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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung für die automatisierte
Betätigung
einer Schaltgetriebeanordnung, wobei die Stelleinrichtung eine Mehrzahl
von Stellantrieben umfasst zur Erzeugung einer Schaltbewegung wenigstens
eines Schaltorganes der Schaltgetriebeanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, sowie ein Antriebssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
21. Eine derartige Stelleinrichtung ist beispielsweise aus der
DE 196 16 169 A1 bekannt.
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Bei
derartigen Stelleinrichtungen besteht ein Problem darin, dass durch
die Stellantriebe und verschiedene diesen zugeordneten Kraft- oder
Bewegungsübertragungsmechanismen
bei Durchführung von
Schaltvorgängen
in einer Schaltgetriebeanordnung ein bestimmtes Bewegungsmuster
zu durchlaufen ist. Dieses Bewegungsmuster ergibt sich beispielsweise
aus der dem konstruktiven Aufbau eines derartigen Schaltgetriebes
entsprechenden bzw. daraus resultierenden Schaltkulisse, die beispielsweise mehrere
Schaltgassen und einen die Schaltgassen verbindenden Gassenwahlweg
aufweist. Beispielsweise beim Schalten vom zweiten in den dritten
Gang kann es erforderlich sein, zunächst eine Linearbewegung entlang
einer Schaltgasse durchzuführen,
dann eine Verschwenk oder Drehbewegung zur Auswahl der Schaltgasse
für den
dritten Gang durchzuführen und
nachfolgend mit einer weiteren Linearbewegung den dritten Gang in
der entsprechenden Schaltgasse einzulegen. Da hier also verschiedene
Bewegungsmechanismen miteinander gekoppelt sind, besteht grundsätzlich die
Gefahr, dass bedingt durch Fertigungstoleranzen die in verschiedenen
Abschnitten der Bewegungsmechanismen vorgegebenen bzw. erzwungenen
Bewegungsabläufe
miteinander nicht exakt harmonieren. Dies kann zu Zwängun gen
führen
mit der Folge, dass Bauteile überlastet
werden können,
oder dass bedingt durch die eingeführten Reibkräfte die
einzelnen Bewegungsabläufe
verlangsamt werden.
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Aus
diesem Grund wird in den Kraftübertragungsweg
zwischen einem derartigen Schaltorgan der Getriebeanordnung und
dem antreibenden Stellglied bzw. einem Stellantrieb desselben eine
Elastizität
eingeführt,
welche zwar noch eine geeignete Kraftübertragung vom Stellantrieb
zum Schaltorgan sicherstellt, jedoch bei Erreichen unausweichlicher Disharmonien
zwischen den Bewegungsabläufen verschiedener
Systembereiche eine geringfügige Relativverlagerung
dieser verschiedenen Systembereiche bezüglich einander ermöglichen.
Das Auftreten von stärkeren
Zwängungen
oder übermäßig starken
Reibeffekten kann somit vermieden bzw. zumindest vermindert werden.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stelleinrichtung
für die
automatisierte Betätigung
einer Schaltgetriebeanordnung bereitzustellen, bei welcher die Gefahr
des Auftretens einer übermäßigen Belastung
von Systemkomponenten bei Durchführung
von Schaltvorgängen
weiter vermindert werden kann, sowie ein diese Stellvorrichtung verwendendes
Antriebssystem.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe gelöst
durch eine Stelleinrichtung gemäß Anspruch
1 und ein Antriebssystem gemäß Anspruch 21.
Erfindungsgemäß wird für die automatisierte
Betätigung
einer Schaltgetriebeanordnung eine Stelleinrichtung verwendet, die
eine Mehrzahl von Stellantrieben umfasst zur Erzeugung einer Schaltbewegung
wenigstens eines Schaltorganes der Schaltgetriebeanordnung, wobei
wenigstens einem der Stellantriebe eine eine Elastizität in dessen
Kraftübertragungsweg
bereit stellende Elastizität-Anordnung
zugeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist dabei
weiter vorgesehen, dass die Stelleinrichtung umfasst:
- – eine
Kraftübertragungseinheit
zur Übertragung der
Ausgangskraft von einem ersten der Stellantriebe auf ein Stellorgan,
- – eine
durch einen zweiten der Stellantriebe ansteuerbare Zwangsführungsanordnung,
durch welche wenigstens bei Krafteinleitung von dem ersten der Stellantriebe
auf die Kraftübertragungseinheit
ein Verlauf der Stellbewegung des Stellorganes vorgebbar ist, wobei
die Kraftübertragungseinheit
ein mit dem ersten der Stellantriebe bewegungsgekoppeltes Eingangsglied
und ein mit dem Stellorgan bewegungsgekoppeltes Ausgangsglied aufweist,
die Zwangführungsanordnung
im Bereich des Eingangsgliedes oder im Bereich des Ausgangsgliedes
wirksam ist und das Eingangsglied über wenigstens einen Teil der Elastizität-Anordnung
mit dem Ausgangsglied zur Stellkraftübertragung gekoppelt ist.
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Insbesondere
durch das Einführen
einer Zwangsführungsanordnung
wird ein zusätzlicher Systembereich
geschaffen, der, neben der im Schaltgetriebe systembedingt erzeugten
Schaltkulisse, einen vorbestimmten Bewegungsablauf vorgibt. Da jedoch
zusätzlich
im Bereich der Kraftübertragungseinheit
eine Elastizität
bereitgestellt ist, wird eine Entlastung verschiedener Systembereiche
dann erzielt, wenn die eingangs angesprochenen Abweichungen der
verschiedenen Bewegungsablaufvorgaben voneinander vorhanden sind.
Des Weiteren ermöglicht das
Einführen
der Elastizität
den Einsatz schwächer dimensionierter
Bauteile im Kraftübertragungsweg, da
grundsätzlich
nicht die Gefahr besteht, dass bei Erreichen einer Endanschlagstellung
durch andauernde Erregung eines Stellantriebs sofort eine innerhalb
der verschiedenen Bauglieder abzufangende Gegenkraft erzeugt wird.
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Um
in der Schaltgetriebeanordnung die verschiedenen Bewegungsabläufe zur
Durchführung der
Gangschaltvorgänge
erzielen zu können,
wird vor geschlagen, dass die Kraftübertragungseinheit durch den
ersten der Stellantriebe zur Drehung um eine Drehachse antreibbar
ist und je nach Vorgabe durch die Zwangsführungsanordnung bei Drehung um
die Drehachse in Richtung der Drehachse verlagert wird oder in Richtung
der Drehachse im Wesentlichen nicht verlagert wird.
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Weiter
kann bei der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung
vorzugsweise vorgesehen sein, dass das Eingangsorgan und das Ausgangsorgan
der Kraftübertragungseinheit
gegen die Rückstellkraft wenigstens
eines elastischen Elementes der Elastizität-Anordnung bezüglich einander
um die Drehachse verdrehbar sind. Dabei kann das wenigstens eine elastische
Element ein Federelement umfassen.
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Um
den Effekt der Elastizität
in beiden Bewegungsrichtungen nutzen zu können, wird vorgeschlagen, dass
wenigstens zwei einander entgegengesetzt wirkende elastische Elemente
das Eingangsorgan und das Ausgangsorgan in eine Grund-Relativdrehlage
bezüglich
einander vorspannen.
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Vorzugsweise
kann die Zwangsführungsanordnung
im Bereich des Ausgangselementes wirken.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass die Zwangsführungsanordnung
einen durch den zweiten der Stellantriebe ansteuerbaren Zwangsführungs-Eingangsbereich
und einen mit der Kraftübertragungseinheit
bewegbaren und mit dem Zwangsführungs-Eingangsbereich
zur Vorgabe des Ablaufes der Stellbewegung zusammenwirkenden Zwangsführungs-Ausgangsbereich
aufweist und dass der Zwangsführungs-Eingangsbereich mit
dem zweiten der Stellantriebe über
wenigstens einen Teil der Elastizität-Anordnung gekoppelt ist.
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Durch
das Bereitstellen einer Elastizität im Kraftweg zwischen der
Zwangsführungsanordnung und
dem zweiten der Stellantriebe wird auch die durch die Zwangsführungsanordnung
vorgegebene Stellbewegung mit einer gewissen Ausweichmöglichkeit
bereitgestellt, so dass auch dadurch das Auftreten von Zwängungen
vermieden werden kann.
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Hier
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass im Kraftübertragungsweg
zwischen dem zweiten der Stellantriebe und dem Zwangsführungs-Eingangsbereich
ein Schiebeelement vorgesehen ist, dass ein Eingangsorgan des Schiebeelementes
mit dem zweiten der Stellantriebe bewegungsgekoppelt ist und ein
Ausgangsorgan des Schiebeelementes mit dem Zwangsführungs-Eingangsbereich
bewegungsgekoppelt ist und dass zwischen dem Eingangsorgan des Schiebeelementes
und dem Ausgangsorgan des Schiebeelementes wenigstens ein elastisches
Element der Elastizität-Anordnung
wirkt. Weiter ist es möglich,
dass das Eingangsorgan des Schiebeelementes und das Ausgangsorgan
des Schiebeelementes in Richtung einer Verschieberichtung des Schiebeelementes
bezüglich
einander gegen die Wirkung des wenigstens einen elastischen Elementes
verlagerbar sind. Auch bei dieser Ausgestaltungsform kann das wenigstens
eine elastische Element ein Federelement umfassen.
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Eine
Elastizität
in beiden Richtungen kann dadurch erlangt werden, dass durch wenigstens
zwei elastische Elemente das Eingangsorgan des Schiebeelementes
und das Ausgangsorgan des Schiebeelementes bezüglich einander in eine Grund-Relativschiebestellung
vorgespannt sind.
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Zur
kraftübertragungsmäßigen Kopplung
mit dem zweiten der Stellantriebe kann vorgesehen sein, dass das
Eingangsorgan des Schiebeelementes einen Zahnstangenabschnitt umfasst.
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Bei
der vorangehend geschilderten erfindungsgemäßen Stelleinrichtung ist vorzugsweise weiter
vorgesehen, dass ein Zwangsführungs-Eingangsbereich
einen durch den zweiten der Stellantriebe verlagerbaren Führungsvorsprung
umfasst und dass ein Zwangsführungs-Ausgangsbereich eine
an der Kraftübertragungseinheit
vorgesehene Führungsbahn
umfasst, in welche der Führungsvorsprung
eingreift.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass die Stelleinrichtung
einen an dem Stellorgan mit der Kraftübertragungseinheit in einem freien
Endbereich desselben kraftübertragungsmäßig gekoppelten Übertragungsarm
umfasst, und dass die Elastizität-Anordnung
eine Verlagerung des freien Endbereiches des Übertragungsarms bezüglich des
Stellorgans ermöglicht.
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Bei
dieser erfindungsgemäßen Stelleinrichtung
kann dann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Übertragungsarm
bezüglich
des Stellorganes gegen die Rückstellkraftwirkung
der Elastizität-Anordnung
verlagerbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden,
dass die Elastizität-Anordnung wenigstens
ein bei Relativbewegung zwischen dem Übertragungsarm und dem Stellorgan gegen
die Wirkung eines Rückstellkraftelementes auslenkbares
Kopplungselement umfasst. Alternativ ist es möglich, dass der Übertragungsarm
zwei bei Relativbewegung zwischen diesem und dem Stellorgan gegen
die Wirkung eines Rückstellkraftelementes
bezüglich
einander verlagerbare Übertragungsarmelemente
aufweist. Bei dieser Ausgestaltungsform ist zum Erreichen der gewünschten
Elastizität
dann vorzugsweise vorgesehen, dass an dem Stellorgan eine ein Aufspreizen
der Übertragungsarmelemente bei
Relativbewegung zwischen dem Stellorgan und dem Übertragungsarm bewirkende Exzenteranordnung
vorgesehen ist und dass das Rückstellkraftelement
die zwei Übertragungsarmelemente
in eine im Wesentlichen nicht aufgespreizte Grundlage bezüglich einander
vorspannt.
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Bei
einer weiteren alternativen Ausgestaltungsvariante kann im Bereich
eines Übertragungsarmes
die Elastizität
dadurch bereitgestellt werden, dass der Übertragungsarm zwischen seinem
freien Endbereich und seinem mit dem Stellorgan gekoppelten Bereich
zum Bereitstellen wenigstens eines Teils der Elastizität-Anordnung
elastisch verformbar ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt kann vorgesehen sein, dass an einer Baugruppe von
Kraftübertragungseinheit
und Übertragungsarm
ein Gelenkaussparungsbereich vorgesehen ist, an der anderen Baugruppe
von Kraftübertragungseinheit
und Übertragungsarm
ein Gelenkeingriffsbereich vorgesehen ist, welcher zum Bereitstellen
einer Gelenkverbindung in den Gelenkaussparungsbereich eingreift, und
dass in dem Gelenkaussparungsbereich ein zwischen diesem und dem
Gelenkeingriffsbereich wirkendes elastisch verformbares Element
vorgesehen ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Antriebssystem, umfassend
eine Kupplungsanordnung, welche mit einem Eingangsbereich derselben mit
einem Antriebsaggregat gekoppelt oder koppelbar ist und mit einem
Ausgangsbereich derselben mit einer Getriebeanordnung gekoppelt
ist, eine der Kupplungsanordnung zugeordnete erste, druckfluidisch
wirkende Stelleinrichtung zur automatisierten Betätigung derselben
und eine der Getriebeanordnung zugeordnete zweite, mechanisch wirkende Stelleinrichtung
zur automatisierten Betätigung
derselben, welche erfindungsgemäß aufgebaut
ist.
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Insbesondere
bei modernen Antriebssystemen, in welchen als Antriebsaggregate
häufig
beispielsweise Dieselaggregate mit einem sehr hohen Antriebsdrehmoment
eingesetzt werden, ist es erforderlich, auch Kupplungsanordnungen
mit entsprechend hoher Drehmomentübertragungskapazität bereitzuhalten.
Eine hohe Drehmomentübertragungskapazität erfordert
jedoch entsprechend große
Einrückkräfte mit
der Folge, dass auch die zum Ausrücken derartiger Kupplungsanordnungen
eingesetzten Stelleinrichtungen entsprechend große Kräfte bereitstellen müssen.
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Durch
die Entkopplung der Wirkungsmechanismen der Stelleinrichtung für die Kupplungsanordnung
einerseits und der Stelleinrichtung für die Getriebeanordnung andererseits
kann erreicht werden, dass insbesondere für die Kupplungsanordnung durch
den Einsatz einer druckfluidisch wirkenden Stelleinrichtung sehr
hohe Betätigungskräfte bereitgestellt
werden können,
wohingegen bei der Getriebeanordnung durch mechanisch wirkende Stelleinrichtungen
mit Antriebsmotoren und Getriebemechanismen die vorangehend beschriebenen
Effekte bei der Bewegungsumsetzung erzielt werden können.
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Dabei
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in der ersten Stelleinrichtung
eine Betätigungskraft über ein
Druckfluid, vorzugsweise Hydraulikfluid, zur Kupplungsanordnung übertragbar
ist oder/und dass in der zweiten Stelleinrichtung eine Betätigungskraft
durch miteinander gekoppelte Kraftübertragungsbauglieder zur Getriebeanordnung übertragbar
ist.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert
beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebssystems;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Teilabschnittes einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung;
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3 die
in 2 dargestellten Komponenten betrachtet von schräg unten;
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4 eine
andere perspektivische Darstellung der in 2 erkennbaren
Komponenten;
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5 eine
Teilansicht einer als Stellorgan dienenden Schaltwelle mit einem Übertragungsarm;
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6 eine
der 5 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;
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7 eine
Schnittansicht der in 6 dargestellten Anordnung, geschnitten
längs einer
Linie VII-VII in 6;
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8 eine
weitere der 5 entsprechende Ansicht einer
alternativen Ausgestaltungsform;
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9 die
in 8 dargestellte Ausgestaltungsform in Draufsicht;
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10 eine
weitere der 5 entsprechende Ansicht einer
alternativen Ausgestaltungsform;
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11 eine
Schnittansicht der in 10 dargestellten Anordnung,
geschnitten längs
einer Linie XI-XI in 10;
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12 eine
der 11 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;
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13 eine
weitere der 5 entsprechende Ansicht einer
alternativen Ausgestaltungsform;
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14 die
Ausgestaltungsform der 13 von oben betrachtet;
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15 eine
der 14 entsprechende Ansicht einer Abwandlung dieser
Ausgestaltungsform;
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16 eine
Teilansicht einer weiteren Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung.
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In 1 ist
schematisch ein Antriebssystem dargestellt, das zum einen eine Kupplungsanordnung 10 aufweist,
und zum anderen eine Getriebeanordnung 12 aufweist. Die
Kupplungsanordnung 10 ist derart ausgebildet, dass eine
Eingangsseite 14 derselben, d.h. beispielsweise ein Schwungrad, Zweimassenschwungrad
o. dgl., mit einer nicht dargestellten Antriebswelle, beispielsweise
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, drehfest verbunden ist. Eine
mit einer Kupplungsscheibe drehfest verbundene Ausgangswelle 16 bildet
beispielsweise eine Getriebeeingangswelle. Durch Ansteuerung eines
Kraftspeichers 18 einer allgemein mit 20 bezeichneten Druckplattenbaugruppe
der Kupplungsanordnung 10 ist durch einen automatisierten
Ausrückermechanismus 22 betätigbar,
um wahlweise eine Drehmomentübertragungsverbindung
zwischen dem Schwungrad 14 und der Welle 16 herzustellen
bzw. zu unterbrechen.
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Auch
der Getriebeanordnung 12 ist eine nachfolgend noch detailliert
beschriebene Stelleinrichtung 24 zugeordnet. Unter Ansteuerung
einer Ansteuervorrichtung 26 können somit über Ansteuersignalleitungen 28, 30 Ansteuerbefehle
erzeugt werden, die jeweils zu Veränderungen oder zum Beibehalten der
Stellzustände
der Kupplungsanordnung 10 bzw. der Getriebeanordnung 12 führen.
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Zunächst wird
mit Bezug auf die 1 der grundsätzliche Aufbau des Mechanismus
bzw. der Stelleinrichtung 22 zur automatisierten Betätigung der
Kupplungsanordnung 10 beschrieben.
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Diese
Stelleinrichtung umfasst einen im Bereich der Druckplattenbaugruppe 20 vorgesehenen Nehmerzylinder 32,
welcher über
eine Fluidleitung 34 in Fluidaustauschkontakt mit einem
Geberzylinder 36 steht. Der Geberzylinder 36 wird
auf seiner Eingangsseite über
eine Fluidleitung 38 gespeist, die zu einem Proportionaldruckregel-
bzw. Proportionalwegeventil 42 führt. Dieses Proportionalwegeventil 42 steht über die
Signalleitung 28 unter Ansteuerung der Ansteuervorrichtung 26.
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Die
Stelleinrichtung 22 umfasst ferner einen Motor, beispielsweise
Elektromotor 44, welcher eine Pumpe 46 antreibt.
Die Pumpe 46 steht über
eine Filtereinrichtung 48 in Verbindung mit einem Fluidreservoir 50.
Ausgangsseitig liefert die Pumpe 46 über ein Rückschlagventil 52 Druckfluid
zu einem Druckfluidspeicher 54 bzw. zu einer Eingangsleitung 56 des Proportionalwegeventils 42.
In dieser Eingangsleitung 56 ist ein Temperatursensor 58 vorgesehen,
der über
eine Signalleitung 60 ein Signal, welches der Temperatur
des dem Proportionalwegeventils 42 zugeführten Druckfluids
wiedergibt, in die Ansteuervorrichtung 26 leitet. Zwischen
dem Rückschlagventil 52 und
dem Proportionalwegeventil 42 ist ferner ein Überdruckventil 62 vorgesehen,
das bei übermäßig hohem
Fluiddruck eine Rückspeisung
in das Fluidreservoir 50 vorsieht. Zur Erfassung des Fluiddrucks
ist ein Drucksensor 64 vorgesehen, der über eine Signalleitung 66 ein
den Fluiddruck im Bereich der Fluidleitung 56 wiedergebendes
Signal in die Ansteuervorrichtung 26 eingibt.
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Um
die momentane Betätigungsstellung
der Kupplungsanordnung 10 erfassen zu können, ist ein Wegaufnehmer 68,
beispielsweise in Form eines Potenziometers, vorgesehen, welcher
letztendlich die Positionierung des Geberzylinders 36 erfasst
und über
eine Signalleitung 70 ein entsprechendes Signal in die
Ansteuervorrichtung 26 eingibt. Selbstverständlich könnte der
Wegaufnehmer auch im Bereich des Nehmerzylinders 32 vorgesehen
sein.
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Beruhend
auf den bereits angesprochenen verschiedenen Sensoreingaben und
auf weiteren Eingaben von schematisch angedeuteten Sensoren 72,
welche den Betriebszustand des ebenfalls schematisch angedeuteten
Fahrzeugs 74 charakterisieren, erzeugt die Ansteuervorrichtung 26 beispielsweise
zur Durchführung
von Schaltvorgängen
in der Getriebeanordnung 12 Ansteuerbefehle für das Proportionalventil 42,
um somit die Kupplung zwischen einem eingerückten und einem ausgerückten Zustand zu
verstellen.
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Der
Fluidleitungsbereich 34 zwischen dem Nehmerzylinder 32 und
dem Geberzylinder 36 steht ferner in Verbindung mit einem
Fluidreservoir 76 bzw. mit dem Fluidreservoir 50,
um in diesem Bereich eine ausreichende Fluidmenge bereitzuhalten.
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Durch
das Vorsehen einer fluidisch wirkenden Stelleinrichtung 22 ist
dafür gesorgt,
dass auch bei Kupplungsanordnungen 10, die zur Übertragung sehr
hoher Motordrehmomente ausgelegt sind, eine ausreichende Einrückkraft
bereitgestellt werden kann, welche dann selbstverständlich eine
entsprechende Ausrückkraft
erfordert.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die in der
1 dargestellte
hydraulisch bzw. fluidisch wirkende Stelleinrichtung
22 in
verschiedenster Weise strukturiert sein kann. So kann, wie in
1 erkennbar,
ein mit der Linie
80 eingerahmter Systembereich eine Baugruppe
bilden, wobei dann der Nehmerzylinder
32 der Kupplungsanordnung
10 zugeordnet
ist bzw. an dieser vorgesehen ist. Es könnte jedoch ebenso zum Bereitstellen
einer direkten Kupplungsbetätigung
der Nehmerzylinder
32 in diese Baugruppe
80 integriert
sein. Ferner könnte
auch der Geberzylinder mit dem Proportionalventil baugruppenmäßig zusammen
mit dem Nehmerzylinder der Kupplungsanordnung
10 zugeordnet
sein und die verbleibende reine Hydraulikeinheit dann als eine weitere Baugruppe
bereitgestellt werden. Weitere Ausgestaltungsvarianten einer derartigen
fluidischen Betätigungseinrichtung
sind in der
DE 42 37
853 A1 beschrieben. Auf diese Druckschrift wird hiermit
ausdrücklich
Bezug genommen und ihr Offenbarungsgehalt zum Offenbarungsgehalt
der vorliegenden Anmeldung mitaufgenommen.
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Im
Folgenden wird mit Bezug auf die 2–16 der
konstruktive Aufbau der Stelleinrichtung 24 beschrieben, über welche
die Getriebeanordnung 12 angesteuert wird bzw. in der Getriebeanordnung 12 Schaltvorgänge durchgeführt werden. Man
erkennt auch in 1, dass die Stelleinrichtung 24 über die
Signalleitung 30 in Verbindung steht mit der Ansteuervorrichtung 26,
so dass auch die Schaltvorgänge
in der Getriebeanordnung 12 durch Ansteuerung vermittels
der Ansteuervorrichtung 26 durchgeführt werden können. Die
Stelleinrichtung 24 umfasst zwei Stellantriebe 84, 86,
beispielsweise jeweilige Elektromotoren, welche über einen Umsetzmechanismus 88 dann
zur Durchführung
von Schaltvorgängen
in der Getriebeanordnung 12 führen. Es sei hier beispielsweise
angenommen, dass die Getriebeanordnung 12 ein Schaltgetriebe
ist mit einer Schaltwelle 100, welche bei Bewegung jeweilige Schaltorgane
innerhalb der Getriebeanordnung 12, beispielsweise Synchronisiereinrichtungen
o. dgl. ansteuert bzw. Komponenten derselben bewegt, wobei beispielsweise
durch Drehung der Schaltwelle 100 ein Schaltvorgang durchgeführt wird,
also beispielsweise vom ersten Gang in den zweiten Gang oder in die
Neutralstellung geschaltet wird, und durch Verschiebung der Schaltwelle 100 eine
sogenannte Gassenwahl zwischen jeweiligen Schaltgassen vorgenommen
wird.
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Eine
Ausgestaltungsform einer Stelleinrichtung 24 ist in den 2–4 dargestellt.
Der Umsetzmechanismus 88 dieser Stelleinrichtung 24 umfasst
eine Koppelstange 90, die beispielsweise angetrieben durch
den Stellantrieb 84 und ggf. über ein Segmentzahnrad o. dgl.
in Richtung eines Pfeils P1 hin- und herschiebbar ist. Dies bedeutet
also, dass eine Antriebsbewegung des Stellantriebs 84 in
eine mehr oder weniger linear gerichtete Verschiebebewegung der
Koppelstange 90 gerichtet ist. Die Koppelstange 90 ist
bezüglich
einer Drehachse A exzentrisch mit einer im Folgenden noch detailliert
beschriebenen Kraftübertragungseinheit 92 gekoppelt, so
dass eine Verschiebebewegung der Koppelstange 90 in Richtung
des Pfeils P1 grundsätzlich
zu einer Drehbewegung der Kraftübertragungseinheit 92 um die
Drehachse A führt.
Hierzu sei ausgeführt,
dass ein stangenartig ausgebildes Achsbauteil 94 vorgesehen
ist, auf welchem die Kraftübertragungseinheit 92 im
Wesentlichen frei drehbar und auch in Richtung der Drehachse A verschiebbar
gelagert ist. Über
einen im Folgenden ebenfalls noch detailliert beschriebenen Gelenkmechanismus 96 überträgt die Kraftübertragungseinheit 92 eine
Stellkraft auf einen Übertragungsarm 98.
Der Übertragungsarm 98 ist
mit einer nur schematisch angedeuteten Schaltwelle 100 oder
einem anderen Stellorgan; das letztendlich eine Ausgangskraft der
Stelleinrichtung 24 liefert, fest verbunden. Eine Drehbewegung
der Kraftübertragungseinheit 92 um
die Drehachse A führt
somit vermittels der Umsetzcharakteristik des Gelenkmechanismus 96 zu
einer entgegengesetzt gerichteten Drehbewegung der Schaltwelle 100.
Eine Linearverschiebebewegung der Kraftübertragungseinheit 92 in
Richtung der Drehachse A führt
zu einer entsprechend gerichteten Verschiebebewegung der Schaltwelle 100 bzw. des
Stellorgans 100.
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Die
Stelleinrichtung 24 weist ferner eine Zwangsführungsanordnung 102 auf.
Diese Zwangsführungsanordnung 102 umfasst
eine Führungsbahn 104,
die in der Kraftübertragungseinheit 92 an
einer Außenumfangsfläche bezüglich der
Drehachse A vorgesehen ist. In die Führungsbahn 104, welche
in der Darstellung der 2 links noch einmal veranschaulicht
ist, greift ein Führungsvorsprung 106 ein. Der
Führungsvorsprung 106 ist
an einem allgemein mit 108 bezeichneten Schiebeelement
vorgesehen. Das Schiebeelement 108 ist mit einem Zahnstangenabschnitt 110 versehen
und kann durch Kämmeingriff mit
einem in der 1 angedeuteten Antriebszahnrad 112 bei
Erregung des Stellantriebs 86 in seiner Längsrichtung,
d.h. im Wesentlichen parallel zur Drehachse A, verschoben werden.
Die Ausgestaltung des Kämmeingriffs
zwischen dem Zahnstangenabschnitt 110 und dem Zahnrad 112 ist
vorzugsweise von selbsthemmender Art, so dass bei nicht vorhandender
Erregung oder Ansteuerung des Stellantriebs 86 extern einwirkende
Kräfte
nicht zu einer Verschiebung des Schiebeelements 108 führen können. Durch
den in die Führungsbahn 104 eingreifenden Führungsvorsprung 106,
welcher, wie bereits ausgeführt,
bei nicht vorhandener Erregung des Stellantriebs 86 grundsätzlich als
feststehend zu betrachten ist, ist nun bei Erregung des Stellantriebs 84 der
Ablauf der Bewegung der Kraftübertragungseinheit 92 und
somit auch zwangsweise der Ablauf der Bewegung des Stellorgans 100 bzw.
der Schaltwelle 100 fest vorgegeben. Befindet sich beispielsweise
der Führungsvorsprung 106 so
wie in 2 links dargestellt in einem in Umfangsrichtung
um die Drehachse A sich im Wesentlichen geradlinig erstreckenden Bahnabschnitt 114,
so führt
die in Richtung des Pfeils P1 gerichtete Verschiebebewegung der
Koppelstange 90 zu einer reinen Drehbewegung der Kraftübertragungseinheit 92 und
somit zu einer entsprechenden reinen Drehbewegung der Schaltwelle 100.
Diese Drehbewegung kann beispielsweise dazu führen, dass ein Schaltvorgang
zwischen dem ersten und dem zweiten Gang entlang einer Schaltgasse 116 auftritt,
die in der in 2 ebenfalls erkennbaren Schaltkulisse 118 vorgesehen
ist. Diese Schaltkulisse 118 gibt letztendlich ein Bild
des Bewegungsablaufes beispielsweise der Schaltbewegungen der Schaltwelle 100 wieder,
wobei dieser Bewegungsablauf grundsätzlich vorgegeben ist durch
die verschiedenen Schaltorgane innerhalb der Getriebeanordnung 12.
Eine Drehbewegung der Schaltwelle 100 entspricht letztendlich
dann einer Bewegung, beispielsweise eines an der Schaltwelle 100 vorgesehenen
Schaltfingers, entlang einer Schaltgasse 1-2, 3-4 oder 5-R. Eine Verschiebebewegung
der Schaltwelle 100 in ihrer Längsrichtung entspricht letztendlich dann
einer Bewegung derselben bzw. des Schaltfingers entlang einer Gassenwahllinie 120.
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Wenn
man also annimmt, dass bei sich im Eckpunkt 122 der Führungsbahn 104 befindendem Führungsvorsprung 106 der
erste Gang eingelegt ist, so führt
also die angesprochene Drehbewegung der Kraftübertragungseinheit 92 dann
zu einem Schaltvorgang vom ersten zum zweiten Gang, so dass nachfolgend
der Führungsvorsprung 106 im
Eckpunkt 124 zu liegen kommt. Soll nun ein Schaltvorgang
vom zweiten in den dritten Gang vorgenommen werden, so wird zunächst der
Stellantrieb 86 erregt, so dass das Schiebeelement 108 in
seiner Längsrichtung
verschoben wird und der Führungsvorsprung 106 dann
im Endpunkt 126 zu liegen kommt. Eine nachfolgende Erregung
des Stellantriebs 84 führt
bei festgehaltenem Schiebeelement 108 dann dazu, dass der
Führungsvorsprung 106 sich
entlang eines Bahnabschnitts 128 in Richtung auf einen
Eckpunkt 130 zu bewegt. Dieser Bahnabschnitt 128 beinhaltet ausgehend
vom Eckpunkt 126 zu nächst
einen linearen Abschnitt, so dass zunächst von der dem zweiten Gang
entsprechenden Positionierung ein Übergang in die Gassenwahllinie 120,
d.h. die Neutralstellung der Getriebeanordnung 12, stattfindet.
Ein gekrümmter
Abschnitt des Führungsbahnabschnitts 128 führt dann
zu einem Übergang
entlang der Gassenwahllinie 120, und ein dann folgender
und zum Eckpunkt 130 führender
Linearabschnitt entspricht dem Übergang
von der neutralen Stellung zum dritten Gang.
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Auf
die vorangehend beschriebene Art und Weise lassen sich letztendlich
alle Schaltbewegungen zwischen den verschiedenen Gängen durchführen. Es
können
auch Gänge übersprungen
werden. So kann beispielsweise vom ersten in den dritten Gang dadurch
geschaltet werden, dass ausgehend vom Eckpunkt 122 zunächst der
Führungsvorsprung 106 in
den Mittenbereich des Führungsbahnabschnitts 114 bewegt
wird, so dass das Getriebe in der neutralen Stellung ist. Dann wird
der Stellantrieb 86 erregt und vermittels des Schiebeelementes 108 und des
Führungsvorsprungs 106 die
Kraftübertragungseinheit 92 in
Richtung der Drehachse A verschoben, so dass letztendlich eine Bewegung
entlang der Gassenwahllinie 120 auftritt, bis die Schaltgasse
des dritten Gangs oder ggf. die Schaltgasse des Rückwärtsgangs
erreicht ist. Nachfolgend wird dann wieder der Stellantrieb 86 erregt
und je nach dem, ob beispielsweise der dritte Gang oder der Rückwärtsgang
eingelegt werden soll, wird die Koppelstange 90 in der
einen oder anderen Richtung verschoben und eine entsprechende Drehbewegung
der Schaltwelle 100 erzwungen.
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Aus
der vorangehenden Erklärung
erkennt man, dass bei Durchführung
von Schaltvorgängen letztendlich
zwei Systembereiche vorhanden sind, die eine Bewegung innerhalb
der Stelleinrichtung 24 vorgeben bzw. erzwingen. Dies ist
zum einen die Zwangsführungsanordnung 102,
und dies ist zum anderen die durch den konstruktiven Aufbau der
Getriebeanordnung 12 vorgegebene bzw. erhaltene Schaltkulisse 118.
Dies bedeutet, dass die Formgebung der Führungsbahn 104 der
Zwangsführungsanordnung 102 über einstimmen
muss mit den innerhalb der Getriebeanordnung 12 möglichen
Bewegungsabläufen. Aufgrund
von Fertigungstoleranzen in verschiedenen Systembereichen kann es
hier jedoch zu einer zumindest teilweise mangelnden Übereinstimmung
der ermöglichten
Bewegungsabläufe
kommen. Das Ergebnis davon wäre,
dass es zu Zwängungen
kommt, wenn die Zwangsführungsanordnung 102 auch
nur geringfügig
andere Bewegungsabläufe
vorgibt, als diese in der Getriebeanordnung 12 tatsächlich durchgeführt werden
können.
Um diesem Problem entgegenzutreten, ist bei der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung 24,
durch welche die Getriebeanordnung 12 angesteuert werden
kann, eine allgemein mit 132 bezeichnete Elastizität-Anordnung
vorgesehen. Durch die im Folgenden detailliert beschriebene Elastizität-Anordnung 132 ist
dafür gesorgt,
dass im Kraftübertragungsweg
zwischen den verschiedenen Stellantrieben 84, 86 und
dem Stellorgan 100, also beispielsweise der Schaltwelle,
eine definierte Elastizität bereitgestellt
ist, die bei erzwungenen Abweichungen der vorgegebenen Bewegungsabläufe Ausweichbewegungen
zulässt.
Die bei der Stelleinrichtung 24 vorgesehene Elastizität-Anordnung 132 ist
bei der in den 2–4 dargestellten
Ausgestaltungsvariante grundsätzlich
in zwei Bereiche 134 und 136 aufgeteilt. Der Bereich 134 wirkt
dabei im Kraftübertragungsweg
zwischen dem Stellantrieb 84 und dem Stellorgan 100,
während
der Bereich 136 im Kraftübertragungsweg zwischen dem
Stellantrieb 86 und der Zwangsführungsanordnung 102 wirkt.
Zunächst wird
im Folgenden der Bereich 134 der Elastizität-Anordnung 132 beschrieben.
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Die
Kraftübertragungseinheit 92 umfasst zwei
Komponenten 138, 140. Die Komponente 138, welche
letztendlich eine Art Gehäuse
für die
Kraftübertragungseinheit 92 bildet,
ist über
einen Gelenkmechanismus 142 mit der bereits beschriebenen Koppelstange 90 verbunden.
Die Komponente 140 ist im Wesentlichen innerhalb der Komponente 138 aufgenommen
und grundsätzlich
bezüglich
dieser um die Drehachse A drehbar. Ferner trägt die Komponente 140 einen
armartigen Abschnitt 146, in dessen freiem Endbereich eine
Gelenkausnehmung 148 für
den Gelenkmechanismus 96 bereit gestellt ist, und weist
ferner an einem Außenumfangsflächenbereich 144 die
in 2 erkennbare Führungsbahn 104 auf. In
diese Gelenkausnehmung 148 greift der Übertragungsarm 98 beispielsweise
mit einem Kugelgelenkende ein.
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Zwischen
den beiden Komponenten 138, 140 der Kraftübertragungseinheit 92 wirkt
eine Mehrzahl von Vorspannfedern 150. Diese stützen sich
jeweils in einem ihrer Endbereiche an der Komponente 138 und
in ihrem anderen Endbereich an der Komponente 140 ab. Ferner
ist die Anordnung derart, dass zumindest zwei derartige Federelemente 150 einander
entgegenwirken, so dass die beiden Komponenten 138, 140 bezüglich einander
durch die Federelemente 150 in eine Grund-Relativdrehlage
vorgespannt sind. Zur Abstützung
der Federelemente 150 sind an den beiden Komponenten 138, 140 jeweilige Steuerkanten
oder Abstützflächenbereiche
vorgesehen. Würde
bei festgehaltener Schaltwelle 100 über die Koppelstange 90 eine
Kraft in die Kraftübertragungseinheit 92 eingeleitet
werden, so würden
aufgrund der Tatsache, dass die Komponente 140 sich nicht
bewegen kann, die Federelemente 150 oder zumindest ein
Teil derselben komprimiert werden und somit eine Relativdrehung
der beiden Komponenten 138 und 140 der Kraftübertragungseinheit 92 bezüglich einander
zulassen. Dies hat letztendlich auch zur Folge, dass dann, wenn
beispielsweise durch den Stellantrieb 84 immer noch eine
Kraft abgegeben wird, wenn eine bestimmte Gangstufe bereits eingelegt
ist und somit bereits das Ende einer Schaltgasse erreicht ist, die
Schaltwelle 100 zusammen mit der Komponente 140 nicht
mehr bewegt wird, während noch
eine bestimmte Weiterbewegung der Komponente 138 zusammen
mit der Koppelstange 90 möglich ist. Das Erreichen eines
derartigen Endanschlages kann also innerhalb der Kraftübertragungseinheit 92 durch
die dort wirkenden Federelemente 150 elastisch abgefangen
werden, so dass auch eine über den
Endanschlag hinausgehende Kraftabgabe des Stellantriebs 84 nicht
zu einer Beschädigung
des Systems, insbesondere nicht zur Verformung verschiede ner im
Kraftübertragungsweg
liegender an sich starrer Komponenten führen kann.
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Dieser
Effekt ist nicht nur dann vorteilhaft, wenn tatsächlich Schaltvorgänge durchgeführt werden,
sondern ist insbesondere auch vorteilhaft beim Einlernen der Endanschlagpositionen,
beispielsweise in den Endbereichen der Schaltgassen. Hier kann derart
vorgegangen werden, dass beim ersten Inbetriebnehmen einer derartigen
Stelleinrichtung 24 ein Endanschlag angefahren wird, wobei
das tatsächliche
Erreichen eines derartigen Endanschlags beispielsweise dadurch erfasst
wird, dass eine weitere Bewegung der Koppelstange 90 bzw.
einer Antriebswelle des Stellantriebs 84 nicht mehr möglich ist. Wird
daraufhin der Stellantrieb 84 nicht mehr erregt bzw. freigegeben,
so können
die bei Erreichen des Endanschlags zunächst gespannten Federelemente 150 sich
wieder entspannen und den Stellantrieb letztendlich in eine Stellung
zurückdrehen,
die exakt der dann vorhandenen Anschlagstellung bzw. Gassenendstellung
entspricht. Diese Stellung des Stellantriebs 84 kann durch
einen diesem zugeordneten Sensor erfasst werden und beispielsweise
in der Ansteuervorrichtung 26 als dem Endanschlag zugeordnete
Stelllage des Stellantriebs 84 abgespeichert werden. Auf
diese Art und Weise kann nachfolgend letztendlich die gesamte Schaltkulisse 118 abgefahren
werden, so dass die Relativlagen aller Anschlagpositionen, welche
im Wesentlichen jeweils den Endbereichen der Schaltgassen 116 entsprechen,
eingelernt werden. In entsprechender Weise lassen sich auch die
Neutralstellungen in den Schaltgassen 1-2 bzw. 5-R in Richtung der
Gassenwahllinie 120 einlernen.
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Der
zweite Bereich 136 der Elastizität-Anordnung 132 liegt
im Wesentlichen im Schiebeelement 108. Das Schiebeelement 108 ist
zweigeteilt und weist ein Eingangsorgan 151 auf, das den
bereits angesprochenen Zahnstangenabschnitt 110 trägt. Ein Ausgangsorgan 152 trägt den Führungsvorsprung 106 und
ist bezüglich
des Eingangsorgans 151 entgegen der Wirkung wenigstens
eines Federelementes 154 in der Verschieberichtung P2 (siehe 4) verschiebbar.
Tritt also bei Durchführung
eines Gangschaltvorgangs eine Abweichung zwischen der vermittels
der Zwangsführungsanordnung 102 vorgegebenen
Bewegungsbahn und der durch die Schaltkulisse 118 vorgegebenen
Bewegungsbahn auf, so kann entgegen der Wirkung des wenigstens einen Federelementes 154 beim
Durchlaufen der Führungsbahn 114 der
Führungsvorsprung 106 sich
mit dem Ausgangsorgan 152 zumindest geringfügig bezüglich des
Eingangsorgans 151 verlagern, das aufgrund des angesprochenen
selbsthemmenden Effektes letztendlich nicht bewegbar ist. Auch auf
diese Art und Weise kann das Auftreten von Zwängungen bei Durchführung von
Schaltvorgängen
verhindert werden. Während
also der Bereich 134 der Elastizität-Anordnung 132 im
Wesentlichen bei Erreichen der Endstellungen bzw. Endanschläge wirksam
ist oder werden kann, ist die Elastizität des Bereichs 136 auch
beim Durchlaufen der Führungsbahn 104 wirksam,
insbesondere beim Durchlaufen des gekrümmten Führungsbahnabschnitts 128.
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Ein
weiterer vorteilhafter Effekt des Bereichs 136 der Elastizität-Anordnung 132 ist,
dass durch entsprechende Ansteuerung der Stellantriebe 84, 86 Schaltvorgänge schneller
durchgeführt
werden können.
Dies wird beispielsweise anhand der Durchführung eines Schaltvorgangs
vom ersten in den dritten Gang beschrieben. Wie vorangehend angeführt, erfordert
ein derartiger Schaltvorgang zunächst
das Bewegen des Führungsvorsprungs 106 vom
Eckpunkt 122 zur Mittenlage des Führungsbahnabschnittes 114,
dann das Verschieben des Führungsvorsprungs 106 zusammen
mit der gesamten Führungsbahn 104,
d.h. zusammen mit der Kraftübertragungseinheit 92,
in Richtung der Drehachse A und dann die Zurückbewegung des Führungsvorsprungs 106 zum
Eckpunkt 122. Die erste Herausbewegung des Führungsvorsprungs 106 aus
dem Eckpunkt 122 entlang des Führungsbahnabschnitts 114 wird,
wie bereits beschrieben, durch die vermittels des Stellantriebs 84 induzierte
Drehbewegung der Kraftübertragungseinheit 92 erzeugt.
Bereits während
dieser Drehbewegung kann der Stellantrieb 86 erregt werden,
so dass grundsätzlich
auf das Schiebeelement 108 bereits eine dieses in Richtung
zur Schaltgasse 3-4 verschiebende Kraft übertragen
wird. Solange in der Schaltkulisse die Neutralstellung zwischen
den Gängen 1 und 2 nicht
erreicht ist, kann jedoch die Schaltwelle 100 und ebenso
auch die Kraftübertragungseinheit 92 sich
nicht Richtung der Drehachse A verlagern. Infolgedessen wird auch
das Ausgangsorgan 152 des Schiebeelementes 108 festgehalten, während unter
zunehmender Vorspannung des oder der Federelemente 154 das
Eingangsorgan 151 des Schiebeelements 108 bereits
verlagert wird. Ist dann die Neutralstellung der Schaltgasse 1-2 erreicht,
so kann nunmehr die Kraftübertragungseinheit 92 sich zusammen
mit der Schaltwelle 100 in Richtung der Drehachse A verschieben
und wird dies aufgrund der vorhandenen Vorspannung, welche das Ausgangsorgan 152 in
dieser Richtung vorspannt, auch durchführen. Es kann dann unmittelbar
durch erneute Erregung des Stellantriebs 84 der Führungsvorsprung 106 zurückbewegt
werden zum Eckpunkt 122. Der Übergang von der Schaltgasse 1-2 zur
Schaltgasse 3-4 kann somit aufgrund der bereits zuvor erfolgten Vorspannung
im Bereich des Bereichs 136 der Elastizität-Anordnung 132 deutlich
schneller vorgenommen werden.
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Ein
weiterer wesentlicher Aspekt des Bereitstellens einer Elastizität im Kraftübertragungsweg zwischen
den Stellantrieben 84, 86 und dem Stellorgan 100 ist,
dass die der Kraftübertragung
dienenden Komponenten mit deutlich geringerer Stabilität bereitgestellt
werden können,
als dies dann erforderlich wäre,
wenn die Kraftübertragungskomponenten
auch noch die bei Erreichen eines Endanschlags wirksamen Kräfte aufnehmen
müssten.
Dies führt
einerseits zu kostengünstigeren
und andererseits zu leichteren Stelleinrichtungen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung 24,
wie sie vorangehend detailliert beschrieben worden ist, kann alternativ
oder zusätzlich
zu den vorangehend beschriebenen Bereichen 134, 136 der
Elastizität-Anordnung 132 ein
weiterer Bereich vorgesehen sein, in welchem im Kraftübertragungsweg
zwischen den Stellantrieben und dem Stellorgan, d.h. der Schaltwelle 100,
eine definierte Elastizität
eingeführt
wird. Dieser weitere Bereich 160 der Elastizität-Anordnung 132 liegt
in der aus Schaltwelle 100 und Übertragungsarm 98 gebildeten
Baugruppe. Durch Ermöglichen
einer Relativumfangsbewegung zwischen der Schaltwelle 100 und
dem mit der Kraftübertragungseinheit 92 zusammenwirkenden
Endbereich 162 des Übertragungsarms 98 wird
ebenfalls eine definierte Elastizität bereitgestellt, die die gleichen
Effekte und Vorteile liefert, wie sie vorangehend beschrieben wurden.
Verschiedene Ausgestaltungsvarianten, welche eine derartige Elastizität bereitstellen,
werden im Folgenden beschrieben.
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Man
erkennt in 5, dass der Übertragungsarm 98 in
einem Endbereich eine Durchgriffsöffnung 164 aufweist,
in welche ein entsprechender Lagerungsansatz 166 der Schaltwelle 100 eingreift. In
diesen Lagerungsansatz 166 ist eine Sicherungsschraube
oder ein Sicherungsbolzen 168 eingesetzt. Ein beispielsweise
als Tellerfeder ausgebildetes Vorspannelement 170 presst
ein Anpresselement 172 auf den Übertragungsarm 98 zu.
Der Übertragungsarm 98 und
das Anpresselement 172 sind mit jeweils in Umfangsrichtung
gerichteten Schräg-
oder Rampenflächen 174, 176 ausgebildet,
die vermittels der Vorspannwirkung des Vorspannelements 170 ineinander
eingreifen. Bei Relativdrehung zwischen der Schaltwelle 100 und
dem Übertragungsarm 98 wird durch
die zusammenwirkenden Schräg-
oder Rampenflächen 174, 176 das
Anpresselement 172 entgegen der Vorspannwirkung des Vorspannelementes 170 nach
oben verschoben. Da das Anpresselement 172 beispielsweise
durch Zusammenwirkung mit dem Bolzen oder der Schraube 168 bezüglich der Schaltwelle 100 nicht
drehbar ist, wird dabei eine Rückstellkraft
auf den Übertragungsarm 98 ausgeübt. Es ist
somit letztendlich derjenige Bereich des Übertragungsarms 98,
der beispielsweise mit der in den 2–4 erkennbaren
Kraftübertragungseinheit 92 zusammenwirkt,
entgegen der elastischen Wirkung des Bereichs 160 der Elastizität-Anordnung 132 in
Umfangsrichtung bezüglich
der Schaltwelle 100 bewegbar. Bei dieser Ausgestaltungsform
muss beispielsweise durch entsprechend nicht rotationssymmetrische
Ausgestaltung der Öffnung 164 bzw. des
Lagerungsansatzes 166 dafür gesorgt werden, dass kein
rastenartiges Überspringen
der Schrägflächen 174, 176 erzeugt
wird, sondern dass eine definierte Rückstellung immer in die gleiche
Relativdrehstellung zwischen Schaltwelle 100 und Übertragungsarm 98 erzeugt
wird.
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Eine
alternative Ausgestaltungsvariante des Bereichs 160 der
Elastizität-Anordnung 132 ist
in den 6 und 7 dargestellt. Auch hier erkennt
man wieder die Schaltwelle 100 mit dem Lagerungsansatz 166.
Auf dem Lagerungsansatz 166 ist wiederum der Übertragungsarm 98 gehalten.
Der Übertragungsarm 98 umfasst
hier zwei zueinander symmetrisch aufgebaute Armelemente 178, 180,
welche letztendlich zusammen die Öffnung 164 bilden.
Die beiden Armelemente 178, 180 sind in ihrem
von der Schaltwelle 100 entfernt liegenden Endbereich beispielsweise
durch ein Gummielement oder einen festen Drahtring 182 o.
dgl. miteinander fest verbunden. In ihrem den Lagerungsansatz 166 umgebenden
Bereich sind die Armelemente 178, 180 durch ein
Vorspannelement, beispielsweise ein Federklemmelement 184,
aufeinanderzu vorgespannt. Ferner weist in dem aneinander angrenzenden
Bereich der Armelemente 178, 180 der Lagerungsansatz 166 eine
Aussparung auf, in welche ein Exzenterelement 186 eingesetzt
ist. Dieses greift in entsprechend geformte Aussparungen 188, 190 der
Armelemente 178, 180 ein. Bei Drehmomenteinleitung
können
durch das mit der Schaltwelle 100 drehfest gekoppelte Exzenterelement 186 die
beiden Armelemente 178, 180 entgegen der Wirkung
des Federklemmelementes 184 in ihrem den Lagerungsansatz 166 der
Schaltwelle 100 umgebenden Bereich aufgespreizt werden,
so dass auch hier entgegen der dabei durch das Federklemmelement 184 erzeugten
Rückstellkraft
eine geringfügige
Umfangsrelativbewegung zwischen dem Übertragungsarm 98 und
der Schaltwelle 100 ermöglicht
ist. Auch hier ist durch eine Drehbewegungsbegrenzung, beispielsweise
gebildet durch einen mechanischen Anschlag oder die Formgebung bzw. Vorspannkraft
des Federklemmelementes 184, dafür gesorgt, dass immer eine
Rückkehr
in die in 7 erkennbare Grund-Relativpositionierung
der beiden Armelemente 178, 180 bzw. des Übertragungsarms 98 bezüglich der
Schaltwelle 100 erzeugt wird.
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Es
sei hier darauf hingewiesen, dass beispielsweise durch ein Schraubelement
oder ein Bolzenelement 168 wieder eine axiale Halterung
des Übertragungsarms 98 bezüglich der
Schaltwelle 100 vorgesehen sein kann, wobei hier eine in
Achsrichtung liegende Elastizität
beispielsweise dadurch erhalten werden kann, dass an der Oberseite
bzw. der Unterseite, d.h. beiden in Achsrichtung der Schaltwelle 100 gelegenen
Seiten jeweils ein Federelement 191 bzw. 192,
beispielsweise in Form einer Tellerfeder, vorgesehen ist.
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Eine
Sicherung des Federklemmelementes 184 gegen Loslösen kann
beispielsweise dadurch vorgesehen sein, dass dieses die erweiterte
Kontur des Übertragungsarms 98 im
Bereich der Schaltwelle 100 bzw. des Lagerungsansatzes 166 klammerartig umgreift.
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Eine
weitere alternative Ausgestaltungsform des Bereiches 160 der
Elastizität-Anordnung 132 ist in
den 8 und 9 gezeigt. Man erkennt hier wieder
den auf dem Lagerungsansatz 166 der Schaltwelle 100 positionierten Übertragungsarm 98. Dieser
weist wiederum die Öffnung 164 auf,
die nunmehr jedoch in einem Umfangsbereich nach radial außen durch
eine Aussparung 193 offen ist. Diese Aussparung liegt im
dargestellten Beispiel dem Endbereich des Übertragungsarms 98,
welcher mit der Kraftübertragungseinheit 92 zusammenwirkt,
entgegengesetzt positioniert. In demjenigen Bereich, in welchem
die Aussparung 193 vorgesehen ist, ist bezogen auf die
Längsmittelachse
L der Schaltwelle 100 von radial außen ein Abstützbolzen 194 in
den Lagerungsansatz 166 eingesetzt und darin beispielsweise
durch Verklemmung festgelegt. In seinem die Öffnung 164 aufweisenden
Bereich ist der Übertragungsarm 98 von
einem näherungsweise
kreisförmig geformten
Federelement 196 umgeben, das im Bereich des Bolzens 194 ebenfalls
eine Aussparung aufweist und dort in zwei nach radial außen abgebogenen
Endschenkeln 198, 200 endet. In dem bezüglich der
Längsmittelachse
L entgegengesetzt liegenden Bereich ist beispielsweise durch Vernietung,
Verschraubung o. dgl. das Federelement 196 am Übertragungsarm 98 festgelegt.
Auch hier wird eine Relativdrehbewegung zwischen dem Übertragungsarm 98 und
der Schaltwelle 100 unter entsprechender Aufspreizung des
Federelementes 196 erhalten.
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Zur
festen Positionierung des Übertragungsarmes 98 an
der Schaltwelle 100 dient beispielsweise wieder ein Schraub-
oder Bolzenelement 168. Ferner erkennt man in 8,
dass der Übertragungsarm 98 in
seinem das Federelement 196 tragenden Bereich eine nutartige
Umfangsaussparung 202 aufweist, in welcher das Federelement 196 aufgenommen
ist.
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Die 10 und 11 zeigen
eine weitere Ausgestaltungsart, bei der unter Einführung einer Elastizität der Übertragungsarm 98 mit
der Schaltwelle 100 gekoppelt werden kann. Auch hier ist
der Übertragungsarm 98 wieder
auf dem Lagerungsansatz 166 gehalten, beispielsweise vermittels
eines Schraubbolzens 168. In einem Umfangsbereich weist
der Übertragungsarm 98 eine
beispielsweise bohrungsartige Aussparung 204 auf, die nach
radial innen hin zur Öffnung 164 hin
offen ist. In diese Bohrung ist ein Kugelelement eingesetzt. Die
Schaltwelle 100 weist in ihrem Lagerungsansatz 166 ebenfalls eine
Aussparung in Form einer konischen oder kegelartigen Einsenkung 206 auf.
In diese Einsenkung 206 greift die in der Aussparung 204 liegende
Kugel 208 dann ein, wenn der Übertragungsarm 98 bezüglich der
Schaltwelle 100 in einer Grund-Relativdrehlage positioniert
ist. Hier ist ferner ein Federelement 210 vorgesehen, das
mit einem zentralen Bereich 212 die Kugel 208 in
die Aussparung 206 des Lagerungsansatzes 166 presst.
In seinen Endbereichen 214, 216 stützt sich
das Federelement 210 am Übertragungsarm 98 ab
bzw. ist rastartig in diesen eingesetzt. Bei Drehmomenteinleitung
kann der Übertragungsarm 98 sich
nunmehr bezüglich
der Schaltwelle 100 verdrehen, wobei aufgrund der kegelartigen
Konturierung der Aussparung 206 die Kugel 208 nach
radial außen
gepresst wird und dementsprechend das Federelement 210 in
seinem zentralen Bereich 212 verformt wird. Auch hier wird
dann vermittels des Federelements 210 auf die Kugel 208 eine
nach radial innen zur Längsmittelachse
L hin gerichtete Kraft ausgeübt,
welche letztendlich zur Rückstellung
des Übertragungsarms 98 in
die in 11 dargestellte Positionierung
wirkt. Auch bei dieser Ausgestaltungsform ist dann ein Drehbewegungsanschlag
vorzusehen, welcher ein derartiges Verdrehen des Übertragungsarms 98 bezüglich der
Schaltwelle 100 verhindert, dass die Kugel 208 nicht
mehr in die Aussparung 206 eingreift.
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Die 12 zeigt
eine Abwandlung der in den 10 und 11 gezeigten
Variante. Hier ist in dem Übertragungsarm 98 in
seinen sich von der Schaltwelle 100 bzw. dem Lagerungsansatz 166 weg erstreckenden
Abschnitt 218 eine Öffnung
eingebracht. In dieser Öffnung
liegt ein zylinderartiges Bolzenelement 222, das unter
Vorspannung einer Schraubendruckfeder 224 oder eines sonstigen
elastischen Vorspannelementes in eine Aussparung 206 im
Lagerungsansatz 166 gepresst ist. Die Schraubendruckfeder 224 stützt sich
an einem die Öffnung 220 abschließenden Bauteil 226 ab.
Dieses kann in einen Abschnitt größeren Durchmessers der Öffnung 220 eingeschraubt
oder in sonstiger Weise eingepresst oder eingesetzt sein.
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Die
Wirkungsweise der in 12 dargestellten Ausgestaltungsvariante
entspricht der mit Bezug auf die 10 und 11 beschriebenen
Ausgestaltungsvariante.
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Vorangehend
wurden mit Bezug auf die 5–12 Ausgestaltungsvarianten
des Bereichs 160 der Elastizität-Anordnung 132 beschrieben,
bei welchen jeweils der gesamte Übertragungsarm 98 entgegen
der Wirkung einer Vorspannfederkraft bezüglich der als Stellorgan wirkenden
Schaltwelle 100 verdrehbar ist und bei Drehmomentenentlastung
dann in eine vorbestimmte Relativdrehlage bezüglich dieser Schaltwelle 100 zurückkehrt.
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In
den 13 und 14 ist
nunmehr eine Ausgestaltungsvariante gezeigt, bei welcher der Bereich 160 der
Elastizität-Anordnung 132 direkt
in den Ausstellarm 98 integriert ist. Man erkennt in 14, dass
der Ausstellarm 98 ein beispielsweise als Blattfederelement
ausgebildetes elastisches Teil 230 umfasst. Dieses ist
in seinem der Schaltwelle 100 nahen Endbereich in eine
entsprechende schlitzförmige Aussparung 232 der
Schaltwelle 100 eingesetzt und beispielsweise durch mehrere
Klemmelemente 234 darin festgelegt. In seinem anderen Endbereich
trägt das
elastische Teil 230 den in die Gelenkaussparung 148 der
Kraftübertragungseinheit 92 eingreifenden Abschnitt 162 des Übertragungsarms 98,
also beispielsweise eine Gelenkkugel. Die Verbindung dieser Gelenkkugel
mit dem elastischen Teil 230 kann beispielsweise durch
Vernietung oder auch durch Einprägung
erzeugt werden. Auch bei dieser Ausgestaltungsvariante ist also
eine Relativumfangsbewegung des Gelenkteils 162 bezüglich der
Schaltwelle 100 bzw. der Längsmittelachse L derselben
möglich,
hier jedoch unter elastischer Verformung des diese beiden Baugruppen
miteinander koppelnden Abschnittes des Übertragungsarmes 98.
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Eine
Abwandlung dieses Funktionsprinzips ist in 15 dargestellt.
Man erkennt hier, dass zwei derartige elastische Teile 230 vorgesehen
sind, die zueinander im Wesentlichen parallel liegen und in entsprechende
Aussparungen 232 in der Schaltwelle 100 eingreifen.
Bei dieser Ausgestaltungsform kann eine erhöhte Steifigkeit bereitgestellt
werden, da zum Ermöglichen
der Relativumfangsbewegung letztendlich eines der beiden elastischen
Teile 230 einen Außenbogen
und eines einen Innenbogen formen muss.
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Die 16 zeigt
in schematischer Art und Weise die Zusammenwirkung des Übertragungsarms 98 mit
der Kraftübertragungseinheit 92 zum
Bilden des Gelenkmechanismus 96. Man erkennt die Gelenkaussparung 148 und
den Gelenkkugelbereich 162 am Übertragungsarm 98.
In diesem Bereich der Wechselwirkung des Übertragungsarms 98 mit
der Kraftübertragungs einheit 92 kann
ein weiterer Bereich 240 der Elastizität-Anordnung 132 vorgesehen sein.
Man erkennt in 16, dass in die beispielsweise
mit kreisrunder Kontur ausgebildete Aussparung 148 ein
hülsenartiges
Element 242 aus elastischem Material, beispielsweise Gummimaterial,
eingesetzt ist. Dieses ist an seinem Innenumfangsbereich beispielsweise
durch eine Metallhülse 244 zum
Gelenkkugelbereich 162 des Übertragungsarms 98 hin
abgeschlossen. Auch hier ist also eine Elastizität im Kraftübertragungsweg zwischen der
Kraftübertragungseinheit 92 und
der Schaltwelle 100 bereitgestellt, dadurch nämlich, dass
das elastisch verformbare Hülsenelement 242 im
Bereich der Beaufschlagung durch den Gelenkkugelbereich 162 verformt werden
kann.
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Vorangehend
wurden vier Bereiche 134, 136, 160 und 240 sehr
allgemein mit 132 bezeichneten Elastizität-Anordnung
hinsichtlich verschiedener konstruktiver Ausgestaltungsvarianten
und hinsichtlich ihrer Wirkungsweise bei Kraftübertragung zwischen einem Stellantrieb
und einem Schaltorgan in einem Getriebe beschrieben. Es ist selbstverständlich,
dass verschiedenste Ausgestaltungsvarianten in diesen vier Bereichen
beliebig mit jeweils anderen Ausgestaltungsvarianten in einem jeweils
anderen Bereich kombiniert werden können. Weiterhin ist es selbstverständlich,
dass nicht notwendigerweise alle oder mehrere derartige Bereiche
der Elastizität-Anordnung 132 bei
ein und derselben Stelleinrichtung realisiert sein müssen. Auch
hier sind beliebige Kombinationsmöglichkeiten realisierbar. Auch
ist es möglich,
nur einen einzigen dieser Bereiche der Elastizität-Anordnung 132 vorzusehen.
In jedem Falle ist jedoch die durch diese Bereiche oder auch nur
einen dieser Bereiche bereitgestellte Elastizität im Kraftübertragungsweg zwischen einem
oder beiden der Stellantriebe 84, 86 und einem
Schaltorgan des Getriebes sowohl bei der Durchführung von Schaltvorgängen vorteilhaft,
da die angesprochenen Zwängungen
nicht auftreten können,
als auch bei der Durchführung
von Einlernprozeduren, da durch Anfahren von Endanschlagstellungen,
Wirksamwerden der Elastizität
und dann Entspannen der Elastizität nach Freigeben des Stellantriebs
letztendlich eine verspan nungsfreie Endposition für jeden
Stellantrieb ermittelt werden kann, als auch beim beschleunigten Durchführen von
Schaltvorgängen.
Diese Wirkungscharakteristik kann insbesondere auch dann genutzt werden,
wenn, wie in den Figuren veranschaulicht, im Kraftübertragungsweg
beispielsweise zwischen dem Stellantrieb 84 und einem Stellorgan,
also beispielsweise der Schaltwelle 100, mehrere derartige Bereiche
der Elastizitätanordnung 132,
nämlich
die Bereiche 134 oder/und 240 oder/und 160 in
Serie liegen.
-
Des
Weiteren sei darauf hingewiesen, dass vorteilhafterweise eine Stelleinrichtung 24,
wie sie in den 2–16 beschrieben
worden ist, bei einem System eingesetzt werden kann, wie es in 1 dargestellt
ist. Der Grundgedanke, eine hydraulische Betätigung der Kupplungsanordnung 10 mit
einer mechanischen Betätigung
der Getriebeanordnung 12 zu kombinieren, erfordert jedoch
nicht notwendigerweise den Einsatz der vorangehend beschriebenen Elastizitäten oder
mehrerer derartiger Elastizitäten. Hier
ist von Bedeutung, dass zum einen die hohe Präzision bei der mechanischen
Wechselwirkung im Bereich der Getriebestelleinrichtung kombiniert
werden kann mit der hohen Betätigungskraft,
die eine hydraulische Betätigungseinrichtung
für eine
Kupplungsanordnung bereitstellen kann.