DE102016112152A1

DE102016112152A1 - Verfahren zum Betreiben einer Kupplung

Info

Publication number: DE102016112152A1
Application number: DE102016112152.5A
Authority: DE
Inventors: Sven Cortès; Markus Holzer
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2018-01-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplung (1), insbesondere einer Kupplung zum Trennen oder Verbinden eines Kraftschlusses zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Fahrzeugs, wobei die Kupplung in einer ersten Stellung geschlossen und in einer zweiten Stellung geöffnet ist, sowie beim Betätigen der Kupplung eine Kraft aufgebracht wird, die die Kupplung entgegen der Kraft eines Federmittels (5) in eine der beiden Stellungen überführt, sowie das Betätigen der Kupplung in die andere der beiden Stellungen mittels des Federmittels erfolgt. Bei einem solchen Verfahren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die von dem Federmittel beim Betätigen der Kupplung in die andere der beiden Stellungen aufgebrachte Energie in einem Sekundärkreis (7) gespeichert wird und die gespeicherte Energie beim Betätigen der Kupplung in die eine der beiden Stellungen abgerufen wird. Mittels eines solchen Verfahrens lässt sich die Kraft, die zum Betätigen der Kupplung entgegen der Kraft des Federmittels erforderlich ist, reduzieren und auch die Dynamik des Kupplungsvorgangs gegen die Kraft des Federmittels erhöhen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kupplung, wobei die Kupplung in einer ersten Stellung geschlossen und in einer zweiten Stellung geöffnet ist, sowie beim Betätigen der Kupplung eine Kraft aufgebracht wird, die die Kupplung entgegen der Kraft eines Federmittels in eine der beiden Stellungen überführt, sowie das Betätigen der Kupplung in die andere der beiden Stellungen mittels des Federmittels erfolgt.
Das Verfahren findet insbesondere bei einer Kupplung zum Trennen oder Verbinden eines Kraftschlusses zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Fahrzeugs Verwendung.
Es sind Kupplungen bekannt, die in einem "normally closed"- oder "normally open"-Zustand betrieben werden. Eine Normally-closed-Kupplung wird im nicht betätigten Zustand durch das Federmittel geschlossen. Somit werden die beiden Kupplungshälften der Kupplung im geschlossenen Zustand von dem Federmittel automatisch aneinandergepresst. Eine Normally-open-Kupplung wird im nicht betätigten Zustand über das Federmittel offen gehalten. Beim Betätigen der Kupplung muss Kraft aufgewendet werden, um die Kupplung entgegen der Kraft des Federmittels zu öffnen oder zu schließen. Anschließend wird die Kupplung von dem Federmittel wieder geschlossen oder geöffnet.
Das eingangs genannte Verfahren zum Betreiben einer Kupplung ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich die Kraft, die zum Betätigen der Kupplung entgegen der Kraft des Federmittels erforderlich ist, reduzieren lässt, und sich die Dynamik des Kupplungsvorgangs gegen die Kraft des Federmittels erhöhen lässt.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die von dem Federmittel beim Betätigen der Kupplung in die andere der beiden Stellungen aufgebrachte Energie in einem Sekundärkreis gespeichert wird und die gespeicherte Energie beim Betätigen der Kupplung in die eine der beiden Stellungen abgerufen wird.
Bei solchen Kupplungen ist die Kraft des Federmittels in aller Regel deutlich höher zu bemessen als diejenige Kraft, die zum Betätigen der Kupplung mittels des Federmittels erforderlich ist. Dies gilt insbesondere bei Normally-closed-Kupplungen. Hier ist die Kraft des Federmittels so hoch auszulegen, dass die Kupplungshälften unter Einwirkung der Federmittel derart stark gegeneinander gepresst werden, dass die Kupplung das erforderliche Moment übertragen kann. Dies bedingt eine hohe Dynamik beim Schließen der Kupplung aufgrund der hohen Federkraft des Federmittels. Demzufolge muss ein Aktuator zum Betätigen der Kupplung zwecks deren Öffnens, somit Betätigen entgegen der Kraft des Federmittels, sehr stark ausgelegt sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht grundsätzlich, somit unabhängig davon, ob es sich um eine Normally-closed-Kupplung oder um eine Normally-open-Kupplung handelt, die Kraft, die zum Betätigen der Kupplung entgegen der Kraft des Federmittels erforderlich ist, zu reduzieren und gleichzeitig die Dynamik des Kupplungsvorgangs gegen die Kraft des Federmittels zu erhöhen. Dies ist möglich, weil die von dem Federmittel beim Betätigen der Kupplung in die andere der beiden Stellungen aufgebrachte Energie im Sekundärkreis gespeichert wird und die gespeicherte Energie beim Betätigen der Kupplung in die eine der beiden Stellungen abgerufen wird.
Es wird somit die Energie aus dem Federmittel beim Entspannen des Federmittels über den Sekundärkreis gespeichert, der die gespeicherte Energie beim erneuten Spannen des Federmittels zur Verfügung stellt. Somit kann die Dynamik beim Bewegen des Kupplungsteils beim Spannen des Federmittels erhöht werden und der mit dem Federmittel zusammenwirkende Aktuator entlastet werden.
Mit diesem Sekundärkreis sollte eine Vorrichtung zusammenwirken, die es ermöglicht, die Energie bedarfsgerecht abzurufen.
Die Speicherung der Energie im Sekundärkreis kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. Sie erfolgt insbesondere hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder mechanisch und/oder elektrisch. Die Speicherung der von dem Federmittel zum Schließen bzw. Öffnen der Kupplung aufgebrachten Energie im Sekundärkreis erfolgt beispielsweise pneumatisch über einen Unterdruckbehälter oder über einen Gyrospeicher.
Der Aktuator zum Überführen der Kupplung entgegen der Kraft des Federmittels in die eine der beiden Stellungen ist insbesondere elektromagnetisch oder elektromechanisch oder elektrohydraulisch wirksam. Vorzugsweise findet hierbei ein Elektromagnet Verwendung. Hierdurch kann auf baulich besonders einfache Art und Weise die von dem Federmittel beim Betätigen der Kupplung in die andere der beiden Stellungen aufgebrachte Energie in elektromagnetische Energie umgewandelt und gespeichert werden, beispielsweise in einem Kondensator oder in einem Kurzzeitmagnetspeicher im Bordnetz des Fahrzeugs. Diese gespeicherte Energie wird beim Betätigen der Kupplung in die andere der beiden Stellungen abgerufen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels, ohne auf dieses beschränkt zu sein.
Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Kupplungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Betreiben der Kupplung.
Figurenbeschreibung
Das Verfahren findet insbesondere zum Betreiben einer Kupplung 1 Verwendung, die dem Trennen oder Verbinden eines Kraftschlusses oder Formschlusses zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Fahrzeugs dient.
Gezeigt ist eine reibschlüssig wirkende Kupplung 1 in deren geöffneter Stellung. Die Kupplung 1 weist eine erste Kupplungshälfte 2 und eine zweite Kupplungshälfte 3 auf. Die mit den Kupplungshälften 2, 3 verbundenen Wellen zwecks Drehmomentübertragung sind mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet. In Wirkverbindung mit der Kupplungshälfte 2 steht ein Federmittel 5, das die Kupplungshälfte 2 in Richtung der Kupplungshälfte 3 drückt. Bei dieser Kupplung 1 handelt es sich um eine Normally-closed-Kupplung, bei der im Geschlossen-Zustand der Kupplung 1 die beiden Kupplungshälften 2 und 3 automatisch mittels des Federmittels 5 aneinandergepresst werden, indem das Federmittel 5 die Kupplungshälfte 2 gegen die Kupplungshälfte 3 bewegt und so der Reibschluss zwischen diesen Kupplungshälften 2, 3 hergestellt wird. Geöffnet wird die Kupplung 1 mittels eines Aktuators 6, der elektromagnetisch wirksam ist. Durch Beaufschlagung dieses Aktuators 6 wird die Kupplungshälfte 2 von der Kupplungshälfte 3 wegbewegt, sodass sich die Kupplung 1 in deren geöffneten Stellung befindet. Hierbei wird aufgrund Einwirkung des Aktuators 6 auf die Kupplungshälfte 2 das Federmittel 5 zusammengedrückt, somit vorgespannt.
Mit dem Federmittel 5 wirkt ein Sekundärkreis 7 zusammen, der, gemäß Ausführungsbeispiel, als wesentliches Element einen Unterdruckbehälter 8 aufweist. Die von dem Federmittel 5 beim Schließen der Kupplung 1 aufgebrachte Energie wird in dem Sekundärkreis 7 gespeichert. Diese gespeicherte Energie wird beim Öffnen der Kupplung 1, somit beim Bewegen der Kupplungshälfte 2 entgegen der Kraft des Federmittels 5, aus dem Sekundärkreis 7 abgerufen.
Demnach wird beim Schließen der Kupplung 1, somit Bewegen der Kupplungshälfte 2 in Richtung der Kupplungshälfte 3, über die Bewegung des Federmittels 5 der Unterdruck im Unterdruckbehälter 8 erhöht und es werden beim Öffnen der Kupplung 1, somit beim Bewegen der Kupplungshälfte 2 von der Kupplungshälfte 3 weg, die Druckverhältnisse ausgeglichen, demnach die gespeicherte Energie aus dem Unterdruckbehälter 8 abgerufen. Somit kann die Dynamik der Öffnungsbewegung der Kupplungshälfte 2 gegen das Federmittel 5 erhöht werden und der Aktuator 6 hierbei entlastet werden. Zusätzlich weist der Sekundärkreis 7 eine Vorrichtung auf, die es ermöglicht, die Energie bedarfsgerecht abzurufen.
Bei dem Federmittel 5 handelt es sich insbesondere um eine ausschließlich mechanisch wirkende Feder bzw. ausschließlich mechanisch wirkende Federanordnung, beispielsweise eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Kupplung (1), insbesondere einer Kupplung zum Trennen oder Verbinden eines Kraftschlusses zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Fahrzeugs, wobei die Kupplung in einer ersten Stellung geschlossen und in einer zweiten Stellung geöffnet ist, sowie beim Betätigen der Kupplung eine Kraft aufgebracht wird, die die Kupplung entgegen der Kraft eines Federmittels (5) in eine der beiden Stellungen überführt, sowie das Betätigen der Kupplung in die andere der beiden Stellungen mittels des Federmittels erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Federmittel beim Betätigen der Kupplung in die andere der beiden Stellungen aufgebrachte Energie in einem Sekundärkreis (7) gespeichert wird und die gespeicherte Energie beim Betätigen der Kupplung in die eine der beiden Stellungen abgerufen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigen der Kupplung in die erste Stellung oder die zweite Stellung der Kupplung mittels des Federmittels erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung der Energie im Sekundärkreis hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder mechanisch und/oder elektrisch erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigen der Kupplung entgegen der Kraft des Federmittels mittels eines elektromagnetisch oder elektromechanisch oder elektrohydraulisch wirkenden Aktuators (6) erfolgt.