DE112011102223B4 - Actuating device for a friction clutch - Google Patents
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Abstract
Betätigungseinrichtung (1) für eine Reibungskupplung aufweisend,einen Zylinder (2), der einen Arbeitsraum bildet, in dem ein axial bewegbarer Kolben (3) angeordnet ist,wobei die Reibungskupplung ein Verdrehmoment auf den Kolben (3) ausübt und wobei bei niedrigem Betätigungsdruck der Kolben in seiner Ausgangslage und die Reibungskupplung geöffnet ist,wobei der Kolben (3) auf seiner, der Reibungskupplung abgewandten Seite einen Zentraleinrücker (4) aufweist,wobei der Zentraleinrücker (4) mittels einer Feder (5) vorgespannt ist,wobei der Zentraleinrücker (4) nach außen mit einer Kappe (6) abgedeckt ist, gegen die der Kolben (3) des Zentraleinrückers (4) reibt, wobei die Kappe (6) wenigstens eine Abstützstelle (7) aufweist, gegen die eine Auswölbung (8) des Zentraleinrückers (4) reibt, wobei die Kappe (6) einen Vorsprung (9) aufweist und wobei das Gehäuse der Betätigungseinrichtung (1) eine Nut (10) aufweist, in die der Vorsprung (9) der Kappe (6) eingreift.Actuating device (1) for a friction clutch having a cylinder (2) which forms a working space in which an axially movable piston (3) is arranged, the friction clutch exerting a torsional torque on the piston (3) and where the actuation pressure is low The piston is in its starting position and the friction clutch is open, the piston (3) having a central engaging element (4) on its side facing away from the friction clutch, the central engaging element (4) being prestressed by means of a spring (5), the central engaging element (4 ) is covered on the outside with a cap (6), against which the piston (3) of the central engagement unit (4) rubs, the cap (6) having at least one support point (7) against which a bulge (8) of the central engagement unit ( 4) rubs, wherein the cap (6) has a projection (9) and the housing of the actuating device (1) has a groove (10) into which the projection (9) of the cap (6) engages.
Description
Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplung.The invention relates to an actuating device for a friction clutch.
Automatikgetriebe werden seit geraumer Zeit in unterschiedlichen Kraftfahrzeugtypen genutzt. Zu ihnen zählen beispielsweise Stufenautomatikgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und stufenlose Getriebe. Allgemein zeichnet sich ein Automatikgetriebe durch ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl sowie eine automatisierbare Ansteuerung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse aus. Unter Getriebe wird hierbei unabhängig von einer möglichen baulichen Aufteilung auf unterschiedliche Baugruppen die Gesamtheit der an der Änderung des Übersetzungsverhältnisses beteiligten und zumindest zeitweise in den Kraftfluss eingebundenen Elemente verstanden.Automatic transmissions have been used in various types of motor vehicles for some time. These include, for example, multi-step automatic transmissions, dual clutch transmissions and continuously variable transmissions. In general, an automatic transmission is characterized by a variable transmission ratio between the input speed and the output speed as well as an automatable control of different transmission ratios. In this case, transmission is understood to mean the entirety of the elements involved in the change in the transmission ratio and at least temporarily integrated into the power flow, regardless of a possible structural division into different assemblies.
Ein Schaltbefehl zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses wird zumeist mittels druckmittelbetätigbaren Schaltelementen wie Kupplungen und/oder Bremsen in Getriebeschaltstellungen übersetzt. Dabei werden die Kupplungen bzw. Bremsen zur Synchronisation verschiedener Getriebeelemente und zur Steuerung des Kraftflusses innerhalb des Getriebes verwendet. Im Folgenden werden Kupplungen und Bremsen allgemein als Kupplungen bezeichnet. Die verwendeten Kupplungen weisen dabei zumeist als Reibbeläge gestaltete Wirkflächen auf, welche bei geschlossener Kupplung mittels einer zumeist axialen Kraft gegeneinandergedrückt werden und auf diese Weise ein Drehmoment übertragen können. Derartige Kupplungen sind beispielsweise in der Veröffentlichung „Schäffler Symposion 2010“ offenbart.A shift command to change the transmission ratio is usually translated into gear shift positions by means of shift elements that can be actuated by pressure medium, such as clutches and / or brakes. The clutches or brakes are used to synchronize various transmission elements and to control the flow of power within the transmission. In the following, clutches and brakes are generally referred to as clutches. The clutches used mostly have active surfaces designed as friction linings which, when the clutch is closed, are pressed against one another by means of a mostly axial force and in this way can transmit a torque. Such couplings are disclosed, for example, in the publication “Schäffler Symposion 2010”.
Zur Ansteuerung der Kupplungen werden überwiegend hydraulische Aktuatoren verwendet, welche bei geöffneter Kupplung drucklos sind oder zumindest einen im Vergleich zum Betrieb bei geschlossener Kupplung niedrigen Betätigungsdruck aufweisen. Bei niedrigem Betätigungsdruck werden die Wirkflächen der Kupplung gewöhnlich über eine Rückstellfeder auseinander- und der Kolben der Aktuatoreinheit in Richtung seiner Ausgangslage gedrückt. Die Rückstellfeder kann dabei beispielsweise eine Schraubenfeder, eine Tellerfeder oder eine Kombination verschiedener Federn sein, wobei durch eine Kombination verschiedener Federn unterschiedliche Federkennlinien realisiert werden können.To control the clutches, hydraulic actuators are predominantly used which are depressurized when the clutch is open or at least have a low actuation pressure compared to operation when the clutch is closed. When the actuation pressure is low, the active surfaces of the clutch are usually moved apart by a return spring and the piston of the actuator unit is pressed in the direction of its starting position. The return spring can be, for example, a helical spring, a plate spring or a combination of different springs, with different spring characteristics being able to be implemented by combining different springs.
Da Kupplungen, die momentan nicht in den Kraftfluss eingebunden sind, in fast allen Fällen offen sind, also die Reibbeläge nicht plan aneinander anliegen, übertragen sie im Idealfall kein Moment. Die Momentenübertragung bei offener Kupplung wird als Schleppmoment bezeichnet, die hierdurch entstehenden Verluste an nutzbarem Drehmoment als Schleppverluste. Die Schleppverluste wirken sich zudem durch eine Umsetzung von kinetischer Energie in Wärmeenergie potenziell negativ auf das Getriebe aus.Since clutches that are not currently involved in the power flow are open in almost all cases, i.e. the friction linings do not lie flat against one another, they ideally do not transmit any torque. The torque transmission when the clutch is open is referred to as drag torque, the resulting losses of usable torque as drag losses. The drag losses also have a potentially negative effect on the transmission through the conversion of kinetic energy into thermal energy.
Das Schleppmoment ist von einer Vielzahl unterschiedlicher Parameter abhängig. Unter anderem hängt es wesentlich vom Luftspiel ab, also von der Summe der Abstände der Reibbeläge untereinander bei geöffneter Kupplung. Daneben gibt es jedoch noch eine Vielzahl anderer Parameter, welche auf die Größe des Schleppmomentes Einfluss haben. In diesem Parameterraum gibt es je nach Betriebszustand ein Schleppmomentoptimum bezüglich des Schleppmomentes über dem Luftspiel. Dabei nimmt das Schleppmoment anfänglich mit steigendem Luftspiel ab. Ein weiter wachsendes Luftspiel kann jedoch ein sogenanntes Lamellentaumeln begünstigen, woraus ein deutlich erhöhtes Schleppmoment resultiert.The drag torque depends on a large number of different parameters. Among other things, it depends largely on the air clearance, i.e. on the sum of the distances between the friction linings when the clutch is open. However, there are also a large number of other parameters that influence the size of the drag torque. In this parameter space there is, depending on the operating state, a drag torque optimum with regard to the drag torque over the air clearance. The drag torque initially decreases with increasing air clearance. However, increasing air clearance can promote so-called lamella tumbling, which results in a significantly increased drag torque.
Eine Betätigungseinrichtung für eine solche Reibungskupplung ist in der
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplung anzugeben bei der die induzierten Schleppverluste der Reibungskupplung minimiert werden.Against this background, the invention is based on the object of specifying an actuating device for a friction clutch in which the drag losses induced by the friction clutch are minimized.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus einer Betätigungseinrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution to this problem results from an actuating device with the features of the main claim, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the subclaims.
Die Aufgabe wird mit einer Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplung gelöst, die einen Zylinder aufweist, der einen Arbeitsraum bildet. In dem Zylinder ist ein axial bewegbarer Kolben angeordnet. Die Reibungskupplung übt ein Verdrehmoment auf den Kolben aus. Der Kolben weist auf der der Reibungskupplung abgewandten Seite einen Zentraleinrücker auf. The object is achieved with an actuating device for a friction clutch which has a cylinder which forms a working space. An axially movable piston is arranged in the cylinder. The friction clutch exerts a torque on the piston. On the side facing away from the friction clutch, the piston has a central engagement device.
Vorzugsweise ist der Kolben mechanisch mit dem Zentraleinrücker verbunden. Der Zentraleinrücker ist mittels einer Feder vorgespannt und nach außen hin mit einer Kappe abgedeckt. Der Kolben des Zentraleinrückers reibt zumindest teilweise gegen die Kappe.The piston is preferably mechanically connected to the central engagement device. The central engagement unit is pre-tensioned by means of a spring and after covered with a cap on the outside. The piston of the central engagement unit rubs at least partially against the cap.
Die Betätigungseinrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe wenigstens eine Abstützstelle aufweist. Der Zentraleinrücker weist an seinem Ende eine Auswölbung auf, die wenigstens teilweise gegen die Abstützstelle der Kappe reibt.The actuating device is further characterized in that the cap has at least one support point. At its end, the central engagement device has a bulge which at least partially rubs against the support point of the cap.
Die Betätigungseinrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe einen Vorsprung aufweist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Kappe ist der Vorsprung derart ausgeführt, dass dieser vorzugsweise auf der dem Gehäuse der Betätigungseinrichtung zugewandten Seite der Kappe angeordnet ist.The actuating device is further characterized in that the cap has a projection. In a further preferred embodiment of the cap, the projection is designed in such a way that it is preferably arranged on the side of the cap facing the housing of the actuating device.
Die Betätigungseinrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Betätigungseinrichtung eine Nut aufweist. Die Nut in dem Gehäuse der Betätigungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Vorsprung der Kappe in die Nut formschlüssig eingreift.The actuating device is further characterized in that the housing of the actuating device has a groove. The groove in the housing of the actuating device is preferably designed such that the projection of the cap engages in the groove in a form-fitting manner.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe durch den Vorsprung gegen das Gehäuse der Betätigungseinrichtung in einer vorbestimmten Position montierbar ist. Durch die Nut und den Vorsprung ist die Kappe verdrehsicher auf dem Gehäuse der Betätigungseinrichtung montierbar.A preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the cap can be mounted in a predetermined position through the projection against the housing of the actuating device. Due to the groove and the projection, the cap can be mounted on the housing of the actuating device so that it cannot rotate.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe einen tribologisch günstigen Werkstoff oder Füllstoff umfasst. Die Tribologie befasst sich mit der wissenschaftlichen Beschreibung von Reibung, Verschleiß und Schmierung sowie der Entwicklung von Technologien zur Optimierung von Reibungsvorgängen. Ein tribologischer günstiger Werk- oder Füllstoff weist somit ein Optimum bei der Reibung, dem Verschleiß und der Schmierung auf.Another preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the cap comprises a tribologically favorable material or filler. Tribology deals with the scientific description of friction, wear and lubrication as well as the development of technologies to optimize friction processes. A tribologically favorable material or filler thus has an optimum in terms of friction, wear and lubrication.
Vorzugsweise ist die Kappe aus einem Kunststoff hergestellt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Kappe aus Kunststoff, wobei sie mit Teflon und/oder Kohlefasern gefüllt ist.The cap is preferably made from a plastic. In a particularly preferred embodiment, the cap consists of plastic and is filled with Teflon and / or carbon fibers.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraleinrücker schmierstofffrei gegen die Kappe reibt. Der Zentraleinrücker und die Kappe bilden somit eine Art trockenlaufendes Kunststoffgleitlager.A preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the central engagement device rubs against the cap without lubricant. The central engagement unit and the cap thus form a type of dry-running plastic plain bearing.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraleinrücker aus einem metallischen Werkstoff besteht. Vorzugsweise besteht der Zentraleinrücker aus Aluminium.A preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the central engagement device consists of a metallic material. The central engagement unit is preferably made of aluminum.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Betätigungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe einen zylindrischen durchgängigen Anschluss aufweist, der vorzugsweise seitlich an der Kappe angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Anschluss zum Anbringen einer Hydraulikleitung geeignet. Alternativ kann der Anschluss auch mit einem Überdruckventil zum Ablassen von überschüssiger Hydraulikflüssigkeit genutzt werden.Another preferred embodiment of the actuating device is characterized in that the cap has a cylindrical continuous connection which is preferably arranged on the side of the cap. The connection is preferably suitable for attaching a hydraulic line. Alternatively, the connection can also be used with a pressure relief valve to drain excess hydraulic fluid.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Betätigungseinrichtung weist das Gehäuse eine Aufnahme für einen Sensor auf. Vorzugsweise ist der Sensor als Magnetsensor ausgebildet. Der Zentraleinrücker der Betätigungseinrichtung weist vorzugsweise einen Magneten auf, so dass die Position des Zentraleinrückers über den Sensor detektierbar ist.In a preferred embodiment of the actuating device, the housing has a receptacle for a sensor. The sensor is preferably designed as a magnetic sensor. The central engagement device of the actuating device preferably has a magnet so that the position of the central engagement device can be detected via the sensor.
Durch die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist eine bestmögliche Minimierung der induzierten Schleppverluste der Reibungskupplung möglich.The above-described embodiments of the actuating device according to the invention enable the best possible minimization of the drag losses induced by the friction clutch.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
-
1 schematisch eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung; -
2 schematisch ein dreidimensionale Ansicht einer Betätigungseinrichtung gemäß1 ohne Kolben; -
3 schematisch eine dreidimensionale Ansicht einer Kappe; -
4 schematisch einen Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung.
-
1 schematically a sectional illustration of an actuating device according to the invention; -
2 schematically a three-dimensional view of an actuating device according to1 without piston; -
3 schematically a three-dimensional view of a cap; -
4th schematically a sectional view through an actuating device according to the invention.
In
Die Kappe
In
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BetätigungseinrichtungActuator
- 22
- Zylindercylinder
- 33
- Kolbenpiston
- 44th
- ZentraleinrückerCentral engagement
- 55
- Federfeather
- 66th
- Kappecap
- 77th
- AbstützstelleSupport point
- 88th
- AuswölbungBulge
- 99
- Vorsprunghead Start
- 1010
- NutGroove
- 1111
- Anschlussconnection
- 1212
- Sensorsensor
- 1313
- Magnetmagnet
- 1414th
-
Gehäuse der Betätigungseinrichtung
1 Housing of theactuator 1
Claims (7)
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Legal Events
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