DE10084336B3

DE10084336B3 - Steuervorrichtung für ein Kopplungsmittel mit veränderlicher Kraftdosierung

Info

Publication number: DE10084336B3
Application number: DE10084336.0T
Authority: DE
Inventors: Jean-Louis Delevallee; Stephane Michel; Nicolas Pelletier; Gilles Lebas; Mathieu Leclercq
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: WO2000053945A1; BR0008812A; EP1224402A1; FR2790806B1; FR2790806A1; DE10084336T1; KR100688352B1; KR20010104374A

Abstract

Steuervorrichtung für ein Kopplungsmittel (1), wie beispielsweise eine Kupplung, eine Bremse, eine Getriebeschaltung oder ein stufenloses Getriebe, umfassend ein Antriebsmittel (2), ein Betätigungsorgan (3) zur Betätigung des Kopplungsmittels (1), einen zwischen dem Antriebsmittel (2) und dem Betätigungsorgan (3) angeordneten linear bewegbaren Verbindungsmechanismus (4) und eine Kraftdosierungsanordnung (5) mit wenigstens einem Unterstützungsenergiespeicher (6), um die Betätigungskraft des Antriebsmittels (2) zu dosieren, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftmodifizierungsmittel (7) auf den Unterstützungsenergiespeicher (6) einwirken, um das durch diesen gespeicherte Energieniveau zu verändern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Sie dient der Steuerung eines Kopplungsmittels, wie beispielsweise einer Kupplung, einer Bremse oder eines stufenlosen Getriebes, und sie kann insbesondere für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden.
Eine derartige Vorrichtung wird in den Druckschriften FR 2 523 743 A1 und FR 2 541 793 A1 beschrieben.
Eine solche Vorrichtung umfasst ein Antriebsmittel, ein Betätigungsorgan zur Betätigung des Kopplungsmittels und einen zwischen dem Antriebsmittel und dem Betätigungsorgan angeordneten Verbindungsmechanismus.
Das Kopplungsmittel umfasst wenigstens ein Ausgangselement, das zwischen wenigstens einem Druckelement und einem Gegenanpresselement eingespannt werden kann, wobei dieses Gegenanpresselement gegebenenfalls zur Bildung eines Torsionsdämpfungsschwungrads oder eines flexiblen Schwungrads unterteilt sein kann. Das Ausgangselement kann aus einer Scheibe, einer auch als Reibungsscheibe bezeichneten Kupplungsscheibe, oder aus einem Riemen bestehen. Das Druckelement kann aus einer Druckplatte, aus einem Kolben oder aus einem beweglichen Flansch einer Riemenscheibe bestehen. Dieses Druckelement ist in beiden Richtungen axial beweglich gelagert und der Wirkung wenigstens eines axial wirksamen Einspannmittels, etwa einer Membranfeder, ausgesetzt, um das Ausgangselement zwischen dem Druckelement und dem Gegenanpresselement einzuspannen.
Das Einspannmittel und das Druckelement bilden eine Baugruppe, die zwischen zwei Grenzpositionen beweglich ist, um den Zustand der Kopplungsvorrichtung zu verändern. So befindet sich das Ausgangselement bei einer Kupplung normalerweise in einer Einspanngrenzposition, während sich einerseits bei einer Bremse das Ausgangselement normalerweise in einer Freigabegrenzposition befindet und andererseits bei einem stufenlosen Getriebe der Riemen in seinen beiden Grenzpositionen eingespannt ist. Zu diesem Zweck kann ein gegenwirkendes Gestänge auf die Baugruppe einwirken, um diese von ihrer ersten Grenzposition zu ihrer zweiten Grenzposition und umgekehrt zu verstellen.
All dies ist von den zahlreichen Anwendungen abhängig, und zu weiteren Einzelheiten kann vor allem auf die 1 und 10 der Druckschrift FR 523 743 A1 verwiesen werden, in denen eine Anwendung bei einer Kupplung bzw. bei einem stufenlosen Getriebe mit Riemenscheiben und Riemen dargestellt ist.
Im Lichte dieser Druckschrift ist festzustellen, dass das Gestänge wenigstens ein Element umfasst, das aus einem Angriffselement besteht, etwa aus einem Ausrücklager, das axial verschiebbar an einem Führungsrohr gelagert ist, um auf das axial wirksame Einspannmittel einzuwirken.
In einer insbesondere in dieser Druckschrift FR 2 523 743 A1 offenbarten Ausführungsform wirkt das Betätigungsorgan der Kopplungsvorrichtung direkt auf dieses Angriffselement ein, wobei es aus einem Ausrückhebel in Form einer Gabel besteht, so dass das gegenwirkende Gestänge nur dieses Angriffselement umfasst.
Als Variante umfasst das Gestänge außerdem ein Eingangselement, auf welches das Betätigungsorgan der Steuervorrichtung einwirken kann. Dieses Organ besteht beispielsweise aus einer Stange, die mit Zug oder mit Druck auf eine schwenkbare Ausrückgabel einwirkt, die ihrerseits auf das Angriffselement einwirkt, so dass das Gestänge in mechanischer Konstruktion ausgeführt ist.
Als Variante kann das Gestänge auch hydraulische Teile, wie etwa eine Flüssigkeitssäule oder ähnliches, umfassen.
So betätigt in einer Ausführungsform das Betätigungsorgan, beispielsweise in Form einer Stange, den Kolben eines Geberzylinders einer hydraulischen Betätigung, die einen Nehmerzylinder umfasst, der auf die vorgenannte Ausrückgabel oder durch ihren Kolben direkt auf das Angriffselement einwirkt, wie dies zum Beispiel in der Druckschrift FR 2 698 931 A1 beschrieben wird, wobei der Nehmerzylinder dann konzentrisch ausgeführt ist.
Das Gestänge kann daher in jeder geeigneten Konstruktion ausgeführt sein.
Um die Betätigung des Kopplungselements zu automatisieren, ist in den Druckschriften FR 2 523 743 A1 und FR 2 541 793 A1 vorgeschlagen worden, die Steuervorrichtung mit einer Anordnung zur Dosierung der Betätigungskraft auszurüsten, die wenigstens einen Unterstützungsenergiespeicher umfasst, um die Betätigungskraft des Antriebsmittels zu dosieren.
Dank dieser Anordnung ist das Antriebsmittel, etwa ein Hydraulikmotor mit geschlossenem Zentrum mit Stellfunktion oder ein Elektromotor, mit geringer Leistung ausgeführt, wobei die Steuervorrichtung eine einfache und platzsparende Konstruktion aufweist, während sie gleichzeitig eine Betätigungsempfindlichkeit besitzt, die mit derjenigen einer manuellen Steuerung, beispielsweise mit Hilfe eines Pedals, vergleichbar ist.
Darüber hinaus kann ein kontrollierter Schlupf des Ausgangselements herbeigeführt werden, um insbesondere Schwingungen abzubauen oder ein Blockieren zu verhindern.
Aus der DE 43 02 846 A1 ist eine automatisierte Betätigungseinrichtung für eine Kupplung bekannt, die als Antriebsmittel einen Elektromotor und eine Schraubenfeder umfasst. Diese Schraubenfeder dient dabei als ein kraftübertragendes Element zwischen dem Elektromotor und dem Verbindungsmechanismus zur Kupplung.
Aus der GB 2 313 885 A ist eine Steuervorrichtung zur Betätigung einer Kupplung bekannt, bei der ein Geberzylinder einer hydraulischen Verbindung von einem Elektromotor angetrieben wird. Zur Unterstützung des Elektromotors ist ein durch eine Schraubenfeder gebildeter Unterstützungsenergiespeicher vorgesehen. Diese Feder übt aber immer nur eine Rückstellkraft aus, die stets nur von der aktuellen Position des Kolbens in dem Geberzylinder abhängt. Um die Rückstellkräfte der Feder zu modulieren ist eine über einen Kurbeltrieb fest mit dem Kolben verbundene Kurvenscheibe vorgesehen, die von einer zusätzlichen Federanordnung beansprucht wird, und deren Kontur einmalig an den speziellen Anwendungsfall der Kupplung angepasst werden kann.
Auch aus der US 5 809 830 A ist eine automatisierte Vorrichtung zur Betätigung einer Kupplung bekannt, welche über einen Geberzylinder einer hydraulischen Verbindung betätigt wird, wobei der Kolben des Geberzylinders von einem Elektromotor angetrieben wird. Auch hierbei ist zur Unterstützung des Elektromotors ein durch eine Schraubenfeder gebildeter Unterstützungsenergiespeicher vorgesehen.
Um die Unterstützungswirkung dieser Schraubenfeder möglichst gut an die Kennlinie einer Membranfeder der Kupplung anpassen zu können, ist zur Modulation der Federwirkung ein Kompensator vorgesehen. Auch hier hängt diese Modulation der Unterstützungskraft aber stets ausschließlich von der axialen Position des Kolbens ab.
Aus der DE 196 33 420 A1 ist eine Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer Kupplung über einen hydraulischen Geberzylinder bekannt, bei der zur Aufbringung einer Ausrückkraft mit einem Servokreis ein Druck an den Gegerzylinder angelegt wird. Zur Erzielung eines verbesserten Ansprech- und Betriebsverhaltens ist in dem Servokreis ein Proportionalventil vorgesehen, mit dem der Druck im Servokreis definiert eingestellt werden kann. Der Ventilkörper ist dabei der Wirkung einer Rückstellfeder unterworfen, die nach dem erfolgten Ausrücken der Kupplung das Wegschieben des Ventilkörpers vom Ventilsitz unterstützt. Als eigentliches Antriebsmittel zur Betätigung der Kupplung dient aber eine Hydraulikpumpe, die von einem Elektromotor oder über eine elektromagnetische Kupplung angetrieben wird.
Aus der älteren Patentanmeldung DE 198 51 466 A1 ist ein insbesondere für ein automatisiertes Getriebe einsetzbares Stellglied bekannt, das einen Stellgliedantrieb und eine Unterstützungs-Federkrafterzeugungseinheit aufweist, deren Vorspannungszustand vor der Erzeugung der Betätigungskraft durch den Stellgliedantrieb mittels einer Vorspannanordnung veränderbar ist.
Wie allgemein bekannt ist, treten im Innern des Kopplungsmittels während seiner Lebensdauer Verschleißerscheinungen auf. So kommt es beispielsweise zu einem Verschleiß an den Reibbelägen der Kupplungsscheibe einer Kupplung, sowie in geringerem Maße an den Reibflächen der Druckplatte und der Gegenanpressplatte der Kupplung, zwischen denen die Reibbeläge ausrückbar eingespannt werden. In einem stufenlosen Getriebe und in einer Bremse tritt ein Verschließ des Treibriemens bzw. der Reibbeläge auf. Das hat zur Folge, dass sich die Position des Druckelements und demzufolge auch des Angriffselements verändern.
Die durch die Einspannmittel ausgeübte Kraft verändert sich daher im Laufe der Lebensdauer des Kopplungsmittels.
Um dies zu berücksichtigen und das Kopplungsmittel nicht zu verändern, wird die Kennlinie (Kraft in Abhängigkeit vom Verstellweg) des Unterstützungsenergiespeichers so gewählt, dass sie den Verschleiß des Einspannmittels im Laufe seiner Lebensdauer ausgleicht, wie dies in der Druckschrift FR 2 609 562 A1 (2) im Rahmen einer Membranfederkupplung offenbart wird.
Außerdem verändern die durch die Abweichungen der Fertigungstoleranzen der Bauteile bedingten Abweichungen die durch das Einspannmittel ausgeübte Kraft.
Diese Anordnung führt zwar zu zufriedenstellenden Ergebnissen; die Anmelderin hat sich jedoch die Frage gestellt, ob es nicht weiterhin möglich ist, die Betätigungskraft des Antriebsmittels in Abhängigkeit von den Verschleißerscheinungen und den durch die Fertigungstoleranzen der Bestandteile des Kopplungsmittels bedingten Abweichungen besser zu beherrschen, ohne dieses Kopplungsmittel tiefgreifend zu verändern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Anforderung in einfacher und wirtschaftlicher Weise zu erfüllen.
Erfindungsgemäß ist eine Steuervorrichtung der vorgenannten Art dadurch gekennzeichnet, dass Kraftmodifizierungsmittel auf den Unterstützungsenergiespeicher einwirken, um das durch diesen gespeicherte Energieniveau zu verändern.
Dank der Erfindung kann die Unterstützung der Kraftdosierungsanordnung in Abhängigkeit vom Verschleiß innerhalb des Kopplungsmittels verändert werden, dergestalt dass das Antriebsmittel mit einer besser beherrschten Leistung arbeitet, ohne eine Verschleißnachstellvorrichtung im Innern des Kopplungsmittels vorzusehen, wie dies beispielsweise in der Druckschrift FR 2 599 446 A1 beschrieben wird. Die Steuervorrichtung hat daher eine höhere Zuverlässigkeit und eine längere Lebensdauer, wobei das Antriebsmittel weniger Energie abgibt.
Außerdem entfallen wirtschaftlicherweise die Fertigungstoleranzen der Teile des Antriebsstrangs vom Kopplungsmittel zur Steuervorrichtung, da der Unterstützungsenergiespeicher von Anfang an in Abhängigkeit von der Charakteristik des Kopplungsmittels eingestellt werden kann.
Darüber hinaus können die Temperaturerscheinungen berücksichtigt werden, um die Unterstützung der Dosierungsanordnung in Abhängigkeit von der Temperatur zu verändern, wobei davon auszugehen ist, dass, wenn das Fahrzeug in einer kalten Gegend fahren soll, das Drehmoment am Antriebsmittel nicht das gleiche ist wie in einer warmen Gegend. Es können auch unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen auftretende Dehnungserscheinungen, beispielsweise ein momentanes Aufquellen, der Reibbeläge einer Kupplung berücksichtigt werden, die zu einer Veränderung der Kraft des Einspannmittels führen. Es kann sich auch um Dehnungserscheinungen handeln, die durch die Wärme verursacht werden, die von einer rotierenden elektrischen Maschine abgegeben wird, die einen Wechselstromgenerator und Anlasser bildet und die mit der Kupplung verbunden ist, wodurch eine Änderung der Kraft des Einspannmittels bewirkt wird. Eine solche Maschine wird zum Beispiel in der am 28.07.1998 eingereichten Patentanmeldung FR 2 782 353 A1 beschrieben.
Die Unterstützungskraft der Kraftdosierungsanordnung wird daher beliebig nach Maßgabe unterschiedlicher Parameter (Verschleiß, Temperatur, Fertigungstoleranzen, Dehnungen usw.) geregelt. Die Lösung ist daher zuverlässig, wirtschaftlich und langlebig, wobei sie zudem die sich entwickelnden Verformungen, etwa Verschleißerscheinungen, und die momentanen Verformungen berücksichtigt, die insbesondere im Innern des Kopplungsmittels auftreten. Die Betätigungsempfindlichkeit des Kopplungsmittels wird verbessert.
Im Lichte der Druckschrift FR 2 609 562 A1 vereinfacht die Erfindung die Betätigungsstrategie einer motorgetriebenen Kupplung.
Um den Verstellweg des Antriebsmittels zu begrenzen, ohne das Kopplungsmittel zu verändern, ist vorteilhafterweise vorgesehen, die Steuervorrichtung mit einer Vorrichtung zur Einstellung der Länge für den Ausgleich des Verschleißes wenigstens eines Bestandteils des Kopplungsmittels auszurüsten.
Die Steuervorrichtung berücksichtigt daher die Zustandsänderungen des Kopplungsmittels, insbesondere seine Verschleißerscheinungen, ohne eine Verschleißnachstellvorrichtung im Innern dieses Kopplungsmittels einzusetzen.
Nach einem Merkmal wird die Einschaltung der Kraftmodifizierungsmittel durch Erfassungsmittel gesteuert, die wenigstens eine Information erhalten, die auf eine Änderung eines oder mehrerer Betriebsparameter des Kopplungsmittels im Antriebsstrang vom Kopplungsmittel zur Steuereinrichtung zurückgeht.
Die Information kann daher von wenigstens einem der Bestandteile des Kopplungsmittels stammen. So kann man beispielsweise die Position des Druckelements oder die Dicke wenigstens eines der Eingangs- oder Gegenanpresselemente oder die durch den Einspannenergiespeicher auf wenigstens eine seiner Auflagen ausgeübte Kraft erfassen.
Nach anderen Merkmalen kann folgendes vorgesehen sein:

– Die Kraftmodifizierungsmittel werden durch wenigstens ein Erfassungsmittel gesteuert, das eine Information erhält, die eine Änderung eines oder mehrerer Betriebsparameter des Kopplungsmittels repräsentiert, so dass die Steuerung des Kopplungsmittels optimiert wird.
– Das Erfassungsmittel erhält eine vom Kopplungsmittel stammende Information.
– Das Erfassungsmittel erhält eine vom Betätigungsorgan stammende Information.
– In wirtschaftlicherer und zuverlässigerer Weise erhält das Erfassungsmittel eine vom Antriebsmittel stammende Information, so dass das Kopplungsmittel und sein zugehöriges Gestänge nicht verändert werden.
– Der oder die Betriebsparameter sind vom Verschleiß wenigstens eines Reibungsmaterials abhängig, welches das Kopplungsmittel aufweist.
– Der oder die Betriebsparameter sind von den Streuungen der Betriebsmerkmale des Kopplungsmittels abhängig, die zwischen verschiedenen, in einer gleichen Serie hergestellten Teilen festgestellt werden, so dass sich die Steuervorrichtung in einfacher, effizienter und wirtschaftlicher Weise an jedes der hergestellten Kopplungsmittel anpaßt.
– Das Erfassungsmittel verwendet die durch das Antriebsmittel gelieferte Kraft als Information, so dass die Kenntnis des zu verändernden Werts direkt genutzt wird.
– Das Erfassungsmittel verwendet eine Bewegung des Kopplungsmittels, des Betätigungsorgans, des Verbindungsmechanismus oder des Antriebsmittels als Information.
– Das Energiespeichermittel umfasst eine Metallfeder, etwa eine Schraubenfeder, was eine wirtschaftliche Lösung darstellt.
– Das Energiespeichermittel umfasst ein Element aus Kunststoff oder aus Kautschuk, was sich günstig auf die Verringerung der Geräuschentwicklung auswirkt.
– Das Energiespeichermittel umfasst ein Druckmedium, wodurch es ermöglicht wird, eine größere Energiemenge zu speichern und sie sehr schnell abzugeben.
– Die Kraftmodifizierungsmittel, die auf den Energiespeicher einwirken, umfassen ein veränderliches mechanisches System, das mit dem Energiespeicher verbunden ist, was eine wirtschaftliche Lösung darstellt.
– Die Kraftmodifizierungsmittel, die auf den Energiespeicher einwirken, umfassen ein Mittel, das auf den Druck des Druckmediums einwirkt oder das auf die Verteilung des Druckmediums einwirkt, wodurch sich die durch diesen Energiespeicher ausgeübte Kraft einfach kontrollieren läßt.
– Die Kraftmodifizierungsmittel, die auf den Energiespeicher einwirken, haben ihr eigenes motorgetriebenes System, das auf wenigstens eines seiner veränderlichen geometrischen Merkmale einwirkt.
– In wirtschaftlicher und zuverlässiger Weise werden die Kraftmodifizierungsmittel, die auf den Energiespeicher einwirken, durch das Antriebsmittel betätigt, das daher eine zweifache Funktion erfüllt.
– In einfacher Weise wirkt das Antriebsmittel auf die Kraftmodifizierungsmittel über einen zusätzlichen Verstellweg oder Zusatzweg ein, der über den für die Betätigung des Kopplungsmittels erforderlichen normalen Verstellweg hinaus ausgeführt wird.
– Die Kopplungsvorrichtung wird nicht bei der Ausführung eines Zusatzwegs aktiviert, um auf die Kraftmodifizierungsmittel einzuwirken.
– Die Kraftmodifizierungsmittel umfassen ein Sperrzahnrad, das es den Kraftmodifizierungsmitteln ermöglicht, eine fortschreitende und stets in der gleichen Richtung seines veränderlichen geometrischen Merkmals verlaufende Änderung aufzuweisen.
– Der durch das Antriebsmittel ausgeführte Zusatzweg bewirkt, dass sich das Sperrzahnrad um wenigstens einen Zahn weiterbewegt.
– Ein Gehäuse trägt die Kraftmodifizierungsmittel und umfasst einen Betätigungsfinger, der auf das Sperrzahnrad bei einer Betätigung des Kopplungsmittels einwirkt, wobei die besagte Betätigung einen Zusatzweg umfasst.
– Die Kraftmodifizierungsmittel umfassen einen Schnecken-Mutter-Trieb, der auf das Energiespeichermittel einwirkt.
– Das Sperrzahnrad kann über ein Untersetzungsgetriebe auf den Schnecken-Mutter-Trieb einwirken.
– Der Schnecken-Mutter-Trieb umfasst eines seiner Elemente, Schnecke bzw. Mutter, in Anlage an der Feder, während das andere seiner Elemente, Mutter bzw. Schnecke, durch das Sperrzahnrad über ein Zahnrad-Schnecken-Getriebe angetrieben werden kann.
– Die Kraftmodifizierungsmittel umfassen ein Mittel, um eine manuelle Rückstellung in den Ausgangszustand dieses Kraftmodifizierungsmittels bei einem Eingriff am Kopplungsmittel vorzunehmen, wobei diese Rückstellung in den Ausgangszustand in der Drehung eines Elements des Zahnrad-Schnecken-Getriebes oder des Sperrzahnrads bestehen kann, nachdem zuvor das Klinkensystem des Sperrzahnrads, falls erforderlich, neutralisiert worden ist, wobei dieses Mittel es ermöglicht, die Steuervorrichtung, beispielsweise nach der Auswechslung wenigstens eines Bestandteils des Kopplungsmittels, vorzubereiten.
– Die Kraftmodifizierungsmittel wirken auf den Unterstützungsenergiespeicher ein, um das durch diesen gespeicherte Energieniveau zu verändern, indem sie es abwechselnd erhöhen oder verringern.
– Das Antriebsmittel wirkt auf die Kraftmodifizierungsmittel über einen zusätzlichen Verstellweg ein, der, bezogen auf diesen ersten zusätzlichen Verstellweg, in der anderen Richtung ausgeführt wird, oder über einen zweiten zusätzlichen Verstellweg, der in der gleichen Richtung, aber über diesen ersten zusätzlichen Verstellweg hinaus erfolgt, um das durch den Energiespeicher gespeicherte Energieniveau zu verändern, in dem es abwechselnd erhöht oder verringert wird, wobei es sich um ein wirtschaftliches Ausführungsmittel handelt.
– Die Kraftmodifizierungsmittel umfassen ein zweites Sperrzahnrad, das dank eines zusätzlichen Verstellwegs des Antriebsmittels zum Einsatz kommt und das das Energieniveau des Energiespeichers in der anderen Richtung als die durch das erste Sperrzahnrad herbeigeführte Veränderung verändert, wobei das Verhältnis zwischen der Drehung eines Sperrzahnrads und der bewirkten Veränderung des Energieniveaus für ein Sperrzahnrad oder das andere unterschiedlich sein kann.
– Das Erfassungsmittel erhält eine Information, die von einem elektrischen Geber stammt, der den Verstellweg eines Elements erfaßt.
– Das Antriebsmittel umfasst einen Elektromotor.
– Das Erfassungsmittel verwendet als Information eine Messung des durch diesen Elektromotor verbrauchten elektrischen Stroms, woraus sich eine präzise Information über das durch das Antriebsmittel gelieferte Drehmoment ergibt, ohne dass dazu ein zusätzliches Mittel erforderlich wäre.
– Diese Information wird bei der Betätigung des Kopplungsmittels während einer Hin- und Rückphase dieser Betätigung erzeugt, um die Werte der durch das Antriebsmittel bei den Hin- und Rückbewegungen benutzten Energiemenge zu messen, um daraus eine etwaige Einstellung abzuleiten, die am Kraftmodifizierungsmittel auszuführen ist.
– Das Erfassungsmittel vergleicht verschiedene an diesen Energieniveaus vorgenommene Messungen, um auf dem Vergleichsweg daraus eine Entwicklung des Kopplungsmittels abzuleiten und auf dieser Grundlage auf die Kraftmodifizierungsmittel einzuwirken, wodurch es ermöglicht wird, diese Entwicklung im zeitlichen Verlauf durch ein Probenkontrollsystem zu verfolgen, wobei Störerscheinungen, die bestimmte besondere Werte beeinflussen könnten, eliminiert werden.
– Die Kraftmodifizierungsmittel werden eingestellt, um ein konstantes Verhältnis zwischen den zwei Energieniveaus beizubehalten, die durch das Antriebsmittel bei den Hin- und Rückphasen seiner Betätigung geliefert werden, wodurch ein gewisses Gleichgewicht zwischen diesen beiden Phasen konstant beibehalten werden kann.
– Mit einem als Kopplungsmittel verwendeten Kupplungssystem liefert der Energiespeicher eine größere Energie in der Auskuppelphase im Vergleich zu der in der Einkuppelphase gelieferten Energie, wodurch sich eine höhere Auskuppelgeschwindigkeit erzielen läßt.
– Das Kopplungsmittel umfasst eine Membranfeder, um Platten an wenigstens einem Reibbelag einzuspannen, wobei die besagte Strommessung es ermöglicht, einen Verschleiß des Reibbelags zu messen, der eine Veränderung seiner Dicke und demzufolge eine Veränderung der Geometrie der Membranfeder und der durch sie ausgeübten Kraft zur Folge hat.
– Die Kraftmodifizierungsmittel des Energiespeichers werden benutzt, um das Energiespeicherniveau zu verändern, um eine Änderung des Werts der auf die Membranfeder auszuübenden Kraft auszugleichen.
– Diese Veränderung des Niveaus des Energiespeichers erfolgt durch Zusammendrücken der Metallfeder, um einen Verschleiß des Reibbelags auszugleichen, der dazu tendiert, durch eine Änderung der Funktionsgeometrie der Membranfeder die erforderliche Kraft für die Betätigung des Kopplungsmittels in der Auskuppelrichtung zu erhöhen.
– Das Antriebsmittel umfasst ein Druckmedium, das eine in etwa lineare Bewegung des Verbindungsmittels bewirkt.
– Der Elektromotor ist zusammen mit einem Drehzahlmindergetriebe gelagert, das eine in etwa lineare Bewegung des Verbindungsmittels bewirkt.
– Das Drehzahlmindergetriebe besteht aus einer Schnecke an der Welle des Motors, die mit einem Zahnrad zusammenwirkt, das auf einen Ritzel-Zahnstangen-Trieb einwirkt, um das Verbindungsmittel zu betätigen, wodurch dieses Verbindungsmittel eine lineare Bewegung ausführt.
– Die Verbindung zwischen dem Antriebsmittel und dem Energiespeichermittel ist eine Vorrichtung, die eine Kraft nichtlinear überträgt, woraus sich eine Kennlinie der durch den Speicher gelieferten Kraft in Abhängigkeit von der Verschiebung ergibt.
– Das nichtlineare Verbindungssystem besteht aus einem mechanischen System von Nocken oder Gelenkstangen, die so angeordnet sind, dass das Energiespeichermittel zu jedem Zeitpunkt eine bestimmte Kraft auf das Verbindungsmittel ausübt, wobei diese Kraft einen Wert nahe dem Wert aufweist, der bereitgestellt werden muss, um das Kopplungsmittel zu betätigen, wodurch sich die Kraft, die durch den Motor geliefert werden muss, verringern läßt.
– Das durch ein Gelenkstangensystem gebildete nichtlineare Verbindungssystem umfasst eine erste Gelenkstange, die durch einen Lagerzapfen mit dem Verbindungsmittel verbunden ist, während ihr anderes Ende einen mit einer zweiten Gelenkstange verbundenen Lagerzapfen aufnimmt, wobei diese zweite Gelenkstange an ihrem anderen Ende mit dem Energiespeichersystem verbunden ist, und zwischen den beiden Enden dieser zweiten Gelenkstange befindet sich ein Lagerzapfen, der mit dem Gehäuse der Baueinheit der Kraftdosierungsanordnung verbunden ist, so dass sich ein wirtschaftliches Mittel ausführen läßt.
– Die drei Achsen der Gelenkstangen sind nicht aufeinander ausgerichtet, und das nichtlineare System ist so angeordnet, dass, wenn das Kopplungsmittel ausgekuppelt ist, die zwei Auflagepunkte der Metallfeder sowie der Lagerzapfen in etwa aufeinander ausgerichtet sind, was eine Selbstsperrposition darstellt; um die Baueinheit in dieser Position zu halten, ist es nicht erforderlich, dass das Antriebsmittel eine Kraft erzeugt, die Energie verbrauchen würde.
– Das Verbindungsmittel umfasst ein Einstellsystem zur Einstellung seiner Länge, wodurch sich eine Funktionsweise des Antriebsmittels herbeiführen läßt, die von einer Änderung der Verstellwege wenigstens eines Elements des Antriebsstrangs unabhängig ist.
– Das Verbindungsmittel umfasst eine Stange, die Zahnungen trägt, die mit einem oder mehreren Ritzeln zusammenwirken, wobei die Drehung dieser Ritzel durch ein formschlüssiges Mittel blockiert werden kann.
– Das Längeneinstellmittel kann durch einen Zusatzweg des Antriebsmittels betätigt werden, was eine einfache Ausführung darstellt, für die kein neues Mittel benötigt wird.
– Der Zusatzweg des Antriebsmittels führt zu einer Einwirkung auf das formschlüssige Mittel, das am Gehäuse zur Anlage kommt, wodurch die freibewegliche Drehung der Ritzel freigegeben wird.
– Die Steuervorrichtung ist so angeordnet, dass ein Verschleiß des Kopplungsmittels ausgeglichen wird, was den Verstellweg oder die Kraft betrifft, die durch das Verbindungsmittel bereitzustellen ist, damit das Antriebsmittel durch diesen Verschleiß des Kopplungsmittels möglichst wenig beeinflußt wird, so dass eine Auslegung des Antriebsmittels vorgesehen werden kann, die nur für einen Funktionsfall angepaßt ist.
– Die Steuervorrichtung umfasst ein Kontrollmittel, um eine Änderung wenigstens eines Parameters des Kopplungsmittels anzuzeigen und um die Entwicklung dieses Parameters in Erfahrung zu bringen, bei dem es sich beispielsweise um den Verschleiß des Reibbelags handeln kann.
– Das Kontrollmittel liefert eine Information, die von Einwirkungen abhängig ist, die auf das Kraftmodifizierungsmittel oder auf das Längeneinstellsystem vorgenommen wurden, wobei es sich um ein wirtschaftliches Mittel handelt, für das keine zusätzlichen Vorrichtungen erforderlich sind.

Der Aufbau und die Merkmale der Kraftmodifizierungsmittel, wie sie vorstehend dargelegt wurden, entsprechen einer Ausführungsart, die als Beispiel angeführt wird, wobei davon auszugehen ist, dass auch andere Ausführungsarten in Betracht gezogen werden.
Die nachfolgenden Beschreibungen veranschaulichen die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen im einzelnen:
die 1 und 2 ein Kopplungsmittel in der Ausführung als Reibungskupplung;
3 eine schematische Prinzipansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung des Kopplungsorgans von 1;
die 4, 5 und 6 eine Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit einer ersten Ausführungsart der Kraftmodifizierungsmittel der Steuervorrichtung;
die 7 und 8 eine Veranschaulichung einer Variante der Kraftmodifizierungsmittel der 4, 5 und 6;
die 9 und 10 eine Veranschaulichung eines Längeneinstellmittels eines Verbindungsmechanismus der Steuervorrichtung;
die 11 und 12 eine Veranschaulichung einer zweiten Ausführungsart der Kraftmodifizierungsmittel der Steuervorrichtung;
die 13, 13a und 13b eine Veranschaulichung einer dritten Ausführungsart der Kraftmodifizierungsmittel der Steuervorrichtung;
die 14 und 14a bis 14e eine Veranschaulichung eines anderen Funktionsprinzips von Kraftmodifizierungsmitteln der Steuervorrichtung;
die 15 und 15a bis 15c eine vierte Ausführungsart der Kraftmodifizierungsmittel unter Anwendung des in den 14 und 14a bis 14e veranschaulichten Funktionsprinzips;
die 16, 16a und 16b eine Veranschaulichung einer Ausführungsvariante der vierten Ausführungsart der Kraftmodifizierungsmittel.
In den 1 und 2 erkennt man bei 1 ein Kopplungsmittel und bei 3 ein Betätigungsorgan zur Betätigung des Kopplungsmittels.
Das Betätigungsorgan 3 gehört zu einer Steuervorrichtung 12 für das Kopplungsmittel 1. Dieses Kopplungsmittel umfasst wenigstens ein Ausgangsorgan 13, das zwischen wenigstens einem Druckelement 14 und einem Gegenanpresselement 15 eingespannt werden kann. Dieses Gegenanpresselement kann zur Bildung eines Torsionsdämpfungsschwungrads oder eines flexiblen Schwungrads gegebenenfalls unterteilt sein. Das Ausgangselement 13 besteht aus einer auch als Kupplungsscheibe oder Reibungsscheibe bezeichneten Reibungskupplungsscheibe. Das Druckelement besteht aus einer Druckplatte. Dieses Druckelement 14 ist in beiden Richtungen axial beweglich gelagert und der Einwirkung wenigstens eines axial wirksamen Einspannmittels 16, hier einer Membranfeder, ausgesetzt, um das Ausgangselement 13 zwischen dem Druckelement und dem Gegenanpresselement einzuspannen.
Das Einspannmittel und das Druckelement bilden eine Baugruppe, die zwischen zwei Grenzpositionen beweglich gelagert ist, um den Zustand der Kopplungsvorrichtung zu verändern. In einer Kupplung befindet sich somit das Ausgangselement normalerweise in einer Einspanngrenzposition mit eingerückter Kupplung (1) und in einer zweiten Freigabegrenzposition mit ausgerückter Kupplung (2).
Zu diesem Zweck kann ein gegenwirkendes Gestänge 17 auf die Baugruppe einwirken, um sie von ihrer ersten Grenzposition zu ihrer zweiten Grenzposition und umgekehrt zu verstellen.
Zu weiteren Einzelheiten kann auf die Druckschrift FR 2 523 743 A1 verwiesen werden.
Zur Erinnerung sei darauf hingewiesen, dass die Kupplungsscheibe 13 an ihrem äußeren Umfang wenigstens einen Reibbelag 18 umfasst, der fest mit einer Trägerscheibe 19 verbunden ist, die wiederum starr oder elastisch mit einer Nabe 20 verbunden ist, die innen genutet ist, um ihre drehfeste Verbindung mit einer getriebenen Welle 21, hier mit der Eingangswelle des Getriebes des Kraftfahrzeugs, herbeizuführen.
In den 1 und 2 sind zwei Reibbeläge 18 beiderseits der aus Metall ausgeführten Trägerscheibe 19 angeordnet, die anhand der Federn 22 elastisch mit der Nabe 20 verbunden ist.
Die Gegenanpressplatte 15 ist hier fest mit einer treibenden Welle 23, und zwar mit der Kurbelwelle des Fahrzeugmotors, verbunden.
Die Membranfeder 16 ist hier kippbar auf einem an der Gegenanpressplatte 15 befestigten Deckel 24 gelagert. Die Druckplatte 14 ist drehfest mit dem Deckel 24 verbunden, was bekannterweise anhand von nicht dargestellten axial elastischen Zungen erfolgt.
Zu weiteren Einzelheiten kann auf die Druckschrift FR 2 456 877 A1 verwiesen werden, in der verschiedene kippbare Lagerungen der Membranfeder 16 am Deckel dargestellt sind. In den 1 und 2 ist die Membranfeder 16 kippbar am Deckel 24 anhand von Ansätzen 25, die durch Stanzen und Biegen aus dem Boden des Deckels herausgearbeitet sind, und eines Ringkranzes 26 wie in den 1 bis 4 dieser Druckschrift gelagert.
Die elastische Einspannkraft der Membranfeder 16 ist hier so bemessen, dass die Feder stets in Anlage am Deckel 24 verbleibt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Kennlinie der Membranfeder 16, d. h. die Beanspruchung in Abhängigkeit von der Durchbiegung, einen insgesamt sinusförmigen Verlauf aufweist und durch ein Maximum verläuft, wie dies in dieser Druckschrift FR 2 456 877 A1 erläutert wird.
Diese Kennlinie verändert sich im Laufe der Zeit in Abhängigkeit vom Verschleiß der Reibbeläge 18. Außerdem führt eine Vergrößerung der Dicke der Reibbeläge 18 unter dem Einfluß der Hitze im Anschluß an harte Einsatzbedingungen, die mit einer Erhöhung der Temperatur der Platten 14 und 15 zusammenhängen, zu einer Veränderung der durch die Membranfeder 16 auf die Druckplatte 14 ausgeübten Belastung.
Die durch die Membranfeder 16 auf die Druckplatte 14 ausgeübte Belastung ist außerdem von den Fertigungsabweichungen der Bestandteile des Kopplungsmittels abhängig.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung zu schaffen, bei der alle diese Veränderungen Berücksichtigung finden.
Im einzelnen umfasst gemäß der Erfindung (3) die Steuervorrichtung 12 ein Antriebsmittel 2, das Betätigungsorgan 3, einen zwischen dem Antriebsmittel 2 und dem Betätigungsorgan 3 angeordneten Verbindungsmechanismus 4, eine Kraftdosierungsanordnung 5 mit wenigstens einem Unterstützungsenergiespeicher 6, um die Betätigungskraft des Antriebsmittels 2 zu dosieren, und Kraftmodifizierungsmittel 7, die auf den Unterstützungsenergiespeicher 6 einwirken, um das durch den besagten Speicher gespeicherte Energieniveau zu verändern.
Die Membranfeder 16 wirkt hier auf die Druckplatte 14 ein, um die Reibbeläge 18 zwischen den Platten 14 und 15 einzuspannen, so dass die Kupplung 1 normalerweise eingerückt ist (1).
Zum Ausrücken der Kupplung wirkt die Steuervorrichtung 12 über ihr Betätigungsorgan 3 auf das Gestänge 17 ein, um die Membranfeder 16 zu kippen und dadurch die Belastung aufzuheben, die sie auf die Druckplatte 14 ausübt, um die Reibbeläge 18 freizugeben, so dass das Drehmoment nicht mehr zwischen der treibenden Welle 23 und der getriebenen Welle 21 übertragen wird.
Das Gestänge 17 kann jede geeignete Form aufweisen. Hier umfasst das Gestänge 17 eine Ausrückgabel 26, die das Eingangselement des Gestänges bildet, und ein Ausgangselement 28, das aus einem Ausrücklager besteht, das verschiebbar entlang einem nicht dargestellten Führungsrohr gelagert ist, durch das die Welle 21 hindurchgeht.
Die Ausrückgabel 27 umfasst bekannterweise an ihrem unteren Ende zwei Finger 29 und an ihrem oberen Ende eine halbkugelförmige Verformung 30 für die Lagerung eines Kugelgelenks 31, das fest mit dem in Form einer Stange ausgeführten Betätigungsorgan verbunden ist.
Die Ausrückgabel 27 ist an einem Kugelgelenk 32 zwischen ihren Enden gelagert, so dass sie drehbar am Gehäuse 33 des Getriebes gelagert ist, das das Kugelgelenk trägt.
Das Gestänge kann natürlich hydraulische Teile umfassen und, wie vorstehend erwähnt, jede geeignete Form aufweisen, wobei das Betätigungsorgan aus einer Ausrückgabel oder aus einem Kolben zur direkten Betätigung des Ausrücklagers 28 bestehen kann, das das auf das Einspannmittel 16 einwirkende Angriffselement bildet.
Dank der Steuervorrichtung 12 wird die Betätigung der Kupplung zwar wie in der Druckschrift FR 2 523 743 A1 automatisiert; aber das Antriebsmittel liefert die kleinstmögliche Leistung dank der Kraftmodifizierungsmittel 7, die es ermöglichen, das durch den Energiespeicher 6 zur Unterstützung des Antriebsmittels gespeicherte Energieniveau zu verändern.
Dadurch läßt sich die Leistung des Motors besser beherrschen. Darüber hinaus umfasst die Steuervorrichtung 12 (3) wenigstens ein Erfassungsmittel 8, das eine Information von einem Geber erhält, die eine Veränderung eines oder mehrerer Betriebsparameter des Kopplungsmittels repräsentiert.
Unter Veränderung eines Betriebsparameters sind insbesondere die durch Verschleiß, insbesondere der Reibbeläge 18, bedingten Veränderungen zu verstehen, sowie die Temperaturänderung, die momentane Änderung der Dicke eines der Bestandteile, beispielsweise das Aufquellen der Reibbeläge 18, die Veränderung der Belastung der Einspannmittel 16 und die Veränderung der Progressivität an den Reibbelägen 18. Zur Erinnerung sei darauf hingewiesen, dass die Reibbeläge 18 herkömmlicherweise beiderseits des Trägers 19 angebracht und elastisch mit diesem verbunden sind. Beim Einrückvorgang der Kupplung werden die Reibbeläge fortschreitend eingespannt. Während der Lebensdauer der Kupplung treten Eindrückerscheinungen an den Reibbelägen auf, so dass sich die fortschreitende Einspannung der Reibbeläge verändert, was wiederum eine Veränderung der Progressivität zur Folge hat.
Dieses Erfassungsmittel 8 schickt im Falle der Veränderung wenigstens eines der vorgenannten Parameter eine Information an ein Kontrollmittel 11, das die Einschaltung des Antriebsmittels 2 steuert. Dieses Kontrollmittel 11 erhält im Falle einer Kraftfahrzeugkupplung Informationen insbesondere in bezug auf die Drehzahl der Wellen 21, 23, den eingelegten Getriebegang, die Position des Gaspedals und die Position des Gangschalthebels. Dieses Kontrollmittel 11 umfasst einen Rechner, der die Einschaltung des Antriebsmittels nach Programmen steuert, die in Abhängigkeit von den erhaltenen Informationen bestimmt werden.
Das Kontrollmittel 11 veranlaßt daraufhin nach Maßgabe der vom Erfassungsmittel 8 erhaltenen Information oder Informationen die Einschaltung des Antriebsmittels 2, um einen Zusatzweg auszuführen und das Kraftmodifizierungsmittel zu betätigen, um das durch den Energiespeicher gespeicherte Energieniveau zu verändern.
Das Erfassungsmittel 8 kann eine Information von einem Geber erhalten, der eine Bewegungsänderung des Druckelements 14 des Kopplungsmittels, eine Dickenänderung des Ausgangselements oder eine Belastungsänderung des Einspannmittels erfaßt. Bei diesem Geber kann es sich um einen induktiven Geber, einen Geber mit veränderlichem Widerstand, einen kapazitiven Geber oder um einen Druckgeber handeln. Dieser Geber kann ein bewegliches Element in der Art eines Reibsegments, Stifts oder Splints, wie in der FR 2 599 446 A1 beschrieben, umfassen. Es kann auch ein am Deckel angebrachter Geber verwendet werden, wie er in der Druckschrift US-A-5 238 093 beschrieben wird.
Im Lichte dieser Druckschriften ist festzustellen, dass die Kupplung in gezogener Konstruktion ausgeführt sein kann ( FR 2 599 446 A1 ) oder Schraubenfedern, die das Einspannmittel bilden, umfassen kann.
Um das Kopplungsmittel nicht zu verändern, erhält das Erfassungsmittel 8 vorteilhafterweisee eine Information von einem am Gestänge 17 angeordneten Geber. Als Geber kann der Kraftgeber von 10 der am 28. Juli 1998 eingereichten Patentanmeldung FR 2 782 353 A1 verwendet werden, wenn das Gestänge einen Kolben umfasst, der auf das Ausrücklager 28 zur Betätigung der Membranfeder 16 einwirkt. Dieser Geber wandelt die Information über die auf das Ausrücklager ausgeübte Kraft in eine relative Information zur Bestimmung der Position des Ausrücklagers 28 um oder nicht. Es kann ein am Ausrücklager angebrachter Geber verwendet werden, wie er in den 3 und 4 der Druckschrift FR 2 606 428 A1 beschrieben wird, um daraus anhand der konischen Nuten oder der fehlenden Nuten den Verschleiß der Reibbeläge abzuleiten.
Um das Kopplungsmittel 1 und das Betätigungsorgan 3 nicht zu verändern, erhält das Erfassungsorgan 8 vorzugsweise eine von der Steuervorrichtung 12 stammende Information. Es kann auch eine Information von dem Geber erhalten, wie er in der FR 2 610 263 A1 beschrieben wird, mit einer Zahnstange, die zu einem der Enden eines Gleitstücks 40 gehört, das an seinem anderen Ende einen Gabelbügel 41 trägt, an dem das Ende einer Stange 3 angelenkt ist, die hier das auf die Ausrückgabel 28 einwirkende Betätigungsorgan bildet.
Das Gleitstück 40 weist einen Blindschlitz 42 auf, durch den an seinem Boden eine Gelenkachse 43 hindurchgeht, die zur Lagerung einer Verbindungsgelenkstange 44 dient, die in den Blindschlitz 42 eindringt, wobei sie dazu an ihrem Ende abgewinkelt ist, um ihre Anlenkung an der Achse 43 des Gleitstücks 40 zur Erfassung des Verstellwegs des Antriebsmittels 2 herbeizuführen.
Vorteilhafterweise wird das Antriebsmittel 2 selbst benutzt. Dieses Antriebsmittel 2 umfasst in der Ausführungsart von 4 einen Elektromotor 34, dessen Speiseklemmen mit dem Kontrollmittel 11 verbunden sind.
Die Ausgangswelle 35 dieses Motors ist mit einem Gewinde versehen, um eine Schnecke 36 zu bilden, die mit einem tangierenden Zahnrad 37 in Eingriff kommt. Das Antriebsmittel 2 bildet daher einen Getriebemotor, der mit dem Verbindungsmittel 4 verbunden ist.
Das Eingangselement des Verbindungsmechanismus 4 besteht aus einem Ritzel 38, das mit der Zahnstange 39 in Eingriff kommt. Die Gelenkstange 44 erstreckt sich zum größten Teil parallel zum Gleitstück 40 in 5, wobei sie radial unterhalb dieses Gleitstücks angeordnet ist. Die Gelenkstange 44 ist axial zur Stange 3 in der zur Zahnstange 39 entgegengesetzten Richtung gerichtet. Das andere Ende der Gelenkstange 44 ist an einer Achse 45 angelenkt, die sich vorstehend an einem ersten Ende 46 einer abgewinkelten Gelenkstange 47 erstreckt, deren zweites Ende 48 für die Aufnahme einer Achse 49 gestaltet ist, die zu den erfindungsgemäßen Kraftmodifizierungsmitteln 7 gehört.
Zwischen diesen beiden Enden 46 und 48, die dadurch, dass die Gelenkstange 47 abgewinkelt ist, axial zueinander versetzt sind, ist die Gelenkstange 47 am Boden 50 eines Gehäuses 51 angelenkt. Im Innern dieses Gehäuses sind das Drehzahlmindergetriebe 35, 36, die Kraftdosierungsanordnung 5, der Verbindungsmechanismus 4, die Kraftmodifizierungsmittel 7 und teilweise das Betätigungsorgan gelagert, das durch die Querwand 52 des Gehäuses 51 hindurchgeht.
Dieses Gehäuse weist eine Gleitführung 53 zur geradlinigen Führung des Gleitstücks 40 auf, das axial in einen durch den Boden 50 des Gehäuses und die Gleitführung 53 begrenzten Blindhohlraum eindringt. In 4 ist bei 54 eine Fächerscheibe zu erkennen, die zur Sicherung des Endes des Ritzels 38 dient, das durch das hier aus einem synthetischen Werkstoff, etwa aus Kunststoff, ausgeführte Zahnrad 37 hindurchgeht, wobei davon auszugehen ist, dass das Ritzel 38 hier ebenso wie das Gleitstück 40 und die Welle 35 aus Metall ausgeführt ist.
Es ist zu beachten, dass das zweite Ende 48 der Gelenkstange 47 insgesamt aus einer Scheibe mit einem Blindloch für die Aufnahme der Achse 49 besteht. Diese Scheibe 48 ist an einer an der Gelenkstange 47 angebrachten Achse 148 angelenkt. Die Achse oder der Lagerzapfen 148 erstreckt sich vorstehend.
Die abgewinkelte Gelenkstange 47 ist am Boden 50 des Gehäuses 51 über einen Lagerzapfen 62 angelenkt, der an der Gelenkstange 47 angebracht und in ein Loch des Bodens 50 eingesetzt ist. Die Strukturen können natürlich auch umgekehrt werden, wobei der Lagerzapfen 62 am Boden 50 angebracht sein kann. Dieser Lagerzapfen 62 erstreckt sich vorstehend.
Die Gelenkstangen 44, 47 gehören daher zu einem nichtlinearen Übertragungssystem 9 (3), das zwischen den Kraftmodifizierungsmitteln 7 und einem linearen Verbindungsmechanismus 4 zum Einsatz kommt, der einerseits mit dem Betätigungsorgan 3 und andererseits mit dem Untersetzungssystem 36, 37 des Antriebsmittels 2 mit Schnecke 36 und Zahnrad 37 verbunden ist. Dieses Untersetzungssystem 36, 37 ist wirtschaftlich und zuverlässig.
Das Ritzel 38 bildet das Eingangselement des Verbindungsmechanismus 4, dessen Ausgangselement aus dem Betätigungsorgan 3 besteht, das das Ausgangselement der Steuervorrichtung bildet. Der hier trapezförmig ausgeführte Scheitel der Gleitführung 53 ist mit einem Längsschlitz versehen, damit das Ritzel 38 mit der Zahnstange 39 in Eingriff kommt. Dadurch ergibt sich dank des Getriebemotors, der das Antriebsmittel 2 bildet, eine wirtschaftliche Lösung, ohne Risiko einer Verkantung der Zahnstange 39, wobei diese Lösung außerdem zuverlässig und langlebig ist, da die Verschleißerscheinungen verringert werden.
Das Betätigungsorgan 3 bildet das Ausgangselement der Steuervorrichtung 12 und des linearen Verbindungsmechanismus 4.
Die Gelenkstangen 44, 47 bilden das nichtlineare System oder die nichtlineare Vorrichtung 9 von 3, das bzw. die zwischen den erfindungsgemäßen Kraftmodifizierungsmitteln 7 und dem Verbindungsmechanismus 4 zum Einsatz kommt. Diese Gelenkstangen 44, 47 umfassen vier Achsen oder Lagerzapfen 43, 45, 62, 148, den Mechanismus 4 und das Mittel 7. Nur die Achse 62 ist ortsfest, während die anderen Achsen zusammen mit den Teilen, an denen sie angefügt sind, beweglich sind.
Das zweite Ende 48 weist ein Blindloch für die Aufnahme der Achse 49 auf, die zu den Kraftmodifizierungsmitteln 5 gehören, welche die durch den Energiespeicher 6 gespeicherte Energie verändern, wobei dieser Energiespeicher hier eine aus Metall ausgeführte Schraubendruckfeder 55 umfasst.
Der Speicher kann natürlich als Variante zwei konzentrische Schraubenfedern oder hintereinander angeordnete Tellerfedern umfassen. Der Speicher 6 umfasst hier daher wenigstens eine aus Metall ausgeführte Feder. Als Variante kann diese Feder aus einem elastischen Werkstoff, etwa aus Elastomer, ausgeführt sein.
Diese Feder aus elastischem Material kann natürlich mit einer Metallfeder verbunden sein.
Als Variante kann die Feder 55 zu einem hydraulischen Dämpfer gehören und zwischen dem Kolben und einer zu einem Zylinder gehörenden Auflage zum Einsatz kommen. Die Auflage ist auf der dem Boden des Zylinders gegenüberliegenden Seite angeordnet, wobei eine mit dem Kraftmodifizierungsmittel 7 verbundene Kolbenstange dicht durch sie hindurchgeht.
Der beispielsweise in Form einer Scheibe ausgeführte Kolben ist mit einer Bohrung für den Durchfluß des Arbeitsmediums versehen, während die Feder am Kolben und an der Auflage des Zylinders anliegt, der beispielsweise in Form einer Scheibe ausgeführt ist und durch den die Stange hindurchgeht.
Als Variante ist der Energiespeicher 6 in hydraulischer oder pneumatischer Bauart ausgeführt. Der Speicher kann daher jede geeignete Form aufweisen.
In den 4 und 5 ist die Schraubenfeder 55 in einem einseitig geschlossenen Zylinder 63 gelagert, dessen Boden einen Gelenkkopf 64 in Form eines halbzylindrischen Vorsprungs aufweist, der in eine formschlüssige Eintiefung 65 eingesetzt ist, die in das durch einen in 4 nicht dargestellten Deckel verschlossene Gehäuse 51 eingearbeitet ist.
In 5 ist die Einfassung des Zylinder 63 nicht dargestellt worden, um die Feder 55 zu zeigen, wobei die Kraftmodifizierungsmittel 7 schematisch dargestellt worden sind.
Der Zylinder 63 ist also am Gehäuse 51 angelenkt, wobei sein Kopf 64 gelenkig in eine formschlüssige Eintiefung 65 eingepaßt ist. Der Zylinder 63 kann sich daher winklig bewegen, und dazu weist das Gehäuse 51 eine Ausstülpung 66 auf der dem Antriebsmittel gegenüberliegenden Seite auf, um eine Winkelauslenkung des Zylinders 63 zu ermöglichen.
Die Kraftdosierungsanordnung 5 umfasst daher die Verbindung 4, das nichtlineare System 9 mit Gelenkstangen 44, 47, die Kraftmodifizierungsmittel 7 und den Energiespeicher 6, die auf mehreren Stufen angeordnet sind (4), um die Dicke der Steuereinrichtung 12 zu verringern.
Diese Steuereinrichtung 12 umfasst drei Stufen, und zwar eine erste Stufe mit der Welle 35, eine zweite Stufe mit der zur Welle 35 parallelen Zahnstange 4 und eine dritte Stufe mit dem Zylinder 63 und der Feder 55. Diese dritte Stufe ist im Verhältnis zu den beiden anderen Stufen geneigt und mit der zweiten Stufe über das nichtlineare System 9 mit Gelenkstangen 44, 47 verbunden. Die zweite Stufe ist mit der ersten Stufe über das Untersetzungssystem 36, 37 verbunden.
Die Steuereinrichtung ist daher kompakt und ermöglicht eine sehr getreue Wiedergabe der Kennlinie der Membranfeder 16, die einen Umfangsteil in Form einer Tellerfeder umfasst, der zur Mitte hin durch einen Mittelteil verlängert wird, der durch Schlitze in radiale Finger unterteilt ist.
Es ergibt sich eine bessere Wiedergabe der Kennlinie der Membranfeder, die insbesondere in der Druckschrift FR 2 609 562 A1 dargestellt ist, als mit der in der Druckschrift FR 2 541 793 A1 beschriebenen Kraftdosierungsanordnung, und zwar mit einem geringeren Verschleiß aufgrund des Vorhandenseins der Zahnstange 39 und der Achsen oder Lagerzapfen 43, 45, 62, 148. Nur der Lagerzapfen 62 ist mit einem ortsfesten Teil verbunden.
Die Bewegungen erfolgen daher mit geringer Ausdehnung, und die Verkantungsrisiken verringern sich aufgrund des Vorhandenseins des Gleitstücks 40 mit trapezförmigem Scheitel (5), das in seiner formschlüssigen Gleitführung gleitend verschiebbar geführt ist.
Die Anordnung 5 wirkt daher auf das Zahnrad 37 ein und besitzt eine Kennlinie, welche die Kennlinie der Membranfeder 16 möglichst genau wiedergibt, so dass die Antriebsmittel 2 unter bestmöglichen Bedingungen arbeiten.
Die Membranfeder kann natürlich durch eine Tellerfeder ersetzt werden, die auf Ausrückhebel einwirkt.
Die Steuervorrichtung 12 ist sehr kompakt. Mit den Kraftmodifizierungsmitteln 7 werden zudem die Änderungen der Betriebsparameter, wie etwa Verschleiß, Dehnungen oder Aufquellungen des Kopplungsmittels, berücksichtigt.
Die Mittel 7 umfassen außer der Achse 49 einen Finger 57, der eine Sperrklinke bildet, ein Sperrzahnrad 56 mit geneigten Zähnen, eine Schnecke 58, eine Mutter 59 und ein Untersetzungssystem 60 zwischen dem Sperrzahnrad 56 und dem Schnecken-Mutter-Trieb.
Der Finger 57 ist an einem seiner Enden, hier durch Aufnieten, wie dies in 4 zu erkennen ist, am Gehäuse 51 befestigt und wirkt durch das andere seiner Enden auf einen Zahn des Sperrzahnrads 56 ein. Das Sperrzahnrad 56 wird durch eine Achse verlängert, die in eine Auskehlung eines Rads 67 eingesetzt ist. Die Achse des Rads 56 erstreckt sich tangential im Verhältnis zur Auskehlung des Rads 67.
Die Achse des Rads 56 hat eine Zahnung in der Art einer Schnecke, und die gezahnte Auskehlung des Rads 67 bildet das Untersetzungssystem 60. Der Zylinder 63 weist wenigstens zwei (in 4 nicht durch Bezugsnummern bezeichnete) Längsnuten auf, in denen jeweils ein fest mit der Mutter 59 verbundener Finger eingesetzt ist, so dass sich die Mutter nur axial verschieben kann. Die Anzahl der Nute und Finger ist von den jeweiligen Anwendungen abhängig, wobei ihre Verteilung vorzugsweise gleichmäßig gestaltet ist.
Die Nuten sind im Bereich des freien Endes des Zylinders 63 ausgeführt. Die Feder 55 kommt am Boden des Zylinders 63 und an der Mutter 59 zur Anlage, so dass sie auf Druck arbeitet. Die Achse 49, das Rad 67 und die Schnecke 58 gehören zu einem einzigen Teil.
Wie verständlich geworden sein dürfte, werden durch Drehen des Sperrzahnrads 56 das Rad 67 und die Schnecke 58 drehend angetrieben, was eine Längsverschiebung der Mutter 59 im Innern des Zylinders und daher eine Änderung der Energie bewirkt, die durch die als Energiespeicher dienende Feder 55 gespeichert ist.
Der Finger oder die Sperrklinke 57 dreht das Sperrzahnrad 56, wobei er bzw. sie von einem Zahn zum anderen springt. Der Finger 57 ist ein Schaltfinger.
Dazu wird ein Zusatzweg des Antriebsmittels 2 unter der Kontrolle des Erfassungsmittels 8 ausgeführt, das eine Änderung wenigstens eines Betriebsparameters des Kopplungsmittels 1 verzeichnet hat.
Dieser Zusatzweg bewirkt daher einen Zusatzweg des nichtlinearen Systems 9, hier von links nach rechts in 4, wodurch es dem Finger 57 ermöglicht wird, wenigstens einen Finger des Rads 56 zu überspringen und nach der Aufhebung des Zusatzwegs das Rad 56 und die Schnecke 59 zu drehen, um die durch die Feder 55 ausgeübte Belastung zu verändern.
Es wird vorzugsweise ein vorbestimmter Stromunterschied im Antriebsmittel 2 zwischen seinem Hinweg, um von einer ersten Grenzposition zur zweiten Grenzposition zu gelangen, und seinem Rückweg erfaßt, um von seiner zweiten Grenzposition zu seiner ersten Grenzposition zu gelangen.
Wie verständlich geworden sein dürfte, gehören die Kontroll- 11 und Erfassungsmittel 8 zu einer elektronischen Steuereinheit, die in der Steuervorrichtung 12 eingebaut ist.
Außerdem kann man eine zweite Sperrklinke 68 und ein zweites Sperrzahnrad 69 vorsehen, wie dies in den 7 und 8 dargestellt ist. Es besteht ein bestimmter Abstand zwischen den Positionen, um die erste Sperrklinke und die zweite Sperrklinke wirksam werden zu lassen, so dass durch die Betätigung des Motors ein erster Zusatzweg herbeigeführt werden kann, um die Kraftänderung in einer Richtung zu veranlassen, woraufhin dann durch das Hinausgehen mittels eines zusätzlichen zweiten Zusatzwegs die Änderung in der anderen Richtung bewirkt werden kann.
Durch aufeinanderfolgende Betätigungen kann daher das Energieniveau beliebig in beiden Richtungen verändert werden.
Die 9 und 10 stellen eine Vorrichtung zur Längeneinstellung des Verbindungsmittels 4 dar.
Das Ende des Betätigungsorgans 3 ist mit einem Stift verbunden, der Zahnungen aufweist. Diese Zahnungen befinden sich mit einem oder mehreren Ritzeln 70 im Eingriff, von denen in diesen Figuren zwei dargestellt sind. Diese Ritzel sind an einem Träger 73 angebracht, der mit dem Ende des Gleitstücks 40 verbunden ist und der sich daher zusammen mit ihm axial verschiebt.
Die Ritzel 70 sind durch einen Sperrhebel gegen Verdrehung gesichert, der Zähne umfasst, die sich mit formschlüssigen Zahnungen der Ritzel im Eingriff befinden. Diese Hebel können entweder schwenkbar 71 oder verschiebbar 72 gelagert sein. Diese Hebel werden durch eine Feder 74 in die Position zur Sicherung der Ritzel 70 zurückgeholt.
Um eine Längeneinstellung des Betätigungsorgans 3 im Verhältnis zum Verbindungsmittel 4 zu veranlassen, wird ein Zusatzweg des Verbindungsmittels, nach rechts im Falle der Zeichnungen, ausgeführt, damit der Sperrhebel 71 oder 72 mit einem Finger in Kontakt kommt, der mit dem Gehäuse 51 verbunden ist, das hier in Kontakt mit den Hebeln dargestellt ist.
Dadurch wird die Feder 74 zusammengedrückt, und die Hebel geben die Ritzel frei, die sich drehen können, so dass die Achse 3 eine axiale Verschiebung ausführen kann.
Durch die entsprechende Wahl einer Ruheposition des Kopplungsmittels zur Ausführung dieser Betätigung und dementsprechend einer bestimmten Position des Verbindungsmittels kann das System seine Längeneinstellung automatisch ausführen.
Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, eine Anordnung der Gelenkstangen 44 und 47 und ihrer Achsen vorzusehen, dergestalt dass in einer gegebenen Position die Achse der Feder 55 auf den Lagerzapfen 62 ausgerichtet ist (nicht dargestellte Position).
Dadurch wirkt der Energiespeicher 6, der über einen Nullwert-Hebelarm wirkt, nicht mehr auf den Verbindungsmechanismus 4 ein. Der Motor 34 muss daher keine Kraft abgeben, um dieses Position zu halten, so dass er keine Energie verbraucht und sich nicht erhitzt.
Diese Position wird vorzugsweise im Falle eines Kupplungsmechanismus für die Position Mechanismus ausgerückt verwendet, da es sich um eine Position handelt, die während einer relativ langen Zeit beibehalten werden kann, wobei die Membranfeder in diesem Fall eine bestimmte Rückstellkraft ausübt, der entgegengewirkt werden muss.
Nach der ersten Ausführungsart der vorstehend unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschriebenen Kraftmodifizierungsmittel 7 ist ein Untersetzungssystem 60 mit Zahnrad und Schnecke zwischen dem Sperrzahnrad 56 und dem Schnecken-Mutter-Trieb 58 und 59 eingefügt.
Nach einer zweiten Ausführungsart der Kraftmodifizierungsmittel 7, die in den 11 und 12 veranschaulicht ist, wird das Untersetzungssystem 60 durch ein Kegelradgetriebe ersetzt.
Im einzelnen ist ein erstes Kegelrad 80 koaxial drehfest mit dem Sperrzahnrad 56 gelagert, wobei es ein zweites Kegelrad 82 drehend antreibt, das in einem Winkel von 90° angeordnet und drehfest mit der Schnecke 58 verbunden ist, an der die Mutter 59 geradlinig beweglich, aber drehfest gelagert ist und die an einem Ende der Feder 55 zur Anlage kommt.
Durch die Herbeiführung eines Zusatzwegs des Antriebsmittels 2 unter der Kontrolle des Erfassungsmittels 8, das eine Änderung wenigstens eines Betriebsparameters des Kopplungsmittels 1 erfaßt hat, führt das nichtlineare System 9 mit seinen Gelenkstangen 44 und 47 ebenfalls einen Zusatzweg (von links nach rechts mit Blick auf die 11 und 12) aus, indem es sich um den Lagerzapfen 62 dreht, was eine Annäherung des Sperrzahnrads 56 an eine Gruppe von ortsfesten Sperrklinken 84 zur Folge hat, die sich im Boden 50 des Gehäuses 51 befinden. Wenn der Kontakt mit den Sperrklinken 84 hergestellt ist, wird das Sperrzahnrad 56 drehend angetrieben, was zur Folge hat, dass auch die zwei Kegelräder 80 und 82 drehend angetrieben werden und die Mutter 59 entlang der Schnecke 58 geradlinig verschoben wird, um die Feder 55 zusammenzudrücken, die in dieser Ausführungsart den Energiespeicher 6 bildet.
Nach einer dritten Ausführungsart der Kraftmodifizierungsmittel 7, die in den 13, 13a und 13b veranschaulicht sind, entfallen der Schnecken-Mutter-Trieb 58 und 59 sowie Sperrzahnrads 36 der beiden vorangehenden Ausführungsarten.
Im einzelnen umfassen die Kraftmodifizierungsmittel 7 insgesamt zwei Baugruppen 86 und 88, die axial aufeinander ausgerichtet und entlang zwei entgegengesetzten Richtungen geradlinig beweglich sind. Die erste Baugruppe 86 ist an der Gelenkstange 47 angelenkt und wird durch eine Stange 90 verlängert, die in das Innere der Feder 55 eindringt, die in dieser Ausführungsart den Energiespeicher 6 bildet. An der ersten Baugruppe 86 ist ein Hebel 92 schwenkbar gelagert, der einen Finger 94 umfasst, der sich mit einem Zahn einer Zahnstange 96 im Eingriff befindet, die an der zweiten Baugruppe 88 angebracht ist. Diese zweite Baugruppe 88 umfasst einen eine Hülse 98 bildenden Teil auf der Seite gegenüber der Zahnstange 96, in dem die Stange 90 unter Einfügung eines Rings 100 aufgenommen ist. Dieser Ring 100 weist eine Reihe von an seiner Innenwand vorstehenden Zungen 102 auf, die in Rastkerben 104 bildenden Ausnehmungen aufgenommen werden, die in die Stange 90 eingearbeitet sind. Die Ausrichtung der Zungen 102 ist so gestaltet, dass die beiden Baugruppen 86 und 88 sich nicht voneinander entfernen können.
Durch die Herbeiführung eines Zusatzwegs des Antriebsmittel 2 unter der Kontrolle des Erfassungsmittels 8 kommt der Hebel 92 mit einem ortsfesten Anschlag 106 in Kontakt, der am Boden 50 des Gehäuses 51 angebracht ist. Der Hebel 92 dreht sich, und sein Finger 94 drückt die Zahnstange 96 zurück, was zur Folge hat, dass sich die beide Baugruppen 86 und 88 voneinander entfernen, wobei sie die Feder 55 zusammendrücken, was in dieser Ausführungsart irreversibel ist.
Grundsätzlich weisen alle vorstehend beschriebenen Kraftmodifizierungsmittel 7, außer in dem unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschriebenen Beispiel, den Nachteil auf, dass sie einen externen Eingriff erfordern, um den Energiespeicher 6, beispielsweise bei einer Auswechslung des Kopplungsmittels 1, in seinen Ausgangszustand zurückzusetzen.
Die Zuverlässigkeit und die Irreversibilität dieser Kraftmodifizierungsmittel 7 können ebenfalls ein Problem mit sich bringen, wenn sie größeren Schwingungen ausgesetzt sind.
Um diese Nachteile auszugleichen, kann man dazu vorteilhafterweise den Schnecken-Mutter-Trieb 58 und 59 der Kraftmodifizierungsmittel 7 der vorangehenden ersten und zweiten Ausführungsart durch ein Rückstellsystem ersetzen, das beispielsweise zwei gezahnte Schrägstirnrampen 110 und 112 in formschlüssiger Gestaltung umfasst, die an einer drehbeweglichen ersten Muffe 114 bzw. an einer geradlinig beweglichen zweiten Muffe 116 angebracht sind.
Unter Bezugnahme auf 14 ist im einzelnen die Schrägstirnrampe 110 mit ihren Zähnen 111 an einer Abschlußfläche der Muffe 114 eingearbeitet, deren anderes Ende ein koaxiales und fest mit der Muffe 114 verbundenes Sperrzahnrad 56 trägt. Die Schrägstirnrampe 112 mit ihren Zähnen 113 ist an einer Abschlußfläche der Muffe 116 eingearbeitet. Die beiden Muffen 114 und 116 sind mit ihren gezahnten Schrägstirnrampen 110 und 112 axial gelagert, die durch ihre Zähne 111 und 113 ineinander eingepaßt sind.
Entsprechend der abgewickelten Ansicht von 14a weist jeder Zahn 111 der Schrägstirnrampe 110 eine erste Schräge, die einen Absatz 111a bildet, und eine steilere zweite Schräge auf, die eine Raste 111b bildet. Darüber hinaus verbindet eine als Rückführschräge bezeichnete Schräge 111c die ersten und letzten Zähne 111. Das gleiche gilt für jeden Zahn 113 der Schrägstirnrampe 112, die einen Absatz 113a und eine Raste 113b aufweist, mit einer Rückführschräge 113c, die die ersten und letzten Zähne 113 verbindet.
Die Rückführschrägen 111c und 113c der Schrägstirnräder 110 und 112 bilden Mittel, die eine Rückstellung des Systems ermöglichen, wie dies nachstehend darzulegen sein wird.
Das Funktionsprinzip dieser beiden Schrägstirnrampen 110 und 112 wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 14a und 14e erläutert.
In 14a befinden sich die beiden Schrägstirnrampen 110 und 112 in einer Position, die einer Ausgangseinstellung entspricht, wobei die zwei Muffen 114 und 116 durch einen Minimalabstand voneinander getrennt sind.
Im Anschluß an die Drehung des Sperrzahnrads 56 und daher auch der Muffe 114 (14b) gleiten die Zähne 111 und 113 der beiden Schrägstirnrampen 110 und 112 aufeinander, was eine axiale Verschiebung der Muffe 116 bewirkt, die sich daher aufgrund der Schrägen der Absätze 111a und 113a ihrer jeweiligen Zähne 111 und 113 von der Muffe 114 entfernt. Wenn sich die Zähne 111 und 113 um eine Position versetzt haben (14c), hat sich die Muffe 116 um einen Schritt entfernt, der einer Minimaleinstellung entspricht, wobei jede Rückbewegung der Muffe 116 durch das Zusammenwirken der Rasten 111b und 113 verhindert wird, wenn die Drehung des Sperrzahnrads 56 blockiert ist.
Nach mehreren aufeinanderfolgenden Schritten, und wenn sich ein maximaler Versatz zwischen den Zähnen 111 und 113 einstellt (14d), kehrt die Muffe 116 im Anschluß an das Zusammenwirken zwischen den zwei Rückführschrägen 111c und 113c der Zähne 111 und 113 zu ihrer Ausgangsposition zurück (14e).
In den 15 und 15a ist eine vierte Ausführungsart der Kraftmodifizierungsmittel 7 veranschaulicht worden, welche die beiden vorstehend beschriebenen Schrägstirnrampen 110 und 112 verwenden.
Die Baugruppe der beiden Muffen 114 und 116 von 14 ist an einer Stange 125 angebracht, deren Ende schwenkbar um eine Gelenkachse 127 der Gelenkstange 47 des nichtlinearen Verbindungssystems 9 gelagert ist, das zwischen dem Antriebsmittel 1 und dem in dieser Ausführungsart durch eine Feder 55 gebildeten Energiespeicher 6 angebracht ist. Das andere Ende der Stange 125 ist verschiebbar im Innern eines rohrförmigen Elements 129 gelagert, das bei 131 schwenkbar am Gehäuse 51 gelagert ist. Die Muffe 114 auf der Seite des Sperrzahnrads 56 kommt an einer Schulter 133 der Stange 125 zur Anlage und ist drehbar um diese Stange 125 gelagert.
Die Muffe 126 ist hingegen geradlinig beweglich, aber drehfest gelagert. Dazu weist die Stange 125 einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf, um zu verhindern, dass sich die Muffe 116 drehen kann. Zu ihrem der Muffe 114 zugekehrten Ende hin weist die Muffe 116 eine radial äußere Randleiste 135 auf, an der ein Ende der Feder 55 zur Anlage kommt. Das andere Ende der Feder 55 kommt an einer radial äußeren Randleiste 137 zur Anlage, das sich an dem Ende des rohrförmigen Elements 129 befindet, das am Gehäuse 51 angelenkt ist.
Die Kraftmodifizierungsmittel 7 werden durch einen Hebel 140 betätigt, dessen erstes Ende an der Gelenkachse 127 zwischen der Gelenkstange 47 und der Stange 125 gelagert ist. Das andere Ende des Hebels 140 ist umgebogen, um einen Finger 141 zu bilden, der dazu bestimmt ist, mit den Zähnen des Sperrzahnrads 56 in Kontakt zu kommen und es drehend anzutreiben. Der Hebel 140 ist an die Gelenkstange 47 angefügt und beispielsweise mittels eines Niets 142 daran befestigt.
In 15a sind die Kraftmodifizierungsmittel 7 in einer Position dargestellt, die der Einrückposition des Kopplungsmittels 1 entspricht. Die Gelenkstange 47 des nichtlinearen Verbindungssystems 9 erstreckt sich in etwa in der Verlängerung der Stange 125. In 15b sind die Kraftmodifizierungsmittel 7 in einer Position dargestellt, die der Ausrückposition des Kopplungsmittels 1 entspricht. Die Gelenkstange 47 hat sich um ihren Lagerzapfen 62 gedreht und bildet mit der Stange 125 einen Winkel in einer Größenordnung von 90°, was zur Folge hat, dass der Finger 141 des Hebels 140 in unmittelbarer Nähe der Zähne des Sperrzahnrads 56 positioniert ist.
Wenn ein Zusatzweg des Antriebsmittels 2 unter der Kontrolle des Erfassungsmittels 8 herbeigeführt wird, wie dies in 15c veranschaulicht ist, treibt der Finger 141 des Hebels 140 das Sperrzahnrad 56 drehend an, was zur Folge hat, dass die Muffe 114 drehend angetrieben wird, die durch das Zusammenwirken der Schrägstirnrampen 110 und 112 die axiale Verschiebung der Muffe 116 bewirkt, wie dies vorstehend unter Bezugnahme auf 14 erläutert worden ist.
Nach einer Variante dieser vierten Ausführungsart der Kraftmodifizierungsmittel 7, die in den 16, 16a und 16b veranschaulicht sind, ist der Hebel 140, der das Sperrzahnrad 56 betätigt, nicht mehr an einer Gelenkstange 47 angebracht, sondern am Boden 50 des Gehäuses 51 gelagert.
Im einzelnen ist der Hebel 140 abgewinkelt und schwenkbar um einen Lagerzapfen 145 gelagert, der sich in Höhe der Abwinklung des Hebels 140 befindet. Ein Endteil 140a des Hebels 140 weist eine formschlüssige Gestaltung bezogen auf die Form der Gelenkstange 47 auf, während sein anderer Endteil einen Finger 141 bildet. Der Hebel 140 wird mittels einer im Boden 50 des Gehäuses 51 befestigten Feder 147 in einer Ausgangsposition gehalten.
In 16 sind die Kraftmodifizierungsmittel 7 in einer Position dargestellt, die der Einrückposition des Kopplungsmittels 1 entspricht, wobei der Hebel 140 vollständig von der Gelenkstange 47 freigelegt ist. In 16a sind die Kraftmodifizierungsmittel in einer Position dargestellt, die der Ausrückposition des Kopplungsorgans 1 entspricht, nachdem sich die Gelenkstange 47 um ihren Lagerzapfen 62 gedreht hat und sich an den Hebel 140 angenähert hat, so dass die Gelenkstange 47 in etwa mit dem Endteil 140a des Hebels 140 in Kontakt kommt, während sich der Finger 141 des Hebels 140 in unmittelbarer Nähe der Zähne des Sperrzahnrads 56 befindet.
Wenn ein Zusatzweg des Antriebsmittels 2 unter der Kontrolle des Erfassungsmittels 8 herbeigeführt wird, dreht die Gelenkstange 47 den Hebel 140 um seinen Lagerzapfen 145, und der Finger 141 des Hebels 140 treibt das Sperrzahnrad 56 drehend an, was zur Folge hat, dass die Muffe 114 drehend angetrieben wird, die durch das Zusammenwirken der Schrägstirnrampen 110 und 112 die axiale Verschiebung der Muffe 116 bewirkt, wie dies vorstehend unter Bezugnahme auf 14 erläutert worden ist.
Grundsätzlich wirken alle vorstehend beschriebenen Kraftmodifizierungsmittel 7, wenn die Ausgleichsfeder 55 entspannt ist, um die für ihr Zusammendrücken erforderliche Kraft zu minimieren.

Claims

Steuervorrichtung für ein Kopplungsmittel (1), wie beispielsweise eine Kupplung, eine Bremse, eine Getriebeschaltung oder ein stufenloses Getriebe, umfassend ein Antriebsmittel (2), ein Betätigungsorgan (3) zur Betätigung des Kopplungsmittels (1), einen zwischen dem Antriebsmittel (2) und dem Betätigungsorgan (3) angeordneten linear bewegbaren Verbindungsmechanismus (4) und eine Kraftdosierungsanordnung (5) mit wenigstens einem Unterstützungsenergiespeicher (6), um die Betätigungskraft des Antriebsmittels (2) zu dosieren, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftmodifizierungsmittel (7) auf den Unterstützungsenergiespeicher (6) einwirken, um das durch diesen gespeicherte Energieniveau zu verändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmodifizierungsmittel (7) durch wenigstens ein Erfassungsmittel (8) gesteuert werden, das eine Information erhält, die eine Änderung eines oder mehrerer Betriebsparameter des Kopplungsmittels (1) repräsentiert.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (8) eine vom Kopplungsmittel (1) stammende Information erhält.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (8) eine vom Betätigungsorgan (3) stammende Information erhält.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (8) eine vom Antriebsmittel (2) stammende Information erhält.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Betriebsparameter vom Verschleiß wenigstens eines Reibungsmaterials abhängig sind, welches das Kopplungsmittel (1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Betriebsparameter von den Streuungen der Betriebsmerkmale des Kopplungsmittels (1) abhängig sind, die zwischen verschiedenen, in einer gleichen Serie hergestellten Teilen festgestellt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (8) die durch das Antriebsmittel (2) gelieferte Kraft als Information verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (8) eine Bewegung des Kopplungsmittels (1), des Betätigungsorgans (3), des Verbindungsmechanismus (4) oder des Antriebsmittels (2) als Information verwendet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeichermittel (6) eine Metallfeder, etwa eine Schraubenfeder (55), umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmodifizierungsmittel (7), die auf den Energiespeicher (6) einwirken, ein veränderliches mechanisches System umfassen, das mit dem Energiespeicher (6) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmodifizierungsmittel (7), die auf den Energiespeicher (6) einwirken, ihr eigenes motorgetriebenes System haben, das auf wenigstens eines seiner veränderlichen geometrischen Merkmale einwirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmodifizierungsmittel (7), die auf den Energiespeicher (6) einwirken, durch das Antriebsmittel (2) betätigt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (2) auf die Kraftmodifizierungsmittel (7) über einen zusätzlichen Verstellweg oder Zusatzweg einwirkt, der über den für die Betätigung des Kopplungsmittels (1) erforderlichen normalen Verstellweg hinaus ausgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (1) nicht bei der Ausführung eines Zusatzwegs aktiviert wird, um auf die Kraftmodifizierungsmittel (7) einzuwirken.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmodifizierungsmittel (7) ein Sperrzahnrad (56) umfassen, das es den Kraftmodifizierungsmitteln (7) ermöglicht, eine fortschreitende und stets in der gleichen Richtung seines veränderlichen geometrischen Merkmals verlaufende Änderung aufzuweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Antriebsmittel (2) ausgeführte Zusatzweg bewirkt, dass sich das Sperrzahnrad (56) um wenigstens einen Zahn weiterbewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (51) die Kraftmodifizierungsmittel (7) trägt und einen Betätigungsfinger (57) umfasst, der auf das Sperrzahnrad (56) bei einer Betätigung des Kopplungsmittels (1) einwirkt, wobei die besagte Betätigung einen Zusatzweg umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmodifizierungsmittel (7) einen Schnecken-Mutter-Trieb (58, 59) umfassen, der auf das Energiespeichermittel (6) einwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrzahnrad (56) über ein Untersetzungsgetriebe (60) auf den Schnecken-Mutter-Trieb (58, 59) einwirken kann.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnecken-Mutter-Trieb (58, 59) eines seiner Elemente, Schnecke bzw. Mutter, in Anlage am Energiespeicher (6) umfasst, während das andere seiner Elemente, Mutter bzw. Schnecke, durch das Sperrzahnrad (56) über ein Zahnrad-Schnecken-Getriebe angetrieben werden kann, welches das Untersetzungsgetriebe (60) bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmodifizierungsmittel (7) ein Mittel umfassen, um eine manuelle Rückstellung in den Ausgangszustand dieser Kraftmodifizierungsmittel (7) bei einem Eingriff am Kopplungsmittel (1) vorzunehmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmodifizierungsmittel (7) eine Vorrichtung zur Rückstellung nach einer bestimmten Anzahl von Einstellungen des durch den Speicher (6) gespeicherten Energieniveaus umfassen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (8) eine Information erhält, die von einem elektrischen Geber stammt, der den Verstellweg eines Elements erfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (2) einen Elektromotor (34) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (8) als Information eine Messung des durch diesen Elektromotor (34) verbrauchten elektrischen Stroms verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Information bei der Betätigung des Kopplungsmittels (1) während einer Hin- und Rückphase dieser Betätigung erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (8) verschiedene an diesen Energieniveaus vorgenommene Messungen vergleicht, um auf dem Vergleichsweg daraus eine Entwicklung des Kopplungsmittels (1) abzuleiten und auf dieser Grundlage auf die Kraftmodifizierungsmittel (7) einzuwirken.
Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmodifizierungsmittel (7) eingestellt werden, um ein konstantes Verhältnis zwischen den zwei Energieniveaus beizubehalten, die durch das Antriebsmittel (2) bei den Hin- und Rückphasen seiner Betätigung geliefert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 29, bei dem das Kopplungsmittel (1) aus einer Kupplung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (6) eine größere Energie in der Auskuppelphase im Vergleich zu der in der Einkuppelphase gelieferten Energie liefert.
Vorrichtung nach Anspruch 26, bei dem das Kopplungsmittel (1) eine Membranfeder (16) umfasst, um Platten (14 und 15) an wenigstens einem Reibbelag (18) einzuspannen, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Strommessung es ermöglicht, einen Verschleiß des Reibbelags zu messen, der eine Veränderung seiner Dicke und demzufolge eine Veränderung der Geometrie der Membranfeder und der durch sie ausgeübten Kraft zur Folge hat.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmodifizierungsmittel (7) des Energiespeichers (6) das Energiespeicherniveau verändern, um eine Änderung des Werts der auf die Membranfeder (16) auszuübenden Kraft auszugleichen.
Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass diese Veränderung des Niveaus des Energiespeichers (6) durch Zusammendrücken der Metallfeder (55) erfolgt, um einen Verschleiß des Reibbelags (18) auszugleichen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Antriebsmittel (2) und dem Energiespeichermittel (6) ein System (9) ist, das eine Kraft nichtlinear überträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtlineare Verbindungssystem (9) aus einem mechanischen System von Nocken oder Gelenkstangen (44, 47) besteht, das so angeordnet ist, dass der Energiespeicher (6) zu jedem Zeitpunkt eine bestimmte Kraft auf das Verbindungsmittel (4) ausübt, wobei diese Kraft einen Wert nahe dem Wert aufweist, der bereitgestellt werden muß, um das Kopplungsmittel (1) zu betätigen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das durch ein Gelenkstangensystem gebildete nichtlineare Verbindungssystem (9) eine erste Gelenkstange (44) umfasst, die durch einen Lagerzapfen (43) mit dem Verbindungsmittel (4) verbunden ist, während ihr anderes Ende einen mit einer zweiten Gelenkstange (47) verbundenen Lagerzapfen (45) aufnimmt, wobei diese zweite Gelenkstange an ihrem anderen Ende mit dem Energiespeicher (6) verbunden ist, und sich zwischen den beiden Enden dieser zweiten Gelenkstange ein Lagerzapfen (62) befindet, der mit dem Gehäuse (51) der Baueinheit der Kraftdosierungsanordnung (5) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (4) ein Einstellsystem (10) zur Einstellung seiner Länge umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) ein Kontrollmittel (11) umfasst, um eine Änderung eines Parameters des Kopplungsmittels (1) anzuzeigen.
Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollmittel (11) eine Information liefert, die von Einwirkungen abhängig ist, die auf die Kraftmodifizierungsmittel (7) oder auf das Längeneinstellsystem (10) erfolgt sind.