DE19600244A1

DE19600244A1 - Reibungskupplung mit einem Betätigungselement

Info

Publication number: DE19600244A1
Application number: DE19600244A
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl Ing Dorfschmid; Ingo Dipl Ing Franz; Lutz Dipl Ing Leimbach
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-01-05
Filing date: 1996-01-05
Publication date: 1997-07-10
Also published as: GB9700076D0; ES2116943B1; FR2743401B1; GB2308873B; ES2116943A1; FR2743401A1; GB2308873A

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit einem Betätigungselement, ge mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits eine Reibungskupplung mit einem Betätigungselement (z. B. DE 42 38 368) bekannt, welches mittels eines vom Elektromotor angetriebenen Schneckengetriebes einen Geberzylinder antreibt. Nachteilig ist bei dieser Betäti gungseinrichtung, daß sie systembedingt nicht in die Kupplungsgloc ke/Getriebegehäuse integrierbar ist. Hinzu kommt, daß solch ein Betätigungsele ment relativ teuer ist.

Aus der DE 44 45 606 ist bereits eine Betätigungseinrichtung bekannt, bei der ein mechanisches Verstellelement mit einem hochfrequent kleine Hubbewegun gen ausführenden Verstellelement zusammenwirkt. Nachteilig ist, daß zwei Ver stellelemente für die Betätigung der Kupplung erforderlich sind. Bei der Verwen dung eines Piezos für das hochfrequente Verstellelement muß weiterhin eine ho he Spannung bereitgestellt werden, wodurch Störungen anderer Systeme her vorgerufen werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein in die Kupplung integrierbares Betätigungsele ment zu schaffen, das die für die Betätigung der Kupplung erforderliche Betäti gungskraft bereitstellt.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 ge gebenen Merkmale gelöst.

Das Betätigungselement umfaßt ein mittels einer Spule in Ausrückrichtung aus lenkbares Magnetelement. Dabei ist die Auslenkung des Magnetelementes durch die Wahl des Stromes vorbestimmbar einstellbar. Die Ein- bzw. Ausrückbewe gung und die Position des Magnetelementes kann somit durch den dieses Ele ment ansteuernden, von der Steuereinheit bestimmten Strom auf die durch die Betriebssituation vorgegebene Soll-Stellung positioniert werden.

In bestimmten Fällen ist es vorteilhaft, daß Ein- bzw. Ausrücken der Kupplung durch die vom Betätigungselement auf die Kupplung ausgeübte Kraft zu regeln. In diesem Fall ist die Verwendung eines kraftgeregelten Betätigungselementes vorteilhaft. Die von diesem Betätigungselement auf die Kupplung ausgeübte Kraft ist durch den diesen Element ansteuernden, von der Steuereinheit bestimmten Strom, vorbestimmbar ausübbar. Somit ist die Stärke der Kupplung vorbestimm bar und die momentane Kupplungsstärke gemäß dem Soll-Wert gezielt einstell bar. Dadurch ist der Schlupf gezielt regelbar.

Als eine vorteilhafte Ausführungsform hat sich herausgestellt, eine axiale Aus nehmung für eine kontaktfreie Durchführung einer Welle vorzusehen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, ein Feststellelement vorzusehen, wodurch die Kupp lung bei längerer Verweilzeit im ausgerückten Zustand in dieser Stellung fixiert wird und somit das Betätigungselement entlastet wird. Dieses Element kann ma gnetisch, elektrischer oder mechanischer Art sein. Die Betätigung des Feststell elementes ist z. B. durch eine geringfügige Übersteuerung des Magnetelementes besonders einfach regelbar.

In einigen Anwendungsfällen kann es zur genaueren Steuerung und zum Ver schleißausgleich erforderlich sein, die Position des Magnetelementes mittels eines Sensors zu überwachen. Mittels des Sensors ist die max. Ausrückposition bzw. die max. Kraft, die für eine vollständige Kupplung erforderlich ist, bestimmbar. Damit sind die von der Steuereinheit bestimmten Werte unter Einbeziehung des betriebsbedingten Verschleißes bestimmbar.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in Unteransprüchen beschrieben. Die Erfin dung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und wird anschließend näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 Aufbau des Betätigungselementes;

Fig. 2 exemplarische Darstellung eines Feststellelementes;

Fig. 3 Aufsicht auf das in Fig. 2 dargestellte Feststellelement;

Fig. 4 schematische Darstellung einer Steuereinrichtung.

Das in Fig. 1 dargestellte Betätigungselement 1 umfaßt eine Spule 5, gegebenen falls ein Feststellelement 21, ein Magnetelement 3 und eine in Fig. 4 dargestellte Steuereinrichtung 7 zur Steuerung des Betätigungselementes 1 ansteuernden Stromes, die gegebenenfalls einen Zeitschalter 23 umfaßt. Das Magnetelement 3 ist in Form eines Ankers 9 ausgebildet und mit einer axialen Ausnehmung 17 für die kontaktfreie Durchführung einer Welle 19 und einer radial nahezu parallel zur Kupplung verlaufenden Ankerscheibe 25 versehen. Die Ankerscheibe 25 ist auf der der Kupplung zugewandten Seite angeordnet, wobei sich zwischen Kupplung und Anker 9 ein Ausrücklager 11 befindet. Der auf der Kupplung abgewandten Seite, axial verlaufende Teil des Ankers 9, ragt in die Spule 9 hinein. Die Win dungen der Spule verlaufen tangential zur Welle 19.

Das in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellte Feststellelement 21 umfaßt einen Zylin der 27 der parallel zur Kupplungsscheibe und senkrecht zur Welle 19 verläuft.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Betätigungseinrichtung beschrieben. Die Steuereinheit 8 steuert den Strom mit dem die Spule 5 durchflossen wird. Dadurch wird das Magnetelement 3 in axialer Richtung in Richtung der Kupplung ausgelenkt. Das ankerförmige Magnetelement 3 tritt über das Ausrücklager 11 mit der Kupplung in Wirkverbindung. Je nach Art des verwendeten Magnetele mentes 3 ist durch die Änderung des die Spule 5 durchströmenden Stromes die wirkende Ausrückkraft oder der Ausrückweg des Magnetelementes 3 steuerbar. Die Kupplung wird durch Betätigung des Betätigungselementes 1 ausgerückt. Verweilt die Kupplung länger als ein durch den Zeitschalter 23 vorgegebenes Zei tintervall in der ausgerückten Position, so wird ein Feststellelement 21 aktiviert, wodurch die geöffnete Kupplung in dieser Position fixiert wird. Dadurch ist das Betätigungselement 1 entlastet.

Beispielsweise wird das Feststellelement 21 durch eine geringfügige Übersteue rung, welche durch die Steuerung 7 nach Ablauf des durch den Zeitschalter 21 vorgegebenen Zeitintervalls bewirkt wird, aktiviert. Im dargestellten Fall wird ein hinter der Ankerscheibe 25, parallel zur Kupplung verlaufender Zylinder 27 ausge fahren, der beidseitig in einer Verankerung 29 gehalten wird. Dadurch ist die An kerscheibe 25 in axialer Richtung fixiert. Das Betätigungselement 1 ist entlastet. Zum Schließen der Kupplung wird die Spule 5 wieder derart von Strom durch flossen, daß der Betriebszustand der geöffneten Kupplung von der von dem Be tätigungselement 1 aufgebrachten Kraft gehalten wird. Die Feststell einrichtung 21 ist somit entlastet und wird wieder mit geringem Kraftaufwand eingezogen. Der Einkuppelvorgang der Kupplung wird im folgenden durch den mittels der Steuereinheit 8 geregelten Stromfluß ruckfrei und an die jeweilige Be triebssituation angepaßt, durchgeführt.

Die Steuereinrichtung 7 ist in Fig. 4 schematisch dargestellt.

Die Betätigungseinrichtung 1 wird durch den durch die Steuereinheit 8 bestimm ten Strom angesteuert. Der Ist-Wert des Steuerstroms wird von der Betäti gungseinrichtung 1 der Steuereinheit 8 gemeldet. So wird ein Abweichen von dem Soll-Wert zum Ist-Wert des Steuerstromes von der Steuereinheit 8 erkannt und ausgeglichen. Die Steuereinheit 8 steuert auch die Betätigung des Feststelle lementes 21. Ist der das Betätigungselement 1 ansteuernde Strom über einen mittels des Zeitschalters 23 vorgegebenen Zeitraums nahezu konstant und größer Null, so wird von der Steuereinheit 8 die Feststelleinrichtung 21 betätigt. Diese fixiert das Magnetelement 3 in seiner Position, wodurch das Betätigungsele ment 1 entlastet wird. Der Stromfluß, der zur Beibehaltung der momentanen Po sition des Magnetelementes 3 erforderlich ist, kann unterbrochen werden. Zum Lösen des Feststellelementes 21 wird das Betätigungselement 1 wieder durch die Steuereinheit 8 mit Strom beaufschlagt, wodurch das Lösen des Feststellele mentes 21 mit geringem Kraftaufwand möglich ist.

Ist die Betätigungseinrichtung 1 mit einem Sensor 31 zur Bestimmung der Positi on des Magnetelementes 3 versehen, so werden die vom Sensor 31 aufgenom menen Signale in einer Signalverarbeitung 33 in Daten umgewandelt, die der Steuereinheit 8 zugeführt und von dieser bei der Bestimmung des Stromes zur Ansteuerung des Betätigungselementes 1 mit berücksichtigt werden.

Bezugszeichenliste

1 = Betätigungselement
3 = Magnetelement
5 = Spule
7 = Steuereinrichtung
8 = Steuereinheit
9 = Anker
11 = Ausrücklager
13 = Getriebewelle
15 = Membranfeder
17 = Ausnehmung
19 = Welle
21 = Feststellelement
23 = Zeitschalter
25 = Ankerscheibe
27 = Zylinder der Festteile
29 = Verankerung
31 = Sensor
33 = Signalverarbeitung

Claims

1. Reibungskupplung mit einem Betätigungselement, durch das eine Ausrück bewegung der Kupplung über ein mit Strom zum Antrieb versorgbares Steu erelement einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (1) eine mittels mindestens einer Spule (5) in Ausrückrichtung auslenkbares Magnetelement (3) umfaßt, wobei ein bei der Ausrückbewegung zurückgelegter Weg (weggeregelt) des Magnetelemen tes (3) vorbestimmbar mittels eines durch eine Steuereinrichtung (7) gesteu erten Stromflusses ausführbar ist.

2. Reibungskupplung mit einem Betätigungselement, durch das eine Ausrück bewegung der Kupplung über ein mit Strom zum Antrieb versorgbares Steu erelement einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (1) ein mittels mindestens einer Spule (5) in Ausrückrichtung auslenkbares Magnetelement (3) umfaßt, wobei die durch das Magnetelement (3) auf die Reibungskupplung wirkenden Kraft (kraftgeregelt) vorbestimmbar mittels eines durch eine Steuereinrich tung (7) gesteuerten Stromfluß ausübbar ist.

3. Reibungskupplung mit einem Betätigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetelement (3) in Form eines mit einer axialen Ausnehmung (17) für eine kontaktfreie Durchführung einer Welle (19) versehbaren Ankers

4. Reibungskupplung mit einem Betätigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlastung des Betätigungselementes (1) die geöffnete Reibungs kupplung nach Ablauf eines durch einen Zeitschalter (23) vorgegebenen Zeit intervalls durch ein Feststellelement fixierbar ist.

5. Reibungskupplung mit einem Betätigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellelement (21) durch eine geringfügige Übersteuerung des Be tätigungselementes (1 )aktivierbar ist.

6. Reibungskupplung mit einem Betätigungselement nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellelement (21) nach Aktivierung des Betätigungselementes (1) wobei die geöffnete Kupplung wieder durch das Betätigungselement (1) ge halten wird, lösbar ist.

7. Reibungskupplung mit einem Betätigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetelementposition mittels eines Sensors (31) erfaßbar ist.

8. Reibungskupplung mit einem Betätigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetelement einen Proportionsmagneten umfaßt.