WO2016124188A1 - Verwendung eines csc-betätigungszylinders sowie verfahren zum betrieb eines kupplungsaggregats - Google Patents

Verwendung eines csc-betätigungszylinders sowie verfahren zum betrieb eines kupplungsaggregats Download PDF

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WO2016124188A1
WO2016124188A1 PCT/DE2016/200054 DE2016200054W WO2016124188A1 WO 2016124188 A1 WO2016124188 A1 WO 2016124188A1 DE 2016200054 W DE2016200054 W DE 2016200054W WO 2016124188 A1 WO2016124188 A1 WO 2016124188A1
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WO
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clutch
vibration damper
actuating
primary side
motor vehicle
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PCT/DE2016/200054
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Inventor
Simon KELLER
Dieter EIREINER
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/14—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions combined with a friction coupling for damping vibration or absorbing shock
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    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F16D25/082—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member the line of action of the fluid-actuated members co-inciding with the axis of rotation
    • F16D25/083—Actuators therefor
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    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/13121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses characterised by clutch arrangements, e.g. for activation; integrated with clutch members, e.g. pressure member
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    • F16D13/00—Friction clutches
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    • F16D13/70—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members
    • F16D2013/703—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members the pressure plate on the flywheel side is combined with a damper
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    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/10—Clutch systems with a plurality of fluid-actuated clutches

Definitions

  • the invention relates to a clutch unit, a use of a CSC
  • Betchanistszyl inders and a method for operating a clutch unit, by means of which a motor shaft of an automotive engine with at least one transmission input shaft of a motor vehicle transmission can be coupled.
  • a double clutch for a dual clutch transmission is known, which can couple a motor shaft of an automotive engine with a first transmission input shaft and / or a second transmission input shaft of the dual clutch transmission.
  • the double clutch can be actuated by means of an actuating unit having two concentric annular cylinder for axially displacing each of a piston by means of a hydraulic actuating medium and thereby as CSC-actuating cylinder (CSC: concentric slave cylinder) is configured
  • a clutch unit for coupling an engine shaft of a motor vehicle engine with at least one transmission input shaft of a motor vehicle operation is provided with a vibration damper, in particular two-mass flywheel, for damping torsional vibrations in the rotational speed of the motor coming from the motor vehicle torque, wherein the vibration damper coupled to the motor shaft primary side and a relative to the primary side movable secondary side, a clutch, in particular friction clutch for selectively inducing and / or separating a torque transmission between the motor shaft and the transmission input shaft and a locking device for selectively, in particular rotationally fixed, coupling the primary side of the vibration with the secondary side of the vibration damper.
  • a vibration damper in particular two-mass flywheel
  • the vibration damper has with the primary side and, in particular via a spring, relatively movable secondary side a vibratory system which can rock at a resonant frequency in the speed of the torque introduced with increasing amplitudes in the relative movement of the secondary side to the primary side.
  • the frequency of the rotational speed substantially corresponds to the natural frequency of the oscillatory system of the vibration damper.
  • the secondary side can be coupled to the primary side via an energy storage element in the form of a bow spring, in which case the bow spring can be pressed together in block form between the primary side and the secondary side, thus producing large sudden moments ("Impacts "), which are the components of the vibration damper but also other component components of the powertrain can damage.
  • the locking device By means of the locking device, at least one friction between the primary side and the secondary side can be increased in a given resonance range of the rotational speed, in which a resonance-induced rocking of the relative movement of the secondary side to the primary side is to be expected. By increasing friction increases the damping ratio of the oscillatory system of the vibration, so that too strong suggestions can be avoided. It is possible with the help of
  • Locking device to provide the increased friction only in the resonance range of the speed in the introduced torque and outside the resonance range to provide the additional friction provided by the locking device, so that a high efficiency with low friction losses in the transmission of the torque is ensured in the clutch unit.
  • a permanently effective friction ring which is intended to provide a deliberate damping effect in the vibration damper, so that friction losses can be further reduced and the efficiency further improved.
  • the vibration damper can be characterized in particular free of permanently effective friction means for providing a damping effect.
  • the locking device, the secondary side with the primary side rotatably, in particular form-fitting, couple, so that adverse vibration movements of the vibration in the resonance range can be avoided.
  • the effect of the vibration damper can optionally be switched off with the aid of the locking device.
  • the vibration damper can be mechanically bridged by means of the locking device, so that the vibration damper can act as a rigid transmission element.
  • the vibration damper to avoid the initiation of resonance-induced sudden torque peaks in the clutch unit can be damped and / or blocked as needed, so that a drive train for a motor vehicle with low component loads is possible.
  • the locking device can in particular be connected to a control device with the aid of which a critical operating region of the vibration damper can be detected.
  • the control device, the speed of the motor shaft of the motor vehicle engine are supplied, so that the control device can check whether the current speed is in the resonance range or threatens the To enter resonance area.
  • the control device can the
  • the locking device Activate the locking device and bring about a frictional and / or positive coupling of the primary side with the secondary side and / or amplify.
  • the resonance range of the vibration damper it is possible for the resonance range of the vibration damper to be traversed with the rotational speed of the motor shaft, in particular if the clutch is partially actuated, for example, if the clutch has a clutch It is even possible that the current rotational speed passes through the resonance range of the vibration damper only slowly or even temporarily remains in the resonance range. so that, for example, at an initiated engine start and / or initiated engine stop the locking device can be operated directly without having to wait for the occurrence of the speed in the resonance range.
  • an actuating unit for actuating the clutch wherein the actuating unit has an actuatable by means of an actuating medium actuator for actuating the clutch and the locking device up.
  • the locking device can thereby be integrated into the operation unit for operating the clutch anyway provided operating unit, so that space can be saved.
  • the actuating unit has in particular a housing, which is both a part of the actuator and a part of
  • Locking device forms.
  • the actuating device and the locking device with the aid of the same actuating medium are operable.
  • the actuating unit for example, hydraulically and / or pneumatically actuated, wherein the coming of a pressure source actuating medium both the actuator and the
  • Arretier nails can be supplied. This makes it possible to use the pressure source provided anyway for the actuator also for the locking device, so that a separate pressure source for the locking device is saved.
  • a suitable valve in the actuating unit that is provided by a control device for actuating the locking device can be so that the locking device can be connected or disconnected as needed to the pressure source.
  • the locking device can be moved by means of a restoring element, for example a spring, into a defined starting position when the pressure source is separated from the locking device. With the help of the pressure from the pressure source, the locking device can be moved out of the starting position and automatically moved back into the starting position with the aid of the restoring element.
  • the actuating device of the actuating unit are formed by a first piston axially displaceably mounted in a first piston and the locking device of the actuating unit by a second cylinder axially displaceably mounted in a second piston, wherein the first cylinder and the second cylinder are arranged substantially coaxially to each other ,
  • the actuator is thereby configured as a CSC (CSC: concentric slave cylinder), but the individual cylinder / piston units are not used to actuate different partial clutches of a dual clutch. Instead, one of the cylinder / piston units is used to form the locking device and not to switch a partial clutch of a dual clutch.
  • the friction clutch is designed as a double clutch for coupling the engine with a first transmission input shaft of the motor vehicle transmission and / or a second transmission input shaft of the motor vehicle transmission
  • the actuating unit has a further actuating device, wherein in particular the further actuating device by a third axially displaceably mounted in a third cylinder third piston is formed, wherein the third cylinder in the We- is arranged substantially coaxially with the first cylinder and / or the second cylinder.
  • two cylinder / piston units may be provided for actuating in each case a partial clutch of the double clutch, while a further cylinder / piston unit is provided for forming the locking device.
  • the actuating unit can be configured as a CSC actuating cylinder with a total of three concentrically arranged ring cylinders.
  • the locking device is designed for the frictional and / or positive coupling of the primary side of the vibration damper to the secondary side of the vibration damper.
  • a primary side optionally over a friction lining, in particular in the axial direction, are pressed against the secondary side, so that increases the friction and thus the damping of the vibration damper by the impressed by the locking friction force.
  • a relative movement of the primary side to the secondary side can be prevented by means of a stop.
  • a claw which can be displaced axially by the locking device can bring about a rotationally fixed connection of the primary side to the secondary side, for example in the form of a dog clutch or a synchronizing ring.
  • the locking device engages via a mechanical coupling to the vibration damper, wherein in particular the mechanical coupling has a displaceable in the axial direction pressure element, in particular pressure pot, up, wherein in particular the pressure element by means of one of the vibration damper
  • Locking device pivotable lever element in particular a pivotable about a pivot point extending in the circumferential direction plate spring, is displaceable in the axial direction.
  • the lever element is pivotably mounted in particular on a clutch cover of the clutch.
  • a force applied in the axial direction by the locking device can be translated or reduced by the lever element and the force converted by the lever element can be transmitted to the pressure element.
  • the pressure element can in turn be displaced in the axial direction in order to bring about a frictional and / or positive coupling of the primary side with the secondary side and / or cancel.
  • the invention further relates to the use of a CSC actuation cylinder both for actuating a clutch and for frictionally and / or positively coupling a primary side of a vibration damper which can be coupled to a motor shaft of an automobile engine for damping torsional vibrations in the rotational speed of a torque coming from the motor vehicle engine a secondary side of the vibration damper which can be moved relative to the primary side, in particular in a clutch unit which can be developed and developed as described above.
  • the CSC-Betuschistszylidner (CSC: concentric slave cylindre), in addition to an actuator for actuating the friction clutch form a locking device for frictional and / or positive coupling of the primary side to the secondary side, wherein by means of the locking device of the vibration damper to avoid the initiation of resonance-induced sudden torque peaks can be damped and / or blocked in the clutch unit as needed, so that a drive train for a motor vehicle with low component loads is possible.
  • the invention further relates to a method for operating a clutch unit, which may be in particular as described above and further developed for coupling an engine shaft of an automotive engine having at least one transmission input shaft of a motor vehicle transmission, wherein the clutch unit is a vibration damper, in particular dual mass flywheel, for damping torsional vibrations in the rotational speed of the torque coming from the motor vehicle engine, wherein the vibration damper has a primary side which can be coupled to the motor shaft and a secondary side which can be moved relative to the primary side, and a clutch, in particular a friction clutch, for selectively inducing and / or separating torque transmission between the motor shaft and the transmission input shaft and in a resonant speed n R of the
  • Vibration damper having resonance range in which rock the relative movements of the primary side to the secondary side due to resonance, which is coupled to the vibration damper rotational speed of the primary side to the secondary side frictionally and / or positively coupled.
  • the vibration damper can be damped as required to avoid the initiation of resonance-induced sudden torque peaks in the clutch unit and / or be quenched, so that a drive train for a motor vehicle with low component loads is possible.
  • the method may be in particular as described above with reference to the clutch unit off and further developed.
  • Fig. 1 a schematic diagram of a drive train
  • FIG. 2 shows a schematic detail view of a part of a clutch unit of the drive train from FIG. 1.
  • the drive train 10 shown in FIG. 1 has an automotive engine 12 configured as an internal combustion engine, which is connected to a clutch 16 designed as a friction clutch via a vibration damper 14 designed as a dual mass flywheel.
  • the vibration damper 14 has a primary side 18, to which a secondary side 20 is limited relatively rotatable.
  • the primary side 18 can be coupled via a designed as a bow spring 22 energy storage element.
  • the secondary side 20 simultaneously forms a counter-plate 24 of the clutch 16, to which a pressure plate 26 of the clutch 16 can be relatively displaced in the axial direction to between the counter-plate 24 and the pressure plate 26 can be coupled to a transmission input shaft of a motor vehicle transmission not shown To be able to press the clutch disc frictionally.
  • an actuating unit 28 is provided for actuating the clutch 16.
  • the vibration damper 14, the clutch 16 and the actuating unit 28 form a clutch unit 29.
  • the actuating unit 28 has an actuating device 30, which can be activated directly or indirectly on the pressure plate 26.
  • the actuating device 30 has a first cylinder 32, in which a first piston 34 is displaceably guided in the axial direction.
  • the first piston 34 can engage, for example, on a pivotable lever spring designed in the manner of a diaphragm spring, which can axially displace the pressure plate 26 for opening and / or closing the clutch 16 when the first piston 34 is axially displaced via its pivotal movement.
  • the actuating unit 28 is configured as a CSC actuating cylinder, which has a second cylinder 36 concentrically arranged to the first cylinder 32, in which a second piston 38 is guided displaceably in the axial direction.
  • the second piston 38 engages via a mechanical coupling 40 to the vibration damper 14, so that a locking device 42 is formed by the second cylinder 36 and the engaging on the mechanical coupling 40 with the vibration damper 14 second piston 38.
  • locking elements 44 of the primary side 18 and the secondary side 20 can be frictionally and / or positively coupled to one another, for example, as friction surfaces and / or claws, so that a relative movement of the secondary side 20 to the primary side 18 can be braked and / or eliminated , As a result, a resonant oscillation of the vibration damper 14 in a resonance region can be avoided by a mechanical bridging of the vibration damper 14 with the aid of the locking device 42.
  • the mechanical coupling 40 has, in particular, a lever element 46, which can be pivoted in the manner of a plate spring about a pivot point extending in the circumferential direction, which, with a displacement of the second piston 38, transmits the axial movement of the second piston 38 with a specific transmission ratio to a rod-shaped or cup-shaped pressure element 48 can transmit to connect the locking elements 44 together and / or separate.
  • a lever element 46 which can be pivoted in the manner of a plate spring about a pivot point extending in the circumferential direction, which, with a displacement of the second piston 38, transmits the axial movement of the second piston 38 with a specific transmission ratio to a rod-shaped or cup-shaped pressure element 48 can transmit to connect the locking elements 44 together and / or separate.

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Abstract

Es ist ein Kupplungsaggregat (29) zum Kuppeln einer Motorwelle eines Kraftfahrzeugmotors (12) mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen mit einem Schwingungsdämpfer (14), insbesondere Zweimassenschwungrad, zur Dämpfung von Drehschwingungen in der Drehzahl des von dem Kraftfahrzeugmotor (12) kommenden Drehmoments, wobei der Schwingungsdämpfer (12) eine mit der Motorwelle koppelbare Primärseite (18) und eine relativ zur Primärseite (18) bewegbare Sekundärseite (20) aufweist, einer Kupplung (16), insbesondere Reibungskupplung, zum wahlweisen Koppeln und/oder Trennen einer Drehmomentübertragung zwischen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle und einer Arretiereinrichtung (42) zum wahlweisen, insbesondere drehfesten, Koppeln der Primärseite (18) des Schwingungsdämpfers (14) mit der Sekundärseite (20) des Schwingungsdämpfers (14). Mit Hilfe der Arretiereinrichtung (42) kann der Schwingungsdämpfer (14) zur Vermeidung von der Einleitung resonanzbedingter plötzlicher Drehmomentspitzen in das Kupplungsaggregat (29) bei Bedarf gedämpft und/oder blockiert werden, so dass ein Antriebsstrang (10) für ein Kraftfahrzeug mit geringen Bauteilbelastungen ermöglicht ist.

Description

VERWENDUNG EINES CSC-BETÄTIGUNGSZYLINDERS SOWIE VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES KUPPLUNGSAGGREGATS
Die Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat, eine Verwendung eines CSC-
Betätigungszyl inders sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Kupplungsaggregats, mit deren Hilfe eine Motorwelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekuppelt werden kann. Aus EP 1 524 446 A1 ist eine Doppelkupplung für ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, das eine Motorwelle eines Kraftfahrzeugmotors mit einer ersten Getriebeeingangswelle und/oder einer zweiten Getriebeeingangswelle des Doppelkupplungsgetriebes kuppeln kann. Die Doppelkupplung kann mit Hilfe eines Betätigungsaggregats betätigt werden, das zwei konzentrisch zueinander angeordnete Ringzylinder zum axialen Verlagern jeweils eines Kolbens mit Hilfe eines hydraulischen Betätigungsmediums aufweist und dadurch als CSC-Betätigungszylinder (CSC: concentric slave cylinder) ausgestaltet ist
Aus DE 10 2008 004 150 A1 ist ein als Zweimassenschwungrad ausgestalteter Schwingungsdämpfer bekannt, bei dem zur Drehschwingungsdämpfung einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors eine Primärmasse über eine Bogenfeder mit einer relativ zur Primärmasse verdrehbaren Sekundärmasse gekoppelt ist. Die Bogenfeder ist in einem Bogenfederkanal angeordnet, wobei eine Kanalwand des Bogenfederkanals durch die Primärmasse ausgebildet ist. In den Bogenfederkanal ragt ein Flansch der Sekundärmasse hinein, der über einen Reibring an der Kanalwand abgestützt ist.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis hohe Belastungen von Bauteilkomponenten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu vermeiden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen die einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit geringen Bauteilbelastungen ermöglichen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Kupplungsaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Be- Schreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist ein Kupplungsaggregat zum Kuppeln einer Motorwelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahr- zeuggetriebes vorgesehen mit einem Schwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, zur Dämpfung von Drehschwingungen in der Drehzahl des von dem Kraftfahrzeug motor kommenden Drehmoments, wobei der Schwingungsdämpfer eine mit der Motorwelle koppelbare Primärseite und eine relativ zur Primärseite bewegbare Sekundärseite aufweist, einer Kupplung, insbesondere Reibungskupplung, zum wahl- weisen Herbeiführen und/oder Trennen einer Drehmomentübertragung zwischen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle und einer Arretiereinrichtung zum wahlweisen, insbesondere drehfesten, Koppeln der Primärseite des Schwingungsdämpfers mit der Sekundärseite des Schwingungsdämpfers. Der Schwingungsdämpfer weist mit der Primärseite und der, insbesondere über eine Feder, relativ bewegbaren Sekundärseite ein schwingungsfähiges System auf, das bei einer Resonanzfrequenz in der Drehzahl des eingeleiteten Drehmoments sich mit ansteigenden Amplituden in der Relativbewegung der Sekundärseite zur Primärseite aufschaukeln kann. Bei der Resonanzfrequenz entspricht die Frequenz der Drehzahl im Wesentlichen der Eigenfrequenz des schwingungsfähigen Systems des Schwingungsdämpfers. Die durch das resonanzbedingte Aufschaukeln sich verstärkenden Relativbewegungen können dazu führen, dass relativ zueinander bewegbaren Teile aneinander anschlagen können und dadurch unnötig hohen Belastungen ausgesetzt sind. Beispielweise bei einem als Zweimassenmassenschwungrad ausgestalteten Schwingungsdämpfer kann die Sekundärseite über ein Energiespeicherelement in Form einer Bogenfeder mit der Primärseite koppelbar sein, wobei im Resonanzfall die Bogenfeder zwischen der Primärseite und der Sekundärseite auf Block zusammenge- presst werden kann, wodurch so große plötzliche Momente („Impacts") auftreten können, welche die Komponenten des Schwingungsdämpfer aber auch weitere Bauteil- komponenten des Antriebsstrangs schädigen können. Mit Hilfe der Arretiereinnchtung kann in einem vorgegebenen Resonanzbereich der Drehzahl, in der ein resonanzbedingtes Aufschaukeln der Relativbewegung der Sekundärseite zur Primärseite zu erwarten ist, zumindest eine Reibung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite erhöht werden. Durch die sich erhöhende Reibung erhöht sich der Dämpfungsanteil des schwingungsfähigen Systems des Schwingungsdämpfers, so dass allzu starke Anregungen vermieden werden können. Hierbei ist es möglich mit Hilfe der
Arretiereinrichtung die erhöhte Reibung nur im Resonanzbereich der Drehzahl im eingeleiteten Drehmoment vorzusehen und außerhalb des Resonanzbereichs die von der Arretiereinrichtung bereitstellbare zusätzliche Reibung zu vermeiden, so dass ein hoher Wirkungsgrad mit geringen Reibungsverlusten bei der der Übertragung des Drehmoments in dem Kupplungsaggregat sichergestellt ist. Insbesondere ist es möglich einen permanent wirksamen Reibring, der eine bewusste Dämpfungswirkung in dem Schwingungsdämpfer bereitstellen soll, einzusparen, so dass Reibungsverluste weiter reduziert und der Wirkungsgrad weiter verbessert sein kann. Der Schwingungsdämpfer kann dadurch insbesondere frei von permanent wirksamen Reibeinrichtungen zur Bereitstellung einer Dämpfungswirkung sein. Besonders bevorzugt kann die Arretiereinrichtung die Sekundärseite mit der Primärseite drehfest, insbesondere formschlüssig, koppeln, so dass nachteilige Schwingungsbewegungen des Schwingungsdämpfers im Resonanzbereich vermieden werden können. Insbesondere kann mit Hilfe der Arretiereinrichtung die Wirkung des Schwingungsdämpfers wahlweise abgeschaltet werden. Vorzugsweise kann der Schwingungsdämpfer mit Hilfe der Arretiereinrichtung mechanisch überbrückt werden, so dass der Schwingungsdämpfer als ein starres Übertragungselement wirken kann. Mit Hilfe der
Arretiereinrichtung kann der Schwingungsdämpfer zur Vermeidung von der Einleitung resonanzbedingter plötzlicher Drehmomentspitzen in das Kupplungsaggregat bei Bedarf gedämpft und/oder blockiert werden, so dass ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit geringen Bauteilbelastungen ermöglicht ist. Die Arretiervorrichtung kann insbesondere mit einer Steuereinrichtung verbunden sein, mit deren Hilfe ein kritischer Betriebsbereich des Schwingungsdämpfers detek- tiert werden kann. Beispielsweise kann der Steuereinrichtung die Drehzahl der Motorwelle des Kraftfahrzeugmotors zugeführt werden, so dass die Steuereinrichtung überprüfen kann, ob die aktuelle Drehzahl in dem Resonanzbereich liegt oder droht in den Resonanzbereich einzutreten. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung die
Arretiervorrichtung aktivieren und eine reibschlüssige und/oder formschlüssige Koppelung der Primärseite mit der Sekundärseite herbeiführen und/oder verstärken. Insbesondere bei einem Motorstart, einem Motorstopp und/oder einem Durchstarten („Change of mind Situation") ist es möglich, dass mit der Drehzahl der Motorwelle der Resonanzbereich des Schwingungsdämpfers durchfahren werden kann. Insbesondere bei teilweiser betätigter Kupplung, beispielsweise wenn die Kupplung über einen Zeitraum bewusst schlupfend betrieben wird, ist es sogar möglich, dass die aktuelle Drehzahl den Resonanzbereich des Schwingungsdämpfers nur langsam durchfährt oder sogar zeitweise in dem Resonanzbereich verbleibt. Derartige Situationen, insbesondere ein Motorstart und ein Motorstopp des Kraftfahrzeugmotors können von der Steuereinrichtung rechtzeitig vorher detektiert werden, so dass beispielweise bei einem initiierten Motorstart und/oder initiierten Motorstopp die Arretiervorrichtung unmittelbar betätigt werden kann ohne das Eintreten der Drehzahl in den Resonanzbereich abwarten zu müssen.
Insbesondere ist ein Betätigungsaggregat zum Betätigen der Kupplung vorgesehen, wobei das Betätigungsaggregat eine mit Hilfe eines Betätigungsmediums betätigbare Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Kupplung und die Arretiereinrichtung auf- weist. Die Arretiervorrichtung kann dadurch in das zum Betätigen der Kupplung sowieso vorgesehne Betätigungsaggregat integriert werden, so dass Bauraum eingespart werden kann. Das Betätigungsaggregat weist insbesondere ein Gehäuse auf, das sowohl einen Teil der Betätigungseinrichtung als auch einen Teil der
Arretiereinrichtung ausbildet.
Vorzugsweise sind die Betätigungseinrichtung und die Arretiereinrichtung mit Hilfe des gleichen Betätigungsmediums betreibbar. Das Betätigungsaggregat ist beispielsweise hydraulisch und/oder pneumatisch betätigbar, wobei das aus einer Druckquelle kommende Betätigungsmedium sowohl der Betätigungseinrichtung als auch der
Arretiereinrichtung zugeführt werden kann. Dies ermöglicht es die für die Betätigungseinrichtung sowieso vorgesehene Druckquelle auch für die Arretiereinrichtung zu nutzen, so dass eine separate Druckquelle für die Arretiereinrichtung eingespart ist. Insbesondere ist es möglich ein geeignetes Ventil in dem Betätigungsaggregat vorzusehen, dass von einer Steuereinrichtung zur Betätigung der Arretiereinrichtung gestellt werden kann, so dass die Arretiereinrichtung je nach Bedarf an die Druckquelle angeschlossen oder abgetrennt werden kann. Insbesondere kann die Arretiereinrichtung mit Hilfe eines Rückstellelements, beispielsweise eine Feder, in eine definierte Ausgangslage bewegt werden, wenn die Druckquelle von der Arretiereinrichtung abge- trennt ist. Mit Hilfe des Drucks aus der Druckquelle kann die Arretiereinrichtung aus der Ausgangslage heraus bewegt werden und mit Hilfe des Rückstellelements automatisch zurück in die Ausgangslage bewegt werden.
Besonders bevorzugt sind die Betätigungseinrichtung des Betätigungsaggregats durch einen in einem ersten Zylinder axial verlagerbar gelagerten ersten Kolben und die Arretiereinrichtung des Betätigungsaggregats durch einen in einem zweiten Zylinder axial verlagerbar gelagerten zweiten Kolben ausgebildet, wobei der erste Zylinder und der zweite Zylinder im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind. Die Betätigungseinrichtung ist dadurch als ein CSC-Betätigungszylinder (CSC: concentric slave cylinder) ausgestaltet, wobei jedoch die einzelnen Zylinder/Kolben-Einheiten nicht zur Betätigung von verschiedenen Teilkupplungen einer Doppelkupplung verwendet werden. Stattdessen wird eine der Zylinder/Kolben-Einheiten zur Ausbildung der Arretiereinrichtung verwendet und nicht zum Schalten einer Teilkupplung einer Doppelkupplung. Insbesondere ist es möglich einen eigentlich für eine Doppelkupp- lung vorgesehenen CSC-Betätigungszylinder zu verwenden, obwohl nur eine Kupplung zu schalten ist, und die die nicht zum Betätigen einer Kupplung vorgesehene Zylinder/Kolben-Einheit für die Ausbildung der Arretiereinrichtung zu verwenden. Durch die axiale Bewegbarkeit des zweiten Kolbens kann direkt oder indirekt, beispielsweise über zwischengeschaltetes Getriebe und/oder ein zwischengeschaltetes Gestänge und/oder eine zwischengeschaltete Lenkerhebelanordnung und/oder eine zwischengeschaltete Hebelanordnung, eine reibschlüssige und/oder formschlüssige Koppelung der Primärseite mit der Sekundärseite herbeigeführt werden.
Insbesondere ist die Reibungskupplung als Doppelkupplung zum Kuppeln der Motor- melle mit einer ersten Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes und/oder einer zweiten Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes ausgestaltet, wobei das Betätigungsaggregat eine weitere Betätigungseinrichtung aufweist, wobei insbesondere die weitere Betätigungseinrichtung durch einen in einem dritten Zylinder axial verlagerbar gelagerten dritten Kolben ausgebildet ist, wobei der dritte Zylinder im We- sentlichen koaxial zu dem ersten Zylinder und/oder dem zweiten Zylinder angeordnet ist. Im Falle einer von dem Betätigungsaggregat zu betätigen Doppelkupplung können zwei Zylinder/Kolben-Einheiten zur Betätigung jeweils einer Teilkupplung der Doppelkupplung vorgesehen sein, während eine weitere Zylinder/Kolben-Einheiten zur Aus- bildung der Arretiereinrichtung vorgesehen ist. Das Betätigungsaggregat kann dadurch als ein CSC-Betätigungszylinder mit insgesamt drei zueinander konzentrisch angeordneten Ringzylindern ausgestaltet sein.
Vorzugsweise ist die Arretiereinrichtung zum reibschlüssigen und/oder formschlüssi- gen Koppeln der Primärseite des Schwingungsdämpfers mit der Sekundärseite des Schwingungsdämpfers ausgelegt. Mit Hilfe der Arretiereinrichtung kann beispielsweise ein die Primärseite gegebenenfalls über einen Reibbelag, insbesondere in axialer Richtung, gegen die Sekundärseite gedrückt werden, so dass sich durch die von der Arretiereinrichtung aufgeprägten Reibungskraft die Reibung und damit die Dämpfung des Schwingungsdämpfers erhöht. Zusätzlich oder alternativ kann mit Hilfe eines Anschlags eine Relativbewegung der Primärseite zur Sekundärseite unterbunden werden. Beispielsweise kann bei einer relativ zur Primärseite verdrehbaren Sekundärseite eine von der Arretiereinrichtung axial verlagerbare Klaue eine drehfeste Verbindung der Primärseite mit der Sekundärseite herbeiführen, beispielsweise in der Art einer Klauenkupplung oder eines Synchronisierrings.
Besonders bevorzugt greift die Arretiereinrichtung über eine mechanische Koppelung an dem Schwingungsdämpfer an, wobei insbesondere die mechanische Koppelung einen in axialer Richtung verlagerbares Druckelement, insbesondere Drucktopf, auf- weist, wobei insbesondere das Druckelement mit Hilfe eines von der
Arretiereinrichtung verschwenkbaren Hebelelements, insbesondere eine um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt schwenkbare Tellerfeder, in axialer Richtung verlagerbar ist. Das Hebelelement ist insbesondere an einem Kupplungsdeckel der Kupplung schwenkbar gelagert. Eine von der Arretiereinrichtung aufgebrachte in axialer Richtung weisende Kraft kann über das Hebelelement übersetzt beziehungsweise untersetzt werden und die von dem Hebelelement gewandelte Kraft an das Druckelement übertragen werden. Das Druckelement kann wiederrum in axialer Richtung verlagert werden, um eine reibschlüssige und/oder formschlüssige Koppelung der Primärseite mit der Sekundärseite herbeizuführen und/oder aufzuheben. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines CSC-Betätigungszylinders sowohl zum Betätigen einer Kupplung als auch zum reibschlüssigen und/oder formschlüssigen Koppeln einer mit einer Motorwelle eines Kraftfahrzeugmotors koppelbaren Pri- märseite eines Schwingungsdämpfers zur Dämpfung von Drehschwingungen in der Drehzahl eines von dem Kraftfahrzeugmotor kommenden Drehmoments mit einer relativ zur Primärseite bewegbaren Sekundärseite des Schwingungsdämpfers, insbesondere in einem Kupplungsaggregat, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Der CSC-Betätigungszylidner (CSC: concentric slave cylindre) kann neben einer Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Reibungskupplung eine Arretiereinrichtung zum reibschlüssigen und/oder formschlüssigen Koppeln der Primärseite mit der Sekundärseite ausbilden, wobei mit Hilfe der Arretiereinrichtung der Schwingungsdämpfer zur Vermeidung von der Einleitung resonanzbedingter plötzlicher Drehmomentspitzen in das Kupplungsaggregat bei Bedarf gedämpft und/oder blockiert werden kann, so dass ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit geringen Bauteilbelastungen ermöglicht ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Kupplungsaggregats, das insbesondere wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zum Kuppeln einer Motorwelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, bei dem das Kupplungsaggregat einen Schwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, zur Dämpfung von Drehschwingungen in der Drehzahl des von dem Kraftfahrzeugmotor kommenden Drehmoments, wobei der Schwingungsdämpfer eine mit der Motorwelle koppelbare Primärseite und eine relativ zur Primärseite bewegbare Sekundärseite aufweist, und eine Kupplung, insbesondere Reibungskupplung, zum wahlweisen Herbeiführen und/oder Trennen einer Drehmomentübertragung zwischen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle aufweist, und in einem eine Resonanzdrehzahl nR des
Schwingungsdämpfers aufweisenden Resonanzbereich, in dem sich die Relativbewe- gungen der Primärseite zur Sekundärseite resonanzbedingt aufschaukeln, der in den Schwingungsdämpfer eingeleiteten Drehzahl die Primärseite mit der Sekundärseite reibschlüssig und/oder formschlüssig gekoppelt wird. Dadurch kann der Schwingungsdämpfer zur Vermeidung von der Einleitung resonanzbedingter plötzlicher Drehmomentspitzen in das Kupplungsaggregat bei Bedarf gedämpft und/oder blo- ckiert werden, so dass ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit geringen Bauteilbelastungen ermöglicht ist. Das Verfahren kann insbesondere wie vorstehend anhand des Kupplungsaggregats beschrieben aus- und weitergebildet sein. Insbesondere gilt für den Abstand An der minimalen Drehzahl und der maximalen Drehzahl des Resonanzbereich von der Resonanzdrehzahl nR 0,0 < An/nR < 0,30, insbesondere 0,2 < An/nR < 0,20, vorzugsweise 0,5 < An/nR < 0,15 und besonders bevorzugt 0,7 < An/nR < 0,10. Dadurch können hinreichend starke resonanzbedingte Amplituden in der Relativbewegung der Sekundärmasse zur Primärmasse rechtzeitig ver- mieden werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Prinzipdarstellung eines Antriebsstrangs und
Fig. 2: eine schematische Detailansicht eines Teils eines Kupplungsaggregats des Antriebsstrangs aus Fig. 1 .
Der in Fig. 1 dargestellte Antriebsstrang 10 weist einen als Verbrennungsmotor ausgestalteten Kraftfahrzeugmotor 12 auf, der über einen als Zweimassenschwungrad ausgestalten Schwingungsdämpfer 14 mit einer als Reibungskupplung ausgestalteten Kupplung 16 verbunden ist. Der Schwingungsdämpfer 14 weist eine Primärseite 18 auf, zu der eine Sekundärseite 20 begrenzt relativ verdrehbar ist. Die Primärseite 18 ist über ein als Bogenfeder 22 ausgestaltetes Energiespeicherelement koppelbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Sekundärseite 20 gleichzeitig eine Gegenplatte 24 der Kupplung 16 aus, zu der eine Anpressplatte 26 der Kupplung 16 in axialer Richtung relativ verlagert werden kann, um zwischen der Gegenplatte 24 und der Anpressplatte 26 eine mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes koppelbare nicht dargestellte Kupplungsscheibe reibschlüssig verpressen zu können. Wie in Fig. 2 dargestellt ist zur Betätigung der Kupplung 16 ein Betätigungsaggregat 28 vorgesehen. Der Schwingungsdämpfer 14, die Kupplung 16 und das Betätigungsaggregat 28 bilden ein Kupplungsaggregat 29 aus. Das Betätigungsaggregat 28 weist eine mittelbar oder unmittelbar an der Anpressplatte 26 angreifbare Betätigungsein- richtung 30 auf. Die Betätigungseinrichtung 30 weist einen ersten Zylinder 32 auf, in dem ein erster Kolben 34 in axialer Richtung verlagerbar geführt ist. Der erste Kolben 34 kann beispielsweise an einer in der Art einer Tellerfeder ausgestalteten schwenkbaren Hebelfeder angreifen, die bei einer axialen Verlagerung des ersten Kolbens 34 über ihre Schwenkbewegung die Anpressplatte 26 zum Öffnen und/oder Schließen der Kupplung 16 axial verlagern kann.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Betätigungsaggregat 28 als ein CSC- Betätigungszylinder ausgestaltet, der einen zum ersten Zylinder 32 konzentrisch angeordneten zweiten Zylinder 36 aufweist, in dem ein zweiter Kolben 38 in axialer Rich- tung verlagerbar geführt ist. Der zweite Kolben 38 greift über eine mechanische Koppelung 40 an dem Schwingungsdämpfer 14 an, so dass durch den zweiten Zylinder 36 und dem an der mechanischen Koppelung 40 mit dem Schwingungsdämpfer 14 angreifenden zweiten Kolben 38 eine Arretiereinrichtung 42 ausgebildet ist. Mit Hilfe der Arretiereinrichtung 42 können beispielsweise als Reibflächen und/oder Klauen ausgestaltete Arretierelemente 44 der Primärseite 18 und der Sekundärseite 20 reibschlüssig und/oder formschlüssig mit einander gekoppelt werden, so dass eine Relativbewegung der Sekundärseite 20 zur Primärseite 18 gebremst und/oder eliminiert werden kann. Dadurch kann ein resonanzbedingtes Aufschwingen des Schwingungsdämpfers 14 in einem Resonanzbereich durch eine mechanische Überbrückung des Schwingungsdämpfers 14 mit Hilfe der Arretiereinrichtung 42 vermieden werden.
Die mechanische Koppelung 40 weist insbesondere ein in der Art einer Tellerfeder um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt schwenkbares Hebelelement 46 auf, das bei einer Verlagerung des zweiten Kolbens 38 die axiale Bewegung des zweiten Kolbens 38 mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis auf ein stabförmi- ges oder topfförmiges Druckelement 48 übertragen kann, um die Arretierelemente 44 miteinander zu verbinden und/oder zu trennen. Mit Hilfe eines beispielsweise an dem Hebelelement 46 der mechanischen Koppelung 40 angreifenden als Feder ausgestalteten Rückstellelements 50 kann die mechanische Koppelung 40 und damit die Arretierelement 44 und die Arretiereinnchtung 42 in eine definierte Ausgangslage zurück bewegt werden, wenn an dem zweiten Zylinder 36 keine Druckquelle einwirkt.
Bezuqszeichenliste Antriebsstrang
Kraftfahrzeugmotor
Schwingungsdämpfer
Kupplung
Primärseite
Sekundärseite
Bogenfeder
Gegenplatte
Anpressplatte
Betätigungsaggregat
Kupplungsaggregat
Betätigungseinrichtung
erster Zylinder
ersten Kolben
zweiter Zylinder
zweiter Kolben
mechanische Koppelung
Arretiereinrichtung
Arretierelement
Hebelelement
Druckelement
Rückstellelement

Claims

Patentansprüche
1 . Kupplungsaggregat zum Kuppeln einer Motorwelle eines Kraftfahrzeugmotors (12) mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit
einem Schwingungsdämpfer (14), insbesondere Zweimassenschwungrad, zur Dämpfung von Drehschwingungen in der Drehzahl des von dem Kraftfahrzeugmotor (12) kommenden Drehmoments, wobei der Schwingungsdämpfer (12) eine mit der Motorwelle koppelbare Primärseite (18) und eine relativ zur Primärseite (18) bewegbare Sekundärseite (20) aufweist,
einer Kupplung (16), insbesondere Reibungskupplung, zum wahlweisen Herbeiführen und/oder Trennen einer Drehmomentübertragung zwischen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle und
einer Arretiereinrichtung (42) zum wahlweisen, insbesondere drehfesten, Koppeln der Primärseite (18) des Schwingungsdämpfers (14) mit der Sekundärseite (20) des Schwingungsdämpfers (14).
2. Kupplungsaggregat nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsaggregat (28) zum Betätigen der Kupplung (16) vorgesehen ist, wobei das Betätigungsaggregat (28) eine mit Hilfe eines Betätigungsmediums betätigbare Betätigungseinrichtung (30) zum Betätigen der Kupplung und die Arretiereinrichtung (42) aufweist.
3. Kupplungsaggregat nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (30) und die Arretiereinrichtung (42) mit Hilfe des gleichen Betätigungsmediums betreibbar sind.
4. Kupplungsaggregat nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (30) des Betätigungsaggregats (28) durch einen in einem ersten Zylinder (32) axial verlagerbar gelagerten ersten Kolben (34) und die Arretiereinrichtung (42) des Betätigungsaggregats (28) durch einen in einem zweiten Zylinder (36) axial verlagerbar gelagerten zweiten Kolben (38) ausgebildet sind, wobei der erste Zylinder (32) und der zweite Zylinder (36) im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind.
5. Kupplungsaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung (16) als Doppelkupplung zum Kuppeln der Motormelle mit einer ersten Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes und/oder einer zweiten Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes ausgestaltet ist, wobei das Betätigungsaggregat (28) eine weitere Betätigungseinrichtung aufweist, wobei insbesondere die weitere Betätigungseinrichtung durch einen in einem dritten Zylinder axial verlagerbar gelagerten dritten Kolben ausgebildet ist, wobei der dritte Zylinder im Wesentlichen koaxial zu dem ersten Zylinder (32) und/oder dem zweiten Zylinder (36) angeordnet ist.
6. Kupplungsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (42) zum reibschlüssigen und/oder formschlüssigen Koppeln der Primärseite (18) des Schwingungsdämpfers (14) mit der Sekundärseite (20) des Schwingungsdämpfers (14) ausgelegt ist.
7. Kupplungsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung (42) über eine mechanische Koppelung (40) an dem Schwingungsdämpfer (14) angreift, wobei insbesondere die mechanische Koppelung (40) einen in axialer Richtung verlagerbares Druckelement (48), insbesondere Drucktopf, aufweist, wobei insbesondere das Druckelement (48) mit Hilfe eines von der Arretiereinrichtung (42) verschwenkbaren Hebelelements (46), insbesondere eine um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt schwenkbare Tellerfeder, in axialer Richtung verlagerbar ist.
8. Verwendung eines CSC-Betätigungszylinders (28) sowohl zum Betätigen einer Kupplung (16) als auch zum reibschlüssigen und/oder formschlüssigen Koppeln einer mit einer Motorwelle eines Kraftfahrzeugmotors koppelbaren Primärseite (18) eines Schwingungsdämpfers (14) zur Dämpfung von Drehschwingungen in der Drehzahl eines von dem Kraftfahrzeugmotor (12) kommenden Drehmoments mit einer relativ zur Primärseite (18) bewegbaren Sekundärseite (20) des Schwingungsdämpfers (14), insbesondere in einem Kupplungsaggregat (29) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Verfahren zum Betrieb eines Kupplungsaggregats (29), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zum Kuppeln einer Motorwelle eines Kraftfahrzeugmotors (12) mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, bei dem
das Kupplungsaggregat (29) einen Schwingungsdämpfer (14), insbesondere Zweimassenschwungrad, zur Dämpfung von Drehschwingungen in der Drehzahl des von dem Kraftfahrzeugmotor (12) kommenden Drehmoments, wobei der Schwingungsdämpfer (14) eine mit der Motorwelle koppelbare Primärseite (18) und eine relativ zur Primärseite (18) bewegbare Sekundärseite (20) aufweist, und eine Kupplung (16), insbesondere Reibungskupplung, zum wahlweisen Herbeiführen und/oder Trennen einer Drehmomentübertragung zwischen der Motorwelle und der Getriebeeingangswelle aufweist, und
in einem eine Resonanzdrehzahl nR des Schwingungsdämpfers (14) aufweisenden Resonanzbereich, in dem sich die Relativbewegungen der Primärseite (18) zur Sekundärseite (20) resonanzbedingt aufschaukeln, der in den Schwingungsdämpfer (14) eingeleiteten Drehzahl die Primärseite (18) mit der Sekundärseite (20) reibschlüssig und/oder formschlüssig gekoppelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem für den Abstand An der minimalen Drehzahl und der maximalen Drehzahl des Resonanzbereich von der Resonanzdrehzahl nR 0,0 < An/nR < 0,30, insbesondere 0,2 < An/nR < 0,20, vorzugsweise 0,5 < An/nR < 0,15 und besonders bevorzugt 0,7 < An/nR < 0,10 gilt.
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