DE3540719A1

DE3540719A1 - Einrichtung zum ueberlastschutz fuer reibkupplungen

Info

Publication number: DE3540719A1
Application number: DE19853540719
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7996 Meckenbeuren Schreiner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1984-12-01
Filing date: 1985-11-16
Publication date: 1986-06-05

Description

Einrichtung zum Überlastschutz für Reibkupplungen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine durch die DE-OS 31 33 834 bekannte Einrichtung dieser Art erfaßt beim Schließen einer Reibkupplung nach einer vorgebbaren Zeit eine Abtriebsdrehzahl, vergleicht diese mit einem vorgebbaren Grenzwert, bildet beim Unterschreiten des Grenzwertes ein Alarmsignal und öffnet die Reibkupplung wieder. Eine Einrichtung nach der DE-OS 31 33 834 ist einfach und kann ausreichen für nur selten benutzte Reibkupplungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, die eine Reibkupplung auch bei häufiger hoher Belastung, die eine Anfahrkupplung eines Kraftfahrzeuges auch bei schwerem Rangierbetrieb vor thermischer Überlastung schützen kann.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Einrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Die Erfindung umgeht die Hindernisse, die einem unmittelbaren Erfassen der kritischen Temperaturen in den umlaufenden Reibflächen der Reibkupplung im Wege stehen, und benutzt den engen physikalischen Zusammenhang zwischen diesen kritischen Temperaturen und der Reibleistung und der Reibarbeit.
Eine Einrichtung nach der Erfindung berechnet diese Reibleistung und Reibarbeit aus leicht ermittelbaren physikalischen Größen, aus einer Relativdrehzahl und einem Drehmoment der Reibkupplung, vergleicht die Reibarbeit mit einem Grenzwert und beendet einen Reibvorgang, bevor eine kritische Temperatur erreicht ist. Ein öffnen einer Reibkupplung zum Schutz vor Überlast an sich ist bekannt (DE-OS 31 33 834), jedoch nicht in Verbindung mit allen Merkmalen des Hauptanspruchs.
Anspruch 2 nennt ein Merkmal, mit dem einem Fahrer, der eine Reibkupplung nach der Erfindung willkürlich betätigt, besonders deutlich gezeigt werden kann, wann die Reibkupplung durch thermische Überlastung gefährdet ist. Er kann dann seine Fahrweise entsprechend verbessern.
Anspruch 4 nennt ein Merkmal, mit dem die Einrichtung nur bei einem echten Rutschvorgang, der zu kritischen Temperaturen, zu einer thermischen Überlastung der Reibkupplung führen kann, ein Alarmsignal bildet und den Rutschvorgang beendet, nicht aber in Leerlaufzeiten.
Anspruch 6 nennt ein Merkmal, mit dem auf sehr einfache Weise nach einem durch die Einrichtung selbsttätig beendeten Rutschvorgang der Reibkupplung eine ausreichende Zeit gewährt wird, um von einer überhöhten zu einer normalen Temperatur zurückzukehren.
Anspruch 7, Anspruch 8 und Anspruch 9 nennen Merkmale, mit denen die jeweils mögliche Reibarbeit noch besser an die jeweilige Belastungsfähigkeit angepaßt und damit eine thermische Überlastung noch sicherer verhindert werden kann.
Anspruch 10 nennt ein Merkmal, mit dem die notwendigen logischen Verknüpfungen und Entscheidungen besonders leicht und zuverlässig durchgeführt werden können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch dargestellt.
Ein Antriebsmotor 17 treibt über eine Antriebswelle 1, ein Antriebs-Reibglied 3 und ein Abtriebs-Reibglied 4 eine Abtriebswelle 2. Drehzahlfühler 5, 6 erfassen Drehzahlen N1, N2 der Wellen 1, 2. Ein Differenzbilder 9 bildet aus den Drehzahlen N1, N2 eine Differenz N1 - N2 = dN, eine Relativdrehzahl dN. Ein Drehmomentfühler 7 erfaßt ein Drehmoment T der Reibkupplung 8. Ein Produktbilder 10 bildet aus dem Drehmoment T und der Relativdrehzahl tN ein Produkt T x AN = P, eine Reibleistung P. Ein Integrierer 11 bildet aus der Reibleistung P ein Zeitintegral #Pdt = eine Reibarbeit Q. Ein Temperaturfühler 12 erfaßt eine Temperatur der Reibkupplung 8. Ein Grenzwertbilder 13 bildet aus der Temperatur # nach einer vorgebbaren Funktion f(b) = QS einen Grenzwert QS für die Reibarbeit Q. Ein Vergleicher 14 vergleicht die Reibarbeit Q mit dem Grenzwert QS und bildet ein Alarmsignal O/L.
Das Alarmsignal O/L bewirkt ein Schließen eines Schalters 15, ein Schalten eines Magnetventils 16 und damit ein öffnen der Reibkupplung 8.
Bezugszeicheli 1 Antriebswelle, Anschlußglied 2 Abtriebswelle, AnschluBglied 3 Antriebs-Reibglied 4 Abtriebs-Reibglied 5 Drehzahlfühler 6 Drehzahlfühler 7 Drehmomentfühler 8 Reibkupplung 9 Differenzbilder 10 Produktbilder 11 Integrierer 12 Temperaturfühler 13 Grenzwertbilder 14 Vergleicher 15 Schalter 16 Magnetventil 17 Antriebsmotor N1 Drehzahl N2 Drehzahl P Reibleistung PS Grenzwert PK verminderte Reibleistung Q Reibarbeit QS Grenzwert QK verminderte Reibarbeit T Drehmoment Relativdrehzahl Temperatur, Kupplungstemperatur, Kühlfluidtemperatur fPdt Zeitintegral £Pkdt Zeitintegral otL Alarmsignal

Claims

Einrichtung zum Uberlastschutz für Reibkupplungen AnsFrnc he 1. Einrichtung zum Uberlastschutz für Reibkupplungen mit Reibgliedern zur Drehmoment-Ubertragung zwischen zwei relativ drehbaren Anschlußgliedern, mit einer regelbaren Betätigungsvorrichtung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Einrichtung eine Relativdrehzahl (dN) und ein Drehmoment (T) ermittelt und daraus ein Produkt (T xdN P), eine Reibleistung (P) bildet, - die Einrichtung aus der Reibleistung (P) ein Zeitintegral (jPdt = Q), eine Reibarbeit (Q) bildet, die Einrichtung die Reibarbeit (Q) mit einem vorgebbaren Grenzwert (QS) vergleicht und beim Überschreiten des Grenzwertes (QS) ein Alarmsignal (O/L) abgibt und - das Alarmsignal (O/L) ein schnelles öffnen oder Schließen der Reibkupplung (8), ein schnelles Ende eines Rutschvorganges bewirkt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Alarmsignal (O/L) bei einem Schließen der Reibkupplung (8) zusätzlich ein Rückstellen einer Leistungssteuereinrichtung eines Antriebsmotors (17) bewirkt.
3. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einrichtung aus einzeln erfaßten Drehzahlen (Nl, N2) der beiden Anschlußglieder (1, 2) die Relativdrehzahl (N1 - N2 =dN) bildet.
4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einrichtung die Reibleistung (P) mit einem vorgebbaren Grenzwert (PS) vergleicht und nur beim Überschreiten des Grenzwertes (PS) aus der Reibleistung (P) ein Zeitintegral (fPdt = Q), eine Reibarbeit (Q) bildet.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Einrichtung aus einer um den Grenzwert (PS) verminderten Reibleistung (P - PS = PK) ein Zeitintegral (0Pkdt = QK), eine verminderte Reibarbeit (QK) bildet, diese mit dem Grenzwert (QS) vergleicht und beim Überschreiten des Grenzwertes (QS) ein Alarmsignal (O/L) bildet.
6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Alarmsignal (O/L) erst nach einer vorgebbaren Zeit gelöscht wird.
7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Temperaturfühler (12) eine Kupplungstemperatur (t) erfaßt und die Einrichtung die Kupplungstemperatur 6) bei der Vorgabe des Grenzwertes (QS) für die Reibarbeit (Q) berücksichtigt.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Temperaturfühler (12) eine Kühlfluidtemperatur () am Austritt aus den Reibgliedern (3, 4) erfaßt.
9. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Einrichtung beim Uberschreiten einer vorgebbaren Kupplungstemperatur () ein Warnsignal ausgibt und ein Schließen der Reibkupplung (8) verhindert.
10. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Mikroprozessor verwendet wird.