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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwärmen eines pneumatischen Kupplungsstellers eines Getriebes gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Aus der Praxis sind automatische bzw. automatisierte Getriebe mit einer pneumatisch oder hydraulisch betätigten, automatisierten Kupplung, insbesondere einer pneumatisch oder hydraulisch betätigten Anfahrkupplung, bekannt, wobei die Kupplung des Getriebes zum Öffnen und zum Schließen von einem pneumatischen oder hydraulischen Kupplungssteller betätigt wird. Ein derartiger Kupplungssteller verfügt über einen Stellzylinder, der mit der Kupplung gekoppelt ist, wobei dem Stellzylinder des Kupplungsstellers Steuerventile zugeordnet sind, die abhängig von ihrer Schaltstellung entweder den Stellzylinder befüllen oder entleeren. Die Ansteuerung der Steuerventile des Kupplungsstellers übernimmt ein Steuergerät.
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Eine im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem beispielsweise als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor und einem Schaltgetriebe angeordnete Kupplung dient im Zugbetrieb zur Übertragung eines Drehmomentes von dem Antriebsmotor auf das Schaltgetriebe; im Schubbetrieb auch in umgekehrter Richtung. Im nicht betätigten Zustand ist die Kupplung durch die Wirkung einer Anpressfeder vollständig geschlossen und überträgt das Drehmoment schlupffrei durch Haftreibung. Bei Anfahrvorgängen, Schaltvorgängen und Notbremsungen wird die Kupplung geöffnet und damit der Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor und dem Schaltgetriebe vorübergehend unterbrochen oder zumindest reduziert.
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Bei einem Anfahrvorgang wird die Kupplung bei eingelegtem Anfahrgang wieder kontinuierlich geschlossen, wodurch das Drehmoment des Antriebsmotors im Schlupfbetrieb durch Gleitreibung übertragen wird, und dadurch ein Drehzahlausgleich zwischen der Abtriebswelle des schnell drehenden Antriebsmotors sowie der zunächst stillstehenden und nachfolgend zunächst langsamer drehenden Eingangswelle des Schaltgetriebes erfolgt. Bei einem Schaltvorgang zwischen einem eingelegten Lastgang und einem einzulegenden Zielgang wird durch das Öffnen der Kupplung das lastfreie Auslegen des Lastgangs und nachfolgend das lastfreie Synchronisieren und Einlegen des Zielgangs ermöglicht. Bei einer Notbremsung wird durch das Öffnen der Kupplung die Antriebskraft des Antriebsmotors von den Antriebsrädern genommen.
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Aus der
DE 10 2009 045 090 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer automatisierten Kupplung bekannt. Während des Betriebs des Getriebes wird bei Auftreten definierter Betriebsbedingungen, so zum Bespiel bei Unterschreiten eines Temperaturgrenzwerts, eine Dichtheit eines zum Betätigen der Kupplung dienenden Kupplungsstellers überprüft. Auf Grundlage dieser Überprüfung kann dann entschieden werden, ob und gegebenenfalls unter welchen Bedingungen ein weiterer Betrieb der Kupplung zulässig ist.
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An die Dichtheit des der pneumatischen oder hydraulischen Betätigung der Kupplung dienenden Kupplungsstellers werden hohe Anforderungen gestellt. So ist die Dichtheit des Kupplungsstellers für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Kupplung bzw. des Kupplungsstellers von hoher Bedeutung. Typischerweise wird ein Betriebstemperaturbereich definiert, innerhalb dessen der Kupplungssteller eine spezifizierte Dichtheit aufweisen muss, wobei außerhalb dieses definierten Betriebstemperaturbereichs der Betrieb des Kupplungsstellers und damit der Betrieb der Kupplung nicht zugelassen wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zum Aufwärmen eines pneumatisch betätigten Kupplungsstellers zu schaffen, durch welches eine verkürzte Aufwärmphase bei tiefen Temperaturen erzielbar ist. Zudem sollen ein Steuergerät, welches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
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Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung dieser Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen. Ein Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs ist zudem Gegenstand von Anspruch 9. Hinsichtlich eines Computerprogrammprodukts wird auf den Patentanspruch 10 verwiesen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Es wird ein Verfahren zum Aufwärmen eines pneumatischen Kupplungsstellers eines Getriebes vorgeschlagen, wobei zwischen zwei zueinander beweglichen Elementen des Kupplungsstellers zumindest ein Dichtelement angeordnet ist.
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Bei dem Getriebe handelt es sich bevorzugt um ein mehrgängiges Getriebe, bei dem eine Vielzahl von Übersetzungsstufen, also feste Übersetzungsverhältnisse zwischen zwei Wellen des Getriebes, durch Schaltelemente bevorzugt automatisiert schaltbar sind. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen, insbesondere auch bei Nutzfahrzeugen, Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik des Antriebsaggregats den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter Weise anzupassen.
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Der Kupplungssteller kann als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet sein, wobei zwischen dem Kolben und dem Zylinder zumindest ein Dichtelement angeordnet ist. Der Kolben ist bezogen auf den Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit axial beweglich angeordnet. Das Dichtelement kann beispielsweise als Rechteckdichtring oder als O-Ring-Dichtung ausgebildet sein.
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Der pneumatische Kupplungssteller des Getriebes dient zum Öffnen und Schließen einer zwischen einem Antriebsaggregat und dem Getriebe angeordneten Schalt- und/oder Anfahrkupplung und kann beispielsweise als Zentralausrücker ausgebildet sein. Bei Ausbildung als Zentralausrücker ist dieser üblicherweise als konzentrisch zu einer Getriebeeingangswelle angeordnete Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet.
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Der Kupplungssteller wird innerhalb eines vorgebbaren Betriebstemperaturbereichs, in welchem eine Dichtheit des Kupplungsstellers gewährleistet ist, von einem Luftversorgungssystem zum Betätigen der Schalt- und/oder Anfahrkupplung mit Druckluft beaufschlagt. Das Luftversorgungssystem kann beispielsweise einen Luftkompressor, sowie Druckmittelleitungen und Steuer- oder Regelventile, welche als Einlass- bzw. Auslassventile zum Betätigen des Kupplungsstellers ausgebildet sind, umfassen. Der Luftkompressor kann ein bereits vorhandener Kompressor eines Kraftfahrzeugs sein, in welchem das Getriebe eingebaut ist.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass zum Aufwärmen des Kupplungsstellers das Antriebsaggregat mit einer bezogen auf die Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats erhöhten Drehzahl betrieben wird, wenn eine Temperatur des Kupplungsstellers unterhalb einer Glasübergangstemperatur des zumindest einen Dichtelements liegt.
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So kann das Antriebsaggregat während dem Aufwärmvorgang des Kupplungsstellers beispielsweise mit einer bezogen auf die Temperatur des Antriebsaggregats maximal zulässigen Drehzahl betrieben werden.
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Unter der maximal zulässigen Drehzahl des Antriebsaggregats kann eine Drehzahl des Antriebsaggregats verstanden werden, bei deren Überschreiten das Antriebsaggregat beschädigt werden würde. Es soll unter der maximal zulässigen Drehzahl des Antriebsaggregats aber auch eine Drehzahl des Antriebsaggregats verstanden werden, die um einen vorgebbaren Offset unterhalb der Drehzahl, die zur Schädigung des Antriebsaggregats führen würde, liegt.
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Pneumatische Dichtelemente sind bei Unterschreiten einer sogenannten Glasübergangstemperatur, auch Glaspunkt genannt, undicht. Die Glasübergangstemperatur ist der Temperaturbereich in dem das Dichtelement der größten Änderung der Verformungsfähigkeit unterliegt. Die Glasübergangstemperatur kann beispielsweise in einem Temperaturbereich von - 15 °C bis - 20 °C, bevorzugt bei einer Temperatur von - 18 °C, liegen. Im Temperaturbereich unterhalb der Glasübergangstemperatur befindet sich das Dichtelement in einem hartelastischen, glasartig, spröden Zustand, in welchem das Dichtelement die Dichtfunktion nicht mehr erfüllt.
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Der notwendige Aufwärmvorgang des Kupplungsstellers nimmt ohne zusätzliche Maßnahmen sehr viel Zeit in Anspruch, in der das Getriebe und somit das Kraftfahrzeug nicht einsatzfähig ist. Durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Aufwärmen des pneumatischen Dichtelements auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur deutlich beschleunigt werden, da der Aufwärmvorgang aktiv beeinflusst wird.
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Der Kupplungssteller wirkt beispielsweise über ein Ausrücklager mit einer Druckplatte der Schalt- und/oder Anfahrkupplung zusammen, welche mit der Drehzahl des Antriebsaggregats rotiert. Bei höheren Drehzahlen des Antriebsaggregats erfolgt eine stärkere Erwärmung des mit der Druckplatte in Kontakt stehenden Ausrücklagers und folglich auch des Kupplungsstellers aufgrund der dabei freiwerdenden Verlustwärme.
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Dann, wenn die Temperatur des Kupplungsstellers oder die Temperatur des zumindest einen zwischen den zwei zueinander beweglichen Elementen des Kupplungsstellers angeordneten Dichtelements die Glasübergangstemperatur überschreitet, kann die erhöhte Drehzahl des Antriebsaggregats wieder zurückgenommen werden. Nach Erreichen oder Überschreiten der Glasübergangstemperatur ist die Dichtheit des Kupplungsstellers gegeben und der Kupplungssteller ist somit betriebsbereit. Folglich kann der Aufwärmvorgang beendet werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kupplungssteller bereits mit Druckluft aus dem Luftversorgungssystem beaufschlagt wird, wenn die Temperatur des Kupplungsstellers unterhalb der Glasübergangstemperatur des zumindest einen Dichtelements liegt.
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Mit anderen Worten wird der Kupplungssteller bereits mit Druckluft aus dem Luftversorgungssystem durchströmt, wenn die Temperatur des Kupplungsstellers bzw. die Temperatur des Dichtelements noch außerhalb des definierten Betriebstemperaturbereichs liegt und der Kupplungssteller aufgrund tiefer Temperaturen undicht ist und sich somit nicht ordnungsgemäß betreiben lässt. Durch die Beaufschlagung des Kupplungsstellers mit vorgewärmter Druckluft aus dem Luftversorgungssystem wird der Kupplungssteller und somit das Dichtelement des Kupplungsstellers aufgewärmt. Dies kann im Rahmen einer Warmlaufphase des Getriebes bzw. des Kraftfahrzeugs erfolgen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die dem Kupplungssteller zugeführte Druckluft über einen im Luftversorgungssystem angeordneten Durchlauferhitzer vorgewärmt wird. Dadurch kann die Temperatur der dem Kupplungssteller zugeführten Druckluft schneller erhöht und die Zeit zum Aufwärmen des Kupplungsstellers bzw. des Dichtelements entsprechend verkürzt werden. Durch den Durchlauferhitzer kann eine Erwärmung der dem Kupplungssteller zugeführten Druckluft über beispielsweise einen Kühlwasserkreislauf des Antriebsaggregats oder elektrisch erfolgen. Das Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs kann als Brennkraftmaschine bzw. Verbrennungsmotor, als Elektromotor oder als Hybridantrieb, umfassend einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor, ausgebildet sein.
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Überschreitet die Temperatur des Kupplungsstellers oder die Temperatur des Dichtelements die Glasübergangstemperatur des Dichtelements, dann kann die Zufuhr der Druckluft aus dem Luftversorgungssystem wieder abgebrochen werden, da die Dichtheit des Kupplungsstellers wieder gegeben und der Kupplungssteller somit wieder betriebsbereit ist.
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Die Zufuhr von Druckluft aus dem Luftversorgungssystem im Rahmen des Aufwärmvorgangs wird vorzugsweise auch dann abgebrochen, wenn eine maximal zulässige Einschaltdauer von elektropneumatischen Schaltventilen des Luftversorgungssystems erreicht wird. Dadurch werden die Schaltventile gegen eine unzulässige Erwärmung der Ventilspulen geschützt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei der Ansteuerung der elektropneumatischen Schaltventile einzelne Pulse mit einer vorgebbaren konstanten oder veränderlichen Pulsfrequenz erzeugt werden. Anhand der Pulsfrequenz, mit der zumindest ein Einlassventil des Luftversorgungssystems zum betätigen des Kupplungsstellers angesteuert wird, und einer Positionserfassung des Kupplungsstellers während der Druckbeaufschlagung, kann auf den Grad der Dichtheit des Kupplungsstellers oder des Dichtelements geschlossen werden. Diese Information kann zusätzlich zur Festlegung des Zeitpunktes, zu dem der Aufwärmvorgang abgebrochen wird, genutzt werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Das Steuergerät umfasst Mittel, die der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Bei diesen Mitteln handelt es sich um hardwareseitige Mittel und um softwareseitige Mittel. Bei den hardwareseitigen Mitteln des Steuergeräts handelt es sich um Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen des Antriebsstranges Daten auszutauschen. Das Steuergerät ist hierzu auch mit notwendigen Sensoren sowie soweit notwendig auch mit anderen Steuergeräten, beispielsweise einem Motorsteuergerät verbunden, um die entscheidungsrelevanten Daten aufzunehmen bzw. Steuerbefehle weiterzuleiten. So kann das Steuergerät beispielsweise über einen CAN-Bus mit dem Motorsteuergerät kommunizieren und von diesem während des Aufwärmens des Kupplungsstellers einen Betrieb des Antriebsaggregats mit einer erhöhten Drehzahl anfordern. Das Steuergerät kann beispielsweise als Getriebesteuergerät ausgebildet sein. Bei den hardwareseitigen Mitteln des Steuergeräts handelt es sich ferner um einen Prozessor zur Datenverarbeitung und ggf. um einen Speicher zur Datenspeicherung. Bei den softwareseitigen Mitteln handelt es sich um Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches wenn es auf einem Prozessor eines Steuergeräts läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten erfindungsgegenständlichen Verfahrensschritte durchzuführen. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespeichert ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten Ansprüche oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren.
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Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 einen pneumatischen Kupplungssteller eines Getriebes und
- 2 ein Diagramm, in welchem Temperaturverläufe des Kupplungsstellers über der Zeit dargestellt sind.
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1 zeigt einen pneumatischen Kupplungssteller 1, der zum Öffnen und Schließen einer zwischen einem Antriebsaggregat und einem Getriebe angeordneten Schalt- und/oder Anfahrkupplung in Form eines Zentralausrückers ausgebildet ist. Der Kupplungssteller 1 weist hier einen Zylinder 3 mit einem ringförmigen Zylinderkörper auf. In dem Zylinder 3 ist ein axial entlang einer Rotationsachse 9 der Schalt- und/oder Anfahrkupplung verschiebbarer Kolben 2 auf einem Führungsrohr 12 angeordnet. Der Kolben 2 ist in Form eines Ringkolbens ausgebildet und trägt ein Ausrücklager 8, das mit einer Druckplatte 11 der Schalt- und/oder Anfahrkupplung zusammenwirkt. Die Druckplatte 11 kann beispielsweise als Membranfeder ausgebildet sein.
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Zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinder 3 ist ein äußeres Dichtelement 6 und zwischen dem Kolben 2 und dem Führungsrohr 12 ist ein inneres Dichtelement 7 angeordnet. Die Dichtelemente 6, 7 sind vorliegend als Elastomer-Nutringe ausgebildet.
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Zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinder 3 ist ferner eine Feder 5 angeordnet, die den Kolben 2 vom Zylinder 3 wegdrückt und dadurch auf den Kolben 2 und das Ausrücklager 8 eine definierte Last aufbringt, ohne dass der Kupplungssteller 1 mit Druckluft beaufschlagt wird. Daher wird die Feder 5 auch als Vorlastfeder bezeichnet.
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Die Position des Kolbens 2 kann über einen Wegsensor 10 erfasst werden. Zur Erfassung der Temperatur des Kupplungsstellers 1 kann ein hier nicht dargestellter Temperatursensor dienen.
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Der Kupplungssteller 1 wird betätigt und in der dargestellten Zeichnungsebene nach links bewegt, indem über ein hier nicht dargestelltes Luftversorgungssystem eines Kraftfahrzeugs Druckluft in eine Druckkammer 4 zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinder 3 zugeführt wird.
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Bei nichtbetätigtem Kupplungssteller 1 ist die zwischen dem Antriebsaggregat und dem Getriebe angeordnete Schalt- und/oder Anfahrkupplung geschlossen. Beim Unterschreiten einer Glasübergangstemperatur der Dichtelemente 6, 7 werden diese und damit auch der Kupplungssteller 1 undicht und die Anfahr- und/oder Schaltkupplung kann über den Kupplungssteller 1 nicht oder nur unvollständig geöffnet werden. Zum Aufwärmen des Kupplungsstellers 1 muss dann das Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs über eine längere Zeit bei Leerlaufdrehzahl betrieben werden. Dabei erwärmt sich das über die Feder 5 leicht vorgespannte Ausrücklager 8 aufgrund freiwerdender Verlustwärme. Indirekt werden dadurch der Kolben 2 und die Dichtelemente 6, 7 aufgewärmt. Sobald die Dichtelemente 6, 7 eine Temperatur aufweisen, die oberhalb der Glasübergangstemperatur der Dichtelemente 6, 7 liegt, erfüllen die Dichtelement ihre Dichtfunktion und der Kupplungssteller 1 ist betriebsbereit. Dadurch, dass der Gradient, mit dem die Temperatur der Dichtelemente 6, 7 ansteigt, sehr gering ist, kann der Aufwärmvorgang bei tiefen Temperaturen entsprechend lange dauern. Dies führt zu für den Fahrzeugführer unakzeptablen langen Wartezeiten.
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Gemäß der Erfindung ist daher vorgesehen, dass das Antriebsaggregat mit einer bezogen auf die Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats erhöhten Drehzahl betrieben wird, wenn eine Temperatur des Kupplungsstellers 1 unterhalb einer Glasübergangstemperatur des zumindest einen Dichtelements 6, 7 liegt. Dadurch wird der Aufwärmvorgang aktiv beeinflusst und ein Aufwärmen der pneumatischen Dichtelemente 6, 7 auf eine Temperatur oberhalb deren Glasübergangstemperatur kann deutlich beschleunigt werden.
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Je höher die Drehzahl ist, mit dem das Antriebsaggregat und folglich auch die mit dem Ausrücklager 8 in Kontakt stehende Druckplatte 11 der Schalt- und/oder Anfahrkupplung betrieben wird, desto stärker erwärmt sich das über die Feder 5 vorgespannte Ausrücklager 8 aufgrund der dabei freiwerdenden Verlustwärme. Die Betriebsbereitschaft des Kupplungsstellers 1 und somit auch die Betriebsbereitschaft des Getriebes und des Kraftfahrzeugs sind daher zu einem früheren Zeitpunkt gegeben.
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Wird der Kupplungssteller 1 bereits mit Druckluft aus dem Luftversorgungssystem beaufschlagt, wenn die Temperatur des Kupplungsstellers 1 unterhalb einer Glasübergangstemperatur des zumindest einen Dichtelements 6, 7 liegt, dann kann der Aufwärmvorgang des Kupplungsstellers weiter beschleunigt werden.
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Durch die Druckbeaufschlagung der Druckkammer 4 erfährt der Kolben 2 des Kupplungssteller 1 trotz mangelnder Dichtheit eine axiale Bewegung in Richtung Druckplatte 11 der Schalt- und/oder Anfahrkupplung. Dadurch erhöht sich die auf das Ausrücklager 8 wirkende Last. Da das Antriebsaggregat bereits mit erhöhter Drehzahl betrieben wird, rotiert auch die Druckplatte 11 der Schalt- und/oder Anfahrkupplung mit der erhöhten Drehzahl des Antriebsaggregats. Durch die erhöhte Last des Ausrücklagers 8 und die erhöhte Drehzahl des Antriebsaggregats wird das Ausrücklager 8 folglich schneller erwärmt und mit dem Ausrücklager 8 auch der Kolben 2 und die zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinder 3 bzw. dem Führungsrohr 12 angeordneten Dichtelemente 6, 7.
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Alternativ oder zusätzlich zur Erfassung der Temperatur des Kupplungsstellers 1 über einen Temperatursensor, kann die Temperatur des Kupplungsstellers1 bzw. die Temperatur des Kolbens 2 des Kupplungsstellers 1 auch ermittelt werden. Da die auf das Ausrücklager 8 wirkende Last proportional zu dem Ausrückweg ist, den der Kolben 2 aufgrund der Druckbeaufschlagung zurücklegt, kann über das von dem Wegsensor 10 erfasste Wegsignal auf die am Ausrücklager 8 wirksame Last geschlossen werden. Über die bekannte Last am Ausrücklager 8 lässt sich dann ein Temperaturgradient ermitteln, mit welchem sich der Kolben 2 des Kupplungsstellers 1 aufwärmt. Durch Aufintegrieren des sich über die Zeit jeweils einstellenden Temperaturgradienten kann schließlich auf das zeitliche Aufwärmverhalten des Kolbens 2 des Kupplungsstellers 1 und somit auf die Temperatur des Kolbens 2 und die Temperatur der Dichtelemente 6, 7 geschlossen werden.
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2 zeigt ein schematisches Diagramm, in welchem Temperaturverläufe des Kupplungsstellers 1 über der Zeit dargestellt sind. Auf der Ordinatenachse ist die Temperatur in °C und auf der Abszissenachse ist die Zeit t aufgetragen. Beispielhaft werden hier Temperaturverläufe gezeigt, die sich an dem Kolben 2 des Kupplungsstellers 1 während einer Warmlaufphase des Getriebes bzw. des Kraftfahrzeugs einstellen. Beim Unterschreiten einer Glasübergangstemperatur der Dichtelemente 6, 7, welche hier bei einer Temperatur von ca. - 18 °C angegeben ist, werden diese und damit auch der Kupplungssteller 1 undicht und die Anfahr- und/oder Schaltkupplung kann über den Kupplungssteller 1 nicht oder nur unvollständig geöffnet werden. Erst bei Erreichen bzw. Überschreiten der Glasübergangstemperatur sind die Dichtelemente 6, 7 und somit auch der Kupplungssteller 1 wieder betriebsfähig. Eine Warmlaufphase wird zum Zeitpunkt t1 bei einer beispielhaft angenommenen Temperatur von - 30 °C gestartet.
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Die durchgezogene Linie T_n1 zeigt einen zeitlichen Verlauf der Temperatur des Kolbens 2 des Kupplungsstellers 1 während einer Warmlaufphase, bei der das Antriebsaggregat mit einer Leerlaufdrehzahl von beispielsweise 600 U/min betrieben und der Kupplungssteller 1 nicht mit Druckluft beaufschlagt wird. Der Gradient, mit dem die Temperatur des Kolbens 2 ansteigt ist sehr gering, wodurch die Glasübergangstemperatur erst zu einem Zeitpunkt t4 erreicht wird und der Aufwärmvorgang entsprechend lange dauert.
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Die gestrichelt dargestellte Linie T_n2 zeigt einen zeitlichen Verlauf der Temperatur des Kolbens 2 des Kupplungsstellers 1 während einer Warmlaufphase, bei der das Antriebsaggregat mit einer bezogen auf die Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats erhöhten Drehzahl betrieben und der Kupplungssteller 1 nicht mit Druckluft beaufschlagt wird. Das Antriebsaggregat kann hierbei beispielsweise mit einer Drehzahl von 850 U/min betrieben werden. Dadurch, dass der Aufwärmvorgang durch die Erhöhung der Drehzahl des Antriebsaggregats aktiv beeinflusst wird, kann ein Aufwärmen des Kolbens 2 des Kupplungsstellers 1 auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur deutlich beschleunigt werden. Die Glasübergangstemperatur wird hierbei bereits zu einem Zeitpunkt t3 erreicht.
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Die strichpunktiert dargestellte Linie T_1 zeigt einen zeitlichen Verlauf der Temperatur des Kolbens 2 des Kupplungsstellers 1 während einer Warmlaufphase, bei der zusätzlich zu der Erhöhung der Drehzahl des Antriebsaggregats der Kupplungssteller 1 mit Druckluft aus dem Luftversorgungssystem beaufschlagt wird. Dadurch kann der Aufwärmvorgang des Kupplungsstellers 1 weiter beschleunigt werden, wobei die Glasübergangstemperatur bereits zu einem früheren Zeitpunkt t2 erreicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungssteller
- 2
- Kolben
- 3
- Zylinder
- 4
- Druckkammer
- 5
- Vorlastfeder
- 6
- Äußeres Dichtelement
- 7
- Inneres Dichtelement
- 8
- Ausrücklager
- 9
- Rotationsachse
- 10
- Wegsensor
- 11
- Druckplatte
- 12
- Führungsrohr
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009045090 A1 [0005]
