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Die Erfindung betrifft eine automatische
Anfahrkupplung für
den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 196 00 471 A1 ist
eine Reibungskupplung mit einem Stellantrieb für den automatischen Betrieb
bekannt, bei der eine Kupplung über
eine Druckplatte betätigt und
die Druckplatte wiederum mittels eines Elektromotors über einen
Hebel mit einer Anpresskraft beaufschlagt wird.
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Diese Reibungskupplung weist den
Nachteil auf, dass sie für
die Fußbetätigung durch
einen Fahrer optimiert und weniger zum Automatisieren geeignet ist.
Konstruktive Unzulänglichkeiten
und äußere Einflüsse, die
ein Fahrer beim Betätigen
des Kupplungspedals unbewusst ausgleicht, müssen bei einem Einsatz für eine automatische
Kupplung in aufwändigen
Algorithmen berücksichtigt
werden. Dennoch führt
der Einsatz bekannter Reibungskupplungen bei einer automatischen
Ansteuerung nur zu unzulänglichen
und weniger komfortablen Lösungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Anfahrkupplung für
den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs so zu gestalten, dass das
Betätigen der
Anfahrkupplung vereinfacht und/oder verbessert automatisiert erfolgen
kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch
eine automatische Anfahrkupplung für den Antriebsstrang eines
Kraftfahrzeugs mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Bei der erfindungsgemäßen Anfahrkupplung wirkt
in Parallelschaltung zum Elektromotor wenigstens ein Federelement
auf die Druckplatte. Die Anpresskraft der Druckplatte an die Kupplungsscheibe ergibt
sich somit aus der Überlagerung
der vom Elektromotor aufgebrachten Kraft mit der Federkraft. Das Federkraftniveau
variiert über
den Verschiebeweg der Druckplatte um weniger als 10 %, insbesondere um
weniger als 5 %. Für
den Idealfall eines konstanten Federkraftniveaus (Variation von
0 %) bedeutet eine Veränderung
der vom Elektromotor aufgebrachten Ausrück- oder Anpresskraft um x
Newton eine Veränderung
der Anpresskraft der Druckplatte an die Kupplungsscheibe um ebenfalls
x Newton (oder bei Verwendung einer Übersetzung k mittels eines
Hebels k · x
Newton).
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung
ist damit eine einfache und exakte Zuordnung der vom Elektromotor
bereitgestellten Kraft zur (gewünschten)
Anpresskraft der Druckplatte auf die Kupplungsscheibe gewährleistet.
In der Kupplungsscheibe befindet sich dabei eine sehr steife, im
Idealfall keine Belagfeder, um diesen Zusammenhang möglichst nicht
zu stören.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß der Elektromotor
als Gleichstrommotor ausgebildet. Das Abtriebsmoment des Gleichstrommotors
ist nahezu proportional zu seiner Stromaufnahme. Dies hat zur Folge,
dass der Strom (unter Abweichung von 10 % bzw. 5 %) mit der Anpresskraft
der Druckplatte an der Kupplungsscheibe unmittelbar korreliert.
Die Veränderung
des Kraftniveaus in der Kupplung kann insbesondere durch ein Kennfeld
approximiert werden, nach dessen Maßgabe die Stromaufnahme verändert wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
ist dem Elektromotor eine Steuer- oder Regelungseinrichtung zugeordnet.
Das Abtriebsmoment des Elektromotors hängt mit dem Kupplungsmoment über eine
Funktion MK = f(MA)
zusammen. Für
ein gewünschtes
Kupplungsmoment ist der Strom für
den Elektromotor in der Steuer- oder Regelungseinrichtung über die
Funktion
IM = k2 · f–1 (MK)einstellbar. Die Funktion f(MK) beinhaltet sämtliche Übertragungsfaktoren zwischen
dem Elektromotor und der Druckplatte, beispielsweise infolge von
nicht linearen Übertragungselementen,
Verformungen, Drehzahlen oder Temperatureinflüssen.
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Grundgedanke der Erfindung ist es,
diese verbleibenden Nichtlinearitäten durch einen mechanisch
einfachen, robusten Aufbau möglichst
gering zu halten. Dies führt
dann dazu, dass zumindest die Kupplungsanpresskraft ein weitgehend
proportionales Verhalten zur gut regelbaren Größe „Elektromotorstromaufnahme" hat. Idealerweise
verhält
sich dann das von der Kupplung übertragene
Moment ebenfalls ähnlich
der Elektromotorstromaufnahme. Hier sind dann erwartungsgemäß vor allem
noch die Reibwertschwankungen der Kupplungsscheibe zu berücksichtigen.
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Das Entlasten und Verschieben der
Druckplatte kann mit oder ohne Messung des Verschiebewegs erfolgen.
Erfolgt eine Messung, wird der Messweg der Steuer- oder Regelungseinrichtung
zugeführt,
in der gegebenenfalls unter Verwendung eines vom Messweg abhängigen Kennfeldes
der Strom für den
Gleichstrommotor ermittelt wird.
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Des weiteren kann die Funktion f(MK) lineare oder nicht lineare Abhängigkeiten
des Federkraftniveaus vom Verschiebeweg beinhalten. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann
für ein
gewünschtes
Kupplungsmoment auf einfache Weise der zugeordnete Strom für den Elektromotor
errechnet werden. Damit ist ein vereinfachter Betrieb der Anfahrkupplung
ermöglicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der
Anfahrkupplung weist das Federelement eine monoton verlaufende Kennlinie
auf, d.h. die Kennlinie verfügt über kein
Maximum bzw. keinen Wendepunkt.
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Dieses hat den Vorteil, dass sich
für unterschiedliche
Verschiebewege der Druckplatte zwingend unterschiedliche Federkraftniveaus
des Federelementes ergeben. Gleiche Federkraftniveaus für unterschiedliche
Verschiebewege hätten
den Nachteil, dass diese unterschiedlichen Verschiebewege mit gleichen
Strömen
für den
Elektromotor ansteuerbar wären.
Durch die erfindungsgemäß monoton
verlaufende Kennlinie ist eine eindeutige Zuordnung eines gewünschten
Antriebsmomentes mit einer Stromaufnahme des Elektromotors ermöglicht.
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Nach einem weiteren Vorschlag der
Erfindung ist zwischen der Druckplatte und dem Elektromotor ein
als Spindeltrieb ausgebildeter Stellantrieb angeordnet. Ein Spindeltrieb
stellt eine besonders einfache Möglichkeit
der Umsetzung einer rotatorischen Bewegung des Elektromotors in
die erforderliche translatorische Bewegung eines Kupplungsausrückers bzw.
der Druckplatte dar. Spindeltriebe eignen sich darüber hinaus
für hohe
Drehzahlen. Mittels eines Spindeltriebes ist eine in weiten Grenzen
variierbare Übersetzung
konstruktiv vorgebbar.
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Sollte diese Übersetzung nicht ausreichen, kann
durch geeignete Zwischengetriebe, wie z.B. Stirnrad- oder Planetengetriebe,
die Übersetzung weiter
verändert
werden. Bei Auswahl einer so ermöglichten
großen Übersetzung
ins Langsame kann erfindungsgemäß ein kleiner,
schnell drehender Elektromotor mit vergleichsweise geringer Leistungsaufnahme
eingesetzt werden.
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Entsprechend einer Weiterbildung
der Erfindung ist in den Kraftfluss zwischen der Druckplatte und
dem Elektromotor ein Hebel zwischengeschaltet. Mittels des Hebels
ist auf einfache Weise eine Richtungsumkehr der Bewegung ermöglicht.
Des weiteren kann über
den Hebel eine Über-
bzw. Untersetzung der Kraft vom Elektromotor zur Druckplatte erfolgen.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anfahrkupplung
wirken der Kupplungsausrücker,
der Hebel, der Stellantrieb und der Elektromotor beidseitig, d.h.
in zwei Kraftrichtungen. Wird beispielsweise durch ein Federelement
die Anpresskraft der Druckplatte an die Kupplungsscheibe im geschlossenen
Zustand aufgebracht, so kann bei beidseitiger Ausbildung der vorgenannten
Elemente die Anpresskraft durch ein weiteres „Zuziehen" der Kupplung erhöht werden.
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Hierdurch ist es möglich, bei
bestimmten Betriebszuständen,
beispielsweise, wenn Lastspitzen oder Schlupf auftreten oder bestimmte
Betriebszustände
vorhersehbar sind, oder wenn das „Zuziehen" durch eine vorteilhaft vorhandene Regelung
zur Schlupfüberwachung
veranlasst wird, eine zusätzliche
Kraft des Elektromotors additiv zur Federkraft auf die Druckplatte
auszuüben.
Auf diese Weise kann während
der Lastspitzen auftretender Schlupf zuverlässig vermindert bzw. vermieden
werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen, der Beschreibung und
den Zeichnungen angegeben.
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Die Erfindung wird nun anhand eines
Ausführungsbeispiels
unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert.
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Es zeigen
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1a:
eine schematische Darstellung einer Anfahrkupplung im Längsschnitt
mit Federelement und Stellantrieb,
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1b:
eine alternative Ausgestaltung einer Anfahrkupplung mit einem in
den Kraftfluss zwischengeschalteten Hebel zum Ausrücken,
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2:
eine schematische Darstellung eines zum automatischen Betätigen der
Anfahrkupplungen nach 1a, b geeigneten Stellantriebs und
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3:
ein Diagramm mit dem Zusammenhang zwischen der Federkraft der Federelemente und
dem Verschiebeweg der Druckplatte.
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Die vorgeschlagene automatische Anfahrkupplung
eignet sich insbesondere zum Einsatz in manuellen oder automatisierten
Schaltgetrieben. Die 1a zeigt
eine Anfahrkupplung 1 für
ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem an einer Kurbelwelle 2 befestigten
Schwungrad 3 und einem mit dem Schwungrad 3 drehfest
verbundenen Kupplungsgehäuse 4.
Innerhalb des Kupplungsgehäuses 4 ist eine
Druckplatte 5 angeordnet, die axial, d.h. parallel zu einer
Mittelachse 19, verlagerbar und mit einem Kupplungsausrücker 6 antriebsfest
verbunden ist. Druckplatte 5 und Kupplungsausrücker 6 können vorzugsweise
auch einstückig
ausgebildet sein.
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Zwischen vorzugsweise mehreren Aufnahmen 7 im
Kupplungsgehäuse 4 und
mehrerer korrespondierender Aufnahmen 8 in der Druckplatte 5 sind in
Richtung der Mittelachse 19-19 wirkende Federelemente 9 mit
einer monoton ansteigenden Kennlinie, beispielsweise Schraubenfedern
mit linear ansteigender Kennlinie oder sonstige federnde Elemente, angeordnet,
welche die Druckplatte 5 mit einer Kraft FF (Federkraft)
in Richtung des Schwungrades 3 drücken. Zwischen Schwungrad 3 und
Druckplatte 5 befindet sich eine Kupplungsscheibe 10 mit
Reibbelägen,
die drehfest mit einer aus der Anfahrkupplung 1 herausführenden
Getriebewelle 11 verbunden ist und nach Maßgabe der
Kraft der Federelemente 9 ein bestimmtes Kupplungsmoment
MK vom Schwungrad 3 und dem Kupplungsgehäuse 4 zur
Kupplungsscheibe 10 übertragen
kann.
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Mit dem Kupplungsausrücker 6 ist,
beispielsweise über
ein geeignetes Lager 12, ein längsgeführtes Ausgangsglied 13 eines
Stellantriebs 14 derart verbunden, dass das Ausgangsglied 13 unter
Gewährleistung
einer relativen Drehbewegung des Kupplungsausrückers 6 gegenüber dem
Ausgangsglied 13 und Übertragung
einer Kraft in Richtung der Mittelachse 19-19 mit dem Kupplungsausrücker 6 verbunden
ist und der Kraftfluss zwischen dem Ausgangsglied 13 und
dem Kupplungsausrücker 6 nicht vermindert
oder unterbrochen wird.
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Der Stellantrieb 14 wirkt
beidseitig, d.h. in zwei Kraftrichtungen, mit einer Kraft FA auf den Kupplungsausrücker 6, so dass bei
bestimmten Betriebszuständen,
beispielsweise, wenn Lastspitzen oder Schlupf auftreten oder zu
erwarten sind oder wenn dies durch eine Regelung zur Schlupfüberwachung veranlasst
wird, die zusätzliche
Kraft FA additiv zur Federkraft FF auf die Druckplatte 5 ausgeübt und dadurch
das übertragbare
Kupplungsmoment MK erhöht wird. Beim Stellantrieb 14 handelt
es sich vorzugsweise um einen Spindelantrieb mit einem Elektromotor,
vgl. 2.
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In 1b ist
ebenfalls eine Anfahrkupplung 1' für ein Kraftfahrzeug dargestellt.
Im Unterschied zur Anfahrkupplung 1 der 1a wird hier jedoch der Kupplungsausrücker 6 über einen
beidseitig wirkenden Hebel 15 angelenkt. Der Hebel 15 ist
jeweils über ein
erstes Lager 16 mit dem Kupplungsausrücker 6, über ein
zweites Lager 17 mit dem Kupplungsgehäuse 4 und über ein
drittes Lager 18 mit dem Ausgangsglied 13 des
Stellantriebs 14 derart verbunden, dass das Ausgangsglied 13 über den
Hebel 15 unter Gewährleistung
einer relativen Drehbewegung des Kupplungsausrückers 6 gegenüber dem
Ausgangsglied 13 und Übertragung
einer Kraft in Richtung der Mittelachse 19-19 mit dem Kupplungsausrücker 6 verbunden
ist und der Kraftfluss zwischen dem Ausgangsglied 13 und
dem Kupplungsausrücker 6 nicht vermindert
oder unterbrochen wird. Der Hebel 15 wird um das Lager 17 verschwenkt.
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Im normalen Fahrbetrieb ist die Kupplung 1 bzw. 1' eingerückt, d.h.
geschlossen, wenn die Kupplungsscheibe 10 durch die Federelemente 9 und
die Druckplatte 5 gegen das Schwungrad 3 gedrückt und somit
das Abtriebsmoment der Kurbelwelle 2 über die Kupplungsscheibe 10 auf
die Getriebewelle 11 übertragen
wird. Die Federelemente 9 sind so vorgespannt und dimensioniert,
dass für
eine Grundlast im geschlossenen Zustand die Anfahrkupplung 1 bzw. 1' in der Lage
ist, zuverlässig
das Kupplungsmoment MK zu übertragen.
Beim Anhalten oder zum Schalten muss die Anfahrkupplung 1 bzw. 1' ausgerückt, d.h. geöffnet werden.
Bei der Anfahrkupplung 1 gem. 1a zieht hierzu der Stellantrieb 14 den
Kupplungsausrücker 6 mit
der Kraft FA (Ausrückkraft) zu sich heran, wodurch
die Druckplatte 5 gegen die Kraft der Federelemente 9 von
der Kupplungsscheibe 10 und dem Schwungrad 3 weggezogen
wird.
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Bei der Anfahrkupplung 1' gem. 1b wird das Ausrücken, d.h.
das Öffnen,
dadurch erreicht, dass der Stellantrieb 14 den Hebel 15 am
Lager 18 von sich weg drückt. Das Einrücken, d.h.
das Schließen
der Kupplungen 1, 1' beim
Anfahren bzw. nach dem Schalten erfolgt auf umgekehrtem Wege. Der Stellantrieb 14 wirkt
wiederum beidseitig über
den Hebel 15 auf den Kupplungsausrücker 6, so dass das übertragbare
Kupplungsmoment MK je nach Hebelverhältnissen
erhöht
oder verringert werden kann.
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2 zeigt
schematisch einen zum automatischen Betätigen der Anfahrkupplungen 1, 1' nach 1a, b geeigneten
Stellantrieb 14, bestehend im wesentlichen aus einem Elektromotor 20 mit
einer Steuer- oder Regelungseinrichtung 21 und einem Spindeltrieb 22 mit
einer Gewindespindel 23 und einer Spindelmutter 24.
Der Elektromotor 20, der mit einem bestimmten Strom IM betrieben wird, liefert ein Abtriebsmoment
MA = f(IM) und treibt
mit seiner Welle die Gewindespindel 23 an. Die Spindelmutter 24 ist durch
eine ortsfeste Abstützung
am Rotieren gehindert, so dass sie die rotatorische Bewegung der
Gewindespindel 23 in eine translatorische Bewegung umwandelt.
Das Ausgangsglied 13 führt
ebenfalls eine translatorische Bewegung aus, da es antriebsfest
mit der Gewindemutter 24 verbunden ist.
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Vorzugsweise wirkt parallel zum Elektromotor 20 – wahlweise über den
Hebel 15 – ein
Kraftspeicher 25 auf den Kupplungsausrücker 6, beispielsweise
um den Elektromotor 20 beim schnellen Öffnen der Anfahrkupplung 1 bzw. 1' zu unterstützen. Beim Kraftspeicher 25 handelt
es sich dabei beispielsweise um eine Schraubenfeder, die auch an
anderen Stellen angeordnet sein kann, aber immer derart, dass sie
parallel zum Elektromotor 20 auf die Druckplatte 5 (1a, b)
einwirkt, vorzugsweise am Ausgangsglied 13, am Hebel 15 oder
an der Druckplatte 5. Statt einem können auch mehrere Kraftspeicher 25,
die an den genannten Teilen angeordnet sind, vorhanden sein.
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Insbesondere erfolgt bei der erfindungsgemäßen Anfahrkupplung 1 bzw. 1' eine direkte
Ausrückung,
d.h. das direkte Angreifen des Stellantriebs 14 – gegebenenfalls
verstärkt
um einen oder mehrere Kraftspeicher 25 – an der Druckplatte 5,
wahlweise wie in 1a über den
Kupplungsausrücker 6 oder wie
in 1b über den
Hebel 15, ohne Zwischenschaltung (Serienschaltung) eines
Federelementes in den Kraftfluss zwischen dem Elektromotor 20 und der
Druckplatte 5.
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Aus 1a bzw. 1b ist ersichtlich, dass bei
geschlossener Anfahrkupplung 1 bzw. 1' die Kupplungsscheibe 10 mit
einer Kraft FF (Federkraft) der Federelemente 9,
gegebenenfalls verstärkt
oder vermindert um eine Ausrückkraft
FA des Stellantriebs 14, gegen
das Schwungrad 3 gedrückt
wird. Zwischen der Kupplungsscheibe 10 und der Druckplatte 5 wirkt
eine der Federkraft FF entgegengerichtete Normalkraft
FK. Die Normalkraft FK entspricht
der auf die Druckplatte 5 wirkenden Federkraft FF der Federelemente 9, vermindert
(oder verstärkt)
um die Ausrückkraft
FA multipliziert mit einer (Hebel-) Konstanten
k1: FK = FF ± k1·FA. (1)
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Bei Verwendung einer empfohlenen
Belagsfederung in der Kupplungsscheibe addiert sich deren Federkraft
FB hinzu: FK =
FF + FB ± k1·FA.
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FB sollte
ideralerweise einen möglichst
linearen Kraftverlauf über
dem Luftweg von ca. 1 mm haben.
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Für
das Kupplungsmoment MK gilt: MK =
rK · FR, wobei rK der wirksame
Reibradius und FR die Reibkraft der Kupplung
sind. Für
die Reibkraft FR gilt dabei, wenn der Reibwert
der Kupplung mit μK bezeichnet wird: FR = μK · FK. Daraus folgt schließlich: MK = rK · μK · FK.
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Werden als Federelemente 9,
wie bereits erläutert,
Schraubenfedern mit linearer (ansteigender) Kennlinie verwendet,
verhält
sich demnach das Kupplungsmoment MK weitgehend
proportional zur Normalkraft FK: MK ~
FK·μK. (2)
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Das Kupplungsmoment MK hängt aufgrund der
direkten Ausrückung
mit dem Abtriebsmoment MA des Elektromotors 20 über eine
Funktion: MK = f(MA) (3)zusammen.
Die Funktion f beinhaltet dabei u.a. Nichtlinearitäten des Übertragungsverhaltens
zwischen dem Elektromotor 20 und der Druckplatte 5 und
Nichtlinearitäten
der Federkraft FF, die abhängig vom
Kupplungsweg ist. Die Funktion f ist beispielsweise als Kennlinie,
als Kennlinienfeld oder als mathematische Funktion in einem nichtflüchtigen
Speicher abgelegt.
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Beim Elektromotor 20 handelt
es sich vorzugsweise um einen Gleichstrommotor, wobei für ein gewünschtes
Abtriebsmoment MA in der Steuer- oder Regelungseinrichtung 21 der
Strom IM für den Elektromotor 20 über die
Funktion:
IM = k2·MA (4)einstellbar
ist.
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Statt des in
2 gezeigten Stellantriebs
14 können auch
andere geeignete Stellantriebe verwendet werden, wie sie beispielsweise
aus dem eingangs genannten Stand der Technik oder aus der deutschen
Offenlegungsschrift
DE
197 28 830 A1 bekannt sind, sofern sie die Beziehung (4)
erfüllen.
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Aus (3) und (4) ergibt sich dann
für den
durch den Elektromotor 20 fließenden Strom IM bei
gegebenem Kupplungsmoment MK folgende Beziehung: IM =
k2·f–1(MK). (5)
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Aus (5) ergibt sich, dass der beim Öffnen bzw.
Ausrücken
der Anfahrkupplung 1 bzw. 1' durch den Elektromotor 20 fließende Strom
IM eindeutig der Normalkraft FK zugeordnet
werden kann und darüber hinaus
auch dem Quotienten aus MK und μK: IM ~ MK·μK.
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Ein kurzfristiges Zuziehen der Anfahrkupplung 1 bzw. 1' über den
Nullpunkt hinaus, d.h. eine Erhöhung
des Kupplungsmoments MK – beispielsweise beim Rutschen
der Anfahrkupplung 1, 1' trotz maximal wirkender Federkraft
FF, oder falls durch die Regelung zur Schlupfüberwachung
Schlupf erkannt wird, oder wenn Betriebszustände vorhergesagt werden, die
Lastspitzen und/oder Schlupf erwarten lassen – kann durch Betätigen des
beidseitig, d.h. in zwei Kraftrichtungen wirkenden Stellantriebs 14 über den
Kupplungsausrücker 6 und
gegebenenfalls über den
Hebel 15 in die entsprechende Richtung erfolgen. Durch
Beaufschlagen des Elektromotors 20 mit einem bestimmten
Strom IM kann das gewünschte Kupplungsmoment MK gemäß (5) genau
eingestellt werden.
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Im umgekehrten Fall, wenn die Anfahrkupplung 1, 1' teilweise geöffnet, d.h.
Schlupf eingestellt werden soll, beispielsweise um Torsionsschwingungen
im Antriebsstrang zu dämpfen
oder um eine Kriechfunktion des Kraftfahrzeugs zu aktivieren, kann über die
Höhe des
im ersten Moment des Öffnens
durch den Elektromotor 20 fließenden Strom IM gemäß (5) exakt
das Kupplungsmoment MK bestimmt werden,
das zu Beginn des Öffnens
anlag.
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Der Schlupf wird dann durch Einstellen
eines bestimmten Stromes IM mittels der
Steuer- oder Regelungseinrichtung 21 und ein somit gemäß (5) eingestelltes
Kupplungsmoment MK herbeigeführt.
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Dadurch, dass der Elektromotor 20 nicht
auf einen Weg, der sich durch Temperatureinflüsse und Verschließ ständig ändert, sondern
auf eine Kraft, nämlich
auf die Normalkraft FK eingestellt wird,
ergeben sich bezüglich
einer Kupplungsmomentenregelung bessere Verhältnisse als dies der Fall wäre, wenn
beispielsweise eine Membranfeder mit nichtlinearer Kennlinie Verwendung
finden würde.
Noch vorhandene, geringe Nichtlinearitäten, beispielsweise der Federelemente 9,
können
problemlos mittels Softwareeingriffen ausgeglichen werden.
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In 3 ist
der Zusammenhang zwischen der Federkraft der Federelemente 9 auf
einer Achse 29 und dem Verschiebeweg der Druckplatte 5 auf
einer Achse 30 dargestellt.
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Das Nennkraftniveau der Federelemente 9 liegt
vorzugsweise für
ein gewünschtes
Kupplungsmoment von 450 Nm bei ca. 9000 N und wird über einen
Verschiebeweg der Druckplatte 5 von ca. 3 mm, der sich
aus dem Luftweg und dem Verschleissweg zusammensetzt, um z.B. 5
% verlassen, was einer Kraftänderung
um ungefähr
450 N bis 500 N auf ungefähr
9500 N gleichkommt, je nach Konstruktion der Druckplatte 5 und
Auswahl der Federelemente 9. Diesen Zusammenhang verdeutlicht
eine Kennlinie 26 in 3.
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Bei einer möglichst flachen Kennlinie der
Federelemente 9 ist die Höhe der Ausrückkraft FA weitgehend
unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen, wie
z.B. Positionsänderungen
durch Temperatur-, Verschleiss- oder Drehzahländerungen. Das Kupplungsmoment
MK verhält
sich auch dann weitgehend proportional zur Normalkraft FK.
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Ideal wäre es, wenn das wenigstens
eine Federelement 9 eine Kennlinie 27 aufweisen
würde, weil
sich dann die Kraft vom Elektromotor 20 unmittelbar auf
die Kupplungskraft FK und damit auch auf das übertragbare
Kupplungsmoment MK auswirkt. Eine Kennlinie 28 zeigt
den Verlauf eines Federelements 9 mit fallender Kennlinie,
die z.B. durch Verwendung von Tellerfedern erreichbar wäre.
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Sämtliche
genannten Maßnahmen
können im
Zusammenhang mit gezogenen oder gedrückten Anfahrkupplungen eingesetzt
werden.