und II von bekannten Kupplungen beziehungsweise Kupplungsbetätigungseinrichtungen die erfin- dungsgemäße Kupplung einen linearen und stetig mit dem Ausrückweg S ansteigende Aufrückkraft FA aufweist, deren Steigung zudem unabhängig vom Verschleiß der Reibbeläge 7, 8 der Kupplungsscheibe 6 ist. So ist dieser Darstellung leicht entnehmbar, dass das Einwirken einer Ausrückkraft ΔFA auf die Ausrückvorrichtung 12 beziehungsweise die An- druckplatte 9 bei der ersten Inbetriebnahme der Kupplung mit unverschlissenen Reibbelägen 7, 8 und einem Ausrück- kraftnullpunkt A zu einem Ausrückweg ΔS1 führt.2 shows that, in contrast to the disengagement force curves I and II of known clutches or clutch actuation devices, the clutch according to the invention has a linear engagement force F A , which increases steadily with the disengagement path S, the gradient of which also depends on the wear of the friction linings 7 , 8 of the clutch disc 6. It can easily be seen from this illustration that the action of a disengagement force ΔF A on the disengagement device 12 or the pressure plate 9 leads to a disengagement path ΔS1 when the clutch is started for the first time with non-worn friction linings 7, 8 and a disengagement force zero point A.
Nach einem gewissen Verschleiß der Reibbeläge 7, 8 hat sich der Ausrückkraftnullpunkt B zwar verschoben, das Einwirken einer Ausrückkraft ΔFA auf die Ausrückvorrichtung 12 beziehungsweise die Andruckplatte 9 führt aber ebenfalls zu einem Ausrückbetätigungsweg ΔS2, der genauso groß ist wie der Ausrückbetätigungsweg ΔS1. Die erfindungsgemäß ausgebildete Kupplung beziehungsweise deren Betätigungssystem führt daher unabhängig vom Reibbelagverschleiß bei gleicher Betätigungskraft FA zu immer gleich großen Stellwegen ΔS.After a certain wear of the friction linings 7, 8, the disengagement force zero B has shifted, but the action of a disengagement force ΔF A on the disengagement device 12 or the pressure plate 9 also leads to a disengagement actuation path ΔS2, which is the same length as the disengagement actuation path ΔS1. The clutch or its actuation system designed according to the invention therefore always leads to the same length of travel ΔS regardless of the friction lining wear with the same actuation force F A.
Zur Messung und steuerungstechnischen Verarbeitung der Ausrückkraft FA ist erfindungsgemäß zudem ein Drucksensor 14 vorgesehen, der über eine Sensorleitung oder mittels einer Funkstrecke mit einem Kupplungssteuergerät 15 verbun- den ist. Der Drucksensor 14 erfasst einen Druck im Kupp- lungsbetätigungssystem, der indirekt oder vorzugsweise di¬ rekt mit der Kupplungsausrückkraft FA im Zusammenhang steht. Mit diesem Drucksensor 14 wird daher bevorzugt der Druck in dem Zylinder der genannten Kolben-Zylinder- Anordnung oder in einer zu diesem Zylinder führenden und einen Steuerdruck führenden Steuerdruckleitung gemessen. A pressure sensor 14 is also provided according to the invention for measuring and processing the disengagement force F A , which is connected to a clutch control unit 15 via a sensor line or by means of a radio link. that is. The pressure sensor 14 detects a pressure in the couplings lung actuation system that is indirectly or preferably di rectly with the clutch-¬ F in connection. With this pressure sensor 14, the pressure in the cylinder of the aforementioned piston-cylinder arrangement or in a control pressure line leading to this cylinder and carrying a control pressure is therefore preferably measured.
Besonders sinnvoll ist es hinsichtlich einer möglichst kurzen Übertragungsstrecke zu dem Kupplungssteuergerät 15, wenn der Drucksensor 14 in der zu dem Zylinder führenden Steuerdruckleitung in der Nähe eines elektrischen Steuerventils angeordnet ist.With regard to the shortest possible transmission path to the clutch control device 15, it is particularly useful if the pressure sensor 14 is arranged in the control pressure line leading to the cylinder in the vicinity of an electrical control valve.
Aus dem so gemessenen Steuerdruck wird dann unter Zuhilfenahme von in dem Steuergerät 15 abgespeicherten kupplungs- und/oder kupplungsbetätigungssystemabhängigen Größen die Ausrückkraft FA berechnet. Mit dem so berechneten Ausrückkraftwert FA wird dann in dem Kupplungssteuerge- rät 15 eine dort abgespeicherte Tabelle oder eine dort abgespeicherte mathematische Funktion aufgesucht, die die Abhängigkeit der Ausrückkraft FA von dem Ausrückweg S angeben. In Kenntnis dieses Ausrückweges S ist die Kupplungsbetätigung exakt steuerbar, wenngleich herstellkostenreduzie- rend auf einen teueren Wegsensor verzichtet wird. Zudem kann durch die Erfindung die Kupplung beziehungsweise deren Betätigungsvorrichtung kostengünstiger hergestellt werden, da in deren Bereich nun nicht mehr ein Wegsensor untergebracht werden muss. BezugszeichenThe release force F A is then calculated from the control pressure measured in this way with the aid of variables dependent on the clutch and / or clutch actuation system stored in the control unit 15. With the disengagement force value F A thus calculated, a table or a mathematical function stored there is searched in the clutch control device 15, which table indicates the dependence of the disengagement force F A on the disengagement path S. Knowing this disengaging path S, the clutch actuation can be precisely controlled, although an expensive displacement sensor is dispensed with in order to reduce manufacturing costs. In addition, the clutch or its actuating device can be produced more cost-effectively by the invention, since a displacement sensor no longer has to be accommodated in its area. reference numeral
1 Reibungskupplung 2 Antriebswelle1 friction clutch 2 drive shaft
3 Schwungsscheibe3 flywheel
4 Anlagefläche4 contact surface
5 Anlagefläche5 contact surface
6 Kupplungsscheibe 7 Reibbelag6 clutch disc 7 friction lining
8 Reibbelag8 friction lining
9 Andruckplatte9 pressure plate
10 Federanordnung10 spring arrangement
11 Getriebeeingangswelle 12 Ausrückvorrichtung11 Transmission input shaft 12 release device
13 Kupplungsgehäuse13 clutch housing
14 Drucksensor14 pressure sensor
15 Kupplungssteuergerät15 clutch control unit
A Ausrückwegnullpunkt bei InbetriebnahmeA Release travel zero point when commissioning
B Ausrückwegnullpunkt nach VerschleißB Zero travel distance after wear
S AusrückwegS release path
ΔS Stellweg; AusrückwegΔS travel range; declutching
FA Ausrückkraft Fp AnpresskraftF A disengagement force Fp contact pressure
I Ausrückkraftverlauf bei Inbetriebnahme nach Stand der TechnikI Release force curve during commissioning according to the state of the art
II Ausrückkraftverlauf nach Verschleiß nach Stand der Technik III erfindungsgemäßer Ausrückkraftverlauf bei InbetriebnahmeII release force curve after wear according to the prior art III release force curve according to the invention during commissioning
IV erfindungsgemäßer Ausrückkraftverlauf nach Verschleiß IV release force curve according to the invention after wear

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Reibungskupplung (1) für Kraftfahrzeuge, mit einem Kupplungsgehäuse (13), in dem eine zwischen zwei Anlageflächen (4, 5) sowie mit einer Antriebsstrangwelle (11) drehfest verbundene Kupplungsscheibe (6) angeordnet ist, mit einer axial verlagerbaren und drehfest gegenüber dem Kupplungsgehäuse (13) abgestützten Druckplatte (9), an der eine der beiden Anlageflächen (5) ausgebildet ist, mit einer gegenüber dem Kupplungsgehäuse (13) abgestützten Federanordnung (10), mit der auf die Druckplatte (9) eine Anpresskraft (FP) ausübbar ist, und mit einer Ausrückvorrichtung (12), die im Kupplungsbe- tätigungsfall zur Unterbrechung der Drehmomentübertragungsfähigkeit der Kupplung (1) die Federanordnung (10) über einen Ausrückweg (S) mit einer Ausrückkraft (FA) beaufschlagt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kupplung (1) derart ausgebildet ist, dass diese einen linearen und stetig ansteigenden Ausrückkraftverlauf (III, IV) über den Ausrückweg (S) aufweist, und dass ein mit einem Kupplungssteuergerät (15) signaltech- nisch in Verbindung stehender Drucksensor (14) zur Erfassung der auf die Ausrückvorrichtung (12) wirkenden Ausrückbzw. Betätigungskraft (FA) vorhanden ist.1. friction clutch (1) for motor vehicles, with a clutch housing (13) in which a between two contact surfaces (4, 5) and with a drive train shaft (11) rotatably connected clutch disc (6) is arranged, with an axially displaceable and non-rotatable opposite the clutch housing (13) supported pressure plate (9), on which one of the two contact surfaces (5) is formed, with a spring arrangement (10) supported against the clutch housing (13), with which a pressure force (F P ) can be exercised, and with a disengaging device (12), which acts on the spring arrangement (10) via a disengaging path (S) with a disengaging force (F A ) when the clutch is actuated to interrupt the torque transmission capability of the clutch, characterized in that the clutch (1) is designed such that it has a linear and continuously increasing release force curve (III, IV) over the release path (S), and that a a clutch control unit (15) signal pressure-connected pressure sensor (14) for detecting the disengaging or acting on the disengaging device (12). Actuating force (F A ) is present.
2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch g e - k e n n z e i c h n e t , dass der Drucksensor (14) über eine Sensorleitung oder eine Funkstrecke mit dem Kupplungssteuergerät (15) verbunden ist. 2. A friction clutch according to claim 1, characterized in that the pressure sensor (14) is connected to the clutch control device (15) via a sensor line or a radio link.
3. Reibungskupplung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Federanordnung (10) eine Schraubenfeder und/oder eine Kombination aus Schraubenfedern und Tellerfedern umfasst, wobei die Summe derer Federkennlinien den linear und stetig ansteigenden Ausrückkraftverlauf (III, IV) erzeugt.3. A friction clutch according to claim 1 or claim 2, characterized in that the spring arrangement (10) comprises a helical spring and / or a combination of helical springs and disc springs, the sum of whose spring characteristics generating the linear and continuously increasing release force curve (III, IV).
4. Reibungskupplung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Drucksensor (14) in einen Druckraum eines Zylinders einer Kolben-Zylinder-Anordnung hineinragend angeordnet ist, mit der die Ausrückvorrichtung (12) beziehungsweise die Federanordnung (10) mit der Ausrückkraft (FA) beaufschlagbar ist.4. Friction clutch according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensor (14) is arranged projecting into a pressure chamber of a cylinder of a piston-cylinder arrangement with which the disengaging device (12) or the spring arrangement (10) with the disengaging force (F A ) can be acted upon.
5. Reibungskupplung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Drucksensor (14) in eine Steuerdruckleitung hineinragend angeordnet ist, die mit dem Zylinder der Kolben- Zylinder-Anordnung verbunden ist.5. Friction clutch according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure sensor (14) is arranged projecting into a control pressure line which is connected to the cylinder of the piston-cylinder arrangement.
6. Reibungskupplung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Drucksensor (14) in der Steuerdruckleitung in der Nähe eines Steuerventils an- geordnet ist. 6. Friction clutch according to claim 5, characterized in that the pressure sensor (14) is arranged in the control pressure line in the vicinity of a control valve.
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