DE102009015151A1 - Friction clutch for double clutch device of transmission, has axially movable pressure plate actuated by relative rotation of ramps of ramp device, and actuating device with electromagnetically operated actuator for acting on ramp device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Reibungskupplung mit Betätigungseinrichtung, die durch ein axiales Verlagern einer gegenüber einer Anpressplatte axial verlagerbaren Druckplatte die Reibungskupplung betätigt.The The invention relates to a friction clutch with actuator, by an axial displacement of a relative to a pressure plate axially displaceable pressure plate actuates the friction clutch.
Derartige Reibungskupplungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden mittels sich an einem Kupplungsgehäuse abstützende Teller- oder Hebelfedern, die die Druckplatte beaufschlagen, von Betätigungseinrichtungen axial beaufschlagt. Die Betätigungseinrichtungen können dabei mittels Elektromotoren betriebene Aktoren sein, die die Drehbewegung des Elektromotors in eine axiale Bewegung zur Beaufschlagung der Tellerfeder wandeln. Dabei ist zwischen dem Aktor und der Tellerfeder je nach Ausführung als zu- oder aufgedrückte Reibungskupplung ein Wälzlager als Ein- oder Ausrücklager zur Drehentkopplung der Axialbewegung des Aktors nötig.such Friction clutches are known in the art. For example be supported by means of a clutch housing plate or lever springs, which act on the pressure plate, acted upon by actuators axially. The controls can do it be operated by electric motors actuators, the rotational movement of the electric motor in an axial movement to act on the Convert diaphragm spring. It is between the actuator and the diaphragm spring depending on the version as added or compressed friction clutch a rolling bearing as an input or release bearing necessary for rotational decoupling of the axial movement of the actuator.
Weiterhin sind sogenannte Magnetpulverkupplungen bekannt, bei denen in der Druckplatte oder einem dieser zugeordneten Bauteil magnetisierbares Material eingebracht ist, so dass bei einer Magnetisierung des Bauteils die Druckplatte verlagert und die Kupplung betätigt wird.Farther are known as magnetic particle clutches, in which in the Pressure plate or one of these associated component magnetizable Material is introduced, so that at a magnetization of the component the pressure plate is displaced and the clutch is actuated.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, eine Reibungskupplung ohne Einrücklager weiterzubilden.outgoing from this prior art, the task results, a friction clutch without engagement bearing further education.
Die Aufgabe wird durch eine Reibungskupplung mit einer axial festen Anpressplatte und einer gegenüber dieser drehfest und axial verlagerbar angeordneten Druckplatte sowie einer zwischen diesen axial verspannbaren Kupplungsscheibe gelöst, wobei eine Betätigungseinrichtung den axialen Abstand zwischen Anpressplatte und Druckplatte zur Betätigung der Reibungskupplung einstellt und die Druckplatte mittels einer Relativverlagerung von zwischen der Druckplatte und einem axial festen Gehäusebauteil wirksamen Rampen einer Rampeneinrichtung, die von einem elektromagnetisch betriebenen Aktor der Betätigungseinrichtung beaufschlagt wird, betätigt wird. Durch die Anordnung des Aktors in die Reibungskupplung, beispielsweise indem dieser an einem festen Gehäusebauteil, beispielsweise am Kupplungsgehäuse, aufgenommen wird, entfällt das Wälzlager zur Drehentkopplung. In vorteilhafter Weise wird die für den Betrieb des Aktors notwendige elektrische Energie von einer Energieversorgungseinheit bereitgestellt, die zumindest aus einem nicht mit der Reibungskupplung drehenden festen Teil und einem mit der Reibungskupplung drehenden Teil gebildet ist. Dabei kann die Energieversorgungseinrichtung nach dem Prinzip eines Elektromotors beziehungsweise Generators ausgebildet sein, indem über den festen Teil auf den drehenden Teil elektrische Energie induktiv über einen Luftspalt übertragen wird. Dabei kann der feste Teil aus einem Dauermagneten oder einem aus einem ein Magnetfeld bildenden Spulensystem gebildet sein. Der drehende Teil kann aus einer elektronischen oder mittels Bürsten kommutierten Empfängerwicklung gebildet sein. Eine auf der Reibungskupplung vorgesehene Vorortelektronik kann dabei die zur Aufbereitung und Weiterverteilung der vom festen Teil übertragenen Energie eingesetzt werden, beispielsweise indem die Empfängerwicklung so kommutiert wird, dass diese gegen den festen Teil unter Erzeugung elektrischer Energie gebremst wird. Dabei kann die Energie aus der kinetischen Energie der Reibungskupplung gewonnen werden oder über das stationäre Teil eingespeist und übertragen werden. Parallel zu der Energieversorgungseinheit kann eine Datenübertragungseinheit vorgesehen sein, die ebenfalls einen mit der Reibungskupplung drehenden und einen fest angeordneten Teil aufweist. Der fest angeordnete Datenübertragungsteil kann dabei durch modulierte elektromagnetische Signale die gewünschten Steuerdaten für den Aktor beziehungsweise die Daten für einen gewünschten Kupplungshub der Reibungskupplung, die in der Vorortelektronik in Steuerdaten für den Aktor umgerechnet werden, an das mit der Drehzahl der Reibungskupplung drehende Datenempfangsteil der Datenübertragungseinheit übertragen. Eine alternative Ausgestaltung sieht eine Übertragung von Steuersignalen über die Spulensysteme der Energieversorgungseinheit vor. Hierzu kann eine Modulierung des Energieversorgungsstroms beziehungsweise der diesem zugeordneten Spannung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich können Daten über ein Sendeteil auf ein an der Reibungskupplung installiertes Empfangsteil telemetrisch übertragen werden.The Task is performed by a friction clutch with an axially fixed Pressure plate and one opposite this rotatably and axially displaceable pressure plate arranged as well solved between these axially braced clutch disc, wherein an actuator the axial distance between pressure plate and pressure plate for actuating the Friction clutch sets and the pressure plate by means of a relative displacement from between the pressure plate and an axially fixed housing component effective ramps of a ramp device by an electromagnetic operated actuator of the actuator is applied, actuated becomes. By the arrangement of the actuator in the friction clutch, for example by attaching it to a fixed housing component, for example, on the coupling housing, is added, deleted the rolling bearing for rotational decoupling. Advantageously, the for the operation the actuator necessary electrical energy from a power supply unit provided, at least not one with the friction clutch rotating solid part and one rotating with the friction clutch Part is formed. In this case, the power supply device according to the principle of an electric motor or generator Be educated by over the fixed part on the rotating part of electrical energy inductively over a Air gap transferred becomes. Here, the solid part of a permanent magnet or a be formed of a coil forming a magnetic field system. Of the rotating part can be made of an electronic or commutated by brushes receiver winding be formed. A provided on the friction clutch suburb electronics can be used for processing and redistribution of the fixed Part transferred Energy can be used, for example by the receiver winding is commuted so that this against the fixed part under generation electrical energy is slowed down. The energy from the kinetic energy of the friction clutch can be obtained or over the stationary Part fed and transferred become. Parallel to the power supply unit may be a data transmission unit be provided, which also has a rotating with the friction clutch and having a fixed part. The fixed data transmission part can by modulated electromagnetic signals the desired Control data for the actuator or the data for a desired clutch stroke of the friction clutch, which are converted into control data for the actuator in the on-site electronics, to the data receiving part rotating at the rotational speed of the friction clutch transmitted to the data transmission unit. An alternative embodiment provides a transmission of control signals over the Coil systems of the power supply unit before. This can be a modulation of the power supply current or its associated Voltage be provided. Alternatively or additionally, data may be transmitted via a transmission part telemetrically transmit the receiver installed on the friction clutch become.
In einer alternativen Ausgestaltung der Energieversorgungseinheit kann die Spule im festen Teil und zumindest ein Dauermagnet im drehenden Teil im Sinne eines Außenläufers vorgesehen sein, so dass die Kommutierung der Spule stationär vorgesehen werden kann und gegebenenfalls eine Vorortelektronik nur zur Wandlung der Kupplungssteuerdaten in Aktordaten vorgehalten werden muss. Im einfachsten Fall kann auf eine Vorelektronik komplett verzichtet werden, wenn eine Stromerzeugung im nicht drehenden Teil nur dann erfolgt, wenn auch der Aktor bestromt werden soll. Eine derartige Stromerzeugung kann beispielsweise im Steuergerät zur Steuerung der Reibungskupplung mit Dauer und Intensität ermittelt und an das Energieversorgungsteil ausgegeben werden. Alternativ kann eine Vorortelektronik zur Aufbereitung und Weiterverteilung der vom festen Teil zu übertragenden Energie in diesem vorgesehen sein.In an alternative embodiment of the power supply unit can the coil in the fixed part and at least one permanent magnet in the rotating Part provided in the sense of an external rotor be so that the commutation of the coil can be provided stationary and optionally an on-site electronics only for the conversion of the clutch control data must be kept in actuator data. In the simplest case can on a pre-electronics are completely dispensed with, if a power generation in the non-rotating part takes place only when the actuator is energized shall be. Such power generation can, for example, in control unit to control the friction clutch with duration and intensity determined and output to the power supply part. alternative can a suburb electronics for processing and redistribution the one to be transferred from the fixed part Energy can be provided in this.
Eine alternative Ausgestaltung der Energieversorgungseinheit kann vorsehen, dass die Energie von einer am festen Teil vorgesehenen Spuleneinheit auf eine am drehenden Teil vorgesehene Spuleneinheit transformatorisch übertragen wird. Hierzu kann eine Steuerung der zu übertragenden Energie mittels einer dem festen Teil und/oder dem drehenden Teil zugeordneten Vorortelektronik erfolgen. Eine Datenübertragung kann mittels einer Aufmodulierung auf die elektromagnetischen Flüsse über die Spuleneinheiten unter Berücksichtigung der transformatorischen Wandlung, einer separaten Datenübertragungseinheit und/oder einer telemetrischen Übertragung erfolgen.An alternative embodiment of energy Supply unit may provide that the energy is transferred from a coil unit provided on the fixed part to a coil unit provided on the rotating part in a transformer. For this purpose, a control of the energy to be transmitted by means of the fixed part and / or the rotating part associated suburb electronics done. A data transmission can take place by means of a modulation on the electromagnetic fluxes via the coil units taking into account the transformational transformation, a separate data transmission unit and / or a telemetric transmission.
Der Aktor kann ein Elektromotor oder ein Elektromagnet sein, wobei in beide axiale Richtungen betreibbare Elektromagneten oder in beide Drehrichtungen betreibbare Elektromagneten besonders vorteilhaft sind. In weiteren Anwendungsbeispielen kann auch ein Piezoelement zur Betätigung der Reibungskupplung vorgesehen sein, das fest mit dem Gehäusebauteil der Reibungskupplung verbunden ist.Of the Actuator can be an electric motor or an electromagnet, in both axial directions operable electromagnets or in both directions of rotation operable electromagnets are particularly advantageous. In further Application examples can also be a piezo element for actuating the Friction clutch be provided, the fixed to the housing component the friction clutch is connected.
Die Aktivierung der Rampeneinrichtung kann mittels eines vom Aktor gesteuerten Verstellrings erfolgen. Dabei kann der Aktor den Verstellring relativ zur Druckplatte und einem gehäusefesten Bauteil verdrehen, wobei eine der Komponenten der Reibeinrichtung, nämlich der Verstellring, die Druckplatte und/oder das gehäusefeste Bauteil, beispielsweise das Kupplungsgehäuse über in Umfangsrichtung verlaufende Rampen verfügt, so dass bei einer Verdrehung des Verstellrings die Druckplatte axial verlagert wird. Durch eine vom Aktor eingeleitete Verdrehung durch einen dosierten Hub eines Elektromagneten, der in Betätigungsrichtung federbelastet sein kann, oder eines Elektromotors kann die Reibungskupplung dosiert geöffnet und geschlossen werden. Dabei können für den Aktor vorteilhafte Getriebe zum Verstellring vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein Elektromotor mit einem Kurbel- oder Exzentergetriebe versehen werden, so dass mittels einer Umdrehung des Elektromotors ein Schließen und bei einer Drehrichtungsumkehr ein Öffnen der Reibungskupplung erfolgen kann.The Activation of the ramp device can be controlled by means of an actuator-controlled Adjusting ring done. In this case, the actuator relative to the adjusting ring Pressure plate and a housing-fixed Twist component, wherein one of the components of the friction device, namely the adjusting ring, the pressure plate and / or the housing fixed Component, for example, the clutch housing via extending in the circumferential direction Ramps, so that upon rotation of the adjusting ring, the pressure plate axially is relocated. Through a rotation initiated by the actuator a metered stroke of an electromagnet, in the direction of actuation may be spring loaded, or an electric motor, the friction clutch dosed opened and closed. It can for the Actuator advantageous gear to be provided for adjusting. For example can provide an electric motor with a crank or eccentric gear be so that by means of one revolution of the electric motor closing and at a reversal of rotation opening the friction clutch can be done.
Für einen Elektromagneten oder E-Motor als Aktor kann ein Kniehebel zur Kraftverstärkung vorgesehen sein, der sich an einem gehäusefesten Teil der Reibungskupplung abstützt und mit dem anderen Hebelarm die Verstelleinrichtung beaufschlagt. Zur Rückstellung des Elekt romagneten kann dieser den Verstellring entgegen der Wirkung eines Energiespeichers beaufschlagen.For one Electromagnet or electric motor as actuator, a toggle lever for power amplification provided be, which is fixed to a housing Part of the friction clutch is supported and acted upon with the other lever arm, the adjusting device. To the provision the Ele romagneten this can the adjusting against the effect apply an energy storage.
Um den Aktor über sich über Lebensdauer abnutzenden Reibbelägen, die zu einem Verdrehspiel zwischen dem Aktor und dem Verstellring führen, bei gleichbleibend günstigen Betriebsbedingungen einsetzen zu können, kann eine Verschleißnachstellung vorgesehen sein, die das Verdrehspiel des Verstellrings ausgleicht. Hierzu kann beispielsweise bei Verwendung eines Kniehebels das sich fest abstützende Hebelteil gegenüber seiner Aufnahme verlagerbar aufgenommen sein. Diese verlagerbare Aufnahme kann in Form eines Klemmmechanismus ausgeführt sein, der bei der Betätigung des Verstellrings klemmt und bei einer Entlastung des Verstellrings ein durch Verschleiß entstehendes Verdrehspiel zwischen Verstellring und Druckplatte beziehungsweise dem die Druckplatte drehfest aufnehmenden gehäusefesten Bauteil ausgleicht. Wird ein Verschleiß beispielsweise durch das Wandern eines Tastpunktes der Reibungskupplung, festgestellt, kann ein zusätzlicher Aktor den Klemmmechanismus auslösen und ein verlagerbares Teil relativ zum gehäusefesten Teil verlagern. In einer vereinfachten Form kann der Aktor zur Betätigung der Reibungskupplung diese in eine Richtung betätigen und in die entgegen gesetzte Richtung den Klemmmechanismus betätigen.Around the actor over over Life-worn friction linings, to a torsional backlash between the actuator and the adjusting ring to lead, at consistently cheap Operating conditions can use, a wear adjustment be provided, which compensates for the torsional backlash of the adjusting ring. For this purpose, for example, when using a toggle lever itself firmly supporting Lever part opposite be included in his recording displaced. This relocatable Recording can be in the form of a clamping mechanism, the one at the operation the adjusting ring jams and at a relief of the adjusting ring a wear caused by Verdrehspiel between adjusting ring and pressure plate or the the pressure plate rotatably accommodating receiving housing-fixed component compensates. Will wear, for example by moving a touch point of the friction clutch, can be an extra Actuator trigger the clamping mechanism and relocate a displaceable part relative to the housing-fixed part. In a simplified form, the actuator for actuating the friction clutch Press these in one direction and operate the clamping mechanism in the opposite direction.
Die Betätigungseinrichtung kann für im entspannten Zustand geschlossene, aufgedrückte und bevorzugt für im Ruhezustand offene und bei Betätigung zugedrückte Reibungskupplungen sowie auch selbsthemmende Kupplungen eingesetzt werden. Der Verstellring kann zur Verminderung der Reibung gegenüber der Druckplatte und dem Gehäuse rollengelagert sein, so dass beim Abschalten des Aktors eine Selbstöffnung der Reibungskupplung einsetzt. Alternativ oder zusätzlich kann der Verstellring entgegen der Wirkung eines Energiespeichers geschlossen werden, so dass der Energiespeicher bei Abschalten des Aktors öffnet.The actuator can for in the relaxed state closed, pressed on and preferably for at rest open and when operated pressure-closed Friction clutches and self-locking couplings used become. The adjusting ring can be used to reduce friction against the Pressure plate and the housing roller bearings, so that when switching off the actuator, a self-opening of the Friction clutch uses. Alternatively or additionally, the adjusting ring be closed against the action of an energy store, so that the energy storage opens when switching off the actuator.
In besonders vorteilhafter Weise können zwei der vorgeschlagenen Reibungskupplungen mit jeweils einer Betätigungseinrichtung zu einer Doppelkupplung kombiniert werden, wobei diese in einem gemeinsamen Kupplungsgehäuse untergebracht sein können. In besonders vorteilhafter Weise können mittels einer einzigen gemeinsamen Energieversorgungseinheit und – soweit nötig – mit einer einzigen gemeinsamen Datenübertragungseinheit ausgestattet werden. Weiterhin kann eine einzige Anpressplatte vorgesehen sein, an der jeweils an einer Seite die Reibbeläge einer den Reibschluss zu jeweils einer Getriebeeingangswelle eines Doppel kupplungsgetriebes herstellenden Kupplungsscheibe mittels der jeweiligen Druckplatte verspannbar sind.In Particularly advantageously, two the proposed friction clutches each having an actuating device be combined into a double clutch, these in a common clutch housing can be accommodated. In a particularly advantageous manner, by means of a single common energy supply unit and - if necessary - with a single common Data transfer unit be equipped. Furthermore, a single pressure plate can be provided be, on each side of the friction linings of the frictional engagement in each case one transmission input shaft of a double clutch transmission producing clutch disc by means of the respective pressure plate are braced.
Die
Erfindung wird anhand der
Die
Die
Druckplatten
Die
elektrische Energie zur Versorgung der Aktoren
Das
gezeigte Ausführungsbeispiel
umfasst weiterhin eine Datenübertragungseinheit
In
schematischer Darstellung treibt der Aktor
Infolge
des Verschleißes
der Reibbeläge
Die
Steuerung der Klemmrolle
Die
Wie
aus der
Das
Nachstellelement
- 11
- DoppelkupplungsgetriebeDouble clutch
- 22
- DoppelkupplungDouble coupling
- 33
- Reibungskupplungfriction clutch
- 44
- Reibungskupplungfriction clutch
- 55
- Gehäusecasing
- 66
- GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
- 77
- GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
- 88th
- Kupplungsscheibeclutch disc
- 99
- Kupplungsscheibeclutch disc
- 1010
- Reibbelagfriction lining
- 1111
- Reibbelagfriction lining
- 1212
- Druckplatteprinting plate
- 1313
- Druckplatteprinting plate
- 1414
- Anpressplattepressure plate
- 1515
- Anpressplattepressure plate
- 1616
- Aktoractuator
- 1717
- Aktoractuator
- 1818
- Verstellringadjusting
- 1919
- Verstellringadjusting
- 2020
- gehäusefestes Bauteilfixed to the housing component
- 2121
- gehäusefestes Bauteilfixed to the housing component
- 2222
- EnergieversorgungseinheitPower supply unit
- 2323
- Getriebehalstransmission neck
- 2424
- Wandungwall
- 2525
- festes Teilsolid part
- 2626
- rotierendes Teilrotating part
- 2727
- elektrische Leitungelectrical management
- 2828
- Vorortelektroniksite electronics
- 2929
- KupplungssteuergerätClutch control unit
- 3030
- DatenübertragungseinheitData transfer unit
- 3131
- Rampeneinrichtungramp means
- 3232
- Belagfederunglining suspension
- 3333
- Luftspielair game
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- Rampenramps
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- Rollerole
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- Achseaxis
- 3737
- Pfeilarrow
- 3838
- Betätigungseinrichtungactuator
- 3939
- Aktoractuator
- 4040
- Verschleißnachstelleinrichtungwear adjustment
- 4141
- Bolzenbolt
- 4242
- Pfeilarrow
- 4343
- Kniehebeltoggle
- 4444
- Hebelarmlever arm
- 4545
- Klemmmechanismusclamping mechanism
- 4646
- Hebelarmlever arm
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- Nachstellelementreadjusting
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- Anschlagattack
- 4949
- Freilauffreewheel
- 5050
- LanglochLong hole
- 5151
- Klemmrollepinch roller
- 5252
- Steuermechanikcontrol mechanism
- 116116
- Aktoractuator
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- Betätigungseinrichtungactuator
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- Bolzenbolt
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- Kniehebeltoggle
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- Hebelarmlever arm
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- Hebelarmlever arm
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- Nachstellelementreadjusting
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- Anschlagattack
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- Klemmrollepinch roller
- 153153
- LanglochLong hole
- 154154
- Hebelelementlever member
- 155155
- AbstützprofilSupport profile
- 156156
- Hebelarmlever arm
- 157157
- Hebelarmlever arm
- 158158
- Spielgame
- αα
- Knickwinkelbending angle
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