DE4136583A1 - Steuerung fuer die kuehloelversorgung einer anfahr- und schaltkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für die Kühlölversorgung einer Anfahr- und Schaltkupplung, die einem aus einer Neutralstellung in den gewünschten Gang schaltbaren Schaltgetriebe vorgeordnet ist und ölgekühlte Reibungslamellen enthält, deren Kühlölversorgung bei vollständig geöffneter Kupplung unterbrochen ist.

Anfahr- und Schaltkupplungen in Nutzfahrzeugen sind häufig hochbelastet und bedürfen zur Kühlung ihrer Reibungslamellen einer Zufuhr von Kühlöl. Das Kühlöl bewirkt jedoch aufgrund seiner Viskosität ein Verkleben benachbarter Reibungslamellen mit der Folge, daß die Kupplung selbst bei vollständig durchgetretenem Kupplungspedal ein beachtliches Drehmoment überträgt, also nicht momentfrei ausrückbar ist. Abgesehen von dem dadurch verursachten Verlust eines teils der Leistung des Antriebsmotors erschwert dieser Umstand das Schalten eines über die Kupplung angetriebenen Schaltgetriebes, wenn dessen Synchronisierungseinrichtungen nicht in Anpassung an die zusätzliche Belastung durch das unerwünschte Drehmoment überdimensioniert werden. Das Drehmoment wächst wegen seiner Abhängigkeit von der Viskosität des Kühlöls mit fallender Kühlöltemperatur und erschwert daher den Anfahr- und Fahrbetrieb insbesondere bei kalter Witterung.

Um die Synchronisierungseinrichtungen zu entlasten und die Schaltbarkeit des Schaltgetriebes zu verbessern ist eine druckschriftlich nicht belegbare Steuerung der eingangs beschriebenen Gattung bekannt geworden, bei der der Kühlölzufluß zu den Reibungslamellen unmittelbar vor der Ausrückstellung des Kupplungspedals unterbrochen wird. Dadurch steht bis zu dem Zeitpunkt, in dem das Kupplungspedal durchgetreten ist und die Tätigkeit der Synchronisierungsein­ richtungen frühestens einsetzen kann, eine gewisse Zeit zur Verfügung, in der ein Teil des die Reibungslamellen beaufschlagenden Kühlöls durch Fliehkraftwirkung weggeschleudert wird. Da dieser "Reinigungseffekt" bei normaler Kühlöltemperatur am wirkungsvollsten ist, ist die bekannte Kühlölunterbrechung aber lediglich in der Lage den Schaltvorgang bei einem fahrenden Fahrzeug zu erleichtern. Dagegen stellt sich beim Anfahren eines ausgekühlten Fahrzeuges, insbesondere bei niedriger Kühlöltemperatur, ein unbefriedigender "Reinigungseffekt" ein.

Davon abgesehen erfolgt die Unterbrechung der Kühlölversorgung der Reibungslamellen bei der bekannten Steuerung in ungünstiger Weise im Inneren der Kupplung durch einen vom Kupplungspedal verschiebbaren, die Reibungslamellen zusammendrückenden Kolben, der in einer vorgeschriebenen Stellung des Kupplungspedals eine Kühlölauslaßöffnung in der Kupplungsnabe überfährt. Eine solche Ausführung verlangt außerordentlichen Fertigungsaufwand und läßt hinsichtlich des Beginns der Kühlölunterbrechung nachträgliche Änderungen nur mit verhältnismäßig hohem Aufwand zu.

Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Steuerung für die Kühlölversorgung einer in Verbindung mit einem Schaltgetriebe betriebenen ölgekühlten Kupplung zu schaffen, mit der die Schaltbarkeit des Schaltgetriebes in allen Temperaturbereichen verbessert ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Kennzeichen des Anspruches 1 aufgezeigt.

Die erfindungsgemäße Kühlölsteuerung sichert in der wärmeerzeugenden Betriebsphase die Versorgung der Kupplung mit Kühlöl. Außerhalb dieser Betriebsphase, z. B. während des Fahrbetriebes, können sich die Reibungslamellen von Kühlöl freischleudern, wodurch die Kupplung beim Schalten des Schaltgetriebes trocken ist und momentfrei öffnet. Dies wirkt sich insbesondere beim Anfahren eines stark ausgekühlten Fahrzeuges aus, weil das Einlegen eines Ganges im Schaltgetriebe nicht durch ein sog. Schleppmoment der Kupplung erschwert wird. Über diesen Erfolg hinaus ergibt sich durch die Erfindung eine Reduzierung der benötigten Kühlölmenge, zu deren Förderung noch dazu eine kleinere Pumpe ausreicht, und eine Verbesserung des Wirkungsgrades des gesamten Antriebsstranges.

Die in Anspruch 2 beschriebene Weiterbildung der Erfindung erlaubt eine weitergehende Reduzierung der insgesamt benötigten Kühlmenge, da die eventuell anläßlich von Anfahrvorgängen unter großer Last aufgeheizten Reibungslamellen während des anschließenden, keine wesentliche Reibungswärme produzierenden Fahrbetriebes in der angegebenen Zeit ausreichend abgekühlt werden können.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Schema-Zeichnung der Steuerung für die Kühlölversorgung einer Kupplung näher beschrieben.

Von einem Kraftfahrzeugantrieb ist in der Zeichnung lediglich der Antriebsmotor 1, eine mit diesem in getriebener Verbindung stehende Anfahr- und Schaltkupplung 2 sowie ein von der Kupplung 2 angetriebenes Schaltgetriebe 3 gezeigt.

Die Anfahr- und Schaltkupplung 2 ist von herkömmlicher Bauweise, weshalb hier nicht näher auf Einzelheiten des Aufbaus eingegangen wird. Den Reibungslamellen der Kupplung 2 wird von einer Pumpe 4 Kühlöl zugeführt, wobei der Kühlölzufluß mittels eines Ventils 5 aufrechterhalten oder unterbrochen werden kann. In der gezeigten Ruhestellung des Ventils 5 wird die Kupplung 2 über eine Leitung 6 und das Schaltgetriebe 3 über eine Leitung 7 mit Kühlöl bzw. Schmieröl versorgt, während in der anderen, angesteuerten Stellung des Ventils 5 Öl ausschließlich zum Schaltgetriebe 3 fließt. Diese gewählte Ventilsteuerung hat Leitung 7 mit Kühlöl bzw. Schmieröl versorgt, während in der anderen, angesteuerten Stellung des Ventils 5 Öl ausschließlich zum Schaltgetriebe 3 fließt. Diese gewählte Ventilsteuerung hat den Vorteil, daß auch im Fall eines Ausfalls der Steuerung die Kupplung 2 sicher mit Kühlöl versorgt wird.

Die Steuerung des Ventils 5 erfolgt durch eine Elektronik-Box 8, der Signale über die Stellung des Kupplungspedals 9 der Kupplung 2 zugeführt werden. Hierzu liegt in einem von der E-Box 8 ausgehenden Stromkreis ein Kontakt S1, der in der Ausgangsstellung des Kupplungspedals 9, d. h. bei geschlossener Kupplung 2 geschlossen ist. Nach Verschwenken des Kupplungspedals 9 um einen geringen Drehwinkel öffnet der Kontakt S1. In entsprechender Weise dient zur Abfrage der Endstellung des Kupplungspedals 9 ein Kontakt S2, der ebenfalls in einem Stromkreis der E-Box 8 liegt, und bei Erreichen der strichpunktiert angedeuteten Endstellung des Kupplungspedals 9 schließt.

Das Schaltgetriebe 3 ist mit Hilfe eines Schalthebels, auf dessen Knauf 10 das Schaltbild der zur Verfügung stehenden Gänge wiedergegeben ist, schaltbar. Der Schalthebel kann dabei aus einer Gasse, in der sich das Schaltgetriebe in seiner Neutralstellung befindet, in die Schaltgasse des jeweils einzulegenden Ganges bewegt werden. Befindet sich der Schalthebel in der Neutralgasse, so ist ein in einem von der E-Box 8 ausgehenden Stromkreis liegender Kontakt S3 geschlossen. Verläßt der Schalthebel die Neutralgasse, so öffnet der Kontakt S3.

Die Kühlölversorgung der Kupplung 2 wird entsprechend folgender Tabelle durch die E-Box 8 gesteuert.

Um das abgestellte Fahrzeug anzufahren muß vor dem Starten des Antriebsmotors 1 das Schaltgetriebe 3 in seine Neutralstellung geschaltet, d. h., ein eventuell zur Fahrzeugsicherung eingelegter Gang herausgenommen werden. Wie der oben wiedergegebenen Tabelle zu entnehmen ist, befinden sich nach dem Anlassen des Antriebsmotors 1 bei noch unbetätigtem Kupplungspedal 9 die Kontakte S1, S2, S3 in den in Zeile 1 wiedergegebenen Schaltstellungen. Zeile 2 zeigt die Schaltstellungen der Kontakte während des Niedertretens des Kupplungspedals 9 und Zeile 3 der Tabelle die Schaltstellungen der Kontakte bei vollständig niedergetretenem Kupplungspedal 9, also bei ausgerückter Kupplung 2. Bis zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Schaltgetriebe 3 in seiner Neutralstellung, und das dabei gelieferte 1-Signal des Kontaktes S3 veranlaßt die E-Box 8, unabhängig von der Stellung des Kupplungspedals 9, das Ventil 5 anzusteuern und die Zufuhr von Kühlöl zur Kupplung 2 abzusperren. Da sich die Kupplung 2 bereits am vorausgegangenen Abstellzeitpunkt trockengeschleudert hatte, öffnet sie gemäß Zeile 4 der Tabelle momentfrei, 50 daß der Anfahrgang ohne Schwierigkeiten eingelegt werden kann.

Erst nachdem der Anfahrgang eingelegt ist und das Kupplungspedal 9 die eingenommene Endstellung wieder verlassen hat, nehmen die Kontakte ihre in Zeile 5 der Tabelle angegebenen Stellungen ein, gemäß der die E-Box 8 das Ventil 5 im Sinne einer Belieferung der Kupplung 2 mit Kühlöl ansteuert. Wenn die nun einsetzende Schleifphase, in der die anfallende Reibungswärme vom Kühlöl aufgenommen wird, mit Erreichen der Ausgangsstellung des Kupplungspedals 9 gemäß Zeile 6 der Tabelle beendet ist, unterbricht die E-Box 8 die Kühlölversorgung der Kupplung 2 wieder. In der Regel reicht die in der Kupplungsschleifphase herangeführte Kühlölmenge nicht aus, die angefallene Reibungswärme abzuführen, wird die Kühlölversorgung der Kupplung 2 zweckmäßig noch eine gewisse Zeit, z. B. 10-20 Sek., während des nun stattfindenden Fahrbetriebes aufrechtgehalten.

Der Vorteil, daß die Kupplung 2 nur dann mit Kühlöl beliefert wird, wenn wärmeerzeugende Vorgänge stattfinden, die Kupplung 2 im übrigen aber trocken läuft, bleibt im Wesentlichen auch anläßlich eines Gangwechsels während des Fahrbetriebes erhalten. Es steht nämlich nach dem Abschalten der Kühlölversorgung der Kupplung 2 während des Fahrbetriebes bis zur nächsten Kupplungsbetätigung in der Regel genügend Zeit zur Verfügung, um durch Fliehkraftwirkung die Reibungslamellen trocken zu schleudern. Zwar wird während des Niedertretens des Kupplungspedals 9 anläßlich eines Gangwechsels entsprechend Zeile 5 der Tabelle die Kühlölversorgung der Kupplung 2 eingeschaltet. Da der Ausrückvorgang bis zum Erreichen der Endstellung des Kupplungspedals 9 entsprechend Zeile 4 der Tabelle jedoch nur den Bruchteil einer Sekunde dauert, bleibt die die Kupplungslamellen benetzende Kühlölmenge nachlässigbar gering. Auch jetzt erfolgt das Einlegen des gewünschten Ganges ohne jeglichen Schwierigkeiten. Der weitere Ablauf bis zum Erreichen des Fahrbetriebes entspricht dem im Zusammenhang mit dem Anfahren des Fahrzeuges beschriebenen.

Claims (2)

1. Steuerung für die Kühlölversorgung einer Anfahr- und Schaltkupplung (2), die einem aus einer Neutralstellung in den gewünschten Gang schaltbaren Schaltgetriebe (3) vorgeordnet ist und ölgekühlte Reibungslamellen enthält, deren Kühlölversorgung bei vollständig geöffneter Kupplung (2) unterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlölversorgung der Reibungslamellen in der Neutralstellung des Schaltgetriebes (3) unabhängig vom öffnungszustand der Kupplung (2) sowie bei eingelegtem Gang und vollständig geschlossener Kupplung (2) unterbrochen ist.

2. Anfahr- und Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen vorbestimmbaren Zeitraum die Kühlölversorgung der Reibungslamellen bei eingelegtem Gang und vollständig geschlossener Kupplung (2) gewährleistet ist.